城市化进程中的水问题思考

□李菊梅（河南省水文水资源局）

城市是人类科技进步、经济发展和社会文明的结晶，是人类集中聚居的场所，也是人类干预自然最强烈、人工环境占主导的生存空间。在大规模的城市建设与开发活动中，城市化在给人类社会带来文明进步的同时，也出现了大气污染、热岛效应、水环境破坏、水资源短缺、水土流失等一系列生态环境问题。这已经严重的影响了城市居民的生活质量，甚至阻碍了城市化的进程。那么，如何调控城市这个复合的、高度人工化的、不完善、不稳定的生态系统，达到人与生物、环境和谐共处的目的，促进城市的可持续发展，是我们目前面临的实际问题。

一、我国目前的城市化状况

城市化是工业化的必然结果，是人类进入工业社会后农业活动比重逐渐下降而非农业活动逐渐上升的过程，是人类文明程度提高的重要标志。城市强大的经济活力，丰富多彩的物质文化生活具有强大的吸引力。进入20世纪以来，城市化加剧发展，城市人口急剧增长。世界城市人口，1920年只占总人口的14%，1990年已经超过总人口的40%，21世纪初，已占到总人口的一半以上。我国城市化的起步虽然较晚但速度民惊人，1980年我国城市人口1.34亿，占全国人口的26.2%，到2000年就达到3.87亿，城市化水平达到30%。到2010年我国的城市人口将达到4.71亿，见表1。

表1 我国城市人口发展状况表

目前，我国的城市化水平刚刚超过30%，城市数量快速增加，城市地域大幅度拓展，城市密集区和大城市连绵区开始出现，在今后一段时间，城市化进程将呈加速趋势。

二、城市化进程的水问题

水是生命之源，人类的生命活动和生产活动无一能离开水。水也是城市存在和发展的基本物质条件，在生态城市的建设中，水是其他物质不能替代的环境因子和宝贵资源。因此，随着城市化进程的加快，解决日益突显的水问题显得尤为重要。

（一）水资源短缺，供需矛盾加剧

我国是一个水资源短缺，水旱灾害频繁的国家，按水资源总量考虑，我国居世界第6位，但我国人口众多，人均水资源2220m3，不到世界人均水资源量的1/4，在世界各国排名121位，被联合国列为13个贫水国之一。尤其是北方地区，人均水资源占有量704m3，低于缺水警戒线（1000m3）。据统计，我国多座大中城市中有333座缺水，受影响的城镇人口占全国总人口的29%，日缺水量达1240×100002t，其中有49座是因为缺少水源。因为缺水，不得不大量抽取地下水，结果北京、天津等20多个城市出现了不同程度的地面沉降，水位持续下降，漏斗面积不断扩大，像烟台等沿海城市，还出现了海水入侵的现象。这些直接影响到地下水资源的可持续利用和城市生态环境的保护。

目前，中国的城市正在加速发展，大量的农村人口和乡镇人口转入城市，在水资源先天不足的情况下，进一步增加了城市的用水压力。根据相关分析，城市人均生活需水量与城市人口之间具有高度的线形相关性，其关系式为：

y=93.8-42.9/x

式中：y为城市人均生活用水量，m3/a；x为城市人口，亿人。

根据上式推算，到2010年，按我国城市人口达到5.5亿计算，人均生活用水量将达到236L/d，生活总需水量达460亿m3。

表2 我国城市生活用水量增长状况表

以郑州市为例，目前，全市有724.3万人，城镇人口416万，年需水7～18亿多m3，但降水正常年份，郑州市的可利用水量仅能满足85%的用水需求，缺水量为2.7亿m3。干旱年份用水缺口达到6.2亿m3，缺水率为33.6%，郑州市人均水资源仅230m3，约是全国人均水平的1/10，是一个水源性和水质性缺水并存的地区。随着工业化进程、城市化步伐和生态环境建设的加快，全市经济规模将进一步扩大，人口不断增多，对水资源的需求持续增加，水环境压力也随之越来越大，水资源供需矛盾更加突出。

（二）水体污染，水环境严重破坏

导致城市水体污染的主要原因是大量城市污水，包括生活污水和未经处理直接排放的工业废水，这些废污水富含金属、重金属、有机污染物、放射性污染物、细菌、病毒等，未经处理，直接排入地表径流，污染水体，据2001年环境统计公报，我国废污水排放量428.4亿t，其中工业废水排放量200.7亿t，城镇生活污水排放量227.7亿t，生活污水处理率只有18.5%，80%以上未经处理，直接排入水域，使河流污染严重，水质恶化。

