黨麗娟

(1.國家發(fā)改委國土開發(fā)與地區(qū)經(jīng)濟研究所，北京 100038；2.中國宏觀經(jīng)濟研究院國土開發(fā)與地區(qū)經(jīng)濟研究所，北京 100038)

黃河流域作為我國重要的生態(tài)屏障和重要的經(jīng)濟地帶，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位。2019年9月18日，習(xí)近平總書記作出了加強黃河治理保護、推動黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重大部署。黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，與京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟帶發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)建設(shè)、長三角一體化發(fā)展一樣，是重大國家戰(zhàn)略。然而，黃河流域水資源嚴重短缺限制了流域的經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明安全。2018年黃河流域水資源總量僅占全國的2.6%，承擔了全國12.0%的人口和17.0%的耕地以及50多座大中城市的供水任務(wù)，流域水資源開發(fā)利用率高達80.0%，遠超一般流域40.0%生態(tài)警戒線，這使本就短缺的水資源更加捉襟見肘。因此，摸清現(xiàn)狀流域水資源開發(fā)利用情況，對比分析各地市用水水平，對提高各地市用水效率和節(jié)水水平，合理規(guī)劃人口、城市和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進而推動流域綠色高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)與評價指標

黃河流域流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東9個省區(qū)，涉及69個地區(qū)(州、盟、市)。2018年流域省份總?cè)丝?.2億，占全國30.3%；地區(qū)生產(chǎn)總值23.9萬億元，占全國26.5%。由于黃河流域流經(jīng)范圍較大，各地自然條件、資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的空間分異特征顯著，本研究采用省級、地區(qū)(州、盟、市)兩個尺度進行分級評價，評價范圍以行政界線為準。

本研究所采用的用水指標為人均綜合用水量、畝均灌溉用水量、萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量和居民生活用水量共5項指標，表征各個評價單元的用水水平。數(shù)據(jù)來源于1998—2018年《黃河水資源公報》以及各省相應(yīng)年份的《水資源公報》，部分缺失的數(shù)據(jù)通過各地統(tǒng)計年鑒、《中國水利統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》以及國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報補齊。本研究在時間序列層面選取了黃河流域各省1998—2018年的數(shù)據(jù)，以期評價各項指標的變化趨勢，空間分析層面選取了流域69個地區(qū)(州、盟、市)2010—2018年的數(shù)據(jù)，可為各地區(qū)提出因地制宜的水資源開發(fā)利用方式與節(jié)水策略。

2 黃河流域用水結(jié)構(gòu)的時空分異特征

2.1 黃河流域水資源現(xiàn)狀分析

2.1.1 水資源總量及時間變化趨勢

從水資源稟賦來看，黃河流域水資源較為貧乏，且以地表水資源為主。2017年黃河流域水資源總量為659.30億m3，占全國水資源量的2.60%，在全國七大江河中居第5位。1998—2018年間黃河流域水資源總量整體呈現(xiàn)出振蕩增加的趨勢。流域水資源總量從1998年的549.48億m3增至2018年的774.17億m3，年均增長率為1.15%。地表水資源量變化趨勢與之相一致，年均增長率為1.43%；相比地表水而言，地下水資源量保持較為穩(wěn)定的趨勢，年均增長率僅為0.51%。

2.1.2 水資源量的空間分布特征

黃河流域水資源總量的空間分布極不均勻，水資源總量在空間上呈現(xiàn)出由西向東遞減的趨勢?？臻g分布上，黃河流域地表水的空間分布與水資源總量的分布特征較一致，也表現(xiàn)出由西向東、上游至下游水量遞減的趨勢；而地下水的空間分布呈現(xiàn)出上游高、下游次高、中游低的分布特征。地下水資源量比較豐富的地區(qū)主要是沿河地區(qū)，包括流域上游的青海，四川阿壩、甘孜；中游的西安、寶雞、商洛，鄂爾多斯，山西省呂梁、晉中、臨汾、運城，以及河南省洛陽、三門峽等；下游的洛陽、新鄉(xiāng)，菏澤至濟南、德州等地區(qū)。

