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摘 要：明晰黃河用水演变特征、探究黄河未来水资源情势，对流域有效管理水资源、合理制定规划方案、优化布局重大水利工程具有重要意义。利用多种方法开展了黄河流域用水演变特征分析、用水变化影响因素判别及未来水资源开发利用情势识别研究，结果表明：黄河流域1980—2016年用水增长主要为城镇生活用水，37 a增加了37.0亿m3;2012—2016年工业用水量有所下降，2000—2016年农业用水量整体呈现减少特征，农业节水量能够满足新增灌溉面积用水需求;未来黄河流域生态环境用水量仍将呈现持续增长态势，这可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾;黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势，地表水是黄河流域主要水源，但现阶段流域用水仍无法摆脱对地下水的依赖，流域水资源利用效率与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距。考虑到气候变化和人类活动的影响，黄河河川径流量变化存在较大的不确定性，在南水北调西线工程生效前，流域水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。黄河流域农业灌溉尚有一定的节水潜力，可通过加大灌区节水改造、完善田间工程配套等措施实现流域深度节水。
关键词：用水演变;影响因素;未来情势;黄河
中图分类号：TV213.9;TV882.1文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.01.012
引用格式：杨翊辰，刘柏君，崔长勇，等.黄河流域用水演变特征及水资源情势识别研究[J].人民黄河，2021，43（1）：61-66.
Water Use Variability and Water Resources Situation Identification of the Yellow River Basin， China
YANG Yichen1， LIU Bojun2， CUI Changyong2
（1.School of Water Resources and Hydropower Engineering， Wuhan University， Wuhan 430072， China;
2.Yellow River Engineering Consulting Co.， Ltd.， Zhengzhou 450003， China）
Abstract： The study on water use variability and future water resources situation plays a key role in the effective management of water resources， the reasonable schemes planning and the layout of key water conservancy projects for the Yellow River basin. Various methods were employed to analyze the variability of water use， distinguish the impact factors with regard to water use change and identify the potential future situation of water resources development for the Yellow River basin. The results show that the main increase of 3.7 billion m3 for water use in the Yellow River basin is urban domestic use from 1980 to 2016; the industrial water use is slightly decreased from 2012 to 2016， and the agricultural water use， as a whole， shows the reducing characteristic from 2000 to 2016， however， the agricultural water-saving can meet the water demand of the newly increased irrigated area; the eco-environmental water use will continue to increase， which may aggravate the contradiction between water supply and demand in the Yellow River basin. Besides， from 2001 to 2016， the total water consumption of the Yellow River basin also shows an overall increasing trend， that is， surface water is the main water source and groundwater use is inevitable. The water