城市水资源开发战略的转移

宋序彤
( 建设部城市建设司 )

1 城市化与城市用水

　　城市是社会、经济、政治、文化和科学技术发展的中心，人口和各种设施等要素向城市的聚集，使城市产生整体的高效益，城市化是所有国家社会经济发展必然经历的过程。据“世界与发展委员会”统计，在过去的65年间发展中国家城市人口猛增了约10倍，1940年仅有1%的人口生活在百万人口以上的大城市中，而目前已达到10%，到本世纪末人类将有半数居住在城市。一个国家的城市化程度一般用城市人口占国家总人口比例来表示，往往与国家经济发达程度相关联。据联合国1986年统计，21世纪将成为一个大型城市世界，见表1。我国城市化水平随着国民经济的发展，也经历了曲折过程，见表2。

　　随着城市化的不断发展，城市用水量(工业和生活用水)也不断增加，其速度超过农业用水。从本世纪初到七十年代中期，全世界农业用水增长了7倍，但工业用水增长了20倍，城市用水量在水资源开发总量中所占比例越来越大见表3。据欧洲9个发达国家统计，1975年城市生活用水和工业用水所占比例达66%，进入八十年代则达到70%左右；而发展中国家，农业用水往往占有较大比重，但随着城市化和工业化的不断发展，农业用水逐渐减少，城市用水所占比例则逐步增加。这是世界各国用水结构发展变化的共同规律，见表4。我国的用水结构发展变化，见表5。

　　城市用水不但增长速度快，且用水量大、集中，单位面积取水强度大，用水效益高。城市单位用水量产生的经济效益是农业用水的十几倍，甚至几十倍。1991年我国479个设市城市，其生产总值占全国近70%，但生产用水量占全国的比例不足10%。由于城市用水发展的上述特点，在有限的水资源条件下用水量不断增加时，其用水矛盾往往先在城市地区发生。我国“七·五”期间虽然加快了城市供水设施的建设，但是由于很多城市周围水资源开发殆尽及供水设施建设投资的制约，全国约300个城市存在着不同程度的缺水问题。因此，研究城市用水和城市水资源开发变化规律有着重要意义。

2 城市水资源开发利用的发展

　　人们习惯于就近开发利用成本低廉、水质较好、比较安全可靠的地下水或地表水。当满足不了城市用水不断增长的需要时，甚至不惜超量开采地下水。例如，美国亚利桑那州的图森市完全依赖于取用地下水，一些地区地下水位已下降了50m；达拉斯一福特沃思城市地区过去25年地下水位下降了120m，印度、苏联、墨西哥等许多国家都曾出现了类似情况。我国北京、天津、太原、西安、沈阳和济南等许多城市因超量取用，造成地下水位的急剧下降、甚至地面下沉建筑物遭受破坏等，引发出许多环境问题。
　　当开发利用地下水受到制约时，人们开始筑坝蓄水和引水，甚至远距离或跨流域调水。但是，建坝蓄水和远距离引水的困难越来越多，目前全世界河流上修建的大、中型坝上万座，其中93%以上是本世纪中期以后修建的。美国水库的蓄水能力，在二十～六十年代期间每10年平均增长80%，但是到六十年代时，为增加同样蓄水能力所需的投资却比二十年代增加了36 倍。某些发达国家的水库建设，实际上已接近可能的极限值。发展中国家比发达国家建造水库大约晚了20年，但目前也遇到了越来越多的困难。原苏联把北部欧洲的湖水和河水引向里海流域和自鄂毕河经2500km引向中亚阿姆河流域的两大引水工程，在建设过程和前期论证工作中都遇到很多困难，并有很多专家怀疑其工程的效益。美国加州自北部715km外的引水工程，将水提升590m，在设计能力60%的输水能力条件下运行多年，但在进一步建设增加输水能力的工程时，受到越来越多专家的怀疑和反对。另一项从科罗拉多河向亚利桑那州的菲尼克斯和图森的引水工程，输水距离536km，也有专家认为效益——费用比小于1，很有可能一美元投资效益只几美分。
　　我国为解决城市用水问题，还将建更多的蓄水与调水工程，但是所需投资也将越来越大。例如八十年代，大连市自120km外的碧流河引水工程、天津自230km外的滦河调水工程以及输水距离300km多的青岛市引黄工程，其基建成本超过2000元/m 3 ·d。
　　当地下水和地表水的新水源开发遇到越来越多困难时，专家们把越来越多的注意力集中到减少用水需求量。美国和日本30年来在努力减少用水量、增加重复利用水量、节约用水方面取得了明显的成效。图1表明，美国工业用水取水量在六十年代中期达到最大值后，出现了持续下降的趋势；热电厂和农业灌溉的取用水量自八十年代以后，也出现了明显下降的趋势。从表6可以看出，日本1965年到1987年工业用水重复利用率从36.2%增加到74.9%，而工业取水总量1973年达到最大值后一直呈下降趋势。工业产值不断增长，而用水量的增加主要靠提高用水重复利用率来解决。

