黄河水西调 确保雄安新区水资源供给

张永复

（中翔（天津）水业发展公司，天津 300457）

黄河水西调 确保雄安新区水资源供给

张永复

（中翔（天津）水业发展公司，天津 300457）

中央明确指出雄安新区应该是“优美生态环境，构建蓝绿交织、清新明亮、水城共融的生态城市”。但是，该地区水资源短缺，成为实现这一目标的阻碍。为确保雄安新区水资源供给，用黄河入海冲沙水西调补充该地区水源。它是重复用水性质，不占用黄河水量分配指标，不与任何地区争水。

黄河口；调水；雄安新区

1 雄安新区水资源现状

河北雄安新区，是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，是千年大计、国家大事。雄安新区规划范围涉及河北省雄县、容城、安新三县及周边部分区域，起步区面积约100km2，中期发展区面积约200km2，远期控制区面积约2000km2。

河北省是水资源匮乏地区，全省人均水资源量307m3，仅为全国平均水平的1/7，保定市水资源更加匮乏，地区人均水资源量在240m3左右。在河北省太行山及燕山的山前地带，降水量较多，而雄安新区所在的冀中平原多年平均降水量仅有500mm，多年平均蒸发量却超过1000mm，缺水更加严重。

雄安新区近旁的白洋淀是天然的大湿地，有超过300km2的水域，现在虽然因为气候变化逐年干涸，还有220km2。是华北地区最大的淡水湖，素有“华北明珠”美称。白洋淀起着改善温湿状况、调节区域气候的重要作用。只有保护和修复白洋淀生态功能才可能达到建设“水城共融的生态城市”的要求。

白洋淀的来水共有三个途径：天然降水、上游城市（保定、房山）的污废水以及季节性河流。白洋淀属于海河流域大清河水系。承接了从萍河、瀑河、槽河、府河、清水河、唐河、孝义河、潴龙河来水，20世纪70年代又开挖白沟引河进入白洋淀，共计有九条河注入。这九条河流，要么已经断流，要么仅雨季有少量来水。

据测算白洋淀的年均蒸发量高达1亿m3。最大生态环境年需水5.909亿m3，适宜生态环境年需水3.389亿 m3，最小生态环境年需水 1.887亿 m3［1］。

由于气候变化、经济发展用水量增长以及上游修建水库影响，白洋淀入淀水量大幅度下降，而且极不均衡。上世纪的五十年代，平均入淀水量18.24亿m3，八十年代平均仅有1.47亿 m3。为了防止白洋淀连年干淀，从1981年起，开始给白洋淀补水，时至今日“引水济淀”已经成为常态。

上世纪是本流域的王快水库、西大洋水库、安各庄水库给白洋淀补水。因本地水资源不足，2004年2月发展到跨河系“引岳济淀”，2006年11月更发展到跨流域从黄河引水。截至2011年，黄河从山东省聊城市东阿县的位山闸己经5次出水入淀。本世纪给白洋淀补水量年平均0.90亿m3［2］。

2 雄安新区的外调水源

由于雄安新区水资源严重短缺，必需依靠外调水源。

2.1 南水北调中线引江水

南水北调中线引江水是外调的优质长江水，按照规划，河北省每年可分配34.7亿m3引江水，其中保定市分配5.51亿m3引江水。雄安新区的生活用水由南水北调中线引江水的水量中调配。

河北省水资源严重短缺，长期超采地下水，形成七大地下水漏斗区，引发地面沉降、海水倒灌等生态、社会问题。所以，《河北省南水北调配套工程供用水管理规定》：南水北调引江水受水区应当按照地下水压采目标，充分利用引江水，逐步替代地下水。在南水北调供水管网覆盖范围内的自备水源井限期关闭。南水北调引江水相当一部分将用于替代地下水。该供用水管理规定还要求：东武仕、朱庄、岗南、黄壁庄、王快和西大洋六座水库作为南水北调中线配套工程备用水源，参与配套工程供水调度［3］。因此，本文不再将水库蓄水单列为雄安新区的外调水资源。

在南水北调配套工程逐步完善，引江水受水区建设的地表水厂、改扩建供水管网完成后，受水区用水量将进一步增加。以深圳为例，深圳总人口约1077.89万，年用水量达16.97亿 m3，人均水量157m3/年。据测算雄安新区初始可能承载100万人左右，发展比较好的话可能达到200～300万人，若按深圳用水标准，仅雄安新区就需水1.5～4.5亿m3。可见南水北调引江水水量偏紧是肯定的。