utilization efficiency in the basin still has a certain gap between the advanced levels of developed countries and the world. Due to the impact of climate change and human activity， uncertainty exists in the runoff change of the Yellow River. Before the Western Route of the South-to-North Water Diversion Project comes into force， the constraints of water resources and water environment in the Yellow River basin on economic and social development will become increasingly prominent. Agricultural irrigation in the Yellow River basin has a certain water-saving potential， which can be realized by increasing water-saving transformation in irrigated areas and perfecting supporting facilities of field projects. Research can support the ecological conservation and high-quality development of the Yellow River basin. Key words： water use variability; impact factor; future situation; Yellow River
1 研究背景
黄河流域大部分位于我国中西部地区，是承接我国东西地区共同发展和向西、向北对外开放的重要纽带。黄河流域土地、能源、矿产资源丰富，沿黄省（区）为丝绸之路经济带核心区，在我国经济社会发展和对外开放总体布局中具有重要地位。近年来，受全球气候、下垫面等变化的影响，黄河流域水沙情势发生了一定变化;同时，随着国家西部大开发、一带一路、区域协调发展、生态文明建设等战略的实施，以及国家主体功能区规划、新型城镇化规划等全面深入，黄河流域能源与矿产资源开发、商贸文化交流发展面临新机遇，黄河流域水资源供需面临新的形势及考验[1]。2019年9月18日，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上指出“有多少汤泡多少馍”“坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，把水资源作为最大的刚性约束，合理规划人口、城市和产业发展，坚决抑制不合理用水需求”，给黄河流域用水方式提出了更高的要求[2-3]。明晰黄河流域用水演变特征，识别未来水资源开发利用情势，不仅关系到流域规划方案制定，也影响重大水利工程的布局[4]。
气候变化能够直接影响流域降水、蒸发、产汇流过程，会对黄河流域水资源利用格局及水安全形势产生较大影响[5]。黄河流域在气候变化的影响下，已经出现了水资源量减少、水资源供需矛盾加剧等问题，流域用水情势不容乐观[6]。针对黄河水资源问题，翁建武等[7]利用熵权法评价了黄河上游地区水资源脆弱性，认为自然气候条件是区域水资源脆弱化的主导因素。李恩宽等[8]利用基于混合蛙跳算法的投影寻踪模型评价了黄河流域用水效率，认为人均综合用水量、万元GDP用水量等是影响黄河用水效率的主要因素。俞淞等[9]详细分析了黄河干流宁夏段出入境水量、灌区引水量、灌渠取水量的变化特征。张丽洁等[10]、张宁宁等[11]、左其亭等[12]分别利用正态云模型、“量-质-域-流”评价指标体系和基于组合权重的TOPSIS模型评价了黄河流域水资源承载力，均认为黄河流域水资源未达到可承载水平。党丽娟[13]从流域、省（区）、地市多尺度对黄河流域水资源开发利用情势进行了分析评价，为流域人口规划、城市和产业发展提供参考。尚文绣等[14]通过对黄河流域不同用水部门间的竞争与协作关系进行量化，认为兰州以下河段2017年存在较强的用水竞争关系。刘华军等[15]通过研究黄河流域用水效率空间格局与动态演进趋势，发现流域用水效率呈现东高西低空间分布特征且部分年份存在极化现象。吴泽宁等[16]利用空间自相关方法，发现陕西、河南、山东是经济用水高价值省份，宁夏、内蒙古、陕西、山西是生态环境用水高价值省（区），青海、四川、陕西是总用水高价值省份。
综上可知，现阶段对黄河流域用水演变特征、未来水资源情势等研究较少。在新形势下，利用多种方法开展黄河流域用水演变特征分析、用水变化影响因素判别及未来水资源开发利用情势识别研究，对黄河流域水资源管理与开发利用具有重要意义。
2 黄河流域概况
黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青、川、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫、鲁等9省（区），全长5 464 km，流域面积79.5万km2（包括内流区4.2万km2）。河口镇（内蒙古自治区托克托县）以上为黄河上游流域，面积42.8万km2，干流河长3 472 km，是黄河径流的主要来源区;河口镇至桃花峪（河南省郑州市）区域为黄河中游流域，面积34.4万km2，干流河长1 206 km，是黄河洪水和泥沙的主要来源区;桃花峪以下区域为黄河下游流域，面积2.3万km2，干流河长786 km[4]。黄河流域概况与主要控制断面见图1。
