用好南水北调水 做好水文章

张彤　蒋春芹　戴育华

南水北调中线工程是国家战略性基础设施工程，经过几代人的努力，工程通水在即。毋庸置疑，南水北调中线工程将极大提升北京市水资源的支撑能力，为北京市城市供水安全、生态安全和城市运行安全增添新的保障。在调水初期，如何用好千里之外调来的宝贵水资源，如何充分发挥南水北调中线工程的作用，优化水资源配置，是北京迎来外调水机遇时面临的挑战。我们应在“喝、存、补”上下力气，做好水文章。

一、北京市热盼南水北调中线调水进京

（一）北京市水资源承载力十分不足

对于特大型城市，水资源安全至关重要。但是水资源属于自然资源，与天然降水密切相关。北京地处温带半干旱季风气候区，多年平均降水量585毫米，其中84%集中在汛期（6—9月），历史上最枯水年降水量仅242毫米，最长枯水段达20年之久。年内、年际降水量分布不均，造成水资源禀赋条件先天不足，是北京市水资源紧缺的重要原因。

1999年以来，北京地区遭遇连续干旱，水资源衰减严重，总量减少44%。密云水库和官厅水库是保障北京城市供水的两盆水，上世纪50年代两库上游年均来水有30亿立方米之多，但进入21世纪以来，年均来水量骤减到不足4亿立方米，使供水保障工作面临前所未有的挑战。为应对供水困境，北京投入巨资建设水源替代工程和应急调水工程，地下水开采强度持续增长，地下水超采量年最大达6亿立方米，地下水开采率高达110%。以2013年为例，总供水36.4亿立方米中，当年天然资源供水只能满足50%，其余均为非常规水源供水，其中依靠再生水供水8亿立方米，依靠应急水源地供水3亿立方米，依靠河北应急调水3.5亿立方米。由于连年超采地下水，使地下水资源长期处于采补失衡状态。目前，北京年人均可利用水资源量已降到100立方米左右，远低于年人均1000立方米的国际水紧缺警戒线。根据水资源态势分析，水资源承载压力处于重度紧缺状态，水资源持续减少的趋势已经难以逆转。北京已成为世界上最缺水的特大城市之一，水资源短缺成为制约首都国民经济发展的瓶颈。

（二）城市发展对水资源刚性需求快速增长

一方面水资源量在减少，一方面城市发展规模与需求却在迅猛增长。人口是造成水资源刚性需求迅速增长的重要原因。《北京城市总体规划（2004年—2020年）》中2020年规划人口目标是控制在1800万人。但2000年以来人口年均增加60万人，2013年全市常住人口达2115万人，提前突破规划目标。经济是造成水资源刚性需求迅速增长的另一要因。北京经济增长速度长期处于两位数增长态势，2013年北京市实现国内生产总值1.95万亿元，人均地区生产总值1.5万美元，第三产业比重由1990年的39%提高到2013年的76.5%。由于三产用水需求中人员用水占加大比重，意味着对清水资源的刚性需求加大。

目前北京市总用水量36.4亿立方米。其中生活用水量（主要为居民生活用水和第三产业用水）由2000年的10.6亿立方米增长到2013年的16.3亿立方米，城市用水（主要为居民生活用水、第二、三产业用水、城市河湖用水）占全市总用水量的比重由2000年的51%增加到75%，属刚性需求量。全市人均用水量为172立方米，对照水资源量，人均水资源缺口约在60—80立方米，城市发展规模已超出水资源承载能力。

保守估计2020年北京市用水量比现状增加6亿立方米，如果考虑地下水涵养、回灌、恢复水资源储备、实现水生态补偿，新增需水量更大。水资源短缺已被公认是北京市社会经济发展的“短板”。

（三）透支水资源已严重威胁生态安全

1999以来北京市主要依靠连续超采地下水、应急开采地下水、吃空战略储备等维持水资源供需的脆弱平衡，代价是平原区地下水下降了13米，应急水源地下降35米，密云水库蓄水量减少约18亿方，官厅水库蓄水量减少约4亿方，地下水储量减少约65亿方。这种饮鸩止渴的取水方式使水资源严重透支，进而威胁生态安全。

