北京水资源现状及水资源压力实证分析

北京水资源现状及水资源压力实证分析苏永强，沙景华中国地质大学（北京）人文经管学院，北京（100083）E-mail:[e-mail]摘要：本文从供需两方面分析了北京市水资源现状。在水资源供应上，北京地表水资源逐渐萎缩，地下水资源超采严重，而京外引水所占比重加大；在水资源利用上，工业用水比重下降明显，农业用水量依然较大，但居民生活用水增加显著，用水结构问题突出。供需间的不平衡，导致水资源对北京城市发展的压力指数上升，水资源已成为其发展的制约因素之一。因而北京有必要实施循环水务，建设节水型社会。关键词：水资源，用水结构，水资源压力指数中图分类号：F061.51.引言水资源不仅是城市发展中不可或缺的资源，而且与其发展存在着加速相关关系，即城市经济发展程度越高，水资源问题越突出。水资源即不可缺少，也不可替代，无水便无效，缺水便减效。[1]北京作为中国的首都和政治经济文化中心，城市规模不断壮大，水资源问题日益成为其发展的制约因素之一，因而分析研究北京水资源现状，有利于实现首都经济和资源的和谐发展。2.北京水资源现状分析北京位于海河流域，属温带半干旱半湿润气候。水资源主要来源于地表水及天然降水，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%；年际间丰枯连续出现的时间一般为2-3年，昀长连丰年6年，而昀长连枯年达12年。[2]二是水资源总量短缺。初步估计2008年北京市水资源缺口将达到11亿m3，北京已成为世界上严重缺水的城市之一。2.1北京水资源供应现状本文的可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保证率的条件下，现有和规划的水工程设施可能为用户提供的水量，与工程供水能力和需水有关。北京的水资源供应主要由境内地表水、地下水和入境地表水组成，地表水和地下水主要靠降雨补给，而入境地表水主要是南水北调、晋水进京等京外引水。2.1.1地表水资源0369121518212427301988200120052007密云水库官厅水库图1官厅和密云水库需水量变化（单位：亿m3）北京的湖泊都很小，水量有限，所以地表水主要来自河川天然径流资源和人工修建的水库。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m3和0.9亿m3，水库蓄水量分别由2001年初的15.4亿m3和4.2亿m3下降到2007年末的10.906亿m3和1.30亿m3（见图1），年平均下降率约为30%和69%。1999年以来，北京连续8年干旱，水库蓄水入不敷出，2007年密云水库蓄水仅10亿m3，可利用的只有6亿m3，而官厅水库蓄水不到2亿m3，地表水资源总量呈现逐年缩减的趋势。2.1.2地下水资源北京的河流属海河流域，从东到西分布有蓟运河、潮白河、北运河、永定河和大清河等五条水系，它们均由北山、西山流入东南平原区，是北京平原区地下水的重要补给来源。全市地下水多年平均补给量约为39.51亿m3（见表1）。[3]表1北京市地下水资源汇总表（单位：亿m3/a）地区项目山区平原山区与平原重复量总计城近郊区3.565.772.117.22通州区——1.78——1.78大兴区——3.20——3.20昌平区1.283.201.083.40房山区2.674.401.235.84顺义区0.082.620.082.62密云县2.732.980.555.16怀柔县3.071.520.324.27平谷县1.542.581.262.86延庆2.211.620.613.22多年平均17.1429.617.2439.51资料来源：郑桂森,吕金波.《中国地质》由于近年来北京降水量减少，加上气候干旱，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％，地下水位不断加深（如图2）。北京部分平原区是富含地下水的地区，由于过度开采，与1960年相比平原地区地下水减少45亿m3，浅层地下水位每年以1～2米的速度下降，按此计算,到2010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。地下水位下降还引起一系列水生态问题，表现为北京市内泉水几乎全部枯萎、表层土壤水减少，具有荒漠化潜在威胁。34567891011121319601988198919901991199219931994199519961997图2北京地下水位变化情况（单位：米）未来供水预测随着城市规模的急剧壮大，北京市用水需求仍然会呈现逐年增长的趋势。用水量的迅速加大需要供水的保障，北京水资源总供应量在“十五”时期为178.4亿m3，“十一五”时期为210亿m3，“十二五”期间预计为260.2亿m3，年均供应量分别为35.7亿m3、42亿m3、52亿m3。并且北京市供水结构也在发生变化，地表水及地下水供应减少，外部供水及再生水供应有所提高（见表2）。表2北京市水资源供水量及结构情况（单位：亿m3）时间项目供水总量密云及官厅水库地表水利用累计地下水再生水利用南水北调冀水进京十五178.4346.8128.62.61.6十一五210.020411063十二五260.2——————810资料来源：根据北京城市政府发展规划整理2.2北京用水量分析2007年北京用水总量大概为35.5亿m3，比2006年实际用水量增加1.2亿m3，其中生活、工业及农业用水情况如下：（1）工业用水分析一直以来由于现有用水设施技术落后，中国万元GDP水耗约103m3，而美国是8m3，日本只有6m3。此外，中国工业用水重复利用率仅为55%左右，而发达国家平均为75-85%,北京万元GDP水耗虽然低于全国平均水平，但仍然与发达国家的城市有较大差距。用水中的浪费现象严重，据统计，仅北京市一年跑漏的水就多达36万吨。