孙素艳，李云玲，郭东阳，于丽丽，李 慧

(水利部水利水电规划设计总院，北京 100120)

水资源是城市经济社会发展和生态环境建设的重要保障和前提。对于水资源紧缺地区，进行合理的水资源配置和供需平衡分析是提高区域整体用水效率和效益，促进水资源持续利用和经济社会持续发展的有效途径和方法[1]。

河北省作为京津冀发展相对滞后区域，在今后一个时期面临诸多问题和挑战，建设雄安新区要求进一步扩大环境容量生态空间，对接京津疏解任务、承办2022年冬奥会要求加快提高水资源保障能力等。因此，开展河北省水资源供需现状分析与优化配置研究，对于河北省经济社会可持续发展、水资源可持续利用、水生态文明建设具有重要意义。

1 发展定位及水资源概况

1.1 发展定位

河北省为我国北方大省，是国家13个粮食主产区之一，其中沿海地区属国家京津冀优化开发区，冀中南城市群位于国家重点开发区。河北省在京津冀协同发展中的定位是新型工业化的重要基地、新型城镇化与城乡统筹的示范区、北方重要的航运和物流基地以及京津冀生态环境的支撑区，承担非首都功能疏解和京津产业转移的重要任务。

1.2 降水资源

本文选择1956—2000年全省600多个雨量站的降雨量资料，采用泰森多边形法计算得出河北省多年平均降水量为532mm，其中山区年降水量为528mm，平原为538mm。

河北省降水量年内分配极不均匀，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。受气候、地形等因素影响，降水的空间分布存在明显的地带性差异，总的趋势是多雨的燕山、太行山迎风坡分别向西北和东南两侧递减。

在年际变化方面，大体呈现震荡式下降趋势，且逐年分布极不均衡，如图1所示。1964年降水量为778.6mm，而1997年严重干旱期降水只有367.3mm。特别是近些年，2001—2016年全省平均降水量为496.7mm，为1956—2000年长系列多年平均值的93%，属于偏枯时段，虽然中间出现了降雨量增长的年份，但增长幅度较小，绝大部分低于多年平均水平，而降雨量的减少直接导致了水资源总量的下降。

图1 河北省1956—2016降水量变化趋势图

1.3 水资源总量

水资源总量是在我国进行水资源调查评价时提出的概念[2]，本文根据1956—2000年水文系列，在统计河川径流、浅层地下水资源的基础上，扣除重复水量，汇总出河北省多年平均水资源总量为205亿m3，其中地表水资源量120亿m3，地下水资源量为123亿m3，重复量38亿m3。全省人均水资源量为307m3，仅为全国人均水资源量的1/7，远低于国际公认的人均500m3的“极度缺水标准”，为典型的资源性缺水地区。

图2反映河北省水资源总量年际变化情况，由图2可见，20世纪50年代平均水资源总量比长系列多33%，60年代偏多10%，70年代偏多6%，80年代偏少26%，90年代偏少7%，21世纪初偏少29%。总体来看，80年代以来河北省水资源总量下降明显，虽90年代较80年代有所增加，但仍低于多年平均204.7亿m3。特别是2001年以来，水资源总量减少的幅度远大于降水量减少的幅度，这主要是海河南系地表径流衰减幅度较大所致，地下水资源与降水量的关系比较一致，同时由于近年来引黄水量的加大，补给地下水量有所增加。总体来说，河北省水资源总量呈减少态势，水资源供给日益趋紧。

图2 河北省各年代水资源总量变化

2 供用水现状分析

2.1 供水基础设施

河北省水资源紧缺，长期依靠超采地下水保障城乡生活及工农业生产用水需求。近年来河北省加大了水源工程建设力度，建设了一批蓄引提调供水工程，实施了地下水超采综合治理试点工作。全省共建成10万m3及以上的水库1075座、规模以上引(进)水闸3063座、泵站工程1345座、全省跨流域引调水工程6条，规模以上机电井90.1万眼，其中农业灌溉机电井84.5万眼。全省现状总供水能力达到221.5亿m3，基本保障了河北省经济社会的快速发展和城乡用水需求，初步建成了当地地表水、地下水、引黄水、引江水和非常规水源组成的水资源调配与供水保障基础设施体系。

