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——作者：夏军 张永勇 作者简介 夏军  夏军 (1954-) , 湖北孝感人, 中国科学院院士, 主要从事系统水文学方面研究。夏军院士是我国自己培养的首名水文学及水资源专业博士，1991年聘为武汉水利水电大学教授，1993年国务院学位委员会遴选为博士生导师，1994年国家人事部“有突出贡献中青年专家”，1995年入选国家教委“跨世纪优秀人才计划”，1998-2000任水利水电学院院长，2000年入选中国科学院“百人计划”，2003-2006年任武汉大学“水资源与水电工程科学国家重点实验室”主任。2003-2012担任“中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室”主任、“中国科学院水资源研究中心”主任等职。现任中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室主任、中国科学院水资源中心主任、国家“973”项目（2010CB428400）首席科学家。在国际上担任国际水资源协会（IWRA）主席等重要职务。夏军院士为《南水北调与水利科技》编委会主任。   2017 年 4 月1日，中共中央、国务院印发通知决定设立河北雄安新区，这是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，是千年大计、国家大事。雄安新区的定位在于疏解北京非首都功能、产业和人口，其重点任务有：建成国际一流、绿色、现代、智慧城市；打造优美生态环境、构建水城共融的生态城市；发展高端、高新产业，吸纳和集聚创新要素资源；提供优质公共服务，建设优质公共设施；构建快捷高效交通网，打造绿色交通体系；推进体制机制改革，更好发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用；扩大全方位对外开放，打造扩大开放新高地和对外合作新平台。新区建设将集中推进京津冀协同发展，优化京津冀城市布局和空间结构，具有重大现实意义和深远历史意义。    雄安新区规划范围地处河北省腹地保定市（图 1），起步区面积约 100 km2，中期发展区面积约 200 km2，远期控制区面积约 2 000 km2，涵盖保定市的雄县、容城、安新 3 县及周边部分区域，占保定市域面积的 9.0%；而白洋淀是新区规划的核心区域，水域占雄县、容城和安兴 3 县总面积的 23.4%。目前境内水问题极为突出，9 条入淀河流都存在着“有河皆干，有水皆污”的严峻问题，天然来水接近枯竭；白洋淀大部分水域水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类，属重度污染。与此同时，地下水超采现象严重，仅雄县已经累计超采 6.9×108m3。另外，新区地处海河流域大清河水系缓洪滞沥地区，现防洪能力仅为十年一遇，曾多次遭受洪涝灾害，民间曾有“白洋淀十年九涝”的说法。水资源短缺、水环境污染严峻、地下水超采和洪涝风险是该区域实施可持续发展面临的主要水问题。    水安全和区域可持续发展是国际水资源综合管理中的前沿问题。水安全是指“人类生存发展所需要的量与质保障的水资源，能够维系流域可持续、维系人与生态环境健康、确保人民生命财产免受洪水、滑坡、干旱等水灾害损失的能力”。水安全的内涵涉及供水安全、防洪安全、水质安全、水生态安全以及跨界河流乃至国家安全，水安全与区域可持续发展有着密切联系。随着全球变化和全球性资源危机的加剧，水安全已逐渐成为国家安全的重要内容，乃至全球的首要课题。水资源综合管理目前已被广泛认为是解决有限水资源在多个国家或竞争部门间公平分配的核心手段。本文从水安全保障和可持续水资源管理的学科前沿出发，重点探讨了雄安新区，尤其是白洋淀，目前面临的主要水资源、水质以及水生态安全等问题及其成因，并提出了保障新区建设和可持续发展的几点思考和建议。  雄安新区建设面临的主要水安全问题与风险  雄安新区位于我国严重缺水地区之一的海河流域华北平原保定地区。尽管雄安新区覆盖华北明珠——白洋淀地区，但是历史上白洋淀曾经干涸 5 次，目前靠调水维系湖泊的基本功能。由此，雄安新区的建设与发展，必然面临来自缺水与供水、污染与保护、生态环境治理与维护、水资源综合管理等的矛盾和问题，以及未来发生问题的风险和挑战。