嘉 賓：趙 勇 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所副所長(zhǎng) 正高級(jí)工程師

陸垂裕 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所地下水室主任 正高級(jí)工程師

何 鑫 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所 正高級(jí)工程師

劉 蓉 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所 博士研究生

劉 淼 河北省水利科學(xué)研究院 高級(jí)工程師

主持人：董林玥 中國(guó)水利雜志記者

一位瑞士地下水專家曾說(shuō)：“華北平原地下水超采的量，大到可以從衛(wèi)星上監(jiān)測(cè)到?！碑?dāng)時(shí)的他可能預(yù)料不到，近年來(lái)中國(guó)正以前所未有的力度和舉措持續(xù)治理地下水超采。2019 年，水利部、財(cái)政部、發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合印發(fā)《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動(dòng)方案》，提出“一減、一增”綜合治理措施，系統(tǒng)推進(jìn)華北地區(qū)地下水超采治理。2021 年，《地下水管理?xiàng)l例》正式施行，瞄準(zhǔn)地下水超采和污染兩大突出問題，作出系統(tǒng)安排和剛性約束。隨著河湖生態(tài)補(bǔ)水、農(nóng)業(yè)節(jié)水等治理實(shí)踐不斷深入推進(jìn)，看不見的地下水，正在被看見。我們看見更多泉眼復(fù)涌，看見“華北明珠”白洋淀重現(xiàn)碧波蕩漾，看見永定河和京杭大運(yùn)河百年來(lái)的首次“歷史交匯”……河湖復(fù)蘇之下，正是涌動(dòng)的地下水。

為持續(xù)鞏固拓展治理成效，2023 年全國(guó)水利工作會(huì)議提出實(shí)施《華北地區(qū)地下水超采綜合治理實(shí)施方案（2023—2025 年）》。地下水從超采減緩到采補(bǔ)平衡，再回歸到系統(tǒng)健康的狀態(tài)，是一個(gè)持續(xù)而漫長(zhǎng)過(guò)程。如何更加科學(xué)有力有效地開展治理工作，面臨一系列需要回答的重大科技問題。在“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“京津冀水資源安全保障技術(shù)研發(fā)集成與示范應(yīng)用”等重大科研項(xiàng)目的支持下，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所副所長(zhǎng)趙勇及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，開展華北地區(qū)地下水治理關(guān)鍵問題研究，并長(zhǎng)期跟蹤評(píng)估治理成效，目前已取得系列成果。本期特別邀請(qǐng)趙勇及團(tuán)隊(duì)成員做客《對(duì)話》，探尋華北地區(qū)地下水超采治理背后的科學(xué)邏輯，聽他們講述華北河湖復(fù)蘇之下的涌動(dòng)。

中國(guó)水利：華北地區(qū)是我國(guó)小麥、玉米等糧食作物主產(chǎn)區(qū)，也是缺水最嚴(yán)重地區(qū)。20 世紀(jì)70 年代以來(lái)，由于人口增加、機(jī)井灌溉發(fā)展以及城市化進(jìn)程推進(jìn)等，華北地區(qū)大規(guī)模開發(fā)利用地下水，隨后形成地下水漏斗，引發(fā)了一系列生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題。如今，國(guó)家正采取一系列綜合措施治理地下水超采問題。改善并恢復(fù)地下水狀況，首先需要了解過(guò)去，解決“從哪兒來(lái)”的問題。請(qǐng)問在地下水大規(guī)模開發(fā)利用前，華北地區(qū)歷史常態(tài)淺層地下水水位是多少？

趙 勇：受觀測(cè)資料限制，過(guò)去研究討論華北地區(qū)淺層地下水水位，通常認(rèn)為20 世紀(jì)60 年代的數(shù)據(jù)可基本代表歷史常態(tài)情況下淺層地下水水位。但根據(jù)長(zhǎng)序列降雨監(jiān)測(cè)資料，20 世紀(jì)50—60 年代是華北地區(qū)的豐水期，這一時(shí)期年均降雨量約610 mm，超過(guò)多年平均降雨量15%。因此，豐水年份還不能反映華北地區(qū)歷史常態(tài)下的地下水水位。

