從以上分析可知,在無南水北調(diào)工程條件下,繼續(xù)采取現(xiàn)有的水資源開發(fā)利用方式,2010年和2030年經(jīng)濟社會耗水雖有增長但仍與國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提高的需求相距較大;而水系生態(tài)系統(tǒng)繼續(xù)維持現(xiàn)有的病態(tài),陸地生態(tài)系統(tǒng)無明顯變化,入海水量進一步有所下降。更為嚴重的是,按目前開采規(guī)模,淺層地下水在80年內(nèi)所有淺層含水層將完全枯竭,深層地下水10年左右將會完全疏干,從而必將造成無可挽回的生態(tài)環(huán)境災難。
綜上所述,本情景分析中模擬的水資源開發(fā)利用方式,對于區(qū)域水循環(huán)過程來說無異于殺雞取卵。為了經(jīng)濟發(fā)展進一步破壞了自然水循環(huán)狀態(tài),既不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提高對水的需求,又將直接導致生態(tài)環(huán)境的全面退化,直至區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的崩潰,從而造成社會經(jīng)濟發(fā)展的不可持續(xù)性。
情景二:無南水北調(diào)工程但以生態(tài)環(huán)境保護為中心
在這種情景下,2010和2030年外調(diào)水量繼續(xù)維持現(xiàn)有的41.0億m3,停止深層地下水的開采41.0億m3,加上多年平均水資源量358.0億m3,進入單元的總水量為449.0億m3,較現(xiàn)狀平均水平減少25.2億m3.另一方面,為保證淺層地下水不超采,淺層地下水蓄變量必需維持在11.0億m3.根據(jù)流域生態(tài)環(huán)境保護目標,2010年和2030年水系生態(tài)耗水量分別達到6.4億m3和13.2億m3,較現(xiàn)狀耗水量增加1.37倍和3.89倍,水系生態(tài)系統(tǒng)有很大程度的恢復,到2030年基本上可以實現(xiàn)流域提出的水系生態(tài)環(huán)境保護目標。陸地生態(tài)耗水主要受區(qū)域氣候背景影響,無明顯變化。本方案下2010年和2030年入海水量分別為47.1億m3和32.5億m3,較1994~1999年的平均水平低39.9%和58.5%,介于1998年和1999年之間??梢钥闯?,本方案下的入海水量不僅沒有改善,反而有較大幅度地衰減,入??谏鷳B(tài)環(huán)境將進一步惡化。
本方案中2010年和2030年的經(jīng)濟社會耗水量分別為256.9億m3和277.8億m3,較1994~1999年的平均水平低25.7億m3和4.8億m3,這表明在今后的二三十年當中,經(jīng)濟社會耗水不但沒有上升,而是在現(xiàn)狀水資源短缺的基礎(chǔ)上進一步下降,從而轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟損失量。以上數(shù)據(jù)和分析表明,在實施本方案情景下,區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展將受到極大制約,甚至出現(xiàn)倒退。
綜上所述,本情景中模擬的水資源開發(fā)利用方式,雖然對于地下水超采、水系生態(tài)環(huán)境等問題有較大的改善,基本能夠?qū)崿F(xiàn)既定環(huán)境保護目標,但入海水量仍將進一步減少,河口生態(tài)環(huán)境得不到改善。更為突出的是,將大大限制區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)模和速度,如果不依靠調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),社會經(jīng)濟甚至有可能倒退,人們生活水平將會降低。但如果打破原有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),勢必要放棄原有的一些優(yōu)勢,如土地資源等??梢钥闯?,本情景是一種典型的以經(jīng)濟換生態(tài)的方案,與區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展階段不符合。
