河北省地表水开发利用现状及优化配置利用研究

赵 伟，张晓辉，张 文，刘 鹏，贾新颖

(1.河北省水利规划设计研究院有限公司，河北 石家庄 050021；2.河北省水文勘测研究中心，河北 石家庄 050031)

河北省水资源严重短缺，长期超采地下水，严重制约着经济社会和生态环境的协调发展。开展河北省地表水开发、地表水配置、地表水利用研究，引足用好引江引黄外调水，合理利用当地地表水、非常规水，减少开采地下水，是保障城乡供水安全、加快改善水生态环境、实现可持续发展的重大举措。

1 水资源及利用现状

1.1 水资源状况

河北省位于华北平原北部、内蒙古高原东南部，国土面积18.88万km2，地貌类型齐全，从西北向东南依次为坝上高原、燕山和太行山山地、河北平原，高原、山地和平原面积分别占全省总面积的13%、54%、33%。总的地势为西北高、东南低，太行山、燕山环抱河北平原，对全省降水和河流分布影响显著。

降雨量状况。河北省属半湿润半干旱大陆性季风气候，多年平均降雨量521mm，降雨量呈现年际变化大、年内分布不均、空间分布差别大等特点。从年际变化看，20世纪50年代以来，大体呈现震荡式下降趋势，且年际间分布极不均衡，1964年降水量为778.6mm，而1997年严重干旱降水量只有367.3mm；从年内分配看，6—9月汛期降水量约占全年降水量的80%，且主要集中在7、8两个月份；从区域分布看，受气候、地形等因素影响，总的趋势是燕山、太行山迎风坡为多雨带，分别向西北和东南两侧递减；从流域分布看，海河流域中滦河水系降雨量最大，多年平均为563mm，内陆河流域降雨量最少，多年平均为383mm。降雨量变化如图1所示。

图1 1956—2016年降雨量变化图

水资源量状况。河北省多年平均地表水资源量90.3亿m3，受降雨和下垫面变化影响，地表水资源量呈现逐渐衰减趋势。从时间维度看，不同年代丰枯变化大，20世纪50—60年代丰水期是本世纪初期枯水期地表水资源量的3.9倍；从空间维度看，区域分布不均，滦河及冀东沿海水资源条件较好，多年平均地表水资源量37.8亿m3、占全省的42%。

1.2 现状供用水分析

全省2019年供用水量均为182.2亿m3。其中，按供水量分，当地地表水48.1亿m3、占26.4%，引江水22.4亿m3、占12.3%，引黄水8.4亿m3、占4.6%，地下水95.4亿m3、占52.4%，非常规水7.8亿m3、占4.3%；按用水量分，城镇生活17.6亿m3、占9.7%，农村生活9.3亿m3、占5.1%，工业18.8亿m3、占10.3%，农业114.4亿m3、占62.8%，生态22.1亿m3、占12.1%。

2 需要解决的关键问题

系统分析河北省地表水工程建设和开发利用情况，目前仍存在开发程度不平衡、资源配置不精准、工程体系不完善等问题。

(1)开发程度不平衡。不同地区、各类水源之间开发程度差异较大。京津以南地区当地地表水开发程度高，地下水严重超采；滦河和冀东沿海地区水资源相对丰沛，尚有一定的开发潜力；张家口地区降雨量偏少但人均水资源量偏多，当地地表水开发体系不完善。非常规水开发普遍较低，淡化海水和微咸水利用量比较少，空中水开发措施尚不完善，仍有较大开发潜力。

(2)资源配置不精准。现有水资源配置未能充分体现优先利用外调水、用足用好当地地表水、鼓励使用非常规水、严格限制地下水。京津以南地区供水量中地表水配置不足，引江水消纳结构有待完善，未能实现外调水的优先利用；承德、张家口、秦皇岛、唐山4个市生活和工农业配置工程存在短板，未能实现当地地表水的充分利用。全省工业、农业、生态用水中非常规水配置不足、占比不高，激励措施不够有力，未能实现非常规水的高效利用。

(3)工程体系不完善。现有地表水开发利用工程体系尚未达到优水优用、丰枯互济、多源互补的高标准保障能力。南水北调配套工程江水消纳能力不足，不能满足城乡生活水源江水置换需求，亟需建设地表水厂、配水管网以及农村生活水源置换和企业直供工程。丰水年与枯水年水资源相互调剂能力不强，亟需建设一批水库、坑塘等调蓄工程。不同水源之间连通互补能力较弱，亟需建设山前水库至引江干渠连通工程、引黄线路间互通工程。

3 研究思路与原则

3.1 研究思路

遵循“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水方针，立足当前，着眼长远，把水资源作为最大的刚性约束，以用足用好地表水、减少开采地下水为目标，以开源增供、合理配置、高效利用为主线，统筹当地水与外调水，统筹常规水与非常规水，统筹经济社会发展与生态文明建设，通过挖掘潜力、增加供给，科学配置、保障重点，补齐短板、高效利用，优化全省地表水开发利用，保障城乡供水安全，加快水生态环境改善，促进经济社会可持续协调发展，为建设经济强省、美丽河北提供水资源保障。