先看這兩張圖，第一張圖1（a），源于1948 年北京大學(xué)出版社出版的《華北之農(nóng)業(yè)（四）—以水為中心的華北農(nóng)業(yè)》，書中記載了1945 年左右北京市、天津市、河北省和山東省97 眼淺層地下水埋深，這是可查詢到的最早的華北地區(qū)淺層地下水埋深系統(tǒng)觀測(cè)資料，其中華北地區(qū)平均埋深為5.4 m，山前平原普遍埋深為6～8 m，最大埋深達(dá)到8.95 m。第二張圖1（b），是根據(jù)《華北平原地下水可持續(xù)利用圖集》等資料繪制的，1959年華北地區(qū)平均地下水埋深為3.9 m，中東部平原區(qū)埋深小于3 m，山前沖洪積扇區(qū)域?yàn)?～5 m，山區(qū)邊緣局部地區(qū)可達(dá)5～10 m。

可以看出，1945 年華北地區(qū)淺層地下水埋深明顯大于1959 年，與20 世紀(jì)60 年代相比，1945 年地下水開發(fā)利用更為有限，更接近于正常降水年份淺層地下水水位，基本可以反映華北地區(qū)歷史常態(tài)下、沒有大規(guī)模農(nóng)業(yè)取用地下水時(shí)期的地下水埋深情況。

此外，研究還將1980 年地下水埋深與1945 年進(jìn)行對(duì)比分析。華北地區(qū)20世紀(jì)80年代淺層地下水平均埋深為5.5 m（圖1（c）），呈現(xiàn)從山前平原向?yàn)I海區(qū)逐漸減小趨勢(shì)，中東部平原埋深普遍為2～6 m，與1945 年埋深分布較為接近。但是山前平原最大埋深已經(jīng)達(dá)到13.8 m，出現(xiàn)了明顯的地下水漏斗區(qū)，地下水開發(fā)利用的影響已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。

圖1 華北地區(qū)不同歷史時(shí)期淺層地下水埋深

中國(guó)水利：華北是我國(guó)乃至全世界地下水超采最嚴(yán)重地區(qū)之一，形成了大面積地下水漏斗，一度引發(fā)地面沉降、海水入侵等問題。這些年華北地區(qū)的地下水超采量是多少？通過(guò)治理又能恢復(fù)或填補(bǔ)多少地下水量？

趙 勇：地下水超采，是由于不合理的開發(fā)利用，使得地下水系統(tǒng)的資源、生態(tài)、環(huán)境等功能遭到破壞，并引發(fā)了一系列不良影響。根據(jù)地下水埋藏條件，可將地下水超采劃分為淺層和深層地下水超采。

對(duì)于淺層地下水超采量，常用的計(jì)算方法為“水位動(dòng)態(tài)法”，根據(jù)淺層地下水水位下降造成的地下水儲(chǔ)量虧空估算超采量。但水位下降不一定會(huì)破壞生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，甚至可能產(chǎn)生有利影響，如鹽漬化防治，傳統(tǒng)方法將這部分開采量也計(jì)算為超采量，存在不合理之處。所以我們對(duì)這種研究方法進(jìn)行了改進(jìn)：建立地下水生態(tài)地質(zhì)環(huán)境健康約束的臨界水位埋深來(lái)判斷區(qū)域是否發(fā)生地下水超采，認(rèn)為當(dāng)淺層地下水水位低于生態(tài)健康地下水水位下限后，年際間水位下降造成的地下水儲(chǔ)存量減少量為淺層超采量。據(jù)此估算，華北地區(qū)1959—2020 年累計(jì)淺層地下水超采量為869億m3。華北地區(qū)淺層地下水循環(huán)條件較好，可更新速度快，淺層地下水水位回升后，資源量基本可恢復(fù)。

對(duì)于深層地下水超采量，從水資源屬性來(lái)看，構(gòu)成深層地下水開采量的越流補(bǔ)給量和側(cè)向徑流補(bǔ)給量為可更新的補(bǔ)給資源量，因此研究認(rèn)為深層地下水超采量?jī)H包括動(dòng)用儲(chǔ)存資源量的彈性壓密釋水量和非彈性壓密釋水量。深層壓密釋水量約等于引發(fā)的地面沉降體積，根據(jù)監(jiān)測(cè)的地面沉降量，估算出截至2020年華北地區(qū)累計(jì)深層地下水超采量為756億m3。與淺層地下水相比，深層地下水可恢復(fù)性和可更新能力較差，尤其深層地下水開采造成的地面沉降絕大部分是由不可恢復(fù)的黏土層骨架壓密釋水引起的，這部分非彈性的壓密釋水量在未來(lái)水位回升后也很難得到恢復(fù)，會(huì)導(dǎo)致深層地下水儲(chǔ)量永久性損失?；谔郴行?yīng)力原理，我們研究建立了一維非線性壓密釋水?dāng)?shù)值模型，模擬深層承壓含水層系統(tǒng)壓密釋水過(guò)程，計(jì)算了非彈性壓密釋水量，發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)深層地下水超采已累計(jì)造成不可恢復(fù)儲(chǔ)量558 億m3，占深層地下水超采量的74%。

