京津冀地区水安全挑战与应对战略研究.docx

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1、一、前言京津冀地区既是我国人口密集且经济发达的区域，也是水资源短缺、水污染严重、水生态退化显著、资源环境支撑力与发展矛盾尖锐的地区，相应的水安全保障形势十分严峻。当前，京津冀协同发展、雄安新区建设、永定河生态修复、华北地下水超采综合治理等一系列重大国家战略及水治理举措在京津冀地区相继布局，也将深刻影响区域未来水安全保障态势。面对新的形势，研究如何统筹应对区域水资源保障、地下水恢复、河湖生态修复、超标洪水防御等问题，对京津冀地区发展具有重要的现实意义。中国工程院组织完成的“我国水安全战略和相关重大政策研究咨询项目（2016年），提出了国家水安全保障总体战略框架、重大策略、具体发展建议，为京津冀地

2、区水安全保障研究提供了顶层技术指导。在十三五国家重点研发计划支持下，“京津冀水资源安全保障技术研发集成与示范应用项目系统答复了强人类活动区水循环演变机理与健康水循环模式、强烈竞争条件下水资源多目标协同配置两大科学问题，这是围绕京津冀地区水资源安全保障形成的重要研窕成果。基于这些研究进展，结合国家在水治理方面的新理念，研究提出解决京津冀地区水安全问题的战略措施，既是保障区域生态环境、经济社会健康可持续发展的必然要求，也为类似缺水地区水资源高效配置、利用及管理提供可靠案例。整体来看，京津冀地区水安全问题既有资源承载力不足与开发利用过载的矛盾，也有经济发展结构失衡与生态环境保障滞后的矛盾，各类影响因

3、素相互交织，加之在发展过程中不断呈现的新特征，使得以往的研究结论在全面性、适用性方面仍有待提升。针对于此，本文充分借鉴已有研究成果，把握有关水治理的新要求，围绕京津冀地区生态复苏与高质量发展目标，开展水安全现状研判、形势分析、科学问题凝练，进而提出区域水安全保障策略。二、京津冀地区水安全现状（一）经济社会发展与水供给能力不匹配，水资源供需矛盾突出京津冀地区水资源量仅占全国的0.7%,却承载着全国5%的耕地、8%的人口、10%的经济总量；用水需求受到水资源承载能力的严重制约，供水用水长期处于紧平衡态势。20142020年，京津冀地区多年平均用水量为2.53xlOm3,其中本地地表水和地下水供水约

4、2.11x10】。rV,再生水和外调水供水约4.2109m3o2020年，京津冀地区人均用水量为227ms万元国内生产总值（GDP）用水量为29rV,万元工业增加值用水量为12.8rrv,农业灌溉平均用水量为16011V亩（1亩。666.67m2）,在国内外处于较先进水平。也要注意到，一方面，随着京津冀协同发展和生态文明建设推进，北京城市副中心、河北雄安新区等重点区域在疏解北京非首都功能的同时也会产生集聚效应，对发展用水、生态用水提出了新的更高要求；另一方面，海河流域是全国一级流域中地表水衰减最剧烈的流域，与第一次水资源评价期（19561979年）相比，20012016年平均地表水资源减少了1

5、.66101m3（超过南水北调中线一期工程向京津冀地区规划调水量的3倍，超过京津冀地区用水总量的60%）,其中山丘区水资源减少量占比超过75%。水资源衰减加剧了区域用水矛盾。（二）经济社会长期挤占生态环境用水，水生态环境损害严重京津冀地区为支撑经济社会发展用水需求，水资源开发利用率一度达到106%,在南水北调东线、中线一期工程通水后仍高达70%；区域水资源超载严重，水生态系统受到严重损害，突出表现为河道断流、湖泊湿地萎缩、河流连通性低、水生生物多样性低等。根据第三次水资源调查评价，1980-2017年京津冀地区河流主要河段年均干涸（断流）217天，70%的河段干涸（断流）天数超过300天，白洋