2.2 水資源利用的結(jié)構(gòu)分析

2.2.1 供用水量與供用水結(jié)構(gòu)

黃河流域以地表供水為主。2018年黃河流域的供水總量為395.60億m3，其中地表水、地下水、其他供水量分別占全流域總供水量的比重為66.63%、30.06%、3.31%。與其他流域相比，黃河流域地下水和其他水源的供水量占比相對較高。從時間變化趨勢上看，黃河流域供水量總體呈穩(wěn)定狀態(tài)，地表供水量變化趨勢與之一致，地下供水量基本維持穩(wěn)定，其他水源供水量保持小幅度增長的趨勢。具體來看，流域供水總量從1998年的497.12億m3增加至2018年的516.22億m3，年均增長0.19%，其中地表水供水量的比重從74.40%增至77.30%，地下水供水量的比重從25.60%降至22.70%。

黃河流域以農(nóng)業(yè)用水為主，工業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村人畜用水量的比重相對較小。具體來看，2018年黃河流域農(nóng)業(yè)用水量為273.20億m3，占流域總用水量的69.06%，遠高于世界發(fā)達國家農(nóng)業(yè)用水占全社會用水比重40%的水平，也高于發(fā)展中國家60%～65%的水平。工業(yè)用水量為56.80億m3，生活用水量為48.30億m3，生態(tài)環(huán)境用水量為17.30億m3，分別占用水總量的14.36%、12.21%、4.37%；相對于其他流域而言，黃河流域農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活和生態(tài)環(huán)境用水量分別占全國的比重為7.25%、4.44%、5.76%和10.69%，遠低于長江流域26.39%、56.69%、37.98%、14.76%的用水水平。

從1998—2018年用水結(jié)構(gòu)的變化來看(見表1)，農(nóng)業(yè)用水的比例總體下降了11.44%，主要減少的是地表水的利用量，比例下降了16.43%，地下水利用量增加了1.13%；工業(yè)用水、生活用水的比例均有所增加，增幅分別為0.41%和5.34%。其中，工業(yè)用水主要增加的是地表水，地下水利用量減少了8.53%。生活用水占地表水和地下水的比重均增加，增幅分別為5.90%、4.80%。

表1 1998—2018年黃河流域各部門用水量的變化情況 單位：億m3

總體來看，流域用水表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)用水減少、工業(yè)用水基本穩(wěn)定、居民生活用水和生態(tài)用水增加，其中農(nóng)業(yè)用水主要削減了地表水取水量。由于黃河流域水資源量有限，大部分地區(qū)水資源供給已近極限，且受到水資源分配方案的限制，無論地區(qū)的水資源需求多大，用水總量也無法繼續(xù)增長，這也是黃河流域用水量保持穩(wěn)定趨勢的原因。

2.2.2 各地用水量的時空變化特征

山東、內(nèi)蒙古、河南和寧夏是用水量相對較多的地區(qū)。從各地用水量的時間變化趨勢來看，黃河流域各省區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展程度、速度以及用水水平、水利工程及設(shè)施水平各異，導(dǎo)致各地用水結(jié)構(gòu)的變化。自“八七”分水方案實施以來，甘肅、寧夏實際耗水量年年超分配指標，內(nèi)蒙古、山東近10年來每年均超出年度分水指標10.00億m3以上。1998—2018年，山東、山西、河南等省份用水總量占比降低，寧夏、陜西、內(nèi)蒙古3省區(qū)用水總量占比增加。

