北京市水資源承載力研究

(山西財(cái)經(jīng)大學(xué) 山西 太原 030006)

一、選題背景與意義

水資源支撐著自然生態(tài)系統(tǒng)與人類社會系統(tǒng)的發(fā)展，維系生命，是用途最廣泛、與人類關(guān)系最密切的一項(xiàng)基本資源。對經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而言，任何一項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)都會和水直接或間接發(fā)生關(guān)系，用途最廣的就是用水來冷卻設(shè)備或產(chǎn)品，比如鋼鐵廠等。總之，人類一切的生活、生產(chǎn)活動(dòng)都離不開水。水資源總量雖多，但可以直接飲用和用于生產(chǎn)生活的淡水在總量中占比很少。雖然水是可再生資源，但污染嚴(yán)重會加大水自身更新的周期，兩百年的工業(yè)化歷史已使水源地受到很大破壞，另一方面人口激增，此消彼長之下，水資源利用情形不容樂觀。

二、水資源承載力評價(jià)方法

(一)供需平衡法與綜合評價(jià)法

水資源供需平衡法與多目標(biāo)分析模型。這種方法的前提是維護(hù)生態(tài)平衡和環(huán)境質(zhì)量，將水資源合理的配置給自然與社會系統(tǒng)，平衡兩者的用水需求。在不超過本地水資源最大供給量的前提下，建立多個(gè)指標(biāo)來為當(dāng)?shù)剡x擇一種最適宜的發(fā)展道路。其次確定當(dāng)?shù)氐倪m宜農(nóng)作物、用水來源、污水配套處理措施、供水管道布置等各項(xiàng)基本條件[8]。

由此模型可對北京市近期、遠(yuǎn)期的人均用水量進(jìn)行預(yù)測，近期遠(yuǎn)期所用年數(shù)為5年和10年。人均綜合用水量指標(biāo)近期取220L/人·日，遠(yuǎn)期取340L/人·日，供水普及率現(xiàn)狀為93%，近期、遠(yuǎn)期均取100%。

計(jì)算公式為：Q=N·k·q·365(1)

Q為所求的規(guī)劃用水量，N為人口數(shù)取2000萬，q為人均指標(biāo)，k為普及率。代入可得北京市近期用水量一年至少需水16億噸，遠(yuǎn)期用水至少需23億噸。這僅是生活用水一項(xiàng)的數(shù)據(jù)，并且沒有考慮管道輸水的損失與浪費(fèi)問題。

多指標(biāo)綜合評價(jià)法與綜合評判模型，利用支撐力與壓力的比值來近似代表水資源承載力的數(shù)值。水資源系統(tǒng)支撐力越大，表示水資源現(xiàn)實(shí)承載力越高[9]。與此相反，水資源系統(tǒng)壓力越大，表示水資源承載力越低。北京市當(dāng)前的數(shù)值在0.5以下，表面系統(tǒng)壓力遠(yuǎn)大于可支持潛力。

計(jì)算公式為：目標(biāo)函數(shù)maxP，約束條件：WOP≥WP+WGDP+WE WP=P×QP WGDP=GDP×QGDP GDP/P≥PGDP(2)

公式中P為總?cè)丝?，萬人，WOP為水資源可供水量，萬m3，WP為生活用水量，萬m3，WGDP為生產(chǎn)用水量，萬m3，WE為生態(tài)環(huán)境用水量，萬m3，GDP為國內(nèi)生產(chǎn)總值，萬元，QP為生活用水定額，L/人·日，QGDP為萬元GDP生產(chǎn)用水量，m3/萬元，PGDP為人均GDP需求標(biāo)準(zhǔn)，萬元/人，由以上各式可得水資源承載人口數(shù)P=(WOP—WE)/(PGDP×QGDP+QP×0.365),其中WOP—WOE表示國民經(jīng)濟(jì)可供水資源，分母表示人均國民經(jīng)濟(jì)用水定額，m3/人。參數(shù)選取為2015年供水量35億m3，2015生態(tài)環(huán)境用水量6億m3，生活用水定額為120L/人·日，人均GDP標(biāo)準(zhǔn)為10萬元，萬元GDP用水量為每萬元18m3，由此計(jì)算出的承載人口量為1900萬人。而目前北京市的人口數(shù)高于這個(gè)數(shù)300多萬人，屬于超載狀態(tài)，用水壓力十分巨大，需要外省調(diào)水來補(bǔ)足這個(gè)缺口。

三、北京市現(xiàn)階段在用水方面的問題

改革開放以來過快涌入的人口和經(jīng)濟(jì)體量的攀升給用水造成了巨大壓力。供給不足和需求的不斷擴(kuò)大，再加上近年來華北的干旱化趨勢，加劇了京津冀地區(qū)用水緊張的問題。十三五規(guī)劃中國家對北京市的城市定位、經(jīng)濟(jì)發(fā)展遠(yuǎn)景、人均生活水平、生態(tài)環(huán)境目標(biāo)提出了更高的要求，水資源缺口加大已經(jīng)影響到北京在國際一線城市中的定位。

