刘民权、乔光华等:黄河治理和水资源利用的新思路

20 世纪70 年代,黄河断流现象频发,“八七” 分水方案应运而生,在我国水利史上具有里程碑意义。方案专门为冲沙留出了约为黄河总水量三分之一的水量,将其余水量分配给了黄河供水区内的11 个省(自治区、直辖市)。方案实行至今近40 年,黄河断流问题早已解决,但黄河所带来的挑战远未终结,水资源供需矛盾和生态难题仍待破解。如何在全河治理的大框架下,同时结合“堵” 与“疏” 的治河思路,防范黄河水患和治理泥沙问题,并对黄河水资源进行有效利用,是目前黄河治理工作中的核心挑战。新时代新征程上实现高质量发展更是要求我们要充分合理地利用好黄河水资源。


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《大河上下:黄河治理与水资源合理利用》

刘民权等著. 北京:科学出版社,2024. 11

ISBN 978-7-03-080143-2





我们认为,我国在黄河治理中需要更多地重视对水资源的“兴利”,通过蓄水、引水和调水,有效解决目前流域内产水与需水在空间和时间上的分布矛盾,尤其是把目前用于下游冲沙的200 亿m³ 黄河水更好地利用起来,服务于流域内社会经济可持续、高质量发展。针对当前黄河水资源利用中存在的三大挑战,本书提出一种可行的黄河治理和水资源利用思路,可概括为16 个字—— “上游引水、中游补水、下游调水、全域备水”。


本书全文贯穿两个视角:一是提高对黄河水资源的利用程度,二是从根本上解决黄河治理问题。这两个视角并行不悖、相得益彰,所提出的解决方案相互依托,形成一个一揽子规划,我们把它称为“黄河治理和水资源合理利用新规划”。


全书主体分为两个部分。

第一部分(第2 章~ 第4 章) 梳理了黄河水资源利用与治理的现状及其原因,以及所面临的新情况,指出目前已延续了三十余年的黄河水资源利用和治理思路与相关区域内当下经济发展、生态保护对水资源需求的大幅提升之间存在着尖锐矛盾

目前对黄河水资源的开发利用以1987 年出台的《关于黄河可供水量分配方案的报告》 ( “八七” 分水方案) 为依据。该方案同时也代表了一种对黄河的治理模式,即以水冲沙。方案以黄河1919 ~1975 年平均径流量580 亿m³ 为依据,留出200 ~240 亿m³ 输沙入海水量,再将余下的约360 亿m³ 水分配给沿岸各省(自治区),以及河北省和天津市。该方案出台的背景是“黄河下游多年平均来沙量为十六亿吨,每年入海泥沙十二亿吨左右,河道淤积约四亿吨”,因而需要留出足够冲沙水量。然而,方案实施至今三十余年,不仅流域内社会经济用水日益趋紧的事实有目共睹,而且泥沙治理也面临新形势。


首先,“八七” 分水方案实施以来,海河流域及山西省严重缺水的局面没有根本解决。根据国家统计局数据,近5 年京津冀三地、山西省人均用水量仅212. 28m³ / (人▪年)、205. 66m³ / (人▪年)。尽管“八七” 分水方案向河北省和天津市分配了20 亿m³ 黄河地表水份额,南水北调东、中线已建工程每年向黄河下游以北地区调水约74 亿m³,但海河流域人口占全国的10%左右,GDP 占全国的12. 9% 左右,既承载着包括京津冀都市圈在内的政治文化中心和经济发达地区,又是重要的粮食产区,水资源依然严重供不应求。黄河中游的山西省,由于受吕梁山脉阻隔,实际利用黄河地表水量远低于“八七” 分水方案规定的份额。“八七” 分水方案将多年平均黄河地表水可供水量的11. 65% 划拨给山西,但1998 ~2003 年,山西省黄河地表水耗水量占当年黄河地表水总耗水量的比例均不足4%。2002 年竣工的万家寨水利枢纽虽然成功向山西供水,但由于无法自流,供水成本居高不下,供水量十分有限,体现为2004 ~2022 年山西省黄河地表水耗水量占当年黄河地表水总耗水量的比例徘徊在4%~9%,平均值仅6. 6%,与“八七” 分水方案的11. 65% 配额相比还有很大差距。