以郑州市为例分析水污染状况。

郑州市水源主要来自黄河，地下水作为补充水源。流经市区的主要有贾鲁河、贾鲁支河、金水河、熊耳河、东风渠。除贾鲁河外，其他均为小河沟，基本无天然水源，实际上已成为城市排污的通道。早期郑州市区供水以贾鲁河水源为主，由于上游生态环境变坏、气候干旱、上游水资源开发利用量加大等综合因素，致使贾鲁河及其支流贾峪河水源不足，尖岗、常庄两座水库天然蓄水量逐年减少，只能作为城市供水的备用水源。1970年后开始引用黄河水，目前黄河水供水量占城市供水量的3/4，地下水开采量占城市供水量的1/4。进入20世纪90年代以来，作为郑州市主要供水水源的黄河流量较以往明显减少，黄河花园口河段由于泥沙淤积，河床抬高，造成“小洪水、高水位、大漫滩”的现象频繁发生，近年来，黄河断流形势严峻，己逼近河南省开封附近。目前黄河花园口河段水质污染已较为严重，一般为Ⅳ类水质标准；此外，突发性水污染事故也时有发生，使黄河水受到严重污染，为超地面水V类水质标准，黄河水源已不能满足城市供水要求，市区供水受到了严重影响。郑州市各水源地的污染状况也十分严重，而作为郑州市“大水缸”的西流湖，其污染状况更是触目惊心。下表是郑州市工业废水排放情况统计。

表3 郑州市工业废水排入情况统计表

从表3中可以看出，工业废水排放量1995年上升至顶点后开始下降，1991～2000年工业废水排放达标率由49.7%增至80.9%，工业废水处理率66.2%增至81.7%，工业废水排放量的增加说明了乡镇企业的兴起，达标率的降低说明了污水排放量在不断增加。

以上可以看出，郑州市的地面径流（包括过境的黄河水流及境内的河流等）及水资源短缺的形势确实十分严峻，且存在着严重的污染。随着城市化进程的不断加快，水资源供需矛盾将变得越来越突出，到2005年全市总需水量将达到168.60万m3/d，而郑州市目前满负荷供水能力只有127万m3/d，也就是说，2010年之后郑州市供水缺口将超过40万m3/d，而这其中还未考虑黄河断流、水源污染等不确定因素。但如果南水北调能调入郑州，将会大大缓解城市需水压力。

（三）城市化对地下水的影响

1.地下水污染

随着城市的快速发展，在地表水受到严重污染的同时，地下水也受到不同程度的污染。主要的污染物指标有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐等。地下水污染早在20世纪80年代就很严重，如对118个大城市浅层地下水水质普查，已有115个城市的地下水受到了不同程度的污染，其中重度污染的约占40%。郑州市的浅层地下水187km3和中深层水20km3的水质已受到污染，浅层地下水因受污染已基本无法饮用，深层地下水的回补又十分缓慢。

2.地下水位下降

由于城市不透水区域下渗水量几乎为零，土壤水分补给减少，补给地下含水层的水量减少致使基流减少，地下水来源相应减少，促使地下水位急剧下降。2001年度，全国186个地下水水位监测站的城市和地区中，62%的城市和地区的地下水位仍在下降。目前郑州城市水厂及单位自备井地下水年开采量约6620万m3；另据有关部门推测，仅市区都市村庄的地下水非法开采量每年就达1000万m3，相当于西流湖储水量的20倍。2003年河南省地震局、省水利厅、国土资源厅等7个部门专家组的调查显示，郑州市地下水位下降严重，以2m/a的速度下降，地下水位降落漏斗中心区更是以3.1m/a的速度在下降，形成的漏斗区大于郑州建成区的3倍。

