（水利工程专业论文）山东省水资源优化配置与南水北调东线工程研究.pdf

山东省水资源优化配置与南水北调东线工程研究 摘要 本报告根据2 1 世纪初期山东省水资源可持续利用总体规划和山东省 南水北调城市水资源规划成果，结合南水北调工程情况，通过大量调查分析， 全面评估了山东省水资源的质和量；指出了开发利用和管理方面存在的主要问 题；科学分析和预测了不同规划水平年、不同保证率情况下的山东水资源供需状 况；根据经济社会可持续发展对水的需求，从水资源开发、利用、治理、配置、 节约和保护六个方面进行了全面系统的分析，提出了解决山东省水资源紧缺的基 本思路、目标、任务和要求。另外，还根据南水北调东线工程在山东省水资源优 化配置中的作用和地位，论证了山东省境内各类水资源的开发利用原则，提出了 实现水资源优化配置的许多新思想、新观点，构画了山东省南水北调东线工程以 南北、东西两条输水大动脉为骨干，幅射全省1 4 个市的“t ”型供水网络。从 而为山东省委、省政府科学决策，促进国家尽快上马南水北调东线工程提供了重 要依据。 关键词：水蔷蠡南水北调东裘至毫优化壶；可持续莉篇t 型供求高茹 i i i 0 nt h er e s e a r c ho fw a t e rr e s o u r c eo p t i m i z a t i o nd i s t r i b u t i o no fs h a n d o n g p r o v i n c ea n dt h ee a s t 一1i n es o u t h t o n o r t h w a t e rt r a n s f e rp r o j e c t a b s t r a c t a c c o r d i n gt o t h er e s u l to ft h eo v e r a l lp l a n n i n go fc o n t a i n a b l eu t i l i z a t i o no f w a t e rr e s o u r c eo f s h a n d o n gp r o v i n c ed u r i n gt h ei n i t i a lp e r i o do f 2 1 一c e n t r u r ya n dt h e p l a n n i n go f u r b a n w a t e rr e s o u r c eo ft h es o u t h t o n o r t hw a t e rt r a n 咖rp r o j e c to f s h a n d o n gp r o v i n c ea n dc o m b i n i n gw i t ht h es i t u a t i o no ft h e s o u t h t o n o r t h ，a t e r t r a n s f e rp r o j e c ta n dt h r o u g ha m p l ei n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i s ，t h ep a p e re v a l u a t e s c o m p r e h e n s i v e l y t h eq u a l i t ya n dq u a n t i t yo fw a t e rr e s o u r c eo fs h a n d o n gp r o v i n c ea n d p o i n t s o u tt h em a i l e x i s t i n gp r o b l e m s i nt h e d e v e l o p m e n t a n du t i l i z a t i o na n d m a n a g e m e n t a n da n a l y z e sa n df o r e c a s t ss c i e n t i f i c a l l yt h es u p p l ya n dd e m a n ds i t u a t i o n o fw a t e rr e s o u r c eo fs h a n d o n gp r o v i n c ea tt h es i t u a t i o no fd i f i e r e n tp l a n n i n gl e v e l y e a r a n dd i f f e r e n t g u a r a n t e e r a t ea n da d v a n c e st h eb a s i c t h i n k i n g ，a i m ，t a s k a n d r e q u i r e m e n t f o rs o l v i n gt h es h o r t a g ep r o b l e mo fw a t e rr e s o u r c eo f s h a n d o n g p r o v i n c e t h r o u g hc o m p r e h e n s i v ea n ds y s t e m a t i ca n a l y s i s f r