城市化進(jìn)程中的水問(wèn)題思考

□李菊梅（河南省水文水資源局）

城市是人類(lèi)科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)文明的結(jié)晶，是人類(lèi)集中聚居的場(chǎng)所，也是人類(lèi)干預(yù)自然最強(qiáng)烈、人工環(huán)境占主導(dǎo)的生存空間。在大規(guī)模的城市建設(shè)與開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，城市化在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)文明進(jìn)步的同時(shí)，也出現(xiàn)了大氣污染、熱島效應(yīng)、水環(huán)境破壞、水資源短缺、水土流失等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。這已經(jīng)嚴(yán)重的影響了城市居民的生活質(zhì)量，甚至阻礙了城市化的進(jìn)程。那么，如何調(diào)控城市這個(gè)復(fù)合的、高度人工化的、不完善、不穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到人與生物、環(huán)境和諧共處的目的，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，是我們目前面臨的實(shí)際問(wèn)題。

一、我國(guó)目前的城市化狀況

城市化是工業(yè)化的必然結(jié)果，是人類(lèi)進(jìn)入工業(yè)社會(huì)后農(nóng)業(yè)活動(dòng)比重逐漸下降而非農(nóng)業(yè)活動(dòng)逐漸上升的過(guò)程，是人類(lèi)文明程度提高的重要標(biāo)志。城市強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)活力，豐富多彩的物質(zhì)文化生活具有強(qiáng)大的吸引力。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，城市化加劇發(fā)展，城市人口急劇增長(zhǎng)。世界城市人口，1920年只占總?cè)丝诘?4%，1990年已經(jīng)超過(guò)總?cè)丝诘?0%，21世紀(jì)初，已占到總?cè)丝诘囊话胍陨?。我?guó)城市化的起步雖然較晚但速度民驚人，1980年我國(guó)城市人口1.34億，占全國(guó)人口的26.2%，到2000年就達(dá)到3.87億，城市化水平達(dá)到30%。到2010年我國(guó)的城市人口將達(dá)到4.71億，見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)城市人口發(fā)展?fàn)顩r表

目前，我國(guó)的城市化水平剛剛超過(guò)30%，城市數(shù)量快速增加，城市地域大幅度拓展，城市密集區(qū)和大城市連綿區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)，在今后一段時(shí)間，城市化進(jìn)程將呈加速趨勢(shì)。

二、城市化進(jìn)程的水問(wèn)題

水是生命之源，人類(lèi)的生命活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)無(wú)一能離開(kāi)水。水也是城市存在和發(fā)展的基本物質(zhì)條件，在生態(tài)城市的建設(shè)中，水是其他物質(zhì)不能替代的環(huán)境因子和寶貴資源。因此，隨著城市化進(jìn)程的加快，解決日益突顯的水問(wèn)題顯得尤為重要。

（一）水資源短缺，供需矛盾加劇

我國(guó)是一個(gè)水資源短缺，水旱災(zāi)害頻繁的國(guó)家，按水資源總量考慮，我國(guó)居世界第6位，但我國(guó)人口眾多，人均水資源2220m3，不到世界人均水資源量的1/4，在世界各國(guó)排名121位，被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)之一。尤其是北方地區(qū)，人均水資源占有量704m3，低于缺水警戒線（1000m3）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)多座大中城市中有333座缺水，受影響的城鎮(zhèn)人口占全國(guó)總?cè)丝诘?9%，日缺水量達(dá)1240×100002t，其中有49座是因?yàn)槿鄙偎?。因?yàn)槿彼?，不得不大量抽取地下水，結(jié)果北京、天津等20多個(gè)城市出現(xiàn)了不同程度的地面沉降，水位持續(xù)下降，漏斗面積不斷擴(kuò)大，像煙臺(tái)等沿海城市，還出現(xiàn)了海水入侵的現(xiàn)象。這些直接影響到地下水資源的可持續(xù)利用和城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

目前，中國(guó)的城市正在加速發(fā)展，大量的農(nóng)村人口和鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)入城市，在水資源先天不足的情況下，進(jìn)一步增加了城市的用水壓力。根據(jù)相關(guān)分析，城市人均生活需水量與城市人口之間具有高度的線形相關(guān)性，其關(guān)系式為：

y=93.8-42.9/x

式中：y為城市人均生活用水量，m3/a；x為城市人口，億人。

根據(jù)上式推算，到2010年，按我國(guó)城市人口達(dá)到5.5億計(jì)算，人均生活用水量將達(dá)到236L/d，生活總需水量達(dá)460億m3。