2.2 供水现状

经统计，2016年河北省现状总供水量182.6亿m3，其中地表水供水量51.5亿m3，占总供水量的28%，地下水供水量125.0亿m3，占69%。地下水供水量中，浅层地下水开采量91.9亿m3，深层承压水超采量33.1亿m3。从供水结构上看，河北省主要水源为地下水，如图3所示。

图3 2016年河北省供水结构图

20世纪80年代以来河北省降雨量的减少，导致地表水的供水量下降，而地下水的超采总体上在加剧。1990年以来，全省地下水开采量经历了从低到高又从高到低的过程，其中1990—2002年随着农业生产对水的需求的增加，加之开采技术的提高，全省地下水开采量呈逐年增加趋势；2002年后，缺水问题逐渐显现的同时，各行业节水意识增强，特别是近年来实施了一系列的地下水压采措施，使得地下水开采量逐步呈现下降趋势，如图4所示。

图4 1990—2016年地下水开采量

2016年河北省各地市供水结构图显示，供水主要集中于经济较发达的区域，如图5所示。石家庄市供水总量29.04亿m3，占全省总供水量的15.9%；保定市供水总量28.02亿m3，占15.4%。从供水结构上看，唐山市地表水资源相对丰富，全市总供水量为24.83亿m3，其中地表水供水量占35.4%；全省大部分地市都存在地下水超采问题，衡水市、沧州市深层地下水超采尤为严重。

图5 2016年河北省各地市供水结构图

2.3 用水现状

2016年全省总用水量182.6亿m3，其中生活用水量25.9亿m3，占总用水量的14%；工业用水量21.9亿m3，占12%；农业用水量128.0亿m3，占70%；随着近年来对于生态环境保护的重视，用于保护和改善生态环境的用水量在增加，2016年生态环境用水量6.7亿m3，占4%。2016年河北省现状用水结构，如图6所示。

图6 2016年河北省用水结构图

用水量区域分布情况与供水量基本相同，主要用水集中在石家庄、保定、唐山等地市，如图7所示。从用水结构上看，河北是农业大省，各地市农业用水量仍占主导地位，其中衡水、保定、邢台、张家口等地市农业用水量占比均超70%；唐山、承德、沧州等地市工业用水量占比较大，均超15%；廊坊、秦皇岛、唐山等地市生活用水量占比较大，其中廊坊市生活用水量占比24%；石家庄市生态环境用水量占比最大，为7%。

图7 2016年河北省各地市用水结构图

综上所述，随着河北省经济社会快速发展，全省用水需求还将不断增长，水资源供需矛盾将更为突出，未来供水安全保障和推进水生态文明建设的形势将尤为严峻，必须进一步优化水资源配置格局，提升供水保障能力。

3 水资源需求及供需平衡分析

3.1 远景可供水量分析

区域的可供水量是水源工程可为国民经济各部门提供的水量[3]。通过南水北调工程、引黄工程、污水处理回用工程、微咸水利用及海水淡化等措施，考虑逐步退还挤占的生态环境用水量，2020年河北省多年平均可供水量为220亿m3，2030年为234亿m3。

3.1.1 当地水资源可供水量

根据河北省水资源条件及当地水资源承载能力，2020年河北省当地水资源可配置水量为161.7亿m3，2030年为157.57亿m3。

(1)地表水可供水量。根据河北省水中长期供求规划，按照地表供水总消耗量不大于地表水可利用量的原则，2020年河北省当地地表水可供水量为57.0亿m3，2030年为58.6亿m3。

