关于黄河“八七”分水方案调整的几点思考
发布时间:2022-08-16

  黄河发源于青藏高原,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等9个省(区),全长5464公里,为我国仅次于长江的第二大河。黄河流域连接青藏高原、黄土高原和华北平原,是我国重要的生态屏障。黄河担负着全国17%的耕地和50多个大中型城市的供水任务,流域省份人口超过全国总人口的30%。

  黄河流域水资源量匮乏,人均水资源量仅为530立方米,远小于国际上严重缺水地区的下限指标(1000立方米/人)。自20世纪70年代起,黄河干流出现断流,至90年代断流情势逐渐加剧。1987年,国务院批准通过了《黄河可供水量分配方案》(黄河“八七”分水方案),在黄河一般年份径流总量580亿立方米的基础上,扣除(预留)冲沙水量210亿立方米,剩余的370亿立方米作为可供水量分配到沿黄9个省(区)和河北省、天津市。

  “八七”分水方案是近数十年来黄河流域水资源节约保护与利用的重要依据,对黄河流域经济社会可持续发展、生态环境保护和用水总量控制起到了巨大的保障作用。但是,黄河“八七”分水方案颁布三十多年来,黄河流域社会经济和生态环境状况都发生了明显变化,黄河流域的用水需求和水文特征也都出现了较大的变化,这都给黄河水量分配方案带来了新的挑战。为了更好满足黄河流域生态保护和高质量发展的要求,迫切需要完善黄河分水方案。

  本文旨在梳理黄河“八七”分水方案在当今社会经济条件下面临的新情势,分析当前社会上关于“八七”分水方案调整的意见,提出在黄河流域生态保护和高质量发展这一重大国家战略下黄河“八七”分水方案调整的几点思考。

  1 黄河“八七”分水方案面临的新情势

  (1)水资源新情势。黄河“八七”分水方案的水文基础是1919—1975年系列的黄河年均天然径流量580亿立方米。第二次全国水资源评价采用1956—2000年系列,得出黄河年均天然径流量为535亿立方米,较分水方案的基数580亿立方米减少了45亿立方米;而按2001—2017年系列统计,黄河年均天然径流量减少为456亿立方米。近几年降水较丰,黄河径流量有所回升,利津站2018—2020年年均天然径流量达到685亿立方米,因此有必要基于新的水文系列对黄河分水方案进行调整。

  (2)入黄泥沙新情势。20世纪60年代以来,黄河流域工农业用水量增加以及水利工程建设和水土保持开展等因素改变了黄河的水沙状况,影响着入黄水沙量及其时空分布。如黄河干流潼关站1960—1986年年均来沙量为12.10亿吨,1987—1998年则减少为5.42亿吨,而1999—2017年年均来沙量仅为2.46亿吨。入黄泥沙量的大幅减少必然要求对冲沙水量和生态水量需求做出相应调整,以确定更加科学合理的黄河冲沙水量和生态水量。

  (3)用水格局新情势。黄河“八七”分水方案颁布实施以来,黄河流域各省(区)经济社会发展水平与该方案制定时预测的水平有不同程度的变化,其对黄河水的依赖程度以及水资源的利用效率等也发生了变化,山东、内蒙古、宁夏和甘肃等省(区)的引黄水量往往超过分水指标,而陕西和山西两省的用水量则一直未达到分水指标,这对“八七”分水方案提出了新的调整要求。

  (4)跨流域调水新情势。南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺的重要基础设施,按东、中、西3条线路从长江调水北送,总调水规模为每年448亿立方米。目前,东线和中线一期工程已经运行通水,较大程度上改善了山东、天津、河北和河南等省(市)的供水水源结构。此外,永定河引黄生态补水工程、引汉济渭工程等跨流域调水,对山西、陕西等省的供用水格局产生了一定影响。这些变化也对黄河“八七”分水方案提出新的调整要求,因此要充分考虑跨流域调水的影响。

