中原城市群发展战略与水资源约束研究

陶 洁 ，左其亭 ，齐登红 ，窦 明

（1.郑州大学水科学研究中心，450001，郑州；2.河南省地质环境监测院，450001，郑州）

河南省委、省政府从2003年至2008年后先提出了《中原城市群发展战略构想》《中原城市群总体发展规划纲要》以及“一极两圈三层”的城镇体系规划。然而中原城市群在推进经济高速增长的同时，经济社会发展与水资源紧缺的矛盾也日趋尖锐。

本文从中原城市群发展战略及水资源现状出发，给出满足区域发展目标的水资源配置方案，提出相应的措施和重大水利工程布局方案，以期为河南省快速、健康、协调发展提供支撑。

一、中原城市群概况及发展战略

1.中原城市群概况

中原城市群范围覆盖河南省全省，土地面积达 16.7万 km2，包含 18个省辖市、21个县级市、88个县，构成“一极两圈三层”的发展格局。“一极”即以“郑汴新区”作为带动全省经济社会发展的核心增长极。“两圈”即以郑州综合交通枢纽为中心，以城际轨道交通体系和高铁客运专线为纽带，形成“半小时交通圈”和“一小时交通圈”。“三层”即中原城市群核心层、紧密层、辐射层。核心层指郑汴一体化区域，紧密层包括洛阳、新乡、焦作、许昌、平顶山、漯河、济源等7个市，辐射层包括南阳、鹤壁、三门峡、安阳、商丘、信阳、周口、驻马店、濮阳等9个省辖市。

区域地势西高东低，地貌类型复杂多变。区域处于亚热带向北温带的过渡区，四季分明，适宜农业发展，是全国重要的粮食生产基地。区域内降水量时空差异较大，东南部降雨量达1200mm，北部降雨量仅为600 mm左右，且全年降雨量集中于夏季，2008年全省人均年水资源占有量369.4 m3，极度缺水。城市群地跨海河、黄河、淮河、长江四大流域，河流众多。此外区域区位优势明显，是我国东中西部三大地区的接合部，区域内交通发达，被称为国家铁路、公路的枢纽中心。

2.中原城市群发展战略

河南省委、省政府在2005年编制的 《中原城市群总体发展规划纲要》中指出了中原城市群未来六大战略任务：①做大做强做优郑州，强化郑州中心城市地位；②发挥群体优势，努力形成区域内各城市协调发展的强大合力；③优化空间布局，为区域内城市发展和产业成长奠定良好基础；④培育和壮大特色优势产业，着力提升产业竞争力，促进经济结构转型升级；⑤完善区域内城市功能，改善人居环境，吸引人口聚集，促进农村人口转移和城市劳动力就业；⑥加快建设和谐城市，努力扩大对外开放，优化发展环境，营造促进中原城市群协调发展的环境和氛围，提高区域软竞争力。

经过十几年的发展，2020年预期主要发展指标为：核心层和紧密层9个市城镇化率达65%左右，地区生产总值达25 700亿元，其中第一产业、第二产业、第三产业增加值分别为1 100亿元、12 500亿元、12100亿元，第二产业中工业增加值为11500亿元。2020年年末总人口数将达4 800万人，省辖市建成区面积将达1690km2。预测9个市2020年需水量约为135亿m3，其中工业、生活、农业用水量分别为38亿、22亿、54亿m3。现状可供水量为100亿m3，所缺水量通过新建大型水资源开发利用工程，如南水北调中线调水工程、燕山水库工程、河口村水库工程、小浪底水库工程、西霞院水库工程，以及通过现有工程除险加固、收集雨水、合理开发地下水、中水回用等进行补充，或者采用节水技术等有效控制需水量，提高水资源保障能力。中原城市群的发展是以健康的环境为基础的，治理与保护水环境非常重要。预计2020年9个市污水处理率达97%，城市饮用水水源Ⅱ类以上水质比例达100%。

