基于循环经济的北京城市水资源问题研究

1、 基于循环经济的北京城市水资源问题研究沙景华,苏永强中国地质大学(北京人文经管学院,北京(100083E-mail:shajinghua摘要:水资源问题已成为北京城市发展的制约因素之一。本文在介绍北京城市水资源现状的基础上,分析得出目前北京市在水资源利用中存在的水资源问题、水环境问题、水生态问题及水灾害问题,并基于循环经济理论,提出了北京实施循环水务的对策建议。关键词:循环经济;3R原则;水资源1. 前言循环经济是最有效的利用资源和保护环境,以“3R”:减量化(Reduce,再利用(Reuse,资源化(Recycle为原则来组织经济活动,以低消耗、低废弃物、高效率为基本特征和发展理念的经济增长

2、模式。它要求经济发展要遵循生态规律,以环境友好方式利用自然资源和对待生态环境容量,使经济系统和谐地融入到自然生态系统中,实现社会经济活动的生态型转化的新型生态经济发展模式。1水资源循环经济主要包括两层涵义2:一是节约用水,对于跑、冒、滴、漏、污等现象,达到最小量化,最大限度地实现水的净化、回收、循环利用,达到或接近水的零排放。二是尊重自然界水循环规律,通过经济、立法、工程技术等手段调整水的时空分布,维护水资源的自然循环系统,以实现其永续利用。北京城市人口增长速度快,经济发展处于高腾飞阶段,由此带来了水资源、水环境、水生态及水灾害等系列水问题。2. 北京城市水资源现状北京地处海河流域,属温带半干

3、旱半湿润季风气候,水资源主要来源于天然降水,呈现以下两个显著特点:一是降雨时空分布不均。年际间丰枯交替,年内降水主要集中在汛期三个月,占全年的75%;二是水资源总量短缺。据初步估计2008年北京市水资源缺口将达到11亿立方米,北京已成为世界上严重缺水的城市之一。北京多年平均降水量585mm,地表水资源量17.70亿m3,地下水资源量25.6亿m3,水资源总量约为38亿m3,人均水资源量不足300m3,是全国人均水平的1/4,世界人均占有量的1/30。同时,水源地主要分布在北部郊区和境外,水质水量受上游地区影响,加大了水资源管理和保护的难度,水资源形势严峻。以2006年人口为基数,2007年北京

4、人均水资源量252立方米,属资源型重度缺水地区,同时也存在工程型缺水和水质型缺水问题。北京近几年供水总量呈现不断下降的趋势。其中地下水开采占比例较大,地表水供应呈下降趋势,再生水利用所占比例依然很低。2006年全市水资源消费量为34.3亿立方米,比上年(34.5亿立方米下降0.6%,但总体供水紧张的局面仍未有效缓解(见表1。 表1 2000-2006年北京市供水及用水情况项目2001 2002 2003 2004 2005 2006 地表水11.7 10.4 8.3 5.7 7.0 6.36 地下水27.2 24.2 25.4 26.8 24.9 24.34 其他(再生水及京外引水 2.1 2

5、.0 2.6 3.60 农业用水17.4 15.5 13.8 13.5 13.2 12.8 工业用水9.2 7.5 8.4 7.7 6.8 6.2 居民生活用水12.1 10.8 13 12.8 13.4 13.7 万元GDP水耗(立方米 104.92 79.95 71.26 57.01 50.10 43.58 万元GDP水耗下降率(% 13.74 20.25 6.84 15.41 10.84 11.9 数据来源:根据北京市历年统计年鉴整理。按照北京水利专家的分析和预测,近几年京城年缺水量平均在4亿m3左右,2008奥运年期间水资源缺口达到11亿立方米,而到2010年,缺水将达11.82亿m3

6、,水资源紧缺已经成为制约首都经济社会可持续发展的瓶颈,如何协调好人、水关系,以有限的水资源保障北京可持续发展,成为北京面临的重大挑战。3. 北京市水资源利用存在的主要问题目前,北京市在开发利用水资源过程中面临的问题,主要是水资源问题、水环境问题、水生态问题以及水灾害的问题。3.1水资源问题本文提到的水资源是狭义的水资源,是指可以供人类经常取用的水量,即大气水、地表水以及地下水。北京城市水资源问题主要表现在一是人均占有量不断减少,二是用水结构性问题,即从一般性的资源性缺水转向供水不足、水浪费和水污染相互作用形成的综合型结构性缺水。3.1.1水资源量不断减少北京的水资源主要由入境地表水、境内地表水