從黃河流域各省份用水結(jié)構(gòu)的時間變化趨勢來看(見圖1)，農(nóng)業(yè)用水方面：大部分省份農(nóng)業(yè)用水占比均減少，其中山東、河南、內(nèi)蒙古降幅均高于20.00%，僅四川、甘肅農(nóng)業(yè)用水占比顯著增加，增幅分別為40.25%、16.28%。工業(yè)用水方面：工業(yè)用水占比減少的有甘肅、山西、青海、陜西等，甘肅減幅最大，為21.49%，其余3省份減幅均在4.00%以下；山東、內(nèi)蒙古、河南、四川的工業(yè)用水占比均小幅增加。生活用水方面：僅四川省比重減少，降低了44.08%，其余省份均增加，增幅較大的有河南、山東，增幅分別為19.51%、10.22%。

圖1 1998—2018年黃河流域各省份用水結(jié)構(gòu)比重的變化情況

國家將黃河流域高質(zhì)量發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，在國家主體水功能區(qū)格局變動以及建設(shè)水生態(tài)文明的背景下，流域經(jīng)濟社會在快速發(fā)展，即使目前的用水量保持較長時間的穩(wěn)定狀態(tài)，由于區(qū)域經(jīng)濟社會面臨高速、高質(zhì)量發(fā)展的背景，未來水資源的需求將進一步加大，經(jīng)濟社會、環(huán)境和生態(tài)之間的用水競爭更加激烈，水資源短缺的壓力還會有所增大，流域性整體水資源缺乏將是常態(tài)，這種并非均衡的水資源開發(fā)狀態(tài)將不可持續(xù)。

從用水量的現(xiàn)狀空間分布上看，流域用水量相對集中，主要分布在寧夏、內(nèi)蒙古、甘肅河套地區(qū)，如巴彥淖爾、鄂爾多斯、石嘴山、銀川、吳忠以及威武市等，以及下游沿黃地區(qū)。這兩個區(qū)域的用水量約占總用水量的68.00%；渭河、汾河流經(jīng)的西安、咸陽、渭南、運城、臨汾、太原等地用水量也相對較大。

由于黃河流域農(nóng)業(yè)灌溉方式以非充分灌溉為主，枯水年一般多采用地下水和水庫蓄水來滿足農(nóng)業(yè)用水。從地下水利用情況的空間分布看，黃河流域上游青海、寧夏、四川等地，寧蒙平原灌區(qū)及下游流域沿黃平原灌區(qū)，地下水資源量豐富，利用率較低，尚有較大開發(fā)潛力。而流域內(nèi)地下水利用率超過40%的城市共28個，占流域內(nèi)城市總數(shù)的40%，分布在黃河流域的中下游地區(qū)，如內(nèi)蒙古的烏蘭察布、鄂爾多斯，河南省的安陽、開封、鶴壁，山東淄博等城市。經(jīng)過地下水資源的長期過量開采，部分區(qū)域地下水水位持續(xù)下降，有的城市附近出現(xiàn)地下水漏斗和地面沉降現(xiàn)象。

根據(jù)2018年《黃河水資源公報》，山西、河南共有5個淺層地下水降落漏斗區(qū)，甘肅、寧夏和陜西共計有36個地下水超采區(qū)，均屬于中小型超采。西安、太原、洛陽、呼和浩特等市，地下水位逐年降低，形成了較大范圍的地下水漏斗。地下水超采嚴重的地區(qū)，一方面形成了大范圍地下水降落漏斗，產(chǎn)生一系列地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害；另一方面也在一定程度上襲奪地表水，對河川徑流產(chǎn)生很大影響，進一步加大了水資源安全保障的壓力。