二、中原城市群水资源状况及制约作用

1.水资源现状分析

根据 《河南省水资源调查评价》报告，中原城市群多年平均年地表水资源量为303.99亿m3。区域内多年平均地下水资源量为196.00亿m3/a，其中山丘区83.11亿 m3/a，平原区124.50亿m3/a。多年平均年水资源总量为404.86亿m3。从人均年水资源占有量来看，中原城市群整体多年人均年水资源占有量为406.5 m3，属水资源短缺地区。

以2008年为基础，查阅相关资料，对现状水资源数量、质量、供水量和用水量进行调查分析，2008年中原城市群全区降水量738.1 mm，地表水资源量259.056亿m3，地下水资源量188.274亿m3，水资源总量为371.253亿m3。水质方面，废污水排放量45.857亿m3，其中工业（含建筑业）废水 34.125亿 m3，占 74.4%；城市综合生活污水11.732亿m3，占25.6%。水质达到或优于Ⅲ类、符合饮用水水源区要求的河长1 311 km，占评估总河长的27.9%；达到Ⅳ类、Ⅴ类标准，符合工农业用水区及景观娱乐用水区水质要求的河长899km，占19.2%；遭受严重污染，水质劣于Ⅴ类，失去供水功能的河长2 482 km，占总控制河长的52.9%。

供水量方面，2008年区域总供水量为227.53亿m3，地表水供水量为88.75亿m3，地下水供水量为138.38亿m3，其他水源供水量为0.43亿m3。用水量方面，2008年总用水量227.53亿m3，生活、生产、生态用水量分别为 28.74 亿、194.17亿、4.62 亿m3。

2008年全省水资源开发利用率为63.15%，开发利用程度比较高，已经超过了世界公认的极限值 （40%）。根据缺水类型划分标准，中原城市群属于资源型缺水地区。

2.水资源的制约作用

（1）功能性约束

城市水资源缺乏，供需矛盾日益突出；水资源时空分布不均，与区域生产力布局不相匹配。中原城市群多年人均年水资源量为406.5 m3，仅为全国的1/6；亩均水资源量为407 m3，也仅为全国的1/5。除信阳市水资源相对充裕外，其他城市均存在不同程度的缺水问题，其中既有资源型缺水城市（如豫北地区），又有水质型缺水城市（如豫中、豫南地区）。受大陆性季风气候影响，区域降水年内分配不均，年际变化剧烈，加剧了水资源开发利用难度，使水资源短缺的形势更加突出。有限的可供水量不能保证城市发展用水需求，随着城市化水平的提高，城市水资源供需矛盾将日益突出，严重制约区域发展。

（2）生态性约束

近年，中原城市群区域水污染问题日益加剧，全区52.9%的水功能区丧失使用功能。据调查，2008年，除了鹤壁、济源市外，其余16个市废污水排放量均超过1亿m3，郑州最多达到6.5亿m3。大量废污水未经处理就直接排入河道，造成市区及其附近河流水质大多为Ⅳ类、Ⅴ类或劣于Ⅴ类水质标准，地表水环境恶化问题突出。此外，地下水环境恶化问题也较严重，自20世纪70年代以来，紧密层9个市开始超采地下水，目前已形成19个地下水水位下降漏斗。地下水的过度开采，导致地下水水位持续下降，形成大面积水位降落漏斗，进而带来地面沉降、地裂缝和地面塌陷等一系列问题。

（3）经济性约束

城市供水结构与供水水源配置不尽合理；节水意识淡薄，水资源浪费严重。目前，中原城市群18个省辖市中，仅郑州市以公共供水为主；公共供水和自备水源联合供水的有开封、新乡、许昌3座城市；其他城市多以自备水源供水为主。此外全区供用水设施老化，导致跑、冒、滴、漏现象十分严重，供水损失率高达30%以上。另一方面节水洁具、中水利用设施以及先进的节水技术与设备的普及率很低，导致水资源浪费非常严重。这些问题间接影响着政府的资金投放，制约着中原城市群经济的发展。