表2 我國(guó)城市生活用水量增長(zhǎng)狀況表

以鄭州市為例，目前，全市有724.3萬(wàn)人，城鎮(zhèn)人口416萬(wàn)，年需水7～18億多m3，但降水正常年份，鄭州市的可利用水量?jī)H能滿足85%的用水需求，缺水量為2.7億m3。干旱年份用水缺口達(dá)到6.2億m3，缺水率為33.6%，鄭州市人均水資源僅230m3，約是全國(guó)人均水平的1/10，是一個(gè)水源性和水質(zhì)性缺水并存的地區(qū)。隨著工業(yè)化進(jìn)程、城市化步伐和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的加快，全市經(jīng)濟(jì)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，人口不斷增多，對(duì)水資源的需求持續(xù)增加，水環(huán)境壓力也隨之越來(lái)越大，水資源供需矛盾更加突出。

（二）水體污染，水環(huán)境嚴(yán)重破壞

導(dǎo)致城市水體污染的主要原因是大量城市污水，包括生活污水和未經(jīng)處理直接排放的工業(yè)廢水，這些廢污水富含金屬、重金屬、有機(jī)污染物、放射性污染物、細(xì)菌、病毒等，未經(jīng)處理，直接排入地表徑流，污染水體，據(jù)2001年環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)，我國(guó)廢污水排放量428.4億t，其中工業(yè)廢水排放量200.7億t，城鎮(zhèn)生活污水排放量227.7億t，生活污水處理率只有18.5%，80%以上未經(jīng)處理，直接排入水域，使河流污染嚴(yán)重，水質(zhì)惡化。

以鄭州市為例分析水污染狀況。

鄭州市水源主要來(lái)自黃河，地下水作為補(bǔ)充水源。流經(jīng)市區(qū)的主要有賈魯河、賈魯支河、金水河、熊耳河、東風(fēng)渠。除賈魯河外，其他均為小河溝，基本無(wú)天然水源，實(shí)際上已成為城市排污的通道。早期鄭州市區(qū)供水以賈魯河水源為主，由于上游生態(tài)環(huán)境變壞、氣候干旱、上游水資源開(kāi)發(fā)利用量加大等綜合因素，致使賈魯河及其支流賈峪河水源不足，尖崗、常莊兩座水庫(kù)天然蓄水量逐年減少，只能作為城市供水的備用水源。1970年后開(kāi)始引用黃河水，目前黃河水供水量占城市供水量的3/4，地下水開(kāi)采量占城市供水量的1/4。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，作為鄭州市主要供水水源的黃河流量較以往明顯減少，黃河花園口河段由于泥沙淤積，河床抬高，造成“小洪水、高水位、大漫灘”的現(xiàn)象頻繁發(fā)生，近年來(lái)，黃河斷流形勢(shì)嚴(yán)峻，己逼近河南省開(kāi)封附近。目前黃河花園口河段水質(zhì)污染已較為嚴(yán)重，一般為Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；此外，突發(fā)性水污染事故也時(shí)有發(fā)生，使黃河水受到嚴(yán)重污染，為超地面水V類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，黃河水源已不能滿足城市供水要求，市區(qū)供水受到了嚴(yán)重影響。鄭州市各水源地的污染狀況也十分嚴(yán)重，而作為鄭州市“大水缸”的西流湖，其污染狀況更是觸目驚心。下表是鄭州市工業(yè)廢水排放情況統(tǒng)計(jì)。

表3 鄭州市工業(yè)廢水排入情況統(tǒng)計(jì)表

從表3中可以看出，工業(yè)廢水排放量1995年上升至頂點(diǎn)后開(kāi)始下降，1991～2000年工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率由49.7%增至80.9%，工業(yè)廢水處理率66.2%增至81.7%，工業(yè)廢水排放量的增加說(shuō)明了鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的興起，達(dá)標(biāo)率的降低說(shuō)明了污水排放量在不斷增加。

以上可以看出，鄭州市的地面徑流（包括過(guò)境的黃河水流及境內(nèi)的河流等）及水資源短缺的形勢(shì)確實(shí)十分嚴(yán)峻，且存在著嚴(yán)重的污染。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，水資源供需矛盾將變得越來(lái)越突出，到2005年全市總需水量將達(dá)到168.60萬(wàn)m3/d，而鄭州市目前滿負(fù)荷供水能力只有127萬(wàn)m3/d，也就是說(shuō)，2010年之后鄭州市供水缺口將超過(guò)40萬(wàn)m3/d，而這其中還未考慮黃河斷流、水源污染等不確定因素。但如果南水北調(diào)能調(diào)入鄭州，將會(huì)大大緩解城市需水壓力。

