第二节 南水北调工程规划阶段的环境背景

黄淮海流域是南水北调工程的主要受水区和输水线路区，其水资源严重短缺问题也是南水北调工程立项的主要依据，因此，南水北调工程规划阶段研究的环境背景问题是指：黄淮海流域水环境现状及未来形势，节水能否解决水资源短缺问题，全球气候变化对黄淮海流域降雨量的影响对缓解黄淮海水资源短缺是否有利等问题。

一、黄淮海流域地下水超采、污染及湿地退化等生态环境问题严重

（一） 地下水超采与污染

地下水分别占海河、淮河和黄河流域水资源总量的48%、38%和35%。由于地表水缺乏，地下水超采引起的地下水位下降是一个非常严重的问题。据统计，1958—1998年，海河流域地下水累计超采达900亿m³，相应地，平原地区的深、浅层地下水位分别下降了90m和50m。

地下水超采引发了地面沉降、海水入侵等一系列生态环境问题。1985年以来，我国地面沉降造成的经济损失在140亿元左右，影响城市包括天津、太原、石家庄和上海，其中天津地区累计地面沉降量大于1.5m的面积已达到133km²。许多沿海城市海水入侵危害也日益增加，1992年河北、山东和辽宁三省共出现海水入侵72处，面积达143km²。

同时，地下水污染也是黄淮海流域的一个严重问题。浅层地下水受氮、农药等面源污染物污染尤为严重，其他因素还有 （污染）河水与地下水之间的相互作用、用未处理污水进行农业灌溉，以及来自城镇、工业、乡镇企业和畜牧养殖的点源污染。由于浅层地下水污染，迫使人们不断开采深层 （或更深的含水层）地下水。由于越来越多的人靠它生存，其本身储量又越来越小，所以一个时期以后深层地下水开采将难以为继，各种兴利用水逐渐无法得到满足。这是黄淮海流域的普遍现象，突出了日益严重的水质污染与日趋减少的地下水量之间的关系。

由于大量开采咸水区的浅层淡水和深层淡水，使得咸淡水边界向淡水区移动。其主要表现为：浅层淡水面积缩小、矿化度升高、水质咸化；咸水体底界面下移，深层淡水矿化度升高、水质咸化。黄淮海流域目前深层淡水受到咸水入侵主要是沧州、衡水地区，咸淡水局部连通。受沧州深层地下水位下降漏斗影响，东部咸水西侵，与1984年比较，咸水区面积向西扩展了686km²，深层淡水矿化度升高了0.768g/L。在滨海平原的近海地带，海水入侵更趋严重，其表现是地下水矿化度增高、氯化物和硫酸根离子增加，危及水源地，影响城市供水和灌溉。

（二） 湿地减少退化，入海水量锐减，河口生态环境恶化

以海河流域为例，该流域历史上有三大洼淀群，即大陆泽-宁晋泊洼淀群、白洋淀-文安洼洼淀群、黄庄洼-七里海洼淀群。20世纪50年代全流域有万亩以上的洼淀190多个，洼淀面积超过10000km²。现今，除白洋淀和部分洼淀修建成水库外，大部分的洼淀都已消失或退化。即使加上30多座大型水库和100多座中型水库，湿地面积也仅有2000多km²。

人类活动的影响加剧了湖泊洼淀的演变过程。以白洋淀为例，据资料，1964—1998年，白洋淀因围垦造田减少了90%。50年代以后，白洋淀上游兴建了总库容达36亿m³的水库，大大减少了入淀水量。1966—1995年，已出现5次干淀。1990—2000年又多次面临干淀的威胁，依靠定期补水才得以维持。自60年代开始，大量污水排入淀区，造成严重污染。湿地的生物多样性也受到不同程度的破坏，珍贵稀有水禽已很难见到，一些原是资源种类的水禽，现在变成了稀有种。

与50年代相比，流域年平均入海水量减少了72%。年平均入海水量只有68.5亿m³，占水资源总量的18%，其中40%集中在滦河及冀东沿海地区。海河南系入海水量则衰减了90%，入海水量只有10亿m³，只相当于海河南系总水资源量的6%。海河流域20世纪各年代入海水量见表1-2-1。

陆源污染给河口近海地区造成污染，使生态环境恶化。渤海湾受纳天津、北京两大城市的污水，无机氮、无机磷、化学耗氧量等指标严重超标。据资料，1998年排入河口近海地区的废污水量约为6亿t，约占流域废污水总量的10%。海河干流、永定新河、独流减河等主要入海河口污染严重。在近海5～10km的范围内，污染指标超过《海水水质标准》（GB 3097—1997）Ⅲ类数倍至数十倍。由于入海径流减少和严重的污染，河口地区具有经济价值的鱼类基本上绝迹，渤海湾著名的大黄鱼等优良鱼种基本消失。1983—1993年，渤海鱼类群落多样性指数从3.61（85种）降到2.52（74种），经济鱼类向短周期、低质化和低龄化演化。天津市1989年海水产品产量为3.79万t，1994年锐减到2万t，而且水产品品种退化，经济鱼类已形不成渔汛。渤海湾的底栖生物明显减少，浮游生物也变成以耐污性较强的为主。近10年来，渤海赤潮频频发生，造成了严重的经济损失。