3.2 基本原则

(1)挖掘潜力，增加供给。建设蓄水引水设施，优化水利工程调度，最大程度增供当地地表水；加大引水调水力度，用足调水工程能力，最大程度引调长江水黄河水；大力实施再生水回用，增加微咸水、海水、空中水利用量，最大程度开发非常规水。

(2)科学配置，保障重点。统筹各类水资源供给和各行各业用水需求，充分利用当地地表水、引江水、引黄水、非常规水，严格限制开采地下水，优先满足城乡生活和基本生态用水，兼顾工业和农业生产用水，确保重点区域和重大战略用水。

(3)补齐短板，高效利用。根据不同区域水源条件和用水需求，补齐地表水利用工程短板，扩大地表水使用范围，增加地表水供水目标，构建“多源互补、河渠互通、丰枯互济”的地表水利用工程体系，实现地表水资源高效利用。

4 地表水优化开发

通过水库增蓄、河道拦蓄、坑塘存蓄、河库引水，增供当地地表水；通过建设南水北调中、东线后续工程，完善引黄工程体系，增引外调水；通过加大污水处理回用、海水淡化、微咸水利用等措施，增加非常规水。

4.1 增供当地地表水

(1)水库增蓄。在具有开发潜力的地区，谋划推进张家口乌拉哈达、邯郸茅岭底、承德老亮子等大中型水库建设，科学实施水库清淤，优化水库工程调度，增加当地地表水利用量。

(2)河道拦蓄。结合防洪生态综合治理工程建设，充分利用现有河道，实施主槽疏浚、采砂取土坑整理，建设蓄水增渗设施，形成一定的生态水面，拦蓄地表水，回补地下水，有效改善河流水生态环境。结合首都水源涵养功能区和生态环境支撑区建设，提升改造桑干河、洋河、清水河、白河蓄水设施；结合大运河文化带建设，实施南运河综合整治；结合华北地区地下水超采综合治理，重点在滹沱河、滏阳河、南拒马河、沙河、唐河等生态补水河道上，新建蓄水增渗堰、橡胶坝等工程；结合唐山市“全域治水、清水润城”项目实施，重点对滦河、陡河、还乡河等进行清淤；在石河、戴河等冀东地区入海河流上，在子牙新河、南排河、宣惠河等运东地区入海河流上，实施河道河槽规整、清淤疏浚，建设橡胶坝、蓄水闸和湿地，增加地表水供水量。

(3)坑塘存蓄。结合地下水超采综合治理，重点在黑龙港运东等平原地区，利用低洼地、废弃砖窑和取土坑，改建扩建坑塘，增加坑塘调蓄库容，实施河塘连通，存蓄雨洪水。

4.2 增引外调水

(1)实施东线一期北延应急供水工程。南水北调东线一期工程北延应急供水工程，主要利用现有工程供水潜力，从山东省东平湖引长江水，经河北省潘庄和位山引黄渠道进入南运河，向北输水至天津市，同步增加沿线地区应急引江水量，为邢台、衡水、沧州地下水超采区农业灌溉提供替代水源，用于置换地下水超采区农业用水，并相机为衡水湖、南大港等河湖生态补水。

(2)实施东线二期工程。积极配合国家开展东线二期工程规划，同步优化我省配套工程规划，适时完成东线二期配套工程建设任务，增引南水北调东线水，用于沿线城乡生活、工业供水，兼顾农业灌溉、生态补水以及航运用水。

(3)增加中线引江水量。充分发挥南水北调中线一期工程作用，完善南水北调配套工程，引足用好南水北调中线水，加快江水置换地下水步伐，引江水全部用于城乡生活和工业。

(4)相机增加引黄水量。根据《华北地区地下水超采综合治理行动方案》，引黄入冀补淀工程主要用于白洋淀生态和沿线农业灌溉，引水时间一般为冬四月。当黄河水量丰沛时，通过位山、潘庄、李家岸等引黄工程，可相机增加引黄水量。

4.3 增加非常规水

(1)开发再生水。改建扩建现有污水处理设施，通过控源截污、提标改造，活水循环、清水补给，水质净化、生态修复等措施，逐步提升再生水水质，提高再生水回用率。规划实施再生水利用工程，新增再生水供水量，主要用于工业、生态和农业，实现一水多用、循环利用，缓解水资源供需矛盾。

(2)开发微咸水。结合引黄、引卫等灌溉工程建设，采用经济合理的取水方式开采浅层咸水，推广微咸水与地表水混浇轮浇，加大微咸水利用量。

(3)开发淡化海水。在秦皇岛海港区、唐山曹妃甸区、沧州渤海新区等沿海工业区大力发展海水淡化利用工程，增加淡化海水利用量。

(4)开发空中水。围绕地下水超采治理、农业抗旱、防雹减灾、水库蓄水、森林灭火等方面，实施空中水资源开发利用工程，开展太行山东麓人工增雨防雹作用技术试验，实现人工增雨防雹高密度、立体化联合作业，增雨效果力争达到国内先进水平。

