中国水资源及其对城市发展的制约

(中国地质大学(北京))

“水与城市”是一个非常复杂的课题，在当前中国和世界的社会经济发展中具有重要意义。长期以来，在中国的经济建设中，水资源问题困扰着、困扰着、争论着全社会，同时也是一个亟待解决的重大问题。围绕这一主题，本文认为了解中国的水资源状况及其对城市发展的制约作用具有最基本和最关键的意义。同时也是地球科学研究分析最靠谱的问题。本文仅以北京为例论述这一点，并提出解决华北地区水资源短缺的方案。

地球是宇宙中唯一已知的有液态水的星球。水孕育了地球上的生命，滋养了人类文明。水是人类生存和社会经济发展极其重要的基本物质条件。大自然赋予了人类最宝贵的水资源，但由于地球上的水按照自身固有的规律循环，使得可利用的水资源在时间和空间上分布不均。一些内陆和干旱国家缺水，沿海地区雨水太多，有时会造成灾害。中国幅员辽阔，海岸线漫长。由于气候、区域地质和地形条件的特殊性，水资源配置存在诸多不利因素:东南沿海地区富水面积不够大，而内陆缺水面积超过国土面积的一半，整体上是一个水资源不足的国家。但中国不是绝对的缺水国家，主要矛盾是降水时空分布极不均匀。因此，当前，随着我国社会经济和城市化的快速发展，对水资源的刚性需求日益增加，同时还有全球气候干旱背景、水资源管理缺失等因素，导致了长期以来“水多水少、水浑、水脏、水不均”的尴尬局面。严重影响和制约了全面建设小康社会的发展。当前，能否充分挖掘水资源潜力，科学调配管理水利，达到最大限度保证供水的目的，是对当代中国人尤其是科技队伍智慧的考验。我们的祖先曾经给出过优秀的答案，在我国的历史上，我们在防洪、抗旱、水利灌溉、水运等方面都有过值得我们骄傲的成就。许多发达国家也根据自己的国情创造了先进的水资源开发利用和高效的防洪工程。中国水资源的有效开发和科学管理只能依靠中国人民的智慧和创新。

1.水资源对城市发展的强烈制约——以北京为例

(一)北京水资源发展历史

北京地处西山和杜军山交汇形成的山前高原，四大水系沉积形成的冲积平原上，西北高，东南低，出海口。古代北京河流泉水众多，湖泊湿地密集，地表水和地下水资源类型齐全，储量丰富，具备了建设人口集中城市的优越条件。北京有3000年的历史，从元朝定为元朝的首都到现在已经将近800年了。随着人口和经济总量的增长，每个阶段的首都都伴随着不同性质和产状的水资源的开发利用，以保证城市的需求。北京市水资源开发简史见表1。

表1北京城市和人口发展及水资源开发历史

继续的

从表1可以看出，随着城市规模的扩大和人口的增加，北京必须不断开发各种类型的水资源:从地表水到地下水直至开发超深层地下水，从城市附近的郊区到邻省供水，从而引蓄远处的河流，如吕梁山区永定河上游的桑干河；以及长江水的远距离调节。从2007年到2009年，北京人口急剧增加。除了超采深层地下水，几乎采用了开发再生水、增加人工降雨等所有方法。目前，北京市水资源开发已经达到极限，北京市人均水资源量不断下降。

(二)北京水资源现状及底线

根据2007年的报告，北京年用水量为34亿-36亿立方米，目前年供水量为26亿立方米，缺口为6543.8+0亿立方米。目前，北京的用水保障方式有五种:①超采地下水。2000年至2007年，全市累计超采地下水56亿立方米。导致该区域地下水位下降，如图1。②扩大循环水，发展再生水，提高利用率。③节约用水。(4)供水等外援，曾预测2010年长江水将调至北京，部分缓解北京缺水状况(北京电视台2007年2月15)。⑤从河北、山西调水保北京。2010，南水北调没能到北京，又要5年。因此，北京市的水资源现状极其不容乐观。据2006年统计，北京市年平均降雨量585毫米，相当于降水量98.28亿立方米，产生地表径流654.38+0.772亿立方米，地下蓄水25.59亿立方米。当地自产水资源总量37.39亿立方米。但近10年，北京年降雨量减少了10% ~ 20%，不太可能增加降雨。按2005年北京人口计算，人均水资源量为248立方米，是全国人均水资源量的1/8，是全球人均水资源量的1/20。在世界120个首都中排在100之后。按2009年人口计算，人均水资源不足200立方米。

