廈門市多元化水資源供給體系戰略保障研究

王吉蘋+薛雄志

摘要：根據廈門市水資源面臨的問題和約束力的存在，確定了測量水資源約束力指標的方法，提出了建設異地大型儲備水庫、多水源供水互補格局、北水南調、中水回用、海水淡化、雨水資源再生利用、水務一體化管理、構建供水安全保障體系等途徑保障廈門的遠景規劃供水安全。

關鍵詞：水資源；供水；城鎮化；水資源約束力；保障

中圖分類號：X24 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-5015-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.022

Strategic Security Research on Diversification of Water Supply System in Xiamen

WANG Ji-ping1，2，XUE Xiong-zhi1

（1. College of the Environment and Ecology， Xiamen University， Xiamen 361005， Fujian， China；

2. College of Environmental Science and Technology， Xiamen University of Technology， Xiamen 361024， Fujian， China）

Abstract： The problems of water resources in Xiamen were pointed out， the existence of water resources constraint force was identified， and the measuring method was proposed. Finally， countermeasures and suggestions were put forward， such as constructing long-distance large reserves of reservoir， formatting more water complementary pattern of water supply，diverting water from the north to the south， using resurgent water， desalting seawater， recycling rainwater resources， integrated management of water affairs， building water supply security system， etc. The aim was to ensure the safety of the water supply in Xiamen in the long term planning.

Key words： water resources； water supply； urbanization； water resources constraint force； security

廈門市是閩南“金三角”的核心區，擁有發達的工業，是整個福建省經濟的龍頭，其人均國內生產總值和對外進出口額都位居福建前列。據《2011福建統計年鑒》[1]統計，廈門市2011年戶籍人口185.26萬人，常住人口361萬人。以常住人口記，城鎮化水平高達88.5%。實現國內生產總值2 535.80億元。人均生產總值70 244元，三次產業結構為1.18∶47.26∶51.56。據《2011福建省水資源公報》[2]，2011年廈門全市水資源總量9.64億m3，人均擁有水資源量為267.04 m3，水資源實際利用量為7.08億m3，水資源利用率73.4%，按國際通用標準，廈門市屬于絕對貧水區（人均水資源量<500 m3）。而對于廈門島而言，戶籍城鎮人口88.41萬人，人口城鎮化水平為100%，地表水資源量0.48億m3，人均水資源量54.52 m3，遠遠低于絕對貧水區的界限。

因此，長期以來，廈門極度依賴客水，即廈門80%的城市供水來自九龍江流域的北溪引水工程，取水渠道單一。2009年1月，九龍江北溪甲藻水華事件發生后，廈門市及時召集相關部門召開應急工作會議，啟動應急方案，研究開發“第二水源”工程建設工作，實施“以蓄補引”策略，建設以庫群聯網的供水體系。因此，廈門未來飲用水源將主要來自水庫，九龍江的水源主要用于工業用水。

然而，就目前的供水規劃，也只能滿足2020年的廈門市供水需求，面對長遠發展戰略，特別是在廈門市自身水資源緊缺的情形下，如何提供可持續的水源，保障城鎮化的和諧快速發展，是當前廈門市供水工作的重中之重。

因此，本研究指出了廈門市水資源面臨的問題，識別了廈門市水資源約束力，提出了針對廈門市供水安全的保障對策和建議。

1 廈門市水資源面臨的主要問題

1.1 水量及水質應急能力需進一步加強

雖然，長泰枋洋水庫建成后與坂頭水庫進行聯通，但廈門其他水源水庫還僅依賴于本市可用水資源量，廈門市的可利用水資源量遠遠不能都達到工業和生活所需，人均水資源占有量低，屬于絕對貧水區。再者，目前廈門島內外各大水庫還未完全實現連通，如遇某一水庫缺水或出現水質污染問題，尚不具備從其他水庫調水補水的應急能力。

1.2 水庫枯水期水資源調蓄能力不足

廈門市雖然年均降雨量可觀，但較多集中于上半年，如遇枯水期，無降雨及河流補給，加之可利用地表水資源量小，各大水庫就會遇到缺水現象。九龍江北溪調水能力雖平均可達到20 m3/s，但枯水期分配廈門的水量只有14 m3/s，加劇了枯水期缺水問題。endprint

