1、黄河济南段水资源特点与可持续利用对策黄河济南段水资源特点与可持续利用对策黄河济南段水资源特点与可持续利用对策提 要 黄河济南段多年平均来水量 359108m 3，来水年际、年内变化大，最大年径流量是最小年径流量的 2 1.8 倍，且主要集中在汛期的 710 月份，占多年平均值的 60.7%。近年来黄河济南段径流量逐年下降，断流日益加剧，1997 年泺口站全年断流 132 天。与此同时，济南黄河水含沙量高，多年平均含沙量 2 4.9kgm 3，且呈逐年上升之势。近年因上游来水量减小，用水量增加，水资源浪费严重，水质存在一定污染，引黄工程能力不足，水资源缺乏持续利用的调度和管理，极大地影响了济南黄
2、河水的可持续利用。黄河济南段水资源可持续利用的主要对策有： 以可持续发展战略为原则，统筹规划、统一管理、集中调度；充分发挥水利工程的枢纽作用，保证生态用水；地表水地下水联合运用；建立节水型生产体系和社会，提高水资源的有效利用率；合理调整水价，促进节水意识的增强和节水措施的落实；淤背加固黄河干堤，植树治沙防汛凌，实现黄河济南段区域可持续发展。关键词 水资源；可持续利用；黄河中图分类号 P333文献标识码 A文章编号 1000303702012806 水资源是社会经济可持续发展中至关重要的基础资源，可持续发展理论的研究和社会发展实践证明，水是资源又是自然环境的重要组成部分，它是无法替代的，而且是有
3、限的资源。水资源是人类与其他生物生存的必要条件和社会经济发展必不可缺的资源，水资源与人类可持续利用研究已成为可持续发展的重点内容。1 黄河济南段水资源特点 黄河作为我国第二大河，在济南境内全长 5.1km，流域面积 2778km 2，黄河济南段水资源不仅具备全流域的共性，而且也有自己的特点。 1.1 来水年际、年内变化大 黄河济南段51 年至99 年多年平均来水量为 359108m 3，来水年际变化大，径流量最大的64 年为 96 1.4108m 3，是最小年径流量 4 4.2108m3（1997 年）的 2 1.8 倍。 黄河济南段50 年代因其上游水利工程稀少，径流接近自然情况，泺口站年均
4、来水量 469108m 3，与多年平均值相比多 30.6%；1960 年代上游三门峡等大中型水利工程建成使用，径流变化主要受三门峡水库调节影响，因上游雨水偏丰，水量明显偏多，泺口站年均来水量为 517108m 3，与多年平均值相比多 4 4.0%；1970 年代刘家峡水库投入使用，不仅对来水有较大的调节作用，而且改善了中上游河段的引水条件，高村以上引黄水量由50 年代的 12 7.2108m3 增加到6108m 3，加之黄河流域降雨偏少，径流属枯水系列，泺口站年均来水量为 323108m 3，较多年平均值偏少 10.0%；1980 年代，流域引用水量继续增大，高村以上年均引黄水量达 20010
5、8m 3，且处于丰水向枯水转变期，泺口站年均来水量为 320108m 3，比多年平均值少 10.9%；1990 年代由于黄河处于枯水期，加上上游引水量的增加，高村以上流域年均引黄水量高达 220108m 3，泺口站年均来水量仅 165108m 3，较多年平均值少 5 4.0%，是建国以来最小径流量年代。总的来说，随着上游流域引黄水量的不断增加和气候变化因素，进入济南段的径流量呈逐年减少趋势。 黄河济南段来水年内分配也极不均匀，据泺口站多年观测资料统计，来水主要集中在汛期的 710 月份，多年平均值为 21 7.8108m 3，占多年平均全年来水量的 60.7%，而 36 月份和 11 月至次年