  (5)地下水管理。黄河“八七”分水方案中,仅分配了黄河流域的地表水,而没有考虑地下水,由此产生了黄河流域水资源管理的漏洞。比如,山西省黄河水量分配指标为43.1亿立方米,但其地表水耗水量仅约10亿立方米,取而代之的是大量开采地下水资源,引发地下水位下降、泉水衰减乃至枯竭。地下水位极度下降造成地下水对黄河的补给量减少,进而影响黄河地表水量。在水循环系统中,地表水与地下水是相互联系和相互转化的,仅分配地表水会导致对地下水的过度开采,从而影响地下径流和区域的生态环境。因此,须将地下水纳入黄河分水方案调整中一并考虑。

  (6)水量调度策略。《黄河水量调度条例》规定,各省(区)水量的年度实际调配量要在多年平均的水量分配方案基础上,根据当年预测来水量和水库蓄水量按照“丰增枯减”原则调整。该原则简单明了容易操作,但也存在不足:一是枯水年同比例缩减配水将造成较大的供水破坏和社会影响,不同用水部门(如城乡居民生活用水、农业用水、工业用水和生态环境用水等)具有不同的重要性和供水优先级,宜差别化对待,同时,沿黄各省(区)的供水结构、用水需求、用水构成和耐旱程度差别较大,也应精细化管理;二是丰水年同比例增加配水不一定与调蓄能力相匹配,沿黄各省(区)的调蓄能力和用水过程有明显差异,在丰水年增加的水资源量可能超出省(区)的调蓄能力而无法利用,因此在分水方案调整中应考虑黄河干流大型水库的调蓄功能,蓄丰补枯,优化调度策略。

  2 黄河水量分配调整方案的思考

  综上所述,黄河“八七”分水方案出台时的情势与当今相比有很大差别,面对沿黄各省(区)工业化城镇化等发展趋势,在黄河流域生态保护和高质量发展的新时代背景下,有必要对黄河“八七”分水方案进行优化和调整。

  2.1 分水方案的“大稳定、小调整”

  随着经济社会的发展,沿黄各省(区)水资源供需矛盾日益加剧。随着南水北调东、中两线的通水以及入黄泥沙的减少,不少专家学者提出将分配给海河流域和淮河流域的部分水量以及预留冲沙水量中的部分水量,调剂给黄河流域上中游地区的缺水省份。也就是说,在总体上保持黄河“八七”分水方案稳定的情形下,结合当前具体情况进行适当微调,称为“大稳定、小调整”方案。

  “大稳定、小调整”方案的核心是水源置换,用南水北调的水置换黄河水。南水北调东线供水范围包括江苏、安徽、山东、河北和天津等5省(市),中线供水范围包括河南、河北、北京和天津等5省(市)。在东、中线的供水范围内,河南、河北、山东和天津与引黄用水相关。根据规划,已建成的南水北调东线和中线工程可向沿线区域供水约140亿立方米,河北、天津和山东的缺水形势得以有效缓解。但在南水北调西线工程建成通水前,黄河流域上中游地区没有新的水源。因此,考虑将黄河下游南水北调受水区域中一些原本由黄河水源供给的改为由南水北调水源供给,将置换出的黄河水量调剂分配给黄河上中游地区使用。

  目前,学者们提出的置换方案可归纳为以下几种。一是未用完的引黄指标置换。在目前施行的黄河“八七”分水方案中,分给河北和天津的水量指标为20亿立方米,但受引水工程及其他因素影响,河北和天津的实际引黄水量远小于分配水量。鉴于河北和天津是南水北调中线以及东线后续工程的重点供水区,在进行黄河水量指标置换调整时,应予以优先考虑。二是城市引黄水量的置换。南水北调工程东线和中线的供水目标主要是城市,由于城市供水系统的调度配置过程相对简单,用户缴纳水费能力较强,并且有相当高的水量和水质保证率要求,因此原来由黄河水量供给的南水北调受水区城市的引黄指标可考虑予以适当置换。三是对农业引黄水量的置换。南水北调工程以城市供水为主,兼顾农业。因此,对利用其他外调水条件相对较好的农业灌区的引黄水量可考虑置换,如山东省梁济运河两岸引黄灌溉水可用长江水置换。考虑农业灌溉用水量与水价等因素,农业引黄水量用南水北调水量置换存在较大难度,可以在调水规模允许、国家政策激励的条件下,优化南水北调方案,如南水北调东线工程对田山、位山、郭口、胡家岸、陈孟国和胡楼等引黄灌区联合配置,中线工程对人民胜利渠、武加、韩董庄和阳桥等引黄灌区联合配置。

