全域視角下黃河斷流再審視與現(xiàn)狀缺水識別

趙勇 何凡 何國華

摘 要：黃河干流從1999年8月迄今實現(xiàn)了連續(xù)20 a不斷流，但干流不斷流不代表流域供需水矛盾得到真正緩解，只是通過科學(xué)調(diào)控將以往的缺水矛盾由顯性轉(zhuǎn)為隱形、由干流轉(zhuǎn)移到支流、由河道轉(zhuǎn)移到陸面、由地表轉(zhuǎn)移到地下、由集中性破壞轉(zhuǎn)移到流域均勻破壞。隨著流域經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，學(xué)術(shù)界對黃河流域現(xiàn)狀條件是否缺水、缺多少水等重大問題的認(rèn)識開始出現(xiàn)爭議?；诖?，在回顧“黃河斷流”現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，從全流域的視角對斷流后水資源供需情勢、水生態(tài)狀況進(jìn)行了對比分析，并基于系統(tǒng)可承受程度，構(gòu)建了剛性缺水、彈性缺水的概念和劃分標(biāo)準(zhǔn)。通過分析計算，認(rèn)為現(xiàn)狀年流域缺水總量為114.1億m3，其中：剛性缺水量為63.1億m3，彈性缺水量為51.0億m3。

關(guān)鍵詞：黃河;斷流;水資源;缺水;識別

中圖分類號：TV213.4;TV882.1 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.04.008

Abstract： ?The mainstream of the Yellow River has been continuously flowing for 20 years since August 1999. However， the continuous flow of the mainstream does not mean that the contradiction between water supply and demand in the basin has been truly alleviated. It is only through scientific regulation that the contradictions of water shortage have been changed from explicit to invisible， transfer from mainstream to the tributary， transfer from the river to the land surface， transfer from the surface to the underground and transfer from the concentrated damage to the basin to evenly destroy. With the continuous development of the economic and social development， the academic community has begun to controversy about the lack of water of the Yellow River basin in the current conditions. Based on the review of the phenomenon of “Yellow River Cutoff”， this paper compared the water supply and demand situation and ecological status after the cutoff from the perspective of the whole basin; and built a rigid deficiency based on the degree of system affordability， the concept of water and elastic water shortage and the criteria for division. Through the analysis and calculation， it believes that the current annual water shortage is 1.14 billion m3， of which the rigid water shortage is 6.30 billion m3 and the elastic water shortage is 5.10 billion m3.

Key words： Yellow River; cutoff; water resources; water shortage; identification

黃河流域在我國經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位[1]。受自然稟賦條件和人類活動影響，流域水資源供需矛盾十分尖銳，成為長期制約黃河流域經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的突出瓶頸，其最突出的表現(xiàn)就是20世紀(jì)70年代至90年代的黃河頻繁斷流，并由此引發(fā)了社會、經(jīng)濟、生態(tài)等一系列危機，引起社會各界高度關(guān)注[2]。為應(yīng)對黃河流域水資源短缺問題，《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》將黃河流域作為南水北調(diào)西線工程主要受水區(qū)。從1999年開始實行黃河水量統(tǒng)一調(diào)度和管理，加之小浪底水庫2000年建成運行所創(chuàng)造的有利條件，黃河干流從1999年8月迄今實現(xiàn)了連續(xù)20 a不斷流，入海水量從2000—2003年的年均40億m3增加到2003年以來的年均174億m3，河流生態(tài)得到了很大恢復(fù)[3]。通過水量統(tǒng)一調(diào)度和管理，不僅實現(xiàn)了黃河干流全線暢流，而且有效保障了流域經(jīng)濟社會平穩(wěn)發(fā)展[4]。

