2.3 一期工程對海河流域受水區生態環境影響

自20世紀80年代以來，海河流域長期干旱，尤其是近10年遭遇了連續枯水年，是我國地下水超采問題最突出的地區；若將淺層地下水蓄變量（虧損量）和深層承壓水開采量之和作為地下水總虧損量，則海河平原1998—2005年8年間地下水累計虧損量約575億m³，其中淺層地下水264億m³，深層承壓水311億m³；地下水年均虧損量約72億m³，其中淺層地下水33億m³，深層承壓水39億m³，分別占一期工程受水區淺層超采量56.40億m³的59%和深層不合理開采量46.48億m³的84%。海河流域平原區除灤河平原外，基本全部位于東、中線一期工程受水區范圍內，因此，本次以海河流域為靶區，定量評估一期工程對受水區生態環境的影響，分析過程詳見第5章。

2.3.1 受水區多年平均供需平衡狀況

海河流域受水區基準年（2005年）需水量137.2億m³（1980—2005年平均），缺水量38.6億m³，90%的缺水量集中在農業和農村生態，工業也存在少量缺口，主要發生在特枯水年。在水資源合理配置模式下，2020水平年與基準年相比將減少需水量2.9億m³，新增供水量33.7億m³，可基本實現水資源供需平衡（表2.9）。在新增供水量中，新增生活供水量11.2億m³，工業供水量10.1億m³，農業供水量3.8億m³，生態環境補水量8.8億m³。

2.3.2 一期工程對受水區水量綜合置換效應

與基準年相比，2020水平年海河流域受水區將增加引江水量70.1億m³，引黃水量2.0億m³，非常規水源利用量14.9億m³（其中再生水利用量^[1]9.3億m³）。一期工程引江水量約占新增總供水量的81%，是實現經濟社會發展和生態環境修復不可缺少的水量條件。

與基準年相比，2020水平年城鎮將退出當地水供水量42.7億m³，其中減少地表水供水量18.5億m³，減少地下水開采量24.1億m³；農村將增加當地地表水供水量6.3億m³，減少地下水開采量16.8億m³；生態環境將增加地表水量12.2億m³。城鎮和農村合計可壓減地下水開采量41.0億m³（表2.10）。

按城鎮和農村兩類用水戶歸類，2020水平年在合理配置模式下，主要新增供水量分配及水量置換效應（圖2.3）如下：

（1）引江水量的90%供給城鎮生產與生態（指為城市綠地、景觀水面補水），10%相機供給農村生產和生態（指為水土保持林、河湖補水）。

（2）新增微咸水、海水利用供水量的60%供給城鎮，40%供給農村。

（3）新增再生水利用量的46%供給城鎮，54%供給農村，尚有約1.1億m³處理后廢污水排放量回歸于生態環境。

（4）城鎮在獲得以上三部分新增供水量后，可減少當地地表水供水量約18.5億m³，其中34%供給農村，66%回歸地表水系統；可使生態環境增加地表水量12.2億m³，入海水量將由基準年的32.4億m³提高到37.3億m³，增加約5.1億m³；可減少城區地下水開采量24.1億m³。

（5）2020水平年與基準年相比，受水區可減少地下水開采量約41.0億m³，其中城鎮約占59%，農村約占41%；減少當地地表水供水量12.2億m³，增加廢污水處理排放河道水量1.1億m³；三者合計約54.3億m³。即通過減少當地地表水供水量和地下水開采量，2020水平年受水區可置換出54.3億m³的現狀經濟生產用水回歸生態環境（圖2.3）。

2.3.3 一期工程對城鎮供水水源的置換效應

在一期工程海河流域引江水量70.1億m³中，約63.14億m³直接供給城鎮，其水量置換效應如下：

（1）約18.55億m³用于滿足經濟發展生產用水的增長需求，約占城鎮引江水量的29%。

（2）其余約44.59億m³主要用于置換城鎮當地供水水源，包括減少引黃水量1.91億m³，減少當地地表供水量18.54億m³，減少地下水開采量24.14億m³，分別約占城鎮配置引江水量63.1億m³的3%、29%和38%。

（3）用于滿足經濟發展的18.55億m³引江水量，將新增18.6×0.8×0.7=10.39億m³廢污水處理量，其中4.28億m³回用于城鎮，5.03億m³轉供農村，剩余1.08億m³排放于河道。

