研究背景

黃河是中華民族的母親河，黃河流域是華夏文明的發(fā)源地，也是我國重要的生態(tài)功能區及生態(tài)安全屏障，在國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展及國土空間格局中具有重要的戰略地位。2021年10月8日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規劃綱要》，該文件為黃河流域社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展提供了重要依據?！毒V要》明確指出，加強黃河全流域水資源節約集約利用，優(yōu)化水資源配置格局；加強供水和節水配套設施建設，推動(dòng)實(shí)施區域再生水試點(diǎn)及建筑中水回用技術(shù)普及。

目前，黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展受到廣泛關(guān)注，但由于流域涉及范圍廣，人口、經(jīng)濟、生態(tài)、資源等因素的差異導致區域間發(fā)展不均衡，仍面臨流域生態(tài)環(huán)境脆弱、水資源短缺等嚴峻問(wèn)題。污水具有量大、質(zhì)穩、就近可取等特點(diǎn)，其再生利用可有效緩解黃河流域水資源供需矛盾、水生態(tài)破壞及水環(huán)境污染等問(wèn)題，對優(yōu)化該地區水資源結構，促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展具有重要意義。

本研究對黃河流域主要城市的水資源狀況、污水處理及再生水利用狀況、發(fā)展潛力等進(jìn)行了系統分析，以期為推進(jìn)黃河流域污水資源化利用，促進(jìn)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

摘 要

本研究系統分析了黃河流域9個(gè)省(自治區)及68個(gè)主要城市的水資源狀況、供水用水狀況、污水處理與再生利用狀況及再生水利用潛力。2020年，黃河流域68個(gè)主要城市再生水利用總量為18.1億m³，預計未來(lái)年利用量仍有22.0-25.9億m³的增長(cháng)空間。黃河流域不同城市再生水利用量和利用率存在明顯差異。上游11個(gè)城市的再生水利用率在25%以下；中下游20個(gè)城市的再生水利用率在30%以下，低于國家規劃目標。對于上游蘭州、包頭等城市，中下游榆林、太原、濟源和泰安等城市，需進(jìn)一步加快推進(jìn)污水資源化利用，提高再生水利用率。今后需進(jìn)一步拓展再生水利用途徑，特別是提高工業(yè)利用水平，加強再生水配置利用規劃、再生水利用分類(lèi)統計等工作。

01 研究區域與數據來(lái)源

1.研究區域界定

黃河流經(jīng)青海省、四川省、甘肅省、寧夏回族自治區、內蒙古自治區、陜西省、山西省、河南省和山東省等9個(gè)?。ㄗ灾螀^）是我國僅次于長(cháng)江的第二大河。

本研究以黃河干流、支流流經(jīng)縣所在的67個(gè)地級市（州、盟）和1個(gè)省直屬縣級市（濟源市）政府所在地的城市（本文稱(chēng)“黃河流域主要城市”）為研究對象，具體名單見(jiàn)表1。水利部黃河委員會(huì )將黃河流域分為上游、中游和下游，自?xún)让晒磐锌送锌h河口鎮至河南滎陽(yáng)市桃花峪為黃河中游，自桃花峪以下至入?？跒辄S河下游。綜合考慮到我國行政區劃現狀，本研究將青海省、四川省、甘肅省、寧夏回族自治區和內蒙古自治區（涉及31個(gè)地級市）歸為上游，陜西省和山西?。ㄉ婕?9個(gè)地級市）歸為中游，河南省和山東?。ㄉ婕?8個(gè)地級市）歸為下游。

2.數據來(lái)源

本研究的范圍涉及黃河流域9個(gè)省(自治區)及黃河流域的68個(gè)主要城市，主要數據來(lái)自《中國統計年鑒》（2021）、《城市建設統計年鑒》（2020）及各省《水資源公報》（2020）等公開(kāi)資料。不同資料來(lái)源的數據存在一定差異，表2列舉了本文所使用的各項數據來(lái)源及統計范圍。

