本研究选取南水北调中线一期工程河南受水区为研究对象。本区属于半湿润季风气候区，受大气环流的影响，具有春季干旱多风、夏季炎热多雨、秋季晴朗凉爽、冬季寒冷干燥的特点。南水北调中线一期工程河南受水区位置如图4.1所示。
图4.1 南水北调中线一期工程受水区位置示意图
Fig.4.1 Position of the water-received areas in the South-to-North Water Diversion Mid-route Phase 1 Project
4.1.1 受水区范围
根据《南水北调中线一期工程可行性研究总报告》，南水北调中线一期工程从汉江丹江口水库陶岔渠首闸引水，经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口，沿黄淮海平原西部边缘开挖渠道，在郑州以西孤柏嘴处通过隧洞或渡槽穿过黄河，沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。南水北调中线一期工程供水对象主要为北京、天津和石家庄、郑州等城镇。由于中线工程总干渠位置高于整个受水区，在华北局部地区出现特别干旱情况时，还可实行紧急供水。
南水北调中线工程河南受水区内有11座省辖市和32座县城（其中县级市有7座），其受水区范围见表4.1。11座省辖市黄河以南有6座（南阳、平顶山、漯河、周口、许昌、郑州），黄河以北有5座（新乡、焦作、鹤壁、安阳、濮阳），32座县城黄河以南有18座，黄河以北有14座。
表4.1 南水北调中线一期工程河南受水区范围
4.1.2 受水区自然地理概况
南水北调中线工程河南省受水区沿总干渠呈带状分布，中线工程河南段长731km。南部南阳盆地属长江汉水流域，盆地西、北、东三面为桐柏山、伏牛山环绕，向南与江汉平原相接，盆地边缘为丘陵岗地，盆地内地势平缓，地面高程在80～150m 之间，地面比降1/500～1/1500；方城以北黄河以南属淮河流域，为山前丘陵区和淮北平原区，地面向东南倾斜，高程在45～150m 之间，地面比降 1/3000～1/10000；黄河以北属黄、海河流域太行山前冲积平原，地势自西南向东北倾斜，高程在 50～110m 之间，地面比降为1/3000～1/4000。受水区大部分地势平坦开阔，有自西向东的地面坡降，可以自流输水，局部受水区位于总干渠以西的丘岗地，高程在150～170m 之间。
受水区内与中线总干渠交叉的大小河流有400 余条，南、中、北部的河流流向为南、东南、东北方向，与调水总干渠呈正交。流域面积大于100km2 的主要河流有：唐白河流域内有刁河、湍河、白河、西赵河；淮河流域内有沙河、北汝河、颍河、贾鲁河；黄、海河流域内有沁河、大沙河、汤河、安阳河等。
受水区处于亚热带向暖温带过渡地区，属大陆季风性气候，多年平均降雨量 900～550mm，自西向北递减，唐河流域为900～800mm，淮河流域为850～650mm，海河流域为600～550mm。降水量年际变幅大，年内分配不均匀，丰、枯水年最大和最小降雨量相差2～3倍，汛期6～9月降水量占全年的60%～75%。受水区多年平均气温13～15℃，无霜期190～230 天。平原区土质良好，适宜各类作物生长，是农业主产区。
受水区多年平均降水量为721.8mm，呈现南多北少的趋势。根据《南水北调工程总体规划》附件4《南水北调城市水资源规划》，该区地表水资源量为128.9×108 m3，不重复地下水资源量为57.3×108m3，水资源总量186.2×108m3。地表径流时空不均特性显著，6～9月径流量最大，可占全年90%。由于地下水严重超采，地下水位持续下降，补给量逐年减少，地下水资源量呈减少趋势。
4.1.3 受水区社会经济状况
