宁夏面临的水资源问题及高质量发展对策

杨贵羽， 李烁阳， 杨朝晖， 杜 捷

(1.中国水利水电科学研究院， 北京 100038; 2.流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038)

宁夏地处西北内陆干旱半干旱地区，位于我国季风区西缘，降水稀少、蒸发强烈，当地水资源极为有限，穿境而过的黄河(黄河在宁夏境内全长397 km，占黄河总长的7%)成为社会经济发展的主要支撑，也造就了宁夏在西北荒漠区沿黄灌溉绿洲长廊生态屏障的特殊地位。据统计，宁夏全自治区国土面积6.5万km2，沿黄河干流面积占40%，所辖5地市中的银川市、石嘴山市、吴忠市和中卫市4地市密布于黄河沿岸，是宁夏社会经济发展的核心区。2018年沿黄4市的13个区(县)创造地区生产总值(GDP)3748.1亿元，占全自治区总量的85.7%，生产粮食223.5万t，占自治区总产量的56.9%，支撑着全区66.5%的人口，是宁夏社会经济发展的重要增长点。

然而，当地水资源贫乏，引黄水量有限，与经济社会快速发展对水资源刚性需求间的矛盾突出，与此相伴生的一系列生态环境问题日益凸显，不仅制约着本区域经济社会进一步发展，而且对沿黄生态环境也存在隐患。为保护黄河流域生态环境，提高有限水资源的合理利用，本文系统梳理了宁夏水资源开发利用中存在的问题和面临的形势，按照“节水优先、量水发展”，“先治水、后用水”的水资源开发利用方针，以“水”为主线，以“区域面”为着眼点，提出水资源开发利用对策建议，以为宁夏绿色高质量发展提供借鉴。

1 宁夏水资源及开发利用状况

1.1 水资源状况及开发利用特点

宁夏降水量稀少、当地径流量极为有限，是资源型缺水地区之一。据第二次水资源调查评价[1]，全区多年(1956年—2000年系列)平均降水量为289 mm，70%集中于汛期的6月—9月份，且空间上分布极不均匀，呈现由南向北递减趋势，最北部不足100 mm。多年平均当地地表径流量为9.945亿m3，平均径流深为18.3 mm，仅为黄河全流域平均值的1/3，不足全国的1/10，且南北相差悬殊，南部六盘山区径流深300 mm，北部沿黄灌区边缘不足3 mm。区域水资源消耗项蒸发量数量较大且与降水逆向分布(见图1)，全区多年平均水面蒸发量(E601)为1 250 mm，是降水量的4.3倍。入不敷出的天然水循环特征，形成宁夏资源性缺水情势(见图2)。

图1 宁夏多年平均降水量和蒸发量空间分布

图2 宁夏水资源分布状况

按照2018年人口统计，全区人均水资源量为169 m3，不足黄河流域的1/3，仅为全国平均水平的8.5%；远低于国际公认的人均500 m3的极度缺水标准[2]；且由于经济社会布局与天然来水空间分布错位，区域和人均水资源占有量地区间相差较大(见图3)，进一步加剧了当地水资源的短缺，也加大了对黄河水的依赖。

图3 宁夏2017年人均水资源量

黄河过境水资源是宁夏社会经济发展的重要水源支撑，引黄灌溉农业历史悠久。据《宁夏水资源公报》[3]统计，2000年以来，虽然全区总供水量、黄河水供水量均呈下降趋势(见表1)，但是，引黄供水量占全区总供水量之比长期维持在90%左右，且95%以上用于沿黄灌区农业发展。工业、生活和生态用水量占比较小(见表2)，2018年达到历史最高，三者仅占总用水量的14.92%，其中不足5%的水量来自引黄水。

表1 2000年以来宁夏供水结构变化

表2 宁夏用水结构变化

1.2 水资源开发利用存在的问题与面临的形势

宁夏水资源本底差，用水结构不尽合理，水资源开发利用存在诸多现实问题，要保障未来高质量发展对水资源的刚性需求，宁夏水资源将面临严峻挑战。综合水资源的用(耗)与供给两方面，宁夏水资源开发利用存在的问题和面临的形势概括如下：