  2.2 分水方案的“大补充、小调整”

  “大补充、小调整”方案是指针对现状水系和水资源格局,考虑“八七”分水方案中仅对地表水进行分配而导致地下水过度开采进而影响黄河地表径流的问题,在水量分配调整方案中将地表水与地下水统筹分配。“大补充”是指补充地下水量分配,“小调整”是指仍以“八七”分水方案为基础进行调整,只做小的分水指标调整。

  黄河流域大部分区域的水循环是地下水补给黄河水,其中:地下水贡献最大的是唐乃亥以上的黄河源区,其次是晋陕峡谷天桥泉域和沁河、伊洛河子流域地区。根据地矿部门的研究成果,花园口断面基流量约占该断面黄河径流量的44%。可见,地下水是黄河流域水资源的重要组成部分。随着经济社会的不断发展,黄河流域水资源被大规模开发利用,地下水开采与利用也越来越广泛。地下水的大规模开采,导致地下水对河川径流的补给量不断减少(尤其是在流域产流山区)。根据“八五”国家科技攻关计划项目“黄河流域地下水资源合理开发利用”研究成果,黄河花园口断面以上各省(区)年均地下水开采量总和为93.3亿立方米,估算可能减少黄河径流量41.45亿立方米,导致可供分配的水量减少约24%。

  黄河流域(包括内流区)地下水资源总量为468.52亿立方米,扣除与地表水的重复计算量,地下水可开采量约为地表水资源量的44.6%,地下水一直是黄河流域水资源开发利用的重要水源之一。20世纪80年代初,黄河流域地下水开采量每年约为90亿立方米,之后基本呈递增趋势;至2019年,地下水供水量占全流域总供水量的20.57%,达到114.35亿立方米(见表1),较1980年增长了约25亿立方米。由于地下水利用监管乏力,不少区域地下水开采无序,因此诱发了一系列生态环境负效应。据统计,2016年黄河流域地下水超采区有78个,总面积为2.26万平方公里,总超采量14亿立方米。

表1 2019年黄河供水区各省(区)取水量 亿立方米  

 

  因此,建议在“八七”分水方案基础上,将黄河流域地下水资源补充到可分配水资源总量中,充分考虑黄河流域地表水的历史分配量、现状用水量以及地下水的现状用水量,分析黄河流域各省(区)地表水与地下水相互转化关系和空间分布特征;按照总量控制和地下水采补平衡的原则,统筹考虑黄河流域地表水和地下水资源的配置,形成对黄河流域水资源闭合系统统筹的分配方案。

  2.3 未来分水方案的“新格局、大调整”

  “新格局”是指面向未来的水源格局和社会经济发展格局;“大调整”是在新的水资源和社会经济格局条件下对黄河水资源及其外调水资源进行通盘考虑,重新分配。

  黄河“八七”分水方案是在为解决黄河不断增多的断流问题背景下诞生的,是在解决1997年黄河大断流危机背景下启用的。到目前为止,黄河水量调度仍是在保证黄河不断流的前提下,按保障城乡生活用水、兼顾工业用水、合理安排农业用水、按计划分配生态用水的原则进行的。

  黄河“八七”分水方案在当时流域各省(区)预测需求量远超可供水量的情形下,仍然保留了占黄河天然径流量36%(约210亿立方米)的河道冲沙水量,具有一定的预留生态水量的前瞻性。然而,这一预留的具有生态水量性质的冲沙水量,还是突破了河流开发利用程度40%的国际常用阈值。此外,预留的210亿立方米输沙入海水量因缺乏具体的权利人而使多数年份难以达到。在黄河水量统一调度前的1990—1998年,黄河利津断面年均入海水量仅为68.79亿立方米;在统一调度后,年均入海水量增加到157.33亿立方米,但仍较预留的冲沙水量指标低1/4。尽管近5年黄河水量增加,年均入海水量增加到330亿立方米,但黄河流域水资源开发利用率仍然很高。以2018年为例,流域水资源开发利用率超过80.0%,远超生态警戒线。

