1 引言
    海河流域地理位置优越，气候条件宜人，具有环渤海优势，又是全国政治、文化中心和经济、交通最为发达的地区。矿产资源除西部有煤炭、金属、建材等种类齐全的矿藏外，东部的油、气、盐田和卤水矿藏、咸水生物等的储量也十分丰富；土地资源的开发利用率虽然已经很高，但东部还有滨海荒地没有很好利用。社会经济发展的潜力还有很大。流域内人口除自然增长外，还有外来迁入的压力。水资源总量仅有419亿m3[1]（多年平均地表、地下水资源量），只占全国的1.5%；人均水量335 m3，不足全国平均的1/6，世界平均的1/24；耕地亩均水量258 m3，仅为全国平均的1/8。水是制约社会经济发展的主要因素。

    70年代末期，海河流域的地下水超采问题就已严重。80年代初期，引栾入津工程建成，地表水资源开发利用几乎殆尽。除了本流域的地下水资源连续超采之外，海河流域还引取了大量的黄河水量。海河流域水资源开发利用带来了一系列的生态环境问题。地下水连续20多年超采，水位下降、含水层疏干，地面下沉、裂缝和取水设施报废等；河道断流、湿地疏干，生物多样性和环境多样性减少，以及水污染十分严重等，都是流域水资源开发利用必须面对的重大问题。目前，海河流域水资源供给的基本情况是，黄河水量愈来愈少，地下水超采难以为继，京津地区和全流域其它地区社会经济发展迫切需要安全、稳定的水源保证。为此，尽快建设南水北调工程是社会各界普遍关注的一个重要问题。 南水北调工程虽然论证了几十年，但有许多问题没有完全解决。比如，海河流域的缺水量是多少，恢复生态、改善环境需要多少水，水量调来之后如何配置、管理和利用，以及水价应该定多高、水费应该如何收等等。本文仅就一些问题作粗浅的探讨，不当之处，敬请批评指正。 2 水资源短缺量及其分布

    2.1 水资源短缺量

    本文中的水资源短缺量，是指通常所说的水资源供需平衡意义上的工业、农业和城市、农村生活用水量的缺口。据资料[2]报道：自80年代以来，海河流域的总用水量一直保持在350~434亿m3的水平，平均为402亿m3，总体趋势平稳。工业用水增长缓慢，1980~1998年的平均递增率为1.83%，其中进入90年代以后，工业结构发生了重大变化，传统工业下滑，高科技行业迅速发展，用水没有增加的趋势。北京市1998年高科技行业的增加值已经占到全市的22%，天津市已经占到16%，但用水极少，几乎与产值无关。农业用水受降水波动影响较大，但无增加的趋势。城镇生活用水平稳增长，年递增率为3.53%。入海水量在继80年代初期达到最低点之后，90年代有了显著的回升，平均入海水量由80年代的33亿m3增加到了67亿m3，其中1996年入海水量达到159亿m3。这其中虽然有90年代降水偏丰的影响因素，但也足可以说明，海河流域社会经济用水高增长期已经过去。

    1998年，海河流域的降水量为551mm，与多年平均548mm(1956~1984年)相近。该年全流域的水资源总供给量为424亿m3，其中地下水258.8亿m3（含超采水量38亿m3），地表水107.7亿m3（含28亿m3未处理的污水），引取黄河水量53亿m3，其它水源4.6亿m3（含污水处理回用、海水淡化、微咸水利用等），入海水量40多亿m3。也就是说，在不考虑增加入海水量和不减少引黄水量的情况下，海河流域的缺水量，在一般平水年份大约为38亿m3（地下水实现采补平衡，污水得到处理利用）。其他年份的缺水情况，依据资料[1]和资料[2]分析，预计枯水年份（75%保证率）缺水70亿m3，特殊枯水年份（95%保证率）缺水120亿m3；25%保证率的丰水年份不缺水（不考虑工程性的缺水），而且还略有以丰补歉的作用（地下水位有回升、湿地面积水有增加）。 2.2 2040年的水资源短缺量

