北京市水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與可持續(xù)利用

北京市水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與可持續(xù)利用

水是地球表層系統(tǒng)的組成部分，是人類不可缺少的生存要素，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必需的資源基礎(chǔ)。中國可利用水資源總量較高，但由于人口規(guī)模龐大，人均淡水資源量僅為世界平均水平的1/3。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化水平的提升，水資源短缺和水環(huán)境污染逐漸成為制約其發(fā)展的重要問題。改革開放以來，快速城市化成為中國發(fā)展過程中的社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，隨著大量的人口集聚和城市工業(yè)增長，中國2/3的城市面臨水資源供應(yīng)不足的問題，近1/6的城市這一問題更為嚴(yán)峻[1]。城市水資源利用趨于規(guī)模化和集中化，導(dǎo)致水的供需矛盾突出，成為制約中國城市發(fā)展的瓶頸[2]。長此以往，水問題將可能演變成水危機(jī)[3]。一水資源利用情況概述通過比較世界上主要國家的水資源情況（見表1）可以發(fā)現(xiàn)，中國人均水資源量和人均生活用水量均屬于較低水平，這主要是由中國龐大的人口規(guī)模決定的。在單位農(nóng)業(yè)增加值水耗和單位工業(yè)增加值水耗[4]兩個(gè)指標(biāo)方面，各國存在較大差異。其中印度尼西亞、加拿大、俄羅斯、澳大利亞等人均水資源豐富國家的單位農(nóng)業(yè)增加值水耗較高，均在10立方米/美元以上。在人均水資源量與中國相近的幾個(gè)國家中，法國、德國和英國的數(shù)據(jù)優(yōu)于中國，尤其是德國的單位農(nóng)業(yè)增加值水耗僅為0.01立方米/美元，足見其在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面的力度顯著好于中國。單位工業(yè)增加值水耗方面，印度、日本、德國、英國均明顯優(yōu)于中國0.19立方米/美元的水平。通過這幾項(xiàng)指標(biāo)的國際比較，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前中國的用水量和用水效率方面均有較大的提高空間。表1水資源情況國際比較在全國范圍內(nèi)，包括京津冀地區(qū)在內(nèi)的海河流域面臨的水資源問題相對(duì)更為嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)和城市發(fā)展所需水資源量已超出區(qū)域的供水能力，連年出現(xiàn)的供水缺口主要靠超采地下水和利用不合標(biāo)準(zhǔn)的廢污水達(dá)到供需平衡[5]。而地下水位的持續(xù)下降也帶來了河湖干涸，地面沉降等嚴(yán)重的環(huán)境問題，這些問題使原本就緊張的水資源問題不斷加重，如何合理健康可持續(xù)地利用水資源成為這一地區(qū)，尤其是北京這一大城市長期以來都要面臨的問題之一。北京北倚燕山山脈，南臨華北平原，介于海河平原與西山山地之間。由于受氣候與地形等自然條件影響，海河流域可利用水資源量在全國范圍內(nèi)處于較低水平，兼之長期以來人類活動(dòng)影響，北京地區(qū)水資源相對(duì)匱乏，用水相對(duì)緊張。在淡水資源方面，作為典型資源型缺水區(qū)，北京市淡水資源與人口及經(jīng)濟(jì)發(fā)展匹配性差，北京市多年平均年水資源總量為25.4億立方米，年供水（用水）總量為35.2億立方米，缺口高達(dá)9.8億立方米，除少部分地下水超采情況外，近年來主要缺口由再生水、南水北調(diào)用水及應(yīng)急供水填補(bǔ)[6]。除去食品消費(fèi)中所占用的間接用水外，北京市直接用水的保障區(qū)從新中國成立初期的本市區(qū)域內(nèi)擴(kuò)展到周邊壩上地區(qū)甚至長江流域的丹江口水庫區(qū)，用水規(guī)模的提高使跨流域調(diào)水成為北京直接用水的重要來源。在用水產(chǎn)出效益方面，隨著北京城鎮(zhèn)GDP的高速增長，以及工農(nóng)業(yè)用水效率的提高，北京市萬元GDP水耗逐年下降，已從2001年的104.91立方米下降到2012年的20.07立方米（約合每萬美元242.7立方米），已達(dá)到發(fā)達(dá)國家的平均水平。二北京市水資源利用的問題分析由于自然環(huán)境約束、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程加速等方面的原因，北京市水資源利用面臨著總量不足、利用結(jié)構(gòu)不合理、水質(zhì)下降等問題。