一是地表水生态系统退化。由于地表水开发程度过高，夺取了河道生态水量，使河道自主调节功能与自净能力基本丧失，40%的劣Ⅴ类河道健康状态处于极差的病态水平；河道断流、湿地萎缩、井泉枯竭成为城市负面形象；北京作为古都引以为荣的“燕京八景”有五处是水景，目前基本失去原有风貌，被乾隆誉为“天下第一泉”的玉泉山泉水已消失40余年。

二是地下生态系统退化。由于地下水位持续下降，降落漏斗逐年扩大，导致局部地区含水层疏干，水位下降，形成“地下沙漠化”；由于地下水位过深，林木也需要灌溉了，植物根系生长由向地下扎根转向地表，根系浅树冠大造成树木经不起大风，北京市今年6月2日狂风刮倒近300棵树，6月29日又刮倒5000余棵树木。

三是可能诱发城市次生灾害。监测表明，伴随地下水位持续下降，平原地区地面累计沉降量大于100毫米的面积，由1999年的1800平方公里扩大到2010年的3900平方公里。地面不均匀沉降会诱发或扩大地裂缝、导致深水井管位移甚至报废、造成城市防汛设施的防御能力降低或失效、影响轨道交通运行、增加城市建设成本。

（四）南水北调中线工程是北京市缓解缺水问题的重要措施

在北京市1.6万平方公里的市域范围产生的天然资源是十分有限的。作为特大型城市、国家首都，保障供水安全和生态安全，应立足外部调水。根据国家调水战略部署，南水北调工程分东线、中线、西线三条调水线路，与长江、淮河、黄河、海河相互连接，构成我国水资源“四横三纵、南北调配、东西互济”的总体格局。2050年的调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。北京市属于中线供水范围，2014年通水后北京分水指标是12亿立方米/年，入京水量10.5亿立方米/年。南水北调中线工程来水后，北京人均水资源量可从100立方米提高到150立方米，将在一定程度上缓解水资源紧缺和改善生态失衡状况，为城乡安全供水提供可靠水源，北京市水资源承载能力将得到显著提高，首都经济社会实现持续发展有了新的支撑条件。

二、用好南水，首先要做好顶层设计

为了用好南水北调宝贵的水资源，实现“接得进”、“供得出”、“喝得上”， 北京市在受水区中率先开展了配套工程规划工作，完成《北京市南水北调配套工程总体规划》及12个专题规划研究，于2007年获得市政府批复；为了在近期充分发挥南水北调中线工程的效益，多调水，实现“喝得好”、“存得住”、“补得上”，北京市政府又组织完成了《北京市南水北调配套工程2012—2014年行动计划》、《地下水压采回灌规划》、《水资源安全保障重大项目储备规划》等，并正在组织编制《北京市南水北调配套工程后续规划》。上述规划成果已成为实现南水北调支撑北京市城市发展的重要行动纲领。

（一）北京市分水指标

国家给受水区各省市南水北调分水指标根据各省市需调水量和丹江口水库可供水量相互协调确定。根据国务院批复的《南水北调工程总体规划》，南水北调中线一期工程总调水规模95亿立方米，北京多年平均毛分水指标是12.38亿立方米，全线1276公里输水利用系数为85%，北京团城湖口门净分水指标为10.52亿立方米。南水北调中线二期工程调水规模为120—130亿立方米，其中北京市毛分水指标为17亿立方米，净调水量为14.9亿立方米。

（二）南水北调中线北京市供水范围

南水北调供水直接受水区涵盖中心城、三个地区（海淀山后、丰台河西、首都新机场）和五个新城（房山新城、门头沟新城、黄村新城、亦庄新城和通州新城）。与城市现有供水系统联网后，供水控制面积将达到6000余平方公里，基本覆盖北京市平原地区。供水对象主要是城市生活和工业用水，并择机增加水资源储备、补充环境生态用水。