其次,由于多年来在黄河上、中游(尤其是中游) 持续实施了小流域治沙治水措施,黄河下游来沙量已大幅减少,蓄水冲沙效率已大幅下降。根据《黄河水资源公报》,黄河干流中游潼关站1919 ~1975 年实测年均来沙量高达15. 27 亿t,但该值在1987 ~1999 年、2000 ~2017 年分别下降至8. 07 亿t、2. 36 亿t,蓄水冲沙的边际收益大幅下降。并且,在长期进行汛前调水调沙冲刷河道以后,下游河床逐渐粗化,形成有效冲刷所需的水流量大幅提高,每冲一单位沙所耗费的水资源不断上升,冲沙用水的效益也因此大幅下降。


然而,针对上述新情况,三十多年前定下的冲沙水量非但没有作出相应调整,反而作为“生态需水” 继续存在。本书认为,“生态需水” 确实需要得到重视,但其视野亟需从黄河下游拓展到黄河全流域、从河道内拓展到河道外。尤其是,需要考虑到在黄河沿线黄土高原促进植被恢复和生态进入保水保土良性生态循环所需的生态用水。另一方面,生态用水还需结合黄河供水区内人民的生产和生活需水,统筹解决。


黄河治理,根本在于中游黄土高原泥沙治理,这也是“八七” 分水方案所强调的,但相关治理思路、手段已经到了需要做出重大转变的时候。第4 章重点分析了该问题。中游黄土高原水土流失,既影响当地生态环境,也造成下游泥沙淤积和洪涝隐患。水土保持措施以植被建设为根本,但植被恢复非朝夕之功,在其取得显著进展之前,入黄泥沙还需要以水疏导,因此彼时“八七” 分水方案规定冲沙用水有其合理性。但时过境迁,一方面黄土高原水土保持工作已取得显著成效、入黄泥沙已大幅下降,下游泥沙淤积已有所缓和。另一方面植被建设遭遇了“土壤干化” 即水资源不足的瓶颈,因而无法从根本上解决入黄泥沙问题。可是,一边是中游水土保持严重缺水,黄土高原生态恢复难以为继,另一边是大量黄河水继续以冲沙水的方式流入大海,黄河泥沙治理陷入治标不治本的境地


上述第一部分充分表明:“八七” 分水方案已经越来越不能适应流域内用水需求与黄河治理出现的新情况、新挑战。那么,下一阶段黄河水资源开发与治理的总体目标和解决方案又应该是什么呢? 本书认为,其总体目标应该是,尽可能地创造条件,最大限度地把包括冲沙水在内的黄河水资源用于满足沿线人民的生产、生活和生态用水需要

根据以上目标和任务,本书第二部分(第5 章~ 第8 章) 勾勒出了较为完整的黄河全流域治理和水资源利用新方案

首先,要解决海河流域极度缺水和山西省用水困难的问题,除了从域外引进新水源(如南水北调) 外,就要低成本地即通过自流的方式大幅增加黄河向这两个地区的供水量。其次,如要促进中游黄土高原生态的可持续恢复,就要对进入和流出黄河中游的水量加以控制,使其能够实现就地蓄水、补水,增加当地生态用水。再次,黄河径流量年际波动大,如要最大限度地利用好黄河极为有限的水资源,还需要减少丰水年弃水、枯水年又供水不足的情况。要做到、做好这三点,就需要从全流域角度通盘考虑上、中、下游情况。本书提出的一揽子解决方案,可用十六字来概括,即“上游引水、中游补水、下游调水、全域备水”。