(1) 在用(耗)方面，开发利用结构不合理，用水效率偏低，总用水量趋于可供给上限，未来供需紧张态势凸显。

宁夏是传统的农业区，尽管随着社会经济发展，产业结构趋于多样化，但是区位特点决定的依赖灌溉绿洲带动周围经济发展的动能没有改变，农业始终占主导地位，农业用水占总用水绝对高比重的情势也未改变。据2000年以来数据显示(见表2)，尽管近20年来全区农业用水量所占比重呈下降趋势，2018年农业用水量为56.30亿m3，占总用水量之比降为最低，但仍达85.1%，高出同期全国农业用水量占比(61.4%)24个百分点，居西北黄河沿线4省之首(其中青海占73.9%、甘肃占79.4%、陕西占5.1%)；工业用水量占比不足7%。

在各行业用水中，用水效率又整体偏低，导致用水需求总量较大，现状用水已经趋于最严格的水资源管理中总量控制红线。农业作为用水大户，尽管随着大型灌区节水改造和各种节水灌溉技术和非工程节水措施的推广，农业用水效率有所提高，但是由于高耗水作物种植比例大，节灌面积有限，农业用水需求大且浪费现象依然存在。据《2018年宁夏统计年鉴》[4]分析，全区以水稻、玉米、小麦(以春小麦为主)为典型的粮食作物，播种面积占总播种面积的63.8%，其中高耗水的水稻种植面积达8.1万hm2，占粮食播种面积的11.2%，即使全部按照当地控制灌溉定额12 450 m3/hm2[5]计算，需水量仍高达10.1亿m3。在不足40%的经济作物中，又以外销蔬菜播种面积占比较高，2018年全区外销蔬菜达10.6万hm2，占蔬菜总种植面积的90%，即使全部按照节水灌溉定额9 900 m3/hm2定额计算，需水量亦高达10.5亿m3；按照现状农业用水量计算，仅此二种高耗水作物需水量就占农业用水总量的35%～41%[6]。而目前，高效节水灌溉推广力度不够，2018年全区高效节灌面积占比(高效节水灌溉面积/总有效灌溉面积)仅为39.47%，远低于全国平均50.6%的水平，进一步增加了农业灌溉用水的需求。加上节水工程和非工程措施的限制，2018年全区农田实灌平均灌溉用水量达10 290 m3/hm2，处于西北沿黄4省之首，灌溉水利用系数0.535，低于国家0.548的平均水平。

与此同时，工业等行业用水效率仍相对偏低，万元GDP用水量偏大，加大了全区用水需求。据统计，2018年宁夏人均用水量为962 m3，万元GDP用水量为178.6 m3，分别居同期西部沿黄4省之首，为全国同期人均用水量平均水平(432 m3)的2.2倍和万元GDP用水量(66.8 m3/万元)的2.8倍，与国内外先进节水水平相差明显[6-7]，具体见表3。

表3 2018年用水指标

在此用水情况下，即使在2018年全区降水偏丰的情况下，全区供水量已趋国家分配用水总量控制上限(见表4)，且由于空间发展不均衡，大部分地区水资源已趋于总量控制红线。