（三）水资源配置总体思路

南水北调中线水入京后，与本地地表水、地下水和再生水构成北京市主要水资源，其中南水北调水源占总供水量的四分之一左右，为北京市的水资源注入了新的血液。为此在水资源开发利用上需要抓住机遇做好“两个战略性调整”：一是利用南水北调新水源入京的有利形势，做好全市水资源配置的战略性调整，形成水资源配置新方案，指导城市根据水资源支撑能力有序发展，即“有多少汤，泡多少馍”；二是针对城市空间向郊区拓展的现实情况，做好全市供水系统空间布局的战略性调整，实现空间均衡发展，解决城市供水保障问题。

在水资源配置时，需要坚持“总量控制、统筹配置”的原则，统一规划和合理利用多种水源，实现密云水库、南水北调、地下水与再生水的联合供水格局；调整现有水源的功能和定位，优先利用外调水、增加密云水库储备、压采地下水、停止应急水源地供水，使地下水水源地休养生息。需要坚持“节流、开源、保护水源并重”的原则，通过优化产业结构，提高用水效率，形成优水优用、一水多用的水循环系统。密云水库和优质地下水优先满足城乡人民生活使用；对水质要求不高的工业、绿化和农业，尽量利用再生水和达不到饮用水标准的地下水；在城市用水中将中水用于工业冷却、河湖环境、城市绿化以及农业灌溉等，减少地下水和自来水的用量。

水资源配置的核心目标定位是高效利用南水北调来水，加强对重点发展区域的水资源保障，确保城市供水安全，改善生态环境。最终实现全面提高水资源的承载能力，以水资源的可持续利用支持首都社会经济的可持续发展。

三、用好南水，增加城市发展支撑能力

根据南水北调水资源配置规划，南水北调入京水量10亿立方米，主要用于城市生活工业用水。其中城六区配置水量7.6亿立方米，新城配置水量2.4亿立方米，并通过中心城和新城20座自来水厂实施配水，占城市新水供水量的50%以上，成为北京市城市供水系统的主力水源。这就意味着，一是每年河北四库向北京市应急供水3.5亿立方米、应急水源地供水3亿立方米的供水任务将逐步置换为由南水北调水供给；二是北京市中心城自备井将停止地下水开采，改由南水北调供水；三是受水区的新城新增发展需水主要由南水北调的水源支撑，减少了当地水资源透支压力；四是人与生态环境争水的现象得到遏制。城市供水保障程度全面提升。

但是实现这一目标还面临着诸多挑战，只有做到“供得出”才能“喝得上”，这就需要完成三大基础设施建设：一是必须完成南水北调中线工程配套水厂建设，二是必须完成干线到水厂的输水网络建设，三是必须完成水厂到用户的配水管网建设。此外，北京市作为一个具有国际影响的首都、特大型城市，对自来水供水系统水量水质的保证率要求极高，长期以来自来水供水保证率一直保持在100%。为此在水量方面必须建设储备工程，以解决来水过程与需水过程不匹配的矛盾，解决应急备用水源问题；在水质方面必须避免自来水品质下降，需要克服原有配水管网对新水源“水土不服”问题，尽可能避免居民水龙头出水发生“水黄”现象。

上述环节受到水资源条件、城市发展进程、资金落实情况的制约，难以在调水初期全部解决，需要一个过程。目前，城六区配置水量7.6亿立方米，因需要通过现有城市配水管网配水，为避免新水源引起原配水管网出现“水黄”现象，在接水初期，需要将南水北调水与密云水库水按比例勾兑供水，勾兑比例需从1：4逐步调整到4：1，以实现平稳接水、安全喝水；新城配置水量受新城发展进程影响，配套工程建设相对滞后，在南水北调通水初期还不能全部由水厂接纳。因此，在南水北调通水初期，自来水厂接纳70%左右来水量，经过3—5年达到100%接纳是较为现实合理的。

四、做好“喝”的文章，形成大一统供水格局

北京市现状供水格局是伴随着城市发展的需要而逐步形成的。供水格局调整和供水系统优化的主要目标是，重点解决好如何为东部、西部、南部区域发展提供可靠水资源支撑条件和安全供水的问题，创造良好的基础设施条件，为推进城市化进程奠定基础。要全面提高外调水与本地水、地表水与地下水、常规水源与应急水源联合调度能力，实现水资源的高效利用、有效保护，安全供水；全面提高大型自来水厂双水源的供水能力和供水质量，完善生活生产供水条件，提高水源调度灵活性和供水保证率。