图1北京郊区多年地下水位下降示意图。

(3)规划、现实、争议与出路

2011 1报纸报道2009年末北京市常住人口1972万人；根据“十一五”规划，2008年北京人口为1625万，超过300万左右。计划2020年北京市人口达到18万人，提前654.38+00年。“十一五”人口规划有所进取；事实是，在“十一五”期间，人口平均增长54.3万，比“十五”期间增加了20万。目前，我们必须面对突破2000万人口大关的考验。目前，北京正面临着人口爆炸和水资源枯竭的危机局面。北京水资源的底线在哪里？根据北京地质勘查局的研究结果，北京150米深度范围内的地下水总储量为600亿立方米。北京市2001至2008年年均供水缺口为654.38+0.27亿立方米，累计亏空654.38+0.02亿立方米。20世纪60年代，水井深度不到100米，但目前平原地区100米的深井已全部废弃，新钻水井深达150米。如果给2500万人供水，北京的地下水将在20年左右完全枯竭。这是北京水资源的底线。

考察近年来北京人口爆炸的原因，与一段时间以来出现的似是而非的认识有关。一些经济学家和媒体人对“城市人口承载力极限”的提法持否定态度。实践证明，城市发展和人口规模受到自然基础条件的严格制约，水资源是我国北方的第一制约因素。2011Mar 17北京市政协委员清华大学管理学院教授吴永平建议“向周边地区下放部分首都功能”，并指出这个问题应该由中央来解决。笔者赞同吴的建议。北京的城市功能定位和人口规模应严格按照科学发展观的理念进行规划。

但是，即使按照北京原来的规划严格减少人口，从建设“世界城市”的标准要求来看，仍然需要为北京开辟一个廉价的、流量大、供水稳定的新水源。本文建议从解决华北缺水问题出发，从全国各地寻找水源，提出从长江引水到北京的解决方案。

二，中国水资源现状及深度开发潜力

(一)中国水资源的总体状况

中国幅员辽阔，气候和地形复杂，受季风影响，全国降水分布极不均匀。地质构造背景上，由于二叠纪以来青藏高原的持续隆升，西南地区地势陡高，向东部低阔平原急剧下降，形成阶梯状陡坡地形，导致河流流速较快，携带大量泥沙，土层较薄，不利于储存地下水，缓冲河流流速，是水旱灾害频发的地质背景。根据水利部年报，2004年全国平均降水量为600.6毫米，相当于总降水量56876.4亿立方米。当年全国占用水资源总量为24654.38+02.96亿立方米，比近40年平均值28654.38+02.44亿立方米少12.9%，居世界第六位。中国人均水资源2300立方米，占世界人均水资源的1/4，世界排名21，被联合国列为世界13贫水国之一。中国耕地每亩占用水资源1770立方米，是世界平均水平的3/4。中国人口占世界总人口的22%，但可再生淡水却占世界的8%。从总体上看，我国水资源还不够丰富，人均和亩均用水量少，水资源地区间、年度间、年度间分布不均，这是自然条件上的不利因素。中国历史上水旱灾害频繁，加上近年来全球气候变暖，缺水地区面积增加。目前，中国655个城市中有近400个缺水，其中约200个严重缺水。

近年来，我国水资源短缺明显加剧，具体表现为:华北地区降雨量减少，2010 ~ 2011冬春连续干旱，山东、河南遭受60年一遇的严重干旱，并有所加剧；广大的西北地区仍然干旱缺水；2010春夏，云贵高原大旱，重庆连年干旱。近年来，受台风减弱影响，广东、广西、福建等地降雨不足，南方旱情引人关注。近年来，水旱灾害的频繁发生和扩大，既有自然不可抗拒的因素，也与国家水资源管理的一些缺位有关。

(B)中国的水资源潜力需要重新评估。

目前中国水资源是否还有开发潜力，众说纷纭。一种意见认为，中国的水资源没有开发潜力，解决水问题的唯一途径是节水和防止污染。大力提倡节约用水，如提高农业灌溉效率、调整水价、控制水污染等，都是必要而有效的治水措施。但从水资源深度开发方面，一些基层水利部门的经验值得重视和推广。如山东省水利厅根据该省多年的水利管理实践，总结出“洪水循环利用”的思想和一套解决蓄滞洪防旱的水利管理和工程措施，保证了该省社会发展和经济建设对水资源日益增长的需求。

从整体降水量来看，中国并不是一个绝对缺水的国家:全国年均降雨量600.6毫米，人均水资源量2300立方米。问题是大量的水资源流入大海或者被蒸发了。通过调查和一定的工程措施把无效的水资源找回来，即采取“开源节流”的原则管理水利，是克服我国水危机的有效可行的途径。山东省提出的防洪与资源利用相结合的对策，与2006年9月在北京召开的第五届世界水大会提出的“水资源与流域综合管理”和“可持续水管理”的当代水资源开发与保护理念相契合。

