時(shí)間：2011-03-31 來源：科技日報(bào) 作者：吳季松

當(dāng)前北京和上海都以建成世界城市和國際大都市為發(fā)展的重要目標(biāo)。由于我國綜合國力迅速增強(qiáng)，國際地位不斷提高，這一目標(biāo)符合實(shí)際和世界發(fā)展趨勢，因此也是對科學(xué)發(fā)展觀的落實(shí)。但其關(guān)鍵在于世界城市的形成及其規(guī)模以及如何由科學(xué)發(fā)展觀指引。

一、世界城市的水資源與人口

科學(xué)發(fā)展觀要求“協(xié)調(diào)”，在世界城市的建設(shè)上就是“人與自然和諧”，“發(fā)展與自然和諧”；科學(xué)發(fā)展觀要求“可持續(xù)發(fā)展”，就是社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要在所處自然生態(tài)系統(tǒng)的承載力之內(nèi)，否則就無法持續(xù)。自然生態(tài)的承載力有多個(gè)要素：土地、能源、水資源和環(huán)境容量等，其中最重要的制約就是水資源。

對于城市來說，土地資源盡管受地形制約不是無限的，但可以利用山地，改造河網(wǎng)不斷擴(kuò)大；這個(gè)過程中要考慮不能過度占用耕地、林地。能源是可調(diào)配資源，可以用運(yùn)煤、輸油管、輸氣管和電網(wǎng)來解決；但也要考慮國際和國家的能源承載能力和低碳發(fā)展。環(huán)境容量也是有限的，雖可以通過節(jié)能減排和污水處理等措施在相當(dāng)大的程度上解決，但也不是無限的。

最重要的制約因素是水資源，“水是生命之源，有了水才有人，有了人才能發(fā)展”。有多少水，就容納多少人，城市才能發(fā)展多大。不管是歷史上世界城市的形成，還是今天的現(xiàn)實(shí)狀況，都明確無誤地說明了這個(gè)真理。

水屬于“準(zhǔn)可調(diào)配的資源”。但迄今為止，還沒有一個(gè)城市完全依靠“調(diào)水”來形成和發(fā)展。因?yàn)�，從生態(tài)學(xué)和知識經(jīng)濟(jì)學(xué)來看，水的合理配置是在本流域內(nèi)進(jìn)行的，跨流域調(diào)水有諸多問題。

紐約、倫敦等世界大城市都依河而建，且多在水量充沛的入海口，紐約在東河和哈得孫河的河口；東京在隅田川和荒川的河口；塞納河穿巴黎而過；泰晤士河穿倫敦而過。而北京的水源、西部的永定河已經(jīng)斷流，東部的潮白河則水量日減，所在的海河流域?qū)賴?yán)重缺水地區(qū)。北京人均水資源量僅為202m3/人，僅為世界平均水平的3%，是維系可持續(xù)發(fā)展的最低標(biāo)準(zhǔn)300m3/人的2/3，缺口靠犧牲生態(tài)水來補(bǔ)足。

二、北京今天的供用水局面來之不易

大家都知道北京缺水，但又都知道北京現(xiàn)在還有水可用，危機(jī)感因人而異。這正是北京供用水的最大問題。實(shí)際上北京今天有水可用的局面是來之不易的。世界大城市由于地域狹小，人口眾多，生活、生產(chǎn)用水多，在歷史上曾幾次出現(xiàn)缺水局面。上個(gè)世紀(jì)50年代，巴黎由于人口急劇增加，遇到天旱曾出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水情況；1964年東京奧運(yùn)會前，人口增加，又遇天旱，保證供水成為準(zhǔn)備奧運(yùn)會的第一任務(wù)，為此甚至采取了市內(nèi)洗浴業(yè)一律停業(yè)，讓人們到市郊去洗浴的辦法。

（一）以新治水思想制定的首都水資源規(guī)劃

北京解放以來也數(shù)度出現(xiàn)水危機(jī)，但由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)能力和認(rèn)識水平所限，都沒能比較徹底地解決問題。1998年我國大洪水過后，水利部水資源司和北京市水利局反思，考慮到北京缺水怎么辦。在知識經(jīng)濟(jì)的新思想的指導(dǎo)下，經(jīng)過詳細(xì)的實(shí)地調(diào)查和反復(fù)討論研究提出并制定了《21世紀(jì)初期（2001—2005）首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》。與以前水利規(guī)劃的主要區(qū)別在于以下幾個(gè)轉(zhuǎn)變：

第一，從以水利工程為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粤饔虻乃�資源優(yōu)化配置為主；

第二，從僅考慮北京小系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榘�括上游的全流域大系統(tǒng)；

第三，全面考慮水資源供需平衡，從以開源為主，轉(zhuǎn)變成節(jié)流為主；

第四，從單純的修壩建庫、修渠引水的土木工程手段，轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ�、�?jīng)濟(jì)、管理和生態(tài)的綜合手段。