(2)地下水可供水量。河北省地下水可开采量计99亿m3，包括平原区地下水可开采量81亿m3和山丘区地下水可开采量18亿m3。根据河北省水中长期供求规划，考虑逐步退减地下水超采量的要求，2020年河北省地下水可配置水量为104.65亿m3；2030全省地下水超采量全部得到退减，地下水可供水量为99亿m3。

3.1.2 外调水可供水量

根据南水北调、引黄入冀补淀、京津冀协同发展水利专项规划等有关规划安排，到2020年河北省外调水可供水量为37.1亿m3，2030年为45.7亿m3。

(1)引江水。南水北调中线一期工程分配给河北省分水口门水量30.4亿m3，参与配置的可供水量为27.9亿m3；2020年后东线二、三期工程合并实施，分配给河北省分水口门水量18亿m3，参与配置的可供水量为14.4亿m3，其中一部分置换东线实施前河北省引黄水量。考虑到南水北调中线二期工程目前仍处于开展前期工作阶段，2030年河北省可供水量未考虑南水北调中线二期以及优化调度可增加的调水量，为42.3亿m3。

(2)引黄水。根据河北省引黄工程规划，到2020年河北省引黄包括山东位山引黄，入省境水量5.0亿m3；引黄入冀补淀，入省境水量6.2亿m3；山东李家岸引黄，入省境水量1.0亿m3；小开河引黄，入省境水量0.79亿m3，合计引黄入境水量可达12.99亿m3，通过延长引水时间，优化引黄调度，力争使河北省引黄渠首水量达到18.44亿m3，参与配置的水量为9.21亿m3。2020年后，南水北调东线二、三期工程实施，保留6.2亿m3引黄水量，参与配置水量3.41亿m3。

3.1.3 其他水源可供水量

针对河北省资源性缺水的严峻形势，根据需要与可能，规划充分利用污水处理回用、微咸水、海水淡化等其他水源，规划到2020年其他水源可供水量为21.2亿m3，到2030年为30.7亿m3。

(1)再生水。根据河北省水中长期供求规划，未来城市再生水利用率不低于污水处理量的60%，中小城镇再生水利用率不低于40%。到2020年河北省再生水可利用量可达到15.1亿m3，到2030年可达到18.8亿m3。

(2)微咸水利用。在引黄、引卫等地表水灌溉的区域，根据微咸水分布情况，加强微咸水利用。到2020年河北省微咸水利用量可达到4.1亿m3，到2030年可达到6.9亿m3。

(3)海水淡化。河北沿海地区是水资源最为贫乏的地区，随着海岸带经济社会的发展，海水淡化成本将进一步降低，海水利用量将进一步加大。规划到2020年河北省可供配置的海水淡化量为2亿m3，到2030年为5亿m3。

河北省规划水平年可供水量分析见表1。

3.2 用水总量控制指标

根据《河北省最严格水资源管理制度实施方案》，到2020年全省用水总量控制指标为221亿m3，其中地下水119亿m3；到2030年用水总量控制指标为246亿m3，其中地下水99亿m3。河北省2030年用水总量控制指标考虑了南水北调中线一期、二期和东线二期、三期以及南水北调优化调度可增加调水量的情况。河北省用水总量控制目标见表2。

3.3 水资源需求预测

预计到2030年城镇化率将由现状的48%提高到65%，城镇人口增加1390万人[4]。现状河北省工业用水效率总体处于全国先进水平，城镇生活用水水平较低，农田灌溉有部分节水潜力。未来随着城镇人口增长及用水水平的提高，城镇生活需水将会增长较快；工业用水在加大用水重复利用和节水工艺改造的前提下，仍将保持一定增长；随着京津冀生态文明建设的推进，河北省生态用水将持续增长；农业方面，在维持现有农田有效灌溉面积规模，考虑现有大中型灌区续建配套与节水改造等节水措施的前提下，农业需水将维持现状水平。