情景三:實施南水北調(diào)工程基本調(diào)水方案
本情景2010年和2030年南水北調(diào)工程調(diào)水規(guī)模分別為147.0億m3和233.0億m3,其中調(diào)入海河流域單元的水量分別為61.0億m3和96.0億m3.在有外調(diào)水條件下,水資源開發(fā)利用過程中,將停止深層和淺層地下水超采。在滿足上述前提條件下,2010和2030年進入流域單元的水資源總量分別為479.0億m3和515.0億m3,較現(xiàn)狀平均水平高出8.8%和13.5%。
在這種調(diào)水規(guī)模下,2010年和2030年水系生態(tài)耗水量分別為6.4億m3和13.2億m3,水系生態(tài)系統(tǒng)有很大程度的恢復,到2030年基本上可以實現(xiàn)流域提出的水系生態(tài)環(huán)境保護目標。同時,2010年和2030年入海水量分別為55.8億m3和51.5億m3,比1994~1999年平均入海量要低22.8億m3和26.9億m3,可以看出這一規(guī)模的調(diào)水對于入海水量的增加沒有明顯效果,河口生態(tài)環(huán)境狀況仍然較差。陸地生態(tài)耗水與與無南水北調(diào)工程時沒有明顯差別。
本情景中2010年和2030年的經(jīng)濟社會耗水量分別為291.0億m3和332.0億m3,較1994~1999年的平均水平要高出7.0億m3和50.0億m3,比情景一高出0.3億m3和11.0億m3,比情景二高出33.0億m3和54.0億m3.可以看出,南水北調(diào)工程在很大程度上緩解了區(qū)域經(jīng)濟社會耗水增長需求與區(qū)域水資源形勢的矛盾。
綜上所述,本情景中模擬的外調(diào)水方案,對于深層和淺層地下水超采、水系生態(tài)環(huán)境等問題都有較大改善,2030年基本能夠?qū)崿F(xiàn)既定環(huán)境保護目標,但對于入海水量的增加無明顯效果,河口生態(tài)環(huán)境不會因為南水北調(diào)工程而出現(xiàn)明顯改善。另一方面,本方案經(jīng)濟社會耗水量較現(xiàn)狀水平有了明顯提高,對于區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展有巨大的促進作用。
情景四:實施東中線調(diào)水高方案
本情景2010年和2030年南水北調(diào)工程調(diào)水規(guī)模分別為164.0億m3和249.0億m3,其中調(diào)入本流域單元的水量分別為69.0億m3和103.0億m3.在該調(diào)水規(guī)模,水資源開發(fā)利用過程中將完全停止深層和淺層地下水超采,另外仍需利用引江水置換出相關(guān)引黃水退還給黃河流域?;谏鲜銮疤釛l件,2010和2030年進入流域單元的水資源總量分別為488.0億m3和522.0億m3,比現(xiàn)狀平均水平高出14.0億m3和47億m3.
在這種調(diào)水規(guī)模下,2010年和2030年水系生態(tài)耗水量按水系生態(tài)環(huán)境保護目標要求,分別達到6.4億m3和13.2億m3,大大改善了水體生態(tài)系統(tǒng)狀況,到2030年基本上可以實現(xiàn)流域水系生態(tài)環(huán)境保護目標。另外,2010年和2030年入海水量分別為57.9億m3和53.1億m3,雖然較情景二和情景三略有增加,但由于經(jīng)濟用水的擠占,與1994~1999年平均入海量相比仍低20.5億m3和25.3億m3,可以看出這一規(guī)模的調(diào)水對于入海水量的增加依舊沒有明顯效果。陸地生態(tài)耗水與與無南水北調(diào)工程時沒有明顯差別。
本情景中2010年和2030年的經(jīng)濟社會耗水量分別為297.0億m3和337.0億m3,較1994~1999年的平均水平要高出14.0億m3和55.0億m3,2030年較比情景一高出17.0億m3,比情景二高出40.0億m3和60.0億m.依據(jù)前面研究結(jié)果顯示,在這一規(guī)模的調(diào)水情況下,海河流域2010年和2030年缺水率為6.8%和3.4%??梢钥闯觯纤闭{(diào)工程基本上能夠滿足區(qū)域經(jīng)濟社會耗水增長需求。