1.3 廈門目前規劃供水量只能滿足到2020年，時間跨度短，尚未考慮對金門地區的水源供給問題

依據廈門市給水規劃，至2020年城市需水量約為210萬t/d，長泰枋洋水庫與蓮花水庫建成后，廈門水源體系大致可以保證2020年之前用水需求，而2020年后現有水源工程將滿足不了需水量的增長。因此，保證50年內可用水量的供給對于城市的穩定發展至關重要。另外，為了加大兩岸合作交流力度，體現兩岸同胞一衣帶水、不可分割的手足之情，福建省正在積極探索泉州、廈門兩市通過鋪設海底管道向金門供水的方案，這項議程又加大了廈門市供水的難度。

1.4 水資源管理體制不完善，抗風險能力有待提高

廈門城市水資源系統尚需形成一個結構合理、運轉有序的良性循環體系，對風險的抵御能力和應急能力還有待提高。目前廈門市水務集團雖然基本實現了從水廠供水到污水處理一體化的管理，但對于水源地的管轄權力有限，尤其是位于同安的汀溪水庫還不屬其管轄范疇。再者，水務集團屬于企業，監管力度有限。因此，廈門尚未建立起權威、高效、協調的水資源管理體制，各管水部門依據自身的管理職能開展工作，全市水資源無法從源頭到末節實現統一管理及進行聯合和優化調度，也無法實現水資源的合理開發和集約利用。

2 廈門市水資源約束力的識別

中國大部分地區尤其是缺水地區，城市發展與水資源利用之間的約束關系反映在一定時空范圍內是動態、變化的過程，在一定的作用方式下是一個耦合過程。耦合作用即為城鎮化發展與水資源相互影響、相互制約，包括城鎮化發展對水資源利用的優化與脅迫作用以及水資源對城鎮化的支持與制約作用。在較長時間尺度上，可將城市發展與水資源耦合作用過程分為4個階段，即低水平協調階段、拮抗階段、磨合階段和高水平協調階段[3]。在中國大部分缺水城市地區，城市發展與水資源環境的耦合多處在拮抗和磨合階段或兩者的中間階段。鑒于此，中國學者在20世紀80年代中后期提出了水資源承載力的概念[4-6]。其他國家學者對這個問題也采用了類似的概念[7-10]。水資源承載力研究主要是水資源利用的最大容量問題，難以涵蓋特定時期水資源與社會經濟發展的相互作用與協調程度。在中國很多地區，尤其是在嚴重缺水地區，當人口經濟和城鎮化規模接近或者超過水資源的承載能力，或是水資源的利用量接近或超過了天然水資源的閾值，水資源將會給社會經濟造成很大的壓力。這個壓力，稱之為水資源約束力[11，12]。水資源約束力的識別是研究人水關系的關鍵問題。

2.1 測量水資源約束力指標的方法

關于城鎮化與水資源利用的關系，研究者進行了大量的研究。一般認為，城鎮化水平與用水總量之間的關系符合對數曲線關系[11，13，14]，表示為：

Y=a+blnX （1）

式中：Y為城鎮化水平，單位為%；X為用水總量，單位為m3；a，b為相關系數，b>0。

利用這一模型，可以計算出一定的城鎮化水平對應的用水總量。從對數曲線模型可以發現，每增加1%的城鎮化水平需要更多的水量供給，而區域水資源總量和人類開發水資源的技術水平是有限的，水資源的利用率會受到限制，因此用水總量的增加也會受到限制。如圖1所示，如果城鎮化水平從Y1上升到Y2，通常情況下用水總量會從X1增加到X2，而當用水總量已接近或者超過天然水資源的閾值時，用水總量在一定時期只能升到X2′，相應地，城鎮化水平也只能達到Y2′。顯然，可以得出，缺水阻礙了城鎮化進程。因此，在缺水地區，要加快城鎮化進程必須調整水資源利用和城鎮化的格局。這種現象可由式（1）的擬合度R2看出，一旦用水總量實現零增長或負增長，式（1）的擬合度 R2將變得非常小，城鎮化水平和用水總量的對數關系模型無法通過顯著性檢驗。即R2代表著回歸曲線的擬合度是否良好，或者說代表著在回歸方程中多少度X可以擬合Y的大小；而1-R2則表示了實際值和擬合曲線的偏離程度，或者說明了Y變量的變化不能通過X變量以對數曲線回歸的關系來表示。因此，1-R2可以作為全面反映水資源約束力的指標。定義W=1-R2，W表示水資源約束強度，R2越小，水資源約束強度W越大，從而水資源約束力越大。