o ms i x a s p e c t si n c l u d i n gw a t e r r e s o u r c e d e v e l o p m e n t ，u t i l i z a t i o n ，h a r n e s s i n g ，d i s t r i b u t i o n ，s a v e a n d p r o t e c t i o n a c c o r d i n g t oe c o n o m i ca n ds o c i a lc o n t i n u a b l e d e v e l o p m e n t d e m a n d t ow a t e r a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o na n dp o s i t i o no f t h ee a s t l i n es o u t h t o - n o r t hw a t e rt r a n s f e r p r o j c o ti nw a t e rr e s o u r c eo p t i m i z a t i o nd i s t r i b u t i o no fs h a n d o n gp r o v i n c e ，i ta l s o p r o v e st h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o np r i n c i p l eo fa l lk i n d so fw a t e rr e s o u r c ei n s h a n d o n gp r o v i n c ea n dp u t sf o r w a r dm a n y n e w t h o u g h t sa n di d e a so fr e a l i z i n gw a t e r r e s o u r c eo p t i m i z a t i o nd i s t r i b u t i o na n db r i n g so n tt h et - t y p ew a t e rs u p p l yn e t w o r ko f t h ee a s t 1 i n es o u t h t o n o r t hw a t e rt r a n s f e rp r o j e c to fs h a n d o n gp r o v i n c ew i t ht h e s o a t h * n o r t ha n de a s t w e s tw a t e rt r a n s m i s s i o nl i n ea c t i n ga sam a i n s t a yi n v o l v i n g14 c i t i e so fs h a n d o n gp r o v i n c e s o m l ep a p e rc a np r o v i d ei m p o r t a n tb a s i sf o rs c i e n t i f i c d e c i s i o no fs h a n d o n gp r o v i n c i a lc o m m i t t e eo ft h ec o m m u n i s tp a r t yo fc h i n aa n d g o v e r n m e n t o f s h a n d o n g p r o v i n c ea n d p r o m o t i n g t h es t a t e sd e c i s i o nf o r i m p l e m e n t a t i o no ft h ee a s t l i n es o u t h t o - n o r t h 鼢f e rt r a n s f e rp m i e c ta ss o o na s p o s s i b l e k e yw o r d s ：w a t e rr e s o u r c e ，t h ee a s t l i n es o u t h t o - n o r t hw a t e rt r a n s f e rp r o j e c t ， o p t i m i z a t i o nd i s t r i b u t i o n ，c o n t i n u a b l e u t i l i z a t i o n ，t - t y p e w a t e r s u p p l yn e t w o r k 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研兔成果，也不包含为获得金蟹王些峦堂 或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作丁明确的说明并表示澍意。 