盡管人民治黃取得了輝煌成就，但受流域自然條件及承載能力限制，黃河流域仍是我國水資源供需矛盾相當(dāng)突出的流域之一。目前國內(nèi)外尚未建立起完善的缺水狀態(tài)判別指標(biāo)體系，人們對于區(qū)域現(xiàn)狀缺水狀態(tài)的識別仍存在一定困難。學(xué)術(shù)界對現(xiàn)狀條件下黃河流域哪兒缺水、缺多少水等重大問題的認(rèn)識存在爭議。在此情況下，客觀識別黃河流域的缺水表象，合理度量其缺水程度，對于科學(xué)解決流域水資源緊缺問題、保障黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展重大國家戰(zhàn)略的順利實施具有重要意義。

1 對黃河斷流現(xiàn)象的重新認(rèn)識

1.1 黃河斷流現(xiàn)象回顧

隨著流域及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展用水量大幅度增加，20世紀(jì)90年代黃河流域年均耗水量接近300億m3，供需矛盾日益突出。黃河斷流自1972年首次出現(xiàn)，之后愈演愈烈，90年代幾乎年年斷流。1972—1999年的28 a中，有22 a出現(xiàn)斷流，平均“四年三斷流”，最嚴(yán)重的1997年下游利津站斷流時間長達(dá)226 d，下游沿黃地區(qū)130萬人發(fā)生飲水困難。為解決黃河連年斷流問題，應(yīng)對黃河水資源供需矛盾尖銳的態(tài)勢，維持河流健康生命，20世紀(jì)90年代末，國務(wù)院授權(quán)黃河水利委員會統(tǒng)一調(diào)度黃河水量。通過科學(xué)配置、精細(xì)調(diào)度、嚴(yán)格管理，迅速扭轉(zhuǎn)了20世紀(jì)90年代黃河幾乎年年斷流的局面，實現(xiàn)了自1999年8月12日以來黃河連續(xù)20 a不斷流。在如此嚴(yán)峻的形勢下，迅速高效地解決黃河斷流問題，體現(xiàn)了中國政府治理大江大河的能力，也是近年來中國治水成就的縮影。

1.2 斷流前后黃河流域水資源供需情勢對比

以黃河開始不斷流的2000年為時間分界點，對前后一段時期黃河流域水資源供需總體情勢進(jìn)行分析。在供給側(cè)，黃河流域水資源量在進(jìn)入21世紀(jì)后持續(xù)衰減，根據(jù)黃河流域水資源評價相關(guān)成果，1919—1975年黃河流域多年平均天然徑流量為580億m3，1956—2000年系列下降到535億m3;根據(jù)《黃河流域水文設(shè)計成果修訂》，進(jìn)入21世紀(jì)后天然徑流量仍持續(xù)衰減，2000—2017年系列天然年徑流量下降到459億m3;基于可預(yù)判的水土資源條件變化和水土保持措施實施，未來黃河流域天然年徑流量仍有可能出現(xiàn)小幅下降。在需求側(cè)，隨著流域經(jīng)濟規(guī)模和人口規(guī)模的不斷擴大，用水總量并未減少，2000—2017年黃河流域年均耗水量為300.5億m3，比1990—1999年流域年均耗水量多18.9億m3。由此可以判斷，在需求未發(fā)生改變而徑流量大幅減少的情況下，黃河流域水資源供需矛盾正朝著更為嚴(yán)峻的形勢發(fā)展。

1.3 斷流前后黃河流域水生態(tài)狀況對比

在黃河干流實現(xiàn)不斷流的同時，主要支流水量開始大幅衰減，河道缺水問題大范圍向支流擴散。與1956—1990年相比，2000年以來渭河、窟野河、禿尾河、無定河、三川河的徑流量減幅為27.2%～56.5%[5-7];一些稍小的支流水量減幅更大，2000年以來清澗河、皇甫川、大理河、延河、馬蓮河的徑流量減幅為37%～98%[8-9]。根據(jù)1980—2016年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，過去數(shù)十年黃河流域濕地面積總體呈萎縮趨勢，1980年黃河流域濕地面積為2 702 km2，2016年則下降到2 364 km2，降幅為13%。湖泊濕地的不斷萎縮對水生生物帶來明顯影響。根據(jù)中國水產(chǎn)科學(xué)研究院的研究成果，黃河水系曾有魚類190多種，但隨著流域水生態(tài)環(huán)境日益惡化，近數(shù)十年已經(jīng)有1/3水生生物物種瀕危絕跡。