綜合淺層、深層超采量計(jì)算結(jié)果，華北地區(qū)1959—2020年地下水累計(jì)總超采量為1625億m3，其中可恢復(fù)的地下水超采量為1067億m3，包括869億m3淺層和198億m3深層可恢復(fù)超采量，這是今后華北地區(qū)地下水超采治理需要并且應(yīng)該能夠填補(bǔ)的虧空量。

中國(guó)水利：根據(jù)地下水水位變化及模型模擬，計(jì)算了華北地區(qū)地下水超采量。那么導(dǎo)致華北地區(qū)地下水水位變化或者地下水超采的原因是什么？

劉 蓉：自然條件下，地下含水層是一個(gè)補(bǔ)給和排泄動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程；受到人類活動(dòng)影響，地下水補(bǔ)給和排泄通量都會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)排泄量大于補(bǔ)給量時(shí)就會(huì)出現(xiàn)地下水超采問題。影響華北地區(qū)地下水補(bǔ)給和排泄通量的主要因素包括地下水開采量、降雨量、山丘區(qū)來(lái)水量和外調(diào)水量等。我們研究分析了1959 年以來(lái)這四大因素的變化態(tài)勢(shì)，評(píng)價(jià)了四大因素變化對(duì)1959 年以來(lái)淺層地下水水位變化的影響（圖2）。

圖2 影響華北地區(qū)地下水水位變化的主要因素及貢獻(xiàn)量

2014 年超采治理之前，山前平原淺層地下水水位年均下降0.45 m，這一時(shí)期地下水水位下降主要是由于開采量增加、山區(qū)來(lái)水量大幅度減少，導(dǎo)致地下水排泄量增加而地下水補(bǔ)給量減少。其中，開采量增加導(dǎo)致地下水水位平均每年下降0.24 m，山區(qū)來(lái)水減少造成地下水水位平均每年下降0.22 m。

2014 年以后，山前平原區(qū)淺層地下水水位整體仍處于下降狀態(tài)，但年均水位下降速度較1980—2013 年減緩0.23 m/a，其中引江、引黃等外調(diào)水量增加使得水位下降速度相比治理前減緩了0.17 m/a。

總體來(lái)看，不合理的地下水開采是造成地下水水位持續(xù)下降的根本原因，2014 年超采治理實(shí)施后，地下水開采量有所減少，但對(duì)地下水水位下降的貢獻(xiàn)依然很大。山區(qū)來(lái)水減少，一直是被忽視的導(dǎo)致地下水水位下降的重要因素，其對(duì)地下水水位下降的貢獻(xiàn)僅次于地下水開采量。山區(qū)來(lái)水減少主要有兩方面原因：一是山區(qū)土地利用、植被覆蓋率變化等造成產(chǎn)流減少；二是水庫(kù)攔蓄等作用使得進(jìn)入平原區(qū)的地表徑流量大幅度減少。近年，外調(diào)水量的大幅度增加，使得部分地區(qū)的地下水水位止跌回升，才整體扭轉(zhuǎn)了地下水水位持續(xù)下降的態(tài)勢(shì)。

中國(guó)水利：隨著地下水超采綜合治理的持續(xù)開展，華北地下水水位下降的態(tài)勢(shì)得到初步遏制。水位過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，那么華北地區(qū)生態(tài)健康地下水水位目標(biāo)是多少？

趙 勇：實(shí)現(xiàn)地下水采補(bǔ)平衡，是階段性目標(biāo)；填補(bǔ)歷史虧空，讓地下水水位恢復(fù)到生態(tài)健康水平才是長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。華北地區(qū)作為強(qiáng)人類活動(dòng)典型區(qū)域，地下水水位修復(fù)目標(biāo)不僅需要考慮生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，還需要考慮城市建筑物安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等問題。