学位论文作者签名 坜黼期：年月目 l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒8 b 王些本芏有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盒壁王、业丕堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名 哆、峨 签字口期：年月日 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 电话 邮编 翟 致谢 本论文的完成首先感谢我的导师王建国教授。在近三年 的研究生学习阶段，导师深厚的理论知识，严谨的工作态度， 科学的工作方法，给本人留下了难忘的印象。 山东省水利勘测设计院总工程师刘长余研究员，在论文 撰写过程中提出宝贵意见，仔细阅读，精心修改，倾注了大 量的心血。 三年来，合肥工业大学土木建筑学院和研究生部的老师 和我工作单位的同事们，也为我的学习、工作、生活提供了 极大的支持和帮助，在此也向他们表示衷心的感谢。 感谢家人对我的支持，特别感谢我的妻子顾红鹰同志在 学习、生活等各方面的全力帮助和关心。 v 前言 山东省是我国北方严重缺水的地区之一，当地淡水资源总量为3 0 5 8 2 亿 m 3 ，仅占全国水资源总量的1 + 1 。人均水资源占有量3 4 4 m 3 ，不足全国人均占 有量的1 6 ，仅为世界人均占有量的1 2 5 ，远远低于国际公认的维持一个地区经 济社会可持续发展所必需的1 0 0 0 m 3 的下限值，属严重缺水地区。按全省耕地面 积计算，亩均水资源占有量3 0 7 m 3 ，也仅为全国平均占有量的1 6 。我省水资源 先天不足，又由于水资源年际年内及地区间分布极不均匀，水资源浪费和水体污 染严重，随着经济社会的快速发展和城市化水平的不断提高，水资源供需矛盾将 日趋加剧，水资源已成为我省经济社会可持续发展的“瓶颈”制约因素。 为全面科学评价山东省水资源的量和质，摸清水资源开发、利用和保护现状， # 科学地预测山东水资源与经济社会发展的关系，实现以水资源的可持续利用支持 经济社会的可持续发展，同时也为南水北调和省内调水工程的开工建设提供基本 依据。根据国家计委和水利部的统一部署，并按照省政府的要求，我省组织开展 了2 1 世纪初期山东省水资源可持续利用总体规划和山东省南水北调城市 水资源规划编制工作。本研究报告根据该规划成果结合南水北调工程总体规 划，通过大量调查评价和分析研究，对山东省水资源的量和质进行了全面评估； 基本摸清了山东省水资源的现状，提出了水资源开发利用和管理方面存在的主要 问题；科学地分析了山东水资源与经济社会发展的关系，预测了不同规划水平年、 不同保证率情况下的水资源供需状况；根据水资源可持续利用要求和经济社会可 持续发展对水的需求，从水资源开发、利用、治理、配置、节约和保护六个方面 进行了全面系统的分析，提出了解决山东省水资源紧缺的基本思路、目标、任务 和要求；根据南水北调东线工程在山东省水资源优化配置中的作用和地位，论证 了山东省境内各类水资源的开发利用原则，提出了实现水资源优化配置的许多新 思想、新观点，构画了山东省南水北调东线工程以南北、东西两条输水大动脉为 骨干，幅射全省1 4 个市的“t ”型供水网络。为支撑水资源的可持续利用及保 障国民经济和社会的可持续发展，并为省委、省政府科学决策，促进国家尽快上 马南水北调东线工程提供了重要依据。 第一章水资源研究综述 1 1 水资源内涵 近2 0 年来，“水资源”名词在我国广泛流行，但对其内涵，却仁者见仁，智 者见智，尚无公认的定论。究其原因，主要是：( 1 ) 不同部门、不同行业对水资 源的理解有差异；( 2 ) 水的表现形式多种多样，如地表水、地下水、降水、土壤 水等，且相互之间可以转化；( 3 ) 水的物理、化学性质具有较强的地域性，它至 少包含水量和水质两方面，这两方面在自然因素或社会因素影响下是可变的；( 4 ) 水资源的开发利用，受自然因素、社会因素、经济因素、环境因素等多种因素的 影响和限制，水资源利用效率，由于上述诸多因素的影响是在不断地发生变化的； ( 5 ) 由于水资源系统是一个复杂的耦合系统，它涉及到众多的学科，如数学、 物理尝、化学、生物学、气象学、水文学、地质学等等，并且与人类社会发展和 生存环境相结合。 在国外，较早采用“水资源”这一概念的是美国地质调查局( u s g s ) 。1 8 9 4 年，该局设立了水资源处( 陈家琦，1 9 9 4 ) ，其主要业务范围是对地表河川径流 和地下水的观测。1 9 6 3 年，英国通过了水资源法，在该法中将水资源定义为“具 有足够数量的可用水源”。1 9 6 5 年，美国通过了水资源规划法案，同时成立了 w a t e rr e s o u r c e sc o u n c i l ( 水资源理事会) ，此时水资源具有浓厚的行业内涵。在 英国大百科全书中，水资源被定义为“全部自然界任何形态的水，包括气态 水、液态水和固态水”。此定义被广泛引用，这与英国大百科全书权威性有很大 关系。1 9 7 7 年联合国教科文组织( u n e s c o ) 建议“水资源应指可资利用或有 可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点 为满足某种用途而可被利用。” 我国开发利用水资源具有悠久的历史，逐渐形成了比较完整且具有中国特色 的水利科学体系。