3 黄河流域用水演变特征及其影响因素分析
3.1 用水量变化分析
对黄河流域1980—2016年城镇生活、工业、农业数据以及2005—2016年生态用水量（河道内外生态环境用水量）数据进行分析。黄河流域用水量演变过程（见表1）表明：随着城镇居民生活水平提高，生活用水量增长较快，37 a间用水量增加了37.0亿m3，占总用水量的比重从5.1%提高到13.3%，年均增长2.7%，其中2005—2016年生活用水量年均增长4.9%。
1980—2016年工业用水量年均增长率为1.5%，其中：1980—1994年年均增長率为4.8%，是工业用水的高速发展阶段;1995—2000年、2000—2005年、2005—2012年工业用水量年均增长率分别为1.9%、-0.2%、1.1%;2012—2016年工业用水量有所减少，5 a减少了8.8亿m3，占总用水量的比重从15.5%下降到13.3%。工业用水量明显下降主要受流域工业发展速度减缓和工业节水强度提高的影响。
流域农业用水量呈先增后减的态势，占总用水量的比重下降了17.1%，分析可知，2000年以前农业用水量增加与灌溉面积持续增大有关，2000—2016年农业用水量减小了36.8亿m3，但流域灌溉面积仍呈增大趋势，说明随着节水措施的实施，流域节水取得了较好的效果，农业节水量满足了新增灌溉面积的用水需求。
随着城市环境改善和生态文明建设的推进，黄河流域2005—2016年生态用水量呈现增加趋势，占总用水量比重从0.8%提高到了3.5%。其中，河道外人工生态环境用水量增加较快，12 a增加了11.3亿m3，年均增长率为14.4%。随着黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的实施，未来黄河流域生态环境用水量将持续增加，可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾[17-18]。
从用水结构演变来看，2005—2016年黄河流域农业用水量占比呈明显下降趋势，工业用水量占比呈波浪式微增加趋势，生活用水量占比则呈现稳步增加趋势。由此推断，黄河流域水资源利用结构在朝有利于经济社会发展的方向演变。 3.2 耗水量变化分析
3.2.1 黄河流域内外总耗水量变化分析
根据“八七”分水方案[19-20]，南水北调西线工程生效前，黄河流域内外可耗用黄河水量370亿m3（遵循丰增枯减原则）。通过分析黄河流域2001—2016年耗水量数据可知，流域多年平均耗水量为392.49亿m3，地表水耗水量为300.46亿m3，地下水耗水量为92.03亿m3。地表水耗水量中，流域内耗水量为203.15亿m3（占流域总耗水量的51.8%），流域外耗水量为97.31亿m3（占流域总耗水量的24.8%）。黄河流域耗水量变化情况见表2和图2。
由图2可知，黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势，其中：地表水耗水量呈明显增加趋势，说明地表水是黄河流域的主要水源;地下水耗水量整体较为稳定，仅出现微弱的下降趋势，说明压采地下水措施具有一定的效果，但由于流域地表水量天然禀赋较差，因此现阶段流域生态保护和高质量发展仍无法摆脱对地下水的依赖。M-K突变检验结果显示，黄河流域总耗水量与地表水耗水量的突变点均为2006年（显著性水平为0.05），即黄河流域在2006年开始，耗水量呈持续增加态势。
3.2.2 各省（区）耗水量与控制指标关系分析
黄河自1999年实施水量统一调度，根据“八七”分水方案，2001—2016年甘肃、宁夏、内蒙古和山东4个省（区）地表水耗水量分别超出黄河分水指标3.89亿、3.82亿、9.04亿、14.68亿m3，合计超出分水指标31.43亿m3（见表3）。由表3可知：四川省、陕西省和山西省耗水较为均衡，说明这3个省用水结构的合理性在黄河流域处于较高水平;青海省和河南省用水结构在黄河流域处于中等水平;宁夏、甘肃省、内蒙古和山东省用水结构的合理性在黃河流域处于较低水平。
3.3 用水水平研判
3.3.1 用水水平变化分析
黄河流域用水水平变化分析结果见表4。1980—2016年黄河流域人均用水量由420 m3减少到343 m3，其中：1980—2000年人均用水量由420 m3减少到382 m3，2000—2005年人均用水量由382 m3减少到357 m3，2016年变为343 m3。与全国及其他流域相比，2016年黄河流域人均用水量较全国平均水平低95 m3，高于海河流域与淮河流域。全国、海河流域、淮河流域与长江流域2016年用水水平见表5。
1980—2016年黄河流域农田和林草灌溉面积分别增加124.8万hm2和64.1万hm2，而农林牧灌溉用水量减少了7.79亿m3，农田实际灌溉定额由8 130 m3/hm2减少到5 520 m3/hm2。由此可见，流域农田灌溉节水效果显现，农业用水定额下降明显。同时，在有限的水资源条件下，陕西、山西等省（区）的大部分农田采取非充分灌溉方式，减少灌水次数甚至不灌溉。与全国及其他流域相比，2016年黄河流域实际灌溉定额较全国平均水平低180 m3/hm2，但高于海河流域与淮河流域。
1980—2016年黄河流域万元工业增加值用水量（按2000年可比价）由877 m3减少到34 m3，原因是黄河流域（特别是上中游地区）近年来严控高耗水工业项目审批，大力推广空冷、闭式循环等节水技术，大幅提高工业用水重复利用率，使工业用水定额明显下降。
