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以科学发展观认识世界城市的水资源与人口
发布日期:2011/3/28 8:59:11

  北京应建立“用水人口”概念,提高用水效率。


  当前北京和上海都以建成世界城市和国际大都市为发展的重要目标。由于我国综合国力迅速增强,国际地位不断提高,这一目标符合实际和世界发展趋势,因此也是对科学发展观的落实。但其关键在于世界城市的形成及其规模以及如何由科学发展观指引。


  一、世界城市的水资源与人口


  科学发展观要求“协调”,在世界城市的建设上就是“人与自然和谐”,“发展与自然和谐”;科学发展观要求“可持续发展”,就是社会经济的发展要在所处自然生态系统的承载力之内,否则就无法持续。自然生态的承载力有多个要素:土地、能源、水资源和环境容量等,其中最重要的制约就是水资源。


  对于城市来说,土地资源尽管受地形制约不是无限的,但可以利用山地,改造河网不断扩大;这个过程中要考虑不能过度占用耕地、林地。能源是可调配资源,可以用运煤、输油管、输气管和电网来解决;但也要考虑国际和国家的能源承载能力和低碳发展。环境容量也是有限的,虽可以通过节能减排和污水处理等措施在相当大的程度上解决,但也不是无限的。


  最重要的制约因素是水资源,“水是生命之源,有了水才有人,有了人才能发展”。有多少水,就容纳多少人,城市才能发展多大。不管是历史上世界城市的形成,还是今天的现实状况,都明确无误地说明了这个真理。


  水属于“准可调配的资源”。但迄今为止,还没有一个城市完全依靠“调水”来形成和发展。因为,从生态学和知识经济学来看,水的合理配置是在本流域内进行的,跨流域调水有诸多问题。


  纽约、伦敦等世界大城市都依河而建,且多在水量充沛的入海口,纽约在东河和哈得孙河的河口;东京在隅田川和荒川的河口;塞纳河穿巴黎而过;泰晤士河穿伦敦而过。而北京的水源、西部的永定河已经断流,东部的潮白河则水量日减,所在的海河流域属严重缺水地区。北京人均水资源量仅为202m3/人,仅为世界平均水平的3%,是维系可持续发展的最低标准300m3/人的2/3,缺口靠牺牲生态水来补足。


  二、北京今天的供用水局面来之不易


  大家都知道北京缺水,但又都知道北京现在还有水可用,危机感因人而异。这正是北京供用水的最大问题。实际上北京今天有水可用的局面是来之不易的。世界大城市由于地域狭小,人口众多,生活、生产用水多,在历史上曾几次出现缺水局面。上个世纪50年代,巴黎由于人口急剧增加,遇到天旱曾出现严重的缺水情况;1964年东京奥运会前,人口增加,又遇天旱,保证供水成为准备奥运会的第一任务,为此甚至采取了市内洗浴业一律停业,让人们到市郊去洗浴的办法。


  (一)以新治水思想制定的首都水资源规划


  北京解放以来也数度出现水危机,但由于当时的经济能力和认识水平所限,都没能比较彻底地解决问题。1998年我国大洪水过后,水利部水资源司和北京市水利局反思,考虑到北京缺水怎么办。在知识经济的新思想的指导下,经过详细的实地调查和反复讨论研究提出并制定了《21世纪初期(2001—2005)首都水资源可持续利用规划》。与以前水利规划的主要区别在于以下几个转变:


  第一,从以水利工程为主,转变为以流域的水资源优化配置为主;


  第二,从仅考虑北京小系统,转变为包括上游的全流域大系统;


  第三,全面考虑水资源供需平衡,从以开源为主,转变成节流为主;


  第四,从单纯的修坝建库、修渠引水的土木工程手段,转变为工程、经济、管理和生态的综合手段。


  水利系统工程采用工程、经济、行政和生态等综合手段,不仅是土石方工程。提出一节(水)、二保(护水资源)、三管(统一管理)、四调(调整产业与种植结构)、五水价(调水价)、六回用(再生水)、七治污、八有限调水综合措施。在工程手段中应包括:节水、治污、环境治理、资源保护、生态修复、产业和种植结构改变等综合手段,而不仅是建坝、修渠的土矿工程。


