城市群水資源利用可持續性概念和內涵分析

向 征，李 靜

(1.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081；2.中山大學廣東省華南地區水安全調控工程技術研究中心，廣東 廣州 510275；3.畢節市人民政府防汛抗旱指揮部辦公室，貴州 畢節 551700)

1 研究背景

中國人口眾多，并且正處于經濟高速發展的階段，水資源狀況不容樂觀。根據世界銀行發布的《2015年世界水資源發展報告》，中國人均水資源量低于2500m3，屬于水資源脆弱地區。

根據世界銀行發布的《2014世界發展指標》中的數據，中國人均水資源量為2093m3/人，遠低于世界平均水平6122m3/人。世界資源研究所根據全球氣候模型和社會經濟情景，對167個國家在2020、2030、2040年面臨的水資源壓力分別進行了評分和排序，并于2015年8月發布了《2040年國家水資源壓力排名》報告。報告指出，中國在2040年將會面臨較高的水資源壓力。

由此可見中國本就不樂觀的水資源現狀，在未來幾十年內將會愈演愈烈。特別是城市群，經濟發展較快，城市化率和人口密度較高，水資源利用可持續性面臨的危機將會更加突出。

我國目前已形成了以京津冀、長江三角洲和珠江三角洲三大城市群為代表的一批城市群。2014年發布的《國家新型城鎮化規劃(2014—2020年)》中指出：三大城市群要以建設世界級城市群為目標。同時，還要優化東部其他城市群，并且培育發展中西部地區城市群。截至2018年2月，國家共批復了京津冀、長江中游、成渝、哈長、長三角、中原、珠三角、關中平原這8個國家級城市群。按照國家十三五規劃，在全國范圍內將建設19個城市群。

由此看來，我國的城市群將進一步發展，這勢必會給水資源利用的可持續性帶來更大的壓力。因此，加強對城市群水資源可持續利用相關問題的研究，對社會經濟和自然環境的可持續發展具有十分重要的意義。

2 城市群發展對水資源利用的影響

2.1 對水資源量的影響

城市群發展對水資源利用最直接的影響就是在水資源量上的影響。隨著城市群的不斷擴張和發展，對水資源量的需求也不斷增大。吳澤寧等預測2020水平年中原城市群總可供水量148.42億m3，需水量156.43億m3，整體缺水率為5.1%。熊鷹等預測到2030年長株潭城市群水資源供需缺口將達到為12.9×108m3。李興拼等分析到2030年珠江流域城市化率將達到67.25%，需水總量將達到161億m3，較現狀凈增76.7億m3。由此可見，水資源的需求量會隨著城市群的不斷發展而越來越大。與此同時，由于我國水資源時空分布不均，水資源稟賦與經濟發展不匹配，水資源也會成為城市經濟發展的制約因素。

2.2 對水環境的影響

由于城市群集聚了大規模的人口和經濟活動，會排放大量的廢污水，同時城市群高密度不透水地表空間較大，對水環境可持續性會形成很大的壓力。匡文慧等對京津唐城市群高密度不透水地表空間分布對海河流域地表水環境產生的影響進行了分析，研究發現不透水地表的增長加劇了流域河流水質的污染程度。郭琳從地表水污染源入手對湘江長株潭段水污染控制及水資源保護方法進行了研究，認為長株潭城市群經濟持續高速發展的同時，環境保護未能與經濟協調發展，致使湘江長株潭段水環境污染越來越嚴重。成穎認為城市化發展產生的氣態污染物會隨降水落入地表徑流，生活污水也會排入地表徑流，破壞水體的生態系統和功能，還可能直接影響城市的可持續發展。王程琳以遼河水源保護區為例，分析了城市發展與水資源環境之間的關系，研究結果表明遼河水源保護區水資源環境限制和制約城市發展問題日益顯著，經濟發展受到威脅且呈增大趨勢。

2.3 對水生態的影響

水生態方面的影響主要包括水資源量和水環境兩個因素。首先，城市化帶來人口的急劇增加和經濟、城市規模不斷增大，使得城市群對水資源量的取用越來越大，水資源呈現總量上的缺乏，最終導致天然水生態系統的生存空間遭到擠壓。其次，水環境污染也會給水生態造成巨大危害。廢污水中所含的有毒有害物質會造成水生生物生存環境的惡化，導致水生生物的死亡。此外，排入水中的N、P等物質會造成水體富營養化，最終也會造成涉水生物死亡甚至滅絕。程超等運用生態足跡模型、基尼系數等對滇中城市群水資源生態承載力進行了分析，結果表明2006—2014年滇中城市群水資源生態承載力區域內部差異和年際變化均較大，總體呈下降趨勢。黃河東以中國18個城市群為研究對象，計算了城市化與生態環境的協調發展度，結果顯示18個城市群中協調發展度達到良好或中級的僅2個；勉強協調、瀕臨失調的12個；輕度失調的4個。

