2001—2020年山東省水資源利用現狀分析

王 倩，趙 靜，曾凡超，姚付啟

（1.魯東大學水利工程學院，山東 煙臺 264010；2.長江水利委員會長江科學院，湖北 武漢 430010）

2020年，全國人均水資源量為2239.8 m3，山東省人均用水量為370.3 m3，不足全國人均水資源量的1/6，僅為世界人均水資源占有量的1/24，屬于聯合國確定的人均占有量小于500 m3的嚴重缺水地區[1]。水資源短缺所造成的供需方面的不平衡，與生產力布局不相適應的矛盾十分突出。隨著經濟的增長和城市化的發展，整個山東省的用水結構也在不斷調整，在水資源總量同比下降的情況下，政府對各行業生產和生活的用水要求不斷嚴格。同時，工業化的急劇擴張所帶來的水資源污染加劇，生態環境破壞等問題日益嚴重。因此，充分分析山東省的用水現狀，研究水資源變化規律和污染情況，提出有針對性的發展建議，對于山東省合理開發利用水資源以及制定有關的經濟和社會發展規劃具有重要的意義。

目前關于用水量的研究大多集中在用水結構，用水量指標，用水效率以及驅動因子分析，用水量趨勢預測等方面。陳進等[2]分析了1998—2016年近20 a 長江流域及二級流域水資源利用現狀，提出未來水資源治理的重點是水污染治理和水資源保護。陳新穎等[3]以淮河流域1997—2016年的總用水量和農業、工業、生活用水量數據為基礎，探析淮河流域總用水量與用水結構變動之間的響應關系。山東省在用水量以及用水結構、水資源質量方面的研究較少[4，5]，且大部分研究的年份比較久遠，對新形勢下水資源現狀指導性不強。在此背景下，本文通過分析山東省2001—2020年近20 a 水資源總量、用水總量、用水結構、污水排放量及水資源質量情況，指出山東省在水資源利用方面面臨的挑戰和存在的問題并提出有針對性的對策建議，以期為山東省水資源開發利用與管理提供依據。

1 水資源特點

1.1 水資源概況及數據來源

1.1.1 水資源概況

中國的水資源總量豐富，人均占有量少。長江流域以南地區耕地面積約占全國耕地面積的40%，水資源總量卻占其中的80 %以上，相比之下，淮河以北地區耕地占地面積約占全國的60%，然而水資源總量僅占20 %[6]。而山東作為中國北方的大省，更是北方地區嚴重缺水省份之一，盡管處于東部沿海地區，但受氣候地勢影響，東部沿海地區降雨多為臺風雨，且海水為不可飲用水，實際可用淡水資源十分稀缺。山東省陸地總面積15.67 萬km2，約占全國總面積的1.6 %。2020年，山東省水資源總量為375.3 億m3，僅占全國水資源總量的1.18%，居全國直轄市外的省級行政區的倒數第五名[7]，總人口卻有9079.31萬，人口密度極大。近17a來山東省與全國人均水資源量對比情況，如圖1所示。

圖1 近17 a來山東省與全國人均水資源量對比

從圖1 可以看出，2004—2020年全國多年人均水資源量為2040.5 m3，山東省多年人均水資源量為297.8 m3，僅占全國平均水平的14.59%。因此，人多水少地少是山東省水資源的一個基本現狀。

1.1.2 數據來源

本文采用基礎數據資料均來源于官方統計，權威可靠。如，年人均水資源量來源于國家統計局《中國統計年鑒》，采用2004—2020年近17 a 數據；年水資源總量、年降水量、年徑流量、用水結構、地下水開采量數據采用《山東省水資源公報》2001—2020年近20 a 數據，其中用水結構數據包括農業、工業、生活、生態四部分數據；水資源質量評價數據采用《山東省水資源公報》2001—2018年數據，包括全年期河流、湖泊、水功能區和水庫水質監測變化數據；廢污水排放量數據來源于《山東省統計年鑒》，采用2001—2020年數據。

1.2 水資源時空分配

1.2.1 年際變化劇烈

近20 a山東省水資源量變化情況，如圖2所示。

圖2 2001—2020年山東省水資源量變化情況

從圖2 可以看出，山東省內的降雨量與水資源量有明顯的年際變化，干枯交替比較明顯。在降水量最為充沛的2003年，降水達到了936.3 mm，地表水徑流量349.29 億m3，水資源總量489.69 億m3。而在降水量最少的2002年，降水僅達到了420.2 mm，不足2003年的1/2；地表水徑流量僅為50.02 億m3，為2003年地表水徑流量的1/7；水資源總量為98.14億m3，僅占2003年水資源總量的1/5。分析近20 a降雨數據，豐水年有7 a，枯水年有8 a，平水年有5 a。雖然豐水年與枯水年數量接近，但需要強調的是經常有連豐、連枯現象出現，年際變化幅度極大，造成大量淡水浪費。且豐水年與枯水年降雨量相差較大，最大徑流量與最小徑流量之間差了約7倍。