20世紀(jì)80年代初，黃河流域地下水年開采量為90億m3左右，隨著流域內(nèi)用水量不斷增加，地下水開采量呈遞增趨勢。2016年黃河流域地下水開采量為121.9億m3，較1980年增加了近30億m3。根據(jù)《黃河流域水資源綜合保護規(guī)劃》，2016年黃河流域地下水超采區(qū)有78個，超采區(qū)面積為2.26萬km2，超采量為14億m3。地下水開采會導(dǎo)致補給河流的水量減少。1980年以來黃河流域地下水與地表水之間不重復(fù)計算量從82億m3增加到115億m3，表明目前受地下水開采量增多影響的河川徑流量為33億m3。

1.4 關(guān)于黃河斷流的認(rèn)識

綜上所述，與斷流集中爆發(fā)的20世紀(jì)90年代相比，黃河流域水資源供需矛盾并未真正緩解，反而更為嚴(yán)峻，只是通過嚴(yán)格科學(xué)的調(diào)控，將矛盾的表象由顯性轉(zhuǎn)為隱性、由干流轉(zhuǎn)移到支流、由河道轉(zhuǎn)移到陸地、由地表轉(zhuǎn)移到地下、由集中性破壞轉(zhuǎn)移到流域均勻破壞。2016年，黃河流域向外流域供水91.08億m3，占黃河流域總用水量的19%，調(diào)水量比我國水量最豐沛的長江還多10億m3，水資源開發(fā)利用率為78%，遠(yuǎn)超一般流域40%的生態(tài)警戒線，甚至超過了得到南水北調(diào)東、中線補充水量的海河流域，黃河流域?qū)嶋H上已經(jīng)成為全國水資源開發(fā)利用程度最高、水資源供需矛盾最突出的流域。

2 基于系統(tǒng)可承受程度的缺水類型劃分

基于上述分析，一方面長期缺水給黃河流域帶來了深刻的經(jīng)濟社會和生態(tài)影響，另一方面在科學(xué)嚴(yán)格的水資源調(diào)配下，供需矛盾的表象由顯性轉(zhuǎn)為隱性。因此，為科學(xué)描述和評估黃河流域的現(xiàn)狀缺水程度，通過對已有的缺水屬性研究成果的分析和延伸，本研究建立了剛性缺水和彈性缺水的概念。

理論上，缺水是指一定經(jīng)濟技術(shù)條件下，區(qū)域可供水資源量和質(zhì)的時空分布不能滿足現(xiàn)實標(biāo)準(zhǔn)下的區(qū)域內(nèi)人口、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等系統(tǒng)對水資源需求時的狀態(tài)[10]。限于可供水資源量、各行業(yè)用水需求、未來發(fā)展?jié)摿Φ纫仉y以精確度量，學(xué)術(shù)界對于缺水的類型、程度和影響的認(rèn)知不盡相同[11-12]。在水資源管理領(lǐng)域，一般基于缺水形成的原因，將缺水類型劃分為資源性缺水、工程性缺水和水質(zhì)性缺水[13]。從社會管理的角度，缺水類型還包括管理性缺水、低效性缺水、政策性缺水等[14]。此外，有學(xué)者基于缺水的表象，將缺水分為轉(zhuǎn)嫁性缺水、約束性缺水、破壞性缺水等。