綜上所述,在高方案調(diào)水規(guī)模情景下,海河流域單元內(nèi)深層和淺層地下水超采問題基本得到解決,水系生態(tài)環(huán)境問題也有較大程度的改善,2030年基本能夠?qū)崿F(xiàn)既定環(huán)境保護目標,但對于入海水量的增加仍然沒有太大效果,河口生態(tài)環(huán)境不會因為南水北調(diào)規(guī)模的加大而出現(xiàn)明顯改善。另一方面,本情景經(jīng)濟社會耗水量較現(xiàn)狀水平有了很大程度的提高,基本能夠滿足經(jīng)濟社會耗水增長的需求,從而保障了區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,但與基本調(diào)水規(guī)模方案相比無大的差別。
4 結(jié)論
海河流域水資源短缺,由于經(jīng)濟發(fā)展對水的需求的壓力造成水資源開發(fā)利用過度。人類大規(guī)模的水資源開發(fā)利用使得流域天然水循環(huán)過程和狀態(tài)發(fā)生了很大變化,與之有關(guān)的水生態(tài)環(huán)境也發(fā)生了巨大改變。目前海河流域已經(jīng)出現(xiàn)了地面沉降、地裂、海水入侵、河道干涸、湖泊濕地萎縮消失、土地干燥沙化、河口生態(tài)環(huán)境退化、水質(zhì)污染等一系列與水有關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題。如果繼續(xù)延續(xù)現(xiàn)有的水資源開發(fā)利用方式,按照情景一的預測結(jié)果,海河流域的生態(tài)系統(tǒng)將遭受無法逆轉(zhuǎn)的損害,從而并發(fā)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展將不可持續(xù)問題。換一個角度來說,如果采取以生態(tài)環(huán)境保護為中心的水資源開發(fā)利用方式,在沒有外來水源的條件下,其結(jié)果必將如情景二所描述那樣,區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展因此受到極大制約,甚至有可能產(chǎn)生經(jīng)濟倒退現(xiàn)象,其前景也是不足取的。從情景一、二預測結(jié)果分析表明,如果沒有外來水源,海河流域今后的發(fā)展勢必陷入在經(jīng)濟和生態(tài)間進行兩難選擇的困境。
南水北調(diào)是構(gòu)筑我國黃淮海流域乃至整個北方地區(qū)社會可持續(xù)發(fā)展的水資源保障體系的有效途徑。工程在給城市供水的同時,由于大量地表水體進入流域以及人為的調(diào)控,將會使流域水循環(huán)過程發(fā)生了較大變化,從而改善與之使相關(guān)聯(lián)的水生態(tài)環(huán)境。情景三和情景四模擬了基本規(guī)模調(diào)水方案的情景,結(jié)果表明在實施南水北調(diào)工程條件下,區(qū)域內(nèi)一些比較突出的生態(tài)環(huán)境問題,如地面沉降、海水入侵等問題基本能夠得以控制,在一般情況下可保持大多數(shù)河道的最小基流和湖泊濕地水面面積,生物多樣性逐漸得到恢復。然而由于南水北調(diào)工程規(guī)模和目標限制,入海量僅能維持現(xiàn)狀水平,河口生態(tài)環(huán)境退化的趨勢難于抑制。由于入海流量無明顯變化,即河流的水環(huán)境容量沒有因為南水北調(diào)工程而有明顯增加,因此河流嚴重污染的現(xiàn)狀在本報告規(guī)劃規(guī)模下難以得到有效遏制。此外海河流域水土流失問題主要集中在山區(qū),與南水北調(diào)工程無直接聯(lián)系,因此流域水土流失在南水北調(diào)工程實施后仍沿現(xiàn)有趨勢發(fā)展。還需要指出的是,情景三和情景四在保障了一部分生態(tài)耗水需求條件下,經(jīng)濟社會耗水供需間仍存在一定缺口,總體缺水率都在10%以下,雖然情景四較情景三略好,但無明顯差別,社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展既定目標的實現(xiàn)基本上都有相應的保障。
從本次情景分析的模擬結(jié)果可以看出,南水北調(diào)工程整體上遏制了海河流域水生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢,使現(xiàn)狀較為突出的地下水位、河道、湖泊濕地等生態(tài)環(huán)境問題上有所改善,但水體污染、水土流失等問題基本沒有改善,海河流域的生態(tài)環(huán)境整體狀況仍不容樂觀。