　　美国著名的“世界观察研究所”的专家在一项研究报告中曾断言，在有限的水资源竞争日益加剧的年代，一味地指望兴建大坝和引水工程是危险的，它仅能放慢对水资源的耗竭或延缓用水短缺时代的到来。要采取新的战略，必须把节约用水作为一种长期、可行的方法去选择。这代表着当今世界对水资源开发利用的一种有倾向性的意见。

3 城市水资源开发的三个阶段

　　一个特定城市，在一定的技术经济发展条件下，存在着一个城市极限水资源容量(Q lim )，只要在能源或技术上没有出现重大突破，Q lim 就会在长时间内保持相对稳定。具有不同水资源条件的城市Q lim 值也会有很大差异，而且水资源的开发进程和手段也不同，但概括起来可以划分三个阶段，即Ⅰ自由开发阶段、Ⅱ制约开发阶段、Ⅲ合理用水和重复用水开发阶段。这三个阶段发展的模式大体上可用图2表示。

　　在自由开发阶段其主要特征是:城市用水总量还远远低于城市极限水资源容量。人们认为，水是取之不尽，用之不竭的；解决城市用水量增长问题的主要手段是就近开发新水源；对水资源的开发管理很松驰；水资源的开发有相当盲目性，甚至破坏性；供水成本和水价低廉；大部分水经一次使用后即排放，普遍存在着不合理用水系统和用水浪费现象。我国在六十年代以前，大多数城市水资源开发处于这一阶段。
　　随着城市人口聚集，工业迅速发展，城市用水量急骤增加，开始加紧建设新的供水设施，新水源的开发受到越来越多因素的制约，城市水资源开发进入制约开发阶段，出现了一系列带有规律性的特征:为满足用水迅速增长需求大量抽取地下水，使地下水位开始大幅度下降；新水源的开发受到邻近地区水资源开发的制约，受到农业用水的制约和资金、能源、材料、甚至技术上的制约；往往采用工程浩大和耗费巨资的蓄水、输水、甚至跨流域调水的办法来增加供水量；用水量的增长加大了废水排放量，由于废水处理设施建设跟不上，水体污染加剧，反过来更加剧了城市供水紧张的矛盾；逐渐认识到水是有限的经济资源，要节约用水，减少废水排放量；开始加强水资源调配和开发利用的管理，各种管理法规和管理机构不断完善；重复用水设施和重复用水技术不断发展；由于新水源开发往往赶不上用水需求的增长，城市在夏季高峰用水时期经常出现供水不足的矛盾，影响了工业生产和城市人民生活的安定。在这阶段，城市供水总量开始向城市极限水资源容量靠近；由于用水量不断增加，城市用水总量和供水总量两条曲线开始分离，二者之差即重复用水量。我国目前很多缺水城市都处于这个阶段。
　　当城市供水总量已接近城市极限水资源容量、城市用水量的增长将主要依靠重复用水量的增加时，城市水资源开发进入第三个阶段，即合理用水和重复用水开发阶段，这阶段的主要特征是:由于新水源开发成本越来越高，开发重复用水与开发新水源相比，逐渐显示了越来越明显的优势，各种直接的和间接的重复用水系统迅速发展；各种有关管理法规和管理体系配套发展；各种重复用水的新技术和新设备开发十分活跃；人们已把用过的废水看成是可再生的二次水资源；城市供水总量增长曲线在向城市极限水源容量逼近的同时，城市重复用水曲线和城市用水总量曲线近于平行增长，即新增用水量主要靠直接或间接重复用水来解决。预计我国在本世纪末和下世纪初，一些水资源严重短缺的城市将率先进入这一阶段。
　　从总体上看，我国北方水资源短缺城市可能会较早向下一个阶段过渡，南方丰水地区城市可能会在前二个阶段停留较长时期；但从宏观上看，城市水资源的开发最终要受到有限水资源量的制约。分析、认识城市水资源开发战略的转移及其客观规律，对于解决城市用水问题、制定正确的对策和措施是十分必要的。