南水北调中线一期工程河南受水区大部分位于华北平原，区内自然资源丰富，地理位置优越，是我国的政治、经济和文化中心地区。受水区内人口密集，经济总体发展水平较高，工、农业生产基础设施较好，是我国重要的工业基地、粮棉油的重要产区和经济重点区域。该受水区涉及的县（市）在我国经济社会发展和粮食安全中具有十分重要的战略地位。其中平顶山、焦作、鹤壁、濮阳是煤炭、电力、石油化工的主要生产基地，郑州、新乡、安阳的纺织、冶金、建材、电子、家用电器工业发展迅速，南阳、漯河、许昌、周口以轻纺、冶金、机械、食品、医药、工业为主，这些城市的经济建设在全国的社会经济发展中具有重要的主导地位。
该研究区内人口密集、大中城市众多、经济较发达且发展速度较快。根据统计资料，1999年受水区城市市区行政区划面积5805km2，其中建成区面积 839km2；城市建成区人口828 万人，用水人口955 万人；城市国民生产总值1081 亿元，二、三产业产值比例为59%、41%，人均国内生产总值13045元；工业总产值1352亿元，其中一般工业1288亿元，电力工业 63 亿元，分别占工业总产值的 95.3%、4.7%。2005年受水区内总人口5929万人，GDP7433亿元。耕地面积6285 万亩，粮食产量2889×104 t。受水区内人均GDP为1.25万元/人，低于全国平均值1.39万元/人。
4.1.4 受水区水资源条件
河南省地表水年际丰枯变化大，径流量由南向北递减。径流量的70%集中在汛期，且往往集中在几次暴雨，北部平原区大多数河道非汛期基本断流，成为季节性河流。沿线受水区规划范围内大部分城市和县镇缺乏地表水源工程，除少数城市可由西部大中型水库和引黄及河道提引水供水外，主要靠开采地下水供水。城市地下水开采严重，已出现以城市水源地为中心的中深层地下水漏斗区。工业和城市挤占农业用水越来越多，城市水厂的地下水水源地不断向城市郊区扩展，原规划为农业供水的水利工程转向城市供水，使地区之间、工农业之间的供用水矛盾日益加剧，水资源短缺成为影响和制约河南经济发展的主要因素。
受水区内与中线总干渠交叉的河流有400余条，人均水资源量不足全国平均水平的1/8。城市现状 1999年开采地下水量达 12.56×108 m3，其中深层地下水 5.36×108 m3，1997～1999年三年平均统计，城市每年超采地下水7.93×108 m3，中深层地下水补给困难。在供水紧缺的情况下，缺乏保持河道水环境的清洁水源，非汛期大部分河道干枯，少量径流来自城市排放的污水，水质恶化。
南水北调中线一期工程河南受水区水资源的主要特点是水资源总量少，时空分布不均，且经常出现连续干枯年。近年来，由于气候干旱和人类活动的共同影响，水资源量出现明显衰减趋势。这种水资源变化特点是导致受水区严重缺水的重要原因。水资源利用中以下问题突出：①受水区水资源缺乏，属资源型缺水地区，城市供需水矛盾日益突出，是水资源开发利用存在的主要问题。②地表水水源工程供水量有限，向城市供水的大型水库现状已达到或超过规划向城市的供水量；河道引提供水工程保证程度差，河道水质不符合饮用水标准；城市引黄供水量也无保证。③中线工程总干渠沿线受水区内地下水普遍超采，且地下水超采引发一系列环境地质问题。④城市河流多为排污河道，水污染严重。⑤节水投入不足，节水效率不高。
4.1.5 受水区生态环境状况
河南省地处中原，面积16.7×104 km2，占全国国土总面积的1.74%，分属长江、淮河、黄河、海河四大流域。河南省是典型的人口大省、农业大省、经济大省、文化大省，在国家和区域经济社会发展中具有重要战略地位。但是河南资源既丰又缺，人均水资源仅为全国平均水平的1/5，水资源承载能力与经济社会发展和生态环境之间的矛盾日趋突出。作为中线工程的主要水源地和受水区，河南省在为项目建设与运营做出重要贡献的同时，也将分享项目带来的巨大经济社会与环境效益。
河南受水区多是矿产资源富集区和工业集聚区，水资源的不足使得资源优势不能转化为经济优势。中线工程的实施将促使当地资源优势通过工业化转化为经济优势，促进产业结构优化调整。水资源的充足供应将有利于破除小农经济的制约，发展现代农业和食品加工业，加快农业产业化和农村地区现代化；有利于产业布局和产业结构的优化调整，提高工业生产力，促进新型加工业和现代高科技产业的发展。
