潘 鑫

(西北大學(xué) 城 市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西 安710127)

1 水資源安全

1.1 水資源安全形勢

水資源是城市發(fā)展的基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。任何國家的發(fā)展不僅消耗著大量的水資源，同時(shí)向水資源系統(tǒng)排放著廢物與污染，使水資源生產(chǎn)力的不斷的衰退甚至崩潰。據(jù)2006年3月22日在墨西哥城第四屆世界水資源論壇上對(duì)外公布的《世界水資源開發(fā)報(bào)告》:全球用水量在20世紀(jì)增加了6倍，增長速度是人口增速的2倍，有11億人缺水，26億人無法保證用水衛(wèi)生;大部分地區(qū)的水質(zhì)正在下降，可見水資源安全問題已經(jīng)日趨惡化。

我國是一個(gè)水資源匱乏且時(shí)空分布不均、水環(huán)境污染及洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的國家之一，水資源問題已成為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的嚴(yán)重制約因素，水資源安全面臨著極其嚴(yán)重的考驗(yàn)［1－2］，所以水資源安全問題已成為人們關(guān)注的核心。

1.2 水資源安全的含義

通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的整理閱讀，本文認(rèn)為水資源安全的含義可以分為廣義與狹義，廣義的水資源安全是國家安全的范疇，指國家的發(fā)展不能因?yàn)樗Y源安全問題而受到威脅。狹義的水資源安全是指水循環(huán)系統(tǒng)的健康運(yùn)行，以滿足人們或社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的合理需求。本文研究內(nèi)容界定為城市水資源安全問題，是研究城市的快速發(fā)展與水資源安全之間矛盾與契機(jī)。

2 城市化與水資源相互關(guān)系分析

城市化一般直接表現(xiàn)為區(qū)域和城市人口、經(jīng)濟(jì)、建設(shè)用地等的規(guī)模增大與結(jié)構(gòu)變化兩個(gè)方面，同時(shí)也伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效率的變化。這些變化一方面會(huì)對(duì)水資源系統(tǒng)產(chǎn)生壓力或脅迫作用，另一方面也會(huì)促進(jìn)區(qū)域用水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、用水效率的提高和水資源管理水平的提升。雖然人們很早就認(rèn)識(shí)到在不同的城市化階段水資源開發(fā)利用階段也不相同［3］，但對(duì)于城市化是否會(huì)引發(fā)水危機(jī)，目前認(rèn)識(shí)還不完全統(tǒng)一［4］。

2.1 城市化威脅水資源環(huán)境安全

2.1.1 城市化影響水質(zhì)

隨著城市化的發(fā)展，人口和產(chǎn)業(yè)不斷空間集聚，使城市成為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的污染來源地。特別是廢水排放總量不斷的增加(見表1)，對(duì)地表和地下水環(huán)境造成極大的威脅。同時(shí)，城市化的快速發(fā)展使不透水地面面積迅速增長，雨水徑流量也隨之增加，雨水徑流污染的威脅日益嚴(yán)重。特別是當(dāng)點(diǎn)源污染被控制后，雨水徑流的污染就更為突出。

表1 西安市城鎮(zhèn)污水量排放情況表

2.1.2 城市化影響水循環(huán)

在城市化地區(qū)，由于不透水面積增加，截?cái)嗔怂秩霛B及補(bǔ)給地下水的通道，使地表滯洪、蓄洪能力下降，進(jìn)而導(dǎo)致雨洪徑流增加，洪峰流量增大，以致洪峰時(shí)間減短，洪水總量增加，洪水過程線呈現(xiàn)峰高坡陡特征［5］，常造成洪澇災(zāi)害。根據(jù)研究，城市化地區(qū)洪峰流量為城市化前的3倍，漲峰歷時(shí)縮短三分之一，暴雨徑流量的洪峰流量為城市化前的2到4倍［6］，所有這些變化往往加劇了城市本身及其下游地區(qū)的洪水威脅。

2.1.3 城市化增加供水量與供水難度

在城市化過程中，人口非農(nóng)化轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)對(duì)城市用水結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。而這種影響表現(xiàn)為城市所需的供水量需求不斷增加。

西安市在快速城市化進(jìn)程中，城市用水量隨著人口的增加而顯著提高。(見表2)

表2 西安市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用地規(guī)模變化與用水量情況表

而同時(shí)，城市的需水量與城市GDP的變化也存在一定的關(guān)系。張華麗根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線模型，對(duì)西安城市的GDP與生產(chǎn)用水量進(jìn)行擬合，探討分析西安經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生產(chǎn)用水量的關(guān)系(見圖1)。由圖可看出在不同時(shí)期，西安城市生產(chǎn)用水量隨GDP的變化呈現(xiàn)增加—緩慢減少—增加的變化特征。

第二，在城市化初級(jí)和中級(jí)發(fā)展階段，城市更多的是以擠占城市周邊的農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水，或者到更遠(yuǎn)的地方去開辟水源來保障不斷增加的城市生活和工業(yè)用水，從而導(dǎo)致城市供水水源越來越遠(yuǎn)，供水距離越來越長，供水保障程度越來越低，正常供水的成本越來越大等供水難度。

2.2 城市化優(yōu)化用水機(jī)制

城市化對(duì)水資源開發(fā)利用的優(yōu)化作用以及水資源開發(fā)利用對(duì)城市化的良性響應(yīng)主要體現(xiàn)在城市化所帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量及功能提升進(jìn)而促進(jìn)供水、用水和管水效率的全方位提高。

