高质量发展背景下黄河流域主要城市供排水特征及问题解析
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围绕黄河流域城镇供、排水处理行业家底不清的实际问题，为应对黄河流域高质量发展的实际需求，通过构建指标体系、收集基础数据、归纳与总结，系统分析黄河流域供、排水特征。
2017-2021年，黄河流域用水人口呈缓慢上升的趋势，年平均增长率为3.80%，流域供水压力大。
截至2021年底，黄河流域各省区公共供水总漏损水量共计5.90亿m3，共有41座城市漏损水量与公共供水总量比值高于9%，城市公共管网漏损水量高。
2022年，黄河流域各省区城市生活污水集中收集率平均值为71.8%。其中，四川省和青海省的城市生活污水集中收集率分别为64.2%和53.9%，流域内城市生活污水集中收集率水平不一。
建议流域各地区政府应高度重视提高水资源利用效率，拓展再生水利用领域和规模，同时应全面加强城市供水管道的智能监管，进一步降低管网漏损，以缓解流域供水压力。
对于城市生活污水集中收集率低的城市应加强污水处理设施建设规划、合理推进雨污分流改造工程、注重污水收集管网的检测和维护，鼓励有条件的城市开展“清水”入流污水管网的影响以及清退的可行性研究，为提升污水处理系统运行能效提供基础保障。
【引用本文】：李劢,孙永利,张维，等. 高质量发展背景下黄河流域主要城市供排水特征及问题解析［J］. 给水排水，2024，50（6）：1-7.
1、研究区域基本情况
黄河发源于青藏高原，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东共9个省区，流域总面积75.24万km2，流域河川径流量为534.8亿m3。截至2021年底，黄河流域总人口为4.15亿，占全国人口数量的1/3，地区生产总值28.68万亿元，占全国生产总值的1/4。黄河流域跨越我国的西部、中部、东部地区，形成了巨大的横向纬度带，流域发展出现了两个互为逆向的梯度差：①由西部向东部逐步降低的资源、能源丰枯度梯度差，②由东部向西部逐步降低的社会经济发展水平的梯度差，整个流域形成了资源能源偏西、经济重心向东的空间格局。
2、方法和数据
本文对黄河流域城市供排水特性关系进行研究，具体分析步骤为：①构建指标体系;②收集数据;③归纳总结。结合供、排水特征指标选取的科学性、可获取性等原则，选择城市供水设施建设、供水服务能力、城市排水设施建设、污水处理服务能力等作为城市供排水特征的4个层面；文章选取黄河干流流经省份为主体，共包含青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、陕西、河南、山东等9省（区），去除由于统计数据缺失的市（州），最终划定为除四川省以外的8省（区）59座城市（表1）。根据黄河水利委员会发布的流域行政区划，将流域划分为黄河上游、黄河中游和黄河下游。本文将青海、甘肃、宁夏和内蒙古等4省区归为上游，陕西、山西两省归为中游，河南、山东两省归下游。
表1剔除数据缺失的黄河流域各省及主要城市
3、结果与分析
3.1 城市供水设施
3.1.1 供水综合生产能力和供水管道长度
城市供水是重要的民生工程，供水设施是我国国民经济中重要的基础设施之一，对促进生产、生活、生态协调发展具有重要的意义。2017-2021年，黄河流域城市供水综合生产能力、供水管道长度如图1a所示，截至2021年底，黄河流域供水综合生产能力和供水管道长度分别为0.32亿m3/d、7.63万km，分别占全国城市总量的10.16%、7.20%。2021年黄河流域9省份供水综合生产能力和供水管道长度及人均供水管道长度如图1b所示。
图1黄河流域供水综合生产能力和供水管道长度情况
由图1b可以看出，流域内各省区综合生产能力和供水管道长度呈下游高、上游低的态势，山东、河南、陕西、山西的综合生产能力和供水管道长度明显高于其他省份。城市供水综合生产能力受到多种因素的影响，如供水厂工艺技术、管网管材质量、水质检测能力等，而由于各地区经济规模和发展水平的不同，也会导致各地区对城市供水设施建设水平不一、差距明显。
3.1.2 漏损水量
截至2021年，黄河流域中共有41座城市的公共供水漏损率高于9%，流域内公共供水漏损水量共计5.90亿m3，占全国城市公共供水漏损总量的7.34%，流域整体漏损水量与供水总量比值为10.87%。2021年黄河流域主要城市公共供水漏损水量占供水总量情况见表2。
