京津冀都市圈水问题分析

目前用水面临的问题主要体现在水资源、水环境、水生态和水害方面。

2.4.1水资源问题

水资源问题主要是水资源总量偏少,人均占有量减少,水资源支撑力下降,已由一般资源性缺水转变为水资源短缺、水资源浪费和水污染相互作用形成的综合性结构性缺水。

京津冀都市圈是严重缺水地区,人均水资源量仅为317m3,仅为全国平均水平的七分之一。平均每亩水资源量为306立方米,仅为全国平均水平的五分之一。为缓解水资源短缺,援外水和再生水的利用不断提高(表2.6)。

北京及其周边地区持续干旱。1999年至2008年,10年平均降水量为476mm,仅为多年平均降水量的81%。北京市主要地表水源密云、官厅水库平均来水量分别为2.86亿m3和0.88亿m3,水库库容由2006年6月54日年初的654.38+0.54亿m3和4.2亿m3下降到2008年底的654.38+0.63亿m3(图2.7)。天津市年人均水资源量为160m3,加上引滦入津,人均水资源量为370m3,远低于世界缺水警戒线1000m3。属于严重缺水地区,是全国年人均水资源量2338m3的四分之一,低于全国月平均水平。水资源短缺已成为制约天津发展的瓶颈。河北省是一个严重的资源型缺水省份,多年平均水资源量为203亿m3,人均水资源量为311 m3,是全国平均水平的七分之一,不到国际公认的人均1万m3缺水标准的三分之一,甚至不及以干旱缺水著称的中东北非地区。近年来,由于经济快速发展和人民生活水平不断提高,河北省用水量逐年增加,年用水量已达220亿m3,但可利用量仅为6543.8+07亿m3,供需矛盾十分突出。据统计,河北省各城市日缺水量为654.38+0.5万~ 654.38+0.7万m3,各城市均不同程度缺水。石家庄市多年平均水资源量为22.4亿m3。近年来,石家庄年均实际用水量达到35亿至40亿m3,亏空主要靠超采地下水弥补。同时,由于水资源再利用水平低,节水观念淡薄,浪费严重,加剧了人口过剩与资源短缺的矛盾。只要经济圈内的河流和地下水严重减少(资料来源:基于循环经济的京津冀都市圈水资源研究)。

图2.7密云、官厅水库1999至2008年来水过程图。

2.4.2水环境问题

京津冀都市圈的水环境问题是水污染没有得到有效控制和治理。仅2004年,城市生活和工业废水排放量就达到30亿m3,其中北京1.2亿m3,天津5.6亿m3,河北省八个城市1.1.2亿m3。2004年,10个城市污水集中处理能力仅为453万t/日,年污水处理能力仅为6543.8+0.49亿m3,不到城市污水排放量的一半。由于管理和财政问题,许多污水处理厂无法正常运行。

河流污染仍然严重。2004年京津冀都市圈评价的8200公里河长中,仅有4000公里河长符合地表水环境质量ⅰ-ⅲ类标准,约4200公里受到不同程度污染,占污染河长的53%。其中,天津蓟运河及北运河、张家口洋河、石家庄渭河、保定府河污染严重。

25座大型水库大部分水质良好,但北京官厅、承德庙宫水库水质差于ⅲ类,其他水库水质符合ⅲ类标准。白洋淀区水质总体较差,56%的水面为ⅳ类,22%为ⅴ类,22%为劣ⅴ类(表2.13)。

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《地下水环境质量标准》(GB/T14848-93),对地表水和地下水的评价表明,京津冀都市圈水污染相当严重。在地表水方面,滦河和冀东沿海地区的污染河流长度占评价河流长度的40.5%,海河水系北部占63.7%,海河水系南部占77.5%。

由于首都圈城市的水源主要是水库蓄水和地下水,水库和地下水水质评价结果显示,目前评价的15座水库中,大部分水库水质为ⅲ类,密云、大黑汀、岗南水库水质为ⅱ类,官厅、洋河水库水质最差,为ⅳ类。超标的主要项目是总磷、高锰酸盐指数、大肠菌群和溶解氧。

通过对评价区67261km2区域内314个观测井的浅层地下水水质评价,不存在ⅰ类、ⅱ类水质,ⅲ类、ⅳ类、ⅴ类水面积分别为19372km2、19255km2、28634km2。超标的主要项目是氨氮、总硬度和亚硝酸盐氮。在评价区内,承德市地下水质量良好。主要水库和地下水水质评价结果见表2.13和表2.14。

表2.13 2004年京津冀都市圈主要水源水库水质

注:根据2002年6月6日实施的《地表水环境质量标准》( GB3838-83 ),根据地表水区域的环境功能和保护目标,按功能分为五类:

ⅰ类:主要适用于水源水和国家级自然保护区;

ⅱ类:主要适用于集中式饮用水地表水源一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚鱼索饵场等。

ⅲ类:主要适用于集中式饮用水地表水源、鱼虾越冬场、洄游通道、水产养殖区和其他渔业水域、游泳区的二级保护区;

ⅳ类:主要适用于人体不直接接触的一般工业用水区和娱乐用水区;

