□曹東衛(wèi) 郭慶宏

近年來，城市生態(tài)環(huán)境問題日益突出，表現(xiàn)為流經(jīng)城市的河流水質(zhì)惡化、人工湖和池塘萎縮等。長期以來，城市的水資源利用只注重了工農(nóng)業(yè)和生活用水等方面，但在維護生態(tài)平衡的水量方面卻未得到重視。開展對城市生態(tài)需水量研究，對保障城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，對今后城市規(guī)劃建設、水資源、水生態(tài)保護等也具有重要的參考作用。

1.城市生態(tài)需水的概念

Gleick曾在1996年給出基本生態(tài)需水的概念，即能提供優(yōu)質(zhì)天然棲息地的數(shù)量，這個過程能最大限度地改變自然生態(tài)系統(tǒng)，保護生物多樣性及生態(tài)完整性所需的水量。我國從上世紀90年代末便開始關(guān)注流域生態(tài)需水量的研究，但針對城市的研究仍處于起步階段。城市和流域的生態(tài)系統(tǒng)不同，它對人類干擾和主觀意識的影響度較為敏感。就目前對城市生態(tài)需水的研究，主要是將其概化為城市自然環(huán)境系統(tǒng)的需水量的研究，而工業(yè)及生活用水歸入社會經(jīng)濟需水的范疇來單獨計算。

2.唐山市城市生態(tài)需水量計算

2.1 唐山市城市水生態(tài)環(huán)境概況

唐山市年平均降水量在620～750 mm之間，市內(nèi)主要河流有青龍河、李各莊河和陡河。2010年4月環(huán)城水系建成后，中心城區(qū)生態(tài)景觀總蓄水面積13.7km2，總蓄水量 1948 萬 m3。

截止2013年底，唐山市城市中心區(qū)綠地面積3237.6hm2，人均綠地面積30.4m2。建成區(qū)綠化覆蓋面積10245 hm2，綠化覆蓋率41.14%。2013年唐山市中心區(qū)人口106.5萬人，年末實有城市道路面積1645.4萬m2，人均城市道路面積15.45m2。

2.2 唐山市城市水生態(tài)環(huán)境需水量計算

根據(jù)唐山市實際情況，本文計算的城市生態(tài)環(huán)境需水量主要為城市綠地生態(tài)環(huán)境需水量、城市河湖生態(tài)環(huán)境需水量及公共設施用水量三部分。

一是城市綠地生態(tài)環(huán)境需水量。對于唐山市城市綠地生態(tài)環(huán)境需水量，本文采用楊志峰等提出的城市綠地生態(tài)環(huán)境需水模型計算。唐山市城市綠地生態(tài)需水量為綠地植被需水量和綠地土壤需水量之和。

第一，綠地植被需水量。根據(jù)模型及唐山市具體情況，不同類型植被平均潛在蒸散量取800mm/a，實際蒸散量與潛在蒸散量的比例取60%。根據(jù)唐山市城市總體規(guī)劃（2010～2020），2020 年唐山市中心區(qū)人口數(shù) （不含流動人口）為110.1萬人，2020年唐山市城市人均公共綠地面積為40.2m2/人，則唐山市城市綠地植被需水量計算結(jié)果為：2013年綠地植被需水最小為234.89萬m3，適宜為296.26萬m3，理想為423.72萬m3；2020年綠地植被需水最小為381.45萬m3，適宜為473.45萬m3，理想為674.42萬m3。

第二，城市綠地土壤需水量。唐山市城市不同類型土壤實際含水量與田間持水量的比例取55%，土壤容重取1.5g/cm3；不同類型植被的有效土層厚取1.0m；不同土壤類型的田間持水量取25%；則唐山市城市綠地土壤需水量計算結(jié)果為：2013年綠地土壤需水最小為516.75萬m3，適宜為740.93萬m3，理想為872.03萬m3；2020年綠地土壤需水最小為834.62萬m3，適宜為1178.88萬m3，理想為1388.62萬m3。

二是城市河湖生態(tài)環(huán)境需水量計算城市河湖生態(tài)需水量主要是指河湖水面蒸發(fā)、滲漏以及自身存在需水量。本文研究區(qū)域只包括唐山市內(nèi)的中心區(qū)，即路南區(qū)和路北區(qū)。唐山市內(nèi)河流總長度為62.1km，平均河寬36m，河道平均水深1.2m。市內(nèi)河道及湖泊綜合滲透系數(shù)為7.3m/a，水面蒸發(fā)系數(shù)為1020.1mm/a。計算得唐山市內(nèi)河流的蒸發(fā)需水量、滲漏需水量和自身存在需水量分別為228.05萬m3，1631.99萬m3和為268.27萬m3。市內(nèi)湖泊年平均蓄水水面面積為165萬m2，平均水深2.0m?？捎嬎愕贸龊凑舭l(fā)需水量168.32萬m3，滲漏需水量1204.50萬m3和自身存在需水量為330.00萬m3。2013年唐山市城市河湖需水量為3831.13萬m3。

三是城市公共設施需水量計算城市公共設施用水主要考慮城市道路用水量。根據(jù)《唐山市統(tǒng)計年鑒》可知2013年人均道路面積為15.45m2；根據(jù)唐山市城市基礎設施建設十二五規(guī)劃，2020年人均道路面積24.2m2。

參考國內(nèi)外道路用水定額及唐山市具體情況，2013年道路用水定額取2.5L/(m2·d)，2020年為2.75L/(m2·d)。 道路用水的使用每年按300天計算。唐山市2013年及2020年唐山市道路用水量分別為1234.05萬m3和2198.15萬m3。

綜上所述，2013年唐山市城市生態(tài)環(huán)境最小、適宜和理想需水量分別為5816.82萬m3、6102.37萬 m3、6360.93萬m3，2020年分別 為7245.36萬m3、7681.6萬m3、8092.32萬m3。

3.供需分析

唐山市城市生態(tài)需水量可由陡河水庫及市區(qū)內(nèi)3個污水處理廠（東郊、北郊、西郊）的再生水提供。陡河水庫的供水對象較多，且入庫水量較少，枯水年份需從大黑汀水庫調(diào)水，一般年份無多余水量，因此生態(tài)需水主要由再生水提供。市內(nèi)3個污水處理廠年處理能力共為13505萬t，實際年處理污水約為7300萬t。而市內(nèi)企業(yè)2013年中水需求量約為1000萬t。因此對于水資源短缺的唐山市來說，到2020年再生水將無法滿足生態(tài)環(huán)境最小需水量。為保障唐山市城市最小生態(tài)環(huán)境需水，還應進一步采取加強節(jié)約用水，提高水資源利用率，加大雨水生態(tài)化利用，改善與修復河道水體水質(zhì)等措施?！?/p>