1. 京津冀都市圈水問題分析
目前,用水面臨的問題,主要體現在水資源、水環境、水生態、水災害問題等幾個方面。
2.4.1 水資源問題
水資源問題主要是水資源總量較少,人均佔有量不斷減少,水資源的支撐力下降,並從一般性的資源性缺水轉向供水不足、水浪費和水污染相互作用形成的綜合型結構性缺水。
京津冀都市圈是嚴重資源性缺水地區,人均水資源佔有量只有317m3,只相當於全國平均水平的七分之一;畝均水資源佔有量306m3,只相當於全國平均水平的五分之一。為緩解水資源短缺,外援水和再生水的利用在不斷提高(表2.6)。
北京及周邊地區發生持續乾旱,1999~2008年10年平均降水量476mm,僅為多年平均降水量的81%。北京市主要地表水源密雲、官廳水庫平均來水分別為2.86億m3和0.88億m3,水庫蓄水量分別由2001年初的15.4億m3和4.2億m3下降到2008年末的11.3億m3和1.63億m3(圖2.7)。天津市年人均水資源量為160m3,加上入境和引灤入津外調水量,人均水資源佔有量為370m3,遠低於世界的人均佔有量1000m3的缺水警戒線,屬重度缺水地區,是全國平均年人均水資源量2338m3的十四分之一,也就是比全國平均水平的月平均水量都要低。水資源短缺已成為制約天津發展的瓶頸。河北省是嚴重的資源型缺水省份,多年平均水資源量為203億m3,人均水資源佔有量為311m3,是全國平均值的七分之一,不及國際上公認的人均1000m3缺水標準的三分之一,甚至比不上以乾旱缺水著稱的中東和北非地區。近幾年,由於經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,河北省用水量逐年增長,年用水量已經高達220億m3,但可利用量僅為170億m3,供需矛盾十分突出。據有關資料統計,河北省城市日缺水量達150萬~170萬m3,所有城市都存在不同程度的缺水。石家莊市平均每年水資源為22.4億m3,近幾年,全市平均每年實際用水量已達35億~40億m3,虧缺的部分主要靠超采地下水補齊。同時,由於水資源的重復利用水平較低、節水觀念淡薄、浪費嚴重,更加劇了人口過剩與資源短缺的矛盾。經濟圈內只要河流及地下水減少情況嚴重(來源:基於循環經濟的京津冀都市圈水資源問題研究)。
圖2.7 1999~2008年密雲、官廳水庫來水過程圖
2.4.2 水環境問題
京津冀都市圈水環境問題主要是水污染未得到有效的控制和治理。僅2004年城鎮生活和工業廢污水排放量就達30億m3,其中北京市12.8億m3,天津市5.6億m3,河北省8個市11.2億m3。而2004年10個城市集中污水處理能力只有453萬t/天,按每年運行330天計算,年處理污水量只有14.9億m3,低於城鎮廢污水排放量的一半,由於管理和資金上的問題,很多污水處理廠還不能正常運行。
河流污染情況依然嚴重。京津冀都市圈2004年進行水質評價的8200km的河長中,只有4000km的河長水質符合地面水環境質量標准I~III類,有約4200km受到不同程度的污染,受污染河長佔53%。其中天津薊運河、北運河,張家口洋河、石家莊洨河、保定府河污染嚴重。
在25座大型水庫中,多數水質良好,但北京官廳、承德廟宮兩庫水質劣於III類,其他水庫庫區水質符合III類標准。白洋淀區水質總體不良,有56%水面為IV類,22%為V類,22%劣於V類(表2.13)。
按《地面水環境質量標准》(GB3838-2002)和《地下水環境質量標准》(GB/T14848-93)進行地表水、地下水的評價表明,京津冀都市圈水質污染已相當嚴重。地表水中,灤河及冀東沿海污染河長占評價河長的40.5%,海河北系佔63.7%,海河南系佔77.5%。
由於都市圈各城市水源地主要為水庫的蓄水和地下水,對水庫和地下水水質進行評價結果顯示:在現狀評價的15個水庫中,大部分水庫水質為Ⅲ類,密雲、大黑汀和崗南水庫水質較好為Ⅱ類,官廳和洋河水庫最差,水質為Ⅳ類。主要超標項目有總磷、高錳酸鹽指數、大腸菌群和溶解氧。
通過對評價區67261km2面積內314個觀測井淺層地下水水質進行評價,沒有Ⅰ類和Ⅱ類水質,Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅴ類水地區面積分別為19372km2、19255km2和28634km2。主要超標項目有氨氮、總硬度和亞硝酸鹽氮。在評價區內,承德地下水水質較好。主要水庫和地下水水質評價結果見表2.13,表2.14。
表2.13 2004年京津冀都市圈主要水源地水庫水質狀況
註:根據2002年6月1日起實施的《地表水環境質量標准》(GB3838-83),依據地表水水域環境功能和保護目標,按功能高低依次劃分為五類:
Ⅰ類:主要適用於源頭水、國家自然保護區;
Ⅱ類:主要適用於集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產場、仔稚幼魚的索餌場等;
Ⅲ類:主要適用於集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄遊通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區;