上游引水




“上游引水”,即从黄河上游自流引水至海河流域、汾河流域,以解决海河流域极度缺水和山西省用水困难的问题,同时兼顾引水线路沿线地区用水需求。海河流域西北部、山西省受地理位置、地形和地势条件限制,从黄河干流取水的难度较大、成本较高,对此本书第5 章提出“上游引水” 方案。该方案综合考虑了上游水资源状况、沿线高程和地质条件、现有工程经验,确定了年均从上游引水150 亿m³ 目标,规划以黄河干流黑山峡河段大柳树水库为起点,以自流方式修建引水线路,经鄂尔多斯高原和内蒙古岱海湖周边区域,将黄河水引至山西省北部桑干河河谷,使黄河水直接连通海河流域、间接连通汾河流域。150 亿m³引水量,分配给海河流域90 亿m³,山西省35 亿m³,内蒙古自治区15 亿m³,黄土高原地区及宁夏回族自治区10 亿m³。如此既可缓解海河流域和山西省缺水,同时使引水沿线地区获得广泛的经济和生态效益。




中游补水




“中游补水”,即通过就地蓄水,增加黄土高原生态用水,促进该地区生态恢复。本书第6 章开篇回顾了黄土高原生态环境恶化的历史过程,指出如要从根本上恢复黄土高原生态并使之进入良性循环,就需要为当地提供充足水资源用于生态建设。本书提出了将当地水资源全部或大部分就地拦蓄、用于本地区生态建设的目标。显然,这些在目前以水冲沙的治理思路下是完全做不到的:一是上游来水量大,增大中游就地拦蓄和水量调控的难度;二是在以水冲沙规划下,流域内几乎没有富余地表水可供中游储蓄。不过,在本书规划下,这是很有可能实现的。一则上游引水后,进入中游的径流量将大幅下降,也就减轻了中游防洪压力,为中游黄土高原就地蓄水创造了条件。二则黄土高原北部、南部河网密布,经本书测算年均可蓄水量分别为28 亿m³、31 亿m³。若借助当地目前已有或规划中的干、支流水库,再在条件合适的其他地方“拾级而下” 建坝,就可以结合小流域和大流域治理于蓄水拦沙,将当地水资源全部蓄在当地、用在当地,改冲沙为固沙,改冲沙用水为水土保持用水。“中游补水” 既能增加当地生态用水,从根本上解决黄土高原水土流失问题,恢复区域内良性生态循环,又能使黄河下游泥沙淤积问题迎刃而解。




下游调水




“下游调水” 旨在使南水北调工程与“上游引水、中游补水” 规划相配合,保障黄河下游地区用水权益不受损。黄河下游用水有赖于上、中游来水,本书第7 章聚焦于黄河下游两岸目前从下游河道引水和使用南水北调水的情况,探讨“上游引水、中游补水” 新规划对下游两岸用水的影响和解决方案。新规划下,海河流域将接受上游来水90亿m³ / a,但黄河下游河道可供水量将比现状减少约40 亿m³ / a。目前黄河下游北岸地区使用黄河地表水量约72. 6 亿m³、使用南水北调水量73. 92 亿m³,南岸地区使用黄河地表水量约72. 9 亿m³、使用南水北调水量109. 08 亿m³。通过重新规划黄河下游南北两岸引黄水量、南水北调水量,可充分解决新规划带来的40 亿m³ 水资源缺口,并为两岸用水区净增50 亿m³水量。




全域备水




“全域备水” 旨在解决黄河水资源年际分布极其不均所导致的黄河供水能力严重波动的问题。本书第8 章结合现有黄河径流量丰枯周期变化的研究,提出了新规划下黄河上、中、下游稳定引水和供水的三大目标:①保障上游每年对外引水150 亿m³;②每年对外引水150 亿m³后就地存蓄所有上游余水,从而稳定上游年供水规模;③稳定黄河中下游年供水规模。黄河径流量年际波动大是不争的事实,而目前黄河流域水库调节库容偏低、水资源跨年调蓄能力不强,导致丰水年弃水严重、枯水年供水不足。无论是从实现本书提出的黄河水资源利用和治理新规划的角度出发,还是从提高黄河流域水资源开发利用程度的目的出发,黄河全流域备水能力的建设亟需被重视起来。