我們綜合考慮保障城市建筑物安全、遏制海水入侵、避免鹽漬化、維持植被健康、維護(hù)河湖補(bǔ)排健康、提供資源最大補(bǔ)給和調(diào)蓄地下水庫(kù)等7 種地下水功能，采用統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)踐調(diào)查、機(jī)理研究等方法，對(duì)各功能型生態(tài)健康地下水水位臨界閾值進(jìn)行量化，進(jìn)一步統(tǒng)籌了山前—中部—濱海平原、城市—非城市區(qū)以及徑流補(bǔ)給區(qū)六大空間分區(qū)，建立了兼顧地下水多功能屬性的空間分布式生態(tài)健康地下水水位量化方法。

華北地區(qū)淺層地下水生態(tài)健康地下水埋深上限和下限空間分布如圖3所示，其中上限平均埋深為4.5 m，下限平均埋深為6.5 m?？梢园l(fā)現(xiàn)，華北地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深分布具有顯著的空間差異性，從東部沿海向內(nèi)陸地區(qū)，埋深逐漸增大，東部沿海地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深為0～2 m，中部平原區(qū)大部分為3～5 m，山前平原區(qū)為8～20 m，城區(qū)所在區(qū)域?yàn)?～10 m。

中國(guó)水利：可以看出，生態(tài)健康地下水水位不僅是地下水水位修復(fù)的目標(biāo)，也是對(duì)現(xiàn)狀地下水水位健康程度診斷的重要依據(jù)。華北地區(qū)現(xiàn)狀地下水水位距離生態(tài)健康地下水水位還差多少？

趙 勇：由于歷史欠賬巨大，華北地區(qū)距離恢復(fù)到生態(tài)健康地下水水位仍有較大差距。我們研究將華北地區(qū)現(xiàn)狀2021 年年底地下水埋深（圖4（a））與生態(tài)健康地下水埋深（圖3）進(jìn)行比較，診斷地下水的健康狀態(tài)。根據(jù)超采程度劃定治理等級(jí)（圖4（b）），分為重度超采區(qū)、中度超采區(qū)、一般超采區(qū)和采補(bǔ)平衡區(qū)。

圖3 華北地區(qū)生態(tài)健康地下水埋深空間分布圖

圖4 華北地區(qū)現(xiàn)狀水位與生態(tài)健康水位差值

一是重度超采區(qū)。現(xiàn)狀地下水埋深低于生態(tài)健康埋深20 m 以下的區(qū)域，占總面積13.8%，其中低于生態(tài)健康埋深30 m 以下的區(qū)域占總面積4.7%，部分地區(qū)現(xiàn)狀地下水埋深較生態(tài)健康地下水下限埋深差距高達(dá)60 m。這些區(qū)域是地下水超采綜合治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)區(qū)域，需要多措并舉，建立長(zhǎng)效的治理保護(hù)機(jī)制，盡快扭轉(zhuǎn)地下水水位下降趨勢(shì)。

二是中度超采區(qū)。地下水埋深低于生態(tài)健康地下水下限埋深10～20 m 的區(qū)域，主要位于保定、石家莊、邢臺(tái)、邯鄲、安陽(yáng)等山前平原一帶，占總面積14.2%，這些區(qū)域地下水現(xiàn)狀埋深同樣不容樂觀，應(yīng)嚴(yán)格限制地下水開采。

三是一般超采區(qū)。地下水埋深低于生態(tài)健康地下水下限埋深0～10 m，主要位于廊坊、衡水、德州等中部平原一帶，占總面積38%，這些區(qū)域應(yīng)適當(dāng)減少地下水開采，保證地下水水位穩(wěn)步回升。

四是采補(bǔ)平衡區(qū)。地下水埋深處于健康地下水埋深上下限范圍之內(nèi)，主要位于天津、滄州、濱州等環(huán)渤海一帶，占總面積34%，是較為理想的地下水埋深。相比超采治理前，2021 年采補(bǔ)平衡區(qū)占比已經(jīng)由2014 年的23%增加到34%。

中國(guó)水利：華北地區(qū)地下水超采治理，任重而道遠(yuǎn)。農(nóng)業(yè)是地下水的“用水大戶”，不少地方采取了一系列農(nóng)業(yè)節(jié)水壓采措施，比如調(diào)整種植模式、休耕、退耕還林還濕、農(nóng)藝節(jié)水等。那么節(jié)約下來(lái)的水就是減少的開采量嗎？田間節(jié)水的真實(shí)地下水壓采效率是多少呢？