R2表示式（1）的擬合度，取值在0～1的區間之內。當R2接近于1，水資源約束強度W接近于0，水資源約束力很小；當R2接近于0，水資源約束強度W接近于1，水資源約束力很大。R表示X、Y兩個變量之間的相關程度，一般認為，R∈[0，0.4）為弱相關，R∈[0.4，0.6）為較強相關，R∈[0.6，0.8）為強相關，R∈[0.8，1.0）為極強相關。相應地，當水資源約束強度W在[0，0.36）區間，屬于弱約束型，這表示水資源系統對城鎮化進程的阻力小；當水資源約束力在[0.36，0.64）區間，屬于較強約束型，這表示水資源系統對城鎮化進程產生了一些阻礙；當水資源約束強度在[0.64，0.84）區間，屬于強約束型，這表示水資源系統對城鎮化進程有較強的阻力；當水資源約束強度在[0.84，1.00）區間，屬于極強的約束類型，這表示水資源系統對城鎮化進程有非常大的阻力。

2.2 城鎮化水平和用水總量的對數關系模型

基于2002-2011年的廈門市城鎮化水平和用水總量的統計數據，計算了廈門市的城鎮化水平（Y）和用水總量（X）的對數關系模型。結果見圖2和表1。

廈門城鎮化水平和用水總量的對數關系模型的擬和系數R2為0.554，屬于弱偏離對數關系，這表明廈門在城鎮化進程中存在水資源約束力。

2.3 城鎮化過程中九龍江流域的水資源約束強度

水資源約束力的大小，可由水資源約束強度W=1-R2來衡量。

根據表1計算得，廈門市的水資源約束強度為0.446，屬于較強的約束類型。水資源約束力相對于其他城市來說還比較小，這是因為廈門屬于重度缺水城市，無論是對水資源的利用率還是在用水效益水平方面都很高，且供水大部分依賴客水，使得該市的城鎮化與水資源進程之間的矛盾并未凸顯。因此，廈門屬城鎮化發展與水資源環境耦合作用過程處在磨合與高水平協調階段之間。endprint

3 廈門市供水安全保障對策和建議

對于廈門市水資源目前存在的嚴重缺水、過度依賴客水、在城鎮化進程中存在水資源約束力等問題，本研究提出了以下針對供水安全保障的對策和建議。

3.1 建設異地大型儲備水庫，實現遠距離調水，形成良好的河流與水庫的補給調蓄關系

廈門市年均降雨量較多集中于上半年，下半年枯水期無降雨及河流補給，加之可利用地表水資源量小，各大水庫就會遇到缺水現象。因此應考慮對九龍江北溪與廈門市水庫群進行互補調引，即在九龍江口附近建設大型儲備水庫，在豐水期將九龍江北溪的水以水庫蓄水的形式儲存下來，作為廈門市外的一個應急水源，枯水期缺水時通過引水廊道補給廈門各大水庫。最終目的就是構建以水庫蓄水為主要飲用水源，外水援助內水的應急策略。同時，在建設水庫及引調工程的同時，可結合景觀綠化工程，帶動水庫周邊房地產業、旅游業的發展，不僅使廈門的應急水源得到保障，而且使居民生活居住環境得到改善，并拉動當地經濟。

3.2 各大水庫相連，構成多水源供水互補格局

為應對水污染及缺水等突發情況，提高供水的應急能力，廈門市內水源包括汀溪、坂頭水庫，建成后的蓮花水庫與坊洋水庫都要實行多通道水源互補格局，通過引水涵洞工程將各大水庫相連成網，形成環狀供水格局，沿途布設多個應急閥門，防止一旦某水源發生水質污染事故，緊急關閉相應輸水管道，并通過其他水源水庫補充調水。