北京为实现2008年绿色奥运的承诺，近年来大力调整产业结构，工业节水效果明显，工业用水总量及工业万元GDP水耗均开始出现下降趋势（如图3、4）。66.577.588.599.51010.511199519961997199819992000200120022003200420052006单位：亿立方米图3北京市1995年—2005年工业用水量变化图13010381685846420204060801001201402000200120022003200420052006图4北京市万元GDP水耗变化情况图（单位：万元/m3）从上图可以看出，北京市工业用水量由2000年的9.7亿m3减少到了2006年的6.2亿m3，万元工业增加值用水量由2000年度的127m3减少到2006年度的42m3。工业用水取得的显著成绩，与北京市加大产业结构调整和发展循环经济的指导思想密不可分。（2）生活用水虽然北京市万元GDP水耗总体呈现下降趋势，但是居民生活用水居高不下，而且呈现逐年上升趋势（如图5）。891011121314199519961997199819992000200120022003200420052006图5北京市1995年—2005年居民生活用水变化图（单位：亿m3）北京市居民生活用水总量不断增加，一方面是城市人口迅速膨胀，以及城镇化水平和生活水平的提高造成的用水量增加。全市人口由2001年的1385万人增加到2006年的1581万人，随之而来的是生活用水量由8.7亿立方米增加到13.7亿立方米，人口增长了大约14%而用水量却增长了57%多。另一方面，生活用水浪费现象严重。北京目前共建有14个人工滑雪场，其中许多的水源是从水库里抽出的，据初步统计，仅此项至少每年浪费了70万立方米的水。北京近300万辆车，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），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，它们的耗水量都很大。（3）农业用水农业灌溉用水仍然是北京耗水占有比重昀大的一部分，而且用水效率低下。2006年，全市用水34.3亿m3，其中农业用水12.8亿m3，农业用水比重接近全市用水的40%，用水量大，用水模式粗放，效率低下。“土渠输水，大水漫灌”的农业灌溉方式仍普遍存在，灌溉用水一般在输水的过程中就渗漏损失了，灌溉用水的利用系数大多只有0.4，不足发达国家的一半。农业生产多属资源消耗型操作，比二、三产业更为隐性和长期，对于水源涵养几乎谈不上。北京当前农业用水，种植业的漫灌，蒸发和下渗多，实际植物利用低，尤其干旱地区的蒸发更多。滴灌和微渗节水技术并未从根本上提高利用率，生态模式优化还未提到日程。2.3水资源供需分析北京市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，再生水利用所占比例依然很低，居民生活用水不断增加。但是，北京市工业用水稍有下降，2006年全市水资源消费量为34.3亿m3，比上年下降0.6%。按现行价格计算个，万元GDP水耗为43.58m3，按2005年可比价格计算，万元GDP水耗为44.14m3，下降11.9%，但总体供水紧张的局面仍未得到有效缓解（见表3）。年北京市供水及用水情况（单位：亿立方米）项目200120022003200420052006地表水11.710.48.35.77.06.36地下水27.224.225.426.824.924.34供水量其他（再生水及京外引水）————2.12.02.63.60农业用水17.415.513.813.513.212.8工业用水9.27.58.47.76.86.2用水量居民生活用水12.110.81312.813.413.7万元GDP水耗(m3)104.9279.9571.2657.0150.1043.58万元GDP水耗万元GDP水耗下降率(%)13.7420.256.8415.4110.8411.9数据来源：根据北京市历年水资源公报整理按照北京水利专家的分析和预测，近几年京缺水量年平均在4亿立方米左右，而到2010年，缺水将达11.82亿立方米，水资源紧缺已经成为制首都经济社会可持续发展的瓶颈之一，人口、水资源与经济发展之间的矛盾已经凸现。2.4北京用水结构分析对北京这样的大城市来说，用水结构不合理是造成水资源短缺的主要原因。北京用水结构可按工业、农业及城市生活用水加以划分（见表4）。北京2000年总用水量为40.40亿m3。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m3，占总用水量的33.14％；农业用水量16.49亿m3，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40%、37%和18%，生活和农业生产用水占到全市用水总量的近80%。从用水结构上分析，生活用水比重继续上升，农业用水所占比重仍然较大。北京节水及循环用水的潜力非常大。表4北京市用水结构变化（单位：亿m3,%)工业用水农业用水居民生活用水年份总用水量用水量比重用水量比重用水量比重198019901996199719981999200020012002200320042005200642.0841.1243.2140.2640.4741.7140.4038.9034.6035.8034.6034.5034.3013.512.3412.6411.0010.8410.5610.529.207.508.407.706.806.2032.0830.0129.2527.3226.7925.3226.0423.6521.6823.4622.2519.7118.0724.4621.7419.6818.1217.3918.4516.4917.4015.5013.8013.5013.2012.8058.1352.8745.554