02 黃河流域主要城市水資源狀況

1.水資源狀況

2020年黃河流域9?。ㄗ灾螀^）水資源總量及人均水資源（全省數據）如圖1所示。黃河流域水資源分布極為不均，整體來(lái)看，上游地區水資源相對豐富（除寧夏），中下游水資源十分短缺。2020年，全國水資源總量和人均水資源量分別為31605.2億m³和2239.8億m³，黃河流域9?。ㄗ灾螀^）水資源總量為6,490.8億m³，占全國總量的20.5%。

在黃河流域9?。ㄗ灾螀^）中，四川水資源總量最高，為3,237.3億m³，但人均水資源量?jì)H為3871.9 m³/人；青海人均水資源量最高，為17,107.4 m3/人。水資源總量低于500億m³的?。ㄗ灾螀^）有6個(gè)，從低到高分別為寧夏、山西、山東、甘肅、河南和山西，其對應的水資源總量為11.0億m³、115.2億m³、375.3億m³、408.0億m³、408.6億m³和419.6億m³。人均水資源量低于國際上極度缺水標準（500 m³/人）的?。ㄗ灾螀^）有4個(gè)，從低到高分別為寧夏、山西、山東和河南，其對應的水資源總量為153.0 m³/人、329.8 m³/人、370.3 m³/人和411.9 m³/人。

2.供水用水狀況

2020年黃河流域68個(gè)主要城市供水總量為675億m³，其中地表水為主要的供水水源，為434億m³，占總供水量的64.3%；地下水供水量為212億m³，占總供水量的31.4%；其他水源（包括再生水、集雨工程、海水淡化等）為29億m³，占總供水量的4.3%。

如圖2和3所示，位于青海、四川、甘肅、寧夏和內蒙古等?。ㄗ灾螀^）的黃河流域絕大多數主要城市，其主要供水水源為地表水。位于河南和山東省的城市大部分依賴(lài)于地下水供水。鄭州、西安、濟寧、濟南和太原等城市其他水源亦占供水總量的較大比例。

用水量指分配給各類(lèi)用戶(hù)的包括輸水損失在內毛用水量，主要涉及農業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水和生態(tài)用水四個(gè)方面。2020年，黃河流域主要城市用水總量為675億m³，從用水結構來(lái)看，農業(yè)用水量最大，達432億m³，占黃河流域總用水量的64.0%。同期，生活用水、工業(yè)用水和生態(tài)用水用量分別為92億m³、80億m³和71億m³，占比依次為13.7%、11.8%和10.5%。

如圖4和5所示，由于水源類(lèi)型、產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟發(fā)展狀況等的差異，不同城市用水量及用水結構明顯不同。例如，西寧、蘭州、銀川、西安、太原、鄭州和濟南等省會(huì )城市生活用水占比明顯高于省內其他城市。

03 黃河流域主要城市再生水利用狀況

1. 污水處理狀況

2020年，黃河流域主要城市污水處理總量為55.0億m³，污水處理率為98.1%，如圖6所示。西安、濟南、鄭州、太原和蘭州等省會(huì )城市污水排放總量較高；同時(shí)，省會(huì )城市綜合經(jīng)濟實(shí)力與技術(shù)水平較強，污水收集與處理基礎設施建設較為完善，污水處理率較高。具體而言，西安、濟南、鄭州、太原和蘭州等省會(huì )城市污水處理量分別為7.5億m³、4.7億m³、3.8億m³、3.7億m³和2.3億m³。

