新时期“四水”新态势及若干重大问题思考
Consideration of new situation and several major issues of “water resources, water ecology, water environment, water disaster” in the new era
姜大川¹,袁勇¹,李原园¹,张越¹,林国蓁²
(1.水利部水利水电规划设计总院,100120,北京;2.云南省水利水电勘测设计研究院,650021,昆明)
摘要:人类活动与气候变化影响下,水灾害、水资源、水生态、水环境“四水”问题呈现新特点。围绕水资源演变态势与水资源需求、洪水蓄泄关系和防洪保安要求、生态水文过程和生态环境保护治理要求、水安全风险和安全保障要求等方面,深入分析了“四水”问题新形势新变化。研究提出了新时期“四水”问题应对总体策略:把水安全放在国土空间格局优化中谋划;科学制定“四水”系统治理策略;瞄准牵一发而动全身的重大水利工程谋划;突出水安全风险主动应对和防控能力提升。针对新时期治水若干重大问题进行了探讨:从以水定城、以水定地、以水定人、以水定产、以水定绿角度,探讨如何建立适水经济社会与国土空间新格局;从供水安全标准、防洪排涝标准、水生态保护修复标准角度,探讨如何形成合理的水安全新标准体系;从水网联网组网、坚强韧性水网角度,探讨如何形成坚强韧性的新型水网体系;从水资源开发利用约束、人类水事行为规范、水需求与利用约束调控角度,探讨如何形成适应水情特点的新行为规范;从“四水”治理协同、措施和工程协同、跨部门政策协同、政府与市场协同角度,探讨如何形成良性可持续治理新模式。
关键词:水安全;水利高质量发展;水网;“四水”问题;新态势;重大问题
作者简介:姜大川,高级工程师。
党的十八大以来我国治水事业发生历史性变革、取得历史性成就。随着经济社会发展和城镇化进程推进,国土空间格局以及国际环境发生变化,加之近年来极端天气事件频发,水安全保障面临新形势、新挑战、新要求。当前我国水利工作已进入高质量发展阶段,需要深入分析水灾害、水资源、水生态、水环境“四水”问题新形势新变化,正确认识和准确把握水安全重大问题,谋划水利发展战略,制定水利发展策略,加快推动新阶段水利高质量发展,系统性根本性解决“四水”问题,提高水安全保障能力和风险应对能力。
01“四水”问题新形势新变化
进入新发展阶段,我国水安全新老问题相互交织,谋划水安全保障工作既要考虑背景性、长期性、累积性水安全问题,也要考虑新发展阶段出现的新问题,还要适应气候变化、经济社会形势变化、国际环境变化等不确定因素的挑战。
1.水资源演变态势与水资源需求发生较大变化
(1)水资源演变呈现不利态势
近40年来受气候变化、下垫面条件变化等影响,我国水资源分布区域间变化大,水资源紧缺的黄河区、海河区、辽河区地表水资源量呈明显衰减趋势,分别衰减约12%、22%、10%,辽河平原、京津冀地区地下水资源量偏少明显,仅西北和东南地区水资源量呈增加趋势,水资源量自东北至西南呈现出较明显的减少带。
(2)国土空间格局变化导致对水的需求发生变化
水资源格局决定着发展格局。根据国家区域重大战略、重要城市群、粮食主产区、能源基地等布局要求,城镇化发展和粮食安全、能源安全、生态安全保障格局和要求发生变化,水需求的格局、结构、标准等均随之发生了一定变化,经济社会发展对水的要求更高。如发展现代产业体系和推进新型城镇化建设,需要高可靠的供水安全保障;实施乡村振兴战略和保障国家粮食安全,需要维持农业农村用水持续稳定;推动美丽中国建设和幸福河湖建设,需要提高生态用水标准,减少生态用水挤占。
(3)水资源紧缺风险将进一步加剧
当前我国现状供水设施大多仅能满足正常年份用水需求,水资源短缺问题日益严峻,全国年缺水量在正常来水条件下接近500亿m³,在特大干旱年份下(95%来水频率)将进一步增加,预计达到800亿m³。综合考虑我国目前缺水情况和持续增加的刚性合理用水需求,未来全国仍有20个片区处于缺水状况,需要补充调配水源。根据初步匡算,在无新增供水条件情况下,仅考虑强化节水、合理调整用水结构,2035年水资源超载和临界超载区范围将会由目前占全国面积的53%扩大到61%,水资源紧缺风险进一步加剧。
2.变化环境下洪水蓄泄关系和防洪保安要求发生较大变化
(1)极端暴雨洪水呈增加趋势
21世纪以来,我国主要江河雨情、水情出现新情势,长江中下游、华南地区大雨和暴雨天数有较大增幅,且降雨强度增加明显,部分地区暴雨突破有记录以来的极值,多个流域发生了大洪水,超标准降雨和洪水发生概率提高,突发性、极端性、区域性洪水事件频发。如:河南郑州“7·20”特大暴雨灾害中出现201.9mm的极端小时雨强,突破我国大陆气象观测记录历史极值;2023年7月海河流域发生流域性特大洪水,北京、河北等地有14个国家气象站的日降水量突破历史极值。
(2)洪水蓄泄关系发生变化
随着我国经济社会快速发展,城镇化率由2000年的36.2%提高到2023年的66.2%,大规模土地开发利用、城镇化建设等占用和压缩了河湖洪水调蓄空间,部分河道萎缩严重,泄流能力减弱,调蓄能力降低,一些河湖在相同洪量下的洪水位持续抬高。中小河流治理后,进入干流的洪量增加,入汇时间提前,对干流洪水产生影响;涝洼地滞蓄减少,部分河流汇水加快,洪水出槽减少,下游断面洪峰流量增加,峰现时间提前。
(3)防洪保安要求发生变化