7、和地下水组成,地表水和地下水主要靠降雨补给。北京的湖泊都很小,水量有限,所以地表水主要来自河水和人工修建的水库。随着城市的发展,城市用水量大幅增加,加上近几年北京及周边地区持续干旱,北京的水资源量平均为42亿立方米,遇枯水年份,全市水资源只有30亿至35亿立方米,而北京全市全年总需求水量在46亿立方米左右,水资源量存在很大的供需缺口。 图1 密云和官厅水库蓄水量变化图北京市主要地表水源密云、官厅水库年平均来水分别为2.58亿m 3和0.9亿m 3,水库蓄水量分别由2001年初的15.4亿m 3和4.2亿m 3下降到2007年末的10.906亿m 3和1.30亿m 3(见图1,年平均下降率约为3

8、0%和69%。1999年以来,北京连续8年干旱,水库蓄水入不敷出,密云水库蓄水10亿立方米,可利用6亿立方米。地下水位持续下降,平原区地下水埋深降至20米,城市水资源储备严重不足。 3.1.2用水结构性问题北京用水结构可按工业、农业及城市生活用水加以划分(表2。北京2000年总用水量为40.40亿m 3。其中城市生活用水量(包括居民生活、公共、环境用水等为13.39亿m 3,占总用水量的33.14%;农业用水量16.49亿m 3,占40.82%,工业用水量所占比重约为26%。到2006年,生活、农业和工业用水的比例分别为19%、42%和39%,从用水结构角度分析,生活用水比重继续增加,农业用水

9、所占比重仍然较大,浪费多,节水及循环用水的潜力非常大。表2 北京市用水结构变化 单位(亿m 3 %工业用水量 农业用水量 生活用水量 年份 总用 水量 用水量 比重 用水量 比重 用水量 比重 19801990 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 200642.08 41.12 43.21 40.26 40.47 41.71 40.40 38.70 33.80 35.20 34.00 33.40 32.70 13.5 12.34 12.64 11.00 10.84 10.56 10.52 9.20 7.50 8.40 7.70 6

10、.80 6.20 32.08 30.01 29.25 27.32 26.79 25.32 26.04 24.00 22.00 24.00 23.00 20.00 19.00 24.46 21.74 19.68 18.12 17.39 18.45 16.49 17.40 15.50 13.80 13.50 13.20 12.80 58.13 52.87 45.55 45.01 42.97 44.23 40.82 45.00 46.00 39.00 40.00 40.00 39.00 4.12 7.04 10.89 11.14 12.24 12.70 13.39 12.10 10.80 13.00

11、 12.80 13.40 13.70 9.79 17.12 25.20 27.67 30.24 30.45 33.14 31.00 32.00 37.00 38.00 40.00 42.00 1980-1990年均增长 1990-2000年均增长 1996-2000年均增长 2001-2006年均增长-0.087 -0.065 -0.562 -1.000-0.015 -0.165 -0.424 -0.500-0.188 -0.361 -0.642 -0.833-0.247 -0.477 -0.638 -0.767-0.478 -1.095 -0.946 -1.0000.265 0.577 0.

12、50 0.2670.666 1.456 1.588 1.833资料来源:1980-2000年数据参考北京市用水结构变化趋势及驱动力分析.刘宝勤,姚治君,高迎春.2003.3 2001-2006年数据根据北京市统计年鉴2007整理。 从上述表格中数据分析看出,北京市近30年来用水结构及变化趋势呈现以下特点:工业用水比重呈不断下降趋势,并逐渐趋于稳定;农业用水比重虽然有下降,但是所占比重依然较大;生活用水量增加较快,而且所占比重不断提高。农业用水占城市用水比重过大、生活用水所占比重逐渐加大,北京城市用水结构性问题已经开始凸显出来(见图2。 图2 2006年北京城市用水结构图北京除了水资源短缺和用水

