摘要：黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带，在国家粮食安全、能源安全和生态安全格局中具有不可替代的战略地位。然而，流域面临水资源匮乏、时空分布极不均衡、与经济社会发展空间格局不匹配的严峻挑战，水资源供需矛盾已成为制约区域高质量发展的关键瓶颈。在此背景下，科学评估流域水资源承载力水平，贯彻落实以水定城、以水定地、以水定人、以水定产“四水四定”原则，合理确定流域各项经济社会发展指标，成为破解黄河流域水资源短缺困境、实现生态保护和高质量发展的关键举措。通过系统解析“四水四定”的政策内涵，构建了多目标协同的水资源承载力评估框架，全面分析了现状水平年及2035年流域水资源的供需平衡态势。将水资源刚性约束与空间均衡理论相结合，提出兼顾公平与效率的水资源优化配置方案，并建立水资源与发展要素的协同调控机制，在此基础上，研究制定了符合流域特点的“城-地-人-产”优化布局方案，设计了具有可操作性的“四水四定”实施路径，为破解流域发展瓶颈提供新思路。研究成果可为黄河流域实现生态保护和高质量发展提供科学依据，也为其他缺水流域提升水资源节约集约安全利用水平、支撑生态保护和高质量发展提供重要参考。
01、引言
2014年3月14日，习近平总书记在中央财经领导小组第五次会议上，明确提出城市发展要坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产的原则。2019年9月，习近平总书记主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会，强调“以水而定、量水而行，把水资源作为最大的刚性约束”，为新时期水资源保护与利用指明了方向。2021年颁布的《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》对“四水四定”举措进行了系统部署，强调统筹全流域水资源科学配置，在充分考虑节水的前提下，保障生态用水基本需求，合理分配生活、生产用水。2021年习近平总书记考察黄河入海口，并主持召开深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会，重申须全方位贯彻“四水四定”原则，要求坚决落实以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，走好水安全有效保障、水资源高效利用、水生态明显改善的集约节约发展之路。
水资源短缺问题已经严重影响人类社会的可持续发展，全球2/3的人口每年至少经历1个月的严重缺水。这一危机表象为水资源稀缺，实质折射出水资源治理范式的结构性失灵——粗放型管理加剧供需错配，诱发城市供水崩溃、粮食产能萎缩与能源链断裂等连锁反应。在此背景下，控制流域区域的用水量，提高用水效率，更好地管理有限的淡水资源，是降低水资源短缺对生物多样性和人类福祉构成威胁的关键。当前，在我国缺水地区实施“四水四定”尤为迫切和重要。
“四水四定”的核心内涵是将水资源开发利用限定在水资源承载能力范围内，将各项经济社会活动控制在合理的阈值范围内，保护流域生态环境、实现绿色发展是“四水四定”的前提，支撑经济社会高质量发展是“四水四定”的目标。因此实施“四水四定”不是限制发展，而是引导区域发展更加绿色、高质量、可持续。“四水四定”需要解决两个问题：一是“以什么水来定”。水是承载力的核心要素，认识其来源和构成很关键，作为衡量承载能力的“水”，应该是指一个区域可以利用的所有水资源总量，包括过境水、外调水以及当地地表水、地下水和各种非常规水源。二是“如何来定”。各种经济社会指标和开发利用活动既是水承载的客体，也是“四定”的对象，既包括确定总体规模，引导水资源向高效益、高产出的部门行业配置，也包括通过刚性约束倒逼行业产业转型升级、提高效率。