6、淀、衡水湖等主要湖泊面积较20世纪50年代减少了70%o例如，20世纪50年代初京津冀地区年入海水量平均为2.38x10。m3,随后大中型蓄水工程开始修建，加之受气候变化和经济社会用水量激增的影响，下泄水量越来越少，2000年后年入海水量已不足2x109r;2010年后年入海水量呈回升趋势,但也仅增加到6.3x109m3o京津冀地区还是我国最严重的地下水超采区，超采面积和超采量约占全国的37%。京津冀平原区地下水累计超采超过1.51011m3,其中河北平原几乎全域超采。19862013年，河北平原地下水水位累计下降了6.68m,年均降幅高达0.247m,成为世界最大的地下水超采区和漏斗区。地下

7、水超采导致了地面沉降、海水入侵等一系列生态环境问题。(三)流域防洪体系短板依然突出，防洪减灾新老问题并存京津冀地区特殊的地貌格局决定了防汛的重要性：位于太行山、燕山山脉前缘，山前到平原过渡带短，河流水系呈扇形分布；源短流急，洪水陡涨陡落，极易在短时间内发生暴雨洪水。这对洪水预测预报、防汛抗旱应急反应能力提出了极高要求。目前，京津冀地区的大中型水库、主要骨干河道以及中小河流等水利薄弱环节治理任务尚未全面完成，如骨干河道现状防洪标准达标率不足50%,河道淤障拥塞、堤防老化失修、河口无序开发等造成了泄洪能力的普遍下降。京津冀蓄滞洪区内居住人口超过500万人，耕地面积超过6x105hm2,蓄滞洪区启用

8、难度加大；蓄滞洪区的工程建设和安全建设达不到实际要求，一旦分洪流量控制不好，容易扩大洪水灾害的范围和影响，甚至会造成“小水大淹的情况。近年来，城市防洪排涝问题成为新的焦点。由于城市建筑面积、水泥硬化道路增多，天然“海绵体面积明显减少，导致城市内涝等现象频发。2017-2019年，京津冀地区因城市内涝导致受灾人口累计为241万人，造成直接经济损失为44亿元；部分城市因特大暴雨造成内涝，出现了人员伤亡情况。排涝能力与经济社会发展水平不匹配、不适应，成为区域内城市发展的短板和制约因素。三、京津冀地区水安全形势（一）国家提出更高要求京津冀协同发展规划纲要的提出，标志着京津冀协同发展进入全面实施、加快推

9、进的新阶段。保障国家重大战略的推进实施，成为京津冀地区水治理的核心任务，也对区域水安全保障提出新要求。对京津冀地区而言，以下方面尤为关键：做好山水林田湖草系统治理，实现多功能统筹协调；响应建设幸福河的号召，实现水资源、水安全、水生态、水环境、水文化以及社会经济的多维度治理与发展；着力推进水资源集约利用，做好“节水优先工作。（二）人口和经济发展格局出现调整2001年以来，全国人口增长率持续降低。当前，全国人口变化呈现新态势（见图1）,相关研究预测十四五时期进入负增长。在京津冀地区，人口增长率表现为两个阶段：2010年以前人口快速增长，2010年之后人口增长率急剧下降（2015年后已经低于全国水平

10、）。从人口流动情况看，近十年来京津冀地区的人口流入区主要是北京市、天津市，净流出区是河北省。十三五时期，京津冀城市群扣除人口自然增长部分后均呈净流出态势；北京市已由人口净流入转为净流出，天津也有类似趋势。由此可见,京津冀地区人口峰值极有可能提前到达。12000200010000Ooo000000864Y0、安装口Y4.54兴、率妄匚Y时间/年I=京津冀人口总数；T京津冀人口增长率；*全国人口增长率图1全国及京津冀地区人口变化趋势（20012020年）0.5京津冀地区是我国经济发展的重要引擎，在重大战略引领下经济社会发展格局逐步调整。河北雄安新区以绿色生态宜居新城区、创新驱动发展引领区、协调发展

11、示范区、开放发展先行区为基本定位；北京城市副中心正在发展成为国际一流的和谐宜居之都示范区、新型城镇化示范区、京津冀区域协同发展示范区；大运河文化带建设在区域水治理与城市建设、文化发展与历史保护有机结合方面力争走在全国前列。经济社会格局的调整对区域水资源保障提出了新要求，既能推进京津冀地区水生态修复治理，又可保障经济社会发展用水安全，是京津冀地区水资源调控的重大挑战。（）生态环境治理保持目标更新2014年起，多部委联合推动实施河北省地下水超采综合治理三年试点工作。华北地区地下水超采综合治理行动方案（2019年）提出，到2022年，在正常来水情况下，京津冀地区年压减地下水开采量2.57l09rn3