2.再生水生產(chǎn)能力

2020年黃河流域主要城市再生水生產(chǎn)能力如圖7所示。68個(gè)主要城市的再生水生產(chǎn)能力總和為1099.2萬(wàn)m³/d（約40.1億m³/a）。其中，西安、太原、鄭州、呼和浩特、洛陽(yáng)和濟南市再生水生產(chǎn)能力位列前六，分別為171.5萬(wàn)m³/d、127.0萬(wàn)m³/d、64.0萬(wàn)m³/d、52.0萬(wàn)m³/d、52.0萬(wàn)m³/d和50.3萬(wàn)m³/d。值得注意的是，2020年黃河流域68個(gè)主要城市的總再生水利用量為18,1億m³，僅為再生水生產(chǎn)能力的45.1%，說(shuō)明大部分城市再生水生產(chǎn)設施尚未滿(mǎn)負荷運行，仍有較大的發(fā)展提升空間。

3.再生水利用量和利用率

黃河流域68個(gè)主要城市中，鄭州、西安和濟南市再生利用量最高，分別為2.3億m³、2.0億m³和1.6億m3。根據《城市污水再生利用 分類(lèi)》（GB/T18919-2002）國家標準，再生水利用途徑分類(lèi)包括農、林、牧、漁業(yè)用水、城市雜用水、工業(yè)用水、景觀(guān)環(huán)境用水和補充水源水等，但目前還缺乏相關(guān)利用途徑的再生水利用量數據。

根據住建部《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發(fā)展規劃》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕827號；2021年6月），到2025年，全國地級及以上缺水城市再生水利用率目標達到25%以上，京津冀地區達到35%以上，黃河流域中下游地級及以上缺水城市力爭達到30%。

2020年，黃河流域68個(gè)主要城市再生水利用率和歸類(lèi)情況如圖8和表3所示。其中，56個(gè)城市有再生水利用統計數據，12個(gè)城市統計數據缺失。17個(gè)城市再生水利用率超過(guò)35%；39個(gè)城市的再生水利用率在35%以下，占有統計數據城市總數的69.6%。34個(gè)城市的再生水利用率在30%以下，25個(gè)城市的再生水利用率在25%以下，分別占有統計數據城市總數的60.7%和44.6%。此外，10個(gè)城市再生水利用率低于15%，其中，商洛、呂梁、榆林等城市再生水利用率僅為1.5%、1.6%和3.6%。

（注：序號對應城市見(jiàn)表1。青海省海北藏族自治州、黃南藏族自治州、海南藏族自治州、果洛藏族自治州、玉樹(shù)藏族自治州，四川省阿壩藏族自治州、甘孜藏族自治州，甘肅省天水市、臨夏回族自治州，內蒙古自治區阿拉善盟，河南省安陽(yáng)市、三門(mén)峽市2020年再生水利用率數據缺失。數據來(lái)源：城市建設統計年鑒，住房和城鄉建設部；2020。25%為2025年全國地級及以上缺水城市再生水利用率目標，80%為目前以色列等發(fā)達國家再生水利用率情況。）

4.上中下游再生利用狀況

黃河流域68個(gè)主要城市再生水利用量和利用率如圖9所示，位于上中下游不同區域的城市以不同顏色進(jìn)行區分。

2021年8月，國家發(fā)展改革委和住建部出臺的《“十四五”黃河流域城鎮污水垃圾處理實(shí)施方案》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕1205 號）中強調加快推進(jìn)污水資源化利用，明確提出，到2025年，上游地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，中下游力爭達到30%。

黃河上游地區再生水利用發(fā)展不均衡，部分省市（包括10座主要城市）尚無(wú)再生水利用數據，11個(gè)城市的再生水利用率在25%以下，其中，西寧、蘭州、白銀、平?jīng)?、定西、甘南和烏海等城市再生水利用率低?5%。甘肅省省會(huì )蘭州市位于黃河上游，是典型的資源性、政策性缺水城市，其2020年再生水利用量為830萬(wàn)m³，再生利用率僅為3.6%。為積極解決農田灌溉和生態(tài)用水緊缺問(wèn)題，蘭州市正積極建設西固污水廠(chǎng)、七里河安寧污水廠(chǎng)、鹽場(chǎng)生活污水廠(chǎng)和雁兒灣污水廠(chǎng)等污水再生利用工程。

