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关于北京市水资源的可持续利用

发布日期:2020-07-30 08:12   来源:未知   阅读:

  【摘要】 水资源短缺是北京市发展的制约因素。短缺的主要原因是水资源不足和不合理的开发利用与管理。出路在于采取符合可持续发展法则的对策和措施。

  2500年前,中国古代伟大的思想家、教育家孔子站在河边,曾经叹道:“逝者如斯夫,不舍昼夜。”意思是说,世间万物的运动,如同逝水流光一去不复返。但是,过去有谁会料到,孕育了中华民族辉煌文明的摇篮——黄河,自1972年来25年中,有19次发生断流,进入90年代后愈演愈烈,1997年断流时间长达226天,断流河道长度竟达706公里。往日“川流不息”的壮景不再!北京的西郊,位于燕山前麓,泉、河、湖、沼星罗棋布,蕴就成数百年的皇家园林的繁荣。被誉为“天下第一泉”的玉泉山玉泉,是皇家御用水源。但自60年代以来,北京的地下水水位平均下降了20多米,往日万泉“涌淌不息”的美景不再!“民以食为天,食以水为先。”水危机的征兆和现实,不能不引发人们不息的反思,我们的繁衍和发展将何以为继?

  中国水资源总量约28000亿m3,人均水资源拥有量是世界平均水平的1/4,是加拿大的1/58。在世界上129个国家中,虽不属于严重缺水的29个国家之中,也属于水资源量贫乏的国家。加之水资源时空分布不均,造成很多地区严重的水资源危机。从地域看,水资源南多北少,位于北方的黄河、淮河、海河的径流量不到全国的6%,耕地却占全国的40%;从时间分布看,雨季集中在6~9月份,特别是贫水的北方地区,7月与8月份的降雨量占全年降雨量的70%,更加剧了水资源的紧张。据统计,全国666个城市中,有400多个严重缺水或供水不足。因为缺水,全国工业产值平均每年减少2000多亿元。

  北京位于华北平原的北端,地处中国水资源十分贫乏的北方。行政区域面积16800km2,城市规划面积1040km2,建设用地610km2。现有人口1100万人,其中城市人口近600万人,此外还有约300万人的外来流动人口。

  北京市有4条主要河流,33条较大支流,河道总长520km;湖泊23个,5.6km2;水库85座,其中官厅水库和密云水库库容分别为22亿m3和43亿m3,为北京市主要的地表水水源。

  人均水资源量不足400m3,为全国的1/7,全世界的1/28,在120多个国家的首都及大城市中居百位之后。平水年水资源量约42亿m3,其中地下水24亿m3,地表水18亿m3;枯水年水资源量约为33亿m3。

  目前年用水量已达到平水年水资源量,其中城市生活用水6.2亿m3,工业用水6.2亿m3,农业用水30亿m3,分别占年用水总量的15%、15%、70%。迄今为止,地下水超采43亿m3,在市区范围内形成了1000多km2的漏斗区,地下水位连年下降,水质恶化。现在地下水已经限采。

  现有城市供水设施自来水厂10座,其中地下水水厂7座,地表水水厂3座,供水能力分别为120万m3/日和167万m3/日。根据北京市国民经济和社会发展远景目标纲要和城市总体规划,对北京市的生活、工业、农业和城市河湖环境需水进行预测,2020年全市需水量将达到60多亿m3,缺水约20亿m3。因此,水资源的严重短缺是北京市建设和发展的突出制约因素。

  北京属温带半干旱季风气候,多年平均降水量609mm,其中85%的降水集中在7~9月份。最大年降水1406mm(1959年),最小年仅为242mm(1869年),最长枯水时间达20年之久。降水量少,且年内、年际分布极度不均,是北京市水资源紧缺的重要原因。

  北京市可利用的地表水量的90%来自密云水库和官厅水库。由于上游(河北省)地区经济的发展,两大水库的上游来水量各由50年代的10多亿m3,降到了4亿m3左右。

  随着城市人口增加、城市建设、国民经济与社会发展,特别是1978年以来城市化进程的加快,需水量迅速增长。与1949年相比,城市人口增加了3倍,自来水供水量增长了85倍;工业用水量增长了31倍;农田灌溉面积增长了23倍。

  北京市万元工业产值耗水量50多m3,是发达国家的几倍;农业陈旧的渠道灌溉系统,灌水定额高,水利用系数仅为0.4~0.6,大水漫灌造成水资源的大量浪费。

  传统体制下形成的“多龙管水”的分散管理体制,不利于水资源的有效开发利用和保护;计划经济的传统观点,认为给水排水是福利性、公益性事业,长期以来形成的低水价和不收取排污费的政策,误导了人们对水的浪费。