圖1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)城市用水的影響生產(chǎn)用水(108 m3)

2.3 水資源安全對(duì)城市化發(fā)展的影響

在城市化對(duì)水資源開發(fā)利用產(chǎn)生脅迫和優(yōu)化作用的同時(shí)，水資源開發(fā)利用也會(huì)對(duì)城市化產(chǎn)生反饋。水資源開發(fā)利用所引起的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可利用水資源總量和用水結(jié)構(gòu)變化會(huì)對(duì)城市化產(chǎn)生重要影響。理論上講，水資源開發(fā)利用對(duì)城市化既有支撐作用，又有約束作用［7］。

2.3.1 支撐機(jī)理

水資源開發(fā)利用對(duì)城市化的支撐作用以及城市化對(duì)水資源開發(fā)利用的良性響應(yīng)主要體現(xiàn)在開發(fā)利用的水資源以其自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)屬性為城市化提供直接和間接服務(wù)，進(jìn)而保障城市化健康發(fā)展。主要表現(xiàn)為:水作為生命之源支撐人類生活和農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)而為城市化提供基礎(chǔ)支持;水作為工業(yè)血液支撐工業(yè)發(fā)展進(jìn)而為城市化提供核心動(dòng)力;水作為生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因子支撐城市化健康持續(xù)發(fā)展。

2.3.1 約束機(jī)理

水資源開發(fā)利用對(duì)城市化的約束作用以及城市化對(duì)水資源開發(fā)利用的不良響應(yīng)主要體現(xiàn)在水資源開發(fā)利用接近或超過水資源承載力之后，導(dǎo)致水資源約束力不斷加大，進(jìn)而產(chǎn)生一系列不良后果。主要表現(xiàn)為:水資源總量短缺和質(zhì)量惡化限制城市化的速度與規(guī)模;水資源開發(fā)利用程度較高脅迫生態(tài)環(huán)境進(jìn)而約束城市化進(jìn)程;用水結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換加劇工農(nóng)業(yè)之間的矛盾進(jìn)而阻礙城市化發(fā)展。

3 西安市水資源安全測度

3.1 水資源安全測度

3.1.1 水資源緊缺指數(shù)測度

1989年Falkenmark定義人均水資源量(指人均擁有的可更新淡水資源)為水資源壓力指數(shù)(Water Scarcity Index，IWS)，以度量區(qū)域水資源稀缺程度。

西安市水資源總量為24.22億 m3，2009用水人口為0.35億［8］，計(jì)算得人均擁有量為 69.2m3，處于極度缺水的狀態(tài)(見表1)。

表1 水資源緊缺指標(biāo)

3.1.2 水資源承載力的測度

對(duì)于水資源承載力測度，引入流域水資源承載力的供需平衡指數(shù)IWSD，即:

IWSD=(WS－WD)/WS

式中WS為可利用水資源，WD為水資源需求總量。本文將水資源需求總量定義為人口需水(WP)、工業(yè)需水(WI)、農(nóng)業(yè)需水(WA)、環(huán)境和其它需水(WM)等。那么:

WD=(WP)+(WI)+(WA)+(WM)

很顯然，當(dāng)流域可利用水量小于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量時(shí)，即WS＜WD，有IWSD＜0，這說明流域可供的水資源量不具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力。若相反則說明流域可供的水資源量具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力，流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是可承載的，供需為良好狀態(tài)［9］。

通過對(duì)西安2006－2009年IWSD的動(dòng)態(tài)比較，可得西安的水資源承載力呈逐年下降的趨勢(見表2)，2007－2009的IWSD數(shù)據(jù)顯示，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，流域的水資源已經(jīng)不具備承載這樣的經(jīng)濟(jì)人口規(guī)模。

表2 西安水資源承載力分析比較

3.2 結(jié)論

通過對(duì)西安水資源緊缺指數(shù)與水資源承載力兩個(gè)方面的測度，結(jié)果顯示西安的水資源處于極度緊缺的狀態(tài)，而水資源的承載力逐年下降。可得出西安在快速城市化背景下存在一定的水資源安全問題。

4 優(yōu)化水資源安全問題的對(duì)策

(1)有限開源。主要表現(xiàn)在:一方面可根據(jù)取水條件和成本少量地跨界調(diào)水供給城市;另一方面可通過虛擬水貿(mào)易方式，加大以耗水較少的非農(nóng)化產(chǎn)品來換取水資源密集型的農(nóng)產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品的力度。從而保障城市化進(jìn)程中極度缺水的狀態(tài)。

(2)推進(jìn)適度城市化。主要是制定科學(xué)合理的人口政策、產(chǎn)業(yè)政策、消費(fèi)政策與土地政策等，引導(dǎo)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和空間城市化適度增長，從而提高水資源的承載力。

(3)水資源安全管理，主要是建立和完善水資源管理制度體系及水資源法規(guī)政策體系，實(shí)現(xiàn)地表水與地下水、常規(guī)水資源和非常規(guī)水資源的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一配置和統(tǒng)一管理。在制度上保障城市水資源安全。

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［7］鮑超，方創(chuàng)琳.城市化與水資源開發(fā)利用的互動(dòng)機(jī)理及調(diào)控模式［J］.城市發(fā)展研究，2010(12).

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