3.3.2 用水水平判别
虽然1980—2016年黄河流域的水资源利用效率有较大幅度提高，但与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距（见表6）。
4 未来水资源情势识别
据1919—1975年系列（“八七”分水方案依据系列[19-20]），黄河多年平均径流量为580亿m3;1956—2000年系列（全国第二次水资源调查评价），黄河多年平均径流量为534.8亿m3，比580亿m3减少45.2亿m3，减幅7.8%;1956—2010年系列（黄河流域水文设计成果修订），黄河多年平均径流量为482.4亿m3，比580亿m3减少97.6亿m3，减幅16.8%。可以看出，黄河水资源量明显减少。受气候变化和人类活动的影响，黄河河川径流量变化存在较大的不确定性。
黄河流域用水量从1980年的343.0亿m3增加到2016年的411.2亿m3，尤其2000年以来，黄河上中游地区依托煤炭资源优势形成的能源和煤化工产业发展迅速，工业与生活用水增加较快。即使采取强化节水等措施，未来黄河流域经济社会发展和生态环境改善对水资源的需求也将呈刚性增长[21-22]，加上向流域外引黄灌区及部分城市和地区的远距离供水，在跨流域调水工程生效之前，水资源供需矛盾日益突出，水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。
黄河流域1980—2016年农田实际灌溉定额由8 130 m3/hm2减小到5 520 m3/hm2，低于全国平均水平，高于海河流域与淮河流域。长期以来，流域大中型灌区节水改造投资短缺，渠系工程老化失修严重，田间工程配套不完善，灌溉水利用系数为0.54，个别灌区只有0.40，低于《节水灌溉工程技术规范》规定的节水标准，尚有一定的节水潜力。
5 结 语
（1）随着居民生活水平提高，黄河流域1980—2016年主要是城镇生活用水增长，用水量增加了37.0亿m3。2012—2016年工业用水有所下降，其原因主要与流域工业发展速度减缓和工业节水强度提高有关。2000—2016年农业用水量整体呈现减少特征，减小了36.8亿m3，但流域灌溉面积仍呈现增加趋势，说明流域节水措施效果明显，农业节水量能够满足新增灌溉面积用水需求。未来黄河流域生态环境用水量将持续增加，可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾。
（2）黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势，地表水是黄河流域的主要水源，但现阶段流域用水仍无法摆脱对地下水的依赖。虽然1980—2016年黄河流域的水资源利用效率有较大幅度提高，但与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距。 （3）受气候变化和人类活动的影响，黄河径流量变化存在较大的不确定性。随着黄河流域经济社会的发展，在南水北调西线工程生效前，流域水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。加快推进南水北调西线工程建设，配合龙羊峡、刘家峡、小浪底等水库联合调度运用[4，23-24]，是解决黄河流域缺水最为有效的措施。
（4）黄河流域农业灌溉尚有一定的节水潜力，可通过加大灌区节水改造、完善田间工程配套等措施实现流域深度节水。
参考文献：
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【责任编辑 张华兴】
关键词：用水演变;影响因素;未来情势;黄河
中图分类号：TV213.9;TV882.1文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.01.012
引用格式：杨翊辰，刘柏君，崔长勇，等.黄河流域用水演变特征及水资源情势识别研究[J].人民黄河，2021，43（1）：61-66.
Water Use Variability and Water Resources Situation Identification of the Yellow River Basin， China
YANG Yichen1， LIU Bojun2， CUI Changyong2
（1.School of Water Resources and Hydropower Engineering， Wuhan University， Wuhan 430072， China;
2.Yellow River Engineering Consulting Co.， Ltd.， Zhengzhou 450003， China）
Abstract： The study on water use variability and future water resources situation plays a key role in the effective management of water resources， the reasonable schemes planning and the layout of key water conservancy projects for the Yellow River basin. Various methods were employed to analyze the variability of water use， distinguish the impact factors with regard to water use