  官厅水库上游地区大量未处理的废水排入水库,造成库水水质超过了地表水环境三级标准,其中COD、NH3-N超标,直接威胁其作为北京市水源的使用,增加了水处理的难度与成本。北京市区目前废水发生量300万m3/日,规划污水处理厂16座,现仅建成3座,污水处理率仅22%,到1999年底处理能力可达43%。未经处理的污水直接排入河道,由于河道径流量小,不少河道变成下水道河,水污染更加剧了水资源的危机。

  解决北京市水资源危机,出路在于坚持可持续发展战略。1987年,国际环境与发展委员会首次提出可持续发展概念:“既满足当代人需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。”1992年,中国政府签署了以可持续发展为核心的《21世纪议程》等文件,表明中国政府对可持续发展理论的确认和对全球可持续发展的参予。随后编制了《中国21世纪议程——中国21世纪人口、资源、环境与发展白皮书》。北京市贯彻落实21世纪议程的要求,在制订的北京市中远期发展规划中,明确指出:水资源的短缺是北京市经济发展与社会发展的主要制约因素。目标是把北京建设成为节水城市,坚持开源与节流并举的方针。严格控制城市人口过快增长,2010年1160万人,2020年1300万人,在正确把握人口、资源、环境与发展关系的基础上,把北京建设成现代化的国际大都会。

  3.2 遵循可持续发展法则,确立“水工业”概念,是克服水危机的学术理论基础

  如2中所述,在传统体制和观念束缚下,中国给排水业陷入了严峻的困境:投资不足,欠帐日增,城市缺水势头得不到有效遏止;分散管理体制,导致水资源的不合理使用和浪费;水资源短缺,但节水意识差;偏废废水处理,造成水环境严重污染,加剧了水危机等等。为了步出困境,在探索中迎来了可持续发展思想,市场经济的新观念与价值观和高新技术时代。于是在中国给水排水学术界逐步形成了“水工业”的全新概念。水工业,是以给水排水为统一体,以融入高新技术的水质处理为工业核心内涵,以水资源的可持续利用,提供各种用水服务的工业。水工业包括三个组成部分:集水的产、供、销、回收于一体的水工业企业,提供给水排水系统技术装备的水工业制造业和水工业高新技术产业。“水工业”概念是对给水排水传统观念的重大认知创新,是顺应建立和发展社会主义市场经济形势的结果,也表示了发展中国给排水事业的策略性意见,因而为克服水危机,水资源的可持续利用奠定了学术理论基础。

  水是一种不可替代的自然资源。与其他资源不同,由于水在自然界中的循环,全球的水资源的总量是不变的。不像石油和煤炭等资源随开掘消耗而减少,也不像木材、农、鱼业等资源随人类生产活动而增加。采取可持续发展的生态工程措施,是为了增加可被利用的水资源量。

  近十几年以来,北京市所采取的生态工程措施,一是在山区,特别是密云水库、官厅水库周边及其上游,营造大面积的水源涵养林,保持水土,削减洪峰,增加地下水的补给。二是加强密云、官厅水库和京密引水、永定河引水渠的水源保护与管理,划定了水库一、二、三级保护区,严防水源污染。三是禁止扩大开采地下水,并确定地下水水源保护区和补水区,补水区内严禁污灌和渗坑、渗井的使用。

  水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随着人口的不断增长和经济发展,加之水污染的日益严重,可利用的水资源数量日益短缺,造成水危机。根据水工业的观点,给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源“水”的两个程序,为了使这个循环能够持续地为人类服务,水在使用后回归自然界前,必须进行废水的再生处理,使水质达到自然界自净能力的承受水平,恢复其作为自然资源的属性。特别是在水资源十分短缺的地区,处理后还应再利用。

  近些年来,北京市正在不断加大环境保护工程的投入。到1999年底,高碑店污水处理厂二期工程(50万m3/日)完成后,该厂的处理能力达到100万m3/日,全市污水处理能力可达到43%;利用法国政府贷款项目的酒仙桥污水处理厂(一期30万m3/日),正在建设中;利用世界银行二期贷款的污水治理工程,包括清河与凉水河水系污水截流和3个污水处理厂的建设,正在实施中。到2005年,北京市的污水处理普及率将超过75%。二是水系综合整治。对市区内40余公里供水河道进行污水截流,使河道还清,1999年底完工后,可实现“水清、岸绿、流畅、通航”的目标,大大改善北京市的水环境。三是污水再利用工程。对高碑店污水处理厂的二级处理出水进行深度处理,用管道返送市区,用于工业冷却水水源和城市绿地、清洗路面、河湖景观等杂用,规模47万m3/日。该工程正在设计中,2000年内实施。