綜上所述，城鎮在獲得63.1億m³引江水量后，在引江與當地水資源合理配置模式下，可置換出約44.59+5.03+1.08=50.70億m³水量給農村和生態（圖2.4）。可見，南水北調工程的生態效應主要體現在，城鎮獲得引江水量后，置換出一部分當地地表水給農業，通過壓采地下水還水給生態，通過增加城鎮廢污水處理量補充農業和生態用水，即以受水區城鎮為“點”，借助供水工程和地表河道將引江后城市置換出的水量轉移到農村的“面”，保障經濟生產并兼顧生態環境用水，實現當地水和外調水的補償利用與合理配置。

在地下水控制與生態環境修復的水資源合理配置模式下，受水區?。ㄖ陛犑校﹥鹊貐^間引江水量的分配列于表2.11。與規劃調水量相比，水量變化超過1億m³的地市有滄州（1.33億m³）、衡水（-1.22億m³）、安陽（1.31億m³）和邯鄲（1.29億m³）。

2.3.4 一期工程對地下水壓采與地下水位變化的影響

海河流域受水區淺層地下水可開采量117.1億m³，基準年淺層開采量153.1億m³。引江后2020水平年可控制在130.1億m³，與基準年相比，可壓采淺層開采量23.0億m³；與可開采量相比，仍超采約15.6億m³。

基準年深層地下水不合理開采量33.7億m³，引江后2020水平年可控制在15.7億m³，可壓采深層開采量18.0億m³，仍存在深層不合理開采量約15.6億m³（表2.12）。

對照《受水區地下水壓采總體方案》設定的2020年壓采目標，僅天津市達不到深層水壓采設定目標（表2.13），需要進一步研究和調整天津引江水的利用策略。

一期工程通水后，2020水平年海河流域受水區淺層地下水總補給量約196.4億m³，總排泄量約226.2億m³，仍處于負均衡狀態（表2.14）。受水區大部分地區的淺層地下水位在下降，其中保定淺層漏斗中心水位埋深將由2005年初的34m下降至2020年的48m，下降約14m，年均下降速度由不引江的1.2m/a減少到0.9m/a；寧隆柏淺層漏斗中心水位埋深由約53m下降到68m，下降約15m，年均下降速度1.0m/a。與現狀年下降速度1.5～2.0m/a相比，引江后年均下降速度明顯減慢。

2020水平年海河流域受水區深層地下水補給量30.7億m³，排泄量32.2億m³，處于基本均衡狀態（表2.14）。其中冀、棗、衡深層漏斗中心水位埋深由77m降到82m，下降約5m，年均下降速度由不引江的1.88m/a減少到0.3m/a；但天津深層漏斗中心水位埋深由約96m上升到82m，抬升約14m，年均抬升0.9m/a。

2000年以來，天津市承壓水開采量呈逐年下降趨勢，由2000年的5.59億m³依次降至2005年的3.83億m³和2008年的3.18億m³，同期承壓漏斗中心水位漢沽區、西青區呈回升趨勢，2000—2006年年均回升約0.7m，說明開采量已小于因承壓水頭下降引起的越流和側向補給量，僅東麗區呈下降趨勢（圖2.5）。引江后隨著深層開采量的減少，承壓漏斗中心水位逐漸抬升達到采補新平衡是合理的。

2.3.5 一期工程對農業供水的保障作用

在引江水優先滿足城鎮用水需求后，農業2015—2020年年均可增加引江、引黃水量10.2億m³，可增加當地地表水供水量8.4億m³，減少地下水開采量約24.7億m³，增加再生水利用量約5.5億m³，4項合計約48.8億m³，約占引江后（2015—2020年）農業年均供水量223.0億m³的21.9%。

在遭遇2002特枯年時，基準年受水區總缺水72.1億m³，其中農業缺水64.9億m³，占總缺水量的90%。一期工程通水后，與基準年相比，2020水平年農業將增加引江水量5.7億m³、引黃水量2.4億m³、非常規水源利用量5.9億m³和當地地表水供水量1.4億m³，可減少地下水開采量約18.8億m³；可使特枯年農業缺水量由基準年的64.9億m³降至2020水平年的33.9億m³，減少近一半（表2.15）。

若2020年遭遇特枯年，農業開采量將達到129.7億m³，比基準年遭遇特枯年減少約18.8億m³，并略小于基準年多年平均開采量131.5億m³（表2.16）。說明一期工程通水對保障農業生產用水、控制地下水開采量均具有較顯著的效果。

