王建華，翟家齊，趙 勇

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100038，北京）

北京市的水資源問(wèn)題由來(lái)已久且呈愈演愈烈態(tài)勢(shì)，近10年更是遭遇連續(xù)的干旱，人均當(dāng)?shù)厮Y源量甚至不足100 m3，水源不足、地下水超采、城市內(nèi)澇和水生態(tài)環(huán)境等形勢(shì)十分嚴(yán)峻。與此同時(shí)，南水北調(diào)中線即將通水，再生水回用量增長(zhǎng)迅速，人口持續(xù)快速增加，周邊新城建設(shè)已經(jīng)啟動(dòng)，北京市水源結(jié)構(gòu)和需水格局發(fā)生了巨大變化。在此背景下，研判北京市水資源演變形勢(shì)和內(nèi)外環(huán)境變化，分析主導(dǎo)北京市水資源的關(guān)鍵因素，制定新形勢(shì)下的水資源管理策略，對(duì)于保障北京市水資源安全具有重要的意義。

一、北京市水資源演變形勢(shì)

1.歷史旱澇狀況

采用旱、平、澇三級(jí)來(lái)描述北京地區(qū)的旱澇狀況，近50年北京市有26年為干旱年，干旱年比例達(dá)到52%； 近 540年 （1470—2009年），有202年為干旱年，干旱年比例為37%，其中有50年為大旱，連旱總計(jì)48次，共133年，最大連旱年數(shù)為 7年（1743—1749年）。從歷史旱澇統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，北京地區(qū)總體上旱大于澇，有三個(gè)典型的長(zhǎng)系列干旱期，分別是：①1581—1643年（明朝中后期的萬(wàn)歷、崇禎時(shí)期），干旱年比例達(dá)到49%，旱災(zāi)發(fā)生頻率高，且大旱、特大干旱、連旱頻頻發(fā)生。②1728—1769年（清朝雍正、乾隆盛世時(shí)期），干旱年比例達(dá)到64%，是500年來(lái)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)和最嚴(yán)重的干旱。③1895—2009年，干旱年比例達(dá)到48%，其中有3個(gè)超過(guò)10年的干旱期。通過(guò)以上分析可以看出，最近100年是500多年來(lái)干旱最為嚴(yán)重的100年，而近50年又比前50年的干旱更加嚴(yán)重，尤其是1998年以來(lái)干旱情勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻，為百年來(lái)之最（見圖1）。

2.降水時(shí)空分布

北京市多年 （1949—2009年）平均年降水量593 mm，最大年降水量1 100 mm，最小年降水量384 mm。與20世紀(jì)50年代相比，最近10年的年平均降水量減少了39%，與多年平均相比減少了20%?？梢?，近60年北京市年降水遞減趨勢(shì)十分明顯，且呈周期性的交替變化特征（見圖2）。從降水的空間分布上來(lái)看，北京地區(qū)降水分布總體上呈西北低、東南高的特征，降水峰值點(diǎn)在懷柔、密云、平谷一帶，門頭溝三家店地區(qū)亦是暴雨多發(fā)區(qū)。汛期平原區(qū)多年平均年降水量大于山區(qū)多年平均降水量，兩者相差較大；而非汛期山區(qū)與平原區(qū)降水差別不是很明顯，只有幾毫米的差別。

3.密云水庫(kù)與官?gòu)d水庫(kù)的水資源變化

官?gòu)d和密云水庫(kù)是北京市主要的地表水水源地，總庫(kù)容85.35億m3，占全市水庫(kù)總庫(kù)容的91%。兩庫(kù)多年平均蓄水總量12.9億m3，而近10年兩庫(kù)年平均入庫(kù)水量?jī)H4.0億m3，較多年平均分別減少72%，為近50年最低值（見表1）。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，兩庫(kù)來(lái)水量總體均呈現(xiàn)不斷衰減的趨勢(shì)，尤其是80年代以后，水庫(kù)來(lái)水量衰減更加迅速，而隨著用水量大幅增加，為保障供水安全，水庫(kù)蓄水量一直保持在高位運(yùn)行，與60、70年代相比，近30年兩庫(kù)年平均入庫(kù)水量減少了61%，而年蓄水總量增加了2%，90年代兩庫(kù)年平均蓄水總量達(dá)到 31.7億 m3。

