2.2 受水區生態環境修復水資源合理配置模式

根據南水北調工程受水區生態環境保護規劃，通水后要實現三項生態保護目標：①增加受水區水資源量，改善生態環境狀況；②控制和治理各調蓄湖庫的水污染；③重點控制主要城市地下水開采，使地下水逐步得到補充。由于城市的人口和產值比較集中，供水保證率要求高，供水次序始終處于優先地位，在出現特殊干旱年份和連續干旱年情況下，通常表現為農業缺水和大量擠占生態用水。

一期工程通水后，受水區生態環境修復的水資源合理配置模式將主要在實現地下水壓采目標、保障城市發展新增用水和農業基本用水以及增加地表河道水量之間權衡。

2.2.1 一期工程對受水區水循環影響分析

自20世紀80年代以來，長期干旱和經濟社會的不斷發展，致使受水區地表水資源量已不能滿足當地用水需求的增長，不得不依靠超采地下水來維持經濟社會發展的用水需求，長期過度開發水資源使受水區生態環境不斷退化。

2.2.1.1 南水北調工程對受水區水循環的影響作用

一期工程多年平均調水量141.43億m³（中線95億m³，東線46.43億m³），約占一期工程受水區水資源總量825.25億m³（中線404.8億m³，東線420.45億m³）的17%，可滿足受水區城市2020年前發展新增用水需求，并新增廢污水處理量約27億m³（表2.5），其直接和間接供水作用對受水區城市供水和生態環境改善都會有顯著作用。

按照《南水北調工程總體規劃》確定的調水分配原則，引江水量主要供給受水區城鎮，城鎮使用外調水后可以減少對當地水資源的利用，置換出的當地水量有兩個去向：一部分供給農業，另一部分發揮生態效應，如減少地下水開采量、增加地表徑流量。一期工程調水對受水區水量配置和水循環有三方面的影響：一是滿足城鎮新增用水需求；二是通過置換地下水源改善受水區地下水的超采狀況；三是通過直接和間接供水，增加當地生態用水量和地表水量（圖2.1）。

2.2.1.2 引江后減少地下水超采趨勢分析

根據《地下水壓采總體方案》，受水區在2015水平年和2020水平年將分別實現地下水壓采量26.87億m³和58.97億m³（表2.6），約為現狀不合理開采量的26%和57%。從受水區各省級行政區看，至2020年山東省需全部壓減地下水不合理開采量，實現地下水采補平衡；江蘇、北京、天津等省（直轄市）的地下水不合理開采量均將不足1億m³，地下水環境惡化趨勢將得到有效遏制；但河北省仍將存在約36.4億m³、河南省約5.3億m³的超采量，分別約占其現狀不合理開采量的56.8%和31.4%。

總體上看，東、中線一期工程通水后，受水區地下水超采狀況將得到緩解，城市地下水超采狀況得到扭轉，但尚無法從根本上解決受水區全部地下水超采問題。

農業用水是受水區地下水開采的大戶，淺層地下水超采區大部分開采量和深層承壓水超采區一半以上開采量用于農業。但受替代水源及農業用水水價的制約，農村地區地下水超采控制的任務仍將十分艱巨，一期工程通水后仍需要強化農業節水和保障農業基本用水。

以上為宏觀匡算，進一步定量分析和評價一期工程調水對受水區水循環和地下水補給、開采量等的影響，需借助于水資源合理配置模型技術及其相配套的地下水模擬技術，將在下面幾章中敘述。

2.2.2 情景設置與水資源合理配置模式

為進行南水北調一期工程通水后受水區水資源合理配置模式與地下水演變分析，本次采用自主研發并在海河流域水資源綜合規劃中得到應用的基于規則水資源配置模型—ROWAS模型與國際上廣泛應用的Modflow地下水模擬模型聯合模擬技術。聯合模擬模型可根據資料條件劃分計算分區，以各類規則控制水量分配、工程調度等，基于水循環原理模擬水量運移轉化過程，得出水量配置結果；可通過規則調整進行不同水源、用戶配置關系和優先序模擬分析，反映不同決策模式對水資源配置與水循環過程的影響。