從人類社會和生態(tài)環(huán)境可承受的程度看，缺水還可以分為剛性缺水和彈性缺水，其中：剛性缺水是指會對經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)保護修復(fù)構(gòu)成較大制約和破壞的水量缺口，彈性缺水是指有條件的情況下應(yīng)該予以保障、對經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)保護修復(fù)的影響較為輕微的水量缺口。剛性缺水和彈性缺水并不局限于特定的行業(yè)，兩者的劃分標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上取決于特定地區(qū)的社會發(fā)展水平和發(fā)展目標(biāo)。以農(nóng)業(yè)缺水為例，當(dāng)農(nóng)業(yè)用水不能完全得到滿足時，糧食產(chǎn)量將受到影響，但如果糧食減產(chǎn)程度較小，可以通過區(qū)域間糧食貿(mào)易等手段保證當(dāng)?shù)丶Z食安全，且不對農(nóng)民收入造成較大影響，這部分缺水即為彈性缺水;相反地，如果缺水導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)程度較大，影響到當(dāng)?shù)丶Z食安全，并對社會經(jīng)濟造成較大影響，這部分缺水則是剛性缺水。彈性缺水和剛性缺水的概念框架如圖1所示。

分行業(yè)來看，生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)對缺水耐受度和敏感性是不同的，基于缺水對經(jīng)濟社會的影響，本研究對不同行業(yè)剛性缺水、彈性缺水劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定性描述（見表1）。城鄉(xiāng)居民生活用水是地區(qū)水資源保障的重點，任何規(guī)模的缺水都是難以承受的，因此認(rèn)為生活缺水全部為剛性缺水。對于工業(yè)來講，現(xiàn)狀工業(yè)用水無法得到充分滿足可認(rèn)為是剛性缺水，而未來工業(yè)發(fā)展受到水資源限制可認(rèn)為是彈性缺水。對于農(nóng)業(yè)來講，保障區(qū)域糧食安全所短缺的水量為剛性缺水，作物無法得到足額灌溉、糧食生產(chǎn)潛力無法充分發(fā)揮的為彈性缺水。對于生態(tài)來講，重要河湖生態(tài)最小生態(tài)需水無法得到滿足的為剛性缺水，流域全部生態(tài)功能無法得到滿足的為彈性缺水。

3 黃河流域現(xiàn)狀缺水狀態(tài)識別

按照生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)的剛性缺水和彈性缺水劃分標(biāo)準(zhǔn)，本研究對現(xiàn)狀年黃河流域缺水表象進(jìn)行識別（現(xiàn)狀年為2016年），并計算了相應(yīng)的缺水量。

3.1 現(xiàn)狀生活缺水識別

生活用水包括農(nóng)村生活用水和城鎮(zhèn)生活用水兩部分，目前黃河流域城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民的生活用水定額分別為102 L/（人·d）和58 L/（人·d），分別為全國平均水平的75%和67%。在全國十大流域中，黃河流域的城鎮(zhèn)居民用水定額僅高于海河流域，而農(nóng)村居民生活用水定額最低。按照《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》和《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》，現(xiàn)階段我國城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的適宜生活用水定額為106 L/（人·d）和67 L/（人·d）。按此標(biāo)準(zhǔn)計算，現(xiàn)階段黃河流域城鎮(zhèn)生活缺水1.4億m3、農(nóng)村生活缺水2.3億m3，這部分缺水為剛性缺水。生活缺水量計算公式為

黃河流域各省（區(qū)）現(xiàn)狀用水定額及生活缺水量見表2。

3.2 現(xiàn)狀工業(yè)缺水識別

能源、化工、冶煉等是黃河流域支柱性工業(yè)產(chǎn)業(yè)，鑒于黃河流域水資源現(xiàn)狀供需矛盾十分突出，現(xiàn)狀工業(yè)發(fā)展用水增量需通過存量節(jié)約和水權(quán)轉(zhuǎn)換獲得。根據(jù)《黃河流域水資源保護規(guī)劃》和《黃河上中游地區(qū)及下游引黃灌區(qū)節(jié)水潛力深化研究報告》，黃河流域現(xiàn)狀年主要工業(yè)行業(yè)缺水量為8.21億m3，其中內(nèi)蒙古、陜西、寧夏等上中游?。▍^(qū)）缺口較大，見表3。根據(jù)表1，現(xiàn)狀年流域工業(yè)缺水界定為剛性缺水。