基于上述考虑，按照水源系统、输水系统、调蓄系统和制配水系统的层次，北京未来的城市供水系统格局应是以四大外部调水通道、两大动脉、六大水厂、两条环路构成城市供水网络体系。其中“两大动脉”即南水北调中线总干渠和密云水库至第九水厂输水干线。在总干渠上可向房山新城、长辛店地区供水。过永定河后，沿西四环北上，可为中心城及门头沟新城、海淀山后地区、首都机场地区和温榆河生态走廊地区供水。沿南五环东输，可为中心城及大兴新城、首都新机场、亦庄经济开发区、通州新城供水。密云水库至第九水厂输水干线，在水源上已经与密云水库、怀柔水库、怀柔应急水源地、平谷应急水源地连通，在用户上已经与第九水厂、第八水厂连通；还具备与第十水厂连通条件。“六大水厂”即指中心城在现状主力水厂第九水厂、田村水厂、第八水厂、第三水厂基础上，新增第十水厂和郭公庄水厂，使中心城自来水厂供水能力由现状的322万立方米/天增加到2020年的447万立方米/天，每座水厂均有两个以上水源为其供水，中心城水厂供水安全系数大幅度提升，彻底解决中心城水厂能力不足问题。

五、做好“存”和“补”的文章，加快水资源战略储备

人无远虑，必有近忧。由于长期透支水资源，北京市地表水库和地下水储备无法支撑城市需水，这对特大型城市运行安全形成潜在威胁。从长计议、为子孙后代考虑，急需建立水资源储备制度，加快水资源战略储备。同时，无论是北京，还是干线沿线城市，南水北调供水量不可能在工程初期即达到设计规模，这为北京市加快水资源战略储备提供了契机。多调水，将宝贵的水资源存到密云水库和回补到地下水源地，有一举多得之功效，可最大限度地发挥国家工程的总体效益、发挥南水综合效益、增加水资源战略储备和改善生态环境。实现“存”和“补”毫无疑问地成为北京市又一项十分重要和紧迫的任务。

根据北京市地下水压采回灌规划，南水北调到京之日，就是地下水修养生息之时。有三种途径，使地下水有一个较快的恢复期，改善环境，储备水资源。首先是“置换”，在地下水水质不达标地区、在地下水超采区、在自来水系统覆盖区全面推进自来水集中供水置换自备井供水工程，2015年—2020年逐步关停6900眼自备井；二是“压采”，积极压减集中水源地地下水开采量，其中应急水源地减采1.2亿立方米，城六区地下水压采1亿立方米，平原郊区地下水压采1亿立方米；三是“回补”，在全面实施地下水压采的同时，采用河道入渗方式对地下水水源地实施人工回补，既解决河道断流问题又减小地下水漏斗，一举两得。

本着“存得住、取得出、有保障、低投入”的原则，优先考虑在入渗条件好的地下水补给区进行回补、在地下存储空间大的漏斗区进行回补、在自来水厂的地下水源地进行回补，如在密怀顺地下水水源地、西郊砂石坑和南旱河地区、昌平京密引水渠沿线、怀柔和平谷应急水源地地区，可充分利用南水北调来水调入密云水库调蓄工程和现有水利工程条件，实施压采回灌并举。以密怀顺水源地为例，利用潮白河牛栏山橡胶坝以上12公里河段进行回灌，按照水源地年压采1亿立方米、年回补1.75亿立方米的方案，根据地下水三维数值模型预测，连续5年后第八厂水源地地下水位由-7米回升到+2米，回升9米，效果十分显著。

南水北调中线工程全线通水后，北京市水资源的压力虽然小了，但是水资源管理的任务仍然艰巨，距离实现习总书记要求的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，还有很长的道路；水资源配置是城市管理的重要方面，需要依靠现代技术手段配置好水资源、保护好水资源、提高供水保证率，确保工程安全、水量水质安全，实现水资源的精细化管理。