    依据资料[2]的预测：海河流域的工业用水将于2040年达到峰值。届时需水量将达到125亿m3，比1998年的67亿m3多58亿m3，年平均递增率为1.5%；城市和农村生活需水量将在2040年以后保持稳定。届时需水量将分别达到70和27亿m3，合计为97亿m3。其中，城市生活需水量比1998年的27亿m3多53亿m3，年平均递增率为3.09%。农村生活需水量在人口减少1/3的情况下，比1998年22亿m3多5亿m3；农业灌溉需水量比现状有所减少，但林、牧、渔业需水量会有显著的增加。2050年农业灌溉需水量为281亿m3，比1998年的294亿m3少13亿m3；林牧渔业需水量25亿m3，比1998年的13.4亿m3多11.6亿m3。

    首先我们假定上述预测是正确的，可以算出工业用水增加58亿m3，城市生活用水增加53亿m3，实际需要补充的新鲜水量为增加量的30%，即分别为17.4亿m3和15.9亿m3，合计为33.3亿m3。其它近78亿m3将会变成污水经处理后重新利用或者作为环境用水而被使用，不能算作海河流域的水资源短缺量。同时我们假定，2040年农、林、牧、渔和农村生活用水合计后与现状持平。这样我们就可以算出，2040年的缺水量，也就是在现状缺水量38亿m3的基础，加上未来新增工业和城市生活缺水量33亿m3，即71亿m3。75%枯水年份的缺水量约为100亿m3。

    本文认为，文献[2]预测的工业用水可能偏高较多，其主要依据为：①90年以来工业用水无增加的趋势，而流域内的工业产值依然高速增长。②工业用水的节水潜力巨大。据世界观察研究所的专家估计，在不影响经济产值和生活质量的前提下，利用现有的技术和方法，工业用水可以减少40~90%[3]；1999年，我国每万元工业增加值取水量是日本的18倍，美国的22倍。企业之间单位产品取水量相差悬殊，一般相差几倍，有的达十几倍，个别的甚至超过四十倍[4]。③我国《工业节水“十五”规划》目标是：到2005年，工业取水量不超过1250亿立方米，年均增长率控制在1.2%以内，其中黄淮海和内陆河流域不超过1%[4]。而文献[2]设定的1998~2010年的工业用水递增率为2.72%，2010~2020年的递增率为1.45%。

依据上述情况分析，资料[2]预测的工业用水增加值至少高出实际可能增长值的1倍以上。去除多预测部分的工业用水增长量，可以得出海河流域用水高峰年，平水年份的水资源短缺量大约为60亿m3，一般枯水年份（75%）大约为90亿m3。如若考虑引黄水量会减少的因素作用，那就应当另当别论。

    2.3 水资源短缺量分布及有关问题的意见

    除工程性的和天然性的缺水因素外，现状情况下的生产、生活缺水量的地区分布，也就是环境水量最为亏空的地带。即河道干涸、湿地消失，地下水超采、含水层疏干或近乎疏干的河流中下游地区。当然，污染型的缺水地区也有，但不是主要的，而且是可以治理和利用的。很显然，现状情况下的严重缺水地区，主要分布在京九和京沪一带及其以东地区，而不是京广沿线地区。 目前，海河流域京广沿线各大城市（除北京外，下同），工业产值在河北省占有绝对优势，但这些产值多是依靠已经开发多年的矿产资源和高耗能、高耗水、重污染的工业行业所生产，其发展前景并不乐观。而京沪、京九沿线及环渤海地区的发展潜力还很大。地势平坦，交通便利，土地广柔，具有沿海优势，而且还有许多没有开发的盐碱洼地和滨海荒地，并有油、气、盐田和卤水、咸水生物等战略性的资源。今后一个时期，随着生命科学、信息科学和国内外物流循环加快，以及外来加工、贸易、服务业的发展，这一带高科技的工业、农业和加工服务也将可能会有较快的发展。因而，本文认为，无论是现在还是将来，海河平原东、中部地区的缺水问题都是应当引起高度重视的。 另外一个值得重视的问题是，南水北调水量如若优先满足京广沿线的城市用水，而不加紧治理和控制污染，那么，大调水将可能是带来的是大浪费和大污染；如若我们考虑这些城市的污水进行处理，那么，污水治理费用加上调水成本费用，这些城市和这些工业能够承受得了么？很多人都认为，南水北调水量应当优先满足“环境用水”。因为，环境用水不需要有那么高的水质要求，也就不需要那么多的“全立交”和花那么多的money，而环境用水的绝大部分最终仍然会是“经济”用水和生活用水。