(3)对我国水资源深度开发的五点建议

(1)评估我国主要江河湖泊水资源开发利用率。表2部分数据引自水资源规划设计，编号1，2010，并做了补充。

表2中国主要江河流域和湖泊水资源开发利用率

从表2可以看出，除了海河和太湖开发利用率较高之外，我国还有相当数量的江河湖泊，尤其是南方的江河湖泊。为了解决南方频繁的干旱问题，我们应该充分规划，进行工程试验，并进一步开发利用。由于我国北方干旱严重，部分水域超采，如黄河断流、北京河北地下水超采等，应尽快研究解决对策。但鉴于我国国情，国际上对流域水资源开发利用不应超过40%的理解需要重新考虑。总之，迫切需要对全国主要江河湖泊的水资源和污染现状，以及深度开发的潜力进行调查和评估。

(2)利用“保盐蓄光”的工程措施储存江河入海的淡水。据水利部《中国水资源公报》显示，2004年长江流域总降水量为654.38+0854.68亿立方米，但区域可利用水资源量仅为8754.6亿立方米，全国分别为5687.64亿立方米和2465.438+02.96亿立方米。即约42.4% ~ 47.2%的降水流失，主要是蒸发或流入大海。2004年长江口入海水量为7974亿立方米，全国为12921亿立方米。通过一定的工程控制，可以将一部分淡水分流储存输送到北方干旱地区。经过多年的补水，北方的水资源将大大增加，旱情将得到缓解。这种治水思想在中国古代就有，被称为“节盐蓄光”。它是洪水资源利用和以丰补歉的有效形式。

(3)青藏高原融雪水的合理开发。青藏高原面积230万平方公里，平均海拔4500米，素有“世界屋脊”、“地球的世界屋脊”之称。二叠纪2.4亿年前开始隆升，形成面积59406平方公里、总体积5590立方公里的高原冰盖，平均径流量3590亿立方米，构成了世界上独一无二的由一国主权的“固体水库”，其融雪水是亚洲七大河流的源头。由于全球变暖，高原冰盖在20世纪60年代开始融化，长江源头每年后退50米。青藏高原是中国独有的瑰宝，世界冰层的世界屋脊是中国拥有主权的坚固水库。然而，多年来，我们对青藏高原融雪水的研究和开发还不够。冰川总数为46298条，只有几百条被观测到。冰川融化是一个非常复杂的现象。一方面冰雪在融化，有些地方还在继续增长，高原还在上升，所以有收支平衡。最近有报道说高原湖泊面积在扩大，水源来自冰雪融化；作为一种水资源，大量融雪水应被开发利用。没有研发，根本无法阻止冰雪融化，大部分融化的水会被蒸发流失。高原融雪开发利用的前提是深入调查研究。

(4)暴雨资源利用。我国是暴雨多发国家，暴雨的发生主要与强气流活动和一定的地形因素有关，具有一定的时空分布规律。例如，长江中下游的江西、湖南等省春夏雨季暴雨频繁，河北省太行山东麓邢台等地经常出现局地强降雨。暴雨具有破坏性，可能会造成灾害，但也是一种水资源。在暴雨多发区通过一定的工程措施，可以防止暴雨成灾，并加以储存，化害为利。中国基层水利部门积累了多年的经验，应该进一步学习和推广。在这方面，荷兰利用修建“水广场”的工程措施来储存强降雨，达到化害为利进行科学利用的目的，值得借鉴。

(5)界河水资源的开发利用。中国境内有多条大江大河过境，水资源属于两国。其中，发源于中国、流出国境的水资源更应受到特别关注和研究开发。例如，2004年流出中国或流入国际河流的水资源总量为7064亿立方米，其中从西南河流流出5855亿立方米。根据国际法，我们有权根据与邻国的某些协议使用和开发这些水资源。在国际关系中，应当重视河流水资源的所有权、国家主权和国家利益。

中国各地的地理气候条件复杂多变。通过全国水资源系统调查，可以找到更多可开采的水源。上述方面也应先进行专项水情调查，在一定工程试验的基础上提出论证和工程规划。

第三，解决北方水危机的方案:扩建京杭大运河，实现“南水北调”

(A)贯穿中国东部繁荣经济区南北的黄金水道。

与万里长城齐名的京杭大运河建于春秋时期。元代开至北京65438至0293，全长65438至0794公里。它是世界上最长的水利工程，也是人类历史上最早的水利工程。京杭大运河是我们的祖先留下的宝贵遗产。历经2000多年的风风雨雨，古运河对中国的社会和经济发展起到了重大而持久的推动作用。可以说是一条贯穿中国东部繁荣经济区的黄金水道，也充分展示了中华民族的高度创造智慧和中国历史上水利开发利用的先进水平。