  随着中国特色社会主义建设进入新时代,习近平总书记从历史和全局出发,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略。在重大国家战略中强化生态保护,推进经济高质量发展,迫切需要“还水于河”,以确保黄河流域生态用水这一生态保护的基本要素。因此,有必要从更高的格局对黄河“八七”分水方案进行调整。

  (1)加大生态环境用水比例,支撑黄河流域生态保护

  黄河流域是中国重要的生态屏障,从黄河源至黄河口,黄河连通着三江源、祁连山、六盘山、贺兰山、阴山、秦岭等重要水源涵养区,跨越甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等荒漠化防控区和陇东、陕北、晋西北等重要水土保持区,穿过兰州、银川、汾渭河谷等环境污染防控区以及三角洲生态建设保护区,构成了横亘于中国西北—华北地区的巨型生态走廊。

  根据卫星遥感数据,黄河流域湿地面积在过去几十年整体呈下降趋势。比如,1980年黄河流域湿地面积为2702平方公里,但2016年黄河流域湿地面积则减小为2364平方公里,减幅为12.5%。湿地面积减小给水生生物造成了严重威胁,中国水产科学研究院的研究成果指出,在最近几十年中,黄河流域水系中1/3的水生生物种类因黄河水生态环境质量下降而濒临灭绝。

  生态用水包括河道外生态用水和河道内生态用水两大类:河道外生态用水指为确保流域河道主槽以外的生态环境不退化所需的水量,通常属于消耗性用水;河道内生态用水指维持河道主槽生态环境正常状态所需的水量,通常属于非消耗性用水,可与航运、旅游、发电等用途结合使用。

  对于黄河生态环境用水,在专指河道内生态用水的语境下,应在总地表径流中先行扣除生态用水基数,剩余的水量才是经济社会可分配水量。参考清华大学提出的“淮河法”河流生态流量综合计算方法以及国际上其他常用的河道生态水量比例,以黄河流域为半干旱半湿润气候区考量,按照生态保护的基本维持、一般维护和适宜发展的目标,其相应的生态水量比例应为河道多年平均径流量的30%、40%和50%~60%。若按黄河地表径流量580亿立方米计,其相应的生态预留水量(含冲沙水量)分别为174亿、232亿、290亿~348亿立方米。

  随着气候变化和人类活动影响以及计算方法的不同,近20年黄河河道径流量的计算值也有不同,主要有530亿、490亿、461亿立方米三种。考虑到生态流量是支撑生态系统良好存续与发展的基础,建议将580亿立方米的径流量作为分配生态流量的基数。对于此生态流量(含冲沙水量)超出原冲沙水量210亿立方米的部分,以及考虑到对黄河流域生态保护和高质量发展的支撑,需要在新情势下研究黄河流域水量分配新的方案。

  (2)提升水资源节约集约利用水平,推动黄河流域高质量发展

  黄河流域水资源不足,供需矛盾突出,在目前的节水水平下可供水量与流域总体需水量仍有较大差距。因此,在黄河流域必须进一步加强节水,全方位建立节水型社会。

  虽然黄河流域的水资源利用效率在全国处于先进水平(如:2019年黄河流域万元工业增加值用水量为21.6立方米,是当年全国平均值的56%;灌溉用水量为4785立方米/公顷,主要省(区)农田灌溉水有效利用系数为0.567,明显高于全国平均值;城镇人均生活用水量为162升/日,农村居民人均生活用水量为69升/日,分别为当年全国平均值的72%和77%),但与世界发达国家相比仍有一定的提升空间。如:2009年,位于干旱区的以色列,其万元GDP用水量为15立方米,万元工业增加值用水量只有3.4立方米,灌溉水利用系数则高达0.870;位于干旱半干旱区的澳大利亚,其万元GDP用水量为36.6立方米,万元工业增加值用水量只有13.3立方米,灌溉水利用系数达到0.800。可见,黄河流域工农业的水生产力尚有很大提升空间,节水潜力仍然较大。