6、 2 月份分别为 6 9.1108m3 和 7 1108m 3，分别占多年平均全年来水量的.2% 和 20.1%。 1.2 黄河水含沙量高 黄河济南段来水含沙量大，据泺口站多年观测资料统计，19511999 年多年平均含沙量 2 4.9 kgm 3，断流恢复过流时黄河水量含沙量更大，1998 年济南段黄河水平均含沙量 8 1kgm 3，其中98 年 7 月 22 日黄河来水含沙量竟高达 210kgm 3，大大超过济南黄河水厂的正常处理能力，水厂被迫停产。 济南黄河水50、1960、1970、1980、1990 年代含沙量分别为 2 6.01kgm 3，2 1.47kgm 3，2 8.54kgm
7、 3，2 9.18kgm3 和 3 3.27kgm 3，近年有逐年增加的趋势。 1.3 断流日益加剧 由于黄河流域工农业生产耗用黄河径流量的不断增加，加上近年气候变干，水土保持工程的截流，近年济南段入境水量逐年减少，断流日益加剧。泺口站自72 年 6 月 20 日出现首次断流，年断流天数和次数不断增加，1990 年代以来尤甚，1997 年泺口站全年断流 132 天。同时年内断流时间不断提前，从 1 970年代的 6 月份开始断流，提前到90 年代的 2 月份（表 1） 。表 1 黄河泺口站断流情况 Table 1 Dr-up onditions at the Luokou hdrologial
8、 station of the Yello River年份次数天数起止时间1972156 月 20 日6 月 24 日1974186 月 28 日7 月 5 日1975126 月 23 日6 月 24 日1979146 月 29 日7 月 2 日19811166 月 12 日6 月 27 日1982136 月 9 日6 月 11 日19924366 月 3 日7 月 日1993136 月 13 日6 月 15 日19942315 月 30 日10 月 8 日19953773 月 25 日7 月 22 日19964712 月 14 日6 月 29 日199771322 月 7 日11 月 14
9、日19987422 月 13 日12 月 6 日 1.4 黄河济南段丰、枯时段交替规律明显 黄河济南段常出现连续的丰、枯水时段，如331968 年，19801985 年为丰水时段，19691980 年历时 12 年和861998 年历时 13 年则为枯水时段。出现丰、枯时段交替的原因主要是全球气候变化规律。据此预测，黄河济南段99 年起又进入相对丰水期。2 济南段黄河水资源可持续利用存在的主要问题 1 黄河断流使济南段水资源供需矛盾突出 黄河济南段水资源在丰水年份和丰水季节基本能保证工农业生产和沿河流域生活用水，但在枯水年份和季节，尤其是断流加剧的90 年代，来水量偏少，供需矛盾突出。由于黄河
10、来水年内分布不均匀，春季农业生产用水高峰（占全年用水量的 50% 以上）来水偏少，用水需求不能满足，只能限量用水或停产断水。春季的断流使引黄灌区大批农作物不能及时浇灌，1998 年济南引黄灌区 10104hm2 农作物因干旱减产，灾害损失严重，极大地影响了济南市社会经济的可持续发展。 2 黄河济南段“悬河“问题突出，防汛抗凌形势严峻 黄河济南段均为地上“悬河”，河道滩面一般高出两岸地面 25m，局部地段达 10m。由于黄河进入济南段水量少、沙量多，上游来的泥沙在河道内不断淤积，河床逐年抬高，仅靠两岸大堤约束水流，且黄河济南段窄且弯曲，如自郊区北店子开始堤距缩窄，一般为 1km 左右，最窄处曹家
11、圈险工与左岸齐王庄险工之间的堤距仅 460m，是防洪抗凌的重点河段。“小流量，高水位”，据专家估算，因河道严重淤积，流量为 201Xm3s 时主河槽就会漫滩，防洪形势严峻。 因济南冬季经常受寒潮侵袭，平均气温相差大且正负交替出现，加上济南黄河段河道呈 SWNE 走向，致使每年都有凌汛，且经常发生插凌、封河，近年冰凌险情有加剧趋势。 3 水质存在一定的污染 黄河济南段在丰水年份和年内丰水季节流量较大，水质较好，基本能达到国家 III 类水的水质标准，但在枯水年份和季节，黄河济南段已出现了程度不同的水质污染，尤其是在断流后刚恢复过流时，因在断流时沿黄流域城乡工业与生活污水排放后污染物在河道中的长期
