1.4 研究目標與任務

為了統籌兼顧調水區與受水區的利益，南水北調工程調水量是以節水、治污和充分挖掘當地水資源為前提，即在充分考慮城市、農業節水的前提下，本著適當偏緊的原則確定的。為了有效避免工程供水以城市為主可能造成的大調水大污染，總體規劃要求工程沿線建立節水防污型城市，保障沿線的水質環境，將現狀城市擠占的農業用水份額退還給農業，將城市污水經處理達標后的水量部分供給農業；同時強調農業缺水主要依靠發展節水灌溉、種植結構調整等措施解決；為了避免“大調水、大污染、大浪費”現象，要求建立受水區用水新秩序，改變用水方式。可見，節水、治污、控制地下水超采和建立受水區水資源合理配置新秩序是充分發揮南水北調工程效益的有機整體。

1.4.1 研究背景——延期通水使受水區供需矛盾更加突出

根據南水北調第三次建委會確定的最新建設目標：東線一期工程建設目標調整為2013年通水；中線一期工程建設目標調整為2013年主體工程完工，2014年汛后通水。一期工程延期通水，使受水區的供需矛盾比規劃預測的更加突出。

從總體上看，一期工程多年平均調水量約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約825億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，并在一定程度上減少對地下水的超采；可通過城市退出的當地供水量與調水新增污水處理回用量為受水區農業增供水量，有效提高農業的供水保障程度，改善受水區農業生態環境，補充生態環境用水，對受水區城市供水和生態環境改善都會有顯著作用。但由于受水區地下水量虧缺基數甚大，現狀多年平均不合理開采量達102.88億m³（地下水壓采總體方案，報批稿，2009年9月），僅華北平原地下水累計超采量達1000億m³，一期工程調水量尚不能從根本上解決超采問題，而超采量的存在將使未來地下水環境繼續惡化，只是惡化速度減緩。為了充分發揮南水北調工程的效益，受水區必須節水、治污、調水三項措施同步實施。

本書所研究的內容是在總體規劃的框架下，進一步研究和細化節水、治污、調水措施對生態環境影響的一系列相關問題。包括：如何建立受水區農業資源性節水模式、城市節水的激勵機制與管理模式、水資源合理配置模式，以確保引江水合理使用、地下水得到有效回補、濕地系統得到逐步恢復；在供水目標實現的條件下，受水區地下水超采狀況、地下水位恢復程度以及調水對生態環境的改善和對枯水期、枯水年農業用水的緩解作用究竟有多大；東線截污導流工程截蓄水量僅一部分用于灌溉，剩余外排水量又如何處理和利用等。以期能夠解答社會各界對南水北調工程生態環境影響的關注，并通過研究與工程相配套的關鍵技術、發揮工程效益應采取的管理模式和機制，有助于發揮調水工程對沿線生態環境的改善作用，并提出相應的對策與措施。

1.4.2 研究目標

本研究遵循南水北調工程建設“三先三后”原則，節水、治污和生態環境保護應與南水北調工程建設相協調。在《南水北調工程總體規劃》確定的受水區節水目標、地下水控制目標和生態修復目標的框架下，研究與南水北調工程建設相配套、以生態保護與恢復為目的的節水、治污、地下水調控和生態保育工程措施等關鍵技術問題，分析和評估生態工程措施對南水北調東、中線一期工程受水區的經濟社會及生態影響，開展生態水文效應與關鍵調控技術典型示范。具體目標如下：

（1）研究提出東、中線一期工程受水區農業資源性節水模式。

（2）分析論證合理控制地下水開采的水資源合理配置模式。

（3）研究探索受水區城市節水的激勵機制與管理模式。

（4）科學示范典型區生態水文效應與關鍵調控技術。

（5）綜合集成調水工程對區域生態影響評估技術。

1.4.3 主要研究任務

（1）東、中線一期工程受水區農業資源性節水模式研究。調查受水區內典型區域農業用水及節水情況，采用比較分析法等研究南水北調工程為農業供水與農業節水的經濟合理性；采用危機管理與潛能分析等方法，分析枯水年與特枯水年南水北調工程對農業生產的保障作用與影響；研究提出受水區農業資源性節水模式、南水北調通水后城市供水水源轉換為農業供水水源的工程和技術方案，評估資源性節水成本和效益。

（2）受水區城市節水的激勵機制及管理模式研究。建立受水區城市供、用水與社會經濟數據庫；定量研究城市水循環利用與經濟發展的內在互動關系，建立基于復雜適應性系統理論的城市節水模型；對東、中線一期受水區城市節水水平和節水效益進行評價，研究提出節水型城市建設的激勵機制及管理模式。

（3）受水區地下水調控與經濟、社會發展和生態環境修復的合理配置模式研究。調查地下水超采控制與地下水生態環境修復措施，分析調水工程補給地下水的效應，研究地下水超采控制與生態環境修復的關系。建立受水區水資源與經濟、社會協調發展和生態環境修復關系分析模型；研究在兩部式水價等南水北調工程總體運行原則下的外調水和本地水聯合調配技術，建立受水區水資源配置模型，提出在合理控制地下水開采條件下受水區水資源合理配置模式。