（张彤，北京市水利规划设计研究院。蒋春芹，北京市南水北调工程建设委员会办公室。戴育华，北京市水务局）

基于上述考虑，按照水源系统、输水系统、调蓄系统和制配水系统的层次，北京未来的城市供水系统格局应是以四大外部调水通道、两大动脉、六大水厂、两条环路构成城市供水网络体系。其中“两大动脉”即南水北调中线总干渠和密云水库至第九水厂输水干线。在总干渠上可向房山新城、长辛店地区供水。过永定河后，沿西四环北上，可为中心城及门头沟新城、海淀山后地区、首都机场地区和温榆河生态走廊地区供水。沿南五环东输，可为中心城及大兴新城、首都新机场、亦庄经济开发区、通州新城供水。密云水库至第九水厂输水干线，在水源上已经与密云水库、怀柔水库、怀柔应急水源地、平谷应急水源地连通，在用户上已经与第九水厂、第八水厂连通；还具备与第十水厂连通条件。“六大水厂”即指中心城在现状主力水厂第九水厂、田村水厂、第八水厂、第三水厂基础上，新增第十水厂和郭公庄水厂，使中心城自来水厂供水能力由现状的322万立方米/天增加到2020年的447万立方米/天，每座水厂均有两个以上水源为其供水，中心城水厂供水安全系数大幅度提升，彻底解决中心城水厂能力不足问题。

五、做好“存”和“补”的文章，加快水资源战略储备

人无远虑，必有近忧。由于长期透支水资源，北京市地表水库和地下水储备无法支撑城市需水，这对特大型城市运行安全形成潜在威胁。从长计议、为子孙后代考虑，急需建立水资源储备制度，加快水资源战略储备。同时，无论是北京，还是干线沿线城市，南水北调供水量不可能在工程初期即达到设计规模，这为北京市加快水资源战略储备提供了契机。多调水，将宝贵的水资源存到密云水库和回补到地下水源地，有一举多得之功效，可最大限度地发挥国家工程的总体效益、发挥南水综合效益、增加水资源战略储备和改善生态环境。实现“存”和“补”毫无疑问地成为北京市又一项十分重要和紧迫的任务。

根据北京市地下水压采回灌规划，南水北调到京之日，就是地下水修养生息之时。有三种途径，使地下水有一个较快的恢复期，改善环境，储备水资源。首先是“置换”，在地下水水质不达标地区、在地下水超采区、在自来水系统覆盖区全面推进自来水集中供水置换自备井供水工程，2015年—2020年逐步关停6900眼自备井；二是“压采”，积极压减集中水源地地下水开采量，其中应急水源地减采1.2亿立方米，城六区地下水压采1亿立方米，平原郊区地下水压采1亿立方米；三是“回补”，在全面实施地下水压采的同时，采用河道入渗方式对地下水水源地实施人工回补，既解决河道断流问题又减小地下水漏斗，一举两得。

本着“存得住、取得出、有保障、低投入”的原则，优先考虑在入渗条件好的地下水补给区进行回补、在地下存储空间大的漏斗区进行回补、在自来水厂的地下水源地进行回补，如在密怀顺地下水水源地、西郊砂石坑和南旱河地区、昌平京密引水渠沿线、怀柔和平谷应急水源地地区，可充分利用南水北调来水调入密云水库调蓄工程和现有水利工程条件，实施压采回灌并举。以密怀顺水源地为例，利用潮白河牛栏山橡胶坝以上12公里河段进行回灌，按照水源地年压采1亿立方米、年回补1.75亿立方米的方案，根据地下水三维数值模型预测，连续5年后第八厂水源地地下水位由-7米回升到+2米，回升9米，效果十分显著。

南水北调中线工程全线通水后，北京市水资源的压力虽然小了，但是水资源管理的任务仍然艰巨，距离实现习总书记要求的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，还有很长的道路；水资源配置是城市管理的重要方面，需要依靠现代技术手段配置好水资源、保护好水资源、提高供水保证率，确保工程安全、水量水质安全，实现水资源的精细化管理。