何 鑫：農(nóng)業(yè)灌溉是華北地區(qū)地下水超采的重要原因。灌溉方式的改變不僅影響地下水開采量，也會(huì)通過(guò)影響土壤水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程，進(jìn)而影響地下水入滲補(bǔ)給量，但規(guī)劃的地下水壓采能力及效果評(píng)估中，一般認(rèn)為農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的壓采能力就等于減少的地下水開采量，沒有考慮地下水回歸量的影響。

為了評(píng)價(jià)節(jié)水灌溉的地下水真實(shí)壓采效率，研究設(shè)置了“雨養(yǎng)”和“灌溉”兩種水分處理?xiàng)l件，進(jìn)行大田試驗(yàn)對(duì)比，并采用數(shù)學(xué)模擬的方法進(jìn)行分析。

研究發(fā)現(xiàn)，灌溉活動(dòng)明顯改變農(nóng)田土壤水分剖面的分布結(jié)構(gòu)，使得夏季集中降水來(lái)臨前土壤含水量維持在較高水平，為汛期降水入滲補(bǔ)給奠定了良好的前期土壤含水量條件。與雨養(yǎng)處理相比，開采324 mm/a的地下水用于灌溉，會(huì)促進(jìn)113 mm/a 的地下水補(bǔ)給，地下水真實(shí)消耗量為211 mm/a。這就意味著，減少324 mm/a 的地下水開采，只能減少211 mm/a 的真實(shí)壓采量。這說(shuō)明，地下水開采量的減少，并不等于全部地下水壓采量，扣除由于灌溉促進(jìn)的地下水入滲補(bǔ)給量，才是真實(shí)的地下水壓采量。

中國(guó)水利：近年，水利部系統(tǒng)推進(jìn)華北地區(qū)地下水超采治理，統(tǒng)籌調(diào)度南水北調(diào)中線一期工程等，持續(xù)開展華北地區(qū)河湖生態(tài)補(bǔ)水。如何看待目前的治理效果？

陸垂裕：近年，我國(guó)高度重視華北地區(qū)地下水超采問題，采取了一系列重大舉措。早在2014 年，財(cái)政部、水利部等四部委在河北省啟動(dòng)了全國(guó)首個(gè)省級(jí)地下水超采綜合治理試點(diǎn)；2018 年，將治理范圍進(jìn)一步擴(kuò)大到山東、山西、河南三省；再到2019 年，以更大的力度持續(xù)開展地下水超采綜合治理。

為客觀評(píng)價(jià)2014—2020 年地下水超采治理效果，研究采用了中國(guó)水利水電科學(xué)研究院完全自主研發(fā)的分布式地表-地下水耦合模擬模型MODCYCLE，通過(guò)設(shè)置有和無(wú)超采綜合治理兩種情景，精細(xì)化模擬評(píng)價(jià)京津冀平原區(qū)地下水壓采效果。通過(guò)有和無(wú)超采綜合治理情景對(duì)比分析，結(jié)果顯示：有超采綜合治理情景下，淺層地下水補(bǔ)給量相比無(wú)超采綜合治理情景每年增加10.06 億m3，主要來(lái)自地表水體的滲漏補(bǔ)給，而排泄量減少8.23 億m3；深層地下水補(bǔ)給量相比無(wú)超采綜合治理情景每年減少3.22 億m3。補(bǔ)給量減小主要是因?yàn)樵诔删C合治理情景下，深層地下水水位發(fā)生回升，淺層越流補(bǔ)給量減少；因?yàn)殚_采量減小，深層排泄量相比無(wú)超采綜合治理情景每年減少8.63 億m3。由于補(bǔ)排通量發(fā)生變化，有綜合治理與無(wú)綜合治理相比較，京津冀平原區(qū)每年減少23.70 億m3的地下水超采量，淺層地下水水位每年少下降/回升0.24 m，深層地下水水位每年少下降/回升0.54 m。

中國(guó)水利：2021年海河流域年降雨量高達(dá)838 mm，比多年平均偏多59%，華北地區(qū)迎來(lái)特大豐水年。這場(chǎng)“特大豐水”對(duì)地下水水位回升貢獻(xiàn)有多大？