（三）城市化對(duì)地下水的影響

1.地下水污染

隨著城市的快速發(fā)展，在地表水受到嚴(yán)重污染的同時(shí)，地下水也受到不同程度的污染。主要的污染物指標(biāo)有礦化度、總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽等。地下水污染早在20世紀(jì)80年代就很?chē)?yán)重，如對(duì)118個(gè)大城市淺層地下水水質(zhì)普查，已有115個(gè)城市的地下水受到了不同程度的污染，其中重度污染的約占40%。鄭州市的淺層地下水187km3和中深層水20km3的水質(zhì)已受到污染，淺層地下水因受污染已基本無(wú)法飲用，深層地下水的回補(bǔ)又十分緩慢。

2.地下水位下降

由于城市不透水區(qū)域下滲水量幾乎為零，土壤水分補(bǔ)給減少，補(bǔ)給地下含水層的水量減少致使基流減少，地下水來(lái)源相應(yīng)減少，促使地下水位急劇下降。2001年度，全國(guó)186個(gè)地下水水位監(jiān)測(cè)站的城市和地區(qū)中，62%的城市和地區(qū)的地下水位仍在下降。目前鄭州城市水廠及單位自備井地下水年開(kāi)采量約6620萬(wàn)m3；另?yè)?jù)有關(guān)部門(mén)推測(cè)，僅市區(qū)都市村莊的地下水非法開(kāi)采量每年就達(dá)1000萬(wàn)m3，相當(dāng)于西流湖儲(chǔ)水量的20倍。2003年河南省地震局、省水利廳、國(guó)土資源廳等7個(gè)部門(mén)專家組的調(diào)查顯示，鄭州市地下水位下降嚴(yán)重，以2m/a的速度下降，地下水位降落漏斗中心區(qū)更是以3.1m/a的速度在下降，形成的漏斗區(qū)大于鄭州建成區(qū)的3倍。

三、產(chǎn)生水問(wèn)題的原因分析及對(duì)策

（一）用水浪費(fèi)是導(dǎo)致水資源供需矛盾的主要原因

1.生活用水浪費(fèi)

我國(guó)城市生活用水的浪費(fèi)是驚人的，據(jù)目前的城市發(fā)展?fàn)顩r，人均生活用水量在90～100L/d比較合適，但不少城市的家庭生活用水量遠(yuǎn)高于此，最高的廣東省達(dá)到了339L/d，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市居民的生活水平也在不斷提高，城市供水設(shè)施條件和居民家庭用水條件也在不斷改善，城市居民的用水量還在不斷增長(zhǎng)。節(jié)約城市生活用水是解決水資源供需矛盾的主要一環(huán)。第一，加強(qiáng)計(jì)劃供水的管理，用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)控居民用水。實(shí)行定額供水，超定量用水加價(jià)，使居民節(jié)水既有內(nèi)在的動(dòng)力又有外在的壓力。第二，采取先進(jìn)的節(jié)水新技術(shù)。如水的循環(huán)使用，串聯(lián)重復(fù)使用，改進(jìn)用水設(shè)備，使用新型節(jié)水器具和節(jié)水裝置。如我國(guó)廣泛使用的便器沖水量大都在9～13L/次，與沖水量3L/次的節(jié)水型便器相差很大，按一戶家庭3口人記，每天沖水9次，節(jié)水至少90L/d，可見(jiàn)城市生活的節(jié)水空間很大。