change and identify the potential future situation of water resources development for the Yellow River basin. The results show that the main increase of 3.7 billion m3 for water use in the Yellow River basin is urban domestic use from 1980 to 2016; the industrial water use is slightly decreased from 2012 to 2016， and the agricultural water use， as a whole， shows the reducing characteristic from 2000 to 2016， however， the agricultural water-saving can meet the water demand of the newly increased irrigated area; the eco-environmental water use will continue to increase， which may aggravate the contradiction between water supply and demand in the Yellow River basin. Besides， from 2001 to 2016， the total water consumption of the Yellow River basin also shows an overall increasing trend， that is， surface water is the main water source and groundwater use is inevitable. The water utilization efficiency in the basin still has a certain gap between the advanced levels of developed countries and the world. Due to the impact of climate change and human activity， uncertainty exists in the runoff change of the Yellow River. Before the Western Route of the South-to-North Water Diversion Project comes into force， the constraints of water resources and water environment in the Yellow River basin on economic and social development will become increasingly prominent. Agricultural irrigation in the Yellow River basin has a certain water-saving potential， which can be realized by increasing water-saving transformation in irrigated areas and perfecting supporting facilities of field projects. Research can support the ecological conservation and high-quality development of the Yellow River basin. Key words： water use variability; impact factor; future situation; Yellow River
1 研究背景
黄河流域大部分位于我国中西部地区，是承接我国东西地区共同发展和向西、向北对外开放的重要纽带。黄河流域土地、能源、矿产资源丰富，沿黄省（区）为丝绸之路经济带核心区，在我国经济社会发展和对外开放总体布局中具有重要地位。近年来，受全球气候、下垫面等变化的影响，黄河流域水沙情势发生了一定变化;同时，随着国家西部大开发、一带一路、区域协调发展、生态文明建设等战略的实施，以及国家主体功能区规划、新型城镇化规划等全面深入，黄河流域能源与矿产资源开发、商贸文化交流发展面临新机遇，黄河流域水资源供需面临新的形势及考验[1]。2019年9月18日，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上指出“有多少汤泡多少馍”“坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，把水资源作为最大的刚性约束，合理规划人口、城市和产业发展，坚决抑制不合理用水需求”，给黄河流域用水方式提出了更高的要求[2-3]。明晰黄河流域用水演变特征，识别未来水资源开发利用情势，不仅关系到流域规划方案制定，也影响重大水利工程的布局[4]。