從部門用水用途的空間差異來看，黃河流域用水主要以農(nóng)業(yè)灌溉為主，農(nóng)業(yè)用水地區(qū)差異較大成為流域上中下游用水量差異較大的主要原因?？傮w來看，黃河流域各地市(州)農(nóng)業(yè)用水比例為17.20%～93.95%。受到流域氣候條件、水資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、作物種植結(jié)構(gòu)等因素的影響，農(nóng)業(yè)用水占地區(qū)總用水量60%以上的地區(qū)(全國平均水平)主要有巴彥淖爾、吳忠、海南州、海北州、中衛(wèi)、武威、德州、石嘴山、黃南州、運城、白銀、臨夏州等地。根據(jù)《中國水利統(tǒng)計年鑒》，這些地區(qū)的農(nóng)田灌溉面積總計11314.94萬畝，占全流域灌溉面積的72.06%，灌溉用水量占全流域的78.05%；農(nóng)業(yè)用水占比低于40%的地區(qū)主要有榆林、銅川、晉城、萊蕪、西安、洛陽、三門峽、烏海、太原、鄭州、阿拉善盟、陽泉等地，其主要分布在中游地區(qū)，灌溉面積占全流域灌溉面積的7.00%，灌溉用水量僅占5.35%。

黃河流域工業(yè)用水量總體上較小。與全國平均水平相比，2018年黃河流域工業(yè)用水占流域用水總量的比重高于全國平均值的地級市數(shù)量共21個，占流域地級市總數(shù)的1/3，主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，如陽泉、晉城、洛陽、太原、淄博、三門峽、烏海、包頭、榆林等資源型城市和全國老工業(yè)基地，分布了大量煤化工、電力、鋼鐵等高耗水產(chǎn)業(yè)，是造成工業(yè)用水較為集中的重要原因。以內(nèi)蒙古為例，2001—2018年用水總量增長了8.00%，但工業(yè)用水量增長了89.00%。

黃河流域生活用水量總體上高于全國平均水平。2018年黃河流域生活用水占流域用水總量的比重高于全國平均值的地級市數(shù)量共39個，占流域地級市總數(shù)的55.70%，主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，如鄭州、太原、洛陽、西安等，這些地區(qū)大致可分為兩類，一類是省會或重要的經(jīng)濟城市，集聚人口數(shù)量較多，生活用水量較大；另一類是以農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)的地區(qū)，如阿壩州、甘孜州、果洛州以及玉樹等地。這些地區(qū)農(nóng)牧業(yè)發(fā)達，第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值占當?shù)谿DP的22.50%以上，工業(yè)需水量不大，因此生活用水量相對寬松。

2018年黃河流域生態(tài)需水占流域用水總量的比重高于全國平均值的地級市數(shù)量共35個，占流域地級市總數(shù)的1/2，主要分布在黃河流域中上游地區(qū)，如阿拉善盟、烏海、忻州、鄂爾多斯等，這些地區(qū)是我國主要的生態(tài)功能區(qū)所在地。

3 用水指標分析

從全流域的角度看，黃河流域各項用水指標中，除萬元GDP用水量85.69m3較全國66.80m3的平均水平偏多外，其余指標均優(yōu)于全國平均水平。具體而言，2018年黃河流域人均綜合用水量為419.24m3/人，略低于全國432.00m3/人的平均水平，但高于同屬資源型缺水的淮河流域和海河流域用水水平；實際灌溉畝均用水量、萬元工業(yè)增加值用水量顯著低于全國平均水平，相當于全國平均水平的63.00%。此外，黃河流域農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅0.490，低于全國0.554的平均水平，與發(fā)達國家0.700～0.800的系數(shù)差距很大，流域半數(shù)以上的水資源損失于渠道輸送過程中，也意味著黃河流域灌溉用水理論上仍有較大的節(jié)水空間。

從各項用水指標的時間變化趨勢來看，與2000年相比，黃河流域人均綜合用水量年均增長率為0.50%，高于全國0.03%的平均水平。萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量的年降低率分別高于全國11.56%、3.47%的平均水平，在各項指標中減少幅度和速率最為顯著。農(nóng)業(yè)實際灌溉畝均用水量減少了28.15%。城鎮(zhèn)人均生活日用水量年降低率為1.26%，表明了在人口不斷增長的趨勢下，城鎮(zhèn)居民節(jié)水水平有了一定程度地提升。