因此，需要认真和客观地分析水安全保障问题，提出减少或控制新区建设后水安全直接或潜在的风险的科学对策。 新区建设面临的水资源安全问题及风险 雄安新区所处区域水资源短缺、水资源供需矛盾突出、地下水超采严重。保定市市域多年平均降水量和水资源总量分别为 566.9 mm 和 29.78×108m3，其中地表水资源量为 16.20×108m3，地下水资源量为 22.23×108m3，重复计算量为 8.65×108m3。保定市人均水资源量 2016 年为 287 m3，远低于国际公认的人均 500 m3的极度缺水线标准。 在现状开发强度下，平水年（p=50%）总可供水量为 28.09×108m3，其中地表水 10.72×108m3，浅层地下水 17.31×108m3，污水回用 0.06×108m3。从总需水估算来看，现状平水年总需水量共 34.88×108m3，其中农业25.74×108m3、工业 4.09×108m3、城镇生活 1.07×108m3和生态环境 1.98×108m3，缺水率为 19%，整体属缺水状态。特别是现状偏枯水年（p=75%），全市缺水率高达 44%，属严重缺水。缺水直接导致每年超采地下水总量超过 5×108m3，自20 世纪 80 年代以来地下水水位平均下降速率高达 0.55 m/a；据河北省政府《关于公布平原区地下水超采区、禁采区和限采区范围的通知》，雄县、安新县大部和容城县东南部为深层一般超采区，而全境其他地区均为浅层一般超采区。 从新区规划范围内的白洋淀淀区来看，自20 世纪 50年代以来白洋淀来水急剧减少，已从每年 19.2×108m3锐减到 1.35×108m3，减幅高达 93%；原有 9 条入淀河流的天然入水量逐年减少，淀区多年连续出现干淀现象。水域面积也从原来的 561 km2减少到 2010 年的 228 km2，减幅为 59.4%。自 20 世纪 50 年代，白洋淀流域年降雨量呈现逐年递减的趋势，近 60 年平均减幅为 3.42 mm/10 a，总量减少近 30%，其中降水较多的山区的减少程度更为剧烈。同时，自1980 年以来，白洋淀流域气温持续升高，20 世纪 90 年代平均温度较 20 世纪 80 年代升高0.6℃。因此降水量减少和气温升高所体现的气候变化是白洋淀流域水量减少的原因之一。另外，随着流域工农业用水量不断增加，流域上游已修建王快、西大洋、安各庄、龙门等 150 余座水库，总库容超过 36×108m3，工程拦蓄导致入淀水量锐减。相关研究表明，气候变化和人类活动对白洋淀流域径流量的影响贡献率分别为40% 和 60%。因此，造成白洋淀流域水资源量匮乏的主要因素是人类活动的过度干扰。 随着雄安新区的设立，雄县、容城、安新 3 县及周边城市建设与经济发展将实现新的飞跃。中石油、大唐、神华等 80 余家央企和部分高校等已制定相应的发展策略和推进工作，预计近期将有 10 万余人陆续迁入，并在远期形成承载 200 万— 250 万人口的Ⅱ型大城市。大量企业和人口涌入将进一步增加流域生产生活取用水量。尽管南水北调工程实施在 2015 年后每年分配给保定市域 5.5×108m3的清洁水源，可缓解近期缺水压力，但预计在远期每年仍有 0.6×108m3水资源缺口，水资源短缺形势仍不容乐观，人类活动对白洋淀流域的干预将更为凸显。 新区建设面临的水质安全问题及其风险 20 世纪 50—60 年代，白洋淀流域水质优良，是周边居民的主要饮用水源地。自1970 年以来，入淀河流和淀区水质逐渐恶化，主要为 Ⅲ 类水，属于轻度污染。《2000—2015 年河北省环境质量公报》显示，2000 年以后白洋淀流域已为重度污染状态，大部分水域水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类，远远劣于水功能区水环境保护目标Ⅲ类水标准，水体仅适用于农业灌溉。超标污染物包括化学需氧量等生产生活污染源和总磷、总氮等营养源；府河入淀口及安新县端村和南刘庄一带污染最严重，水质长年保持在劣Ⅴ类，人口密集的村庄周围水域次之。另外，根据河北省环境地质勘查院保定勘查院和保定水环境监测分中心 2001—2010 年地下水水质监测资料显示，雄县、容城和安新的 17 眼地下水井水质，仅 7 眼井（41%）水质符合Ⅰ—Ⅲ类，而另 10 眼井（59%）水质为 Ⅳ 类和 Ⅴ 类，其中雄县地下水污染最严重。 周围城市生产生活污水无序排放、淀区居民生产生活、农业水土流失等是白洋淀流域水质恶化的主要原因。几十年来，流域上游及周边乡镇分布造纸、毛纺印染、皮革制造、羽绒加工、有色金属冶炼等高能耗高污染企业 300 多家，大量未经处理的污水直排入白洋淀。