气候变化能够直接影响流域降水、蒸发、产汇流过程，会对黄河流域水资源利用格局及水安全形势产生较大影响[5]。黄河流域在气候变化的影响下，已经出现了水资源量减少、水资源供需矛盾加剧等问题，流域用水情势不容乐观[6]。针对黄河水资源问题，翁建武等[7]利用熵权法评价了黄河上游地区水资源脆弱性，认为自然气候条件是区域水资源脆弱化的主导因素。李恩宽等[8]利用基于混合蛙跳算法的投影寻踪模型评价了黄河流域用水效率，认为人均综合用水量、万元GDP用水量等是影响黄河用水效率的主要因素。俞淞等[9]详细分析了黄河干流宁夏段出入境水量、灌区引水量、灌渠取水量的变化特征。张丽洁等[10]、张宁宁等[11]、左其亭等[12]分别利用正态云模型、“量-质-域-流”评价指标体系和基于组合权重的TOPSIS模型评价了黄河流域水资源承载力，均认为黄河流域水资源未达到可承载水平。党丽娟[13]从流域、省（区）、地市多尺度对黄河流域水资源开发利用情势进行了分析评价，为流域人口规划、城市和产业发展提供参考。尚文绣等[14]通过对黄河流域不同用水部门间的竞争与协作关系进行量化，认为兰州以下河段2017年存在较强的用水竞争关系。刘华军等[15]通过研究黄河流域用水效率空间格局与动态演进趋势，发现流域用水效率呈现东高西低空间分布特征且部分年份存在极化现象。吴泽宁等[16]利用空间自相关方法，发现陕西、河南、山东是经济用水高价值省份，宁夏、内蒙古、陕西、山西是生态环境用水高价值省（区），青海、四川、陕西是总用水高价值省份。
综上可知，现阶段对黄河流域用水演变特征、未来水资源情势等研究较少。在新形势下，利用多种方法开展黄河流域用水演变特征分析、用水变化影响因素判别及未来水资源开发利用情势识别研究，对黄河流域水资源管理与开发利用具有重要意义。
2 黄河流域概况
黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青、川、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫、鲁等9省（区），全长5 464 km，流域面积79.5万km2（包括内流区4.2万km2）。河口镇（内蒙古自治区托克托县）以上为黄河上游流域，面积42.8万km2，干流河长3 472 km，是黄河径流的主要来源区;河口镇至桃花峪（河南省郑州市）区域为黄河中游流域，面积34.4万km2，干流河长1 206 km，是黄河洪水和泥沙的主要来源区;桃花峪以下区域为黄河下游流域，面积2.3万km2，干流河长786 km[4]。黄河流域概况与主要控制断面见图1。
3 黄河流域用水演变特征及其影响因素分析
3.1 用水量变化分析
对黄河流域1980—2016年城镇生活、工业、农业数据以及2005—2016年生态用水量（河道内外生态环境用水量）数据进行分析。黄河流域用水量演变过程（见表1）表明：随着城镇居民生活水平提高，生活用水量增长较快，37 a间用水量增加了37.0亿m3，占总用水量的比重从5.1%提高到13.3%，年均增长2.7%，其中2005—2016年生活用水量年均增长4.9%。
1980—2016年工业用水量年均增长率为1.5%，其中：1980—1994年年均增長率为4.8%，是工业用水的高速发展阶段;1995—2000年、2000—2005年、2005—2012年工业用水量年均增长率分别为1.9%、-0.2%、1.1%;2012—2016年工业用水量有所减少，5 a减少了8.8亿m3，占总用水量的比重从15.5%下降到13.3%。工业用水量明显下降主要受流域工业发展速度减缓和工业节水强度提高的影响。
流域农业用水量呈先增后减的态势，占总用水量的比重下降了17.1%，分析可知，2000年以前农业用水量增加与灌溉面积持续增大有关，2000—2016年农业用水量减小了36.8亿m3，但流域灌溉面积仍呈增大趋势，说明随着节水措施的实施，流域节水取得了较好的效果，农业节水量满足了新增灌溉面积的用水需求。
随着城市环境改善和生态文明建设的推进，黄河流域2005—2016年生态用水量呈现增加趋势，占总用水量比重从0.8%提高到了3.5%。其中，河道外人工生态环境用水量增加较快，12 a增加了11.3亿m3，年均增长率为14.4%。随着黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的实施，未来黄河流域生态环境用水量将持续增加，可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾[17-18]。
从用水结构演变来看，2005—2016年黄河流域农业用水量占比呈明显下降趋势，工业用水量占比呈波浪式微增加趋势，生活用水量占比则呈现稳步增加趋势。由此推断，黄河流域水资源利用结构在朝有利于经济社会发展的方向演变。 3.2 耗水量变化分析
3.2.1 黄河流域内外总耗水量变化分析
根据“八七”分水方案[19-20]，南水北调西线工程生效前，黄河流域内外可耗用黄河水量370亿m3（遵循丰增枯减原则）。通过分析黄河流域2001—2016年耗水量数据可知，流域多年平均耗水量为392.49亿m3，地表水耗水量为300.46亿m3，地下水耗水量为92.03亿m3。地表水耗水量中，流域内耗水量为203.15亿m3（占流域总耗水量的51.8%），流域外耗水量为97.31亿m3（占流域总耗水量的24.8%）。黄河流域耗水量变化情况见表2和图2。
由图2可知，黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势，其中：地表水耗水量呈明显增加趋势，说明地表水是黄河流域的主要水源;地下水耗水量整体较为稳定，仅出现微弱的下降趋势，说明压采地下水措施具有一定的效果，但由于流域地表水量天然禀赋较差，因此现阶段流域生态保护和高质量发展仍无法摆脱对地下水的依赖。M-K突变检验结果显示，黄河流域总耗水量与地表水耗水量的突变点均为2006年（显著性水平为0.05），即黄河流域在2006年开始，耗水量呈持续增加态势。