（4）制度性约束

水资源管理体制的不完善导致水资源开发利用中存在许多不可避免的问题，对区域可持续发展造成影响。中原城市群目前的流域与区域管理相结合的水资源管理办法不健全，总量控制与定额管理相结合的用水管理体制不完善，水资源保护、水功能区监控力度不够，各种应急管理制度缺乏，这些均不能满足经济社会的发展，急需进一步加强和完善水资源管理体制的建设，强化指导城市水务规划，促进城市健康发展。

三、基于中原城市群发展目标的水资源利用途径

本次研究范围覆盖中原城市群18个省辖市，且按照水资源三级分区套地级行政区的原则，将研究区划分为60个计算单元，在各计算单元内，又针对中原城市群发展规划和总体布局，对核心层、紧密层、辐射层内各城市的城区和新区进行了定位和细分，以满足需水预测和水资源配置的需要。现状水平年为2008年，近期规划水平年为2020年，远期规划水平年为2030年。研究内容主要是在广泛收集中原城市群经济社会、环境、水资源量和水资源开发利用等有关资料，摸清中原城市群水资源量和水资源开发利用现状的基础上，分析中原城市群水资源承载力的影响因素，确定中原城市群各类用水标准，开展预测规划水平年中原城市群的可供水量和需水量研究，并紧扣水资源承载力的内涵，研制水资源转化关系模型、生态环境系统模拟模型、“经济社会—水资源—生态环境”复合系统互动关系模型，进而构建水资源承载力指标体系、计算模型和评价方法，计算出中原城市群全区和各地市的水资源承载力，最终从水环境治理措施和水资源高效利用措施两个方面设计若干水资源配置方案，通过方案比较提出提高中原城市群水资源承载力的水资源合理配置方案，以及重大水利工程布局。

1.满足发展目标的水资源配置

本次研究中选定8种水资源配置方案，在50%来水条件下，对前7种方案进行计算与分析，根据结果进一步调整那些对计算结果影响较大的参数，由此优选出全区水资源承载力最接近发展预测实际水平的情景，即满足发展目标的配置方案。该方案的构成参数有：2020年达标排放浓度68 mg/L、面源产污浓度20 mg/L、再生水回用率22%、灌溉水利用系数0.64、工业用水重复利用率70%，2030年达标排放浓度62mg/L、面源产污浓度18 mg/L、污水回用率30%、灌溉水利用系数0.72、工业水重复利用率78%。该方案的水资源配置结果如表1所示，这里没有考虑生态用水量。

值得注意的是，虽然该最优方案的水资源配置能够满足中原城市群的发展目标，但是2020年仍有29个单元超载，2030年仍有26个单元处于超载状态。针对上述超载单元，可以对单元内部参数进行微调，使所有单元至2030年均能满足单元经济社会发展需求。

2.中原城市群水资源开发利用途径

中原城市群水资源开发利用途径研究的目的就是提高区域水资源承载力，给城市群发展提供保障。

（1）工程措施

工程措施就是在充分发挥现有工程效益的基础上，规划新的水资源开发利用与保护工程，制定合理的水资源开发利用模式、步骤、规模，研究相配套的投融资体制、建设和管理体制、运营机制。工程措施包括南水北调供水工程体系、地表水开发利用工程体系、地下水开发利用工程体系、其他水源开发利用工程体系、节水工程体系、水资源保护工程体系。