12、积累，水污染问题较为严重。其中类大肠杆菌高达 240104 个l，超标 120 倍，总磷 2 1.63mgl，超标 21 6.3 倍。 4 水资源浪费严重，水价明显偏低 黄河济南段水资源一方面严重短缺，另一方面又惊人地浪费。水资源浪费表现在各种环节上，其中引黄灌区农业灌溉既是用水大户，也是浪费大户，济南引黄灌区水资源有效利用系数只有 0.450.5 5，水量损失高达 30%40%，水资源浪费严重。 黄河水资源严重浪费的原因还在于黄河水价太低，严重背离了价值规律，从而造成人们对水资源的不珍惜和过量使用。宁夏、内蒙、河南、山东 4 省区的引黄灌区水费仅为 0.0060.04 元m 3，渠首水价更低
13、，下游引黄渠首 1000m3 黄河水的水价仅相当于一瓶矿泉水的价格，如此水价等于在鼓励浪费水资源。 5 引黄工程能力不足，水资源缺乏持续利用的调度和管理 虽然黄河济南段有北店子、杨庄、老徐庄、大王庙、沟阳、邢家渡、葛店、张辛、胡家岸、土城子、鹊山等引黄工程 12 处，设计供水能力 7 5.1m3s，年供水能力 2 3.68108m 3，但因大多数引黄工程为60 年代兴建，有效引水能力弱，1998 年全市引黄量仅为 59108m 3，大大低于国家分配引黄水量 6.1108m3。 由于黄河水资源缺乏持续利用的调度和管理，水资源优化配置不够，丰水季节充沛的过境水未得到有效利用，如861995 年虽然
14、来水偏枯，但平均入海量仍有7108m 3，其中汛期入海量为 10 4.4108m 3，出现了沿黄用水季节发生断流与有较多的水入海同时存在的局面。黄河水量调配不统一，很难做到流域统筹，上下游兼顾，1987 年国务院批准的可供水分配方案和山东省各地市分配指标均是多年平均的宏观分配指标，没有明确规定不同来水情况下的分配原则，且缺乏一个统一的机构来指挥协调配水，一遇缺水年份和用水高峰季节就出现争水抢引现象，而在丰水年份和季节则对宝贵的黄河水视而不见。3 黄河水资源供需平衡预测 黄河进入济南段的水量变化除与流域气候、水文等因素有关外，还与上中游的大中型水库运作方式、沿黄各省区工农业用水量发展变化等因素有
15、关。 3.1 已建和拟建工程对下游径流的影响 建国以来，全流域先后建成大、中、小型水库 3147 座，总库容 574108m 3，塘堰坝 14234 座，相应库容 3.4108m 3，在防洪、发电、灌溉、供水、水土保持等方面均发挥了较大作用，其中龙羊峡、刘家峡、三门峡 3 座水库总库容达 400108m 3，占中上游大型水利工程总库容的 8 7.1%，对径流的调节影响最大。 龙羊峡和刘家峡自86 年联合运用以来，610 月两库合计增蓄水量 50.9108m 3，11 月至次年 6 月补水 50.8108m 3，这样出库流量过程年内分布均匀，年际变化趋于稳定，其下游汛期来水明显减少，冬季及桃汛期
16、来水相对增大，但枯季 56 月份两库虽然加大了下泄量，却正值上游用水高峰期，受宁蒙河段用水影响，进入中下游的来水量反而减少。三门峡水库作为下游干流控制水库，采用蓄清排浑运作方式，在 11 月至次年 6 月的调节期内，能够调节部分冬季来水，用于下游春灌供水，缓解“卡脖子“旱；但三门峡水库库容小，调节水量有限，加上近几年受潼关河床淤积抬高影响，相应水库蓄水能力降至 10.0108m3 左右，难以有效缓解下游枯季缺水的紧张局面。 根据黄河治理开发规划，目前在建的大型水利枢纽工程有万家寨水库和小浪底水利枢纽工程。万家寨水库由于库区非汛期引水量大于水库汛末蓄水量，对下游而言将减少枯季来水量，加剧下游供需