公元前2 5 0 年左右，秦代李冰在四川省灌县修建了解决成都平 原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程就是明显的一例。长期以来，水利界人 士一直认为水利就是兴水利、除水害。在西方国家文字中，暂时还找不到与我国 “水利”词完全相对应的较贴切的译文。因此，我 t r n - 与水资源两词并行， 具有定的历史背景。随着时间的发展，西方的“水资源”也越来越具有“水利， 2 的意义( 陈家琦，1 9 9 4 ) 。 中国大百科全书是国内最具有权威性的工具书，但在不同卷册中对水资 源给予了不同解释。如在大气科学、海洋科学、水文科学卷中，水资源被定义为 “地球表层可供人类利用的水，包括水量( 水质) 、水域和水能资源，一般指每 年可更新的水量资源( 叶永毅，1 9 8 7 ) ”；在水利卷中，水资源则被定义为“自然 界各种形态( 气态、固态或液态) 的天然水，并将可供人类利用的水资源作为供 评价的水资源( 陈志恺，1 9 9 2 ) ”。为了对水资源的内涵有全面深刻的认识，并尽 可能达到统一，1 9 9 1 年水科学进展杂志社邀请一部分知名专家学者进行了 一次笔谈，它们的主要观点是： ( 1 ) 降水是大陆上一切水分的来源，但它只是一种潜在的水资源，只有降 水中可被利用的那一部分水量，才是真正的水资源。在降水中可以转变为水资源 部分是“四水”，即：a 水文部门所计算河川径流是与地下水补给量之和扣除重 复计算量；b 土壤水含量；c 蒸发量；d 区域间径流交换量( 张家诚) 。 ( 2 ) 从自然瓷源概念出发，水资源可定义为人类生产与生活资料的天然水 源，广义水资源应为一切可被人类利用的天然水，狭义的水资源是指被人们对水 资源开发利用的那部分水( 刘昌明) 。 ( 3 ) 水资源是指可供国民经济利用的淡水水源，它来源于大气降水，其数 量为扣除降水期蒸发的总降水量( 曲耀光) 。 ( 4 ) 水资源一般是指生活用水、工业用水和农业用水，此称为狭义水资源； 广义水资源还包括航运用水、能源用水、渔业用水以及工矿水资源与热水资源等。 概言之，一切具有利用价值，包括各种不同来源或不同形式的水，均属于水资源 范畴( 陈梦熊) 。 ( 5 ) 不能笼统地称“四水”为水资源，只有那些具有稳定径流量、可供利 用的相应数量的水定义为水资源( 施德鸿) 。 ( 6 ) “水”和“水资源”在涵义上是有区别的，水资源主要指与人类社会 用水密切相关而又能不断更新的淡水，包括地表水、地下水和土壤水，其补给来 源为大气降水( 贺伟程) 。 ( 7 ) 水资源是维持人类社会存在并发展的重要自然资源之一，它应当具有 p n t 特性：a 可以按着社会的需要提供或有可能提供的水量；b 这个水量有可靠 的来源，其来源可通过水循环不断得到更新或补充；c 这个水量可以由人工加以 控制；d 这个水量及其水质能够适应用水要求( 陈家琦) 。 从上述众多的水资源定义中我们可以发现，水资源的定义是随着社会的发展 而发生变化的，它具有定的时代烙印，并且出现了从非常广泛外延向逐渐明确 内涵的方向演变的趋势。由于其出发点不同，相对于特定的研究学科领域而言， 它们都具有合理的因素。从各个有关水资源学科出发，水资源涵义非常明确，研 究对象十分清楚，但是如果从宏观角度系统地认识水资源，水资源定义又很模糊， 让人感到五花八门，难以掌握。同时我们还必须注意到，上述各种水资源的定义， 基本上都是围绕着水的形态、利用、水量等展开论述，很少涉及水资源的质即水 质，然而，水质对于水资源而言，是十分重要的，如果不考虑水质而研究水资源， 必将导致水资源开发利用的失误。 本世纪7 0 年代以来，水资源的开发利用出现了新的问题，主要表现在以下 三方面：( 1 ) 水资源出现了短缺，所谓短缺是指相对水资源需求而言，水资源供 给不能满足生产生活的需求，导致生产开工不足，饮用发生危机，造成了巨大社 会经济损失，逐渐显现出水资源是国民经济持续快速健康发展的“瓶颈”，水资 源产业是国民经济基础产业，优先发展它是一种历史的必然的趋势；( 2 ) 工农业 生产和人民生活过程中排放出大量的污水，它们一方面污染了水源，导致水资源 功能下降，使本来就具有的水资源供需矛盾更加尖锐，给经济环境带来极大不利 影响，严重地制约着经济社会的可持续发展，另一方面，为了缓解水资源的供需 矛盾和日益严重的水环境恶化的世界性难题，污水处理回用己迫在眉睫；( 3 ) 水 资源开发利用带来了一系列环境问题，必须正确处理它们对环境所造成的冲击， 尽可能将其对环境所形成的不利影响降到最低程度，这样水利工程才能发挥最大 的效益，也只有这样，对水资源的开发利用、保护和管理才能做出正确决策。因 此，从现实角度来看，水资源不仅具有自然属性、社会属性、环境属性，更重要 的是它还具有经济属性。世界银行负责环境持续发展的副总裁伊斯梅尔塞诺丁 说：对世界上正耗尽的水资源的管理需要有一个全球性政策，水应该被看做是一 种经济资源( 伊斯梅尔，1 9 9 4 ) 。 基于上述理由，专家给水资源重新进行了界定，认为：水资源包含水量与水 质两个方面，是人类生产、生活及生存不可替代的自然资源和环境资源，是在一 4 定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环，影响 国民经济的淡水( 姜文来等，1 9 9 5 ) 。 