南水北调中线引江水将会分配给雄安新区所需要的生活用水，但是引江水还需要满足其他各方需求，不可能再分配水量给白洋淀用于生态用水。

天津市滨海新区的塘沽地区为了节约优质水资源，在城市除了建成以引江、引滦水为水源，按《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）为制水标准的供水系统外，还建有以潮白河汛期泄水为水源，按《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）为制水标准的供水系统。两套系统同时向居民供水，后者供水量为前者的1/4，节约了大量优质外调水。雄安新区全部是新建的城区，有条件参照这种模式，利用保定、房山下泄的污水建设再生水厂，分质供水，以节约南水北调引江水。

2.2 引黄入冀补淀

白洋淀是天然的大湿地，保护白洋淀生态功能，既是保证雄安新区，更是支撑京、津、冀地区经济社会可持续发展必要保证。

为了保护白洋淀，20世纪的80年代己经开展了“引黄入淀工程”的研究。海河水利委员会于1988年提出《引黄入淀工程设计任务书》，引黄入淀工程年引水量12.5亿m3，其中河北省10亿m3，河南省 2.5 亿 m3［4］。

在国务院确定的全国172项重大节水供水水利工程项目中，“引黄入冀补淀”也列入在内。按照规划，引黄入冀补淀工程设计流量61.4m3/s，入白洋淀30m3/s；这一工程建成后，河北省多年平均引黄河水量6.2亿 m3，分配给保定市2.55亿m3，其中净入白洋淀水量约为1.1亿 m3，填补白洋淀每年1亿 m3的补水缺口［2］。目前，“引黄入冀补淀”工程正在进行。该工程从河南省濮阳市渠村闸引水，穿卫河进入河北省。在河北省境内，自冀豫界至白洋淀全长397.6km，主线路则是充分利用引黄入邯工程与引岳济淀工程线路输水至白洋淀。

“引黄入淀工程”的工作历经数十年，从未停止。一致共识是：白洋淀缺水由黄河引水是最佳选择。但是，无可讳言，黄河下游引水存在两个主要的问题：水资源缺乏和含砂量高。

黄河是我国第二大河，天然年径流量580亿m3，占全国河川径流量的2.1%。承担着向全国12%的人口、15%的耕地和50多座大中城市供水的任务，同时还承担着向流域外部分地区远距离调水的任务。黄河流域内人均年径流量650m3，亩均年径流量300m3，分别占全国人均、亩均年径流量的25%和16%。由此可见黄河水资源也同样缺乏［5］。

为弥补黄河水源不足，水利部黄河水利委员会曾提出《南水北调西线工程规划报告》，需要从长江调水150～190亿m3到黄河上游，供水范围是黄河上中游缺水地区。只因工程艰巨，暂时尚未实施。

黄河上游宁、蒙河段，是西北地区人口稠密、农业灌溉发达的地区，而这一河段，现在如火如荼地建设煤化工产业带，急需水源保证。黄河干流并不经过河北省和天津市，在南水北调工程通水后，西北诸省希望将分配给天津和河北的指标再分配，增加分配水量。

在南水北调西线工程建成之前，黄河水资源短缺供需矛盾突出的现状不可能改变。上游用水与引黄入冀之间的缺水需要水行政主管部门统筹各地方的需求而进行分配。

再有，黄河是世界上含沙量最多的河流。三门峡站多年平均输沙量约16亿t，黄河的平均含沙量达到31.3kg/m3。

在黄河中、下游段取水，引黄河水必然带出黄河泥沙，清淤负担沉重，由于沙量大，需要占用的沉沙和堆沙土地面积巨大。由于泥沙淤积还造成大面积涝灾和土地次生盐碱化及土地沙化等社会经济及生态环境问题［6］。在长期取水而形成的沙袭农田严重的地方，己经形成新的环境灾难。

2.3 外调水源水量与河北省需水量之间有较大差距

无论是南水北调中线引江水还是引黄入淀工程都受到水源的制约，其调水量有限，而河北省的水资源又严重短缺，调水量与需水量之间不能达到供需平衡。

在海河流域水资源综合规划中，对此十分明确，在规划中是如下表述的：

“2020年，海河流域多年平均缺水量36亿m3，仍需在一定时期内超采地下水36亿m3，总配置水量达到495亿m3，实现水资源供需平衡。多年平均入海水量64亿m3，满足河道内基本生态水量。地下水总体上仍处于超采状态”。