表4 2018年用水情况下的水资源超总量控制红线状况

(2)在供给方面，水污染问题依然存在，水环境质量差，黄河供水量受限，未来水资源供给形势趋紧。

宁夏水环境问题不容乐观。尽管在“水十条”颁布后，全区水环境得到极大改善，但是污染问题依然存在。据《宁夏统计年鉴》[8]数据显示，2014年以来，随着生活废物水排放量的增加，全区以点源为主的废污水排放量在前四年一致减少的趋势下，2018年略有反弹(见图4)，且处理回用率较低。2018年全区污水再生水利用量仅为0.276亿m3，不足总用水量的0.5%(见表1)，不仅给水资源质量造成压力，也成为黄河水环境的隐患。同时，农业面源污染仍不容忽视。尽管从2014年以来，宁夏化肥施用量基本维持零增长，用量维持在107万t，2018年最小为101万t，但是单位播种面积上的施用强度并没有明显减少，2018年单位播种面积化肥施用量为867.0 kg/hm2，超过全国平均水平(330 kg/hm2)的2.5倍，即使根据宁夏相关调研按照化肥(包括氮肥和复合肥量)折纯计算，沿黄地区亩均化肥施用量也达706.5 kg/hm2。全区化肥施用量近5 a仍呈波动略有下降趋势。按照化肥利用效率38.7%[9]计算，2018年将有62万t的未利用残余量伴随着水循环进入河湖水体和浅层地下水，影响着水资源质量。

图4 2014年以来宁夏工业废水和生活污水排放量

在点面源共同作用下，宁夏全区水域水质较差。根据《2018年宁夏水资源公报》统计，2018年全区列入重点综合整治的13条入黄排水沟和3条支流的17个监测断面中，不达标比例高达82.4%。8个重点监测的湖库中5个水质超标；另外大量的地下水也面临着水环境风险。这不仅影响着全区水资源的可利用量，而且也成为黄河生态良性发展的隐患。

与此同时，在气候变化的影响下，地表降水不确定增加[10]，黄河来水减少，宁夏可利用水量进一步受限。根据《黄河流域水资源评价成果》研究和相关预测[11-12]，黄河流域地表水资源量呈现大幅度衰减，21世纪径流量仅为459亿m3，未来将大概率衰减稳定到460亿m3左右，将较1956年—1975年多年平均径流量下降75亿m3。按照引黄水量丰增枯减的分水原则，未来宁夏可利用黄河水资源将进一步减少。而现实中用水情况下，正常来水条件下宁夏可耗用黄河地表水资源量指标40亿m3(含本地地表水可利用量3亿m3)余量有限。

2 保障宁夏绿色高质量发展的水资源开发利用对策

有限的降水和受限的引黄水量成为宁夏社会经济发展的瓶颈。为保障宁夏绿色高质量发展，本文按照“节水优先、量水发展”和“先治水、后用水”的水资源开发利用方针，以“水”为主线，以“区域面”为着眼点提出如下对策。

2.1 节水挖潜、改善水环境，是解决宁夏高质量发展中水资源短缺的首要任务

宁夏土地光热资源充足、矿产资源丰富，随着未来高质量发展，生活和生态环境对水资源需求的增加，要提高有限水资源承载能力，节水挖潜力、改善水环境，从水量和水质两方面提高水资源可利用潜力，是解决宁夏水资源短缺的首要任务。

农业作为用水大户，现状用水效率偏低，节水潜力较大。针对全区农田灌溉的支斗农渠衬砌率达90%以上，但是由于高效节水灌溉工程建设规模相对小，实际亩均灌溉用水量偏高等现实问题，建议加强节水工程和非工程措施的综合利用，在工程措施方面，进一步加强高效节水灌溉工程措施建设 ，并规范其利用和监管；在非工程措施方面，因地制宜地推广调亏灌溉/限水灌溉制度，减少乃至消除大引大排的粗放型灌溉方式，以全面提高灌溉水利用效率。实践表明，基于作物水分敏感期，合理调控土壤含水量，推广限额灌溉技术模式是行之有效的措施。按照《宁夏自治区灌溉用水定额》统计，玉米覆膜限额灌溉定额为2 100 m3/hm2，较传统畦灌节水2 250 m3/hm2；水稻调控灌溉定额12 450 m3/hm2，较传统灌溉平均节水可达约4 050 m3/hm2；若能因地制宜地全面推广应用，可极大地提高有限农业水资源的承载能力。与此同时，在合理控制灌溉的同时，结合土壤理化特性，加强农药化肥施用量控制、推广有机肥施用等方式，可通过改善土壤结构和农作物的生理特性[13]，改善灌溉水的消耗，提高水资源利用效率。同时，通过农药化肥的合理控制，也可从根本上杜绝面源污染，实现灌区的绿色生态化健康发展，进而减少对黄河生态环境的压力。

