京津冀:如何走出水困局
胡振宇+龙隆
[摘要] 京津冀地区,人—水关系一直处于紧张状态,无论从生存还是生态角度,都需要对国家长时段、大空间配水体系进行重构,制定核心水源地的涵养、保育战略和华北地区地表水、地下水长期恢复方案,建设中国水安全枢纽,以30~50年为期,修复国家水生态体系。
[关键词] 黄淮海流域 水安全问题 水安全枢纽
[中图分类号] X52 [文献标识码] A [文章编号] 1004-6623(2017)03-0007-06
[作者简介] 胡振宇(1968 — ),山西祁县人,综合开发研究院(中国 . 深圳)可持续发展与海洋经济研究所所长,副研究员,研究方向:区域经济与可持续发展;龙隆(1955 — ),云南昭通人,综合开发研究院(中国 . 深圳)产业经济资讯中心主任,副研究员,深圳市决策咨询委员会委员,研究方向:产业经济。
京津冀地区,人—水矛盾已到了非解决不可的程度。无论从生存还是生态角度看,都需要制定核心水源地涵养、保育战略和华北地区地表水、地下水长期恢复方案。本文提出建设以三峡库区为核心的中国水安全枢纽,重构全国的长时段、大空间配水体系的解决思路。
一、京津冀水问题突出
地表水过度开发、地下水超采和气候变化,已使京津冀所在的海河流域产水规律发生变化,流域环境整体干化。2000~2010年产水量仅为1950~1980年产水量的22%,1950年代以后主要河流水量逐年减少。至1970年代,20條主要河流有19条发生断流,年平均断流时间达186天,一些河道由季节性断流变为全年断流。
(一)人—地关系失衡
从总量看,京津冀以全国2%的土地聚集了全国8%的人口和10%的经济总量。从发展历程看,重化工业在各地不同阶段均承担过主角,目前唐山—秦皇岛和邯郸—邢台两大煤铁资源丰富区,集聚着河北1/5的工业企业和1/3以上的工业生产能力,这一聚集过程加上粗放的发展方式,致使原有的人—地关系失衡。
(二)农—水关系失衡
1952~2000年,海河流域人口翻了一番,粮食产量翻了近两番,从历史上长期依靠外调粮食的流域成为全国三大粮食生产基地之一。支撑这一成绩的是大量的农田水利工程,期间建成万亩以上灌区488处,引提水工程1.8万多处,机井122万眼,有效地缓解了干旱对农业发展的影响,但也超出了当地水资源承载力。
2013年,海河流域总耗水量为254.52亿立方米,耗水率68.6%。其中农业、工业、生活和生态环境耗水量所占比例分别为71.9%、10.6%、12.6%和4.9%(《2013年海河流域水资源公报》)。
(三)地表—地下失衡
长期、大量的地下水开采造成海河流域地下水位严重下降,15个地下水漏斗中,8个漏斗中心水位埋深下降,最大降幅达3.72米,流域大部分地区靠超采地下水维持生存、发展。
人类活动增加,污染控制不力,加上自然径流减少带来的自净能力下降,使海河流域的河流污染严重。2013年,Ⅰ-Ⅲ类水占比由34.7%降至34.2%,Ⅳ-Ⅴ类水占比由19.3%升至19.4%,劣Ⅴ类水占比由46%升至46.4%。
(四)地表水体萎缩
1950年代,白洋淀等海河流域12个主要洼淀水面面积2694平方千米,1960年代降至2178平方千米,1970年代进一步减至866平方千米,2000年只有538平方千米,比1950年代减少了80%。
二、京津冀折射出全国的水资源问题
施雅风院士根据冰川与内陆湖泊萎缩状态,判断19世纪末至今,亚洲中部气候呈现暖干化趋势,这种趋势可能延续到本世纪中叶。黄河上游的径流变化较大,1990~1996年的7年平均流量在流出青海省时为527立方米/秒,比1956~1996年的34年平均径流量677立方米/秒减少了22.7%,是黄河下游断流现象严重的一个重要原因(施雅风,2003)。IPCC①的五次评估报告及近年的气候变化也印证了着这一判断。
(一)极端事件频发
随着人类活动和气候变化加剧,我国极端水文事件发生概率大大升高,直接危及到人类生产生活和社会稳定,即使在水资源丰富的南方,旱灾也时有发生:2003、2006年,江南、华南、西南地区地区曾出现大旱;2008~2011年,华北、西南、江南出现特大干旱;2014年,华北遭遇历史罕见特大干旱。
(二)环境代价巨大
我国近30多年的高增长付出了巨大的环境代价,黄淮海流域水源性缺水、水质性缺水、生态系统缺水,三者相互驱动,长此以往,“水生态安全”成为更大的现实问题。
(三)粗放模式难以为继
黄淮海流域2010年缺水约为100亿~225亿立方米,预计2030年及以后约为160亿~304亿立方米,地表水已严重超支。地表水不足导致黄淮海平原,特别是华北平原地下水超采严重,地下水漏斗数及面积居高不下。与此同时,南方水资源情况也不乐观,长江中下游湖泊面积自新中国成立以来已减少1万多平方千米,损失容积约567亿立方米,大大降低了洪水资源化空间,增加了洪水风险。
