基于調入調出關系的地表水開發利用率研究

祝曉宇 張海濤 杜富慧 張象明 郭志輝 史紅偉

摘 要：水資源可持續利用是社會、經濟可持續發展的保障，水資源與社會環境、生態環境等息息相關。為協調水資源與生態、人口和社會等的關系，合理開發利用水資源，基于水資源調入調出關系，分析2005—2019年我國水資源一級區的地表水資源開發利用率及其變化趨勢。結果表明：自2005年以來，水資源一級區地表水資源開發利用率總體呈緩慢增大趨勢；調水工程引水使地表水供給量增加，地表水資源開發利用率也相應發生改變；通過引調水工程，水資源一級區缺水區域水資源壓力減小，缺水狀態得到緩解，有利于區域經濟社會發展。

關鍵詞：水資源；開發利用率；調入調出關系；地表水

中圖分類號：TV213.4 文獻標志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.01.014

引用格式：祝曉宇，張海濤，杜富慧，等.基于調入調出關系的地表水開發利用率研究[J].人民黃河，2022，44（1）：67-70.

AnalysisofDevelopmentandUtilizationRateofSurfaceWaterinPrimaryWaterResources AreaBasedontheRelationshipBetweenTransferinandout

ZHUXiaoyu1，ZHANGHaitao2，DUFuhui1，ZHANGXiangming2，GUOZhihui1，SHIHongwei3

（1.CollegeofWaterConservancyandHydropower，HebeiUniversityofTechnology，Handan056021，China；2.ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropoewer，Beijing100038，China；3.ChinaWaterInvestmentCo.，Ltd.，Beijing100053，China）

Abstract：Withtherapiddevelopmentofeconomyandsociety，thesustainabledevelopmentandutilizationofwaterresourceshasincreasing lybecomethefocusofsocialattention.Thesustainableutilizationofwaterresourcesistheguaranteeofsocialandeconomicsustainabledevel opment.Waterresourcesarecloselyrelatedtosocialenvironmentandecologicalenvironment.Inordertosolvetheharmoniousrelationship betweenwaterresourcesandecology，populationandsociety，scientificdevelopmentandutilizationofwaterresourceshasbecomethekey. Basedontherelationshipbetweentransferinandtransferout，thispaperanalyzedthedevelopmentandutilizationrateofwaterresourcesin China sprimarywaterresourcesareas，andobtainedthechangetrendofthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesby comparingandanalyzingthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesfrom2005to2019.Theresultsshowthat，since 2005，thedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterresourcesinthefirst classwaterresourceszonehasincreasedslowly.Asthewater diversionprojectdivertswaterintothebasin，thesurfacewatersupplyincreases，andthedevelopmentandutilizationrateofsurfacewaterre sourceschangesaccordingly.Bycitingthewatertransferproject，thewaterpressureinthewaterdeficientareaofthefirst classwaterre sourceszonehasreduced，whichalleviatesitswatershortagestateandplaysapositiveroleintheregionaleconomicandsocialdevelopment.

Keywords：waterresources；developmentandutilizationrate；relationshipbetweentransferinandout；surfacewater

水資源是社會、生產、自然生命活動的基礎性資源，對經濟社會發展非常重要。我國水資源存在供需失衡、污染以及分配不均等問題，經濟、社會和環境都不可避免受到水資源開發利用的影響。長期以來，水生態環境不斷遭到破壞，水資源過度開發利用加重了水危機，水資源問題日益凸顯，合理開發利用水資源成為當務之急。水資源開發利用有3個階段[1]：第一個階段是粗放型利用階段，主要以地表水開發為主；第二個階段是轉軌階段，以地表水和地下水聯合開發的方式進行，這個階段水資源問題愈加突出；第三階段是可持續利用階段，這個階段實行可持續性和與環境相協調的水資源管理模式，注重水資源節約與環境保護。國際上公認的地表水資源開發利用率的極限值為40%，根據區域自身水資源問題及水資源開發情況，水資源開發利用率應保持在合理的閾值范圍內[2-3]。王西琴等[4]基于二元水循環，從量和質兩個角度分析了地表水資源開發利用率的閾值，認為水資源允許開發利用率應限制在50%以下。

水資源開發利用程度與自然環境和水土生態等息息相關[5]。由于不同時期對水資源的需求不同，當地地表供水也存在差異，因此采用某水平年流域或區域水資源開發利用量計算水資源開發利用程度不具有可比性[6-8]。Alcamo等[9-10]用年均水資源量代替水資源可利用量，計算水資源開發利用率，其結果能直觀反映區域水資源問題。李東[11]結合中國水資源公報及其編制技術大綱等資料進行分析，指出水資源開發利用程度（率）只是供用耗水中的利用程度，而不是水力資源的開發程度。水資源開發利用可分為河川徑流（地表水）水資源開發利用和地下水資源開發利用。在分析地表水資源開發利用率時，地表水資源量主要包括供水工程提供的水量以及流域調出水量，不包括調入水量[12-13]。

本文基于水資源調入調出關系，分析2005—2019年我國水資源一級區的地表水資源開發利用率及其變化趨勢。首先分析水資源一級區的調入調出關系，然后按是否考慮調入調出關系計算地表水資源開發利用率，對比分析地表水資源開發利用率受調水工程的影響程度，以期為協調水資源與生態、人口和社會等的關系，合理開發利用水資源提供參考。