雄安新区建设将是一个快速城镇化的过程，预计在“十三五”末，新增常住人口160 万，这将进一步加大生活污水和工业废水的排放总量。即使城市污水都经截污集中处理，实现现行城镇污水处理厂出水国家最高标准一级 A 排放（GB18918-2002），其出水水质浓度仍远远超过白洋淀功能区划的水质标准——一级A的化学需氧量和总氮浓度排放标准分别为 50 mg/L 和 15 mg/L，不仅高于水功能区 Ⅲ 类水化学需氧量和总氮浓度 25 mg/L 和 1.0 mg/L，甚至高于Ⅴ类水质标准（化学需氧量和总氮浓度 40 mg/L 和 2.0 mg/L）。因此，如果没有清水补给，白洋淀淀区水质仍将以Ⅴ类或劣Ⅴ类为主，处于富营养化状态。另外，城镇面积扩张也将增加城市初期雨水的面源入河负荷量，形成淀区污染与区外污染复合叠加的严峻局面。 水生态安全与新区建设面临的风险 晚清至民国时期，白洋淀水面面积为 1 000 多平方公里，生态状况良好、水产资源丰富，淀边渔民多以捕鱼为生，曾流传“东湖（淀西人对白洋淀的俗称）鱼蟹不下船，保定鱼市不开张”和“西淀（指白洋淀）鲤鱼甲天下”的俗谚。自 1980 年以来，长期干淀和严重水体污染，特别是 1983—1988 年连续 5 年干淀和 1997—2004 年连续 8 年干淀，淀区生态环境遭到毁灭性破坏。据资料显示，近 50 年来淀区浮游植物和浮游动物分别由 129 种和 95 种减少为 99 种和 37 种，其中不耐污种显著减少，而耐污种和代表富营养化的蓝绿藻等数量急剧增加；底栖无脊椎动物由 35 种减少为 17 种；鱼类资源由 63 种减少为 25 种，品种和数量越来越少，“杂鱼化、小型化”的现象普遍；维管植物由 26 科 34 种，到目前几乎只有芦苇生长；而野生鸟类和哺乳动物也分别减少为 190 种和 14 种，特别是 1992 年鸟类仅为 52 种，直到 2004 年引岳济淀等工程补水后野生鸟类数量才有所恢复。此外，21 世纪以来白洋淀因污染，多次出现大面积死鱼事件，特别是 2000、2001、2006、2012、2014 和 2016 年。 白洋淀流域自 20 世纪 60 年代以来气候转入枯水期，上游水库的拦蓄导致入淀水资源量骤减，加之受纳污水负荷的急剧增加等，白洋淀水生态系统遭受了极大的破坏，栖息地环境退化严重，生物多样性减少显著。自1998 年白洋淀重新蓄水以来，河北省开始从调水和治污两方面治理，1981—2008 年期间，人工补水近 30 次，累计输水总量为 14.5×108m3。2004 年完成引岳济淀补水工程，当年从海河岳城水库累计引水 1.6×108m3；2016 年开工建设引黄入冀补淀工程，自濮阳黄河渠村闸引水，规划每年向白洋淀生态补水 2.55×108m3；另外，南水北调工程调水实施后，在 2015 年置换和结余部分当地水源，对白洋淀生态补水计划带来调控余地。治污方面，已在 1.2 节详细阐述。 雄安新区一大核心目标是“打造优美生态环境，构建水城共融的生态城市”，白洋淀作为雄安新区赖以持续发展的重要生态屏障，维系淀区稳定补水量、改善流域水环境状况以及保证水生态系统健康发展显得尤为重要。仅从工程补水来看，引水水库均位于缺水地区海河流域和黄河流域，因受气候条件、沿途损失等多方面的限制，补水存在很多不确定性，效果并不一定显著；虽然南水北调工程给补水计划带来了更多调控空间，但调水的首要目的是保证居民生产生活用水，并非直接补给，详细水资源配置规划、与本地水的联合调度等工作仍未得到开展和实施。
雄安新区建设需要重点研讨的主要水问题 雄安新区建设必然面临来自水安全问题的挑战。从雄安新区建设需要重点探讨的水问题与主要基础工作看，首先要识别雄安新区建设面临的供水安全、水质安全、水生态安全和防洪安全等问题，然后预估雄安新区建设中水安全面临的直接和潜在风险与胁迫，在此基础上才能提出保障雄安新区“水城共融”的生态城市建设的水安全战略对策与建议。由此，我们强调以下 3 个基本问题的认识与研究。
雄安新区“水城共融”建设的水安全保障对策。重点需要聚焦：雄安新区的供水安全保障措施，如新区建设的节水与调水工程措施与多水源包括非常规水的联合调配等；雄安新区建设的水质安全保障措施，包括控污减排、产业结构调整、环境管理；雄安新区水生态安全保障措施，包括河湖及湿地保护及修复工程、生态补水、河湖连通等；雄安新区防洪安全保障措施，包括水旱灾害预警预报、减灾防灾系统；雄安新区建设“水城共融”水安全综合战略与对策，包括天地空一体化综合监测监控系统，河长制，新区中、远期水系统综合治理规划与后评估，新区建设水安全保障大数据智慧管理系统，以及水安全保障的制度创新。
