潘 鑫

(西北大學 城 市與環(huán)境學院，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)濟資源，是經(jīng)濟社會可持續(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外公布的《世界水資源開發(fā)報告》:全球用水量在20世紀增加了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。

我國是一個水資源匱乏且時空分布不均、水環(huán)境污染及洪澇災(zāi)害嚴重的國家之一，水資源問題已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的嚴重制約因素，水資源安全面臨著極其嚴重的考驗［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

通過對相關(guān)文獻的整理閱讀，本文認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)展不能因為水資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)的健康運行，以滿足人們或社會發(fā)展對水資源的合理需求。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。

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、建設(shè)用地等的規(guī)模增大與結(jié)構(gòu)變化兩個方面，同時也伴隨著社會經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量和效率的變化。這些變化一方面會對水資源系統(tǒng)產(chǎn)生壓力或脅迫作用，另一方面也會促進區(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。雖然人們很早就認識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］，但對于城市化是否會引發(fā)水危機，目前認識還不完全統(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)，對地表和地下水環(huán)境造成極大的威脅。同時，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重。特別是當點源污染被控制后，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，截斷了水分入滲及補給地下水的通道，使地表滯洪、蓄洪能力下降，進而導致雨洪徑流增加，洪峰流量增大，以致洪峰時間減短，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)濟結(jié)構(gòu)的變化會對城市用水結(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)濟發(fā)展、用地規(guī)模變化與用水量情況表

而同時，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，對西安城市的GDP與生產(chǎn)用水量進行擬合，探討分析西安經(jīng)濟發(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，在城市化初級和中級發(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，從而導致城市供水水源越來越遠，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)化用水機制

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

圖1 經(jīng)濟發(fā)展對城市用水的影響生產(chǎn)用水(108 m3)

2.3 水資源安全對城市化發(fā)展的影響

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

2.3.1 支撐機理

水資源開發(fā)利用對城市化的支撐作用以及城市化對水資源開發(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)濟和社會屬性為城市化提供直接和間接服務(wù)，進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)展進而為城市化提供核心動力;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 約束機理

水資源開發(fā)利用對城市化的約束作用以及城市化對水資源開發(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，導致水資源約束力不斷加大，進而產(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)境進而約束城市化進程;用水結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換加劇工農(nóng)業(yè)之間的矛盾進而阻礙城市化發(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

3.1.2 水資源承載力的測度

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

通過對西安2006－2009年IWSD的動態(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

通過對西安水資源緊缺指數(shù)與水資源承載力兩個方面的測度，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。從而保障城市化進程中極度缺水的狀態(tài)。

(2)推進適度城市化。主要是制定科學合理的人口政策、產(chǎn)業(yè)政策、消費政策與土地政策等，引導人口、經(jīng)濟、社會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。

［1］暢明琦，劉俊萍.論中國水資源安全形勢［J］.生產(chǎn)力研究，2006(8):5－7.

［2］劉昌明，陳志愷.中國水資源現(xiàn)狀評價和供需發(fā)展趨勢分析［M］.北京:中國水利水電出版社，2001:146－177.

［3］高云福.城市化發(fā)展與水系統(tǒng)的演變［J］.城市勘測.1998(3):5－8.

［4］鮑超，方創(chuàng)琳.西北干旱區(qū)水資源約束城市化進程的定量辨識［J］.中國沙漠，2007(4):704－710.

［5］冉茂玉.論城市化的水文效應(yīng)［J］.四川師范大學學報，2000(4):436－439.

［6］楊士弘.城市生態(tài)環(huán)境學［J］.北京:科學出版社，2003:108.

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

［8］西安統(tǒng)計年鑒2010.

［9］夏軍.水資源安全的度量:水資源承載力的研究與挑戰(zhàn)(一)［J］.海河水利，2002(2):5 －8.