二、黄淮海流域缺水形势严峻，节水并不能解决根本问题

（一） 缺水形势

中国可持续发展水资源战略研究结果表明：我国北方地区各流域片遇丰水年基本不缺水；遇平水年（P=50%）淮河流域片基本不缺水，海河流域片严重缺水，黄河流域片轻度缺水；遇枯水年则海河、淮河、黄河流域片均缺水。海河、淮河、黄河流域片现状缺水50亿～140亿m³（平水年和枯水年），2010年达100亿～225亿m³，2030年及以后达160亿～305亿m³。黄淮海流域缺水量预测见表1-2-2。

总结论是：黄淮海流域2030年枯水年缺水量300.6亿m³。

（二） 节水潜力

黄淮海流域特别是南水北调中、东线受水区是我国节水水平相对先进的地区，但用水效率仍然偏低，局部地区存在用水浪费现象，节水尚有一定潜力。在大力实施各项节水措施的条件下，2010年南水北调中、东线受水区可节水约41亿m³，其中农业、工业及城镇生活节水量分别为20亿m³、15亿m³和6亿m³。在此基础上，到2030年可再节水约38亿m³，其中农业、工业及城镇生活节水量分别为23亿m³、10亿m³和5亿m³。

2030年累计节水量受水区为79亿 m³，黄淮海流域为188亿 m³。与此同时，可获得相应的节水经济效益250亿～350亿元，以及其他社会及环境效益。

实施节水规划后，到2010年受水区工业和城镇生活需水量在节水后仍比现状增加54亿m³，至2030年将继续增加115亿m³。若考虑现状地下水超采量和未处理污水利用量，以及农业灌溉存在着严重的资源性缺水状况，在没有新的水源工程或仅有少量新水源工程条件下，2010年和2030年，受水区的缺水量将分别达到120亿m³和180亿m³左右。

另外，为实现规划节水量，需要较大的资金投入及相应的政策保障。其中缺水越严重地区，单方水投资越高，且远期单方水投资高于近期，所得到的节水量也越少。受水区2001—2010年需投资426亿元，2011—2030年为550亿元，累计投资约976亿元，其中农业、工业及生活节水累计投资分别为604亿元、325亿元和47亿元。黄淮海流域2001—2010年需投资1037亿元，2011—2030年908亿元，累计投资约1945亿元，其中农业、工业及生活节水累计投资分别为1142亿元、746亿元和57亿元。

可见，通过节水虽然可以部分缓解用水的紧张状况，但难以解决黄淮海流域严重的缺水局面，为从根本上解决黄淮海流域严重缺水问题，只能依靠实施跨流域调水——南水北调工程。

三、水污染问题是南水北调工程实施和发挥效益的主要制约因素

黄淮海平原地区是工程路线区与受水区，也是我国水污染最严重的地区，该区域的水污染问题是南水北调工程的主要制约因素。

（一） 南水北调东线输水干线50%的监测断面水质劣于Ⅴ类

2000年输水干线规划区47个控制断面中，新通扬运河、北澄子河、大运河淮阴段等36个控制断面氨氮浓度超标；不牢河、洸府河等25个断面高锰酸盐指数超标；不牢河、洸府河等23个等断面高锰酸盐指数和氨氮同时超标；韩庄运河、梁济运河、南运河天津段、南运河河北段、卫运河山东段等25个断面石油类超标；大运河邳州段等24个单元五日生化需氧量超标；大运河淮阴段等17个单元挥发酚超标；洸府河等14个单元溶解氧超标；不牢河等9个断面亚硝酸盐超标。综上，骆马湖以南，以氨氮超标为主；骆马湖以北至东平湖，水质恶化多项超标，为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类；过黄河，进入海河流域，全部为劣Ⅴ类。

山东天津用水规划区3个控制断面现状水质都超过地表水环境质量Ⅲ类标准，其中小清河柴庄闸污染严重，多项水质指标超过Ⅴ类标准；天津市区供水段水质为Ⅳ类；江苏泰州槐泗河断面石油类超标。河南安徽规划区，卫运河河南段有溶解氧、高锰酸盐指数、石油类、氨氮四项指标劣于Ⅴ类标准值；入洪泽湖支流高锰酸盐指数劣于Ⅴ类；淮河干流沫河口氨氮劣于Ⅴ类。