南水北调供水工程体系指包括南水北调中线工程在内的各类规划配套工程、配套投资。

地表水开发利用工程体系中2020年前建成的除了《中原城市群总体发展规划纲要》中提到的南水北调中线调水工程、燕山水库工程、河口村水库工程、小浪底水库工程、西霞院水库工程之外，还包括核心层的郑州市小浪底引水工程、新郑市“引黄入新”提灌工程、中牟县蒋冲提灌工程，紧密层的洛阳市 “引黄入洛”工程，辐射层的信阳市出山店水库。2020—2030年间建成的地表水开发利用工程体系包括紧密层的洛阳市前坪水库、平顶山市下汤水库，辐射层的南阳市青山水库、伏岗水库、罗汉山水库、秦岗水库，信阳市张湾水库、晏河水库、袁湾水库、白雀园水库。

表1 中原城市群水资源配置结果单位：万m3

地下水开发利用工程体系方面，根据“河南省中小城市供水利用世界银行贷款项目”，2020年以前将在中原城市群内44个市（县）建设地下水供水工程30个，新增总供水规模108万t/d；此外2020年和2030年逐步对沿黄地带远景水源地进行开采。

其他水源开发利用工程体系包括再生水利用、矿井水利用、雨水集蓄利用。规划核心层的郑州市于2020年、2030年分别投资1 226万元、9 288万元建设再生水利用工程，预计2020年再生水利用率分别占排污总量的25%。矿坑排水经处理后，可用作矿区工业用水、生活用水以及农田灌溉用水等的替代性水源。雨水集蓄利用包括山丘区和城市雨水集蓄利用两部分内容。阶段年2020年核心层的郑州市规划投资3144万元，建设5 878处集雨工程，集水量140万m3；紧密层规划投资16 118万元，建设28401处集雨工程，集水量578万m3；辐射层规划投资35 125万元，建设48024处集雨工程，集水量1768万m3。

节水工程体系方面，主要包括修建节水灌溉工程、抓好各行业节水技术改造等措施。预计核心层2020年节水量达41 784万m3，其中农业灌溉节水量22 049万m3，工业节水量17323万m3，生活节水量2412万m3；2030年节水量达53 687万m3，其中农业灌溉节水量 30 004万 m3，工业节水量 20 651万 m3，生活节水量3032万m3。紧密层2020年节水量达84 635万m3，其中农业灌溉节水量39356万m3，工业节水量41303万m3，生活节水量3976万m3；2030年节水量达115575万m3，其中农业灌溉节水量53984万 m3，工业节水量 56528万m3，生活节水量5 063万m3。辐射层2020年节水量达164 009万m3，其中农业灌溉节水量114 988万m3，工业节水量43 906万m3，生活节水量5115万m3；2030年节水量达 220 516万 m3，其中农业灌溉节水量147 218万m3，工业节水量65 954万m3，生活节水量7 344 万 m3。

水资源保护工程体系目的就是对地表水域和地下含水层进行监测管理，保护和改善水环境。根据《河南省地表水资源保护规划》，到2020年将完成入河排污口搬迁整治工程、河道疏浚清污治理工程、水工程调度引水减污工程、水环境监测站网及监测能力建设工程、城市饮用水水源地保护工程、水功能区监督管理工程、科研及管理体系建设工程等。于2030年完成168个水功能区的确界立碑、断面建设。地下水保护主要是进行生态修复以改善水环境，规划工程包括紧密层的新乡市辉县百泉、济源市万泉寨和辐射层的安阳市小南海泉生态修复及泉域保护，湿地保护区的生态修复保护工程以及地下水水源地保护工程等。

（2）重大水利工程布局

核心层生产力较高，经济社会规模较大，水资源制约尤为突出，在核心层实施郑州市南水北调配套工程，增加供水保障能力，缓解郑州市的缺水问题，有效解决郑州市生态环境问题，推动郑州市经济、中原城市群建设快速发展。根据河南省人民政府文件（豫政文〔2007〕195 号）的批复，南水北调中线工程向郑州市的供水量为5.17亿m3/a，工程从新郑市乔户入境，途经新郑、中牟、郑州市区、荥阳，由孤柏嘴过黄河，总长133 km。受水范围包括：新郑、中牟、郑州市区、荥阳、新郑航空港和上街区。主要工程包括修建输水管道125.75 km，建设分水口门7座、水厂7座，扩建水厂1座，置换水厂2座，建设调蓄水库5座、调蓄水池4个、泵站7座，修建暗渠4.4 km。