4 我国城市水资源开发基本对策

　　开发利用水资源解决城市用水问题，必须坚持“开源与节流并重”的方针，经过了近20年的实践证明，贯彻这一方针是正确的，符合中国国情的。
4.1 开源
　　a. 要继续加强水资源开发利用的法制建设。根据《中华人民共和国水法》确定的“国家对水资源实行统一管理和分级、分部门管理相结合的制度”，根据城市用水发展和用水管理的特点，健全有关城市水资源开发、利用、保护和管理方面的配套法规。
　　b. 在流域和区域水资源开发利用规划中，应当注意满足城市用水发展需要，协调好农业与城市用水的关系；要把城市供水资源的保证程度作为城市规划的主要依据，严格限制在水资源短缺的城市地区发展耗水量大的工业和农业。
　　c. 加强城市地区水污染防治。城市不仅是用水集中、用水量大的地区，也是污水和污染物排放集中并且排放量大的地区。要采取多种方式减少污染物排放，加强城市排水设施建设、防治水污染，保护好城市周围的可利用水资源。
　　d. 多方开辟资金渠道，继续改革投资体制，增加城市供水设施建设的投入，保证供水基础设施与城市经济和社会协调发展，先期建设。
　　e. 加强城市供水行业统一管理。对不同投资渠道开发水资源兴办的城市供水，要加强其供水资质的管理，要将其纳入城市供水统一规划和供水资源统一调配，要确保城市用水的安全可靠性，不断提高供水服务质量。
4.2 节流
　　a. 要把城市节约用水纳入国民经济和社会发展计划，建立节水统计、考核指标体系。认真研究制定城市节水发展规划，分析城市用水特别是工业用水的节水潜力，确定节水目标，制定落实措施。
　　b. 健全节水管理体系，建立节水法规和有关规章制度。充分运用经济手段，促进节约用水。制定合理水价，征收水资源费、排水设施有偿使用费和排污费等，逐步使所有用水户形成自觉节水的机制。
　　c. 加强城市地下水资源管理，健全地下水的观测体系，严格凿井审批制度，按计划控制开采量，鼓励进行地下水的天然补给和人工回灌，争取扭转地下水超采局面，逐步做到采补平衡。
　　d. 依靠技术进步，提高合理用水水平和用水效益。要将节水型新工艺、新技术和新设备及器具的研究纳入重点科研计划；加强节水技术更新、改造的投入；把节水科研成果尽快落实，建设更多的节水设施；推广节水型设备和器具，节约生活用水；在水资源紧缺地区，积极回用经处理的污水；在有海咸水资源的地区要积极开发利用海咸水资源。
　　e. 进一步加强有关城市水资源开发战略转变规律的宣传。宣传城市经济社会发展的用水量最终只能限制在可开发利用的有限的资源范围内的观点，要提高各级领导和广大群众对水资源开发客观规律的认识，宣传节约用水的基本知识，提高节水的意识和自觉性，推动节约用水工作深入持久地开展下去。

5 参考文献

1.世界环境与发展委员会，我们共同的未来，世界知识出版社，1989年。
2.陈为邦。中国社会主义城市化道路，中国城市化道路初探，中国展望出版社，1988年。
3. Water Encyclopedia, 1990.
4. Water for the Future, Proceeding of the Iternational Symposium on Water for the Future,Rome,6-11 April, 1987.
5. Sanda Postel, Water:Rethinking Management in an Age of Scarcify,Worldwatch Institute Paper, 1984.
6. 宋序彤,The ole of Wter Conservation and its Prospects for the Development of Urban Water Supply in China, Jouarnal of Water Supply Research and Technology-Aqua Vol. 38,pp236240,1989