（二） 南水北调中线工程与受水区之间的引水河道约有半数水质劣于Ⅴ类

南水北调中线工程从丹江口水库取水，经总干渠和与总干渠交叉的河道送往受水区。目前丹江口水库水质较好，总干渠为新开挖衬砌渠道，均可保证水质。但由于连接总干渠和受水区城市之间的交叉河道水质较差，约有半数为劣Ⅴ类，大大影响用水水质。

长江流域汉江水系与总干渠交叉的河流，水质能达到地表水Ⅱ～Ⅲ类标准；黄河干流及沁河水质为地表水Ⅳ～Ⅴ类；淮河流域及海河流域大部分河流污染严重，劣于地表水Ⅴ类标准。

通过对各主要河流水质状况的分析表明：交叉河流水质从南向北呈下降趋势，其污染程度由重到轻按流域排次为海河、淮河、黄河和长江，主要污染物为高锰酸盐指数、氨氮和酚类。大沙河、峪河、安阳河、沁河和双洎河的石油类污染同样不可忽视。

干渠以西的大、中、小型水库，大都位于河流上游的工业不发达地区，受污染程度较轻，除个别水库个别指标外，各监测项目基本上都符合地表水Ⅱ～Ⅲ类标准。总干渠以东河段及平原洼淀的水质污染较严重，主要由于工业废水排放量较大而水量较少造成。

（三） 主要受水区几乎有河皆枯、有水皆污，污水灌溉进一步引起土壤、农作物和地下水的污染

海河流域是南水北调工程的主要受水区，1991—1998年该流域平均地表水开发利用率达78%。随着用水量的大幅增加，造成河道干涸断流，河道功能退化。据初步统计，在流域一、二、三级支流的近10000km河长中，已有约4000km河道长年干涸。干涸河道主要有永定河三家店以下、大清河南系各水库以下、子牙河山前各水库以下、黑龙港水系及南运河、漳卫新河等。

一些有水河流，河水主要由城市废污水和灌溉退水组成，基本无天然径流，在中下游城市形成污水河，主要有北京排污河、天津的大沽排污河和北塘排污河、沧州的沧浪渠、保定的府河、石家庄的洨河、卫河新乡段、南运河德州段等。这些河流 （段）污染物浓度远高于国家地表水环境标准Ⅴ类，对沿岸居民的生产生活用水安全造成极大影响。研究表明，排污河经过20～30年运用，其污染已影响到河流两侧1～3km范围内浅层地下含水层，当地的灌溉和饮用水井受到污染，附近人群的发病率升高。

由于缺少入海水量，山区进入平原的径流、引黄水量和降雨中带来的盐分不能排出，引起区域性的积盐。据资料显示，河北平原1985年、1986年两年的积盐量达25万t，鲁北地区14万t。长期下去，必将加重土壤的积盐和地下水的矿化。

受水区的农业灌溉水源大部分为雨污混合水，部分地区取自城市污水。如北京市市区年排放废污水6.3亿t，经北运河、北京排污河、永定新河入海，其中38%的水量用于农业灌溉。其结果不仅对浅层地下水水质造成污染，还导致农田土壤重金属和盐分积累，对土壤和作物产生影响。天津市武清县污灌区玉米中铅含量已经高于国家卫生标准，铬、砷、汞、镉的含量虽然符合国家食品卫生标准，但是其含量也高于其他地区。保定市的调查资料显示，居住在污灌区的儿童头发中重金属含量较高，污灌区人群的白血病发病率明显增高。位于河北省洨河两岸的栾城县，由于颇高浓度废污水的影响，致使当地居民的发病率、致癌人数比其他地区高出3‰～5‰。

河道干涸还引发河道内土地沙化、土壤盐分累积。山前平原与河道两岸附近的浅层地下水位持续下降地区、河流冲积沙地和砂质褐土、砂质潮土、砂质草甸土等耕地沙化尤为严重。近30年来，河北沙化土壤从冀西发展到冀南衡水—邢台一带并向京津地区扩展。滦河沿岸、永定河下游、大清河及子牙河水系、滏阳河及漳河两岸等洪泛区因土壤脱水，土壤沙化均呈发展趋势。

四、全球气候变化不改变我国北方地区的现状降水量

选用全球较为公认的5个气候模式进行气候演变模拟，重点是预测华北和西北部地区2030年的降雨分布。五组模型分别为德国的ECHAM4、英国 Had1y研究中心的 HADCM²、美国地球流体动力实验室的GFDL R15、加拿大的CGCM²和澳大利亚的CSIRO。分析各种模式的预测结果，得出一致的结论：我国北方地区2030年的总体趋势是降雨量不会增加（表123）。