  (二)新思想与新规划取得的成绩


  该规划投入220亿,保住了首都脆弱的水资源供需平衡,取得了显著成绩。自2001年起至2004年底,在经济与人口增长的情况下供水止增回落共节水11.7亿m3,至2009年达32.1亿m3(见北京年鉴)。2003年笔者提出并主持实施每年晋冀集中向北京输水工程,通过减少蒸发、渗漏和截流多项工程,至今向北京输入5亿m3水。


  三、北京目前水资源供需平衡存在的问题


  北京水资源的供需平衡目前有两大问题:一是在北京人口不断增加的情况下如何保证供水;二是如何维系北京的生态系统。


  (一)如何满足不断增加的人口供水


  自明初在北京建都,北京成为世界大城市以来,虽经几度缺水、不断寻找新水源,但北京一直属于中度缺水(水资源>1000m3/人)。这种情况一直延续到1950年。那时北京地域的人口约为220万人,而年均水资源总量约为24.2 亿m3。此后到今天,北京市的用水人口增加到2000万,以2009年北京水资源量21.8亿m3计,每人仅合109 m3。虽然水资源总量仅减少10%(在正常统计波动范围内),但人均水资源量仅为半个世纪前的1/10。其中道理很简单,一个大苹果可以满足1个小孩的需求,而10个小孩来分,就远远不够吃了。


  实际上2009年北京有12亿m3外来水源(包括再生水),即便再生水利用率再提高,南水北调10亿m3到京,在未来20年内北京的最大供水量也不会超过50亿m3。如果北京人口按照依前10年12.5%的速度增长,到2020年将超过2250万,人均水资源仅为222 m3/人,仅及笔者在联合国主持制定的维系可持续发展最低水量的2/3,低于以色列等最干旱国家的水平。


  (二)如何维系北京的生态系统


  有人说,按照2009年的数据,北京的人均水资源量仅为不到180 m3,不是也有水喝吗?必须认识到:这是在地下水过度超采,水生态系统严重欠账的情况下勉强维持的。


  2009年北京采地下水19.7亿m3,超采30.5%,一年就欠账4.6亿m3。近10年平均每年超采值达9亿m3,相当一部分喝的是“子孙水”。从1950年到2000年,由于地下水超采,北京地下水位已经下降了23.5米之多。也就是说京郊农民打井取水已经从4—5米变成要打30米的深井,不少地方的机井要打到60米深才出水。在半个世纪之前,京郊农民靠人工打井,根本不可能在这片土地上生活,这还不严重吗?


  如果说数字还不够形象的话,那么事实更是明证。笔者在北京生活了65年,在上个世纪20年代,香山附近全是湿地,是北京烤鸭的货源。在上个世纪50年代,初北京的高层建筑工地,挖3—4米就要出水,抽水是施工的重要工序,而今天打30米深的地基都抽不出水来。在上个世纪60年代初,北京近郊的农村几乎村村前面有水塘,今天几乎消失殆尽;当年的南沙河水流充沛,笔者要游泳才能到对岸,现在已经干涸。现在北京附近除了人工河湖以外,是“有河多干,有塘皆涸”。


  目前北京五环内,每一棵树都需要人工浇灌,否则就会枯死。而地下水越抽水位越低,树的根系就更触不到水;而更多地浇水,使地下水位更多地降低,形成了人为的恶性循环。其结果就是地下水抽不上来,根系更触不到水,树逐渐枯死,北京的生态系统遭到毁灭性的破坏。如果北京不采取更科学、更严格的水资源平衡政策,在20年内北京的地下水位就将再降20米以上,上述可怕的结果就会出现。#p#副标题#e#


  (三)调水能解决问题吗?


  迄今为止,没有一个世界大城市的水源问题靠跨流域调水来解决,中国早就有“远水不解近渴”的古训。虽然莫斯科从上个世纪30年代就大兴调水工程长距离调水(几百公里),但至今没有很好地解决问题,莫斯科仍然缺水。


  现议调水有如下“途径”:


  有人提北水南调,从贝加尔湖调水。笔者考察过全程,从气候、地质环境和工程条件来看,在本世纪是不可能的。


  有人提海水淡化,从渤海调水。这种做法要从经济成本来分析,在受控热核聚变能商用之前,也就是本世纪上半叶是不可能大规模进行的。即便目前做,也要从生态成本分析,即如不与公海水交换保持平衡,污染已经十分严重的渤海将变成死海。