2.工業(yè)節(jié)水力度不夠

以單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出或單位產(chǎn)品產(chǎn)出相應(yīng)耗用的水量來(lái)衡量，我國(guó)的工業(yè)用水效率很低，按照相關(guān)計(jì)算，工業(yè)萬(wàn)元增加值取水量約為330m3，而據(jù)1999年的中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒表明，我國(guó)許多省市工業(yè)萬(wàn)元增加值取水量大部分已超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)，許多已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的2倍，例如江西省達(dá)到了734.1m3。如果同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)工業(yè)用水量更是高得驚人。隨著城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)節(jié)水也變成了城市節(jié)水的重要方面。如：一是改進(jìn)技術(shù)。技術(shù)落后是造成工業(yè)用水效率的原因之一。近年來(lái)，一大批具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)不斷出現(xiàn)，但在其躋身于先進(jìn)行列的同時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)裝備水平還比較落后，因此，造成用水效率低下。二是調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，工業(yè)布局的不合理和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性矛盾，也是用水浪費(fèi)產(chǎn)生的原因。不少城市水資源條件很差，但卻建設(shè)了以高耗水工業(yè)為主的工業(yè)體系。而有的城市其高耗水的工業(yè)產(chǎn)值約占全部工業(yè)產(chǎn)值的一半，這種工業(yè)布局不合理的情況加重了區(qū)域性缺水矛盾，必須調(diào)整工業(yè)布局。三是加強(qiáng)管理。一些工業(yè)企業(yè)，節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)，疏于管理和措施不力，企業(yè)內(nèi)部供水系統(tǒng)年久失修，用水設(shè)備跑冒滴漏，造成很大的浪費(fèi)。

3.供水過(guò)程漏失量大

由于城市供水管網(wǎng)嚴(yán)重老化，管材質(zhì)量及施工技術(shù)落后，如運(yùn)行管理不善及人們的節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)等諸多原因，造成城市供水管爆裂，長(zhǎng)期滲漏而無(wú)人管理等各種形式的漏失相當(dāng)嚴(yán)重。全國(guó)城市供水管網(wǎng)漏損率達(dá)20%，針對(duì)此問(wèn)題的解決方法即是改進(jìn)供水系統(tǒng)設(shè)備，加強(qiáng)供水管理。

（二）水體污染加劇了供水安全性和缺水危機(jī)

1.污水處理率低

城市水污染主要來(lái)自工業(yè)廢水和生活污水，我國(guó)城市污水排放總量以每年6.6%的速度遞增，其中生活污水排放量增長(zhǎng)更快。2001年全國(guó)工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活廢污水排放量為428.4億m3，其中工業(yè)廢水排放量為200.7億m3，城鎮(zhèn)生括污水排放量227.7億m3，而污水處理量只有128.4m3，處理率僅有30%。大量未經(jīng)處理的污水直接排放，受納水體污染物不斷積累，必然造成水體的普遍污染。

為使城市水體達(dá)到最佳質(zhì)量，從根本上解決水污染的問(wèn)題，最可行的辦法就是建設(shè)大規(guī)模的城市污水處理廠，以鄭州市為例，2000年12月28日，總投資7.6億元的鄭州市污水處理廠一期工程的建成投產(chǎn)，城市污水的處理能力達(dá)到40萬(wàn)m3/d，污水處理率近55%，對(duì)城市環(huán)境和面貌的改善起到了積極的推動(dòng)作用。

2.水處理技術(shù)落后

大多數(shù)的城市都重供水輕排水，再加上城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金短缺，現(xiàn)有污水處理設(shè)施從總體結(jié)構(gòu)看還相當(dāng)落后。1997年城市集中污水處理廠307座，污水處理能力1292萬(wàn)m3/d，其中二級(jí)生化處理廠205座，污水處理能力810萬(wàn)m3/d，二級(jí)生化處理率8.41%，城市污水二級(jí)生化處理率太低。水處理技術(shù)的落后，歸根結(jié)底是受到經(jīng)濟(jì)條件的制約，因此在大力發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)的前提下，應(yīng)加大人力物力投資，以促進(jìn)水處理技術(shù)的提高。

總之，要改善城市的水環(huán)境，必須加大城市污水處理和水污染的防治力度，增加建設(shè)資金和運(yùn)行費(fèi)用的投入，污水處理設(shè)施能力的增長(zhǎng)速度必須高于供水設(shè)施，使城市污水處理率不斷得到提高，并采取有效措施修復(fù)已經(jīng)受到污染的城市水環(huán)境。治理水污染，首先要減少?gòu)U水排放量，工業(yè)污染防治要從“末端治理”轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽搭^控制為主的綜合治理。大力推行清潔生產(chǎn)，淘汰物耗能耗高，用水量大，技術(shù)工藝落后的產(chǎn)品和工業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中提高水資源利用率，削減污水中污染物的排放量。同時(shí)加快城市污水處理廠的建設(shè)和污水資源化進(jìn)程，提高污水處理率和污水處理技術(shù)，嚴(yán)格實(shí)行水污染物排放總量控制制度，加強(qiáng)水質(zhì)檢測(cè)和排污管理。