劉 淼：從地下水水位變化角度來(lái)看，華北地區(qū)地下水超采態(tài)勢(shì)得到了明顯遏制，深、淺層地下水水位整體回升明顯。但是，地下水水位變化是補(bǔ)給和排泄兩方面共同作用的結(jié)果。為了分析2021 年特大豐水年對(duì)地下水水位回升貢獻(xiàn)，研究采用了MODCYCLE 模型，設(shè)置了兩種模擬情景對(duì)比分析，一種是2021 年實(shí)際降水情況，另一種是假定2021 年為平水年（降雨量533 mm）的情況。

通過(guò)比較兩種情景的模擬仿真結(jié)果，由于2021年實(shí)際降雨貢獻(xiàn)，華北地區(qū)淺層地下水水位多回升了1.74 m（圖5（a）），深層地下水水位多回升了2.86 m（圖5（b）），其中河北省淺層、深層水位分別多回升1.85 m和3.09 m。

圖5 京津冀平原區(qū)2021年特大豐水年與等效平水年地下水水位差

中國(guó)水利：地下水資源是水資源的重要組成。我們了解到，過(guò)去幾十年，海河流域水資源急劇衰減，那衰減了多少水量？這些水量去哪兒了？海河流域水資源未來(lái)將如何演變？是否會(huì)持續(xù)影響地下水超采治理？

趙 勇：水資源是在水循環(huán)轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的，在氣候變化和強(qiáng)烈人類活動(dòng)影響下，海河流域水循環(huán)發(fā)生了顯著變異，突出表現(xiàn)在平原區(qū)地下水超采形成土壤深厚包氣帶和大規(guī)模地面沉降，山丘區(qū)土石二元介質(zhì)條件下植被大幅度修復(fù)改變了蒸散發(fā)和產(chǎn)匯流條件。

根據(jù)全國(guó)第三次水資源評(píng)價(jià)成果，與1956—1979 年第一次水資源評(píng)價(jià)期相比，2001—2016 年水資源評(píng)價(jià)期地表水資源量減少了166 億m3，減幅高達(dá)58%，遠(yuǎn)超全國(guó)其他一級(jí)流域，超過(guò)南水北調(diào)中線一期工程海河流域規(guī)劃補(bǔ)水量的3 倍，相當(dāng)于京津冀經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水總量的2/3。

過(guò)去60 年地表水資源衰減了166 億m3，圍繞“水量去哪了”這一問題，我們突破傳統(tǒng)氣候變化和人類活動(dòng)兩大歸因分類模式，分解水循環(huán)全過(guò)程因素，結(jié)合原型觀測(cè)、定位試驗(yàn)、遙感解析和數(shù)值模擬等多手段，識(shí)別了十大影響因素歷史演變規(guī)律，揭示了其對(duì)水資源衰減的定量貢獻(xiàn)。

一是發(fā)現(xiàn)海河流域166 億m3地表水資源衰減中，降水貢獻(xiàn)達(dá)49%，但強(qiáng)度明顯弱化；植被修復(fù)貢獻(xiàn)30%，且強(qiáng)度持續(xù)增大；地下水水位下降和農(nóng)田耕作分別貢獻(xiàn)12%和9%，影響呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。二是發(fā)現(xiàn)植被修復(fù)、農(nóng)田耕作、城鎮(zhèn)化、人工水面等難以逆轉(zhuǎn)因素貢獻(xiàn)大幅度增加，占比從26%增至73%，總貢獻(xiàn)達(dá)66 億m3；三是發(fā)現(xiàn)2000年以來(lái)平原區(qū)衰減基本穩(wěn)定，而山丘區(qū)仍未達(dá)到拐點(diǎn)。

水資源未來(lái)演變預(yù)測(cè)，關(guān)鍵在于未來(lái)水循環(huán)場(chǎng)景的準(zhǔn)確推演和模擬評(píng)價(jià)。研究開發(fā)了適用于強(qiáng)人類活動(dòng)影響地區(qū)的分布式水循環(huán)模型（WACM），提出一套基于“物理機(jī)制—數(shù)值模擬”的水資源評(píng)價(jià)方法，模擬預(yù)測(cè)了十大要素未來(lái)場(chǎng)景的變化趨勢(shì)，預(yù)估了2020—2050 年海河流域水資源量及其時(shí)空演變特征。