1 地表水資源開發利用率的概念和計算方法

從水資源規劃利用角度把水資源開發利用率定義為供水能力（或保證率）為75%時可供水量與多年平均水資源總量的比值，是表征水資源開發利用程度的一項指標[11]。地表水資源開發利用率為地表供水量與多年平均地表水資源量的比值。

1.1 不考慮調入調出關系的地表水資源開發利用率

1.2 考慮調入調出關系的地表水資源開發利用率

為了真實反映流域自產地表水的控制利用情況，在地表水供水量計算中要扣除跨流域調入的水量，調出水量計入流域總供水量。國際上公認的地表水合理開發利用率閾值為40%，其中我國地表水開發利用率平均約為20%[15]。

2 水資源一級區調入調出關系

水資源調入調出是根據自然條件、區域規劃等進行的水資源調配，有利于改善用水狀況、緩解水資源短缺。跨流域調水主要通過引黃工程和南水北調工程，其中：引黃工程于20世紀80年代開始投入使用，南水北調東線、中線工程分別于2013年12月、2014年12月正式通水。跨流域調水使當地可供水量增加，水資源開發利用率也發生相應的變化。

根據《2010年中國水資源公報》[16]可知，2010年全國水資源一級區的調水量為148.1億m3（見表1）。從調入區來說，淮河區分別從黃河、長江引水35.8億m3和60.2億m3，調水量排第一（96.0億m3）；海河區通過引黃工程引黃河水45.9億m3，調水量排第二。

根據《2015年中國水資源公報》[17]可知，全國水資源一級區調水量為173.1億m3（見表2），比2010年增加25.0億m3。

從調入區來說，淮河區通過引黃工程和南水北調工程分別從黃河、長江引水42.8億m3和54.5億m3，調水量排第一（97.3億m3）；海河區通過引黃工程和南水北調工程分別從黃河、長江引水43.3億m3和13.8億m3，調水量排第二（57.1億m3）。

根據《2019年中國水資源公報》[18]可知，2019年全國水資源一級區調水量為283.8億m3（見表3），比2015年增加110.7億m3。從調入區來說，淮河區通過引黃工程和南水北調工程分別從黃河、長江引水46.9億m3和108.9億m3，調水量排第一（155.8億m3）；海河區通過引黃工程和南水北調工程分別從黃河、長江引水67.9億m3和42.7億m3，調水量排第二（110.6億m3）

3 基于調入調出關系的水資源一級區地表水資源開發利用率

基于是否考慮調入調出關系，對比分析2010—2015年水資源一級區地表水開發利用率的差異，見圖1。可以看出，北方地區地表水開發利用率變化明顯，而南方地區則基本無變化。海河區地表水開發利用率變化最明顯，不考慮調入調出關系時，其地表水資源開發利用率為90%；在考慮水資源調入調出關系時，跨流域調水使海河區地表供水量明顯增多，從而緩解了其水資源緊張程度，使地表水開發利用率下降至60%左右。

不同時段的全國水資源一級區地表水開發利用率見表4。基于全國多年平均地表水供水量與全國多年平均地表水資源總量的比值，得出2005—2019年全國地表水資源開發利用率為18.3%。我國北方地區地表水資源開發利用率遠超20%，原因主要是北方地區地表水相對較少，為滿足需求調入一定的水量，使其地表水供水量增加，從而使地表水開發利用率相應增大。海河區、黃河區、淮河區地表水資源開發利用率遠超40%的國際警戒線，其中：海河區2010—2015年地表水資源開發利用率（61.6%）比2005—2010年（59.6%）增大2.0%，2015—2019年地表水資源開發利用率（61.2%）比2005—2010年（59.6%）增大1.6%，2015—2019年地表水資源開發利用率（61.2%）比2010—2015年（61.6%）減小0.4%；淮河區2010—2015年地表水資源開發利用率（50.6%）比2005—2010年（53.0%）減小2.4%，2015—2019年地表水資源開發利用率（50.8%）比2005—2010年減小2.2%，2015—2019年地表水資源開發利用率比2010—2015年增大0.2%。東南諸河區、珠江區、西南諸河區水資源開發利用率不到20%，與北方地區差異懸殊，表明全國水資源開發利用程度極不均衡。

4 結 語

本文基于水資源調入調出關系，對比分析了2005—2010年、2010—2015年、2015—2019年3個時段全國水資源一級區的地表水資源開發利用程度。2005—2019年全國地表水開發利用率為18.3%，東南諸河區、珠江區、西南諸河區水資源開發利用率不到20%且總體呈緩慢減小趨勢，北方水資源一級區地表水資源開發利用率遠超20%且總體呈緩慢增大趨勢，淮河區、黃河區及海河區地表水資源開發利用率遠超40%的國際警戒線。通過調水工程引水使區域地表水供水量增加，地表水資源開發利用率也相應發生改變。為了實現人與自然和諧發展，保障社會經濟活動順利進行，要充分考慮區域水資源狀況，將水資源開發利用程度控制在一個合理的閾值范圍內。

為了促進經濟社會高質量發展，必須改善南北方地區水資源空間不均衡的現狀。南方水多但其地表水資源開發利用率小，建議加快建設南水北調西線調水工程，增加向北方地區的調水量；北方地區水資源量少，嚴重制約經濟社會的可持續發展，在加大從南方地區調水量的同時，應大力發展節水灌溉和中水回用，并實行最嚴格水資源管理制度。

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【責任編輯 張華興】