  水是一种易被浪费而可以节约的自然资源。易被浪费,主要是指因生产力水平低下,导致水资源的浪费。可以节约,是指依靠科技进步和加强管理,对水资源进行更为合理的开发,不断提高水的有效利用和充分利用的程度。

  既然给水排水是一门工业,就需要对“多龙治水”的分散管理体制进行改革,建立统一管理的水工业部门,这恐怕是建设节水型城市的管理基础。但还需要认识上的统一和实践上的探索。

  农业是用水大户,如前所述用水量占全市用水总量的70%以上。目前,北京市正开始大力推广喷灌、微灌、滴灌、暗灌、渗灌等先进节水技术,农用水量已经并继续会明显降低。依靠科技进步,改造传统产业,关闭高耗水、高能耗的产业,大力推广间接冷却水循环使用技术、水回收利用技术、采用清洁生产工艺等工业节水技术,发展节水省能的高新技术产业,保持北京市国民经济较快发展的同时不大幅度增加工业用水量。目前北京市工业用水复用率已达70%,下世纪初渴望达到80%。

  水工业表征了给水排水的高新技术时期,通过引进、移植、嫁接高新技术,发展给水排水高新技术,例如新材料、生物技术、节能和能源技术等,发展水工业高新技术产业,是水资源可持续利用,建设节水型城市的关键。

  3.6 建立可持续发展的市场经济体制,增强人们节水意识,步出长期投资不足的困境

  水工业概念认为,给水处理和排水处理是把品位不同的原料水加工成为质量要求不同的商品水的工业活动,具有明确的经济属性。这种观念上的转变,必然要求加快实现给水排水业从计划经济体制向市场经济体制的转变,按照制订商品价格的原则来制定水价,其中也自然包括废水处理所发生的成本与利润。从而有利于唤醒和增强人们的节水意识,也彻底解决长期以来困扰给水排水行业的资金短缺问题。当然从公益性水价改为商品水价需要一个过程,北京市已开始根据市民的承受能力逐步提高水价,并制订交纳排水费的政策,向着商业化的操作接轨。

  另一方面,经济体制的根本转变,可以使计划经济体制下形成的给水排水是由国家包办的事业,由国家单一投资的做法得到改变。通过投融资体制的改革,按市场经济运行规律,实现多元化的投资、建设、生产、销售,可以使长期以来资金不足,欠帐过多的问题得到根本扭转。北京市第十水厂(50万m3/日),将采用B0T的方式,在2000年进行国际招标。无疑这对于解决城市缺水问题是具有深远意义的尝试。

  为了解决水资源时空分布不均导致的水资源危机,需要采取管理措施和工程措施,对水资源进行优化配置,以实现全社会发展的可持续性。北京市市域内已实施地表水和地下水联合调度,汛期和密云水库、官厅水库蓄水较多时,加强管理调度,通过东水西调和有计划放水,利用西郊沙子坑等补水区,回灌涵养地下水,逐步恢复地下水亏损储量,提高抗御干旱的能力。

  为彻底解决北京市水资源的先天不足,国家将实施跨流域的南水北调工程。目前选定的中线方案是,从长江中游的支流汉水上游的丹江口水库取水,自流到北京,全长1241公里,沿途惠及河南省、河北省、天津市和北京市,调水量为100亿m3/年,北京市平均可获得水量12~13亿m3/年。该工程是一项投资巨大的浩大工程。

  2000多年前,中国另一位大思想家管子在《水地篇》中说:“水者何也,万物之原也,诸生之宗室也。”深刻揭露了水的本质,它对于人类和一切生物须臾不可或缺、不可替代。当人类即将跨入又一个千年的门槛时,却面临着水资源危机的严峻挑战。多年以来,有关的国际会议早已发出了警告,由于缺水和水污染,人类面临渴死,农作物面临旱死的危险!中国是一个发展中的国家,北京是一个发展中的城市,我们为了利用有限的水资源求得生存和发展,选择了并将继续探索可持续发展之路。愿意通过国际交流与合作,为了“我们共同的未来”,与各国学者一道努力,去实现水资源的可持续利用,战胜水危机。

  [1]庞尔鸿,北京市水资源建设和利用,论文集,北京市规划设计研究院,1996

  [3]许保玖,议“水工业”的概念内涵与中国水工业发展,中国给水排水,1995年增刊

  [4]中国土木工程学会土木工程可持续发展指南,中国建筑工业出版社,1999

  [5]钱易,张忠祥,节约用水与污水资源化是解决水危机的有效途径,水工业与可持续发展,清华大学出版社,1998

  * 受中国土木工程学会委托,作者参加了加拿大土木工程学会1999年年会,做了《关于北京市水资源可持续利用》的发言,通过交流,宣传北京,寻求合作。本文根据发言草稿整理而成。

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