1.2.2 地區分布不均

山東省內各地的年降水量、水資源總量和徑流量地區差異顯著，降水量總體上從西北地區向東南地區逐漸增長，東南沿海丘陵區分布了山東省大部分的湖泊河流，可供開發利用的水資源儲量相對而言比較豐富[8]。以2020年山東省16 市的降雨量為例（如圖3 所示），降水量最豐富的日照市年降水量達1233 mm，而濱州市僅為625.9 mm。2020年統計的省域單位流域面積上的多年平均水資源量即平均產水模數為23.95 萬m3/km2，但從行政分區看，東南地區的日照市產水模數最大達到55.58萬m3/km2，東營市最小僅為7.76 萬m3/km2，相差7 倍以上。年徑流深在東南沿海丘陵地帶可高達300 mm，但在西北部分黃河沖積形成的平原區卻僅有30～60 mm，非常不利于水資源的存儲與利用，水資源開發利用的難度較大。

圖3 2020年山東省各地級市水資源分布情況

1.2.3 近20 a水資源量變化

2001—2020年山東省各地級市水資源變化情況，詳見表1。

表1 2001—2020年山東省各地級市水資源變化情況

由表1可知，山東省多年平均降水量約為1066.29億m3，多年平均水資源總量為284.58 億m3。相比2001—2010年時間段，山東省2011—2020年時間段年降水量平均值下降了47.08 億m3，水資源總量平均值下降了51.17 億m3，整體趨勢是下降的。從山東省16 個地級市來看，年降水量與水資源量變化除了淄博、東營、濰坊、德州、濱州市有增加趨勢以外，其余市水資源均有下降趨勢，其中臨沂下降最多，下降了16.69億m3。

2 水資源利用現狀

2.1 近20 a用水總量變化

2001—2020年山東省總用水量變化，如圖4所示。

圖4 2001—2020年山東省總用水量變化情況

從圖4 可以看出，近20 a 山東省的用水量雖然經常出現小幅度的波動，但總體趨勢是下降的，從2001年的最高用水量252.71 億m3下降到2017年的209.47 億m3，相差43.24 億m3，下降率為17.11 %。其中，2001—2005年用水量出現了一個大幅下降的時期，下降率達到了16.5 %，2005—2007年間略有起伏，2007—2011年經歷一個緩慢回升階段，自2011年后就一直呈現平緩下降趨勢，一直到2017—2019年間出現小幅度回升之后又回落。如果看近10 a 情況（2011—2020年），年均下降率為4%，用水總量基本趨于穩定。

2.2 用水結構變化

山東省用水結構及其變化大體可從農業、工業、生活、生態環境4個方面分析，2001—2020年間平均用水量為221.68 億m3。其中，農業用水總量為133.46 億～192.87 億m3，占用水總量的60.24 %～78.81%，農業用水一直是用水大戶，所占比例最高；工業用水總量為18.38 億～41.92 億m3，占用水總量的8.52 %～16.59 %；生活用水總量為14.98 億～37.47 億m3，占用水總量的6.12%～16.95%；生態環境用水總量為0.29 億～19.1 億m3，占用水總量的0.12%～8.58%，詳見表2。

表2 2001—2020年山東省用水結構變化情況

由表2 可知，農業用水量近20 a 總體呈下降趨勢，2002年最大為192.87 億m3、占比78.81 %，2018年最少為133.46 億m3、占比62.76%；2001—2020年間減少了59.41 億m3，下降率為16.05 %，用水比例持續下降。工業用水量2001—2020年增加了23.54億m3，上升了2.3 倍，2005年以前呈下降趨勢，2005年以后趨于穩定，呈緩慢上升趨勢；用水比例在2006年以前下降，之后上升。生活用水量2001—2020年增加了22.49 億m3，上升了1.5 倍；用水比例除2001—2002年小幅下降外，總體呈上升趨勢。生態環境用水量2001—2020年間增加了17.7億m3，上升了12.8倍，用水比例均勻上升。

2.3 水污染情況

2.3.1 廢污水排放

2001—2020年山東省廢污水排放量顯著增加，從2001年的22.53億t到2015年的55.99億t，上升了1.49 倍；2015—2018年略有下降，但也增加了15.11億t，上升了0.67 倍；2018年后，繼續增加，總體呈顯著上升趨勢，如圖5所示。