3.2.2 各省（区）耗水量与控制指标关系分析
黄河自1999年实施水量统一调度，根据“八七”分水方案，2001—2016年甘肃、宁夏、内蒙古和山东4个省（区）地表水耗水量分别超出黄河分水指标3.89亿、3.82亿、9.04亿、14.68亿m3，合计超出分水指标31.43亿m3（见表3）。由表3可知：四川省、陕西省和山西省耗水较为均衡，说明这3个省用水结构的合理性在黄河流域处于较高水平;青海省和河南省用水结构在黄河流域处于中等水平;宁夏、甘肃省、内蒙古和山东省用水结构的合理性在黃河流域处于较低水平。
3.3 用水水平研判
3.3.1 用水水平变化分析
黄河流域用水水平变化分析结果见表4。1980—2016年黄河流域人均用水量由420 m3减少到343 m3，其中：1980—2000年人均用水量由420 m3减少到382 m3，2000—2005年人均用水量由382 m3减少到357 m3，2016年变为343 m3。与全国及其他流域相比，2016年黄河流域人均用水量较全国平均水平低95 m3，高于海河流域与淮河流域。全国、海河流域、淮河流域与长江流域2016年用水水平见表5。
1980—2016年黄河流域农田和林草灌溉面积分别增加124.8万hm2和64.1万hm2，而农林牧灌溉用水量减少了7.79亿m3，农田实际灌溉定额由8 130 m3/hm2减少到5 520 m3/hm2。由此可见，流域农田灌溉节水效果显现，农业用水定额下降明显。同时，在有限的水资源条件下，陕西、山西等省（区）的大部分农田采取非充分灌溉方式，减少灌水次数甚至不灌溉。与全国及其他流域相比，2016年黄河流域实际灌溉定额较全国平均水平低180 m3/hm2，但高于海河流域与淮河流域。
1980—2016年黄河流域万元工业增加值用水量（按2000年可比价）由877 m3减少到34 m3，原因是黄河流域（特别是上中游地区）近年来严控高耗水工业项目审批，大力推广空冷、闭式循环等节水技术，大幅提高工业用水重复利用率，使工业用水定额明显下降。
3.3.2 用水水平判别
虽然1980—2016年黄河流域的水资源利用效率有较大幅度提高，但与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距（见表6）。
4 未来水资源情势识别
据1919—1975年系列（“八七”分水方案依据系列[19-20]），黄河多年平均径流量为580亿m3;1956—2000年系列（全国第二次水资源调查评价），黄河多年平均径流量为534.8亿m3，比580亿m3减少45.2亿m3，减幅7.8%;1956—2010年系列（黄河流域水文设计成果修订），黄河多年平均径流量为482.4亿m3，比580亿m3减少97.6亿m3，减幅16.8%。可以看出，黄河水资源量明显减少。受气候变化和人类活动的影响，黄河河川径流量变化存在较大的不确定性。
黄河流域用水量从1980年的343.0亿m3增加到2016年的411.2亿m3，尤其2000年以来，黄河上中游地区依托煤炭资源优势形成的能源和煤化工产业发展迅速，工业与生活用水增加较快。即使采取强化节水等措施，未来黄河流域经济社会发展和生态环境改善对水资源的需求也将呈刚性增长[21-22]，加上向流域外引黄灌区及部分城市和地区的远距离供水，在跨流域调水工程生效之前，水资源供需矛盾日益突出，水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。
黄河流域1980—2016年农田实际灌溉定额由8 130 m3/hm2减小到5 520 m3/hm2，低于全国平均水平，高于海河流域与淮河流域。长期以来，流域大中型灌区节水改造投资短缺，渠系工程老化失修严重，田间工程配套不完善，灌溉水利用系数为0.54，个别灌区只有0.40，低于《节水灌溉工程技术规范》规定的节水标准，尚有一定的节水潜力。
5 结 语
（1）随着居民生活水平提高，黄河流域1980—2016年主要是城镇生活用水增长，用水量增加了37.0亿m3。2012—2016年工业用水有所下降，其原因主要与流域工业发展速度减缓和工业节水强度提高有关。2000—2016年农业用水量整体呈现减少特征，减小了36.8亿m3，但流域灌溉面积仍呈现增加趋势，说明流域节水措施效果明显，农业节水量能够满足新增灌溉面积用水需求。未来黄河流域生态环境用水量将持续增加，可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾。
（2）黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势，地表水是黄河流域的主要水源，但现阶段流域用水仍无法摆脱对地下水的依赖。虽然1980—2016年黄河流域的水资源利用效率有较大幅度提高，但与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距。 （3）受气候变化和人类活动的影响，黄河径流量变化存在较大的不确定性。随着黄河流域经济社会的发展，在南水北调西线工程生效前，流域水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。加快推进南水北调西线工程建设，配合龙羊峡、刘家峡、小浪底等水库联合调度运用[4，23-24]，是解决黄河流域缺水最为有效的措施。
（4）黄河流域农业灌溉尚有一定的节水潜力，可通过加大灌区节水改造、完善田间工程配套等措施实现流域深度节水。
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