    2.4 环境用水与环境耗水计算

    海河流域中下游地区水生态环境的基本特点是：有河皆干，有水皆污，湖泊、湿地正在全面消失；地下水连续超采，含水层疏干，地表开裂、下沉。并由此导致了生物多样性减少，河口海湾生态恶化和干旱年份城市用水无法保证等诸多的问题。《海河流域水生态恢复研究（初步报告）》[5]（以下简称资料[5]）对流域内的河流、湿地、地下水恢复，以及城市河湖、水土保持、污染稀释、入海水量等诸多方面的用水都进行了研究。研究结果认为：全流域生态环境需水总量为121亿m3。其中，地下水恢复需水量为30亿m3，城市河湖环境用水9.8亿m3，湿地恢复需水量13亿m3，河道水面恢复需水量22亿m3，水土流失治理需水量16.2亿m3，河口入海水量30亿m3。

    工业、农业和城市生活用水来源于环境，环境中保有或储存有一定的水量是社会经济得以稳定和安全的保障。“环境”水、“资源”水实质上都是同一个“水”。因而，我们要说清楚海河流域环境用水恢复后的缺水量，必须区分清楚那些“环境”水量是可以被利用的，那些“环境”水量是不可以被利用的。本文认为，环境中的水体水量，不论是地表的、还是地下的，都是可以被直接或重复利用的，渗漏水量是会转化成为地下水而被重新利用的，只有新增加的蒸发水量是不可以利用的“新增耗水量”。本文以资料[5]的数据为依据，单独计算新增环境耗水量，以便确定海河流域的新增缺水量。

    ①湿地水面恢复：资料[5]中的数据是，湿地水面恢复到70年代初的1000km2面积水平，需要补给的水量为13亿m3。其中，11亿m3为蒸发耗水，2亿m3为渗漏水量。本文认为：2亿m3的渗漏水量将会重复使用，不能算是湿地耗水量。再次，恢复到1000m2，还应减去现在已有的湿地水面蒸发量。其中包括常年的和季节性的湿地水面蒸发耗水量。由于资料[5]没有给出现有的湿地水面耗水量，本文暂且不予扣除。即湿地生态需水量按11亿m3计。

    ②河道水面恢复：资料[5]中的数据是，如若按恢复2000km的河道水面，需要补给水量为14亿m3，其中蒸发水量约为5亿m3，渗漏水量约为9亿m3。如若恢复4000km的河道水面，需要补给的水量为22亿m3。依据恢复2000km时的比例，可以推得其中蒸发水量为7.86亿m3，渗漏水量为14.14亿m3。本文认为，同湿地的情况一样，渗漏水量是会被重新使用的，不能算作河道水面耗水。同时，计算时也未减去现有的河道水面蒸发量。因而，本文认为，7.86亿m3应该是河道水面恢复是的最大耗水量。

    ③城市河湖用水，资料[5]中的数据是，北京按人均32m3/a，天津按人均25m3/a，石家庄和其它城市按人均7m3/a计算，2030年全流域需要的水量为9.8亿m3。实际蒸发耗水多少，通过渗漏转化为地下多少，资料[5]中没有提到。本文按渗漏水量为1/2考虑，则城市河湖实际耗用的水量可能仅有4.9亿m3。在现状基础上的缺水量计算，还需要减去现有的城市河湖水面蒸发量。因而，其新增缺水量也可能就是4亿m3左右。