ⅴ类:主要适用于农业用水区和有一般景观要求的水域。

表2.14 2004年京津冀都市圈平原区浅层地下水水质

资料来源:中国水务局,水资源特别报告,2004年。

全市半数以上河流水质不达标,部分平原地区浅层地下水受到污染。六环以内520公里,部分河段污染严重。由于缺乏淡水供应,处理后的河流水质无法得到保证。2008年,北京市全年污水排放量为654.38+0.32亿m3,污水处理总量为654.38+0.43亿m3,污水处理率约为78.9%。仍有大量未经处理的废污水排入河流和渗坑。全市48%的河流受到不同程度的污染,46%的河流水体超过ⅳ类水质标准,其中45%超过ⅴ类,全市下游大部分河流严重污染超ⅴ类水体。官厅水库上游大量废水排入水库,导致水库水质超过地表水环境ⅲ类标准。1997后不能再作为城市生活饮用水源,密云水库近年来有富营养化趋势。47.5%的地下水超过ⅲ类标准,主要表现为总硬度、浊度和NH3-N超标。

如果不考虑一次自然水质,只考虑二次污染造成的水质。首都圈监测井代表面积为72551km2,其中49%未受污染(ⅲ类水质),24%轻度污染(ⅳ类水质),27%重度污染(ⅴ类水质)。主要污染物是氨氮和亚硝酸盐氮。各城市地下水污染情况(表2.15)。

表2.15市县平原(含盆地)地下水污染单位:km2

资料来源:中国水务局水报告,北京,2004年。

2.4.3水生态问题

京津冀都市圈的水生态问题主要表现在河流断流、湿地萎缩和地下水超采三个方面。主要原因是水资源的减少和水环境的破坏。

2.4.3.1河流断流,入海水量锐减。

滦河、陡河、蓟运河、潮白河、北运河、永定河、白沟河、南拒马河、唐河、朱龙河、滹沱河、滏阳河、子牙河等平原河段,包括永定河以下、蓟运河九王庄以下、绥雅河在内,半数以上的河流已经干涸。2004年(枯水年),滦河、潮白河、大清河、子牙河来水量仅为6543.8+0亿m3,比20世纪50年代的年均减少95%以上。河流的干涸使水生动植物失去了生存条件,失去了补给地下水、输沙排盐的功能,失去了河道通航和景观的功能。由于入海水量减少,各大河口水生生物生存环境恶化,河口淤积加剧,每年清淤任务繁重。

2.4.3.2的湿地正在缩小,其功能正在下降。

白洋淀、青甸洼、黄庄洼、七里海、大黄堡洼、团泊洼、北大港、大浪淀、南大港等9个平原重要湖泊湿地,面积由20世纪50年代的2570km2减少到2000年的469km2,减少了82%。湿地的萎缩大大降低了其作为“地球之肾”调节气候、储存洪水、净化水体、提供野生动物栖息地和作为生物基因库的功能。

2.4.3.3地下水的过度开采

以平原地下水为主的唐山、石家庄、保定、廊坊等城市被迫加大地下水开采量,浅层地下水位每年以1 ~ 2m的速度下降。地下水开采的比例正在增加,从2000年占总供水量的67%增加到2004年的78%。由于降水入渗等补给减少,地下水位持续下降。过度开采地下水已经耗尽了一些地区的含水层。长期以来,由于水资源持续干旱短缺,加上水生态保护意识不强,部分地区水土资源过度开发,人与自然水竞争问题凸显,国民经济用水挤占生态环境用水现象严重。北京每年超采地下水约5.8亿m3。由于水资源的过度开发利用,河流、湖泊和地下水系统的生态水被挤出,造成了河流断流、湖泊萎缩、湿地退化、地下水含水层排水、土地荒漠化等一系列生态环境问题。北京市地下水资源管理经过十几年的努力,取得了一定的成绩,特别是北京市区严重超采现象得到了控制,但目前郊县地下水资源开发利用仍缺乏宏观调控手段。

2.4.4水灾

在自然灾害中,洪水、泥石流、干旱、台风等与水有关的灾害占80%以上。水资源危机必然带来生态系统恶化、生物多样性破坏等一系列问题,严重威胁着人类的生存。

城市水害类型多样,按地理位置基本有五种:①山侧型:城市建在山口的冲积扇上或山脚下,雨量大时往往因泥石流、滑坡造成重大人员伤亡。②滨河型:城市靠近大河,一旦城区附近堤防决口,城市将被洪水围困。③湖滨型:城市位于湖边。当汛期湖水水位上涨时,城市的低洼地区就会遭受洪水。(4)沿海型:城市位于海滨。由于区域性沉降等因素,涝灾往往很严重。⑤洼地型:城市建在低洼地区或排水困难的地区,城市排水设施不足,造成城市内涝损失严重,部分城市在降雨量略高时成为灾害。

京津冀都市圈是主城区,水害问题首先表现为城市路面硬化、街道雨水淤积、雨水下渗不及时造成内涝,影响城市正常工作和生活。特别是近年来,北京持续干旱导致沙尘暴侵袭北京,造成城市空气质量恶化。北京的水害主要是暴雨导致城市交通中断,道路路基受损,而北京周边的一些景区正面临泥石流的考验,如密云、怀柔、延庆、房山、门头沟、平谷等都是泥石流高发区。此外,水资源缺乏,降水少,城市热岛效应严重。天津市城市水害以沿海为主,以涝灾为主,河北八城区以洼地型水害为主(资料来源:基于循环经济的京津冀都市圈水资源研究)。