黃河中下游地區主要城市人均水資源量普遍偏低，但經(jīng)濟發(fā)展程度較高，再生水普及率高且利用量和利用率較高,一些城市的利用率仍然沒(méi)有達到相關(guān)規劃要求。其中，20個(gè)城市的再生水利用率在30%以下，榆林、商洛和呂梁等城市再生水利用率低于15%。

在2021年初國家發(fā)展改革委聯(lián)合九部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導意見(jiàn)》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號）后，部分省市相繼出臺了地區性政策體系和實(shí)施方案，對加快推進(jìn)污水再生利用具有重要意義。例如，2021年7月，山西省開(kāi)始實(shí)施《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的實(shí)施方案》（晉發(fā)改資環(huán)發(fā)〔2021〕247號），其中確定再生水免征水資源費，并且提出到2025年，山西全省城市（含縣城）再生水利用率達到25%以上。在此目標下，太原、大同、陽(yáng)泉、晉城和晉中等城市仍需進(jìn)一步加強再生水利用，優(yōu)化水資源配置。

此外，近年來(lái)山東省政府亦大力推進(jìn)污水資源化利用，在2021年9月發(fā)布的《山東省“十四五”水利發(fā)展規劃》（魯政字〔2021〕157號）中明確提出，到2025年山東省城市再生利用率將達到50%，高于《“十四五”黃河流域城鎮污水垃圾處理實(shí)施方案》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕1205號）中設定的30%目標。在此目標下，濟南、東營(yíng)、泰安和濱州等主要城市再生水利用率仍有一定提升空間。

總體來(lái)看，黃河流域不同城市的再生水利用量和利用率存在明顯差異。這不僅與該地區再生水廠(chǎng)和管線(xiàn)敷設的投資力度和建設規模有關(guān)，更與該地區經(jīng)濟發(fā)展、淡水資源賦存量、水資源短缺程度、用水量、人口規模以及政策法規等密切相關(guān)?？蓮闹羞x取關(guān)鍵評價(jià)指標，通過(guò)回歸分析模型等方法，評價(jià)和預測該地區再生水未來(lái)發(fā)展潛力。對于經(jīng)濟發(fā)展狀況良好、水資源短缺形勢嚴峻但目前再生水利用率仍然較低的城市，如上游蘭州、包頭等城市，中下游榆林、太原、濟源和泰安等城市，可通過(guò)給予該地區再生水行業(yè)充分關(guān)注及政策指導、制定合理發(fā)展規劃、設立相關(guān)技術(shù)指導以及加大資本投資力度等方式進(jìn)一步加快推進(jìn)污水資源化利用，提高再生水利用率。

（注：序號對應城市見(jiàn)表1。青海省海北藏族自治州、黃南藏族自治州、海南藏族自治州、果洛藏族自治州、玉樹(shù)藏族自治州，四川省阿壩藏族自治州、甘孜藏族自治州，甘肅省天水市、臨夏回族自治州，內蒙古自治區阿拉善盟，河南省安陽(yáng)市、三門(mén)峽市2020年再生水利用量、再生水利用率數據缺失，圖中未標出；據《“十四五”黃河流域城鎮污水垃圾處理實(shí)施方案》,到2025年目標，上游地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，中下游力爭達到30%，紅色虛線(xiàn)標出。數據來(lái)源：城市建設統計年鑒，住房和城鄉建設部，2020）。

04 黃河流域再生水利用潛力分析

2021年8月，國家發(fā)展改革委、住建部印發(fā)的《“十四五”黃河流域城鎮污水垃圾處理實(shí)施方案》（發(fā)改環(huán)資〔2021〕1205號）中明確了黃河流域污水再生利用的發(fā)展目標和重要任務(wù)?！笆奈濉逼陂g，黃河流域新建、改建和擴建再生水生產(chǎn)能力約300萬(wàn)m³/d。因此，“十四五”期間和未來(lái)15年，將是黃河流域再生水利用的快速發(fā)展期。