Ⅳ類:主要適用於一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區;
Ⅴ類:主要適用於農業用水區及一般景觀要求水域。
表2.14 2004年京津冀都市圈平原區淺層地下水水質狀況
資料來源:中國水務局,水資源專題報告,2004年。
全市有一半以上的河道水質不達標,部分平原區淺層地下水受到污染。六環以內520km河道,部分河段污染嚴重。已治理的河道,由於新水補充少,水質不能保證。2008年,北京市污水年排放量13.20億m3,年處理污水總量10.43億m3,污水處理率78.9%左右,仍有大量未處理的廢污水排入河道和滲井滲坑。全市河流有48%的河段受到不同程度污染,河流水體有46%超過IV類水質標准,其中超過V類的達45%,城市下遊河道多為超V類水體污染嚴重。官廳水庫上游地區大量廢污水排入水庫造成水庫水質超過了地表水環境Ⅲ類標准,1997年後已經不能作為城市生活飲用水源,密雲水庫近年來也有富營養化趨勢。地下水超Ⅲ類標準的佔47.5%,主要為總硬度、渾濁度和NH3-N超標。
若不考慮原生天然水質,僅考慮次生污染造成的水質狀況,都市圈內監測井代表面積72551km2,其中未經污染(Ⅲ類水質)面積佔49%,輕度污染(Ⅳ類水質)佔24%,重度污染(Ⅴ類水質)佔27%,主要污染物有氨氮、亞硝酸鹽氮等。各市地下水受污染情況(表2.15)。
表2.15 地市平原(含盆地)地下水受污染情況單位:km2
資料來源:中國水務局水務報告,北京,2004年。
2.4.3 水生態問題
京津冀都市圈的水生態問題主要表現在河道斷流、濕地萎縮和地下水過量開采三個方面。主要原因是水資源減少,水環境破壞造成的。
2.4.3.1 河道斷流,入海水量銳減
在灤河、陡河、薊運河、潮白河、北運河、永定河、白溝河、南拒馬河、唐河、瀦龍河、滹沱河、滏陽河、子牙河等河流平原段中,已有約一半以上的河道乾涸,其中永定河三家店以下、薊運河九王莊以下、滹沱河黃壁庄水庫以下河段幾乎全年乾涸。2004年(枯水年),灤河、潮白河、大清河、子牙河入海水量只有10億m3,比50年代年年均量減少了95%以上。河流乾涸使水生動植物失去了生存的條件,失去了補給地下水、輸沙、排鹽等作用,喪失了河道航運、景觀等功能。因入海水量減少,各主要河口水生生物生存環境惡化,河口淤積加劇,每年清淤任務繁重。
2.4.3.2 濕地萎縮,作用衰退
白洋淀、青甸窪、黃庄窪、七裏海、大黃堡窪、團泊窪、北大港、大浪淀、南大港等9個平原重要湖泊濕地,面積由20世紀50年代的2570km2降至2000年的469km2,減少了82%。濕地萎縮大大降低了其作為「地球之腎」調節氣候、調蓄洪水、凈化水體、提供野生動植物棲息地和作為生物基因庫的功能。
2.4.3.3 地下水超采
平原以地下水為主要水源的唐山、石家莊、保定、廊坊等城市,被迫加大地下水開采,淺層地下水位每年以1~2m的速度下降。地下水開采量所佔比例不斷提高,從2000年的占總供水量的67%提高到2004年的78%,由於降水入滲等補給量減少,地下水位持續下降。地下水過量開采,部分地區含水層已經枯竭。長期以來,由於持續乾旱和水資源短缺,加之對水生態缺乏保護意識,部分地區水土資源開發過度,人與自然爭水問題突出,國民經濟用水擠占生態環境用水現象嚴重。北京市地下水年超采量5.8億m3左右。由於水資源的過度開發利用,擠占河湖及地下水系統生態用水,引發了河流斷流、湖泊萎縮、濕地退化、地下含水層疏干、土地沙化等一系列生態與環境問題。北京市地下水資源管理工作,經過十多年的努力取得了一定成績,特別是北京市區嚴重超量開採的局面得到了控制,但目前廣大郊區各縣對地下水資源開發利用尚缺乏宏觀控制的手段。
2.4.4 水災害問題
自然災害中,洪水、泥石流、乾旱、台風等與水有關的災害佔80%以上。水資源危機必然帶來生態系統惡化、生物多樣性遭到破壞等一系列問題,嚴重威脅人類的生存。
城市水災害的類型多種多樣,根據地理位置基本有五種類型:①傍山型:城市建於山口沖積扇或山麓,在降雨量較大時常因泥石流、滑坡等造成重大傷亡。②沿江型:城市靠近大江大河,城區附近一旦決堤,城市將遭受洪水圍困。③濱湖型:城市位於湖濱,當汛期湖泊水位高漲時,城市的低窪地區將遭受水災。④濱海型:城市位於海濱,由於地區沉降等因素,往往內澇災害嚴重。⑤窪地型:城市建於低窪地區或排水困難地區以及城市排水設施不足,使城市內澇損失嚴重,有些城市降雨量稍大就成災。
京津冀都市圈為主要的城市地帶,水災害的問題首先表現為城市路面硬化,街道雨水淤積,雨水滲透不及時帶來的水澇災害,從而影響城市正常的工作及生活。特別是北京近幾年曾連續乾旱導致沙塵暴侵襲北京城,造成了城市空氣質量惡化。北京市區面臨的水災害主要是暴雨帶來的城市交通的中斷,以及由此帶來的道路路基損壞,而北京周邊一些景區面臨泥石流的考驗,如密雲、懷柔、延慶、房山、門頭溝、平谷等地則是泥石流高發區。另外水資源缺乏,降水量少,城市熱島效應嚴重。天津城市水災害表現為濱海型,主要是內澇災害,而河北八市區主要是窪地型水災害(來源:基於循環經濟的京津冀都市圈水資源問題研究)。