在工业和生活领域，应严格控制用水总量，淘汰高耗水工艺和高耗水设备，推广先进节水技术和节水工艺，开展高用水行业节水技术改造；促进水资源的循环利用和再生水回用也将有利于缓解水资源紧缺。其中对于生活方面，建议，结合宁夏土地资源有限，气候上无霜期短的特点，因地制宜的开展分布式污水处理[14]和集中处理相结合的方式，一方面提高污水的收集回用，避免长距离大排水系统造成的污染扩散，另一方面可减少目前大面积管网无法覆盖造成的乱排现象。工业应加大执行用水总量控制和污染物总量排放约束控制，以工业园区为重点对象，加大再生水水质监管和循环利用相关监管体制、机制的建设。

2.2 量水发展，均衡水资源荷载，是解决宁夏水资源不足的根本出路

水资源承载能力是区域高质量发展不可逾越的红线，最严格的水资源管理中用水总量红线应为控制水资源超载的重要抓手。在最严格的水资源管理用水总量红线的约束下，“以水定地、以水定产，量水发展”，合理规划水-粮-能的区域承载规模，实现有效水资源的荷载均衡是破解宁夏水资源禀赋不足的根本出路。

在农业方面，建议结合区域农业水土资源形势，以水定地，严格控制农田有效灌溉面积，在大力推广节水技术的同时提高高标准农田建设，通过提高有限水资源的灌溉保证率，保证农业产出。在灌区内部，应结合典型作物对气候变化的适应性特点[15]，有针对性地开展种植结构调整，结合国家“粮改饲”政策，合理压减水稻种植面积，压减外销蔬菜的种植比例，加强地方特色农业发展，可从根本上减少农业水资源，提高农业效益。

在工业方面，考虑到宁夏工业行业门类繁多，用水情况复杂，尽管万元工业增加值用水量整体呈现下降趋势，但与先进地区用水效率仍有差距的现实情势，建议：以水定产，严格控制能源产业的水效门槛和发展规模，合理调整工业布局。在工业企业内部，严格控制用水总量，加大用水定额约束，严格限制高耗水、高污染项目、从整体上提高区域工业产业结构。

总之，在严格用水总量控制和污水排放控制，围绕水资源供用耗排环节，在全面挖潜力的基础上，开展量水发展，适水种植、合理调整产业布局，保障有限水资源的合理荷载，是实现宁夏水资源支撑区域高质量发展唯一途径。

3 结 论

本文以宁夏水资源本底和开发利用现状为切入点，从供用(耗)排水过程系统梳理了宁夏水资源开发利用中存在的问题和面临的形势，发现：在用(耗)水方面，全区存在开发利用结构不合理，用水效率偏低，现状用水趋于最严格的水资源管理用水总量控制红线上限；在供给方面，全区在现有水资源水环境污染的风险和外部受限的引黄供水量双重压力，未来进一步开源的可能日益趋紧张。

面对严峻的水资源情势，文中结合宁夏水资源特点，按照“节水优先、量水发展”、“先治水、后用水”的水资源开发利用方针，以“水”为主线，以“坡面”为着眼点，建议：立足当下，开展农业节水工程措施的发展和规范化管理与节水灌溉制度推广相结合的节水措施，和推广先进节水技术和节水工艺，充分利用再生水资源，通过节水挖潜，改善水环境，提高有效水资源的可承载能力；从长远来看，应以水资源承载能力/最严格的水资源管理用水总量指标为不可逾越的红线，以水定地，量水发展，严格控制农田有效灌溉面积，适水种植；以水定产，量水发展,严格控制能源产业的水效门槛和发展规模。唯有如此，才能从根本上实现区域水-粮-能相协调的绿色高质量发展。