3.3 擴大閩江北水南調工程，實現從泉州引水至廈門

目前正在建設的閩江北水南調工程（尤溪—泉州線路）規劃從三明市尤溪街面或坂面水電站（擬建）取水，引水至泉州山美水庫，并與惠女水庫連通，最大流量35 m3/s。可考慮適當增加閩江供水流量，延續這一工程至廈門，從泉州山美水庫段鋪設引水涵洞經南安到達廈門市同安區汀溪水庫，再次實現“客水援助內水”工程，保證廈門市遠景供水。

3.4 中水回用，即再生水的資源化利用

廈門為海灣型城市，擁有海岸線長234 km，近年廈門經濟發展迅速，對海洋生態環境產生了很大影響，海洋水質急劇下降。通過污水的再生利用，可減少向海洋排放的污染物總量，減輕海洋水質污染程度。另外，與修建水源工程、長距離引水及海水利用相比較而言，污水再生利用節省了取水構筑物、輸水管線的基建投資和運行費用，減少了新鮮水的取用量，減少了對天然水資源的開采，保護了水源地區生態平衡和環境質量。

污水再生，一可作為河湖景觀用水，考慮建立中水蓄水人工湖，周圍加以綠化，營造美麗風景，使之成為廈門的應急水源地；二可作為綠化用水、沖廁用水、道路澆灑及降塵用水、工業用水和農業灌溉用水等水質要求相對較低的供水水源。

目前，要解決的問題有兩點。一是制定合理的中水水價，拉大與自來水價的差距，刺激用戶需求，建立完善的管理體系及法律體系，將再生水作為可利用的水資源形式之一，在城市供水規劃中予以統籌考慮。二是政府制定政策促進再生水的推廣使用，可強制要求有條件地區的道路沖洗、園林綠化、基建施工、噴水池和空調冷卻設備補水等必須采用再生水，或規定滿足一定標準的用水部門在其水資源消耗中必須有一定比例的再生水。

3.5 實施海水綜合利用與海水淡化技術的利用研究

福建省海岸線漫長、水資源豐富、海水開發利用潛力巨大，開發非傳統供水水源，特別是海水淡化、海水綜合利用，符合海峽西岸經濟區可持續發展環境戰略，對加快海峽西岸經濟區建設具有積極意義。

目前，可根據海水淡化產業發展趨勢及市場需求，研究開發模塊化、系列化、符合分質供水需求的海水淡化新工藝，并大力推廣海水有效補充淡水工程，主要包括以下幾個方面：

1）考慮城市需求，分階段、分步驟研制出低污染、低成本的模塊化海水淡化系統，該系統可包括預處理模塊、一級淡化模塊、二級淡化模塊、濃鹽水資源化模塊，前三者水質分別滿足廁所沖刷需求，工業用水與生活用水需求和飲用水需求。

2）通過對濃鹽水資源化的研究，最大限度地減少海水淡化系統對環境的影響，實現變廢為寶。

3）優化預處理技術，降低海水淡化系統的成本及污染。縮小海水淡化水價與自來水水價差距，這也是海水淡化利用的重點所在。

4）供水對象可優先考慮提供島嶼（如廈門島、鼓浪嶼）、海上船只、近海邊的中小企業，特別是近海邊的特種用水行業（如洗浴業，洗車業）。

3.6 雨水資源截留利用和有效補給地下水，涵養城市水源

廈門市有著充足的雨水資源，多年平均降雨量1 529 mm左右，屬于雨水較充沛的城市。然而隨著城鎮化的加快，70%的地面由不透水的水泥路面和屋頂占據，原有的植物截留、蒸發、地面下滲作用大大降低，雨水難于通過地面下滲補給地下水，寶貴的雨水形成徑流直接流入江河湖海，這不僅加劇了雨季時的洪澇災害，而且使河流在旱季難于得到地下水補給而出現干枯。為此，從解決廈門中長期供水危機來看，可以充分利用寶貴的雨水資源，變污染源為資源，化解廈門的城市水危機問題。