细加分析此定义，我们会发现它有三个显著的特征：( 1 ) 将经济、技术因素 隐含在水资源中，强调了水资源的经济属性和社会属性，因而水资源量具有相对 的动态性。一些暂时无法利用的水，如南极的冰山，尽管暂时对国民经济没有影 响，但当经济技术发展到一定阶段可以开发利用时，它就是水资源，水资源量含 有定的经济技术水量。( 2 ) 将失去使用价值的污水划归到水资源行列中。在以 往的水资源概念中，污水没有相应的地位，很少论及。世界各国每年向环境排放 大量的污水，它们对国民经济和社会发展产生巨大影响。我国每年因水资源污染 所造成的损失约4 0 0 亿元。污水也是待开发利用的资源，目前正在兴起的污水资 源化技术为解决水资源供需矛盾、保护水环境带来了佳音，如果在理论上不给它 相应的地位，这是很不符合现实要求的；( 3 ) 明确强调水资源是环境资源，因而 水资源的开发利用必须限制在环境可承受的范围之内，在研究水资源时，立足于 水量、水质兼顾，避免两者的分离出现偏差的同时，必须考虑水资源环境的制约 因素，否则，在理论上是不完善的，在实践上是要付出代价的。 最后值得说明的是，在以下所提到的水资源，并非是专家所定义的“水资源”， 它是通常所说的水资源，这主要是由于数据来源所造成的。 1 2 世界水资源概况 水是由氢氧两种元素组成的的化合物，它是如何形成的，目前学术界存在着 较大的争议，尚未定论。水是地球极其丰富的自然资源，也是生物生存不可替代 的环境资源，它成为现代社会可持续发展的关键因素之一，这种观点逐渐被理论 界和决策层所接受。水能以气态、固态和液态等三种基本形态存在于自然界之中， 分布极其广泛。 地球地壳表层、表面和围绕地球的大气层中液态、气态和固态的水组成的圈 层，它是地球“四圈”( 岩石圈、水圈、大气圈和生物圈) 。水圈是其中最活跃的 圈层。在水圈内，大部分水以液态形式存在，如海洋、地下水、地表水( 湖泊、 河流) 和切动植物体内存在的生物水等，少部分以水汽形式存在于大气中形成 大气水，还有一部分以冰雪等固态形式存在于地球的南、北极和陆地的高山上。 地球上的水量是极其丰富的，其总储水量约为1 3 8 6 亿k m 3 ，但我们必须注意到， 水圈内水量的分布是十分不均匀的，大部分水储存在于低洼的海洋中，占9 6 5 4 ，而且9 74 7 ( 分布于海洋、地下水和湖泊水中) 为咸水，淡水仅占总水量 的2 5 3 ，且主要分布在冰川与永久积雪( 占6 8 7 0 ) 和地下( 占3 0 3 6 ) 之 中。如果考虑现有的经济、技术能力，扣除无法取用的冰川和高山顶上的冰雪储 量，理论上可以开发利用的淡水不到地球总水量1 ，实际上，人类可以利用的 淡水量远低于此理论值，主要是因为在总降水量中，有些是落在无人居住的地 区如南极洲，或者降水集中于很短的时间内，由于缺乏有效的水利工程措施，很 快地流入海洋之中。由此可见，尽管地球上的水是取之不尽的，但适合饮用的淡 水水资源则是十分有限的。 水圈中的水并不是静止不变的，而是处于不断的运动之中，存在着明显的水 文循环现象。根据循环的实际，水文循环可以分为大循环和小循环两种基本形式。 水文大循环就是水在陆地、海洋、大气中的相互转化，如海洋中的水，经过蒸发 转化为大气水，大气水在一定条件下凝结，以降水的形式回到陆地表面，最后通 过不同的形式回到海洋之中，完成一个循环过程。小循环就是上述三种介质中任 意两种之间的水相互移动，如陆地中的水，通过植物蒸腾的形式进入大气，然后 又回到陆地的过程。值得说明的是，不同的淡水和海洋正常更新循环的时间是不 相等的，有的更新时间较长，有的更新时间极短。 地球上的水在海洋与陆地之间进行不断地循环，径流与蒸发的代数和等于降 水量，从全球角度来看，降水量等于蒸发量。如果细加分析，它暗含了这样一个 真理：地球上的水数量基本上是恒定的，它具有一定的承载力，我们没有能力改 变这种客观存在，我们所能做到的是，在开发利用水资源时，不要超过其限度， 因此，我们应该必须十分珍惜这种宝贵的资源。 世乔水资源供需状况并不乐观。1 9 9 6 年5 月，在纽约召开的“第三届自然 资源委员会”上，联合国开发支持和管理服务部( u n i t e dn a t i o n sd e p a r t m e n to f d e v e l o p m e n ts u p p o r ta n d m a n a g e m e n t ) 对1 5 3 个国家( 占世界人口的9 8 9 3 ) 的 水资源，采用人均占有水资源量、人均国民经济总产值、人均取( 用) 水量等指 标进行综合分析，将世界各国分为四类，即水资源丰富国( 包括吉布提等1 0 0 多个国家) 、水资源脆弱国( 包括美国等1 7 个国家) 、水资源紧缺国( 包括摩洛 哥等17 个国家) 、水资源贫乏国( 包括阿尔及利亚等1 9 个国家) ( 潘理中等，1 9 9 6 ) 。 6 按此种评价法目前世界上有5 3 个国家和地区( 占全球陆地面积的6 0 ) 缺水。 其中包括：西班牙、意大利南部、达尔马提尼亚沿岸、希腊、土耳其、阿拉伯国 家( 叙利亚除外) 、伊朗大部分地区、巴基斯坦、印度西部、日本、朝鲜、澳大 利亚、新西兰的西部地区和南部地带、西北非和西南非沿岸、巴拿马、墨西哥北 部、智利中部和美国西南部、中国。