    ④水土流失治理需水量：资料[5]按每平方公里需水15万m3计，流域内10.8万km2全部治理完需要16.2亿m3水量。本文认为，这部分水量并不是无效蒸发掉了，它或许产生了林、草产品，或许产生了粮、菜产品，还有可能增加入渗地下水或变为河道基流。因而，不能算是新增加的无效耗水量。有的学者认为，植被覆盖度增加，湿地面积增长，有利于降水量增加和无效蒸发量减少。

    ⑤对于地下水恢复问题，资料[5]的大意为：2010年结合南水北调，按受水区大中城市控采70%考虑，可有7亿m3的回补量。2030年，南水北调二期工程实施后，在补大于采的基础上，可将30亿m3作为地下水基本恢复的补给量。维持30亿m3/a的回补量，到2050年可使浅层地下水基本得到恢复。本文认为，地下水恢复只是蓄存变量的增加，实际上是增加了生产和生活用水的安全度和稳定性，增加了生态环境的舒适性和稳定性，在最高水位的控制下，不会增加新的耗水量。

    ⑥河口入海水量，资料[5]的大意为：现状1989年、1992年和1997年，三个枯水年的平均入海水量为12亿m3，可作为2010年入海水量的控制指标，2030年湿地需水量基本满足后提高到20亿m3，2050年地下水恢复基本满足后提高到30亿m3。实际的情况是，90年代的平均入海水量为67亿m3，80年代的平均值是33亿m3，都高于资料[5]设定的目标值30亿m3。本文认为，现状情况下的入海水量已经满足了资料[5]拟定的水量需求。

    通过以上分析可以得出：恢复海河流域水生态环境，实际可能多消耗的水量预计为23亿m3。

    3 南水北调工程规模与运作问题的意见

    3.1 关于调水量问题的意见

海河流域的缺水量可用生产、生活缺水量加生态环境用水恢复后的新增耗水量来表达。由此可以推出，现状情况下平水年份的缺水量为38亿m3，枯水年份的缺水量约为70亿m3；到2040年用水高峰时，且环境水量达到恢复时，全流域的缺水量，平水年份大约为60+23=83亿m3，一般枯水年份（75%）的缺水量大约为113亿m3，特别枯水年份的缺水量大约为163亿m3。

    目前，流域内已累计超采地下水900亿m3，其中浅层地下水470亿m3，深层水430亿m3[5]。如果我们把地下水的超采量看作是库容，同时假定仅有一半的浅层地下水库容是可以利用的有效库容，经回灌补给后，即相当于有230亿m3的备用水量。可见这个水量足以抵御海河流域的天然水量的丰、枯变化。如果考虑深层地下水库容调节和湿地、河道库容调节，这个容量就更大。因而，本文认为：南水北调过黄河水量，以按海河流域一般平水年份缺水量，即约80亿m3设计为宜。这个水量已经高于现状平水年份缺水量40多亿m3。按照80亿m3的调水规模运行20年后，预计加上流域内本身的以丰补“亏”作用，海河流域的生态环境用水将会得到基本恢复。当然，这是比较理想的状态。如果考虑引黄水量衰减和调水量拦截运用不当，或者是由于调水带来了水资源的大量浪费，那就另当别论。不过，本文认为：在引黄水量不大幅削减（按引黄水量最低40亿m3）的情况下，最大的多年平均补给水量应不超过100亿m3，否则，很可能带来盐碱化和水污染等生态环境问题。

    3.2 地下水库参与水量调节的问题及解答

    恢复地下水库的方法有很多，但几乎所有方法都是要增加湿地的面积，以便增加水的入渗量。很显然，这对恢复海河流域的水生态环境十分有利，是一项一举二得的好事情。然而，有很多人反对这样做。其理由是：①北方水差、污染严重，调来的水量通过“环境”调节会使水质恶化；②南水北调水量补给地下水会导致“水权不清”、“水费难征”和投资不能回报。

