1、京津冀区域水资源及水环境调控与安全保障策略京津冀区域的水资源短缺与水环境污染问题已严重制约着区域协同发展战略的实施，亟需从综合治理角度，探讨水资源及水环境的优化调控与安全保障对策。文章在综合分析京津冀区域水资源调控及水环境安全现状与挑战的基础上，提出区域水资源及水环境调控与安全保障策略为：通过技术途径打造山水林田湖海水生态格局，构建水健康循环与高效利用模式，发展与水生态承载力相适应的生产生活方式，提升水环境质量与保障区域水生态健康，建立区域水环境质量协同管理体系，加强京津冀产业协同调配与污染减量化以及推进“半城市化”与农村污染治理。一、前言推动京津冀协同发展是重大国家战略，而区域生态环境是这一
2、战略面临的首要问题。京津冀地区短缺的水资源和严重的水污染，正在构成当地居民的“心腹之患”，已经成为制约协同发展战略实施的突出因素。京津冀区域环境污染防治迫在眉睫，亟需从综合治理角度，探讨水资源及水环境的优化调控与安全保障对策。相关研究将是推动京津冀协同发展、改善区域生态环境质量的重要突破口。二、现状与挑战（一）水资源调控现状1.海河流域水资源总量不足海河流域地处我国政治、文化和经济中心，其中部平原是我国重要的粮食主产区，西部北部山区是国家能源基地，兼顾疏解北京非首都功能的重任，具有极其重要的战略地位。近年来，海河流域水资源短缺严重。根据海河流域水资源公报统计数据，2016年海河流域地表水资源量
3、约为2.041010 m3，地下水资源量（含与地表水资源的重复量）约为2.8041010 m3，水资源总量约为3.8791010 m3，占降水量的19.8%；全流域150座大中型水库的年永蓄水总量约为1.0521010 m3。2016年海河流域各类供水工程的总供水量约为3.6311010 m3，其中当地地表水占22.8%，地下水占53.7%，外调水占17.6%，其他水源占5.9%。全流域农业用水占60.6%，工业用水占13.2%，生活用水占19.0%，生态环境用水占7.2%。全流域用水消耗量为2.5081010 m3，占总用水量的69.1%。2016年海河流域废污水排放总量为5.511109
4、t。其中，工业和建筑业废污水排放量为2.208109 t，占40.1%；城镇居民生活污水排放量为2.694109 t，占48.9%；第三产业污水排放量为6.09108 t，占11.0%。2.海河流域水资源量日趋短缺海河流域水资源量呈现持续减少的趋势。全流域地表水资源量19561979年段平均约为2.81010 m3，19802000年段约为1.81010 m3，20012007年段约为1.21010 m3，20082016年段约为1.51010 m3，近60年来总体呈减少趋势。随着降水量的减少和水资源开发利用程度的加强，海河流域地表水资源量持续减少，同时导致海河流域水资源总量的持续减少。按目前
5、海河流域总人口计算，区域人均水资源量为270 m3，仅是国家平均水平的12.8%、世界平均水平的3.3%，远低于国际公认的人均500 m3极度缺水警戒线。而20世纪80年代以来经济社会高速发展，人类活动对下垫面的影响不断加剧，进一步导致流域入海水量减少。海河流域主要河流干涸程度增大。几十年来，在气候干旱化日趋严重的背景下，上游地区修建的水库等多种水力设施导致中部平原区水资源短缺，平原地区工农业发展和城镇用水对水资源的过量开发引起地下水的采补失衡和水位的急剧下降，流域产流能力随之衰减，最终造成河流在枯水季节出现经常性的河道断流。每年河流断流天数已从20世纪60年代中后期的78天增加到2000年的