  南水北调。这是笔者主持制定的《首都水资源可持续利用规划》的一部分,是没有办法的办法,而且只能有限调水10亿立方米;而在北京节水能力形成后,将停止调水。停止掉水的原因在于,调出地区丹江口现已处于中度缺水;其次,由于引水、渗漏和污染等一系列问题,上千公里的长距离调水是否能持续,在世界上还没有先例;再次,丹江口与北京有水源同枯同丰的问题;最后,日益提高的经济成本是否合算,能否承受也是个大问题。


  关于再向丹江口地区引长江水的想法问题更大。长江排污现在已达污水与径流量比1/40的自净能力临界,是不是又要在长江沿岸大量投入建污水处理厂、提高处理等级呢?由此产生的问题又由谁来解决。


  至于炸开喜马拉雅山放印度洋水汽的想法,就更离奇了。笔者搞过10年受控热核聚变实验,核弹主要靠核污染和热辐射伤人,其爆破和冲击波威力有限,更无法炸山。


  四、如何科学地解决世界城市的水资源问题


  既然水资源是制约世界城市发展的短板,科学地加强这个短板就是世界城市可持续发展的关键。国际的世界城市有许多经验值得借鉴。缺水的柏林提高再生水处理等级,饮用水有1/3是再生水,这增加了可用水资源的总量,符合循环经济和生态学的原理。东京水灾较多,但没有高筑堤坝,而是在郊区留下开阔的蓄滞洪区,无水时是高尔夫球场和公园,防止水灾的同时还节省了高尔夫球场的土地。在巴黎有一块低洼地,也没有高筑堤坝、画地为牢,而是以准确的气象预报让居民在洪水来前撤离。伦敦泰晤士河在上世纪50年代污染成灾,整整治了30年才基本还清,所以现在伦敦制定了严格的节水(少排污)和污水处理政策。


  北京应该制定什么样的水资源政策呢?


  实际上解决城市水问题只有三条途径:一是提高水的利用效率;二是把人调出来;三是把水调进去。迄今为止世界城市的科学解决办法是,以第一为主,第二、第三为辅。


  (一)建立“用水人口”的新概念


  一个世界城市的人口是多还是少,应用人与自然和谐的“用水人口”新概念来衡量。1个常住人口在北京停留365天,即1个用水人口。两个常住人口各住半年,是1个用水人口。流动人口365个人每人住1天,也是1个用水人口。


  世界城市大多有这个概念,由于用水后还要排污,所以对污水处理能力也要有预测。以北京为例,2009年户籍人口为1246万,常住人口为1755万,而2008年瞬间人口曾达1.47亿人次。以流动人口平均每人在京住6天计,北京人口的用水人口已近2000万。而北京目前所有开源节流的措施都到位还要5—10年时间,届时如果进一步破坏生态系统,最多也只能支撑2200—2400万用水人口。


  (二)继续提高用水效率


  用水效率的基本衡量标准是单位GDP的用水量。北京2009年的万美元GDP用水量是203m3;尽管连年下降,却仍高于极端缺水的以色列(149m3)。伦敦、东京、巴黎和纽约因不包括郊区无农业,而且是发达国家不具可比性;而极度缺水的以色列(农业用水占50%,北京仅占34%)是可比的。如果北京的用水效率赶上以色列,即使保持同样生产规模,每年节水可达9.4亿m3。


  (三)提高再生水利用率与南水北调


  目前北京再生水利用逐年递增,如果增加到8.1亿m3/年,又可增加水源1.6亿m3;南水北调进京10亿m3。


  仅以上三项,北京每年便可少用水9.4亿m3,多增水源11.6亿m3。届时北京水资源总量可达45.5亿m3。


  但这笔平衡帐是在北京人口不再增加的前提下算的。如以人口2300万为上限,北京勉强达到维系可持续发展,人均水资源量300 m3标准的2/3,即阈值下极端。


  同时,北京必须有足够的水资源量保证北京人均GDP翻番,赶上世界大都市的水平。否则由于水的限制,北京GDP不可能再增加。


  更为重要的是,北京应大大增加生态水用量。目前北京环境用水仅为3.6亿m3,也就是说在北京1.68万km2的地域上仅能铺上21毫米的一层水。这不仅无法回补地下水,而且难以维系有植被的生态系统。如果生态水可以增加2—3倍,不仅能维系北京历史上的乔灌草生态系统,而且可以逐年回补地下水。


  只有这样,北京才能逐渐修复已遭重创的水生态系统,成为合格的世界城市,才能在水生态承载力提高的基础上持续发展。

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