分析并提出受水區引江水與當地水多水源合理配置模式需進行多情景模擬計算后分析與比較。情景設置主要考慮水源條件和用水需求兩方面因素，其中水源條件涉及水文系列、再生水等非常規水源利用、引江引黃水量與利用方式以及地下水開采控制等；用水需求應反映未來經濟社會發展條件下的生活、生產用水需求，以及強化節水對需水量的影響。本次采用1980—2005年來水系列，以2005年為基準年、2020年為水平年進行水源條件和用水需求兩類邊界情景設置，提出基準年情景和5種2020水平年情景（詳見5.3.2小節），模擬計算和分析比較引江前后、節水前后配置目標的實現狀況、供需平衡狀況和水量置換效應；通過控制地下水開采分析不同配置情景對地下水演變的影響；通過入海水量以及主要節點的過流狀況變化反映地表水循環的演變（圖2.2）。得出對受水區水資源配置的基本認識如下。

（1）工程總體規劃確定的?。ㄖ陛犑校┘壱峙渌俊⑹。ㄖ陛犑校﹥鹊厥虚g的引江水量分配基本合理。但由于總體規劃依據的基礎數據是1997年，而一期工程通水時間又延至2014年汛后，這期間受水區地市供需平衡狀況已發生了一定的變化。因此，以流域水資源綜合規劃（修編）成果為基礎，在進一步分析2020水平年受水區地市供需平衡狀況的基礎上，進行?。ㄖ陛犑校﹥炔恳炙烤植空{整是必要的。

（2）對2020水平年5種情景農業供水、地下水開采量和入海水量模擬結果表明，農業供水量與地下水開采量同步增減，2020水平年農業供水量按需水量增加與不增加（即保持基準年供水量不變）相比，僅海河流域受水區就需加大地下水開采量約30億m³，是影響地下水壓采量的主要因素。鑒于節水驅動下的未來農業需水量略有減少，2020年農業供水量即使保持在基準年水平，其對需水量的滿足程度（88%）已高于基準年（84%）。故認為在水資源合理配置中，2020水平年農業供水量保持在基準年水平為宜（表2.7）。

（3）一期工程通水后，若農業供水量保持在基準年水平（F20情景），可基本實現《地下水壓采總體方案》設定的壓采目標；若采用強化節水（F3情景），則可進一步壓采約10億m³（參見表5.18），但均無法從根本上解決天津和河北的超采問題（表2.8）?？紤]到節水需要付出代價，而農業為耗水量大、利潤低的弱勢基礎性產業，故認為在水資源合理配置中，可適當降低強化節水F3情景的農業節水力度，同時按照《地下水壓采總體方案》設定的壓采目標，以優先壓減深層承壓水進行地下水開采量控制。

（4）入海水量與地表水供水量的關系相對密切，但由于從上游到入海沿程的地表水水量重復利用與損失，使減少地表水供水量對增大入海水量的效果不明顯。增加入海水量的有效方式是減少下游、特別是近海地區的地表水供水量和再生水供經濟生產的水量，使其更多地回歸生態環境。從優水優用的角度看，也應充分利用好地表水源，將再生水回歸于生態環境。故在受水區水資源合理配置中根據水源條件，可適當降低再生水回用于經濟生產的比例，將其更多地用于補充河湖、濕地等地表水系統，增加入海水量。

基于上述認識，按照《地下水壓采總體方案》控制各省地下水開采量，以優先滿足深層水壓采目標、保障農業基本供水量、河流生態狀況有所好轉為目標，調整節水力度和再生水供經濟發展生產用水的利用量，提出受水區生態環境修復的水資源合理配置模式應介于情景F20（引江、農業供水量不增長）與情景F3（引江、強化節水）之間，可在情景F3基礎上，進行以下調整，構建受水區水資源合理配置模式：

（1）2020水平年農業供水量保持在基準年供水量水平。

（2）在流域規劃需水量基礎上，強化城鎮工業節水，減少需水量約20億m³；強化受水區農業資源性節水，減少灌溉取水量5億～10億m³。

（3）按照《地下水壓采總體方案》設定的2020年壓采目標和深、淺層壓采比例控制地下水開采量，并優先保障深層承壓水壓采目標。

（4）適當降低北京及受水區下游地區經濟發展需水規劃中的再生水利用量，使其更多地回歸生態環境，增加地表徑流量及入海水量。

（5）按照壓采目標的實現情況及計算單元水資源供需平衡狀況進行?。ㄖ陛犑校﹥鹊貐^間引江水量的合理分配。