随着人口、财富进一步聚集,防洪保护区面积不断扩大,防洪保安要求提升,当前防洪标准与新形势新要求不适应。七大流域中,防洪标准达到50年一遇及以上的防洪保护区面积由21世纪初的8万km²增加到2020年的约35万km²,60多座地级及以上城市提标需求迫切,绝大部分提标标准为100年一遇及以上。我国防洪标准与发达国家相比有一定差距:发达国家大城市防洪标准一般为200年一遇及以上,而我国防洪标准为200年一遇的城市数量不足30座;荷兰、日本等国家重要河段防洪标准基本都达到100年一遇及以上,而我国重要河段、防洪保护区防洪标准为100年一遇及以上的较少,仅占20%。
3.生态水文过程和生态环境保护治理要求发生较大变化
(1)蓝绿空间格局发生显著变化
随着西北地区、青藏高原等的气候暖湿化,以及三北防护林建设、退耕还林还草等治理保护活动开展,荒漠化和沙化面积缩减,碳汇能力增强,初级生产力增加,全国森林覆盖率从21世纪初的20%提高到24%。森林、草地等“绿色空间”面积增加,但湖泊、沼泽、洼淀等“蓝色空间”面积萎缩,20世纪50年代以来,全国共有287个湖泊发生了萎缩,萎缩面积1.28万km²,占总面积的18%。随着全球气候变暖,近40年来冰川及永久积雪的面积持续减少。
(2)河湖水文节律发生变化
受自然和人为因素尤其是控制性水库群对水流过程的调蓄等影响,长江中下游许多通江湖泊连通条件改变,水文节律发生变化,部分江湖间水力联系减弱,引发生物多样性降低、湖泊生态系统退化等一系列问题。此外,我国西北、华北、东北大部分地区河流受人类活动影响变化剧烈,生态流量保障程度不高,生态环境依然脆弱。
(3)美丽中国建设提出新要求
水是生态环境的控制性要素,在美丽中国建设全局中具有基础性作用。幸福河湖建设是实现美丽中国的重要路径。我国经济社会已进入加快绿色化、低碳化的高质量发展阶段,生态环境保护结构性、根源性、趋势性压力尚未根本缓解,对江河系统治理与保护提出了新要求。
4.水安全风险和安全保障要求发生变化
(1)气候变化加剧水安全风险
受全球气候变化影响,颠覆传统认知的极端天气事件频繁发生,水旱灾害的突发性、极端性、反常性越来越明显,保障供水安全和防御水旱灾害的难度进一步增加。如2022年珠江北江超百年一遇历史罕见洪水、2022年长江流域夏秋连旱、2023年海河“23·7”流域性特大洪水等,极端天气事件多发频发,暴露出我国水安全韧性能力依然不足。当前我国发展进入战略机遇和风险挑战并存、不确定难预料因素增多的时期,传统水灾害风险已转为系统水安全风险,洪水风险防控能力依然不足。
(2)庞大的工程体系对安全保障提出新要求
我国已建成且运行的各类水库9.5万多座,5级及以上堤防约33万km,建成大中型灌区7300多处,耕地灌溉面积达10.55亿亩(1亩=1/15hm²)。各类水利工程逐步由点向网、由分散向系统发展,工程体系越来越庞大,结构功能越来越复杂,管理主体越来越多元,调度目标越来越多维,给工程协同长期运行和安全保障带来新挑战。需要面向发展新质生产力要求,健全重大水利工程运行管理机制,利用信息技术对各类工程进行监测感知、模拟分析和前瞻预演,保障工程运行调度的科学性和安全性。
02新时期“四水”问题应对总体策略
针对“四水”发展变化新态势,聚焦水安全格局、标准、体系、规范、机制等方面若干重大问题,处理好高质量发展和高水平安全关系,深入落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水的重要论述,准确把握水安全保障的基础条件以及未来面临的战略机遇和风险挑战,协调水与国土空间格局,以系统思维全局谋划水安全保障工作,探索新的思路与举措,为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业提供有力的水安全保障。
▲新时期“四水”问题应对总体策略
1.把水安全放在国土空间格局优化中谋划
我国近70%的城市群、90%以上的能源基地、65%的粮食主产区缺水问题突出,约51%的主要防洪区洪水风险较高,约55%的国土面积为生态脆弱区。需要从统筹发展和安全、拓展发展空间、促进人与自然和谐共生、增进民生福祉、应对风险挑战的战略高度,把保障水安全与实施国家重大战略、优化重大生产力布局、构建国土空间开发保护新格局结合起来,与新型城镇化、农业现代化、乡村振兴、生态治理修复协同推进。
2.科学制定“四水”系统治理策略
治水过程中“头痛医头、脚痛医脚”的现象仍然存在,难以应对新老水问题交织的复杂局面。需要坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,以流域为单元、江河为纽带,坚持全国一盘棋、流域区域相结合,统筹“四水”治理,加强各类治理保护措施和工程项目的协同性,加强不同区域、不同行业涉水政策衔接协调,加强政府与社会的协同,实现治水的全局性、整体性和协同性。
3.瞄准牵一发而动全身的重大水利工程谋划
着眼“国之大者”,坚持近期、中期、远期系统规划,做好战略预置,优化水利基础设施布局、结构、功能和系统基础,突出跨流域跨区域共建共享、跨领域协同融合,谋划和推动建设一批具有全局性、标志性的重大水利工程项目,把握好前瞻性和投资效率的关系,避免工程建设过度超前,突出重大战略性水利工程项目投资的可持续发展能力和带动能力。
4.突出水安全风险主动应对和防控能力提升
在做好常态化安全保障基础上,考虑最不利的水资源演变情势、经济社会高质量发展需求和极端水旱灾害等情景,做好非常态下水安全风险应对,构建韧性水网体系,加快应急备用水源建设,有序推进调水潜力较大河流开发以及战略水源点、地下水储备、战略通道等工程的建设,构建国家水资源战略储备体系,实施战略调配,保障国家水安全。