紧密层虽然在“三层”中超载程度最轻，但是其发展潜力较大，是未来中原城市群区域发展的有力后盾，将和核心层构成协调发展的城市体系。在紧密层实施包括洛阳市“引黄入洛工程”、洛阳市前坪水库、平顶山市下汤水库、济源市河口村水库等4个重点供水工程，会极大地提高其供水保障能力，促进区域协调发展。“引黄入洛工程”的黄河水自小浪底南岸引水枢纽工程自流而出，向南穿越邙山的20km隧洞，被送至位于西工区红山乡的涧河支流——金水河水库，然后通过水库开闸泄流至涧河，由涧河流入洛河、中州渠；黄河水注入金水河水库后，另一路往东经邙山流入瀍河。工程建成后，可解决洛阳市河渠生态用水问题以及市区工业生产及居民生活用水问题。洛阳市前坪水库位于淮河流域沙颍河支流北汝河上游，水库建成后可将北汝河防洪标准提高到20年一遇，同时配合沙颍河干支流已建和规划的大型水库将沙颍河以下的防洪标准近期提高到20年一遇，远期提高到50年一遇；减淹面积160 万亩（10.67 万 hm2），防洪效益年均达1.605亿元；灌溉农田42万亩（2.8万hm2），为城镇提供生活及工业供水6021万m3。平顶山市下汤水库位于淮河流域沙颍河水系沙河干流上，平顶山市鲁山县西部，计划于2030年前建成。济源市河口村水库是控制沁河洪水的关键工程，也是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分，是黄河流域防洪规划确定近期开工建设的重点防洪工程。预计水库建成以后，可实现工业和生活供水6 580万m3，向广利灌区供水6 842万m3；将沁河下游河道的防洪标准由20年一遇提高到100年一遇，对保障地区防洪安全发挥重大作用。

辐射层人口基数大，城镇化率低，生产力落后，水量丰富，但是人们保护水资源意识淡薄。在辐射层建设南阳市青山水库、伏岗水库、罗汉山水库、秦岗水库，信阳市出山店水库、张湾水库、晏河水库、袁湾水库、白雀园水库等9座重点供水工程，既可以高效利用该地水资源过境水量大的优势，为本地或外地增加供水，也可以为本地防洪提供保障，促进该地城市化建设，改善水质。

（3）非工程措施

非工程措施包括水资源保护体系、水资源开发利用监管体系、节水型产业建设体系、经济调控体系、公众参与体系等。水资源保护体系包括建立健全水功能区管理机制，建立健全水生态保护制度，完善水资源监测预警体系，加强应对突发性水污染事件的能力建设。水资源开发利用监管体系包括建立健全用水总量控制管理制度，完善用水定额管理制度，建立健全以取水许可为基础的水权制度。节水型产业建设体系包括节水型农业建设，节水型工业建设，节水型城市建设。经济调控体系包括健全水资源费管理制度，水价形成机制改革，推进水利工程供水价格改革，合理调整城市供水价格，加大污水处理费征管力度。公众参与体系包括用水户参与水事务管理机制、公众参与保障机制。

[1]冯德显，贾晶，杨延哲，等.中原城市群一体化发展战略构想 [J].地域研究与开发，2003，22（6）.

[2]河南统计局，国家统计局河南调查总队.河南统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2009.

[3]河南省发展和改革委员会.中原城市群总体发展规划纲要（2006—2020）[S].2006.

[4]河南省水利厅.河南省水资源公报[R].2008.

[5]董林，陈璇璇.城市可持续发展的水资源约束分析[J].水利科技与经济，2006，12（8）.

[6]左其亭，窦明，陶洁，等.中原城市群水资源承载力研究[R].河南省国土资源厅，2010.