圖5 2001—2020年山東省廢污水排放量變化情況

2.3.2 水資源質量

山東省全年期湖泊、河流、水功能區和水庫水質變化情況，詳見表3。

表3 2001—2018年山東省全年期河流、湖泊、水功能區和水庫水質變化情況%

由表3 可知，全年期總體湖泊水質情況2001—2010年較差，2010年以后開始逐漸向好，到2018年為止，水質劣于Ⅲ類湖泊占總評價湖泊已經降到了25%。依據對2018年山東省9823.46 km 的河流水質情況的評價結果，劣于Ⅲ類河流水質與2001年相比同比下降44.7%，降到了評價河流的50.6%，整體呈明顯下降的趨勢，這表明山東省的河流水質得到一定程度的改善。2001—2018年全年期水功能區和水庫的水質良好，尤其是水庫，水質劣于Ⅲ類水庫占總評價水庫的百分比自2003年以后一直較小。

2.4 地下水開采情況

2001—2020年地下水總量變化情況，如圖6所示。

圖6 2001—2020年地下水總量變化情況

從圖6 可以看出，山東省近20 a 的地下水總量整體趨勢平緩，略有下降，局部地區出現了比較嚴重的漏斗區[9]。《2020年山東省水資源公報》顯示，山東省平原區地下水位平均埋深為6.50 m，全省平原區淺層地下水開采量為56.23億m3，全省平原區地下水漏斗區（地下水埋深大于6 m）面積為11600 km2，其中淄博-濰坊、莘縣-夏津、濟寧-汶上、寧津四大漏斗區面積分別為3730、3934、2140、958 km2，占全省漏斗區總面積的92.8%。

3 結論

山東省近20 a 農業用水量整體呈下降趨勢，而工業、生活、生態環境用水量整體呈上升趨勢，受農業用水在總用水量中占比高的影響，總用水量整體也呈下降趨勢。近年來，山東省大力推廣高效節水灌溉技術，高效節水灌溉面積已達到5870 萬hm2，灌溉水利用系數已達到0.646，因此在保證灌溉面積的情況下農業用水量大大降低[7]。在工業與城鎮用水方面，隨著山東省經濟的快速發展和工業化程度的提高，水資源在工業和生活中往往能帶來更大的產值收益，因此生活用水和工業用水的比例也在不斷上升。隨著人均綠化率、公共建設和環境衛生等用水量持續增加，生態環境用水量將延續增長趨勢[10]。

廢污水排放量逐年增加，總體呈顯著上升趨勢。這說明工業化程度的提高使工業用水增加的同時也會產生大量的污水。同時，受城鎮化提速影響，生活用水不斷增加，各種垃圾和廢棄物也不斷增加，污染物質進入城鎮水循環系統造成水體污染，廢污水增加。且由于農村地區普遍沒有健全的污水收集處理管網，污水整體呈粗放型排放，農田灌溉水流經農田后攜帶化肥農藥等下滲，也會產生大量的污水。

在水質治理方面，水質評價整體向好，說明自2010年以后，政府大力建設廢污水處理廠，提高廢污水處理率，加強排污口整治與監督管理卓有成效，但值得一提的是，受大基數排污量及面源污染的影響，山東省在河流和湖泊方面的水污染治理比起全國其他地區仍有較大的進步空間。

山東省的地下水開采量在多年降雨量、水資源總量呈下降趨勢的情況下還能保持總趨勢平緩甚至略有下降，其原因除了近幾年山東省建設節水型社會之外，還有一個重要原因就是南水北調對區域內水資源的補充。但山東省地下水漏斗區面積仍然較大，因此減少對地下水資源的開發、加強水資源的高效利用仍是山東省解決水資源問題的重心之一。

綜上，山東省作為典型資源型缺水省份，水資源形勢日趨緊張，隨著經濟的發展和城市化的加劇，水資源問題會嚴重制約區域的經濟社會發展。因此，水資源高效利用與水資源保護將會是今后一段時期水資源管理的重點。在水資源高效利用方面，全方位貫徹“四水四定”原則，持續實施最嚴格水資源管理制度，持續推進農業節水增效、工業節水減排、城鎮節水降損。在水資源保護方面，圍繞《山東省水污染防治條例》，在工業污染防治、城鎮生活污染治理、農業面源污染防治以及飲用水水源保護4 個重點工作領域發力，用科學的手段進行生態治理和修復，控制和減少水環境污染和生態破壞。