“2030年，海河流域多年平均缺水量20亿m3，需要增加外流域调水量10亿m3，总配置水量505亿m3，缺水率降至2%以下，实现水资源供需基本平衡。多年平均入海水量68亿m3，满足河道内基本生态水量。地下水总体上实现采补平衡”［7］。

当然，海河流域缺水并不等同雄安新区缺水，但是，雄安新区是在河北省（海河流域主要地域）之下统一分配外调水，在海河流域整体缺水的状态下，雄安新区也会受到影响。

3 黄河入海水西调

黄河流域及海河流域都是水资源短缺地区，现有可供外调水的水资源不足。为了确保雄安新区的水资源需求，建议在山东省利津水文站以下，在黄河入海河段建设取水枢纽，利用直接排海的用于输沙的黄河水，建设“引黄河口水入冀补淀”工程，引黄河水西调，确保雄安新区水资源供给。

3.1 雄安新区需要的外调水量

雄安新区需要的外调水量很难准确估算。因为雄安新区正在规划之中，需水量难确定。雄县、容城、安新三个县地下水超采需要替代水源，为避免三个县外围各地地下水超采形成地下水漏斗区扩大到雄安新区，也需要替代水源。南水北调中线引江水及己开工的“引黄入冀补淀”工程最终分配给本区域水量亦是可以调整的。在诸多未定条件下，不可能计算出雄安新区需水量。

本文只有暂且按照引文［1］中计算白洋淀最大生态环境年需水5.909亿 m3（以下均为每年的水量），减去“引黄入冀补淀”分配给白洋淀1.1亿m3，缺口为生态环境需水4.8亿 m3。以及海河水利委员会于1988年《引黄入淀工程设计任务书》中提出河北省需水10亿 m3［4］，而在近期“引黄入冀补淀”工程河北省仅只引黄河水量6.2亿m3，其缺口水量3.8亿m3。二者合计水量8.6亿m3。

加上百分之十的误差，本文初步暂按每年需外调水量10亿m3计算。

3.2 黄河入海水量

建设“引黄河口水入冀补淀”工程，最重要的是需要确定黄河口是否有足够的水量供给外调？

黄河下游历史上灾害特别严重，洪水量大，泥沙淤积河道，河床不断升高，是名符其实的“地上悬河”。当洪水发生时有漫堤或冲决的危险。必须依靠河流保持一定的流量将河床的淤沙送入大海，以减少下游河道淤积，增大主槽的行洪能力，遏止河床抬高。

但是，由于用水量增加及气候变化影响，1972年黄河即第一次断流，此后26年，黄河有21年断流。1997年全年断流达到226天。断流不仅使主河槽萎缩，对行洪构成潜在威胁，而且破坏沿黄的生态环境，不利于生物多样性和湿地保护。

从1999年3月始，黄河水利委员会实行全流域统一调度，压缩了上、中游河段的取水，每天保证要有数以百万m3计的黄河水用于输沙，保护了下游河段不再断流，随之大量输沙用水也东流入海。

将引黄取水口工程建在黄河入海河段，再次利用分配给黄河的输沙用水，加以重复利用，西调黄河水作为“引黄河口水入冀补淀”也就存在可能性。

黄河口是否有足够的水量？

根据《黄河水量调度条例》［8］规定，黄河水量分配首先应科学确定河道输沙入海水量和可供水量。并明确指出“可供水量，是指在黄河流域干、支流多年平均天然年径流量中，除必需的河道输沙入海水量外，可供城乡居民生活、农业、工业及河道外生态环境用水的最大水量。”其中“必需的河道输沙入海水量”是优先的，也是必需保证的，在满足河道输沙入海水量之后，才是可供城乡居民等用水的水量。

根据《黄河水量调度条例实施细则》［9］规定，制定了黄河干流省际和重要控制断面预警流量，如潼关 是 50m3/s， 花 园 口 是 150m3/s， 泺 口 是80m3/s，利津断面预警流量是 30m3/s，因此，在利津水文站以下取水是有保证的。当黄河水量低于预警流量时，黄河水利委员会及时调整某些取水口的取水量，保证所有控制断面均不低于预警流量。