3.1 人均綜合用水量

人均綜合用水量的空間差異顯著，各地人均綜合用水量最高值為阿拉善盟的4558.94m3/人，最低值為陜西省榆林市的80.34m3/人，前者約為后者的57倍。人均綜合用水量是用水總量與總?cè)丝诘谋戎担蚴苋丝诿芏?、?jīng)濟結(jié)構(gòu)、作物組成、節(jié)水水平、氣候因素和水資源條件等多種因素的影響，各省級行政區(qū)的人均用水量差別很大。

3.2 畝均灌溉用水量

黃河流域畝均灌溉用水量水平為322.6m3/畝，低于全國449.0m3/畝的平均水平。從時間變化趨勢上來看，2000—2018年黃河流域畝均灌溉用水量的減少幅度差異較大，其中寧夏、山東、內(nèi)蒙古等省區(qū)的降幅介于34.00%～40.00%之間，年降低率均在2.30%左右，陜西、青海和四川省的年降低率僅為0.60%以下，與其他幾項用水指標相比，畝均灌溉用水量的變化率相對較小。

流域內(nèi)畝均灌溉用水量指標的空間差異顯著，總體表現(xiàn)出上游明顯高于下游地區(qū)。從省區(qū)來看，寧夏、青海的指標值較高，河南、山東、山西的指標值較低，2018年指標值最高的是寧夏722.2m3/畝，最低的是河南151.1m3/畝，兩者相差近5倍。各地畝均灌溉用水量最高值為海西州的730.0m3/畝，最低值為呂梁的51.0m3/畝，前者約為后者的14倍，低于全國平均水平365.0m3/畝的地市數(shù)量占流域的62.90%。這些明顯的地域差異主要源于各地區(qū)氣候、土壤、主要耕種作物需水量的不同，同時水利設(shè)施建設(shè)、灌溉技術(shù)及用水水平不同也是引起農(nóng)田灌溉畝均用水量差異的重要原因。

具體來看，寧夏灌區(qū)和河套灌區(qū)作為黃河流域兩個大的灌區(qū)，均地處干旱地區(qū)，降水量小，作物蒸散發(fā)能力大，耗水量也遠大于下游平原地區(qū)[1]。以灌溉農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，如海西州、巴彥淖爾、石嘴山、吳忠、中衛(wèi)等在上游地區(qū)，土地平整度較差，引水方便，大部分均采用大水漫灌、串灌等粗放的灌溉方式，尤其是寧夏、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)和下游引黃灌區(qū)更為嚴重，漫灌用水量占總灌溉用水量的80.00%左右。此外，流域內(nèi)節(jié)水灌溉的空間分布也不均衡，節(jié)水灌溉面積比例最高的是山西省，占51.52%，最少的是內(nèi)蒙古，占3.45%，因此畝均灌溉用水量明顯高于下游非引黃灌區(qū)。

此外，作物種植結(jié)構(gòu)的差異也影響用水量。寧夏、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)典型種植結(jié)構(gòu)是一年一熟，其中水稻需水定額較高，關(guān)中地區(qū)一年兩熟，水稻種植面積較少，所種植的夏玉米基本上不需要灌溉[2]。由此可見，氣候和蒸散發(fā)條件造成的灌溉定額高低不一是不可避免的，但種植結(jié)構(gòu)和用水水平、灌溉方式是可以選擇改變的，這也為黃河流域未來農(nóng)業(yè)節(jié)水提供了方向。

3.3 萬元GDP用水量

黃河流域萬元GDP用水量水平總體平均為85.69m3，用水量較全國萬元GDP用水量66.80m3的平均水平要大。流域內(nèi)萬元GDP用水量指標的空間差異顯著，從省域來看，山東、陜西和河南省指標值低于50.00m3，寧夏、甘肅和內(nèi)蒙古指標值均在100.00m3以上。2018年萬元GDP用水量最多的是甘肅136.19m3，最低的是山東27.81m3。流域內(nèi)各地市指標值的巨大差異同樣存在，萬元GDP用水量最少的是榆林市7.12m3，用水量最多的是巴彥淖爾627.97m3，兩者相差88倍。高于發(fā)達國家用水水平的地市數(shù)量占流域的41.40%，高于全國平均水平的地區(qū)占64.29%，低于流域平均水平的地區(qū)數(shù)量占比24.29%。