（张彤，北京市水利规划设计研究院。蒋春芹，北京市南水北调工程建设委员会办公室。戴育华，北京市水务局）

基于上述考虑，按照水源系统、输水系统、调蓄系统和制配水系统的层次，北京未来的城市供水系统格局应是以四大外部调水通道、两大动脉、六大水厂、两条环路构成城市供水网络体系。其中“两大动脉”即南水北调中线总干渠和密云水库至第九水厂输水干线。在总干渠上可向房山新城、长辛店地区供水。过永定河后，沿西四环北上，可为中心城及门头沟新城、海淀山后地区、首都机场地区和温榆河生态走廊地区供水。沿南五环东输，可为中心城及大兴新城、首都新机场、亦庄经济开发区、通州新城供水。密云水库至第九水厂输水干线，在水源上已经与密云水库、怀柔水库、怀柔应急水源地、平谷应急水源地连通，在用户上已经与第九水厂、第八水厂连通；还具备与第十水厂连通条件。“六大水厂”即指中心城在现状主力水厂第九水厂、田村水厂、第八水厂、第三水厂基础上，新增第十水厂和郭公庄水厂，使中心城自来水厂供水能力由现状的322万立方米/天增加到2020年的447万立方米/天，每座水厂均有两个以上水源为其供水，中心城水厂供水安全系数大幅度提升，彻底解决中心城水厂能力不足问题。

五、做好“存”和“补”的文章，加快水资源战略储备

人无远虑，必有近忧。由于长期透支水资源，北京市地表水库和地下水储备无法支撑城市需水，这对特大型城市运行安全形成潜在威胁。从长计议、为子孙后代考虑，急需建立水资源储备制度，加快水资源战略储备。同时，无论是北京，还是干线沿线城市，南水北调供水量不可能在工程初期即达到设计规模，这为北京市加快水资源战略储备提供了契机。多调水，将宝贵的水资源存到密云水库和回补到地下水源地，有一举多得之功效，可最大限度地发挥国家工程的总体效益、发挥南水综合效益、增加水资源战略储备和改善生态环境。实现“存”和“补”毫无疑问地成为北京市又一项十分重要和紧迫的任务。

根据北京市地下水压采回灌规划，南水北调到京之日，就是地下水修养生息之时。有三种途径，使地下水有一个较快的恢复期，改善环境，储备水资源。首先是“置换”，在地下水水质不达标地区、在地下水超采区、在自来水系统覆盖区全面推进自来水集中供水置换自备井供水工程，2015年—2020年逐步关停6900眼自备井；二是“压采”，积极压减集中水源地地下水开采量，其中应急水源地减采1.2亿立方米，城六区地下水压采1亿立方米，平原郊区地下水压采1亿立方米；三是“回补”，在全面实施地下水压采的同时，采用河道入渗方式对地下水水源地实施人工回补，既解决河道断流问题又减小地下水漏斗，一举两得。

本着“存得住、取得出、有保障、低投入”的原则，优先考虑在入渗条件好的地下水补给区进行回补、在地下存储空间大的漏斗区进行回补、在自来水厂的地下水源地进行回补，如在密怀顺地下水水源地、西郊砂石坑和南旱河地区、昌平京密引水渠沿线、怀柔和平谷应急水源地地区，可充分利用南水北调来水调入密云水库调蓄工程和现有水利工程条件，实施压采回灌并举。以密怀顺水源地为例，利用潮白河牛栏山橡胶坝以上12公里河段进行回灌，按照水源地年压采1亿立方米、年回补1.75亿立方米的方案，根据地下水三维数值模型预测，连续5年后第八厂水源地地下水位由-7米回升到+2米，回升9米，效果十分显著。

南水北调中线工程全线通水后，北京市水资源的压力虽然小了，但是水资源管理的任务仍然艰巨，距离实现习总书记要求的“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，还有很长的道路；水资源配置是城市管理的重要方面，需要依靠现代技术手段配置好水资源、保护好水资源、提高供水保证率，确保工程安全、水量水质安全，实现水资源的精细化管理。

（张彤，北京市水利规划设计研究院。蒋春芹，北京市南水北调工程建设委员会办公室。戴育华，北京市水务局）