17、矛盾。小浪底水库的建成运用，缓解了龙羊峡、刘家峡水库冬季发电加大泄量与下游防凌的矛盾，同时调节部分汛末如冬季来水量，增加下游春灌用水，但因中游引水条件明显改善，河南段供水保证率明显提高，用水量增加，将使济南黄河段全年出水量呈减少趋势。 3.2 黄河中上游引黄用水变化趋势 随着流域各省区国民经济的发展，引黄水量逐年增加，近期全河引黄水量已高达 308108m3。根据黄河水利委员会“黄河治理开发报告”，结合黄河中上游大中型水利工程建设情况和各省区农业用水现状，预计近期中上游流域新增用水有： 万家寨水库引黄入晋 12108m3； 位山灌区引黄入津 6.2108m3； 小浪底建成后，库区两岸灌区将增加
18、年引水量 8108m3； 沿河工业及城乡用水增加 28108m3； 西部开发增加用水 5108m 3，共计 54108m3。 3.3 201X年黄河济南段来水预测 根据前述干流大型工程对径流影响，引黄变化趋势和黄河径流变化规律分析，从现有实测资料中选择有代表性的701985 年系列作为预测 201X 年水平的基本系列，按照小浪底的调水调沙及防凌运作方式，对701985 年的小浪底实测径流量过程扣除小浪底以上用水增加值后，进行调节计算，求出汛期（710 月）和冬季（11 月至次年 2 月）的蓄水量作为春季的补水量，进而推出经小浪底调节后的泺口站设计年径流系列，分析确定不同保证率的年来水量，而不同
19、保证率相应年来水量的年内分配选用典型年进行放大或缩小确定，扣除河段的引水量后，推求出泺口站的设计系列，泺口站多年平均来水量为 329108m 3，其中 50%、75% 和 95% 保证率的全年来水量分别为 298108m 3、204108m3 和 145108m3（表 2）。表 2 201X年黄河济南段来水量预测 Table 2 Foreast of the amount of runoff in Jinan setion of the Yello River in 201X（单位： 108m 3）站名保证率全年 710 月 112 月 36 月泺口50%298166546875%204127
20、433495%145813725 3.4 黄河水资源供需平衡预测 据 201X 年水平黄河济南段来水量预测，黄河流经济南市的水量是有保证的，关键是要有计划地引用黄河水。实际上，无论是现状引黄用水（1998 年为 59108m 3），还是预测引黄用水（201X 年水平达到 8.0108m 3），黄河水量均能有效保障，关键是要增加济南黄河段引黄蓄水水利工程的能力，在建设玉清湖调蓄水库的基础上，建设 23 个引黄蓄水工程，增强引黄能力，截流汛期过境水量，以备春灌供水高峰时利用。4 黄河济南段水资源可持续利用对策 4.1 以可持续战略为原则，黄河水资源统筹规划，统一管理，集中调度 以可持续发展战略为原
21、则，根据济南市国民经济和社会发展的要求，制定中长期黄河水资源持续利用和保护规划。完善水资源法规体系，依法加强水资源管理，理顺水资源管理体制，实现地表水与地下水、水量和水质、城镇用水和农村用水的统一调度和优化配置，建立黄河水有序、合理、可持续利用的管理模式。 根据黄河济南段来水情况，依照济南市目前年配引黄水量 6.10108m 3，按比例实行年月调度，分配到沿黄区（县），重点解决枯水年份和季节的用水争端，有效利用丰水年份和季节的水资源，并保证合理的生态需水，促进济南市的社会经济和区域可持续发展。 4.2 扩建和增建调蓄水库，充分发挥水利工程的枢纽作用 黄河济南段水资源可持续利用的主要瓶颈是引黄水
22、利工程能力较弱，因此要加强对现有水库和灌区加固、更新配套和改造，充分发挥现有水利工程之潜力，同时根据各地国民经济和社会发展对水利的需求和水利建设规划，加大力度兴建沿黄调蓄水库。 山东省西水东调工程是包括济南市在内的山东省东部地区缺水的一项跨流域骨干调水工程，近期建设东平湖到济南段，解决小清河冲污并向济南城区供水，规模 50m3s。结合西水东调工程，同步建设济南田山引黄水利工程，利用已建的田山一级站引水，将向济南城区日供水 40104m3。 4.3 地表水、地下水联合运用 地下水与地表水最主要的区别在于其贮存空间和调蓄能力较强，地下水能把极不均匀的降雨入渗补给转化为较均匀的给水水源，并使河流保持