從變化趨勢來看，各省份年降低率均在10.00%以上，其中寧夏的年降低率最大，為14.94%，山西的年降低率最小，為10.72%。由此可見，流域內(nèi)萬元GDP用水水平較低的地市數(shù)量少，但指標值極低，拉低了流域整體水平?？臻g分布格局總體表現(xiàn)出中下游地區(qū)明顯高于上游地區(qū)，這種差異主要受自然資源條件、經(jīng)濟社會發(fā)展水平和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響[3]，黃河流域大部分地市農(nóng)業(yè)占比較高，工業(yè)用水較為粗放，同時也反映部分地方節(jié)水工作存在較大差距，節(jié)水還有很大潛力。

黃河流域萬元工業(yè)增加值用水量水平為25.96m3，優(yōu)于全國41.3m30的平均水平，已達到發(fā)達國家的用水水平。流域內(nèi)各地市指標值差異巨大，各地萬元工業(yè)增加值用水量少的為榆林、呂梁市，分別為3.23m3、2.29m3，多的為玉樹208.00m3、威武94.60m3。近68.60%的地市萬元GDP用水量少于流域平均水平，主要分布在太原城市群、呼包鄂榆地區(qū)、中原經(jīng)濟區(qū)、關(guān)中—天水地區(qū)、蘭州—西寧地區(qū)、寧夏沿黃地區(qū)等，這些地市是我國重要的資源和能源基地，工業(yè)結(jié)構(gòu)以高耗水工業(yè)比重偏大為主要特征，而工業(yè)用水水平較高，用水相對節(jié)約。

從時間變化趨勢上來看，2000—2018年黃河流域萬元工業(yè)增加值減少幅度均在90.00%左右，其中青海、山西、寧夏、甘肅等省份的年降低率均在15.00%左右，其余省份年降低率也在10.00%以上，可見萬元工業(yè)增加值用水量減少幅度巨大，這與我國實行最嚴格的水資源管理制度關(guān)系密切[4]，通過合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，推廣先進節(jié)水技術(shù)工藝，流域內(nèi)工業(yè)用水水平得到了極大的提高，未來工業(yè)節(jié)水的方向應(yīng)是提高工業(yè)重復(fù)水利用率、減少工業(yè)廢水排放等。

3.4 居民生活用水量

黃河流域城鎮(zhèn)居民生活用水量水平為126.53m3/人，遠低于全國225.00m3/人的平均水平。2000—2018年居民生活日用水量的年均增長率為0.15%。分省區(qū)來看，除內(nèi)蒙古有所減少外，其他省份均表現(xiàn)出增長趨勢，其中陜西、山西的年均增長率最高，青海、甘肅最低。從地市的水平來看，流域內(nèi)各地城鎮(zhèn)居民生活用水量較高的有濟源、鄭州、吳忠、西安、石嘴山，均在200.00m3/人以上，主要以流域中下游地區(qū)省會城市為主；較低的有沂州、玉樹、果洛、甘孜、晉中等，主要分布在流域上游青海、四川、內(nèi)蒙古和山西等地，用水量均在70.00m3/人以下，極值相差約3倍，城鎮(zhèn)化建設(shè)和居民生活水平的地域差異造成了居民生活用水量的區(qū)域差異[5]。