近年来，学者针对“四水四定”的概念解析、方法论框架、模型构建和落地措施等进行了系统研究，取得了丰富成果。在理论层面，王浩等提出了水资源保护利用“四水四定”的基本概念、基本原则、基础理论、科学内涵以及实施的路径模式，为“四水四定”技术研发和管理创新指出了发展方向。在方法论层面，杨亚锋等聚焦京津冀地区，以“四水四定”原则为指导，通过解耦水资源与土地、人口及产业的动态匹配关系，构建了多维度空间均衡评价体系，推动了量化决策工具的创新。在实践层面，冶运涛等总结了宁夏“四水四定”试点实践经验，并提出了对策建议，包括构建以“四水四定”为牵引的七大治水体系，为区域尺度政策落地提供了模板。
水资源高效配置作为践行“四水四定”的核心抓手，其本质是通过耦合自然水循环与社会水循环（蓄、供、用、耗、排），结合供需预测分析与配置方案的动态调节机制，系统性构建适应可持续发展的水资源高效配置方案。当前研究已形成两条技术路径：一是公平导向的均衡配置。资源分配要考虑社会公平性，尤其在缺水地区更要突出公平性。王煜等遵循生态优先、公平为主、兼顾效率的原则，构建了流域用水分级配置方法，建立了基于流域水资源均衡调配的南水北调西线调入水量配置模式。二是效率驱动的优化配置。彭少明等构建了泛流域时空优化模型，通过综合缺水最小化目标实现跨区域资源调配，针对宁夏等典型缺水地区，进一步融合公平性与经济性目标，开发多目标协调模型，为“四水四定”的定量化决策提供了新的方法论。
黄河流域实施“四水四定”就是要把水资源刚性约束转化为人口规模、城镇布局、产业结构、土地开发等硬性约束指标，推动流域发展模式由“需求驱动”向“供给适配”的根本转型，最终实现经济社会发展与水资源承载能力的动态平衡，为流域生态保护和高质量发展提供有力支撑。首先，要合理统筹河道内外的用水关系，以维系流域生态安全底线的可利用水资源量为基准；其次，要把水资源、水生态、水环境承载能力作为最大刚性约束，依托水资源承载力分区管控体系，优化城乡格局，构建节水产业体系，促进水土资源协调，严格水资源管控，着力提升水资源与“城-地-人-产”系统的空间动态适配性。“以水定城”依据水资源承载能力确定各省份城市规模及发展方向，严控城市规模与空间格局，优化城市空间结构与供水系统，量化核定城市人口与建设用地上限。“以水定地”要求农业生产根据水资源条件严格控制灌溉面积上限，以灌溉水有效利用系数为控制指标，合理确定农业用地规模、种植结构，将农业用水控制在配置水量以内。“以水定人”是确定区域适宜承载的人口总量、空间格局，按照“宜居、可承载”的原则引导人口有序流动，引导人口向水资源条件较优的城市群集聚。“以水定产”是建立与水资源承载水平相适应的产业，既包括国民经济结构，也包括工业产业内部结构、行业类型、生产规模、空间布局、技术水平、聚集程度等。
本研究旨在科学评估黄河流域水资源承载水平，基于“四水四定”原则，优化流域水资源配置，并提出“城-地-人-产”协调布局方案与实施路径，以破解水资源短缺与经济社会发展间的矛盾。研究成果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学依据，同时为类似缺水地区的水资源集约利用与可持续发展提供借鉴，对保障国家粮食安全、能源安全和生态安全具有重要的实践价值。
02、黄河流域水资源及其利用情况
黄河流域水资源贫乏，属极度缺水地区，受气候变化和人类活动双重影响，近40年来黄河天然径流量呈显著减少趋势，水资源开发利用程度高，河道内生态环境用水得不到满足，经济社会缺水较为严重。
1.黄河流域水资源量及其变化
根据全国第三次水资源调查评价，黄河1956—2016年多年平均水资源总量598.9亿m³，产水模数7.9万m³/km²。其中河川天然径流量490.0亿m³，与地表水不重复的地下水资源量108.9亿m³。人均水资源量仅为全国平均水平的23%，低于国际公认的人均500m³极度缺水标准。根据黄河流域历次水资源调查评价结果，1919—1975年黄河多年平均天然径流量580.0亿m³，1956—2000年534.8亿m³，1956—2016年490.0亿m³，与1919—1975年系列相比减幅达16%。