相关政策建议 实施水资源综合管理，实现供水管理向需水管理的转变，保障雄安新区的水安全 雄安新区地处缺水地区，气候变化、城市开发以及人口和经济的增长将从供水、需水两个方面威胁这一地区的水安全。因此，建议实施流域水资源综合管理，实现供水管理向需水管理的转变，以控制用水总量、用水效率和水功能区限制纳污“三条红线”为约束，坚持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”原则，合理持续推进新区不同阶段的发展规模和承载人口。 同时，增强政府水资源管理职能和能力建设，制定和完善水资源相关的法律条例，提高科研和教育的资金投入，促进水资源相关研究和管理的科技革新；提高公众参与度和全民节水意识等，有效减轻气候变化、人类活动等不确定性因素对水资源系统的扰动，降低水安全风险。 开源节流，科学调配水资源，保障雄安新区的供水安全 建议在新区建设的新形势下，重新编制水资源规划和配置方案，准确核算不同气候条件下外调水、上游水库蓄水等动态变化。紧密结合产业布局和城市规划等，合理配置外来水源，并在新区范围内全面推广节水措施，压缩农业种植规模，调整种植结构，并推广管灌和喷灌、渠系改造等工程，提高农业用水利用效率和渠系水利用效率。促进工业产业转型升级，淘汰高耗水、重污染产能，提高工业用水的重复利用率，降低万元 GDP 用水量，推广实施城市居民生活节水措施等。 在保障保定和雄安新区供水安全的前提下，合理配置白洋淀生态环境修复、回补地下水等各个分支的用水总量，严格控制当地水资源开发利用率并提高水资源利用效率，最终实现外调水、本地水、地下水、再生水回用等不同水源的科学配置和联合调度，保障雄安新区的供水安全，改善淀区水环境，提高其应对流域气候变化的能力。 严格实施纳污红线管理，控制点源和面源排放，保障雄安新区的水质安全 尽管目前白洋淀水资源、生态环境质量均优于北京，但水污染问题依然严峻，资源环境承载能力已超过上限。另外，新区建成后新增的生产生活污水将进一步加剧区域水环境恶化。因此，雄安新区的水质安全保障应将白洋淀水环境改善作为前期新区建设工作的重点之一。 建议实施最严格的水功能区纳污红线管理，加强淀区周边工厂和生活污水的截流和处理，实施提高污水处理能力、工艺升级改造以及生物滞留措施等，使最终排放入淀的水质达到地表水Ⅴ类及以上。 建议取缔淀区水产养殖和整体搬迁淀区内零散居民村落上岸，加强农村生产生活“三废”的集中处理。 切实保护好上游水源涵养地，通过种植结构调整、生态修复和固废管理，削减农药和化肥的施用量和水土流失，有效控制农业面源污染。 建议采用城市低影响开发设计理念，推进具有海绵功能的绿色新城建设，减轻城市建设对白洋淀水环境的影响。 建议制定合理的白洋淀旅游规划，明确白洋淀旅游的发展方向，加强绿色旅游配套设施的投入，降低旅游产业对淀区水环境的影响。 加强全流域生态修复和白洋淀生态补水，保障雄安新区白洋淀水生态安全 白洋淀多次干涸对水生生态系统已造成了毁灭性的破坏。为保障白洋淀水生态安全，打造优美生态环境的雄安新城，建议从可持续发展的角度出发，做以下规划。 制定白洋淀全流域的水生态保护规划和修复方案，划分不同区域的水生态功能。 筛选水系和白洋淀区的指示性生物物种，确定维系物种生存以及生态系统完整性的适宜环境流量过程和生态水位。 科学制定上游水利工程的生态调度方案、常年保持河道生态基流方案、白洋淀不同来水条件下生态补水方案等。 加强生物栖息地的修复与保护，通过治污和人工修复等手段，营造水生生物适宜的生存、繁殖和生长环境；而对于数量减少显著的物种，通过人工增殖放流等手段，恢复或增加其种群数量，降低优势物种种群，改善和优化水域的生态系统群落结构。 尽量减轻雄安新区建设和旅游业发展对水域的挤占和对水生态系统的扰动，在生态环境脆弱的区域设立保护区，合理规划城市用地，促进城市河湖水系连通，最终达到“水城共融”的目的。 （作者：夏军 中国科学院院士，中国科学院水资源研究中心、武汉大学水安全研究所；张永勇 中国科学院水资源研究中心 ；《中国科学院院刊》稿） |
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