表2 2021年黄河流域主要城市漏损水量与公共供水总量比值情况
由表2可知，黄河流域不同城市的漏损水量与公共供水总量的比例存在着明显的差异，这与该地区供水管网建设情况、经济发展程度、人口规模及政策法规颁布情况密切相关。上游内蒙古自治区除阿拉善盟数据缺失外，鄂尔多斯市、巴彦卓尔、乌兰察布等市的漏损水量与公共供水总量的比值明显高于上游其他城市；青海、甘肃、宁夏等省区共有10座城市漏损水量占公共供水总量的比值均高于9%。在分析上游地区漏损水量与公共供水总量比值高的共性问题中发现，在供水管网刚性接口的管道中，会因温度变化产生温度应力，造成管网破裂。内蒙古自治区和青海、甘肃等省区分别地处东北严寒地区、西北地区，这些地区昼夜温差大，因此出现温度应力造成管网破裂的概率更高。
黄河中下游地区城市漏损水量与公共供水总量比值平均为10.86%，其中，榆林市和开封市漏损水量与公共供水总量的比值分别达到16.39%、16.81%。经调研发现，榆林市、开封市均属于人口集中和经济发展的重点区域，老旧城区给水管网设施落后，部分管道使用年限超过50年，加上管网维护不到位，造成供水管网“跑冒滴漏”现象较为严重。
在2022年初住建部和国家发展改革委联合印发了《关于加强公共供水管网漏损控制的通知》（建办城〔2022〕2号）后，部分省市陆续出台了地区性政策体系和实施方案，对推进城市公共管网漏损治理具有重要意义。如2022年8月，内蒙古自治区人民政府印发了《内蒙古自治区城市燃气管道等老化更新改造方案（2022-2025年）》（内政办发〔2022〕65号）、2022年10月，山东省人民政府印发了《山东省“十四五”节能减排实施方案》，均明确提出“到2025年底，全国城市公共供水管网漏损率力争控制在9%以内”。在此目标要求下，鄂尔多斯市、巴彦卓尔、乌兰察布、包头市、济南市、淄博市和济宁市的公共供水管网漏损治理效果仍有一定的提升空间。
3.2 城市供水服务能力
3.2.1 供水总量、用水人口
截至2021年底，黄河流域城市供水总量、用水人口分别占全国城市总量的9.39%、12.48%，较2017年分别增加了3.13%、16.05%。2017-2021年黄河流域城市供水总量和用水人口情况如图2a所示。整体来看，用水人口呈缓慢上升的趋势，年平均增长率为3.80%。2021年黄河流域各省份供水总量、用水人口如图2b所示。
图2 黄河流域供水总量和用水人口情况
从图2a可以看出，黄河流域城市供水总量在2017-2019年呈上升趋势，由61.31亿m3升高至63.70亿m3，在2020年出现了下降，2021年又升高至63.23亿m3。分地区来看（图2b），山东省的供水总量和用水人口最高，分别为16.25亿m3、1623.40万人；青海省的供水总量和用水人口相对较低分别为1.76亿m3、178.05万人。
2021年，黄河流域各省区城镇化率在50%~70%，整个流域城镇人口所占比重为61.3%，较2017年增加了6.97个百分点，整体上处于城镇化快速发展的中后阶段。研究表明，城镇化水平每提高1%，用水总量将提高0.58%。随着城镇化水平、用水人口的快速增长，流域各省区必将会产生更多的用水需求。在水资源总量一定的情况下，流域各地区政府应高度重视提高水资源利用效率，积极拓展再生水利用领域和规模，强化水资源系统的管理，以缓解流域供水压力。
3.3 城市排水设施
3.3.1 城市排水管网建设
图3a展示了2017-2021年黄河流域城市污水管道、雨水管道和合流制管道长度的变化情况。总体而言，随着分流制管网建设和雨污分流改造工作的持续推进，流域内合流制管道长度占排管道总长度的比例由2017年的11.15%降低至2021年的6.11%。截至2021年底，黄河流域各省区污水管道长度和雨水管道长度分别为3.924万km、4.156万km，较2017年分别增长了41.24%、49.64%，污水管道长度和雨水管道长度的年均增长率分别为9.04%、10.65%。对2021年黄河流域各省区污水管道长度、雨水管道长度、合流制管道进行分析，分析结果如图3b所示。
图3 黄河流域污水管道长度、雨水管道长度、合流制管道长度情况