03新时期治水若干重大问题
1.水资源-经济社会-生态环境协同发展问题——如何建立适水经济社会与国土空间新格局
根据水资源环境承载能力、水生态系统脆弱性和水安全风险状况,统筹经济、人口与水资源分布关系,落实以水定城、以水定地、以水定人、以水定产“四水四定”原则,合理处理好人水关系,协同经济社会格局、国土空间格局和水安全风险格局,实现水-土-粮-能-生等多要素全方位全过程统筹协同调控。
▲建立适水经济社会与国土空间新格局
①以水定城问题:统筹考虑城市周边洪水风险,用水成本、代价以及对周边地区资源环境的影响,合理确定城市可用水量,因水制宜,集约发展,合理确定城镇发展布局、规模、结构。
②以水定地问题:做好水土资源与生态平衡协调,确定在保障基本生活生态用水后可用于土地开发的、可以持续的、可以承受成本代价的水量。统筹日益趋紧的水土资源约束与日益增长的粮食产能需求关系,合理确定灌溉发展规模。
③以水定人问题:考虑人的生命安全保障、用水需求层次,优先保障饮用水等基本生存用水需求,抑制用水浪费、奢华生活等不合理用水需求。
④以水定产问题:考虑水的经济性与价值,确定产业布局、结构与规模,保障涉及国家安全的基础性产业和战略性产业用水需求,将有限的水资源配置到高附加值的行业与领域。
⑤以水定绿问题:核心是在维护流域健康水平衡的基础上,按照一方水资源养一方生态的自然生态规律,发挥水循环全过程在维系生态系统稳定性和完整性中的功能和作用,平衡水循环全过程中各类要素及其作用关系,合理分配人与自然之间的水资源份额。
2.与现代化水平相适应的水安全标准问题——如何形成合理的水安全新标准体系
根据新形势、新变化,需制定并合理提升水安全标准,建立适应新要求的水安全保障标准与指标,形成经济合理、技术可行、生态可持续的水安全新标准体系。
①供水安全标准问题:考虑水资源供需变化和极端天气影响,统筹处理好近期与长远、常规与应急的关系,合理提高供水安全保障标准,建立健全应急储备体系。
②防洪排涝标准问题:围绕洪水演进过程,统筹处理好上下游、左右岸、干支流关系,处理好重点与一般、不同河段、不同保护对象之间的关系,合理确定不同河流河段的防洪排涝标准和承受的风险。
③水生态保护修复标准问题:结合当地水生态环境本底条件,统筹处理好保护与发展的关系,处理好空间格局、生态廊道、生态过程之间的关系,合理确定不同地区水生态环境保护修复标准和准则。
3.现代化水利基础设施体系与水网建设问题——如何形成坚强韧性的新型水网体系
统筹考虑水资源承载能力与空间均衡、洪水风险分布与合理蓄泄、水生态承载力与节律调控、水安全风险与系统韧性,建设供给更加可靠、生态更加友好、服务更加均衡、管理更加高效的现代化水利基础设施体系,构建坚强韧性的新型水网体系。
▲建立坚强韧性的新型水网体系
①水网联网组网问题:融合水流综合调配格局与自然地理格局、国土空间格局、经济社会格局、涉水空间格局等,优化水利基础设施布局、结构和功能,以及联网组网方式和系统集成方案。
②坚强韧性水网问题:在留有安全富余度基础上,考虑经济社会高质量发展需求、不利的水资源演变情势和极端水旱灾害等情景,构建具有高保障力、抗风险力、强恢复力的韧性水网体系。
4.水事行为规范与严格管控问题——如何形成适应水情特点的新行为规范
在保护生态环境和保障水资源可持续利用的前提下,把人类社会对水资源、水生态、水环境、水灾害的压力负荷控制在承载能力范围内。完善水资源、洪涝灾害风险、水生态分区分类分级管控,通过维护健康、安全、可持续的流域水循环过程和水资源的多种属性功能,实现人口经济与资源环境的协调发展。
①水资源开发利用约束问题:以保障基本生态用水为前提,明确河湖及地下水生态流量水量水位,明确流域区域地表地下可用水量,使开发利用控制在合理范围。对过度开发地区按照刚性约束要求进行治理。
②人类水事行为规范问题:科学合理调控和调配水流过程、分布、格局等,合理调控人类水事行为规范,减少对良性水循环过程的干扰,降低水资源系统负荷,促进国土空间格局、生态空间格局、发展规模、发展结构、发展布局与水资源条件和风险相适应,最大程度提高水安全保障能力。
③水需求与利用约束调控问题:依据水资源条件和演变规律,合理确定国土空间格局。依据可用水量确定经济社会发展布局、结构和规模,量水而行,严控不合理需求。根据水资源条件和用水部门的特点,提高水资源利用效率。
5.系统治理模式创新问题——如何形成良性可持续治理新模式
治水是一项系统性、长期性、艰巨性任务,按照整流域规划、整河流治理原则,推动以水为核心的山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,加强治理保护措施和工程项目的关联性、协同性,构建从源头到河口的江河保护治理新格局。
①“四水”治理协同问题:“四水”问题涉及不同领域,有不同治理目标和路径,在“四水”统筹治理过程中,以流域区域为单元,根据不同水问题治理的特点和要求,统筹确定水治理的总体目标和任务。
②措施和工程协同问题:部分水安全保障措施和工程具有多种功能,在规划设计相关措施和工程时,加强单个工程的功能融合,提升多个工程协同效应,实现措施和工程效益最大化。
③跨部门政策协同问题:水安全保障涉及多部门、多区域,充分发挥流域管理机构协调作用,提高自然资源、生态环境等部门水安全保障政策的协同性。