按照2020年全面建设小康社会并逐步向富裕社会过渡,以及2050年基本实现现代化的宏伟目标,2020年我国的经济总量将比2010年翻一番,2050年将比2020年翻一番半到两番。按照目前耗水量,到2020年则需要1.15万亿立方米的水,将占我国水资源总量的45%,已经超过了保持一个国家水系统平衡的取水上限。
三、雄安新区的水忧虑
雄安新区建设是中国的千年大计。从雄安新区选址白洋淀来看,其水背景不言而喻,但白洋淀本身的承载力已相当脆弱,当地人—水矛盾非常突出。从行政级别看,雄安新区建设将极大地改变京津冀间水资源流向,但由于未来城市规模、人口数量、产业结构形成的用水刚性,及受南水北调中线调水总量限制,雄安新区一出生就处于水资源紧张状态。
(一)白洋淀已变成人工湖
白洋淀是未来雄安新区的核心水系,其上承来自大清河南支的潴龙河、唐河、府河、漕河、瀑河以及北支的白沟引河,总流域面积3万平方千米,当淀水位10.5米(大沽高程)时,水面面积可达366平方千米。白洋淀不但为为周边及其下游地区提供生产、生活用水,而且通过渗漏、侧渗等方式补充地下水,提高地下水位。
雄安新区远期控制面积约2000平方千米,涵盖三县(面积合计1500余平方千米)及周邊部分区域。白洋淀原属保定市安新、雄县、容城、高阳及沧州市任丘五县管辖,其中85%的水域在安新县境内。随着新区建设,三县人口和县域经济数量及结构都将发生全新变化,由此产生的用水需求也会大大增加,白洋淀既是新区水源支点也是新区景观亮点。
但从1958年开始建设的上游水利工程,已使白洋淀流域白洋淀完全变成了人工调蓄型湖泊,由上游枣林庄枢纽工程控制来水。白洋淀流域现有在用水库149座,总库容36亿立方米,水库总控制面积1.1万平方千米,占流域山区面积的60%。随着经济的发展,全流域用水量急剧增加,白洋淀入水量逐年减少。根据管理部门的经验,白洋淀蒸发、渗漏消耗水量为10毫米/日,为保持最低生态水位,需年补水0.8亿~1亿立方米,若无补水,必然干淀。事实上,在上世纪,干淀现象已发生多次:1960年代2次、1970年代4次、1980年代5次、1990年代1次。
(二)补水受到制约
为解决干淀问题,1996~2017年,国家、河北省、保定市已先后实施24次应急调水“济淀”,第24次已于2017年4月5日开始,白洋淀可在两个月内获得王快水库和西大洋水库超过3300万立方米的生态补水。河北省水利厅将白洋淀最低生态水位①定为7.3米,规定低于此水位则停止白洋淀对周边供水,对应淀区水深1.0米,水面面积122平方千米,水量1.3亿立方米。
即便如此,由于白洋淀与上游水库同属于海河流域,在特殊干旱年份上游水量不足时,还得跨流域补水:2004年通过南运河水系岳城水库补水1.6亿立方米、2006年通过“引黄济淀”工程补水1亿立方米,“引黄入冀补淀工程”2017年底完工后,预计可完成年均1.1 亿立方米的补水任务。
总的来看,白洋淀生态补水受到四方面因素的制约:一是通过天然河道补水效率低,蒸发、渗透损耗在50%以上。二是本流域水量有限,干旱年份水库蓄水达不到开闸放水要求。三是“引黄入冀补淀工程”纵贯鲁冀两大行政区七个闸口,将面临水权协调、黄河水量不足等难题。四是通过南水北调中线总干渠引水补淀尽管输水线路短、输水损失小,但要对河北省30.39亿立方米用水指标进行再分配,更要面对京津的用水优先权。作为南水北调中线水源地的丹江口水库其可调水量也要受上游来水的影响,多年平均可调水量为94亿立方米(53.62亿~130.42亿立方米之间)。
(三)天然降水趋少,污染、浪费并存
1950年代以来,白洋淀降水量呈减少趋势,年平均降水量从743.7毫米减至小于500毫米。
由于缺少清洁水常态补给,白洋淀自净能力变差,富营养化严重,《2013年海河流域水资源公报》显示,淀区263.68平方千米测评水域水质在Ⅳ类以上,其中Ⅳ类占42%(110.25平方千米)、Ⅴ类占52%(137.40平方千米);劣Ⅴ类占6%(16.03平方千米),主要超标项目为高锰酸盐指数和总磷,淀区已中度富营养化。在水污染的同时,白洋淀流域内灌溉方式落后,有效利用率仅为0.4~0.5,浪费严重。
四、国家水安全枢纽和水网络构建思路
(一)三峡库区为解决全国水资源问题创造了条件
长江流域汇集了中国降雨量的40%以上,拥有中国35%的可用资源,现开发利用度约20%,是中国唯一可在满足生态水需求的前提下,进行大规模跨流域用水调配的主权水系。如果说,有一个横贯东西的主水轴在驱动着中国的千年演进,那就是长江。北宋以来,中华民族的人口与经济就在向这个主轴的驱动范围聚集,驱动的半径与时俱增,至今仍在继续。