  黄河流域高质量发展有着“平衡南北方,协同东中西”的重要意义。通过黄河流域水资源综合管理体系的逐步完善和节水水平的提升,将有效推动产业结构调整,促进流域经济由传统生态环境消耗型向生态环境改善型转变,进而实现黄河流域的高质量发展。

  (3)构建大水网,增强流域水资源调配能力

  水资源短缺是黄河流域生态保护和高质量发展的主要限制因素。随着全球气候变化的加剧和黄河流域各省(区)经济社会的快速发展,黄河流域水资源紧张形势将逐步加剧。按照《黄河流域综合规划(2012—2030年)》和其他有关研究成果,黄河流域经济社会发展和生态环境改善的需水总量在未来仍将有相当大的刚性增长,需要增加流域可用水资源量,增加解决流域缺水的韧度。

  按照黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的要求,通过南水北调等调水工程,逐步构建以“四横三纵”为主体的国家水网体系。根据南水北调西线前期规划,其不同方案的调水总量为60亿~170亿立方米。若加上正在建设的引汉济渭调水工程规划年调水量15亿立方米和规划中的白龙江调水工程年调水量15.22亿立方米等,黄河流域中上游总外调水量将为90亿~200亿立方米。在这样的水资源条件下,南水北调西线工程生效后黄河水量分配方案就可满足健康河流生态要求、绿色经济增长的发展需求和应对连续干旱事件的抗风险需求。

  在“新格局、大调整”方案下,沿黄各省(区)要积极构建省(区)、市、县三级水网,进一步提高水资源供给质量、效率和水平,切实提高水资源要素与其他社会经济要素的适配性,大幅增强区域水资源调控保障能力。构建的黄河流域大水网格局,可有效保证黄河上中游地区的生活用水、重点城市群和关键区域的工业用水,以及现代农业和流域内河流生态用水,对促进黄河流域生态保护和高质量发展具有重大意义。

  (4)建立流域水权水市场,促进水资源效能提升

  水权交易是利用市场机制优化配置水资源的主要手段之一,国内外的理论研究和实践经验表明,引入水权市场不仅有助于提高水资源的配置效率,而且有助于提高社会各界参与发展水利事业的积极性。在严格控制用水增量的前提下,探索黄河流域节约或节余水权的市场配置机制,既可保证不突破黄河流域水资源刚性约束红线,又能够通过市场调节促进水资源向高效益地区和行业转移,提高水资源的利用效益和效率,实现水资源节约集约利用。

  黄河“八七”分水方案实施之后,沿黄各省(区)的水权分配有了基本依据,但总体上黄河流域目前尚未引入先进的水权交易模式和技术,小额零散的水权交易主要是在当地水行政主管部门统筹指导和安排下进行的。不过应该看到的是,随着水权水市场的逐步健全以及黄河流域水权交易市场的建立,行政区域间的水权交易也将会发生,因此有必要建立黄河流域水权市场体系,建立黄河流域水权交易平台,利用先进完善的技术,保障水权交易高效、健康、有序。

  3 结语

  水资源是黄河流域的生态之基,是黄河流域生态保护和高质量发展的关键要素。黄河“八七”分水方案颁布至今已有35年,该分水方案制定时设定的时限条件和边界条件等,应及时调整和再次确定。“大稳定、小调整”方案,是在“八七”分水方案基础上适当结合现状的微小调整方案;“大补充、小调整”方案,也是以“八七”分水方案为基础,将原分水方案未考虑的地下水纳入其中的调整方案;“新格局、大调整”方案,是基于南水北调东、中、西线全部发挥作用后的方案构想,将加大生态环境用水比例放到突出位置,强调健康可持续的发展思路,是黄河流域生态保护和高质量发展必须考虑的因素。

  黄河水量分配方案调整与再确定是健康用水秩序的重要基础。在水量分配方案确定后,要建立和发展黄河流域水权水市场,通过市场调节,两手发力,进一步促进黄河流域水资源高效利用,激发黄河流域高质量发展的自主动力和强劲引擎。

  来源:人民黄河,2022,44(8)  作者:王忠静 娄俊鹏