2.3.6 一期工程對地表水及入海水量的影響

基準年1980—2005年平均大型水庫與主要控制斷面的總入流量176.2億m³，下泄量96.2億m³。2020水平年隨著一期工程通水，當地地表水供水量減小，下泄量將增加到111.5億m³（表2.16），增加約15.3億m³。表明南水北調工程對受水區地表水循環的主要作用在于，通過置換（減少）當地地表供水量增加下游區地表徑流量。

對比基準年與引江后2020水平年主要水庫下泄量可知，大部分水庫引江后下泄量增加了10%以上、斷流年數（指下泄量為0的年數）減少了14%以上（表2.17）。但由于海河流域平原河流多呈寬淺性散流，且地下水位埋深較大，增加的下泄量大多在沿程以蒸發和滲漏形式損耗，尚不足以維持河道常年基流。

基準年海河流域1980—2005年多年平均入海水量模擬值約32.4億m³（同期實測入海水量約35.1億m³），引江后年均入海水量37.4億m³（表2.18），約16.3億m³來自上游河道棄水，約21.1億m³來自當地排水，其中未處理廢污水約占27%。與基準年相比，2020水平年可增加入海水量約5.1億m³（與實測值相比增加約2.3億m³），多年平均月入海流量過程見圖2.6。

從總體上看，一期工程通水后，盡管可置換出一部分水量補充地表水系統，但尚不足以維持河道基流，入海水量增加有限。

2.3.7 一期工程對河口生態環境的影響

目前的河口咸淡水區范圍由于入海水量的減少而逐漸減少，加上河口建閘，感潮河段縮短以及河道海相泥沙的大量淤積，使得河口范圍大面積減少。根據模型計算，漳衛新河河口按目前汛期平均入海流量（大約10m³/s），其河口區域面積（不包括沿岸面積）僅為2.6km²左右。河口區域面積的減少也導致整個河口及近岸海域魚類棲息地面積的減少，一些本地魚類及洄游性魚類因生境的消失而遷移或滅絕。而一期工程通水后，將能適當增加入海水量。

通過模型分析漳衛新河河口咸淡水區域面積與河口入海水量的相關關系，取鹽度25～29為魚類生境適宜性范圍，考慮整個河口近岸海域，漳衛新河河口汛期魚類適宜生存環境面積大致為9.59km²，相較枯季面積5.11km²增加4.48km²。另根據不同入海水量的模擬結果，當入海流量在50m³/s以內時，其魚類適宜生境面積會呈二次冪指數升高。

根據漳衛新河河口模擬結果，進一步分析2020水平年一期工程達效后海河流域水資源二級區入海水量變化對河口生態環境的影響（表2.19）。灤河區由于入海水量減少，其魚類適宜生境面積也相應減少。取7-8月平均徑流量計算，與基準年相比，2020水平年入海水量從6.4億m³減少為5.1億m³，流量從120m³/s變為95m³/s。但從模擬的入海水量與魚類適宜生存環境面積相關關系圖看，面積不會減少太多，即2020年灤河區入海水量減少對近河口海域影響不大。

海河北系7-8月平均徑流量基準年為3.0億m³，2020年增加至3.6億m³，相應流量從56m³/s增加至67m³/s。北系主要由潮白新河、永定新河兩個入海口，按平均計算每個入?？诹髁坑?8m³/s增加至33.5m³/s。則每個河口魚類生存環境適宜面積能增加10km²，兩個河口可增加20km²。

海河南系7-8月平均徑流量基準年為6.3億m³，2020年增加至8.8億m³，相應流量從118m³/s增至164 m³/s。南系主要由海河干流、子牙新河、獨流減河、漳衛新河4個入?？?，另有南排河及捷地減河兩個入海河口。每個入海口流量由19.7m³/s增加至27.3m³/s。則每個河口魚類生存環境適宜面積能增加11.5km²，6個河口可增加69km²。

徒駭馬頰河7-8月平均徑流量基準年為3.4億m³，2020年增加至4.7億m³，相應流量從63m³/s增加至88m³/s。每個河口流量從31.5m³/s增至44m³/s。每個河口魚類生存環境適宜面積能增加25km²，兩個河口可增加50km²。

總的來說，在理想情況下，隨著2020年一期工程達效后，整個海河流域的河口及近岸海域生態環境能產生一定的好轉。河口魚類適宜生存環境面積能從原來的354km²增加至491km²。

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[1]：? 這里指用于經濟生產的再生水利用量。