3.3 現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)缺水識別

黃河流域農(nóng)業(yè)用水處于用水競爭的最低端，其用水需求經(jīng)常被工業(yè)用水?dāng)D占。目前，黃河流域農(nóng)業(yè)缺水表現(xiàn)在以下3個方面：大量農(nóng)田無法得到充分灌溉，灌溉定額難以充分滿足作物生長需求，農(nóng)業(yè)干旱頻發(fā)重發(fā)。根據(jù)《黃河流域水資源保護規(guī)劃》，2016年黃河流域農(nóng)田有效灌溉面積和實際灌溉面積分別為558萬hm2和479萬hm2，即流域內(nèi)有79萬hm2高產(chǎn)農(nóng)田缺乏灌溉水源。而根據(jù)《中國水旱災(zāi)害公報》，過去10 a我國年平均因旱受災(zāi)面積為1 467萬hm2，其中黃河流域所在的9?。▍^(qū)）年平均因旱受災(zāi)面積為200萬hm2，占全國總量的14%。盡管黃河流域農(nóng)業(yè)用水較為短缺，但根據(jù)《2016年中國糧食年鑒》和劉爭勝等[15]的研究成果，現(xiàn)狀年黃河流域糧食可以基本自給。因此，黃河流域現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)缺水主要是彈性缺水，缺水量計算公式為

流域各省（區(qū)）現(xiàn)狀農(nóng)田有效灌溉面積、實灌面積、規(guī)劃灌溉面積及缺水量統(tǒng)計見表4。

3.4 現(xiàn)狀生態(tài)缺水識別

目前黃河流域生態(tài)缺水問題十分突出。流域生態(tài)缺水可以分為河道外和河道內(nèi)兩部分：河道外生態(tài)缺水主要體現(xiàn)在平原區(qū)地下水嚴(yán)重超采、河湖濕地補水量不足、生態(tài)防護林灌溉水短缺、城鎮(zhèn)綠化供水不足等方面，河道內(nèi)生態(tài)缺水主要體現(xiàn)在支流生態(tài)水量不足。根據(jù)表1，現(xiàn)狀年黃河流域缺水全部是剛性缺水。參考《黃河流域水資源保護規(guī)劃》和《黃河上中游地區(qū)及下游引黃灌區(qū)節(jié)水潛力深化研究》對于地下水超采、河流生態(tài)需水短缺等問題的分析結(jié)果，現(xiàn)狀年黃河流域生態(tài)缺水量為51.2億m3，其中：河道外缺水量為17.09億m3（見表5），河道內(nèi)缺水量為34.1億m3（河道內(nèi)缺水量依據(jù)現(xiàn)狀年利津斷面最小生態(tài)缺水量計算）。

3.5 黃河流域現(xiàn)狀缺水量分析

根據(jù)上文計算結(jié)果，黃河流域現(xiàn)狀年缺水總量為114.1億m3，其中：生態(tài)缺水量最大，占流域缺水總量的44.9%;農(nóng)業(yè)缺水量次之，占流域缺水總量的44.7%。從剛性缺水和彈性缺水角度來看，現(xiàn)狀年黃河流域剛性缺水量為63.1億m3，占流域缺水總量的55.4%;彈性缺水量為51.0億m3，全部為農(nóng)業(yè)缺水（見圖2）?？偟膩砜?，黃河流域現(xiàn)狀年缺水問題突出，缺水量占流域用水量的比例高達(dá)28.8%。大規(guī)模剛性缺水給黃河流域帶來了深刻的經(jīng)濟和生態(tài)影響，主要表現(xiàn)在生活用水短缺、工業(yè)發(fā)展用水遇到天花板、河流生態(tài)功能僅能低水平維持。