（一）總量問題相對(duì)于其他北方城市來說，北京地區(qū)水系較多，包括了永定河、潮白河、拒馬河、大石河等，但由于降水的季節(jié)性與地區(qū)性差異，以及氣候干燥所帶來的蒸發(fā)影響，匯流并不穩(wěn)定；另外這一地區(qū)地表土層疏松，降水易下滲而非產(chǎn)生徑流，造成了水資源的匱乏。北京的入境水來自河北省北部，由于氣候條件相近，入境水與自產(chǎn)水基本上豐枯同期，很難起到調(diào)節(jié)作用。綜合上述各因素，尋找水源、開渠引水成為千百年來北京城市發(fā)展史上的重要活動(dòng)。從三國時(shí)期曹魏劉靖分水、開車箱渠、入高梁河，到金、元、明、清幾代為緩解京城用水的引水工程，都是為了城市發(fā)展所實(shí)施的，從農(nóng)業(yè)灌溉到生活用水，再到解決漕運(yùn)都起到了重要的作用[7]。理論上，由降水產(chǎn)生的地表徑流多年平均值在25億立方米左右，加上區(qū)外流入量和地下水資源量，總水量40億～50億立方米。但由于雨量集中，水利設(shè)施難以將全部地表水加以利用，一般年份供水量為22億立方米，偏枯年份為15億立方米，枯水年為11億立方米左右，水資源可供開發(fā)利用的總量是有限度的[8]。從圖1可以看出北京市全年水資源總量和全年用水總量的變化趨勢，由于年度降水不均的影響，年度間水資源總量存在較大的差異，但總體上看，多數(shù)年份（除2008年和2012年）水資源供給存在較大的缺口，這一差值均由地下水采補(bǔ)，這也對(duì)水資源總量造成了進(jìn)一步的影響。圖1北京水資源狀況變化趨勢（二）利用結(jié)構(gòu)問題利用結(jié)構(gòu)問題是多數(shù)中國城市所共同面臨的問題，由于長期的工業(yè)化與城市化進(jìn)程影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展被明確為城市發(fā)展的首要目標(biāo)，在這一理念的影響下，各城市均在片面地強(qiáng)調(diào)建立各自的工業(yè)體系。這一體系涵蓋了化工、機(jī)械、煤炭、冶金等多個(gè)門類，尤其是對(duì)北京這種工業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)較好的地區(qū)，從一開始就在強(qiáng)調(diào)其現(xiàn)代化工業(yè)基地的地位，不顧城市定位和資源狀況，主觀地強(qiáng)調(diào)發(fā)展鋼鐵、石化、機(jī)械等重工業(yè)，造成輕重工業(yè)比例的嚴(yán)重推敲，更造成城市需水用水的增加。工業(yè)，尤其是重工業(yè)的發(fā)展造成了人口的快速集聚，從而加重了城市的用水緊張程度。另外，工業(yè)用水浪費(fèi)情況嚴(yán)重，而上述重工業(yè)部門的需水量更是高于其他業(yè)態(tài)。不過隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型和北京市發(fā)展的重新定位，重化工業(yè)不斷從區(qū)內(nèi)遷出，產(chǎn)業(yè)的用水壓力有所緩解。從北京市歷年用水結(jié)構(gòu)變化圖（見圖2）上可以看出，隨著生態(tài)文明建設(shè)理念的深入，城市環(huán)境用水逐年增加，2012年環(huán)境用水占用水總量比重的15.81%，甚至超過了當(dāng)年工業(yè)用水量。同時(shí)隨著農(nóng)用地面積的不斷減少，農(nóng)業(yè)用水的比例也有所下降，但節(jié)水技術(shù)應(yīng)有較大的應(yīng)用空間。圖2北京歷年用水結(jié)構(gòu)變化（三）水質(zhì)問題北京市早期的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題不僅影響了水資源量，還對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生了不易逆轉(zhuǎn)的影響。由于地表徑流的下滲和工業(yè)污水肆意排放，使北京地表徑流和地表水均受到嚴(yán)重的污染，護(hù)城河、通惠河、涼水河污染嚴(yán)重，官廳水庫的水質(zhì)也急劇惡化，同時(shí)由于地下水被化工物質(zhì)污染，土壤中積累的大量污染物長時(shí)間內(nèi)也無法得到控制和恢復(fù)。據(jù)北京市水務(wù)局《水質(zhì)月報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2014年6月，共監(jiān)測河段103條，其中僅有27條河流達(dá)Ⅲ類[9]及以上標(biāo)準(zhǔn)，即優(yōu)質(zhì)水體所占比例僅為26%。而水質(zhì)為Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅴ3、Ⅴ4類[10]的河流達(dá)52條，為總數(shù)的一半。在大中型水庫水質(zhì)方面，原本作為主要水源地的官廳水庫水質(zhì)為Ⅳ類，已無法作為飲用水來源。市內(nèi)湖泊中也僅有團(tuán)城湖、昆明湖和展覽館后湖的水質(zhì)達(dá)Ⅱ類和Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。