十六字方案重点是将目前用作下游冲沙的200 多亿立方水,转用于全域经济发展和生态建设。该思路不仅探索了解决当下黄河用水矛盾的出路,也提出了未来黄河水资源合理分配和可持续利用可能的解决方案。这一“引、补、调、备” 的思路在如下几个方面具有较大实际价值


  • 第一,这将在黄河上中游形成一条能够全程自流的引水线路。在黄河上游地区进行引水工程,充分利用地形优势,将水资源顺势导入受水地区,这一方案不仅能够减少沿线水利枢纽的能源消耗,降低用水成本,还能够最大程度实现水资源的效益。

  • 第二,这可能是让山西省真正较大规模地用上黄河干流水的唯一方案。山西省作为黄河流域的重要区域,长期以来面临着工业、农业发展缺水的问题。通过合理的引水工程,能够有效缓解山西省的用水紧缺现状,进一步保障该地区的农业、工业用水和居民生活用水。

  • 第三,方案可缓解沿河省区市的水资源短缺问题,带动流域经济的联动发展。如鄂尔多斯高原、岱海周边以及桑干河、永定河流域等地区经济发展,水资源是瓶颈。通过调水工程,这些区域可以获得稳定的水资源供给,有利于促进当地的产业发展。

  • 第四,黄河调水方案不仅能够为海河平原提供补水,还可以在北京形成一条稳定的大河。大国首都大多会有一条大河,但北京作为我国的政治、经济、文化中心,目前没有一条大河,长期以来都面临着日益严重的水资源短缺问题。通过黄河调水工程,北京和海河流域不仅有望在未来获得更多的水资源,而且我们伟大的首都将有望重新得到一条大河。

  • 第五,黄河流域的水资源合理利用,还能够为黄土高原地区提供大范围的生态补水,从而为解决黄土高原的水土流失问题创造条件。通过引水补水,不仅能够改善黄土高原的生态环境,还能减少黄河泥沙,将对整个黄河流域的生态产生深远的影响。


本书为黄河治理与开发利用勾勒了全面的新思路、新方案,但在付诸实践之前,还需要深化多方面的研究。例如,对于引水路线的规划,虽则作者曾数次前往沿线地区实地调研并提出了大致线路,但工程的具体选址还需要严谨勘测。再如,目标引水量及其在沿线各地的分配,还需根据对相关受水区域内实际需水和用水情况的进一步了解以及国家的区域发展战略加以调整。最后,规划的实施还基于稳定黄河跨年供水能力,需要对黄河丰枯水周期有更深入的研究,以提高预测能力。



本书成稿时间跨度长、修订次数多,虽然作者力求在书中做到分析无误、证据充分、结论准确,但仍存在疏漏之处,谨请读者提出宝贵建议。另外,本书的出版主要是为了推动大家从全新的思路去探讨黄河治理与水资源利用问题,虽然书中用了“方案”乃至“规划”等词语,但并不是说本书的内容已构成一个完整的“方案”乃至“规划”。相反,本书提出的思路与实际的、可操作的方案或规划相比,还有漫长的距离,需要更多学者、专业技术人员和政府官员进行更多更细致的研究和论证。



尽管困难重重,但我们深信,黄河治理确已到了转变思路的阶段“黄河之水天上来,奔流到海不复回!” 1000 多年前,诗人李白曾为黄河之水起自世界最高水塔一泻千里流经中华大地的气势所折服,同时也为如此之大的“大自然馈赠” 白白流入大海而表露出了几许惆怅。若能实现本书提出的对黄河水资源利用的新构想,后人将远可不必再慨叹于黄河之水大量东逝入海,却不能更好地造福于两岸人民。华夏大地也将在母亲河的滋哺下更加绽放活力,焕发光彩!


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本文摘编自《大河上下:黄河治理与水资源合理利用》(刘民权等著. 北京:科学出版社,2024. 11)一书“第9章 结语”“第1章 引言”,有删减修改,标题为编者所加。


审图号:GS 京(2024)2187

ISBN 978-7-03-080143-2

责任编辑:林 剑