結(jié)果顯示：與現(xiàn)狀水資源量相比，無(wú)論未來(lái)流域水循環(huán)場(chǎng)景如何，只要植被持續(xù)修復(fù)，山丘區(qū)水資源大概率仍將繼續(xù)衰減10億～16億m3，這對(duì)華北地區(qū)地下水超采治理和南水北調(diào)東中線后續(xù)工程規(guī)模都將產(chǎn)生深刻影響。

中國(guó)水利：2023 年全國(guó)水利工作會(huì)議提出實(shí)施《華北地區(qū)地下水超采綜合治理實(shí)施方案（2023—2025 年）》，統(tǒng)籌“節(jié)、控、換、補(bǔ)、管”措施，鞏固拓展治理成效。對(duì)于下一步如何更好地開展華北地下水超采治理工作，您有何建議意見？

趙 勇：地下水超采只是問題的表象，根本原因在于流域水資源承載力不足、水系統(tǒng)整體失衡，因此需要多管齊下、多措并舉、系統(tǒng)治理修復(fù)。近年，華北地下水超采綜合治理采取了一系列措施，成效顯著。建議在系統(tǒng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)成效基礎(chǔ)上，更加重視以下幾方面問題。

一是節(jié)水。不僅僅關(guān)注用戶端技術(shù)性節(jié)水，而是要全過(guò)程的節(jié)水，尤其需要在規(guī)模、結(jié)構(gòu)和效率層次上深度節(jié)水。根據(jù)生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)需水機(jī)理與特點(diǎn)，水資源的需求可分為剛性需求、彈性需求、奢侈需求三個(gè)層次，要探索建立需求側(cè)層次化調(diào)控體系，保障剛性需求、壓縮彈性需求、抑制奢侈需求。同時(shí)，還應(yīng)關(guān)注節(jié)水的邊際效益，節(jié)水需要成本，成本越大，節(jié)水的邊際效益也會(huì)越來(lái)越低，京津冀用水效率在全世界看來(lái)都屬于比較先進(jìn)，節(jié)水潛力還有多大？付出的成本需要多少？需要深入研究，做到節(jié)水綜合效益最大化。

二是保水。優(yōu)化海河流域山丘區(qū)治理模式，保護(hù)極為有限的徑流性水資源，控制持續(xù)性衰減趨勢(shì)。水的命脈在山，過(guò)去30 年，海河流域山丘區(qū)水土保持治理成效顯著，植被覆蓋率顯著提升，綠色屏障不斷穩(wěn)固，但未來(lái)治理工作中要增強(qiáng)多功能協(xié)同和精細(xì)化管理，既要維護(hù)山丘區(qū)健康優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境，又要保護(hù)極為有限的徑流性水資源。同時(shí)要加強(qiáng)海河流域山丘區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水，大力推廣低耗水種植和灌溉模式，維持合理的進(jìn)入下游平原地區(qū)的徑流性水資源，實(shí)現(xiàn)山丘區(qū)與平原區(qū)統(tǒng)籌兼顧。

三是挖潛。整體來(lái)看，華北地區(qū)水資源開發(fā)利用已經(jīng)超過(guò)承載極限，需要降低開發(fā)利用強(qiáng)度，還水給自然生態(tài)系統(tǒng)，常規(guī)地表水地下水潛力極為有限，挖潛的主要工作是優(yōu)化配置、聯(lián)合調(diào)度，提高利用效率和效益。雨水和再生水只是資源利用方式和利用水質(zhì)的轉(zhuǎn)變，本質(zhì)上沒有增加廣義的水資源量。從資源的角度來(lái)看，區(qū)域開源的重點(diǎn)主要是海水淡化和微咸水的利用，尤其是對(duì)中東部平原地區(qū)大約10 億m3以上的微咸水利用關(guān)注和研究不夠，其開發(fā)利用的難點(diǎn)在于弱透水層取水如何達(dá)到灌溉效率需求，以及建立農(nóng)民可接受的與地表水混合利用的灌溉模式。

四是調(diào)水。當(dāng)前南水北調(diào)后續(xù)工程正在規(guī)劃論證，哪兒缺水，調(diào)水就指向哪兒。整體來(lái)看，華北地區(qū)有三個(gè)區(qū)域缺水最為突出，也應(yīng)該是南水北調(diào)中東線后續(xù)工程重點(diǎn)要考慮的區(qū)域：一是山前平原，歷史累積欠賬巨大；二是中東部深層地下水超采區(qū)，可替代性水源有限；三是近20 年超采發(fā)展比較嚴(yán)重的灤河下游平原地區(qū)。因此，建議南水北調(diào)東線后續(xù)工程盡可能地要向中西部平原供水，同時(shí)要將南水北調(diào)工程效益延伸到灤河流域。