5 地表水科学配置

水资源是基础性的自然资源，是生态环境的重要组成部分，是一种公共资源。资源配置的核心就是在有限的资源供给条件下和高涨的需求状态下对资源的供给和需求进行合理的调控以追求资源利用利益的最大化。

5.1 总体配置思路

按照“增量扩面、保障重点、分区施策”的原则，进一步优化配置当地地表水、引江水、引黄水和非常规水。增量扩面，用足用好地表水，增加地表水供水总量，扩大地表水供水覆盖面，从严控制地下水开采，确保实现地下水采补平衡。保障重点，保障全省生活生产和基本生态用水，保障雄安新区等京津冀协同发展重大战略用水，保障地下水超采区等重点区域发展用水。分区施策，京津以南地区，以引足用好外调水为主，减少地下水开采；秦皇岛和唐山地区，以加大滦河水利用为主，减少入海水量；承德和张家口地区，以加大当地地表水为主，增加水源涵养能力。

5.2 分水源配置方案

当地地表水，优先保障城乡生活用水，统筹工业、农业和生态用水，承德、张家口、秦皇岛、唐山四市主城区生产生活用水置换为当地地表水；引江水，主要用于城乡生活和工业用水，兼顾农业和生态用水，受水区城乡生活和工业用水置换为引江水；引黄水，主要用于白洋淀等重要生态和引黄工程沿线农业灌溉；非常规水，主要用于工农业生产和生态环境建设；地下水，主要用于农业灌溉、城乡生活和工业生产，为保障各市县地下水采补平衡，实现地下水位稳步回升，根据地表水开发利用进程，不断增加地表水对地下水的置换量，逐步减少各水平年地下水实际配置量。

6 地表水高效利用

为实现水资源优化配置和集约高效利用，聚焦生活、生产、生态行业用水工程短板，健全地表水资源利用体系。完善城镇供水工程建设，保障城镇生活和工业用水；实施农村供水水源置换工程，保障农村生活用水；扩建当地地表水、引黄水灌溉工程，保障农林牧渔行业用水；持续开展河湖补水，保障重点区域生态用水。

6.1 完善城镇生活工业供水体系

(1)南水北调受水区城镇供水工程。在现有南水北调中线配套工程基础上，新建雄安新区、廊坊北三县等区域供水工程，新建扩建地表水厂，实施石津干渠等输水管道扩建提升工程，在城镇供水管网和农村生活水源江水置换工程不能覆盖的区域，建设江水直供工程，实施雄安调蓄水库、廊坊广阳水库等引江调蓄水库，实施朱庄水库-邢清干渠连通工程等库渠连通工程，进一步完善南水北调配置工程体系。

(2)南水北调非受水区城镇供水工程。张家口市依托建成后的乌拉哈达水库、云州水库调水二期工程等地表水开发工程，完善城镇供水工程体系；承德市利用伊逊河、武烈河和瀑河，新建双峰寺、平泉黑山口、平泉北水源、围场钓鱼台等地表水厂和城镇供水工程；唐山市利用滦河地表水，建设唐山市区、曹妃甸区等城镇供水工程；秦皇岛市利用青龙河、石河等地表水，完善海港区、北戴河区等城镇供水工程。

6.2 完善农村生活供水体系

按照南水北调受水区农村居民生活实现江水全覆盖的目标，建设地表水厂以上引水管道，新建扩建地表水厂，铺设地表水厂至村庄管网，大力实施农村生活水源置换工程。

6.3 完善农业灌溉供水体系

(1)完善当地地表水灌溉工程。利用新增的当地地表水供水量，建设滦下灌区、唐河灌区、石津灌区等大中型灌区续建配套工程，实施农村灌溉水源地表水置换工程，恢复改善地表水灌区。

(2)完善引黄水灌溉工程。优化不同引黄线路调度，谋划建设引黄调蓄水库、河渠连通工程，引蓄黄河水和雨洪水，实现多水源调度，做到“冬蓄春用、丰蓄枯用”。

6.4 完善河湖生态补水体系

按照“清出河道、把水补上、渗到地下”的原则，持续实施生态补水；深入开展河湖“清四乱”工作，彻底清除河湖管理范围内的垃圾、树障，拆除围堰、围埝和违章建筑，实施主槽疏浚、砂坑整理，建设畅通、连贯、清洁的输水通道；统筹调度引江水、引黄水、水库水，向滹沱河、南拒马河、滏阳河等河道和白洋淀、衡水湖、南大港等重点河湖实施补水；修建必要壅水增渗等设施，形成一定的生态水面，增加地下水回补入渗量。

7 结语

从地表水开发-配置-利用3个维度，系统分析河北省地表水开发利用存在问题，提出了挖掘潜力、增加供给的地表水开发总体思路，在协同考虑水资源承载能力、生态文明建设与经济社会发展需求等因素的基础上，提出了水资源配置方案，以水资源、经济社会、生态环境协同发展理念为指导，考虑未来水源结构的根本性变化，提出了构建“多源互补、河渠互通、丰枯互济”的地表水利用工程体系。但地表水资源年际变化大，且地表水资源量衰减严重，下一步需对地表水优化开发进行动态调整及研究。