在当今科技高度发达、国家正在全面建设小康社会的历史时期，京杭大运河能发挥什么作用，如何发挥其地缘优势，如何拓展和发展其航运、水利、调水等多种功能，是近年来许多专家和领导部门一直在思考的问题。比如南水北调东线调水工程，以及沿江各省的航运、开发、引水灌溉、运河古迹修复等。2006年全国“两会”期间，多位CPPCC委员提出了关于修复运河文物古迹、申报大运河世界文化遗产的建议，并进行了考察。2007年，山东省政府提出南水北调东线工程要兼顾河道开发，实现调水、航运综合功能目标的方针，在10年内投资扩建东平湖至济宁101.19 km高标准通航河道。全国人民的“运河热”还在继续。

今天，面对中国北方水资源的困境，京杭运河为我们提供了一条现成的输水通道。它的东南起点是水资源丰富的沿海地区，终点是中国北方最缺水的北京、天津、河北、山东、河南、山西。运河经过的省份沿海平原起伏不大，便于施工。在不扩大征地的情况下，可以利用原有河道扩大河道。因此，京杭运河得到了扩建和开发，使其成为将南方汛期洪水和部分入海淡水分流到北方干旱地区的最佳渠道。运河的扩建侧重于跨流域的自流输水。在大规模增加径流的基础上，运河可以保持充足的水量，进而发挥蓄洪抗旱等大面积的水资源配置和管理作用。

(二)京杭大运河扩建和开发利用目标及项目可行性依据。

(1)水源。扩大运河水量的基础是中国东南部长江、钱塘江流域1600 ~ 2000mm的年降雨量，以及长江巨大的径流造成的春季汛期洪水。2004年，通过长江流入东海的水量达到7974亿立方米，占全国流入量的61.71%。因此，长江流域是中国最大的水资源区。通过修建一定的工程导流和蓄洪，引入运河，将自流引入华北地区。如果将1/20 ~ 1/10，即约100亿~ 2000亿立方米的水引入运河，可增加运河径流量近2 ~ 4条黄河，并通过合理的工程措施增加运河水量。扩建的最基本工程是拓宽和加深运河河道，并开发一些引长江水的出口。

(2)实现自我流动。京杭大运河扬州至天津段为一期工程，全长约1150 km。两端地面都是低海拔。据中国科学院地理研究所(1985)测定，镇江扬州段长江底基岩面比黄海基准面低10 ~ 40米，沉积物底面比黄海基准面低3 ~ 10米。南京站长江年平均水位5.48 ~ 4.97米，汛期最高水位10.22米，枯水期最低水位1.54米。如果天津海河入海口设置在海拔0米。按此计算，当全渠河底挖至黄海基地以下-2m(扬州)至-15m(天津)时，平均水位落差为15 ~ 20m，水面比平季降为0.13以上，枯水期降为0.10，可实现长江通水。此外，运河还可以容纳和消化淮河、黄河汛期的洪水，储存到运河水系中。同时，运河扮演着平原水库的角色。

(3)运河扩建工程相关项目。开发建设以运河为中心的大运河水系，包括湖泊、支流、水库、湿地和沿河的运河、池塘，进行清淤、疏浚和深挖。此外，还将在运河与五大河流的交汇处修建堤坝、水闸和水库，调节运河的流向和流量，并进行运河的生态环境建设和运河古迹的修复，使古运河在21世纪焕发出新的生机和活力，绽放出华夏子孙的智慧。

四。结论

综上所述，北京的发展需要严格按照科学发展观和可持续发展的理念来规划。北京城市功能定位、经济总量和人口规模应按照本地和外来援助可持续稳定供水的标准进行控制。解决京津水资源困局，要从华北整体干旱问题入手，可以从全国水源地取水，但上策还是重力输水。中国整体水资源仍有潜力可挖，建议实行开源与节流相结合的水利方针。京杭大运河扩建工程将高效利用现有运河河、湖、渠、塘的占地，不扩大征地和移民。建成后收益高，零风险，子孙后代长期受益。充分利用现代科学技术，在21世纪建成一套适合中国国情、功能齐全、运行高效、技术世界领先的宏大工程。新建运河引水功能的长期运行和东部大水系水资源的科学配置与管理，将极大地改变我国北方水资源短缺的局面，有效保障我国国民经济的快速持续发展。

参考

[1]王守荣，朱传海，程磊等.全球水循环与水资源。北京:气象出版社，2003+0 ~ 192。

[2]中华人民共和国和水利部。中国水资源公报2004。北京:中国水利水电出版社，2005.7 ~ 16。

[3]周莹，编辑。2006中国水利发展报告。北京:中国水利水电出版社，2006.3 ~ 91。

[4]北京市水利局。北京的水旱灾害。北京:中国水利水电出版社，1999.3 ~ 197。

[5]中国科学院地理研究所、长江水利水电科学研究院、长江航道局规划设计研究院。长江中下游的特点及其演变。北京:科学出版社，1985.60 ~ 106。

[6]刘永义主编。防洪与洪水资源利用。北京:中国科学技术出版社，2005.45 ~ 68