五是調(diào)蓄。不僅僅是地表水調(diào)蓄，還應(yīng)加強(qiáng)地下水調(diào)蓄。華北地區(qū)是一個(gè)優(yōu)良的地下水庫(kù)，由此維持過(guò)去50 年的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。即使現(xiàn)階段大規(guī)模地下水治理壓采，地下水依然是重要水源，占總用水量的40%以上。需要深入研究地下水庫(kù)的選址、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)體系與調(diào)蓄模式，構(gòu)建可復(fù)制、可推廣的地下水庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)模式，建立地下水庫(kù)無(wú)邊界調(diào)蓄的理論技術(shù)體系，加強(qiáng)華北地區(qū)大區(qū)域、大時(shí)空地表水地下水聯(lián)合調(diào)蓄，以及常態(tài)與應(yīng)急的統(tǒng)合管理。

六是水質(zhì)。山前平原地下水漏斗區(qū)的地下水水位幾乎以每年超過(guò)1 m 的速度在下降，甚至超過(guò)土壤水平均孔隙流速。這就意味著，過(guò)去幾十年融入土壤水中的硝酸鹽、化肥、農(nóng)藥等污染物，趕不上水位下降的速度，賦存在土壤中，目前地下水水位下降趨勢(shì)得到遏止，未來(lái)還將進(jìn)一步回升，我們勢(shì)必將會(huì)迎來(lái)地下水污染的高峰期，要防范未來(lái)水位回升可能帶來(lái)的地下水污染。

七是監(jiān)測(cè)。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是地下水管理和保護(hù)的最重要基礎(chǔ)。沒有監(jiān)測(cè)，現(xiàn)代化的管理將完全無(wú)從談起。隨著國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程順利完工，目前華北地區(qū)水位監(jiān)測(cè)井已有3000 余眼，水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)逐步完善，現(xiàn)階段監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵薄弱點(diǎn)在于用水量監(jiān)測(cè)。水利普查表明，京津冀有110 萬(wàn)口機(jī)井，水量監(jiān)測(cè)計(jì)量的普及率直接決定了未來(lái)管理水平。需要將直接計(jì)量、以電折水、遙感監(jiān)測(cè)等多手段結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水取用水量的有效監(jiān)測(cè)。

八是水價(jià)。實(shí)現(xiàn)地下水可持續(xù)超采治理必須解決經(jīng)濟(jì)機(jī)制問題，管理主體和對(duì)象的目標(biāo)不一致是現(xiàn)階段的最大矛盾。管理對(duì)象的目標(biāo)是收益最大化，管理主體的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，核心結(jié)合點(diǎn)就是要完善水價(jià)機(jī)制，通過(guò)價(jià)格機(jī)制解決個(gè)體利益和群體目標(biāo)不一致的問題，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿在地下水超采綜合治理中的調(diào)節(jié)作用。

中國(guó)水利：通過(guò)今天的對(duì)話，我們了解到華北地區(qū)地下水超采治理的基本科學(xué)問題，比如歷史常態(tài)下的華北地下水水位，地下水超采量、可恢復(fù)量以及超采原因，生態(tài)健康的地下水水位目標(biāo)及現(xiàn)狀差距等；結(jié)合近年華北地下水超采綜合治理的實(shí)踐，我們也看到了泉眼復(fù)涌、河流復(fù)蘇背后實(shí)實(shí)在在的成效數(shù)據(jù)。為更好推動(dòng)下一步地下水超采治理，趙勇副所長(zhǎng)還從節(jié)水、保水、挖潛等方面提出建議。地下水雖然看不見，但通過(guò)綜合治理，河湖生態(tài)的改善、人們生活供水標(biāo)準(zhǔn)的提高，看得見。在不可見和可見之間，蘊(yùn)藏的是國(guó)家對(duì)水安全的重要考量，是堅(jiān)持人與自然和諧共生的樸素價(jià)值觀。讓我們行動(dòng)起來(lái)，從點(diǎn)滴做起，保護(hù)地下水，保護(hù)我們賴以生存的資源。期待更多的河湖重現(xiàn)碧波，更多的泉眼復(fù)涌流動(dòng)！

本期《對(duì)話》欄目到此結(jié)束，謝謝！