目前的趋势和预测已经表明，到2 1 世纪初， 水危机将成为几乎所有干旱和半干旱国家普遍存在的问题，联合国发表的世界 水资源综合评估报告预测结果表明，到2 0 2 5 年，全世界人口将增加至8 3 亿， 生活在水源紧张和经常缺水国家的人数，将从1 9 9 0 年的3 亿增加到2 0 2 5 年的 3 0 亿，后者为前者的1 0 倍，第三世界国家的城市面积也将大幅度增加，除非更 有效地利用淡水资源、控制对江河湖泊的污染，更有效地利用净化后的水，否则， 全世界将有1 3 的人口遭受中高度到高度缺水的压力。 总之，水危机已是全人类面临的重大环境问题，水资源危机发展将更加迅速， 前景令人担忧! 如何合理地开发利用保护水资源，已是摆在全人类面前刻不容缓 的课题。 1 3 中国水资源 1 3 1 水资源数量和质量 1 3 1 1 水资源数量 我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源总量考虑， 水资源总量居世界第六位，但是我国人口众多，若按人均水资源量计算，人均占 有量只有2 3 0 0 m 3 ，约为世界人均水量的1 4 ，在世界排第1 1 0 位( 按1 4 9 个国家 统计，统一采用联合国1 9 9 0 年人口统计结果) ，已经被联合国列为1 3 个贫水国 家之一。 我国各流域由于面积不同，加之自然地理条件的差异，水资源禀赋差别很大， 全国年降水总量为6 1 8 8 9 亿m 3 ，多年平均地表水资源( 即河j i l 径流量) 为2 7 1 1 5 亿m 3 ，平均地下水资源量为8 2 8 8 亿m 3 ，扣除重复利用量以后，全国平均年水 资源总量为2 8 1 2 4 亿m 3 。实际上，只单独考虑水资源量的多少并没有什么意义， 必须与当地的社会经济生产条件相结合，必须与水资源的质量结合起来，才具有 其社会意义。 1 3 1 2 水资源质量 水资源是水资源量与水质的高度统一，在一特定的区域内，可用水资源的多 少并不完全取决于水资源数量，而是取决于水资源质量。质量的好坏直接关系到 水资源功能，决定着水资源用途，例如，优质矿泉水，具有良好的水质，具有多 方面的功能，有较高价值，与此相反，严重污染的污水不仅没有任何使用价值， 而且能够给人带来各种危害( 破坏景观、影响健康、带来各种经济损失等) 。因 此，在研究水资源时，水质是非常重要的，是决不能忽略的，只考虑水量或者水 质的做法都是不科学的，必须予以纠正。 ( 1 ) 地表水资源质量 多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺 水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社 会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。 为了加强水资源管理，提高人们的环境意识，引起政府和更多民众关注环境，我 国每年6 月5 日“世界环境日”前夕均发表中国环境公报，其中水环境作为 重要的组成部分予以公布。 根据中国环境公报) 最近公布的全国2 2 2 2 个监测站监测结果统计，我国 七大水系的污染程度存在着差异，如果以污染程度大小进行排序，其结果是辽河、 海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状，符合地面水环境质 量标准的i 、i i 类标准只占3 2 2 ( 河段统计) ，符合i i i 类标准的占2 8 9 ， 属于、v 类标准的占3 8 9 ，如果将i i i 类标准也作为污染统计，则我国河流长 度有6 7 8 被污染，约占监测河流长度的2 3 ，可见我国地表水资源污染非常严 重。 ( 2 ) 地下水资源质量 我国地表水资源污染严重，地下水资源污染也不容乐观。“八五”期间水利 部组织有关部门完成了中国水资源质量评价，其结果表明，我国北方五省区 和海河流域地下水资源，无论是农村( 包括牧区) 还是城市，浅层水或深层水均 遭到不n 程度的污染，局部地区( 主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区) 和 部分城市的地下水污染比较严重，污染呈上升趋势( 金传良等，1 9 9 6 ) 。 仅海河流域，地下水污染就令人触目惊心。据20 1 5 眼地下水监测井点的水 质监测资料表明，符合i i i i 类水质标准仅有4 4 3 眼，占评价总数的2 2 0 ，符 合i v 和v i 类水质标准有8 8 0 和6 2 9 眼，分别占评价总井数的4 3 7 和3 4 3 ，即 有7 8 的地下水遭到污染；如果用饮用水卫生标准进行评价，在评价的总井数中， 仅有3 2 8 眼井水质符合生活标准，只占评价总数的3 1 2 ，另外2 3 以上的监 测井水质不符合生活饮用卫生标准。 总之，我国水环境总的态势是局部有所好转，整体持续恶化，形势十分严峻， 前景令人担忧。 1 3 2 我国水资源简评 ( 1 ) 水资源人均量低，分布极不均衡 我国河川径流量2 7 1 1 5 亿m 3 ，在世界主要国家中，仅次于巴西、前苏联、 加拿大、美国和印尼，居世界第六位( 陈家琦、王浩，1 9 9 6 ，水资源学概论) 。 