大面積的湖泊水庫水質(zhì)的下降也很大程度上影響了水資源的調(diào)蓄作用，影響了北京市的水資源供給。三北京市水資源可持續(xù)利用對(duì)策針對(duì)水資源可持續(xù)利用的機(jī)制和管理措施涉及用水規(guī)劃編制、水權(quán)制度完善、用水價(jià)格設(shè)定、對(duì)水源區(qū)的補(bǔ)償機(jī)制、行政主管部門間協(xié)調(diào)、加強(qiáng)節(jié)水宣傳等多個(gè)方面，除了這些常規(guī)性的對(duì)策之外，鑒于北京市的自然環(huán)境和發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)對(duì)策建議。（一）保水先護(hù)山，加強(qiáng)植保工作與山區(qū)合理開發(fā)北京地區(qū)處于燕山山脈與太行山脈交匯處，山區(qū)位于北京西部和北部，山脈呈西南-東北走向，在這一地形影響下，自東南進(jìn)入的濕氣團(tuán)由平原低海拔遇山阻擋抬高，在迎風(fēng)坡地帶降水量增高[11]。在這種情況下，一旦山區(qū)林草覆被遭到破壞，其涵養(yǎng)水分和保持水土的能力就會(huì)受到影響。而且實(shí)際上，隨著長期以來人類活動(dòng)的影響，山區(qū)的原始森林已經(jīng)演化為天然次生林甚至灌草叢。加之山區(qū)暴雨多強(qiáng)度大等情況，水土流失問題不僅影響土壤，還帶走大量水分。一般來講，地球表層的水體流動(dòng)主要取決于地形地勢的影響，北京地區(qū)河流的匯流多形成于山區(qū)，而北京的各類水庫也建在山區(qū)，水源地的保護(hù)對(duì)城市發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。北京地區(qū)降水年內(nèi)不平均的現(xiàn)象比較顯著，因而山區(qū)的水源涵養(yǎng)狀況對(duì)水資源的影響更加明顯。這正是所謂的流水必有源，保水先護(hù)山。與平原地區(qū)相比，山區(qū)地形所限用地緊張，其資源優(yōu)勢未得到充分利用。除了借助于山水大力發(fā)展旅游業(yè)之外，要充分認(rèn)識(shí)到山區(qū)的特征，既需要考慮自然資源的利用，又要考慮自然資源的保護(hù)。保持水土和提高森林覆被是山區(qū)發(fā)展乃至地區(qū)發(fā)展的重要保障，對(duì)山區(qū)林業(yè)的統(tǒng)籌管理將是水源保障的重要手段。主要途徑包括了大力發(fā)展水源涵養(yǎng)林和水土保持林，在包括自然保護(hù)區(qū)在內(nèi)的特殊地區(qū)開展封山育林，積極推進(jìn)人工造林，加強(qiáng)管理，保障實(shí)效。（二）京津冀協(xié)作，合理調(diào)配與利用海河流域水資源北京城市的發(fā)展史從一開始就與水源的尋找和引水開渠密切相關(guān)，為適應(yīng)城市發(fā)展，歷朝歷代的城市建設(shè)都涉及水源的開發(fā)與改造。歷史上金、元、明、清三次引永定水，一次引北郊白浮泉水，一次引玉泉山泉水，用以解決漕運(yùn)和城市用水。1949年后先后建官廳、密云、懷柔等大中型水庫和永定河引水渠、京密引水渠、南水北調(diào)（中線）等大中型水利工程。這些水利工程建設(shè)的目的就是要通過擴(kuò)大資源環(huán)境基礎(chǔ)來滿足自身發(fā)展的需求，在水資源危機(jī)出現(xiàn)之前，通過外部供給，來調(diào)節(jié)地區(qū)內(nèi)資源總量。南水北調(diào)工程相對(duì)其他引水工程具有跨流域、多目標(biāo)等特點(diǎn)，按照規(guī)劃，其中線工程與北京相關(guān)，一期工程已竣工供水，二期將于2030年建成，2010～2030年引水80億立方米，2030年后達(dá)127億立方米。如此龐大的引水量對(duì)地區(qū)的水資源供給壓力具有明顯的緩解作用，但也打破了原有的用水結(jié)構(gòu)和供需關(guān)系，造成地區(qū)內(nèi)人口和產(chǎn)業(yè)的異常發(fā)展。從長遠(yuǎn)上看，這一方法對(duì)于水資源可持續(xù)發(fā)展存在一定的弊端，建議將南水北調(diào)引水作為生態(tài)性用水進(jìn)行管理。相對(duì)于區(qū)外引水來說，區(qū)內(nèi)的水資源調(diào)配和管理更加重要。區(qū)內(nèi)調(diào)配相比于區(qū)外調(diào)水來講，工程費(fèi)用少、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)低、管理成本小。即將水資源供需問題置于京津冀區(qū)域框架內(nèi)解決，利用區(qū)域內(nèi)已有水庫和河流調(diào)配為主來解決。一般來說，水資源配置和利用效率可以通過價(jià)格調(diào)節(jié)和交易機(jī)制調(diào)制得以改進(jìn)。