北京市水資源承載力的降低是由于水資源的供給不足和水資源的需求不斷擴(kuò)大造成的，并且這一局勢由于華北地區(qū)的干旱化趨勢而愈發(fā)緊張。自從1990年以來，北京市的降水一直處于峰值以下。即使將來氣候出現(xiàn)大的變化，也難以在短時(shí)間內(nèi)改善用水情況。另外，對地下水資源長期的過度開采已經(jīng)使得周邊地區(qū)的地下水位低于警戒值，只有降低開采力度才能避免生態(tài)事故，為將來保持一定的恢復(fù)潛力。

四、北京市水資源開發(fā)利用對策建議

(一)運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論及借鑒其他城市經(jīng)驗(yàn)

北京市作為首都，水資源的管理與利用在全國屬于領(lǐng)先水平，但紐約、倫敦、巴黎等國際化城市相比，差距仍然不小，主要體現(xiàn)在用水結(jié)構(gòu)上。上述城市的水資源分配幾乎沒有環(huán)保用水和第一產(chǎn)業(yè)用水，大部分為居民生活用水、政府公共用水和工業(yè)用水，工業(yè)用水最少只有4%。一是因?yàn)檫@些城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中基本不包括農(nóng)業(yè)，相關(guān)的農(nóng)業(yè)制品都靠外地運(yùn)輸而來，盡管耗費(fèi)了部分物流費(fèi)用，但因此而節(jié)省的農(nóng)業(yè)用水量十分巨大，足以彌補(bǔ)，由此而產(chǎn)生的生態(tài)效益更難以用金錢計(jì)算。二是因?yàn)檫@三個(gè)城市僅靠回收處理前三項(xiàng)用水產(chǎn)生的二次水，就足以支撐當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)與綠化用水。北京市從中可以借鑒到的經(jīng)驗(yàn)有：一是加大農(nóng)轉(zhuǎn)非力度，減少第一產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員，建立完善的物流體系來彌補(bǔ)農(nóng)產(chǎn)品缺口。二是提高用水效率，加大對生活用水和工業(yè)用水的處理力度，加大二次利用率，節(jié)省優(yōu)質(zhì)清水資源。由于企業(yè)的生產(chǎn)方式和技術(shù)水平比較落后造成耗能大而同等產(chǎn)出低的難題。而且北京市中心與郊區(qū)的用水水平呈兩極分化，對此應(yīng)該進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提升郊區(qū)各縣市的用水效益。

(二)針對企業(yè)和政府的改善措施

北京市政府采取的措施有：第一步是積極推廣二次處理水的利用，2015年利用再生水8.6億立方米，已占全市總用水量的19.5%，連續(xù)三年超過地表水用水量，成為穩(wěn)定可靠的新水源。其次，通過外調(diào)水緩解供水壓力，加強(qiáng)與周邊省市合作，對跨省市的流域統(tǒng)一管理，連續(xù)七年從河北、山西集中輸水，累計(jì)已達(dá)6億立方米。北京郊區(qū)已經(jīng)建成了五個(gè)儲水量超過150萬噸的應(yīng)急水源地。通過上述措施，北京市的用水來源由過去只依靠本地降水與開采地下水發(fā)展為以外地調(diào)水和再生水資源為主要輔助的多樣化系統(tǒng)，大大提高了用水安全水平，也緩解了對地下水的超量開采。

同時(shí)要積極開發(fā)新的水源?？萍嫉倪M(jìn)步將大大減少淡化海水的成本，要充分利用好毗鄰天津這一區(qū)位優(yōu)勢。調(diào)水工程完成后，把至少三分之一的水留作戰(zhàn)略安全儲備。流經(jīng)北京市的大部分河流上游都在張家口、承德一帶，這些地方沿岸的植被應(yīng)當(dāng)保護(hù)好，并且嚴(yán)禁企業(yè)濫排污水。擴(kuò)大再生水的利用范圍，污水處理廠處理過后的二級水可以廣泛的用于河湖景觀、電廠、農(nóng)業(yè)灌溉與城市綠化，配套設(shè)備升級之后甚至可用于一般工業(yè)用水，這一項(xiàng)就可以節(jié)省下大量的優(yōu)質(zhì)清水資源用于生活。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳英姿，我國相對資源承載力區(qū)域差異分析，吉林大學(xué)社會科學(xué)學(xué)報(bào)[J]2007,111-117

[2]高吉喜，可持續(xù)發(fā)展理論探索—生態(tài)承載力理論、方法與應(yīng)用，[M]中國環(huán)境科學(xué)出版社2005