2.近年来黄河流域供用水现状及存在问题
黄河流域用水总量长期呈递增趋势。黄河供水区总供水量从1980年的446亿m³增加到2019年的535.6亿m³。随着经济社会发展，流域用水结构发生显著变化，农业用水比例从1980年的87.0%降低至2023年的64.6%，工业用水比例从1980年的7.9%升高至2023年的11.3%，生活用水比例从5.1%增大至14.5%，生态用水比例逐年提升至9.6%。2023年黄河流域内用水量392.5亿m³，其中农业用水量（包括农田灌溉和林牧渔业用水）253.5亿m³，是第一用水大户。
黄河现状水资源开发利用率接近80%，已超过其承载能力。黄河流域目前有13个地级市地表水超载，其中干流9个，支流4个。2000—2023年，黄河干流头道拐断面和利津断面多年平均实测径流量分别为187.1亿m³和194.2亿m³，与断面生态需水197亿m³和220亿m³相比，头道拐断面和利津断面生态亏缺水量分别为9.9亿m³和25.8亿m³。汾河、沁河、大黑河、大汶河等支流断流情况严重，河流生态功能受损；与20世纪80年代相比，黄河宁蒙段、小北干流、下游等河段湿地萎缩，湿地面积减少约30%~40%，河口三角洲天然湿地萎缩50%。黄河流域浅层地下水超采量约10亿m³，形成了大量地下水降落漏斗。
流域缺水问题越来越凸显。目前黄河流域有1000多万亩（1亩=1/15hm²，下同）有效灌溉面积得不到灌溉，4000多万亩农田得不到充分灌溉，大量能源项目由于缺水而难以落地。上中游城乡供水安全保障能力不足，特别是甘肃、宁夏农村居民人均生活用水量仅40L/d。随着黄河流域经济社会快速发展，黄河流域及相关地区耗水量持续增加，水资源的制约作用已经凸显。未来随着重大国家战略推进，黄河流域用水需求仍将进一步增长。
03、黄河流域用水需求及可供水量分析
1.黄河流域未来用水需求
随着黄河流域生态保护和高质量发展、西部大开发等重大国家战略全面推进，结合国家人口政策和沿黄相关省（自治区）人口发展规划，预计黄河流域人口将在2035年前后达到峰值约1.26亿人，城镇化率达到76%。按照4%的经济增速及实现人均2万美元的发展目标，预计2040年黄河流域GDP达到16.5万亿元，其中工业增加值达到6.9万亿元。根据《全国农田灌溉发展规划》，2035年黄河流域农田有效灌溉面积由8648万亩增加至9236万亩。基于合理的经济社会发展指标，采用强化节水定额，并统筹考虑水资源刚性约束及流域用水总量控制，预测2035年黄河流域总需水量511.22亿m³，其中上中游六省（自治区）需水量433.96亿m³。
▲2035年黄河流域各行业需水预测（单位：亿m³）
2.黄河流域可供水量分析
统筹过境水与当地水、地表水与地下水，以及外调天然水与再生水、常规水与非常规水源，合理确定水资源开发利用上限，优化水资源配置格局，提升配置效率，考虑经济社会发展不同阶段的要求，提出多种水源可供水量。
（1）地表水可供水量
《黄河可供水量分配方案》（简称“八七”分水方案）是黄河水资源管理的重要依据，按照1919—1975年黄河多年平均天然径流量580亿m³，考虑河道内生态及河流输沙水量210亿m³，分配河道外经济社会耗水量370亿m³，并明确了“丰增枯减”的原则。根据第三次水资源调查评价，1956—2016年径流系列，黄河多年平均天然径流量490亿m³，按照同比例“丰增枯减”的分配原则，河道内需配置水量177.43亿m³，河道外地表水可供水量312.61亿m³。现状年考虑向流域外供水97.87亿m³，则流域内黄河地表水可供水量为280.45亿m³。考虑南水北调东、中线一期调水工程已经生效，根据《黄河流域水资源综合规划》以及“八七”分水方案进行调整，2035水平年多年平均向流域外供水指标调整为87.68亿m³，流域内黄河地表水可供水量为273.83亿m³。
（2）地下水可供水量