因此，可以結合市政工程，推廣城鎮區雨水的環境生態利用技術，把雨水利用與天然洼地、公園的河湖等濕地保護和濕地恢復等自然景觀相結合，在盡量不改變原有的都市建筑結構的前提下，將原有的平屋頂改造為生態屋頂，道路挑高種植改為低洼地種植以蓄積雨水，路面多采用性能良好的滲透路面鋪裝等形式，并考慮建立雨水利用示范小區，推而廣之。總之，盡量從源頭上小規模地構建自然排水系統與雨水補給地下水源系統，進行城市的水源涵養。

3.7 合理制定水價，實現水務一體化管理，形成供水資源優化配置

廈門雖是較為嚴重的缺水城市，但水資源浪費現象卻很普遍，造成該現象的主要原因除了大家對節水意識薄弱之外，最重要的一點就是水價制定不合理，污水再生利用的水價以及海水淡化的水價均高于自來水價，使這些非傳統水再生利用資源得不到推廣。因此建立完善的水權市場，適應市場經濟發展，運用經濟學中的價格歧視理論、成本價值理論制定科學、合理的水價至關重要。最終目的就是運用合理的價格機制強化居民節水意識，改革優化水資源配置，避免“窮水富用”。endprint

再者，要實現水資源的優化配置，就必須實行水資源統一管理，以全局為重，樹立整體觀念。成立具有水務一體化管理職能和政府行政效力的水務局，形成從水源、取水、輸水、供水、排水的一條龍管理、監督與服務，以適應市場經濟的發展需要，為水資源的優化配置提供體制上的保障。

3.8 構建供水安全保障體系

廈門供水安全保障基本框架體系建設包括法律與政策體系、行政應急管理體系、科教宣傳體系、資金保障體系等一系列相關配套體系的建設和完善，實現全市水資源從源頭到末節統一管理及聯合和優化調度，構建適合廈門發展的城市供水安全管理模式。

1）法律與政策體系建設包括：①建立各種相應的完善的水法規體系，如制定再生水地方政策法規，海水淡化產業化政策等法規。②明確水權歸屬問題，明晰水資源的產權制度，理清政府與水務部門之間的關系。③落實行政執法監管，即如何采取行之有效的手段對水安全進行監督管理。④完善水資源管理的協調機制，即如何統一協調各個涉水部門，進行水資源的聯合和優化調度，實現水資源的合理開發和集約利用。⑤健全公眾監督機制，即如何形成信息披露、意見反饋、公眾參政議政機制等。

2）行政應急管理體系建設包括：①建立城市供水風險評價機制。②完善城市供水應急指揮系統。③編制城市供水應急預案。④建立信息發布機制。⑤健全水質安全監測體系。⑥建立應急技術支撐系統。

3）科教宣傳體系建設包括：①建立互為支撐的科學框架體系。做到政府、科學研究者、供水企業、污水處理企業相互支持和合作，充分發揮各自的優勢，在政府的大力支持下以高科技解決企業供水難題，同時企業向科研單位提供實踐實習的機會。②建立水資源管理決策的科學論證體系，完成從水源、取水、輸水、供水、排水一系列的科學論證體系，切實保障供水輸水安全。③做好城市水安全管理的科學教育與人員培訓。④做好公眾參與工作。

4）資金保障體系建設包括：①對于工程項目，政府要對相關企業和部門實行資金管理和支持手段的多元化。②對于非工程項目和體系，包括專家咨詢、科學論證、課題研究、相關培訓、行政機構的管理和運行等，政府要提供整個水安全管理體系正常運行和維護的資金保障。③需要指出的是，水安全保障體系的建設是一個龐大的系統工程，需要持續且有力的資金投入。因此，政府可以拓寬投資渠道，加大融資力度。對社會效益為主的公益型項目，可爭取國際性組織或社會團體的資助，解決地方政府資金不足的問題。對經濟效益為主的經營型項目，通過資本運作，資產盤活等融資途徑進行市場化運作。對兼有公益性和經營性項目，可通過資本金注入，制定優惠政策，利用項目本身具有盈利性的特點，吸引企業進行資金投入。

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