（4）河流及湖沼濕地水文調控技術及其生態效應示范。通過建設河流恢復、人工濕地及濕地公園三種類型的水文生態示范基地，人為調控水文過程，監測生態效應，揭示各種類型生態恢復工程的生態水文過程與生態演變機制，建立生態水文過程及其生態作用的數量關系，分析三種生態恢復工程的水文調控關鍵技術。

（5）典型地區生態影響及景觀建構仿真示范。選擇中線工程可能造成較大生態影響的一個典型地段，結合景觀生態學原理、生態系統目標及“3S”技術，充分研究當地水文要素特征和人文環境特點，進行一期工程典型地段的景觀規劃設計并實施三維模型建構，利用虛擬GIS技術手段對典型示范區域的地理環境、生態環境、人文景觀、社會和經濟狀態等進行展示，直觀分析研究區域的生態影響狀況，為評估中線一期工程對區域生態環境的影響提供仿真示范。

（6）一期工程沿線區域生態影響評估技術研究。研究構建南水北調東、中線一期工程沿線受水區生態效應評估指標體系，創建生態效應評估理論與方法；基于農業資源性節水、節水型城市建設、地下水調控與經濟、社會發展和生態環境修復的合理配置模式，定量評估調水工程不同方案對受水區域的整體生態效應和沿線重要生態保護目標的影響與效應。

1.4.4 一期工程生態影響評估技術框架

南水北調工程受水區生態修復應建立在節水、治污、控制地下水超采和建立受水區用水新秩序框架下進行，修復效果的好壞取決于以上條件的實現程度，單純針對生態系統的評估不能反映調水工程的真實影響。因而，本次南水北調工程生態影響評估技術由水循環調控技術、水質調控技術和生態系統評估技術三大部分組成。南水北調來水后將引起受水區的城市供水、再生水量、入湖（庫）水量、入海水量以及回補地下水水量的轉換關系的改變，在對這種關系進行評估的基礎上完成生態效益評估，見圖1.2。

1.4.4.1 水循環調控技術

水循環交替和可再生性是水域生態系統恢復的前提，由于構成河流生態系統的水循環在垂向上是河道—含水層的水力聯系和水量交換，因此，一期工程通水后，以外調水置換當地供水量，增加地表水量，控制地下水超采，恢復地下水位是水域生態系統恢復的關鍵。

鑒于外調水量主要供給受水區城市，通過置換城市擠占的農業用水量以及城市和農業擠占的生態環境用水量、減少受水區地下水超采量、增加地表水量等水循環系統的水量，改善河湖乃至河口近岸海域的生態。因而，可置換出的水量與受水區節水方式和力度、水資源合理配置模式等密切相關，故本次水循環調控技術重點研究城市節水的激勵機制與管理模式、農業資源性節水模式和地下水調控與生態環境修復水資源合理配置模式三方面內容。

1.4.4.2 水質安全調控技術

保障水質安全是南水北調工程規劃總體目標實現的關鍵之一，也是生態恢復的前提之一。水質調控技術包括兩部分：一是針對河流環境容量低，污水處理廠達標排水仍滿足不了水功能區水質要求等問題，研究構建中水濕地公園水深度處理技術，深度凈化污水處理廠排水；二是針對水庫（包括作為調節水庫的湖泊）庫區污染物情況或突發污染事件，研究水庫水質的調控技術，保障供水安全的同時改善湖泊生態。

1.4.4.3 生態效應評估技術

從生態系統的結構和功能評價河流、湖沼濕地、河口—近岸海域等自然生態系統效應。一是在區域水循環調控技術和水質調控技術共同作用的基礎上，通過構建河流、湖沼濕地、河口—近岸海域生態與水文模型進行生態效應定量評價，研究區域入河水量、入湖水量和回補地下水量的動態變化過程；二是從實物量和價值量上進行南水北調工程的生態與環境作用的生態效益評估；三是研究構建調水工程復合生態廊道，利用虛擬GIS技術對典型地段的區域地理特征、自然生態環境、歷史人文景觀、城市建設狀態等進行展示，直觀表現南水北調工程對研究區域的潛在生態影響。

為實現上述技術目標，本研究采用點、線、面相結合，研究和示范并行的技術路線。首先以受水區典型調查為切入點，選擇典型農區和城市，開展供用水現狀、用水效率、地下水超采、環境修復措施等典型調查和剖析。其次，通過對現狀問題分析與診斷，以點帶面深入研究基于農業節水經濟合理性的資源性節水模式；建立城市供用水與社會經濟數據庫，評價城市節水水平和節水效益，探索城市節水的激勵機制和管理模式；研究分析南水北調工程沿線區域水文生態效應和調控關鍵技術，開展典型區域示范。第三，在南水北調運行調度總體原則下，研究基于地下水開采控制的水量宏觀調控模型，論證受水區水資源合理配置模式。第四，分析和評估東、中線一期工程對沿線區域的生態影響，并研究集成調水工程對生態影響評估技術。