6、268天。20世纪60年代断流天数超过180天的河流数量仅有2条，而在2000年的21条目标河流中，仅白沟河、南拒马河、唐河、滏阳河、卫河、卫运河和漳卫新河等7条河流的断流天数未超过180天，永定河等部分河段逐步呈现常年断流现象。3.区域水资源供水主要是浅层地下水，农业用水和耗水最大根据海河流域水资源公报统计数据，在海河流域供水方面，2016年海河流域地表水源供水量中，蓄、引、提及跨流域调水工程供水量所占比例分别为12.8%、28.2%、15.1%和43.7%。跨流域调水总量包括引长江水量和引黄河水量。在地下水源供水量中，浅层水、深层水和微咸水供水量所占比例分别为80.6%、18.8%和0.6
7、%。在海河流域用水方面，2016年海河流域总用水量与2015年相比，全流域总用水量减少5.39108 m3。具体来说，农业用水减少1.025109 m3，主要减少省份为河北省；工业用水减少1.24108 m3，主要减少省份为河北省；生活用水增加2.12108 m3，生态环境用水增加3.98108 m3。在海河流域耗水方面，2016年海河流域农业、工业、生活和生态环境耗水量所占比例分别为67.9%、10.0%、13.8%和8.3%，耗水率分别为77.3%、52.4%、50.2%和80.5%。4.区域水资源开发利用强度与用水效率处于较高水平水资源开发利用强度高。最近10年地表水开发利用率超过60%
8、；海河北系地表水开采率甚至超过80%，海河南系地表水资源量开发利用率超过60%；徒骇河、马颊河地表水开发利用率最低，但也超过了40%。海河流域地表水开发利用率远远超过了国际公认的40%这一合理上限。海河流域地下水大规模开采始于20世纪70年代，随着地表水资源利用强度的进一步增加，平原区浅层地下水开发利用率持续提升。平原区19952007年平均浅层地下水资源量为1.411010 m3，平均年开采量为1.721010 m3，浅层地下水开发利用率为122%。其中，海河南系浅层地下水开发利用率达到了149%。地下水的超量开采，造成地下水位急剧下降以及地面下沉、地裂和塌陷等一系列环境地质问题。水资源用水
9、效率达到较高水平。京津冀地区以占全国0.9%的水资源量，提供了占全国4%的供水量，支撑了占全国8%的人口和8%的灌溉面积，产出占全国国内生产总值（GDP）的11%。与京津冀水资源供需严峻情势相对应，京津冀用水效率和水资源利用程度已经达到很高的水平。2013年，京津冀地区所在省份的人均用水量、万美元GDP用水量、万美元工业增加值用水量、亩均灌溉用水量、灌溉水有效利用系数等用水效率评价指标，在整体上均领先于国内其他区域。从国际上基于人类发展指数（Human Development Index，简称HDI，HDI大于0.9的国家多为发达国家，HDI介于0.50.8的国家多为亚洲、非洲、拉丁美洲的发展
10、中国家，HDI小于0.5的国家多为亚洲、非洲的欠发达国家）来看（见图1），京津冀地区可分为两个梯次，第一梯次北京（0.869）与天津（0.843），万美元GDP用水量分别为116 m3、103 m3，水资源利用效率已经接近或达到发达国家水平，远高于世界平均水平（万美元GDP平均用水量为506 m3）；第二梯次河北（0.735），万美元GDP用水量为449 m3，水资源利用效率优于发展中国家水平但离发达国家还有一定距离，将是未来水资源挖潜关键区域。图 1 京津冀地区与不同发展水平国家万美元GDP用水量比较（2016年）5.区域水资源供需难以平衡，仍需“内部挖潜、外部调水”目前第一梯次的北京和天津
11、，虽然存量节水潜力有限，仍需要大力实施深度节水战略：充分挖掘各行业节水潜力，适度控制需求规模，推进京津冀一体化战略，稀释人口和城镇化带来的刚性需求；继续增强社会节水意识、完善节水体制，遏制奢侈用水和浪费用水的现象。第二梯次的河北省，由于地下水长期超采以及经济社会发展导致的用水刚性需求增加等因素，生态环境用水历史欠账较多，高耗水、大污染的工业比重高，需要继续调整优化产业结构。以2030年为未来水平年，从节约用水潜力角度评估京津冀地区未来供需平衡状态。评估过程突出以下几点：供求方面立足区域本底水资源条件和水生态环境状态，基本维持地表供水现状，充分利用区域内南水北调一期工程调入水量，增加非常规水源利