總體來看，除農(nóng)村居民日生活用水量是在穩(wěn)定增加以外，其余用水指標均在減少。萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量減少的幅度最大，其次是畝均灌溉用水量和人均綜合用水量。究其原因，萬元GDP用水量減少主要是第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的原因；萬元工業(yè)增加值用水量顯著減少，除剝離農(nóng)業(yè)用水影響外，也得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的升級換代，以及工業(yè)節(jié)水力度不斷加強等因素；畝均灌溉用水量雖有所減少，但幅度不大，也說明目前流域農(nóng)業(yè)節(jié)水空間有限[6]；城鎮(zhèn)生活水平提高而人均生活用水量基本穩(wěn)定，反映出生活節(jié)水取得成效，農(nóng)村人均生活用水量不斷上升，與農(nóng)村的生活水平與收入水平的增加有關(guān)。

4 水資源的開發(fā)利用

本研究采用“水資源利用率”(the utilization ratio of water resources)概念[7]來表征一個流域或區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用程度的總體情況，表示為流域內(nèi)地表水和地下水總供水量占該范圍內(nèi)總水資源量的百分比，該指標計算過程中不包含調(diào)入該范圍內(nèi)的供水量和水資源量。以黃河流域為整體來計算，2017年黃河流域地表水開發(fā)利用率高達71.60%，遠遠超過國際公認的40.00%的水資源開發(fā)生態(tài)警戒線，與國內(nèi)外大江大河相比，水資源利用程度屬較高水平。

從流域內(nèi)部分省區(qū)來看，2017年青海、四川、陜西的水資源利用率分別為3.27%、10.80%和20.22%，低于國際上公認的地表水合理開發(fā)利用程度30.00%；甘肅、河南、山西、內(nèi)蒙古4省區(qū)的水資源利用率分別為46.97%、54.03%、54.30%和59.54%，均低于70.00%的開發(fā)利用水平；而山東省水資源利用率為89.01%，已面臨水資源嚴重短缺和生態(tài)惡化等問題；寧夏水資源利用率遠超過100%，為極限利用區(qū)，需要通過超采地下水或從黃河引水來滿足用水需求。據(jù)2018年《寧夏水資源公報》，黃河水占地區(qū)總供水量的88.05%，同時全區(qū)用水管理較為粗放，用水效率較低，導(dǎo)致全區(qū)大部分地區(qū)都面臨著非常高的供水壓力。

分地級市來看，流域內(nèi)部水資源利用率的空間差異特征顯著。水資源處于極限利用的城市最多，此類城市數(shù)量占全流域地市的比重為37.14%，水資源處于低度利用的地區(qū)數(shù)量位居第二，占比30.00%，大部分位于黃河上游地區(qū)；具體來看，水資源利用率低于30.00%的地區(qū)，包括青海、四川、甘肅固原以南地區(qū)、陜西榆林、山西晉城以及河南商洛，這些地區(qū)河流健康程度較高，主要是黃河流域上游地區(qū)；水資源的開發(fā)利用處于合理范圍內(nèi)的地區(qū)，即水資源利用率低于40.00%，包括西寧、銅川、三門峽、沂州、長治；而利用率超過70.00%的地區(qū)，主要分布在中下游地區(qū)，包括鄂爾多斯、烏蘭察布、臨汾、晉中、陽泉，以及山東泰安以北地區(qū)；水資源利用率超過100%的地區(qū)，處于極限短缺狀態(tài)，包括寧夏銀川、吳忠、烏海、巴彥淖爾、包頭、大同、太原、咸陽、以及河南大部分地區(qū)以及山東德州、聊城、菏澤等地，見圖2。

圖2 黃河流域水資源利用率的空間分布此圖根據(jù)國家測繪地理信息局標準地圖(審圖號：GS(2019)1827號)繪制

5 結(jié)論與啟示

5.1 結(jié)論

a.黃河流域水資源較為貧乏，且以地表水資源量為主，在空間上呈現(xiàn)出由西向東、上游至下游水量遞減的趨勢。流域以地表供水為主，農(nóng)業(yè)用水是大戶，占流域總用水量的69.06%。1998—2018年用水趨勢表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)用水減少、工業(yè)用水基本穩(wěn)定、居民生活用水和生態(tài)用水增加的特征。其中，農(nóng)業(yè)用水主要減少的是地表水的利用量，工業(yè)用水以增加地表水利用量、削減地下水利用量為主要特征。分省來看，山東、山西、河南、四川、甘肅、青海等省份用水總量比重有所降低，寧夏、陜西、內(nèi)蒙古有所增加。