綜上得出，隨著城市群不斷發展，會從水資源量、水環境和水生態3個方面對水資源利用造成影響，這種影響又會反過來制約城市群的進一步發展。

3 城市群水資源利用可持續性的概念

1987年世界環境與發展委員會(WCED)發表了報告《我們共同的未來》，報告正式使用了可持續發展(Sustainable development)的概念：既能滿足當代人的需要、又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展。

可持續發展概念歷經近30年的研究和發展，已經深入到每一個行業。呂雁琴等認為水資源可持續發展是以保持經濟社會可持續發展為前提條件，滿足不超過水資源再生能力的水資源開發利用模式。楊永輝等認為水資源可持續發展是以保護生態環境為前提的，達到水資源高效合理配置，最大化水資源的開發利用效率，在滿足當代人用水需求的同時不對下一代人的用水需求形成危害的水資源開發利用方式。馮耀龍等認為水資源可持續發展是以維持水資源持續性和生態系統完整性為前提，并以從現在到未來區域社會、經濟、環境協調發展為手段，達到區域水資源的合理開發利用與管理的發展模式。劉恒等認為水資源可持續利用就是在維持水的持續性和生態系統的整體性前提下，支撐人口、資源、環境與經濟協調發展，同時滿足代內和代際人用水需要的全部過程。

城市群是城市化發展的高級階段，是在一定范圍內由不同性質、類型和等級規模的相當數量的城市共同構成的一個相對完整的城市集合體。城市群由于人口密集、經濟集中，人類活動的強度十分劇烈，對水資源系統的自然屬性干擾也比其他地區更加強烈，社會屬性的影響作用更大。因此城市群水資源利用的可持續性是復雜的系統問題。

綜上，可將城市群水資源利用可持續性定義為：在城市群范圍內，從水資源量、水環境和水生態三個方面，既滿足目前城市群內部不同層次和規模的各城市社會經濟、生態環境、人群健康的不同需要，使得城市群內部各城市的社會經濟能夠在不同的功能定位下與自然環境協調發展，而又不破壞和威脅未來城市群自然環境和經濟社會發展需要的水資源開發利用模式。

4 城市群水資源利用可持續性的內涵

(1)兩種屬性

城市群水資源系統同時具有社會屬性和自然屬性，因此城市群的水資源利用可持續性也自然而然同時具有這兩種屬性。從自然屬性上看，水資源系統是從屬于自然環境的，因此它首先應負擔起在自然環境可持續發展中的角色，即保證自然環境中水循環的穩定進行，維持水生生態系統的健康，為河道外生物提供必須的水資源等。從社會屬性上看，水資源系統要保證人類社會經濟可持續發展所需的符合一定水質標準的水量。

(2)三個方面的內容

城市群水資源利用可持續性是在城市群范圍內，從水資源量、水環境和水生態三個方面，滿足城市群目前和未來社會經濟和自然環境協調發展的需要。因此，城市群水資源利用可持續性也應該具有水資源量可持續性、水環境可持續性和水生態可持續性三個方面的內涵。

水資源量可持續性是建立在水資源供需關系基礎上的可持續性。城市群的發展需要大量的水資源，因此水資源系統在水量上的供給能力應始終略大于用水需求。這就要求人類社會還應該不斷的發展新的節水技術，降低對水資源的需求和浪費，保證水資源量的可持續利用。水環境可持續性則更為重要，水環境的惡化會嚴重威脅生物和人群健康，也會影響到生產活動。因此人類不能毫無限制的取用水資源，降低水環境的自然降解稀釋能力；更不能肆無忌憚的排放污水，增加水環境的納污負擔。否則，不僅會影響當前社會經濟和自然環境的協調發展，還會對未來的發展造成破壞。水生態可持續性是建立在水資源量和水環境可持續性之上的，是保證水生態系統健康的重要內容。人類活動過多的擠占水資源量，加劇水環境的污染負荷，將會改變水資源系統的自然循環，破壞水生生物的生存環境，并最終導致水生生態系統的瓦解。如圖1所示。