12、,现状超采量压减率不低于70%；到2035年，力争全面实现地下水采补平衡，超采亏空水量逐步填补。这些综合性管理举措，对京津冀地区水资源供给侧保障、需求侧管控提出新的目标要求。河湖生态复苏是京津冀高质量发展的重要内涵。为解决京津冀地区河湖干涸等问题,水利部协调京津冀三省市共同开展河湖生态补水行动;至2020年年底，京津冀地区河湖生态补水累计为1.14x10。nA治理区内补水河湖有水河长增加至1873km（为补水前的2.1倍），新增水面734km2（为补水前的1.9倍）。尽管如此，京津冀地区河湖生态缺水的形势没有得到根本扭转，与区域定位目标仍有不小的差距。四、京津冀地区水安全重大科学问题分析（一）

13、流域水资源衰减规律与演变预测京津冀地区92%的面积在海河流域，海河流域范围的67%在京津冀地区。受气候变化、人类活动双重影响，京津冀地区所在的海河流域地表水资源总量从19561979年的2.88x10。nV减少到2001-2016年的1.22101m3,减幅达到58%。“京津冀水资源安全保障技术研发集成与示范应用项目研究表明，1980-2000年较1956-1979年的平均地表水资源量衰减1.17101mS其中首要影响因素是降雨变化（占比为60%）,其次是植被修复影响；20012016年较1980-2000年的平均地表水资源量衰减4.9x10rv,其中贡献最大的是山区植被修复对地表水资源量衰减

14、的影响（占比为54%）,其次是降雨变化影响。海河流域水资源量受到气候变化、土地利用格局、植被质量、地下水埋深等因素的显著影响。本文围绕4种关键要素来配置未来预测情景方案，通过不同情景要素组合，采用构建的分布式水循环模型（WACM）预测了未来海河流域水资源量的演变规律。研究发现，即使保持现状气候条件及地下水埋深，受城镇化高速发展、植被大规模修复的影响，海河流域水资源仍将持续衰减，较当前情景继续衰减l109,v2109m3o（二）用水峰值研判与需求预测用水自然发展峰值、水资源承载能力是影响区域用水总量的关键因素。根据本课题组研究成果，用水总量发展可表征为经济社会规模增长正向驱动-用水效率水平提升逆

15、向驱动-水资源供给条件约束的三元驱动机制，显现为受制于资源约束的适应性增长曲线；根据水资源约束程度不同，用水增长曲线分为3种：自然增长型（曲线ABDEF）、发展约束型（曲线ABDGH）、严重胁迫型（曲线ABu）（见图2）。强约束挤占生态用水+超采地卜水严肃胁迫型水资源承载控制线经济社会发展图2受制于资源约束的适应性增长曲线主要发达国家己经出现了用水峰值，参照其用水总量与经济社会的发展历程可以发现，自然发展用水峰值取决于经济社会发展因素，包括经济社会规模（人均GDP达到2万美元）、产业结构（第三产业比重达到60%）、社会结构（城镇化率超过70%）。按此标准，北京市己经达到用水峰值的经济社会条件，

16、天津市接近此条件，河北省没有达到此条件。进一步预测京津冀地区用水需求，以2018年实际用水作为现状水平年需水基准，经济社会需水量将在2035年左右达到峰值，总量为2.57xlO1o2.75xlO】om3,2035年后基本维持该规模或略有下降。（三）南水北调工程需调水量测算南水北调工程调水是保障京津冀地区水安全的重要水源，合理的调水量是支撑区域未来健康发展的基础。“京津冀水资源安全保障技术研发集成与示范应用项目系统分析了不同新增外调水规模下京津冀水系统安全保障状况。按现状评价的水资源量、中线一期工程和引黄水量，在保障经济社会合理用水需求、最小化生态用水、平衡地下水采补等条件下，若不考虑新增外调水，2035年京津冀地区缺水量将达