23、一定的基流，因此，在借助调水蓄水工程的基础上，充分利用地下含水层系统的巨大调蓄功能，建立地下水和地表水联合运用的水资源开发模式，在时间和空间上对黄河济南段区域水资源进行一定程度的人工调控，促进区内水资源的优化配置和可持续利用。 黄河济南段地下水目前实际开采量在黄河北岸尚不足 50%，且这部分浅层水可以接受黄河侧渗及引黄灌溉的渗透补给。因黄河济南段地表水库调蓄能力不足，每年有大量的弃水，故利用库渠、河坝、机井回灌等水利工程体系，采取“强采”和“强补”战略，强化降水入渗，充分利用地表弃水进行人工回灌，汛期可补充地下水，干旱期使用地下水，既可缓解用水紧张状况，又能在除涝治碱、改善农田生态环境等方面取
24、得效益。 4.4 建立节水型生产体系和社会，提高水资源的有效利用 水资源是不可替代的资源，因此，建立节水型的生产体系和社会，建立与水资源承载力相适应的产业结构布局，提高水资源的有效利用，是水资源可持续利用的主要对策之一。 渠系防渗和建筑物配套。从干渠到田间逐步实行渠道防渗，配齐测水量水建筑物，建造 U 型防渗渠的灌水体系，初步估算，在不减少灌溉面积的情况下可节省用水 20% 以上。田间实施节水工程建设。斗农渠以下，进入村一级可实施低压管道灌溉、喷滴和微灌，使用水量降至 750m3hm2。 充分利用降水资源。济南市沿黄各地多年平均年降水量在 58 3.7mm（商河）至 67 4.1mm（济南）之
25、间，降水相对充沛，但由于降雨时空分布不均，区域降水利用率不足 40%。故在传统旱作农业的基础上，发展雨水集流农业和雨养农业是提高降水利用率的极好举措。若能增加 10% 的降水利用率，则意味着济南市年增加 4.89108m3 的有效淡水资源，对水资源持续利用贡献巨大。 4.5 利用经济杠杆合理调整水价，促进节水意识的增强和节水措施的实施 水作为一种不可或缺的自然资源在市场经济体制下理应完全商品化，真正体现水资源的价值，从而促进人们节水意识的增强、节水技术的改进和节水措施的落实。目前应利用经济杠杆，适当地、逐步地提高水价，同时根据黄河水资源的特点，在不同年份和不同季节浮动水价，枯水时期提高水价，促
26、进节约引水，丰水时期降低水价，鼓励引黄蓄水。亦可根据不同地区的经济发展水平，异地异价。且可参照矿产资源补偿法制定水资源补偿法。提高水价增收资金可适当返还给当地水利部门，作为建设沿黄水利工程的基金，用于节水工程的建设，或节水措施的奖励，调动沿黄流域可持续利用水资源的积极性。 4.6 淤背加固黄河干堤，治沙防汛凌，实现区域可持续发展 机淤加固是利用吸泥船抽吸河道内泥沙沉淀到背河，是治沙防水的有效方法。目前黄河济南段“悬河”问题突出，防汛凌形势严峻，一定要增强风险意识和抵抗洪水的能力。在多方、多渠道筹措资金的基础上，利用河道泥沙加固大堤，既可减少河道泥沙沉积，缓解河床抬高趋势，又能增加黄河干堤抗洪能
27、力。在加固工程中要高标准、严要求，要经得起百年一遇洪水的考验，有效防汛抗凌，最大限度地控制灾害损失，实现黄河济南段区域可持续发展。5 结语 黄河济南段来水年际、年内变化大，黄河水含沙量高，近年来水量明显减少，地上“悬河”问题更加突出，出现了严重的水资源危机。济南黄河水资源危机的症结除了近年气候偏旱外，人为因素占主导作用，可持续利用的主要瓶颈在于上游引黄水量偏多，流域水资源浪费严重，水质存在一定的污染和黄河济南段引黄蓄水能力薄弱。要使济南黄河水资源得到有效的可持续利用，必须以可持续发展战略为原则，统筹规划、统一管理、集中调度，扩建和增建调蓄水库，充分发挥水利工程的枢纽作用，利用经济杠杆调整水价，运用高新技术建立节水型的生产体系和社会，提高水资源的有效利用率，实现区域可持续发展。参考文献