圖1 城市群水資源利用可持續性內涵框架圖

5 城市群水資源可持續利用的途徑

城市群水資源利用可持續性的內涵決定了水資源可持續利用的途徑主要包括水資源量、水環境和水生態這三方面的內容。由于水生態的可持續發展主要受水資源量和水環境兩方面的共同作用，因此實施水資源可持續利用主要從水資源量和水環境兩方面入手。在水資源量的可持續利用方面，主要在于開源節流兩方面。節流主要在于提高用水效率，并通過水資源優化配置的方法，協調各產業部門的用水需求，在保證經濟發展的情況下，盡量降低水資源的取用量。開源主要是指開展包括污水回用、雨水資源化、海水淡化等非傳統水資源的開發利用，增加取水水源，緩解水資源量可持續利用面臨的壓力；減少污水的排放，減輕受納水體的水環境可持續面臨的壓力。水環境的可持續利用方面，提高廢污水處理率，加大對水環境治理；通過開發非傳統水資源，將廢污水經過處理后回用，減輕水環境壓力。此外，水資源可持續發展還需要強有力的政策措施才能順利實施，因此實行最嚴格水資源管理制度，也是實現水資源可持續利用的重要保證。

5.1 水資源優化配置

水資源優化配置是通過改善用水結構和用水量的方式，對某一區域水資源進行更加科學合理的再分配，這種分配能使這一區域在社會經濟和生態環境的可持續發展上取得最佳效益。加強水資源合理配置技術研究，對多種可利用水源在區域間和各用水部門間進行合理調配是夯實水資源安全保障的一種科技支撐。水資源優化配置就是在特定流域或區域內，對水資源進行科學合理的分配，實現水資源可持續利用。水資源優化配置是以水資源的可持續利用和經濟社會可持續發展為目標的，通過合理抑制用水需求、有效增加供水、積極保護生態環境等為手段和措施的水資源利用方式。

城市群人口和經濟聚集程度較高，對水資源的需求更大。此外，城市群內部各城市由于經濟發展的定位不同，對水資源的需求也不盡相同。水資源優化配置既可以協調社會經濟和生態環境之間的用水矛盾，又可以協調各產業部門之間的用水需求，使得在有限的水資源量和水環境容量的前提下，達到經濟效益和生態效益的最大化，實現可持續發展的目的。

5.2 非傳統水資源利用

通常來說，解決城市缺水的主要途徑包括新水源開發、城市節水和非常規水資源利用。新水源開發主要包括地下水開采和長距離調水兩種方式。在缺水地區，地下水水位往往較低，過度開采將導致地面沉降等嚴重地質問題。長距離調水也受到周邊水源分布和投資成本的制約。城市節水是通過調整產業結構、推廣節水器具和應用節水灌溉技術等方式實現有限水資源的高效利用。城市節水與城市發展模式的轉變具有密切的關系，所以節水目標的實現將會是一個長期的過程。非常規水資源利用包括海水資源利用、雨水資源利用和污水回用，作為新概念的城市水資源，具有水量水質穩定、處理成本低、實施周期短等優點。

雨污水經過處理達標后重新進入城市供水系統，能大幅緩解城市用水壓力，減少污水的排放量，有效改善城市水環境，修復城市水循環。這是解決缺水城市水資源短缺問題的重要途徑。隨著城市群經濟快速發展，用水量增加、污水排放量增加、城市防澇等問題將會日益突出，因此實施城市群雨污資源化利用，不僅可以緩解水資源供需矛盾，對減少污水排放量，改善水環境具有重要意義。

5.3 最嚴格水資源管理制度

2012年1月，國務院發布了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，確立了水資源開發利用控制紅線、用水效率控制紅線和水功能區限制納污紅線。明確提出“以水資源配置、節約和保護為重點，強化用水需求和用水過程管理，通過健全制度、落實責任、提高能力、強化監管，嚴格控制用水總量，全面提高用水效率，嚴格控制入河湖排污總量，加快節水型社會建設，促進水資源可持續利用和經濟發展方式轉變。”可見，國家擬通過水資源配置等手段進行需求管理，通過控制用水總量進行用水效率管理，通過控制排污總量進行水環境管理，以保障水資源的可持續利用和經濟的發展。

最嚴格的水資源管理制度的頒布實施是解決我國水資源短缺問題的重要保證，是適應和引領經濟發展新常態的迫切需要，是加快推進生態文明建設的重要舉措，是實施水資源可持續利用必不可少的政策途徑。

6 結語

水資源是城市群發展的支撐因素，是城市群可持續發展的前提。在國家大力推進城市群發展的背景下，在我國水資源形勢較為嚴峻的形勢下，開展對城市群水資源利用可持續性相關問題的研究，對城市群可持續發展戰略的制定意義重大。城市群的水資源可持續利用是一個集自然屬性和社會屬性，水資源量、水環境和水生態三方面于一體的復雜問題，在今后的研究中，對水資源可持續利用的定量分析、調控措施、及其風險識別與評估、影響因素的不確定性研究等，仍需進一步探討。