在世界主要国家中比较，我国水资源总量是可观的，但是由于人口众多，导 致人均水资源量远远低于上述主要国家，也大大低于全世界的平均水平。如果从 单位耕地面积水量来看，也远远小于世界的平均水平，我们用全世界7 2 的耕 地，养育了全球1 5 的人口，从中可以窥测我国的水土资源是多么稀缺。应该特 别强调，由于我国国土辽阔，各地区之间自然条件存在很大差异，导致水资源丰 富程度出现显著的差别。 我国水资源分布同人1 3 、耕地分布极不协调，长江流域及其以南的珠江流域、 浙闽台诸河、西南诸河等流域，国土面积、耕地和人口分别占全国的3 6 5 、3 6 和5 4 4 ，但水资源总量却占全国的8 1 ，人均水量为全国平均水平的1 6 倍， 亩均占有量是全国平均值2 3 倍；辽河、海滦河、黄河、淮河流域，面积为全国 的1 8 7 ( 相当于南方的半) ，水资源总量却只为南方4 片的1 0 ；北方耕地 占全国的4 5 2 ，人口占全国的3 8 4 ，水资源总量更少，特别是海滦河流域尤 为明显，人均占有水量为全国平均水平的1 6 ，亩均为全国平均水平的1 4 ， 水资源这种不均衡分布，严重地制约了国民经济的健康发展，调水成为经济和政 治的必然需要。 ( 2 ) 水资源供需矛盾加剧，威胁社会可持续发展 我国水资源供需状况不容乐观。长期以来，我国社会经济发展一直受缺水困 绕，水资源成为国民经济发展的“瓶颈”，缺水量越来越多，缺水地区迅速由点 9 到面，几乎成为全国性问题，并且此问题越来越突出。据统计，目前我国缺水量 3 5 8 亿1 3 1 3 ( p = 7 5 ) ，其中农业缺水3 0 0 亿m 3 ，工业及城镇缺水5 8 亿m 3 。 进入2 1 世纪，我国水资源供需矛盾将进一步加剧，据预测，2 0 1 0 年，全 国总供水量为6 2 0 0 6 5 0 0 亿m 3 ，相应的总需水量将达7 3 0 0 亿m 3 ，供需缺口近 1 0 0 0 亿m 3 ，2 0 3 0 年全国总需水量将达1 0 0 0 0 亿m 3 ，全国将缺水4 0 0 0 4 5 0 0 亿 i n 3 ，到2 0 5 0 年全国将缺水6 0 0 0 7 0 0 0 亿m 3 。值得说明的是，在1 9 4 9 1 9 9 4 的 4 6 年间，我国的供水量仅增加4 0 0 0 亿m 3 ，在此期间水资源开采利用较容易， 难度较小，如果在今后3 0 余年水资源供水量增加4 0 0 0 - - 4 5 0 0 亿m 3 ( 或者5 0 多 年增加6 0 0 0 7 0 0 0 亿m 3 ) ，完成这项任务非常艰巨。 水资源危机严重地威胁了我国社会经济可持续发展。首先，水资源危机将会 导致生态环境的进一步恶化。为了取得足够的水资源供给社会，必将加大水资源 开采力度，水资源过渡开发，可能导致一系列的生态环境问题。通常认为，当径 流量利用率超过2 0 时就会对水环境产生较大影响，超过5 0 时则会产生严重 影响，目前，我国水资源开发利用率已达1 9 ，接近世界平均水平的三倍，个别 地区更高，如1 9 9 5 年松海黄淮等片开发利用率已达5 0 以上，其中海 7 可流域达 9 8 ，此外，过度开采地下水会引起地面沉降、海水入侵、海水倒灌等环境问题。 其次，水资源短缺将威胁粮食安全。粮食是人类生活不可缺少的物质，充足的粮 食供给是现代化社会的首要标志之一。粮食的生产依赖水资源的供给，随着水危 机的不断加剧，城市、工业与农业争水曰益突出。例如，华北地区四省市1 9 9 3 年与1 9 8 0 年相比，在总取水量减少2 7 亿m 3 条件下，工业和城市生活用水增加 了3 3 亿m ，农业用水量减少6 0 亿m 3 ，势必影响粮食生产，威胁粮食安全( 特 别指出，现在农业水资源减少并没有绝对影响粮食生产，是因为农业节水还有相 当的潜力，当潜力发挥待尽时，影响会非常显著) 。第三，国民经济损失不断加 大。随着社会经济的发展，国民经济依赖水资源程度越来越大，水资源危机势必 给国民经济带来损失，并且随着水资源危机的) j t l 启l 损失不断加大，仅从现状来看， 全国城市年缺水量达5 8 亿m 3 ，每年因缺水造成的直接经济损失达2 0 0 0 亿元， 仅胜利油田1 9 9 5 年因黄河断流减产3 0 亿元。 由此可见，我国水资源面临的形势非常严峻，如果在水资源开发利用上没有 大的突破，在管理上不能适应这种残酷的现实，水资源很难支持国民经济迅速发 展的需求，水资源危机将成为所有资源问题中最为严重的问题，它将威胁中华民 族的腾飞，前景十分令人忧虑! 第二章山东省水资源形势 2 1自然地理及社会经济概况 2 1 1 地理位置与行政区划 山东省位于我国东部沿海，地处黄河下游，分属于黄、淮、海三大流域，地 理坐标为东经1 1 4 。3 67 1 2 2 。4 3 ，北纬3 4 。2 57 3 8 。2 37 。地理上分为 半岛和内陆两部分，半岛突出于黄海、渤海之中，北靠渤海，隔渤海海峡与辽东 半岛相对，东与日本、朝鲜半岛隔海相望；内陆部分北以卫运河、漳卫新河与河 北省为界，西与河南省相邻，南与江苏、安徽两省接壤。国土面积1 5 6 7 万k m 2 ， 占全国总土地面积的1 6 3 。 山东省行政区现辖1 7 个地级市，下设3 1 个县级市、4 7 个市辖区、6 1 个县、 2 2 9 1 个乡镇。