4.北京市供用水變化狀況

自新中國(guó)成立以來(lái)，農(nóng)業(yè)一直是北京市第一用水大戶，隨著耕地面積的減少、高效節(jié)水技術(shù)的推廣、工業(yè)布局的調(diào)整、城市人口的增加和居民生活水平的提高，農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水量在增長(zhǎng)一定時(shí)期后開始回落，而生活用水量卻持續(xù)增加，并在2000年超過(guò)工業(yè)用水量，2005年超過(guò)農(nóng)業(yè)用水量，成為當(dāng)前北京市城市用水的主體，（見圖3）。另外，隨著用水需求的增加，北京市的供水水源也在發(fā)生變化，2009年南水北調(diào)水 2.6億 m3，再生水6.5億m3，分別占總供水量的7%、18%，到2014年南水北調(diào)中線通水，外調(diào)水供水量將大幅增加。可見，北京市供水水源已由傳統(tǒng)的地下水為主、地表水與再生水為輔的二元結(jié)構(gòu)向著外調(diào)水、地下水、再生水、地表水的多源結(jié)構(gòu)方向轉(zhuǎn)變。

表1 密云、官?gòu)d水庫(kù)多年平均入庫(kù)水量與蓄水量情況 （單位：億m3）

二、影響北京市水資源演變的主要因素

一是華北地區(qū)大尺度氣候變化背景。區(qū)域氣候背景是影響北京地區(qū)降水豐枯變化規(guī)律的主導(dǎo)因素，而華北地區(qū)氣候則受到赤道太平洋海溫、東亞季風(fēng)環(huán)流、北極濤動(dòng)、南極濤動(dòng)、西太平洋副熱帶高壓、大陸副熱帶高壓及印度季風(fēng)等亞太乃至全球氣候變化因素的控制。二是城市化水平不斷提高。到2009年年底，北京市人口城市化水平已達(dá)85%，與此同時(shí)，城市不透水面積迅速擴(kuò)大，引起城市“熱島效應(yīng)”和“雨島效應(yīng)”，導(dǎo)致城市微氣候的變化，改變了降水的時(shí)空分布及水資源形成規(guī)律，但相對(duì)于大區(qū)域氣候背景，這種微氣候變化的影響是有限的。三是土地利用格局的顯著變化。近20年，北京市的耕地減少和建筑用地面積增大，變化最為顯著，這些變化改變了北京市山區(qū)和平原區(qū)的產(chǎn)匯流規(guī)律，增加了水資源消耗量，減少了地表水資源量。四是北京市人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的變化。目前，北京市年均新增人口50萬(wàn)～60萬(wàn)，增加需水3 000萬(wàn)～3 500萬(wàn)m3，生活需水增加迅速，而隨著高效農(nóng)業(yè)的推廣和重化工企業(yè)的遷出，農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水在近年來(lái)均呈減少趨勢(shì)。五是上游地區(qū)大規(guī)模人工調(diào)蓄工程增加了水資源消耗量，導(dǎo)致入京水量銳減。近11年，北京市上游年平均入境水量?jī)H4.3億 m3， 與多年平均 （14.1億 m3）相比，減少69%。六是地下水超采嚴(yán)重，地下水水位持續(xù)下降。2009年年末，平原區(qū)地下水埋深24.1 m，比1999年降低了12.5 m，同期地下水資源量減少了60億m3。城市水源地由于連年超采，水位加速下降，目前水位埋深均在33～39 m，已接近設(shè)計(jì)開采值45～50 m。七是水環(huán)境污染嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)可用水資源量進(jìn)一步減少。根據(jù)2003—2009年北京市水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，北京市水質(zhì)達(dá)標(biāo)河長(zhǎng)呈明顯減少的趨勢(shì)，到2009年已經(jīng)不到50%，與此同時(shí)，劣V類水質(zhì)的河長(zhǎng)逐漸增大，達(dá)到監(jiān)測(cè)河長(zhǎng)的45%。另外，地下水污染問(wèn)題日益突出，有48%監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的淺層地下水水質(zhì)為IV類或V類。