4 結(jié) 論

（1）與斷流集中爆發(fā)的20世紀(jì)90年代相比，黃河流域水資源供需矛盾并未真正緩解，反而更為嚴(yán)峻，只是通過嚴(yán)格科學(xué)的調(diào)控，將矛盾的表象由顯性轉(zhuǎn)為隱性、由干流轉(zhuǎn)移到支流、由河道轉(zhuǎn)移到陸地、由地表轉(zhuǎn)移到地下、由集中性破壞轉(zhuǎn)移到流域均勻破壞。

（2）從人類社會和生態(tài)環(huán)境可承受的程度看，缺水可以分為剛性缺水和彈性缺水。剛性缺水和彈性缺水并不局限于特定的行業(yè)，兩者的劃分標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上取決于特定地區(qū)的社會發(fā)展水平和發(fā)展目標(biāo)。

（3）從橫向?qū)Ρ冉Y(jié)果看，黃河流域已經(jīng)成為全國水資源開發(fā)利用程度較高、水資源供需矛盾較突出、生態(tài)問題較尖銳的流域之一，迫切需要從可持續(xù)發(fā)展視角統(tǒng)籌考慮流域社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全。

（4）現(xiàn)狀年黃河流域剛性缺水量為63.1億m3，占流域缺水總量的55.4%;彈性缺水量為51.0億m3，全部為農(nóng)業(yè)缺水?？偟膩砜?，黃河流域現(xiàn)狀年缺水問題突出，缺水量占流域用水量的比例高達(dá)28.8%。長期缺水給黃河流域帶來了深刻的經(jīng)濟社會和生態(tài)影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 習(xí)近平.在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話[J].求是，2019（20）：1-5.

[2] 胡鞍鋼，王亞華.如何看待黃河斷流與流域水治理：黃河水利委員會調(diào)研報告[J].管理世界，2002（6）：29-34.

[3] 喬西現(xiàn).黃河水量統(tǒng)一調(diào)度回顧與展望[J].人民黃河，2019，41（9）：1-6.

[4] 李文學(xué).黃河治理開發(fā)與保護70年效益分析[J].人民黃河，2016，38（10）：1-6.

[5] 孫兆峰，王雙銀，劉晶，等.禿尾河流域徑流衰減驅(qū)動力因子分析[J].自然資源學(xué)報，2017，32（2）：136-146.

[6] 蘇賀，康衛(wèi)東，曹珍珍，等.1954—2009年窟野河流域降水與徑流變化趨勢分析[J].地下水，2013，22（6）：20-23.

[7] 周園園，師長興，杜俊，等.無定河流域1956—2009年徑流量變化及其影響因素[J].自然資源學(xué)報，2012，17（5）：856-865.

[8] 王隨繼，閆云霞，顏明，等.皇甫川流域降水和人類活動對徑流量變化的貢獻(xiàn)率分析：累積量斜率變化率比較方法的提出及應(yīng)用[J].地理學(xué)報，2012，67（3）：388-397.

[9] 龔珺夫，李占斌，任宗萍.延河流域徑流過程對氣候變化及人類活動的響應(yīng)[J].中國水土保持科學(xué)，2016，11（5）：65-69.

[10] 陳家琦，王浩.水資源學(xué)概論[M].北京：科學(xué)出版社，1996：26-27.

[11] 童紹玉，周振宇，彭海英.中國水資源短缺的空間格局及缺水類型[J].生態(tài)經(jīng)濟，2016（7）：173-182.

[12] 陳阿江，邢一新.缺水問題及其社會治理：對三種缺水類型的分析[J].學(xué)習(xí)與探索，2017（7）：115-122.

[13] 陳雷.全面落實最嚴(yán)格水資源管理制度，保障經(jīng)濟社會平穩(wěn)較快發(fā)展[J].中國水利，2012（10）：77-84.

[14] 王建華，陳傳友.關(guān)于我國節(jié)水問題的思考[J].資源與產(chǎn)業(yè)，1999（7）：32-37.

[15] 劉爭勝，楊立彬.基于糧食安全的黃河流域可新增耕地資源分析[J].中國農(nóng)村水利水電，2015（12）：75-77.

【責(zé)任編輯 張華興】