中线工程的实施将促进受水区城市规模的扩大和城镇化水平的提高。据预测，河南受水区11个省辖市的城市人口将由2004年年底的1010万人增加到2010年的1220万人和2020年的1710万人。总干渠纵贯河南城镇密集区，将会影响这些城镇的城市形态和功能结构。供水可靠性的提高将有利于区域城乡用地结构和空间布局的优化，促进城镇体系的完善，为河南城镇化健康发展提供永久的动力。跨行政区域的地表工程将会促进区域间协调发展，表现为沿线地区经济往来的频繁和政策的协同性。可靠的供水体系将带动当地二、三产业的发展和产业链的延长，有助于产业结构和城市功能的升级，强化城市的集聚与辐射作用。中线工程受水区覆盖中原城市群的大部分区域，在区域协调联动和城市发展扩大的交互作用下，将产生有利于城市群发展的推动因素，加快以郑州为中心的中原城市群发展，引领中原崛起，促进中部崛起。
该地区的缺水属于资源性缺水，仅靠节水和污水回用已不能解决水资源过度利用造成的一系列经济、社会和生态环境问题。水资源继续衰减和生态环境的持续恶化，将造成无法弥补的严重后果。因此，必须实行跨流域调水、实施南水北调中线工程，以补充华北平原的水资源供应量。只有通过南北水资源的合理配置，才能够缓解华北平原水资源供需矛盾，支撑该地区国民经济与社会可持续发展。根据南水北调工程“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的方针，各地将更加重视生态环境保护和水污染治理。水资源的引入和产业结构调整升级将有利于经济活动中水资源的优化配置和合理利用，结合节水、水污染治理、再生水回用等措施，提高水资源的利用效率。随着供水矛盾的缓解，生态用水得以保证，将有效改善区域水系湿地功能和城乡生态环境。
南水北调中线工程给河南受水区带来的生态环境影响除以上有利影响外，还不可避免的会产生一些负面影响。丹江口水库的建设已淹没淅川县土地362km2，包括全县过半耕地，动迁人口 22 万人，并因移民生活没有得到妥善安置造成移民回流问题。水库大坝加高后将新增淹没土地70km2，新增移民15 万人。短期内土地大量淹没及人口的迁移，将进一步加剧人地矛盾和资源环境容量的压力。中线工程跨四大水系长距离调水，大规模工程建设将在短期内使当地环境产生剧烈变动，在一定程度上改变局部地区地形地貌和气候环境，减少部分土地和森林资源，并对原有水系及植被生态造成影响，还可能造成水土流失和湿地结构的破坏。并且这种对生态系统的不利影响在短期内是不可逆转的。
同时，中线工程穿越区域是我国历史文化底蕴极为深厚的地区，是中华古文明重要发祥地，文物古迹众多且年代跨度长。工程建设势必对文物保护带来巨大冲击。一方面，工程建设将不可避免地对文物密集区造成破坏，其中对地下文物的破坏更大；另一方面，水库淹没大量土地将导致地上文物遗迹的淹没，给文物保护增加难度，也给文化旅游带来损失。
该研究区主要生态环境问题有以下几方面：第一，地表水干枯。中线一期工程河南受水区各河流上游及周边地区用水量迅速增长，加之我国北方地区持续的干旱，年降水量明显降低，导致河流干涸，湿地和水域面积极度萎缩，地表水量明显减少。第二，地下水超采严重。受水区地表径流减少，水资源保证程度低，地下水的过量超采已成为受水区目前面临的严重环境问题。例如，河南省南水北调中线一期工程总干渠沿线的浅层地下水位逐年下降，城市中深层地下水开采量逐年增加。由于城市地下水的过量开采，引发了许多环境地质和工程地质问题，造成地面下沉、地下水漏斗和地面裂缝等问题。第三，水污染程度加剧。近几年，伴随着社会经济的快速发展，城市用水量、排污量也相应增长。大量未经处理的废污水排入河道和渗井、渗坑，农药和化肥过量施用，均使得河湖水体和地下水受到严重污染。城市饮用水源也受到污染的威胁，近一半平原区浅层地下水受到污染。虽然中线一期工程受水区各城市均加强了城市污水处理的力度，严格控制污水排放，但水环境仍面临巨大的压力。水污染加剧了本来已十分严峻的缺水态势。