现状年黄河流域地下水供水量为109.47亿m³，考虑退减地下水超采量10.91亿m³，基准年黄河流域地下水可供水量为98.56亿m³；未来严格执行地下水超采区治理规划及地下水管控指标，并在一些具有地下水开采潜力的地区适度增加地下水利用量以缓解水资源供需矛盾，2035年黄河流域地下水可供水量为96.62亿m³，基本维持流域地下水采补长期平衡。
（3）外调水可供水量
现状年黄河流域外调水工程主要包括引乾济石、引红济石、引汉济渭等，外调水量2.29亿m³。根据引乾济石、引红济石、引汉济渭工程设计规模，确定2035年调入水量为14.65亿m³；在南水北调西线调水80亿m³的情况下，2035年外调水可供水总量达到94.65亿m³。
（4）非常规水源可供水量
黄河流域的非常规水源利用主要包括污水处理再利用、雨水利用等，非常规水源利用可在一定程度上缓解黄河流域某些地区水资源紧缺局面。据调查分析，现状非常规水源利用量为22.01亿m³，基准年与现状年保持一致；2035年进一步加大再生水利用，预测黄河流域非常规水源可供水量将达到26.13亿m³。
（5）流域总可供水量
综合考虑黄河流域不同时期地表水、地下水、非常规水源和外调水等各种水源可供水量，现状基准年总可供水量为490.99亿m³，其中向流域外供水量97.87亿m³；2035年总可供水量达到578.91亿m³，其中流域内供水量491.23亿m³，考虑“八七”分水方案调整，向流域外供水量减少为87.68亿m³。
▲黄河流域不同时期水资源可利用量（单位：亿m³）
04、水资源配置格局与“四水四定”方案策略
以兼顾“公平-效率”思想为核心，以水资源刚性约束为条件，综合考虑经济效益和均衡发展两方面因素，科学规划城市布局、土地利用、人口布局和产业布局，提升水与“城-地-人-产”的适配性和协调性。
1.水资源协同优化配置方案
根据黄河水资源时空分布，结合经济社会发展布局，确定分类水量约束和配置关系、刚性保障需求、水量平衡等约束条件，运用黄河流域多目标全要素多层级水资源优化配置方法，提出黄河流域现状及2035年不同时期水资源配置方案。
▲黄河流域不同时期水资源配置（单位：亿m³）
基准年多年平均情景下可供水量有限，生活、工业及生态用水与现状年实际用水量相当，农业灌溉水量得不到满足。考虑2035年南水北调西线调水80亿m³、引汉济渭三期工程通水后，城镇生活、工业配置水量分别为48.12亿m³和68.46亿m³；农田灌溉水量得到退还，配置水量达到258.43亿m³。
2.“以水定城”确定流域城镇化率与建设规模
随着以兰州-西宁、宁夏沿黄经济区、关中-天水、呼包鄂榆、太原城市群、中原经济区等城市群为代表的新城镇化增长极的形成，人口将进一步向城镇聚集，城镇化率将从现状60.3%提高至2035年的74.4%，适度控制灌溉绿地面积和景观补水范围，人均绿地面积将从16m²提高到21m²。
3.“以水定地”确定灌溉面积和种植结构
2000—2019年，黄河流域农田有效灌溉面积从7625万亩增加到8513万亩，年均增加47万亩；农田实际灌溉面积从6599万亩增加到7719万亩，现有农田耕地有效灌溉面积中实际灌溉率为90.7%。进一步做优做强农牧业，巩固黄河流域对保障国家粮食安全的重要作用，需稳定种植面积，提升粮食产量和品质，把粮食主产区建设成为粮食生产核心区。南水北调西线工程通水之前，严格控制灌溉面积不超过8513万亩；南水北调西线工程通水后，2035年黄河流域内农田旱涝保收面积占农田有效灌溉面积的90%，即农田灌溉面积达到9097万亩。
4.“以水定人”引导人口流动方向
黄河流域现状总人口1.22亿人，占全国总人口的8.7%，其中城镇人口为0.70亿人，城镇化率57.1%。通过实施差异化的人口政策，引导人口向水土资源匹配较好、水资源相对丰富的区域有序流动。2035年流域总人口将达到1.34亿人，年均增长速率5.6‰，从人口分布格局来看，人口和城市分布主要集中在人居环境适宜且有发展经济条件的黄河干支流的河谷、平原和盆地。