三峡大坝的修建,为长江、黄河两大流域水战略资源的统一调配提供了可能。坝址控制流域面积约100万平方千米,多年平均年径流量为4510亿立方米,占长江年径流量的近50%。若加上溪洛渡和向家坝水电枢纽,三峡大坝以上能够调控的库容量已达635亿立方米,相当于整个黄河的年径流量,若加上将要竣工的白鹤滩水电枢纽,则三峡以上能够调控的库容量将达850亿立方米,是中国最大的淡水汇集仓库和最重要的战略资源。
(二)推进三峡国家公园建设,保证库区水质
国家公园是强化国家意识的重要空间载体,是掌控国家资源的战略区域。建设包含生态屏障区在内的由国家直投直管的三峡国家公园,既是一个特殊的空间布局,又是一种特别的制度安排。可在试点成熟的国家公园体制基础上,把库区城乡居民的收入增长作为地方经济的主要考核指标,并把生态环境列为主要政绩评价指标。
建议把具有丰富生态资源的神农架林区(3241平方千米)、建始县(2720平方千米)和具有丰富地质、地貌资源的恩施市(4088平方千米)纳入三峡国家公园管理范围,把三峡国家公园建成中国的水安全枢纽。
(三)以三峡库区为枢纽,实现长黄淮海联网调度
自三峡库区以下的长江流域现在是中国人口和经济最主要的聚集地带。中国东南部是全国的经济、社会重心,胡焕庸线东南部聚集着中国人口的94%;黄淮海流域和长江流域(主要在东南部)则是中国经济、社会发展和生态修复的重中之重,这里聚集着全国总人口的70%,加上胶东半岛的人口,则已经超过了9亿人口(按户籍人口计)。若按常住人口计,则这两大区域的人口已超过10亿,占了全国总数的75%以上。如果长黄淮海水系联网调度,可消除10多亿人口的缺水之患,中国的“水安全”就有了基本的保障。
从水量来看,黄淮海流域水资源开发利用率已达55%,远远超过世界公认的40%的极限,长江流域的水资源开发利用率不到20%。在这种情况下,唯有进行两大流域的水资源统配,并进一步用50~100年的时间,开发河道、水库、湖泊联动的水资源蓄调体系,才是解决我国水资源这一战略物资时空分布極不均衡的根本办法。如果能再通过50~100年的理水期,实现雨洪利用和两大流域的综合调度,则可望解决中华民族生存的心腹大患。
(四)同步推进“水安全”和“生态修复”工程
“水安全”工程和“生态修复”工程其实是“合二为一”的大系统综合调理工程,包括了蓄水、防洪、调配、供水、治污、回用、节水、河网湖泊湿地生态修复、水土涵养、江海河口生态维护、海水淡化,还有农灌、发电、航运、旅游等行业的经济开发利用等等。这是一个跨越行政区域和集合多方利益的巨大工程,是国家工程,只有中央政府有权威有能力来发动并主持实施,是一个理念全新、内容丰富、范围广大的理水工程,一旦启动,就标志着中国开始了新的“理水时代”。
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Abstract: From Huang-Huai-Hai watershed and the whole country of China, the relationship between people and water has been under a severe strain. We have to reconsider Chinas long-term and large-space water distribution for the countrys sustainable development. It is necessary to draw up the water resources conserve strategy on the core water source region and recovery solutions on the surface and underground water in North China, and to construct Chinas security hub of water resource and restore Chinas water ecological system over a long run, such as thirty or fifty years.
Keywords:Huang-Huai-Hai Watershed; Water Security Problems; Water Security Hub
(收稿日期:2017-05-31 责任编辑:垠 喜)