隨著京津冀協(xié)同發(fā)展工作的不斷落實(shí)，三省市在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、交通、醫(yī)療、應(yīng)急等方面均提出了相應(yīng)的合作機(jī)制，在此背景下，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)水資源對(duì)于地區(qū)發(fā)展的重要性，從補(bǔ)償機(jī)制入手，對(duì)區(qū)域內(nèi)水資源的調(diào)配進(jìn)行分析和研究。（三）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，鼓勵(lì)通過結(jié)構(gòu)調(diào)整減少水資源總量需求城市化進(jìn)程的推進(jìn)使北京的人口規(guī)模不斷擴(kuò)大，為緩解資源環(huán)境壓力，學(xué)者和城市管理者提出疏解北京市部分功能的提議，意圖通過功能疏解來減小人口規(guī)模，這一方案是否適用還需要進(jìn)一步的研究和探索，僅就水資源可持續(xù)利用來講，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的效果更為直接，也更可預(yù)期。由于水資源逐漸成為北京城市發(fā)展的約束性因素，應(yīng)轉(zhuǎn)變以城市發(fā)展來規(guī)劃水資源開發(fā)利用的思路，以水資源可持續(xù)利用的評(píng)估分析為基礎(chǔ)進(jìn)行城市發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)造成的水資源問題是北京面臨的一大問題，也是海河流域和華北平原各地都要面臨的問題，官廳水庫水質(zhì)惡化的例子反證了區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要性。也就是說產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整不僅僅應(yīng)該在北京、天津等主要城市展開，更應(yīng)該借力區(qū)域協(xié)同發(fā)展，尤其是京津冀協(xié)同發(fā)展工作來進(jìn)行，針對(duì)整個(gè)流域水資源總量和水質(zhì)問題，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰耗水量相對(duì)較大、污染較嚴(yán)重的企業(yè)。同時(shí)，推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)，倡導(dǎo)低水耗低污染、用水重復(fù)率高的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，鼓勵(lì)節(jié)水減排的技術(shù)應(yīng)用等。除調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)外，針對(duì)第一產(chǎn)業(yè)的調(diào)整也是保證水資源可持續(xù)利用的重點(diǎn)之一，主要措施包括調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，在市域范圍內(nèi)保留示范性、科研性作物種植田，其他地區(qū)爭取改耕作耗水少的作物。同時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，推廣精細(xì)農(nóng)業(yè)。實(shí)施適合本地區(qū)的節(jié)水灌溉方法和設(shè)施，既有助于大幅減少灌溉用水，也對(duì)其他地區(qū)具有示范作用。（四）從減少食物浪費(fèi)入手減少水資源消耗開源與節(jié)流并為水資源可持續(xù)利用的兩端，在人口規(guī)模日趨膨脹的時(shí)期，節(jié)流的重要性也逐漸提升。除了上述產(chǎn)業(yè)對(duì)水資源有顯著影響外，日常生活中對(duì)于水資源的消耗也應(yīng)給予足夠的重視。按照資源環(huán)境基礎(chǔ)論觀點(diǎn)，現(xiàn)代城鎮(zhèn)淡水消費(fèi)包括滿足城鎮(zhèn)日常生產(chǎn)和生活用水的直接用水，滿足生產(chǎn)城鎮(zhèn)居民日常消費(fèi)的糧食、蔬菜等農(nóng)副產(chǎn)品所需的間接用水，和維持城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境安全穩(wěn)定所使用的誘發(fā)用水[12]。經(jīng)測算[13]，2010年北京市間接用水量約為55億立方米，盡管多數(shù)農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)來自市域范圍之外，但其對(duì)整個(gè)海河流域水資源消耗不容忽視。近年來，食物浪費(fèi)及其相關(guān)問題得到越來越多的關(guān)注，浪費(fèi)食物就相當(dāng)于浪費(fèi)耕地、水和勞動(dòng)力資源[14]，同時(shí)食物生產(chǎn)中所需的化肥和農(nóng)藥也誘發(fā)相應(yīng)的環(huán)境代價(jià)。此外，浪費(fèi)掉的食物轉(zhuǎn)變成城市垃圾還