④政府与市场协同问题:系统治理需要政府和市场双向协同发力,处理好政府和市场在水安全保障中的关系,完善政策体制,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用。
Abstract: Under the influence of human activities and climate change, new features are reflected regarding water resources, water ecology, water environment, and water disaster. An in-depth analysis of new situation and changes with these issues has been conducted regarding trend of evolution and demand for water resources, relationship between flood storage and discharge, requirements of flood control and security, eco-hydrological process and eco-environment protection and governance, water safety risks and security. The study proposes an overall strategy to address water issues in the new era: incorporating water security in the optimization of national spatial pattern, formulating governance strategies for systematic governance of water resources, water ecology, water environment and water disaster, focusing on major water conservancy projects that impact on overall situation, enhancing capabilities to proactively response, prevent and control risks. The discussions focus on following major issues related to water governance in the new era: How to establish a water-friendly economy, society, and new pattern for national land and space from the angle of making plans for cities, land, people, production and green land based on water. How to develop a new water security standard system from the angle of water supply safety, flood control and drainage, and water ecological protection and restoration. How to build a new type and resilient water network from the angle of connecting water networks and reinforce resilience. How to form new behavioral norms that adapt to water conditions from the angle of constraints on water development and utilization, human behavior and norm, and regulating water demand and utilization. How to create a new model for sustainable governance from the angle of coordinated water governance, measure and structure integration, departmental coordination for policy making and government-market synergy.
Keywords: water security; high-quality development of water resources; water networks; issues about water resources, water ecology, water environment and water disaster; new situation; major issues
本文引用格式:
姜大川,袁勇,李原园,等.新时期“四水”新态势及若干重大问题思考[J].中国水利,2024(18):8-13.
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