13、结构性问题之外,用水浪费、水资源利用效率低的问题也十分突出。北京城市生活用水浪费严重,供水管网中的“跑、冒、滴、漏”现象严重,北京市年漏水量超过1亿立方米,漏失率高达17%左右,远高于日本、美国等先进国家8%至10%的漏失率。北京市目前共建有14个人工滑雪场,其中许多的水源是从水库里抽出的,据统计,仅此项至少每年浪费了70万立方米的水。北京目前有250万辆车,大部分为私人车,每年洗车耗水量在300万立方米以上(相当于一个昆明湖的水量。北京还有数量很多的高尔夫球场,数量更多的洗浴中心、桑拿中心等,耗水量都十分巨大。此外,北京在污水处理回用、海水、雨水利用等方面处于较低水平。20062007年是北

14、京水资源最紧缺的时期,北京只能依靠当地水源应对水资源紧缺。南水北调北京段2007年底已具备通水条件,但“十一五”期间,缺水仍然是北京水务面临的主要问题。3.2水环境问题水环境是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体,其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体。目前,北京城市水环境问题主要是水污染未得到有效地控制和治理,大量的工业污水、生活废水等直接排入河流,造成水体自净能力的下降,超过了水体的水环境承载力。以2004年为例,北京城镇生活和工业废污水排放量12.8亿m3,而2004年北京市用水总量为34.6亿m3,水污染度约为37%,水污染情况十分严重。另外,由于北京城市水源地

15、主要为水库的蓄水和地下水,在现状评价的北京主要的两个水库中,密云水库水质较好为类,官厅较差,水质为类。上世界90年代官厅水库的水质为劣五类,1997年被迫退出北京饮用水系统。同时由于干旱缺水,北京“十五”期间每年向城市河湖供水仅0.60.8亿立方米,只能满足重点水域维持基本环境功能的用水量,河湖环境用水占全市总用水量的2%左右。城市水环境质量维持很低水平。治理城市水系, 提高水环境质量,建设市民宜居环境,也是北京城市发展的目标之一。3.3水生态问题 水环境的恶化,水污染已超过水体对周围环境的承载力,进而致使水生态遭到破坏。北京的水生态问题主要表现在河流干涸、湿地萎缩和地下水过量开采三个方面。首

16、先是河流干涸、湿地萎缩。湿地萎缩大大降低了其作为“地球之肾”调节气候、调蓄洪水、净化水体、提供野生动植物栖息地和作为生物基因库的功能。河流干涸使水生动植物失去了生存的条件,失去了补给地下水、输沙、排盐等作用,丧失了河道航运、景观等功能。其次是地下水超采现象严重。干旱化生态问题北京市水资源开发利用中出现的一个主要生态问题,集中地反映在地下水严重超采4。地下水开采量所占比例不断提高,从2000年的占总供水量的67%提高到2004年的78%,北京市部分平原区是富含地下水的地区,但由于过度开采,与1960年相比,平原地区地下水减少45亿立方米,浅层地下水位每年以1 2米的速度下降,按此计算,到2010

17、年还将下降3.67米,地下水降落漏斗区为865km2,占平原面积的13.5%。由于降水入渗等补给量减少,地下水位持续下降。地下水过量开采,部分地区含水层已经枯竭。地下水位下降引起的水生态问题,还表现为北京市内泉水几乎全部枯萎、包气带增厚、表层土壤水减少,具有荒漠化潜在威胁。3.4水灾害问题水资源危机必然带来生态系统恶化、生物多样性遭到破坏等一系列问题,严重威胁人类的生存。在每年发生的自然灾害中,洪水、泥石流、干旱、台风等与水有关的灾害约占80%以上。北京近几年曾连续干旱,干旱的天气一度导致沙尘暴侵袭北京城,造成了城市空气质量恶化。北京市区面临的水灾害主要是暴雨带来的城市交通的中断,以及由此带来

18、的道路路基损坏,而北京周边一些景区面临泥石流的考验,如密云、怀柔、延庆、房山、门头沟、平谷等地则是泥石流高发区。北京由于水灾害带来的经济损失每年都在数亿元。4. 北京发展水资源循环经济的建议目前,北京市在水资源的利用上存在的问题主要是水资源持续紧缺、水资源浪费、水污染及水资源利用效率低的问题。因此,提高水资源的循环利用率,发展循环经济模式就显得尤为重要。首先依据减量化原则,合理利用和节约水资源,建立水资源综合调度机制, 统筹安排城市用水、农业用水、生态用水,从源头控制用水量。实施“压缩农业用水,控制工业用水, 保障生活用水, 增加环境用水”的用水结构调整目标,逐步淘汰高耗水产业, 提高用水效率