南水北调山东供水区涉及1 4 个地级市，2 8 个县级市、3 9 个市辖 区、4 0 个县，占全省1 3 9 个县市区的7 7 。 2 1 2 地形地貌 山东省东临海洋，西接华北平原，泰沂山脉横亘中央，地形地貌复杂。在全 省土地面积中，山地丘陵占2 9 ，平原占5 5 ，洼地、湖沼占8 ，其他占8 。 根据地形特征，可以分为泰沂山区、胶东半岛低山丘陵区和鲁西北、鲁西南平原 区三大部分。 泰沂山区位于鲁中南地区，西起泰山，东至沂山，自西向东构成一断续的略 成弧形的泰沂山脉，成为泰沂山脉南北山地、丘陵的脊背，地势最高，其中泰山 岱顶海拔1 5 3 2 m 。 胶莱河谷以东为胶东半岛低山丘陵区，地形起伏多变，自西向东由大泽山、 艾山、牙山、昆嵛山、伟德山等山脉构成一东西向的断续低山区。这地带山丘 区粗骨棕壤和普通棕壤呈复由于受海潮昆嵛山主峰海拔9 2 2 m ，南部崂山顶海拔 1 1 3 3 m ，其余各山高程区分布，粗骨棕壤面积居多，土层较薄；河谷平原以普通 沙浆黑土为主并有部分潮土，土壤肥沃。 鲁西北和鲁西南地区主要为黄泛平原，从湖西到胶莱河谷，呈一大弧形环绕 在泰沂山区的西北两侧，地势平坦，微地貌多变，地面高程由西南向东北逐渐降 低，到黄河三角洲地面高程不到l o r e ，靠近莱州湾一带的地面高程仅3 4 m 。内 陆以壤土和粉砂壤土为主，滨海以粉砂土为主，还有部分盐碱地。 山东省在大地构造上，属华北陆台和胶辽地质。鲁中南山区和胶东低山丘陵 区主要是构造地貌，而且以断裂地貌为主。根据地貌成因、形态特征及地面组成 物质，全省大体可以分为中山、低山、丘陵、山间谷地、山前倾斜地、山前平原、 湖沼平原、滨海低地、滩涂、河滩高地、决口扇形地、冲积平原、洼地、现代三 角洲等十四种微地貌类型。 2 1 3 水文气象 山东省位于北温带半湿润季风气候区，气候具有明显的过度特征，四季界限 分明，温差变化大，雨热同期，降雨季节性强。冬季，全省在蒙古高气压冷气团 的控制下，多偏北风，寒冷干燥，少雨雪；夏季，亚热带太平洋暖气团势力增强， 全省盛行东南、西南季风，冷暖气团在全省交绥机会较多，天气炎热，雨量集中： 春季干燥多风，秋季天高气爽，春秋两季均干旱少雨。胶东半岛，因受海洋气候 影响，春寒延后，夏季气温较内陆气温低且湿润。全省平均气温为1 1 1 4 ， 由西南向东北递减。月气温以一月份最低，一般在。1 一4 ；最高气温内陆地区 出现在七月份，月平均气温2 5 2 7 。c ，东部沿海出现在八月份，月平均气温2 4 2 6 。气温的日温差内陆大于沿海，内陆为1 0 1 2 ，沿海为6 8 。c 。无霜期 2 0 0 2 2 0 d ，年曰照时数2 4 0 0 2 8 0 0 h ，年平均目照百分率5 5 6 5 。 由于受地理纬度、距海远近、天气形势、地形地貌等因素的影响，水文现象 在时空分布上变化较大。 据1 9 5 6 1 9 9 9 年降水资料分析，全省多年平均降水量为6 7 6 5 ”。降水量在 地区的分布上是不均衡的，其分布趋势是由东南的8 5 0 向西北递减到5 5 0 ”， 由日照、胶南一带的8 3 0 ”“递减到莱州湾地区的6 5 0 一。降水量在年内、年际之 间变化较大，由于受季风的影响，降水量的7 0 左右集中在6 9 月，而7 8 月就集中了5 0 左右。降水量的年际之间变化也比较明显，丰、枯交替出现。1 9 6 4 年为全省的丰水年，年降水量高达1 1 6 9 1 3 一，是多年平均降水量的1 7 2 8 ；而 1 9 8 1 年是枯水年，年降水量仅4 4 5 5 ”，是多年平均降水量的6 5 9 ，丰、桔之 1 2 比高达26 2 。 全省多年平均陆地蒸发量为4 5 0 6 0 0 ，湖西和鲁东南山前平原地区在 6 0 0 ”“以上，胶莱河谷和鲁北平原区为5 5 0 ”，鲁中山区和崂山山区为4 5 0 5 0 0 。多年平均水面蒸发量为1 0 0 0 1 4 0 0 一，自西北向东南递减，鲁北西部达 1 4 0 0 ，胶南、臼照等沿海一带为1 0 0 0 一左右。蒸发量的年内变化也比较大，3 6 月份占全年蒸发量的5 0 左右，蒸发量最大发生在5 月份。冬季蒸发量小，1 1 2 月占年蒸发量的1 5 左右。 据1 9 5 6 1 9 9 9 年水文资料分析，全省多年平均径流深为1 4 5 4 ，天然径流 量2 2 2 9 亿m 3 。山东省河川径流量由降水补给，故其时空变化规律基本与降水 一致，由于下垫面条件的影响，在地区分布的变化上比降水量的变化要大。汛期 径流量占全年径流量的7 5 9 0 ，年径流深的分布趋势是由东南向西北减少， 胶东半岛及东部沿海多年平均径流深2 5 0 2 6 0 左右，鲁东南山丘区为2 7 0 2 8 0 “，而鲁北平原区仅有4 7 一。 2 1 4河流湖泊 山东省河流均为季风区雨源型河流，分属黄河、淮河、海河流域及独流入海 水系。由于山东半岛三面环海，雨水集中，有利于河系的发育，全省平均河网密 度为0 2 4 k m k m 2 。境内主要河道除黄河横贯东西，大运河纵穿南北外，其他中 小河流密布全省。干流长度大于l o k m 的河流，共计1 5 5 2 条，可分为山溪性河 流和平原坡水河流两大类。山溪性河流主要分布在鲁中南山区和胶东半岛地区。 坡水性河流分两部分，在鲁北平原区海