表1 河北省规划水平年可供水量分析 单位：亿m3

表2 河北省用水总量控制目标 单位：亿m3

在调研历史数据规律的基础上，结合河北省水资源综合规划和河北省水资源中长期供求规划，到2020年、2030年河北省需水总量将分别达到248.6亿m3和258.3亿m3。河北省规划水平年需水预测见表3。

3.4 供需平衡分析

针对河北现状水资源供需分析，在充分挖掘节水、当地水、外调水等水资源潜力的条件下，结合各类水利设施的供水能力和供水量，以及水资源的开发利用程度，按照以水定城、以水定地、以水定人、以水定产的要求，确定合理的农业灌溉面积；根据《中华人民共和国水法》，在满足城乡居民生活用水，保证工业、农业用水后，将富余水量供给生态环境用水，提升城市发展环境。

统筹生活、生产、生态用水，将目标年社会发展的需水量和规划水平年的可供水量作比较，在规划节水、水工程建设、水源保护等各项措施落实情况下，对河北省各区域水资源进行供需平衡分析。到2020年，河北省可供水量220.0亿m3，与需水量相比缺水28.6亿m3；到2030年，全省可供水量234亿m3，缺水24.3亿m3。在考虑各行业节水潜力的基础上，按照优先重点保障生活、工业以及基本生态用水需求的原则，配置各行业用水量[5- 6]。

河北省规划水平年分行业配置水量见表4。

2020年河北省工业配置水量为36.5亿m3，比需水量少5.8亿m3，未来通过优化产业结构以及工业节水解决工业需水与供水缺口。2030年工业配置水量为44.7亿m3，比需水量少0.7亿m3，未来通过推进工业节水解决工业需水与供水缺口。

2020年河北省农业配置水量为135.0亿m3，比需水量少22.9亿m3；2030年农业配置水量为130.0亿m3，比需水量少23.7亿m3，未来需在现有大中型灌区节水基础上，进一步大力推进节水灌溉，并结合调整种植结构等措施解决农业需水与供水缺口。同时为治理地下水超采，大幅度减少用于农业的地下水供水量，采用当地地表水、外调水以及其他水源替代。

表3 河北省规划水平年需水预测表 单位：亿m3

表4 河北省规划水平年分行业配置水量 单位：亿m3

4 结论与建议

在充分审视河北省发展定位及水资源现状的基础上，对河北省未来的需水形势、可供水量进行分析，结合用水总量控制及地区水资源承载力[7- 8]，对未来水资源的供需平衡进行分析，为当地水资源管理部门合理开发利用水资源提供科学依据[9]。

研究认为在现状供用水条件下，即使充分考虑已规划节水改造、新建水源等措施，未来2020、2030年河北省水资源供需形势仍较为严峻。为进一步提高河北省经济社会发展及生态环境用水保障程度，提出对策建议[10]：

(1)科学供水、高效节水。全面实施华北节水压采区域规模化高效节水灌溉行动，推进再生水回用及雨水利用，增加水资源重复利用率，缓解水污染及水资源短缺压力;积极推广喷灌、微灌、管道输水灌溉以及水肥一体化等先进适用节水灌溉技术，逐步建立节水型产业体系；继续加大节水型社会建设，建立城市生态用水循环系统。

(2)因地制宜、适当开源。要确保城市可持续发展，河北省还应加快引黄入冀补淀等跨流域调水工程的建设，谋划平原调蓄工程，加快推进廊坊“北三县”、沧州渤海新区等南水北调中线延伸供水工程建设，实施重点区域水资源配置工程，使得供水能力与河北省用水需求同步增长。

(3)创新制度、加强管理。我国在水资源管理的广度和深度上都要落后于世界先进水平[11]，要深入贯彻落实最严格水资源管理制度，落实《河北省地下水管理条例》；突出体制机制创新，强力推进农业水价、水权、水管体制改革；积极培育水权水市场、推进水流产权确权试点和扩大水资源税改革；加快推进重点领域立法进程，大力推进水利综合执法，对非法取用地下水的行为进行严厉打击。