19、。工业应重点开展利用再生水、改造工艺用水、冷凝水回收等技术改造, 提高水的重复利用率,降低工业万元增加值用水;农业应积极推广节水灌溉技术、抗旱保墒技术,增加喷滴灌等高效节水的灌溉面积;同时全社会应大力推广管理型、循环型、科技型、工程型、公众参与型节水模式,节约生活用水。其次依据再利用原则,在利用水资源的各个环节中节约用水,“阶梯式水给”促进节水,提高水资源的循环利用效率。从北京目前用水效率、用水效益及节水意识的实际情况分析,存在较大节水空间,应根据不同行业采取不同的节水措施,“阶梯式水给” 对超标用水提高水价,发挥价格的市场调节作用,促进节水。首先就是居民生活节水意识,如实相告“水急”,使市民

20、知道北京水资源的严峻性和节水的重要性,增强水忧患意识,强调节约用水,一水多用,充分利用循环水。其次是工业行为节水意识:一方面北京市应继续加大公共场所节水器具普及,另一方面要严 格控制滑雪场、高尔夫球场、洗浴、洗车等特殊行业用水，强调中水利用。改变农业用水粗 放管理，发展节水农业。目前，北京农业用水量大概在 1316 亿立方米之间，占全市用水 量的大概 4045%。农业用水量大，而且浪费严重。为实现首都经济的可持续发展，应学 习国外先进农业节水经验，大力倡导节水型农业、旱作农业, 提高农业灌溉渠系利用系数。 再次依据资源化的原则，加大污水的处理，重点提高中水回用，改善城市水环境和水生 态。 污水

21、经过处理净化后达到一定的水质标准， 可以在一定范围内重复使用， 这样的水叫做 再生水或中水。为缓解城市水资源紧缺的状况，北京须积极采取措施提高中水的使用率。北 京每年污水排放量超过 12 亿立方米,这部分水中只有 0.1%的污染物质,其余的绝大部分是以 水资源的形式存在,这部分水源经收集处理后,其中 70%可以再次循环使用。所以继续加大污 水处理力度和投入的同时，应提高中水利用，努力实现水资源的循环利用。一方面调整产业 结构，淘汰技术落后污染严重的企业，同时贯彻合理开发、不断引进和合理开发污水处理技 术，提高水资源的循环利用；另一方面对工业、农业、园林绿化、环境用水等加大雨水和中 水的使用力度

22、， 积极发展替代水源,逐步降低高耗水行业比重, 减少结构性耗水， 实现从追求 提高处理率到加快循环利用的转变。 从城市发展战略上分析，最终制约北京发展的将是水资源，北京现在 1600 多万人口的 城市规模已经偏大， 对水资源的需求超出了适当的承载能力。 在城市发展理念上应充分考虑 水资源和水环境的承载能力，量水而行，依水而定；水资源管理和利用应遵循循环经济的 3R 原则，并结合北京水资源自身的特点，使水资源在循环的闭合回路中得到最大价值的利 用，真正实现地表水、地下水、再生水、雨洪水、外调水五水联调，达到水资源供需平衡， 以有限的水资源保障北京可持续发展。同时，北京亟须建立一个全面的供水安全体

23、系，建议 尽快开展水资源循环经济相关规划研究，以实现北京的水资源良性循环，进而实现经济、社 会和环境的和谐发展。 -6- 参考文献 1 陈琨.我国实施水资源循环经济模式的途径J.中国人口·资源与环境,2003,13(5:120121. 2 沙景华,闫晶晶.首都经济圈水资源循环经济模式的探讨.资源开发与市场.2005-21(6 3 刘宝勤,姚治君,高迎春.北京市用水结构变化趋势及驱动力分析.资源科学.2003 4 李宪法,李安峰.北京市水资源开发利用与干旱化生态问题.中国水网.2006 5 徐云.循环经济观与北京水资源的可持续利用.科技潮.2004 年第 12 期 6 北京市“十一五”时期水资源保护及利用规划.北京市发展与改革委员会网站 7 2007 中国可持发展战略报告.科学出版社.2007.2 Study on the water resources problem of