由于黄河水利委员会及各省、区政府认真落实国务院的规定。从1999年3月开始，黄河再也未发生断流。据《山东省水资源综合利用中长期规划》统计资料：“省内入海河流主要包括黄河、小清河、潍河、徒骇河、马颊河等，2000年以来年均入海水量236.2亿 m3，其中，黄河入海水量169.4 亿 m3， 占总量的 71.7%”［10］。

2015年利津水文站实测径流量133.6亿m3［11］。虽然与多年均值和1987～2015年均值比较均偏小。在扣除利津以下河段引黄水量4亿m3后，2015年黄河全年入海水量仍有近130亿m3。

黄河入海水西调，外调水量10亿m3，仅占入海水量的6%～8%。因此，选择黄河入海弃水作为西调的水源，在水量上是有充足保证的。

本文所建议的“黄河水西调”的水是分配给“必需的河道输沙入海”的黄河水，是重复利用性质，并不占用黄河水分配指标。引水地点选择在山东省利津水文站以下的黄河入海河段，丝毫不影响沿黄河各省原分配的水量。

3.3 除沙

据利津水文站统计，黄河入海的平均含沙量为25kg/m3。引黄渠道输沙能力极低，己经运行的沿黄多数引黄河道均发生了淤积，尤其是颗粒较粗的（d＞0.05mm）泥沙未经沉沙处理掉时，会严重淤积渠道。必需采取除沙措施。

在河口附近取水，由于离海较近，采用排沙入海方法是十分有利的。

排沙入海是先将入海的黄河水，提升进入冲洗式沉沙池，泥沙自然沉淀后，将上部清液经取水枢纽的泵站提升进入“引黄河口水入冀补淀”工程的输水渠道或管涵，并冲刷沉沙池中沉积的泥沙进入黄河河槽，再经黄河入海水道进入大海。几座沉沙池采取沉沙及冲刷交替运作方式。

这种方式沉沙己有先例：河南省孟津县王庄灌区的冲洗式沉沙池，设自流沉沙池两厢，每厢池长850m，宽15m，底坡1/800，池深10m3，容积8万m3，入池流量 25m3/s。24h淤满一池，冲洗时间6 ～7h［6］。

在黄河下游引黄灌溉中还创造了很多有效除沙措施，可以比选后采用。在黄河下游河段除沙后，堆集的泥沙很难处理，在河口取水除沙就易于处理了。

3.4 河口取水的生态影响

对任何一项跨流域的调水工程都会给被调出水源的河流产生生态影响。必须尽量降低对生态的负面影响。

从利津水文站以下的黄河河道取水，对利津水文站以上黄河全线无任何生态影响，只对黄河入海口产生负面的影响。对全黄河流域可能产生的负面的影响已经控制在局部地区。

在“引黄河口水入冀补淀”工程中，对河口造成的影响原因是减少了入海水量和相对增加了输沙量。

减少了入海水量后，对生态产生的影响肯定有，但不致很严重。其原因是调水量仅在入海水量6%～8%之间，对入海水量影响有限，应在可控范围以内。

20世纪黄河遭受多次断流，1995年断流范围由河口向上延伸将近700km，1997年全年断流226天。在分析断流对黄河影响时，更多是指向对黄河中、下的影响，对于易产生的咸水上溯、入侵地下水等对河口地区的影响不明显［12］。

由于外调黄河河口水留下了泥沙，必然相对增大河口泥沙量，但输沙量的增加与其他因素影响黄河入海河段比较也是相对微弱。例如，调水10亿m3，按平均含沙量25kg/m3计算，泥沙总量2500万t，2002年7月黄河首次调水调沙实验，入海泥沙有6640万t，远大于因调水而沉积的泥沙。

黄河河口在全世界各大河口中，是冲淤演变、摆动频繁、影响因素最为复杂的河口。经有关人员努力，采用工程整治及河口疏浚等许多卓有成效的措施，保证了黄河几十年安澜［13］。

即使黄河口因调水所致使下游主河槽受到影响，也有相应的对策。林秉南院士曾建议《引海水冲深黄河下游河槽》。他认为：以大流量海水冲深黄河下游河槽，主槽下切，形成水位落差，可发生溯源侵蚀，冲深黄河河床，给黄河下游的防洪带来有利局面［14］。