由图3b可知，黄河流域各省区的排水管网建设情况存在一定的差异，在污水管道和雨水管道建设方面，下游的山东省和河南省污水管道长度相对较高，青海省和宁夏回族自治区相对较低；在合流制管道方面，宁夏回族自治区的合流制管道长度占排水管道总长度的比例为53.03%，甘肃省和陕西省和的合流制管道占比分别为9.34%、9.15%，青海省、山西省和山东省的合流制管道占比分别为6.18%、3.99%、3.54%，内蒙古自治区的合流制管道占比最低，仅为1.91%。通过对宁夏回族自治区沿黄各城市排水管网建设情况分析发现，银川市合流制管道长度占排管道总长度的比例高达80%，远高于流域内其他城市。
3.3.2 污水处理能力、污水处理厂数量
在中部崛起战略、黄河流域生态保护和高质量发展战略的引导下黄河流域大力推进城镇污水处理设施建设。截至2021年底，流域已建成297座污水处理厂，总处理能力达2327.8万m3/d，较2017年大幅提升（图4a）。2021年黄河流域各省区污水处理能力、污水处理厂数量见图4b。
图4 黄河流域污水处理能力和污水处理厂数量
在研究时段内，流域污水处理能力和污水处理厂数量呈缓慢上升趋势，2021年污水处理能力和污水处理厂数量较2017年分别增加了38.37%、36.87%。分地区来看，污水处理能力排在前两位的为山东省、河南省，分别为581.7万m3/d、524.5万m3/d，排名后两位为青海省和宁夏回族自治区，污水处理厂数量建设最多的是山东省，数量最少的是青海省。对比黄河流域上中下游数据可以看出，黄河上游地区共有污水处理厂69座，污水处理能力总计483.4万m3/d，黄河中游地区共有污水处理厂88座，污水处理能力总计783.2万m3/d，黄河下游地区污水处理厂建设相对较为完善，污水处理厂数量共计140座，污水处理能力总计1106.2万m3/d。
3.4 城市排水服务能力
3.4.1 城市污水集中收集率
2021年6月国家发展改革委、住房城乡建设部联合印发了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》（发改环资〔2021〕827号），规划明确提出了“到2025年，全国城市生活污水集中收集率力争达到70%以上”的目标。根据《中国城市建设状况公报》，2021-2022年黄河流域城市生活污水集中收集率情况如图5所示。
图5 2021-2022年黄河流域城市生活污水集中收集率
由图5可以看出，黄河流域城市生活污水集中收集率水平不一。截至2022年，黄河流域上游甘肃、宁夏、内蒙古等省区、流域中下游各省区的城市生活污水集中收集率高于全国平均水平。而青海省、四川省设市城市生活污水集中收集率分别为64.2%、53.9%，低于国家规划水平。研究表明，污水管网旱季污染物沉积、雨季沉积物冲刷流失、雨污管道错接混接导致分流制雨水系统非降雨时段污水溢流及非生活污水入流入渗污水管网是造成城市生活污水集中收集率和污水处理厂进水浓度低的重要原因。近年来，西宁市和海东市城市规模规模不断扩大，但污水处理厂建设较为滞后，且两市均有大量雨污混接问题尚未解决；四川省成都市某地区污水处理厂建设滞后、另有部分地区污水处理厂“清水进、清水出”。由此可以看出，污水处理厂建设滞后、排水管网雨污混接造成的非降雨时段污水溢流、非生活污水入流入渗是导致青海省、四川省城市生活污水集中收集率低的主要原因。
4、结论与建议
（1）2017年-2021年，黄河流域用水人口持续增加，年均增长率为3.80%；截至2021年，黄河流域城镇化率为61.3%，较2017年增加了6.97个百分点，供水压力随之增加。建议流域各地区政府应高度重视提高水资源利用效率，积极拓展再生水利用领域和规模，加强水资源的循环利用，以缓解流域供水压力。
（2）2021年，黄河流域漏损水量为5.90亿m3，共有计41座城市漏损水量与公共供水总量比值高于9%，高于国家规划要求，流域公共管网漏损治理水平有待提高。建议流域因地制宜进行供水管网更新改造方案，全面加强城市供水管道的智能监管，提高城市治理能力水平，进一步降低公共管网漏损水量。
（3）2021-2022年，沿黄河流域各省区城市生活污水集中收集率呈下降趋势，截至2022年，四川省和青海省的城市生活污水集中收集率分别为64.2%和53.9%，距全国城市污水集中收集率70%以上的目标还存在较大的差距。对于城市生活污水集中收集率低的城市应加强污水处理设施建设规划、合理推进雨污分流改造工程、注重污水收集管网的检测和维护，鼓励有条件的城市开展“清水”入流污水管网的影响以及清退的可行性研究，为提升污水处理系统运行能效提供基础保障。