12、用量，控制地下水超采并适当恢复地下水；在需求方面可挖掘的潜在节水量为2.07109 m3，同时考虑支撑区域快速城镇化带来的城镇生活用水的刚性增加。根据全国水资源综合规划配置阶段关键成果分析得出：2030年京津冀地区可供水量约为3.0291010 m3，需水量达3.171109 m3，仍然缺水约1.42109 m3；缺口以城镇生活和工业刚性需求为主，主要位于河北省，缺水威胁尚未彻底消除。为了保障京津冀地区水资源安全、修复水生态环境、促进京津冀地区未来社会经济可持续发展，从水资源角度而言，应该立足“内部挖潜、外部调水”，充分拓展用水潜力，高效利用外调水，必要时进一步补充外调水（见图2）。图 2 2
13、030年京津冀地区水资源供需情况预测（二）水环境治理现状1.海河流域水环境仍为重度污染，黑臭水体问题突出根据2016年中国环境状况公报，海河流域为重度污染，主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和氨氮。全年总评价河长15 565.2 km，劣V类水占评价河长的44.6%，天津市劣V类水接近其评价河长的70%，流域内70个省界断面中的61.8%为劣V类。白洋淀、衡水湖、昆明湖、福海、东昌湖5个重点湖泊的水质为IIII类的水面面积仅占2.8%。流域内480个水功能区中有147个达到水质目标，达标率为30.6%。其中，一级水功能区（不含开发利用区）达标率为32.8%，二级水功能区达标率为29.7%
14、。按水体类型统计，河流类水功能区全年达标率为32.1%，湖泊类水功能区全年达标率为15.3%，水库类水功能区全年达标率为35.3%。“水体污染控制与治理”国家科技重大专项海河项目组2013年调查数据显示，北京、天津、河北的黑臭水体比例分别为33%、97%、35%；黑臭水体分布不均，石家庄山区的黑臭水体的比例为10%，而石家庄平原的黑臭水体比例则高达86%。2.流量不足导致河流水流过程弱化，非常规水源补给特征显著平原闸坝林立，河道片段化、渠库化，河流连通性差、流动性差，河流动力学过程基本消失。区域主要水系流量保障率基本在30%以下，各大水系年均流量均无法满足流域栖息地完整性所需环境流量。2001
15、2012年，海河河流污径比范围为18.2%71.6%，平均污径比为35.7%，在2002年出现的污径比峰值达71.6%（见图3）。图3 海河径流量、污径比及污水分类（20012012年）3.区域典型河流中新兴污染物在城市和农田分布较高新型污染物主要是药物和个人护理品（PPCP）。PPCP广泛分布于山区、城市和农田区域的河流中，其中城市和农田区域河流中PPCP污染较高，山区地带的污染程度相对较低。在新型污染物组成分析中，农田和城市地区中咖啡因（CAF）占比最高，同时城市地区中磺胺嘧啶（SDZ）和磺胺甲基异恶唑（SMX）等药物的比例也较高。城市污水处理厂是城市中PPCP的主要来源，而农村地区分散的点源和面源是农村地区PPCP的主要来源。4.河流生态环境质量差、生物多样性低，水生态功能退化严重海河流域50%以上河流生态环境状况为中等偏差，难以为生物群落提供适宜的生存和繁殖栖息地。超过30%的河流生态环境为极差，中部平原段和下游滨海段超过45%，导致海河流域水生生物物种贫化，底栖动物群落多样性水平较低，Shannon-Wiener指数为0.222.73。5.地下水面临水量性和水质性缺水压力19592003年，京津冀地区的平原区浅层地下水水位下降显著，部分区域水位差接近30m。区域累计超采量超过1.551011 m3，已经形成了大量漏斗区。区域72%的