所以，由黄河泥沙入海带来的影响是有限的，也是可控的。

3.5 输水方案

白洋淀是浅碟型湖泊，汛限水位8.3m，汛后最高水位8.8m，水位6.5m即可认为己经达到干淀。引黄取水口与白洋淀受水点之间提升的总扬程不高。

可供输水方案有很多，需进行技术经济比较，此处仅列出两个方案。

明渠输水方案：黄河己经多次从山东省聊城市东阿县的位山闸出水入淀，从位山闸至白洋淀的渠道是畅通的。

徒骇河是邻近黄河的平原排涝河道，上游经过南运河与东阿县位山闸相通，下游到黄河三角洲入海。徒骇河下游河道与前述引水枢纽距离50km左右。将徒骇河整修（约240km）作为为输水渠道，并修造若干提升泵站。

黄河河口水西调经新开挖的明渠及整修后的徒骇河，经若干级泵站提升，即可达到由位山闸出水入淀的输水路线，自流进入白洋淀。

南水北调东线工程是由京杭运河作为输水主干线，在黄河以南，从长江引水口到穿越黄河处全线距离650km，高差40m，共设13座梯级抽水泵站，总扬程65m，己成功运行多年，可作为明渠输水借鉴。

管涵输水方案：由山东省利津县至河北省白洋淀直线距离是280km。其间全部是平原，从引黄入海口西调至白洋淀可以全线采用管涵输水。

南水北调中线天津输水干渠全线采用钢筋混凝土箱涵输水。起点是河北省徐水县西黑山村（高程65m），终点是天津市外环河（高程2.5m），线路总长155km，年输水量10亿 m3，2014年12月正式通水以来，己安全运行近三年，可以作为本工程采用管涵输水借鉴。

长距离输水工程，我国己有很多成功案例，技术上无有任何难点。

4 结语

在南水北调工程开工前，中央曾提出要求，应“先节水、后调水”。

节约用水有三种手段。第一种是科学方法节水，如重复用水、采用滴灌、……；第二种是用经济手段节水，如提高水价；第三种是按计划经济办法，由行政主管部门分配。

本文建议从黄河入海河段的西河口附近引水，是将原来分配用于黄河输沙用水再用作“引黄河口水入冀补淀”的水，加以重复利用，这是科学方法节水。

雄安新区需要调水量、从黄河入海河段取水的许可取水量、取水对黄河河口影响等等，是十分复杂的问题。需要收集大量资料后再分析论证，甚至还需进行实验。非本文重点，本文主要论证从黄河河口取水的可能性及其优点，希望能够为有关部门为确保雄安新区水资源安全提供一种选项。很多后续工作，特别是河口取水的生态影响论证等，只有待工程有了初步意向后再继续开展。

［1］李经伟.白洋淀水环境质量综合评价及生态环境需水量计算［D］.河北农业大学，2008.

［2］张剑雄.雄安用水方案猜想［N］.第一财经日报.2017，4（12）.

［3］河北省人民政府.河北省南水北调配套工程供用水管理规定［Z］.2015.

［4］钱正英，张光斗.中国可持续发展水资源战略研究综合报告及各专题报告［M］.北京：中国水利水电出版社，2001.

［5］黄河水利委员会.黄河概况［Z］.2011.

［6］张永昌，等.黄河下游引黄灌溉供水与泥沙处理［M］.郑州：黄河水利出版社.1998.

［7］海河流域水资源综合规划简介［EB/OL］.（2012-03-12）.http：//www.hwcc.gov.cn

［8］中华人民共和国国务院令（第472号）.黄河水量调度条例［Z］.2006.

［9］水利部.黄河水量调度条例实施细则（试行）［Z］.2007.

［10］山东省发展和改革委员会，山东省水利厅.山东省水资源综合利用中长期规划［R］.2016.

［11］黄河水利委员会.2015年黄河泥沙公报［Z］.2016.

［12］陈先德.黄河水文［M］.郑州：黄河水利出版社，1996.

［13］曾庆华，等.黄河口演变规律及整治［M］.郑州：黄河水利出版社，1997.

［14］林秉南.引海水冲深黄河下游河槽的建议［J］.中国科学院院士建议，1988（02）.

TV68

B

1672-2469（2017）10-0005-05

10.3969/j.issn.1672-2469.2017.10.002

2017-08-14

张永复（1936年-），男，高级工程师。