    这话听起来很有道理，但仔细分析却有很多不当之处。污染是能源和资源的浪费，人们虽然没有能力杜绝污染排放，但有能力控制、治理污染和回用水、肥及其它资源，使其得到不危害社会和环境的程度。国外的情况已经证明了这一点，并且已经有了许多利用处理过的污水补给地下水而又重新用作城市生活供水的实例[6]。国内的情况也正在加速证明这一点。在污染得到治理或者是控制得当的情况下，南水北调水量与当地水资源联合使用，经过湿地“肾功能”和土壤包气带“功能”的“净化”或“同化”，再进入“千家万户”和各项用水，不但不会产生污染危害，而且还可能起到北方社会适应南方水源的作用。俗话说：一方水土养一方人。

    反对南水北调水量补给地下水的另一个理由从来就没有成立过。因为，在同一个城市、同一个乡村或者说是同一个“市场”（供水行政区），是不可能维持相差数倍、甚至是数十倍的价格差距的。 3.3 地下水库参与水量调节的管理问题

    地下水库参与当地水和外来水联合调度和调节，需要有统一的管理和收费。对此，可以参考美国的“水银行”。美国Kern县的水银行，实质上是该县“水务局+公司”的联合组织。所谓水银行是指在水量容易渗入和抽取的地区，建立地下水库，按照货币银行的运作方式进行运营的机制。“水银行”的概念包括了水权分配，水量调度和支出、收取等一系列的软件措施和硬件措施。向地下蓄水是利用蓄水池或其它渗入方式，用水则由井抽取，各池相互以渠道连通成为整体系统。水银行不但保证了该县的工业、农业和城市生活用水，还保证了渔业和观光游览用水、湿地生态恢复等的用水[6]。当然，我国的南水北调工程和海河流域的缺水情况等要比美国Kern县的问题复杂的多。但是，只要我们努力，就没有解决不了的事情。

    3.4 关于南水北调工程的建设与运营问题

    通过上述分析，本文认为：南水北调工程过黄河水量的规模应当控制在100亿m3以内；所调水量应当首先通过“环境”调节，即优先恢复湿地和地下水水库，然后，再从“环境”中“抽、取”工业、农业和城市生活用水；平原地区的缺水量应当是东部、中部重于西部，山前倾斜平原轻于中部、滨海地区；污染问题是“富人”（城市和工矿企业）浪费资源、不加治理的结果，必须依照“谁污染、谁治理”（或者是“谁污染、谁付费、谁负担”等）的原则进行治理；国外很多地区都在利用处理过的污水回灌地下水，有的甚至回灌城市供水水源地已经有几十年了，我们不应将现状的污染问题视为调水工程的硬“障碍”。有鉴于此，建议南水北调工程应当尽快上马。东线工程可以按照原有方案执行，但应当重点考虑地下水的回灌问题。如果实施中线，建议不要过黄河。利用黄河业已形成的输水、配水系统，通过改造，向两岸（海河和淮河流域）供水，优先恢复湿地、改善生态和回补地下水库，并与黄河水生态环境改善和输送泥沙相机运用。建立严格的地下水保护制度和“水银行”运营机制。北京市的缺水，一方面可以通过已经建成的黄河万家寨工程向桑干河补水，另一方面可以通过泵站从东部水源地购买地下水。京广沿线城市在真正缺水时，也可参照北京的方法购买地下水。水价应当分区统一，管理应当形成“集团”，不能搞所谓的“长江水价”、“黄河水价”和“海河水价”。地表水、地下水应当统一管理，在同一个供水区域内，不能搞所谓的地表水价、地下水价、河流水价、水库水价等等之类的。农业灌溉用水应当补贴，但应当先收取后返还；或者按照水权配水，超用加价，少用退钱的方式运营。

    主要参考资料：

    1 水利电力部水文局，中国水资源评价，水利电力出版社，1987年12月。

    2 王志民主编，面向21世纪的海河水利，天津科学技术出版社，2000年1月。

    3 吴绍洪等译，最后的绿洲，科学技术文献出版社，1998年5月。

    4 国家经贸委，《工业节水“十五”规划》，2001年10月。

    5 水利部海河水利委员会，海河流域水生态恢复研究（初步报告）2002年4月。

    6 中国工程院“水资源”访美代表团，中国工程院水资源代表团访美工作报告，

作者单位：黄河水资源保护科学研究所

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