三、产生水问题的原因分析及对策

（一）用水浪费是导致水资源供需矛盾的主要原因

1.生活用水浪费

我国城市生活用水的浪费是惊人的，据目前的城市发展状况，人均生活用水量在90～100L/d比较合适，但不少城市的家庭生活用水量远高于此，最高的广东省达到了339L/d，随着社会经济的发展，城市居民的生活水平也在不断提高，城市供水设施条件和居民家庭用水条件也在不断改善，城市居民的用水量还在不断增长。节约城市生活用水是解决水资源供需矛盾的主要一环。第一，加强计划供水的管理，用经济杠杆调控居民用水。实行定额供水，超定量用水加价，使居民节水既有内在的动力又有外在的压力。第二，采取先进的节水新技术。如水的循环使用，串联重复使用，改进用水设备，使用新型节水器具和节水装置。如我国广泛使用的便器冲水量大都在9～13L/次，与冲水量3L/次的节水型便器相差很大，按一户家庭3口人记，每天冲水9次，节水至少90L/d，可见城市生活的节水空间很大。

2.工业节水力度不够

以单位经济产出或单位产品产出相应耗用的水量来衡量，我国的工业用水效率很低，按照相关计算，工业万元增加值取水量约为330m3，而据1999年的中国统计年鉴表明，我国许多省市工业万元增加值取水量大部分已超过此标准，许多已达到标准的2倍，例如江西省达到了734.1m3。如果同发达国家相比，我国工业用水量更是高得惊人。随着城市化进程的加快，工业节水也变成了城市节水的重要方面。如：一是改进技术。技术落后是造成工业用水效率的原因之一。近年来，一大批具有国际先进水平的现代工业企业不断出现，但在其跻身于先进行列的同时，生产技术装备水平还比较落后，因此，造成用水效率低下。二是调整工业结构，工业布局的不合理和产品的结构性矛盾，也是用水浪费产生的原因。不少城市水资源条件很差，但却建设了以高耗水工业为主的工业体系。而有的城市其高耗水的工业产值约占全部工业产值的一半，这种工业布局不合理的情况加重了区域性缺水矛盾，必须调整工业布局。三是加强管理。一些工业企业，节水意识不强，疏于管理和措施不力，企业内部供水系统年久失修，用水设备跑冒滴漏，造成很大的浪费。

3.供水过程漏失量大

由于城市供水管网严重老化，管材质量及施工技术落后，如运行管理不善及人们的节水意识不强等诸多原因，造成城市供水管爆裂，长期渗漏而无人管理等各种形式的漏失相当严重。全国城市供水管网漏损率达20%，针对此问题的解决方法即是改进供水系统设备，加强供水管理。

（二）水体污染加剧了供水安全性和缺水危机

1.污水处理率低

城市水污染主要来自工业废水和生活污水，我国城市污水排放总量以每年6.6%的速度递增，其中生活污水排放量增长更快。2001年全国工业废水和城镇生活废污水排放量为428.4亿m3，其中工业废水排放量为200.7亿m3，城镇生括污水排放量227.7亿m3，而污水处理量只有128.4m3，处理率仅有30%。大量未经处理的污水直接排放，受纳水体污染物不断积累，必然造成水体的普遍污染。

为使城市水体达到最佳质量，从根本上解决水污染的问题，最可行的办法就是建设大规模的城市污水处理厂，以郑州市为例，2000年12月28日，总投资7.6亿元的郑州市污水处理厂一期工程的建成投产，城市污水的处理能力达到40万m3/d，污水处理率近55%，对城市环境和面貌的改善起到了积极的推动作用。

2.水处理技术落后

大多数的城市都重供水轻排水，再加上城市基础设施建设资金短缺，现有污水处理设施从总体结构看还相当落后。1997年城市集中污水处理厂307座，污水处理能力1292万m3/d，其中二级生化处理厂205座，污水处理能力810万m3/d，二级生化处理率8.41%，城市污水二级生化处理率太低。水处理技术的落后，归根结底是受到经济条件的制约，因此在大力发展地区经济的前提下，应加大人力物力投资，以促进水处理技术的提高。

总之，要改善城市的水环境，必须加大城市污水处理和水污染的防治力度，增加建设资金和运行费用的投入，污水处理设施能力的增长速度必须高于供水设施，使城市污水处理率不断得到提高，并采取有效措施修复已经受到污染的城市水环境。治理水污染，首先要减少废水排放量，工业污染防治要从“末端治理”转变为以源头控制为主的综合治理。大力推行清洁生产，淘汰物耗能耗高，用水量大，技术工艺落后的产品和工业，在生产过程中提高水资源利用率，削减污水中污染物的排放量。同时加快城市污水处理厂的建设和污水资源化进程，提高污水处理率和污水处理技术，严格实行水污染物排放总量控制制度，加强水质检测和排污管理。