目前黃河流域主要城市再生水生產(chǎn)能力已達1,099.2萬(wàn)m³/d（40.1億m³/a），但再生水的實(shí)際利用量?jì)H為18.1億m³/a，僅為再生水生產(chǎn)能力的45.1%。黃河流域主要城市的再生水利用潛力分析如表4所示。按照目前的再生水處理能力，若再生水處理設施滿(mǎn)負荷運行且生產(chǎn)的再生水全部利用，則黃河流域主要城市的再生水利用率可以提高至72.9%，比目前再生水實(shí)際利用量增加22.0億m³。

按照目前的污水處理總量，若黃河流域主要城市再生水利用率達到80%（參考國際先進(jìn)水平，以色列現狀），未來(lái)的再生水利用量有望超過(guò)44.0億m³/a，與目前的再生水利用量相比，仍有25.9億m³的增長(cháng)空間；若黃河流域主要城市再生水利用率達到65%（參考國內領(lǐng)先水平，北京市現狀），未來(lái)的再生水利用量有望超過(guò)35.8億m³/a，與目前的再生水利用量相比，仍有17.7億m³的增長(cháng)空間，再生水利用量和利用途徑拓展潛力巨大。

目前，黃河流域主要城市工業(yè)用水用量為80億m³。將再生水作為工業(yè)用水重要水源，進(jìn)一步擴大再生水工業(yè)利用量，可有效減少企業(yè)新水取用量和污水外排量，支撐黃河流域工業(yè)高質(zhì)量和可持續發(fā)展。

05 結論與建議

本研究系統分析了黃河流域9個(gè)?。ㄗ灾螀^）及68個(gè)主要城市的水資源狀況、供水用水狀況、污水處理與再生利用狀況，主要結論與發(fā)展建議如下：

1）黃河流域水資源分布不均，人均水資源量除上游青海、四川、內蒙古、甘肅?。ㄗ灾螀^）及中游陜西省外，其他地區人均水資源量均低于500m³/人，屬極度缺水，地表水為主要供水水源。用水方面，工業(yè)用水量為80億m³。進(jìn)一步推進(jìn)污水資源化利用，擴大再生水的利用量，可有效減少高耗水工業(yè)行業(yè)的新水取用量。建議進(jìn)一步拓展再生水利用途徑，特別是再生水工業(yè)利用途徑，提高再生水利用效益。

2）2020年，黃河流域68個(gè)主要城市再生水利用總量為18.1億m³，預計未來(lái)仍有22.0-25.9億m³的增長(cháng)空間。上游11個(gè)城市的再生水利用率在25%以下；中下游20個(gè)城市的再生水利用率在30%以下，均低于國家有關(guān)規劃要求。對于經(jīng)濟發(fā)展狀況良好、水資源短缺形勢嚴峻但目前再生水利用率仍然較低的城市，如上游蘭州、包頭等城市、中下游榆林、太原、濟源和泰安等城市，需進(jìn)一步加快推進(jìn)污水資源化利用，提高再生水利用率，以期盡早實(shí)現“十四五”發(fā)展目標。

3）黃河流域主要城市的再生水利用途徑涉及景觀(guān)環(huán)境利用、工業(yè)利用、城市雜用、農林牧漁業(yè)利用和補充水源水等方面，但不同利用途徑的再生水利用量數據尚不明確。同時(shí)，仍有12個(gè)城市存在再生水利用相關(guān)統計數據缺失。不同用途對再生水水質(zhì)的要求顯著(zhù)不同，不同水源、不同處理工藝的再生水水質(zhì)也存在很大差異?！端赜脤t 再生水分級》（GB/T 41018-2021）國家標準根據再生水處理工藝和再生水水質(zhì)，將再生水分為A、B和C三個(gè)級別?？梢罁摌藴?，進(jìn)一步加強黃河流域主要城市再生水分類(lèi)配置和再生水利用分類(lèi)統計等工作，以提高再生水利用效益。