b.流域的用水量集中分布在寧夏、內(nèi)蒙古河套地區(qū)。上游青海、寧夏、四川等地，地下水資源利用率較低，尚有較大開發(fā)潛力。農(nóng)業(yè)用水占比較高的地區(qū)主要有巴彥淖爾、吳忠、海南州、武威、德州等地，占比低于40.00%的地區(qū)主要有榆林、銅川、晉城、西安、洛陽、三門峽、太原、鄭州等地，主要分布在中游地區(qū)；工業(yè)用水占比較高的地區(qū)主要分布在陽泉、晉城、太原、烏海、包頭、榆林等資源型城市和全國老工業(yè)基地；生活用水占比較高的地區(qū)主要分布在黃河流域中下游地區(qū)，主要以省會或重要的經(jīng)濟城市或農(nóng)牧業(yè)發(fā)達的城市為主；生態(tài)需水占比較高的地區(qū)主要分布在黃河流域中上游地區(qū)，如阿拉善盟、烏海、鄂爾多斯等，是我國主要的生態(tài)功能區(qū)所在地。

c.用水指標方面，黃河流域各地市萬元GDP用水量平均水平為85.69m3，較全國平均水平偏大。除農(nóng)村居民日生活用水量穩(wěn)定增加以外，其余用水指標均在減少，流域萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量減少的幅度最大。水資源利用率方面，黃河流域地表水開發(fā)利用率高達71.60%，屬較高水平。水資源低度利用區(qū)主要包括青海、四川省大部分地區(qū)、固原以南地區(qū)、榆林、晉城以及商洛等地；適度和飽和利用區(qū)包括西寧、銅川、三門峽、沂州、長治；重度利用區(qū)主要分布在中下游地區(qū)，包括鄂爾多斯、烏蘭察布、臨汾、晉中、陽泉，以及山東泰安以北地區(qū)；極限利用區(qū)占比最高，包括銀川、吳忠、烏海、巴彥淖爾、包頭、大同、太原、咸陽、以及河南大部分地區(qū)以及山東德州、聊城、菏澤等地。

5.2 啟示

考慮到未來黃河流域高質(zhì)量發(fā)展、重要城市群和經(jīng)濟區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展等因素，在各類功能區(qū)的保護與發(fā)展的前提下，未來流域各部門的需水量必將處于長期增長的趨勢。而受到自然條件、經(jīng)濟發(fā)展水平等條件的限制，流域的供水量也將繼續(xù)維持在現(xiàn)有的穩(wěn)定水平，那么流域的水資源供需矛盾將進一步激化。

從流域的水資源開發(fā)利用分析結(jié)果中可知，在國家最嚴格的水資源管理制度下，得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的升級換代，以及工業(yè)節(jié)水力度不斷加強等因素，流域萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量大幅度降低，已經(jīng)低于全國的平均用水水平，有的地區(qū)甚至低于發(fā)達國家的用水水平，表明通過合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)，推廣先進節(jié)水技術(shù)工藝，流域內(nèi)工業(yè)用水水平能夠得到極大的提高，未來工業(yè)節(jié)水的方向應(yīng)是提高工業(yè)重復(fù)水利用率、減少工業(yè)廢水排放等。農(nóng)業(yè)方面，畝均灌溉用水量雖有所減少，但幅度不大，說明目前流域農(nóng)業(yè)節(jié)水空間有限，流域未來農(nóng)業(yè)節(jié)水方向則應(yīng)將改變種植結(jié)構(gòu)和灌溉方式，提升灌溉設(shè)施與用水水平等作為重點。