5.“以水定产”优化产业规模结构布局
现状年黄河流域国内生产总值7.24万亿元，三次产业结构为6.1∶44.3∶49.6，人均GDP5.9万元，低于同期全国平均水平7.1万元，其中上中游六省（自治区）人均GDP5.7万元，仅为全国平均水平的80%。“以水定产”科学引导产业结构优化和空间布局调整，构建水资源约束与产业发展的动态刚性匹配机制。2035年黄河流域国内生产总值将增长至14.91万亿元，实现流域GDP总量翻一番的目标，人均GDP达到11.2万元，约为全国平均目标水平的87%。结合国家能源安全要求，积极发展先进制造业、战略性新兴产业，第二产业的比重基本稳定；第三产业比重有所增长，黄河流域经济结构进一步得到优化，到2035年，三次产业结构调整为3.8∶44.2∶52.0。按照“以水定产”支持甘肃陇东、宁夏宁东、内蒙古西部、陕西陕北以及山西晋北、晋中、晋西等能源基地建设。
6.分区管控策略
全面落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略，践行“四水四定”原则，实施分区精准管控。
上游地区：强化水源涵养，严控高耗水产业。青海段以保障水源涵养功能为核心，严格限制农业过度开发，推广高效节水灌溉技术，建立生态补偿机制，确保优质水源持续输出。甘肃、宁夏、内蒙古段重点破解水资源短缺与经济发展矛盾，加快形成严禁新建扩建高耗水项目、推动现有高耗水产业节水改造、提升工业用水循环利用率的新发展格局；优化城镇布局，加快形成兰州-西宁城市群、银川及呼包鄂几字弯都市圈，实施管网智能化改造，降低漏损率，促进集约化发展。
中游地区：突出水土保持，推动产业绿色转型。山西、陕西段坚持工程措施（梯田、淤地坝）与生物措施（植被恢复）并举，遏制水土流失，增强水土保持能力。聚焦能源化工产业升级，全面推广煤炭清洁生产、化工废水近零排放技术，严控单位产品水耗与污染排放，构建绿色低碳产业体系，引导产业集聚发展。推动人口向西安、太原等区域中心城市集中。
下游地区：优化水资源配置，建设节水型社会。河南、山东段依托南水北调工程完善水资源精准调配机制，优先保障生态基流。推动农业种植结构调整，扩大低耗水作物规模；强化工业节水技术改造，提升用水效益；深化城市节水管理，普及智能节水设施，增强全民节水意识，打造“四水四定”示范区域。通过分区施策、系统治理，全面提升黄河流域水资源承载力，为生态保护和高质量发展提供可持续支撑。
05、结论
黄河流域最大的矛盾是水资源短缺与经济社会高质量发展之间的矛盾，随着水资源量进一步减少，流域供水安全面临重大挑战，实施“四水四定”是破解黄河流域水资源供需矛盾的有效途径。黄河流域实施“四水四定”主要从四个方面推进：
①科学认识评估黄河流域水资源及可利用量变化。流域水资源可利用量包括本地水、外调水和非常规水源。黄河水资源短缺，近年来在气候变化和人类活动双重影响下，水资源量衰减明显，在保障流域生态基本用水的前提下，现状年流域可利用量为490.99亿m³，2035年在实施南水北调西线一期工程后可利用量为578.91亿m³。
②合理配置好各行业部门用水量。按照统筹效率与公平的原则，协调不同地区之间、部门之间的关系，提高流域水资源的总体承载水平，支撑流域高质量发展。
③把水资源作为最大的刚性约束推进节约集约高效利用。以水而定，适水调控，综合考虑各行业先进用水指标要求、边际效益等因素，通过反馈和调整提出“城-地-人-产”的适度发展规模和合理布局。2035年黄河流域人口达到1.34亿人，城镇化率为74.4%，灌溉面积为9097万亩，GDP总量翻一番，三产结构调整为3.8∶44.2∶52.0。
④加强“四水四定”分区管控。将“四水四定”指标按照总量—强度—过程，进行省—市—县逐级分解细化，建立分级管理体制，行政区层面把控用水总量和出域断面，行业部门管控产业准入、用水效率和取水许可，引导国民经济、城镇化发展和产业布局的优化。
文章来源：慧聪水工业网