三、應(yīng)對(duì)未來(lái)嚴(yán)峻水資源形勢(shì)的策略

1.落實(shí)“三條紅線”，實(shí)施最嚴(yán)格的水資源管理制度

建立和實(shí)施更加嚴(yán)格的水資源管理制度，成立最嚴(yán)格水資源管理制度考核領(lǐng)導(dǎo)小組，作為實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作的日常領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)對(duì)各區(qū)縣落實(shí)情況進(jìn)行考核，把水量控制紅線、用水效率紅線和水功能區(qū)限制納污紅線落到實(shí)處，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)取水、用水、節(jié)水和排水過(guò)程的精細(xì)化管理。

圖3 北京市1949—2009用水需求變化

2.厲行節(jié)約用水，繼續(xù)推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)

堅(jiān)持 “向觀念要水、向機(jī)制要水、向科技要水”的節(jié)水工作方針，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用水結(jié)構(gòu)，限制高耗水產(chǎn)業(yè)，關(guān)停高耗水企業(yè)，加快農(nóng)田高效節(jié)水設(shè)施改造，提高節(jié)水器具普及率，培育適應(yīng)北京水資源緊缺特點(diǎn)的生產(chǎn)生活方式，不斷完善節(jié)水型社會(huì)管理體系，綜合運(yùn)用法律、行政、經(jīng)濟(jì)、教育、管理等措施促進(jìn)節(jié)水，全面推進(jìn)北京市節(jié)水型社會(huì)建設(shè)。

3.做好頂層設(shè)計(jì)，盡快啟動(dòng)北京市智慧水網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)

圍繞北京市水資源需求，以保障城鄉(xiāng)供水安全、防洪除澇減災(zāi)、水生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及社會(huì)化水事服務(wù)為主要目標(biāo)，以信息化、自動(dòng)化和智能化現(xiàn)代技術(shù)為支撐，提出北京市現(xiàn)代水網(wǎng)建設(shè)的總體戰(zhàn)略構(gòu)架，布局未來(lái)10到20年北京現(xiàn)代水網(wǎng)建設(shè)實(shí)施路線、主要任務(wù)、分區(qū)布局和重點(diǎn)措施，形成水流通達(dá)、配置合理、調(diào)度有序、運(yùn)行高效、管理規(guī)范、功能兼籌的北京市現(xiàn)代水網(wǎng)體系，在此基礎(chǔ)上開展全市水資源調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)，搭建北京市現(xiàn)代水量調(diào)度系統(tǒng)集成示范平臺(tái)，形成指導(dǎo)今后10到20年北京市水資源管理的全景性藍(lán)本。

4.統(tǒng)籌規(guī)劃未來(lái)，加強(qiáng)南水北調(diào)進(jìn)京后水資源調(diào)配戰(zhàn)略研究

按照規(guī)劃，2014年南水北調(diào)中線全線通水，將在一定程度上緩解北京市用水緊張的程度。如何用好、管好南水北調(diào)水，既涉及引水、蓄水、輸水等配套工程的建設(shè)和運(yùn)行管理問(wèn)題，同時(shí)與水價(jià)機(jī)制、水源配置等管理體系密切相關(guān)，因此必須統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮未來(lái)水源和用水需求變化趨勢(shì)，結(jié)合智慧水網(wǎng)建設(shè)在南水北調(diào)水進(jìn)京后做好北京市水資源調(diào)配的戰(zhàn)略研究。

5.優(yōu)化水源配置，建立北京市多水源統(tǒng)一調(diào)度機(jī)制

除北京市本地水源、南水北調(diào)水以外，多方開源，通過(guò)加強(qiáng)區(qū)域協(xié)作，建立流域上下游水資源協(xié)調(diào)機(jī)制，增加和保障北京市入境水量；加強(qiáng)對(duì)再生水、雨水等非常規(guī)水源的開發(fā)利用，提高水資源利用效率，減少出境水量，逐步形成多水源供水格局，并建立和完善北京市多水源統(tǒng)一調(diào)度機(jī)制，優(yōu)化水源配置。

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