水利系統(tǒng)工程采用工程、經(jīng)濟(jì)、行政和生態(tài)等綜合手段，不僅是土石方工程。提出一節(jié)（水）、二保（護(hù)水資源）、三管（統(tǒng)一管理）、四調(diào)（調(diào)整產(chǎn)業(yè)與種植結(jié)構(gòu)）、五水價(jià)（調(diào)水價(jià)）、六回用（再生水）、七治污、八有限調(diào)水綜合措施。在工程手段中應(yīng)包括：節(jié)水、治污、環(huán)境治理、資源保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、產(chǎn)業(yè)和種植結(jié)構(gòu)改變等綜合手段，而不僅是建壩、修渠的土礦工程。

（二）新思想與新規(guī)劃取得的成績

該規(guī)劃投入220億，保住了首都脆弱的水資源供需平衡,取得了顯著成績。自2001年起至2004年底，在經(jīng)濟(jì)與人口增長的情況下供水止增回落共節(jié)水11.7億m3，至2009年達(dá)32.1億m3（見北京年鑒）。2003年筆者提出并主持實(shí)施每年晉冀集中向北京輸水工程，通過減少蒸發(fā)、滲漏和截流多項(xiàng)工程，至今向北京輸入5億m3水。

三、北京目前水資源供需平衡存在的問題

北京水資源的供需平衡目前有兩大問題：一是在北京人口不斷增加的情況下如何保證供水；二是如何維系北京的生態(tài)系統(tǒng)。

（一）如何滿足不斷增加的人口供水

自明初在北京建都，北京成為世界大城市以來，雖經(jīng)幾度缺水、不斷尋找新水源，但北京一直屬于中度缺水（水資源＞1000m3/人）。這種情況一直延續(xù)到1950年。那時(shí)北京地域的人口約為220萬人，而年均水資源總量約為24.2 億m3。此后到今天，北京市的用水人口增加到2000萬，以2009年北京水資源量21.8億m3計(jì)，每人僅合109 m3。雖然水資源總量僅減少10%（在正常統(tǒng)計(jì)波動(dòng)范圍內(nèi)），但人均水資源量僅為半個(gè)世紀(jì)前的1/10。其中道理很簡單，一個(gè)大蘋果可以滿足1個(gè)小孩的需求，而10個(gè)小孩來分，就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠吃了。

實(shí)際上2009年北京有12億m3外來水源（包括再生水），即便再生水利用率再提高，南水北調(diào)10億m3到京，在未來20年內(nèi)北京的最大供水量也不會超過50億m3。如果北京人口按照依前10年12.5%的速度增長，到2020年將超過2250萬，人均水資源僅為222 m3/人，僅及筆者在聯(lián)合國主持制定的維系可持續(xù)發(fā)展最低水量的2/3，低于以色列等最干旱國家的水平。

（二）如何維系北京的生態(tài)系統(tǒng)

有人說，按照2009年的數(shù)據(jù)，北京的人均水資源量僅為不到180 m3，不是也有水喝嗎？必須認(rèn)識到：這是在地下水過度超采，水生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重欠賬的情況下勉強(qiáng)維持的。

2009年北京采地下水19.7億m3，超采30.5%，一年就欠賬4.6億m3。近10年平均每年超采值達(dá)9億m3，相當(dāng)一部分喝的是“子孫水”。從1950年到2000年，由于地下水超采，北京地下水位已經(jīng)下降了23.5米之多。也就是說京郊農(nóng)民打井取水已經(jīng)從4—5米變成要打30米的深井，不少地方的機(jī)井要打到60米深才出水。在半個(gè)世紀(jì)之前，京郊農(nóng)民靠人工打井，根本不可能在這片土地上生活，這還不嚴(yán)重嗎？

如果說數(shù)字還不夠形象的話，那么事實(shí)更是明證。筆者在北京生活了65年，在上個(gè)世紀(jì)20年代，香山附近全是濕地，是北京烤鴨的貨源。在上個(gè)世紀(jì)50年代，初北京的高層建筑工地，挖3—4米就要出水，抽水是施工的重要工序，而今天打30米深的地基都抽不出水來。在上個(gè)世紀(jì)60年代初，北京近郊的農(nóng)村幾乎村村前面有水塘，今天幾乎消失殆盡；當(dāng)年的南沙河水流充沛，筆者要游泳才能到對岸，現(xiàn)在已經(jīng)干涸。現(xiàn)在北京附近除了人工河湖以外，是“有河多干，有塘皆涸”。

目前北京五環(huán)內(nèi)，每一棵樹都需要人工澆灌，否則就會枯死。而地下水越抽水位越低，樹的根系就更觸不到水；而更多地澆水，使地下水位更多地降低，形成了人為的惡性循環(huán)。其結(jié)果就是地下水抽不上來，根系更觸不到水，樹逐漸枯死，北京的生態(tài)系統(tǒng)遭到毀滅性的破壞。如果北京不采取更科學(xué)、更嚴(yán)格的水資源平衡政策，在20年內(nèi)北京的地下水位就將再降20米以上，上述可怕的結(jié)果就會出現(xiàn)。

（三）調(diào)水能解決問題嗎？

迄今為止，沒有一個(gè)世界大城市的水源問題靠跨流域調(diào)水來解決，中國早就有“遠(yuǎn)水不解近渴”的古訓(xùn)。雖然莫斯科從上個(gè)世紀(jì)30年代就大興調(diào)水工程長距離調(diào)水（幾百公里），但至今沒有很好地解決問題，莫斯科仍然缺水。

現(xiàn)議調(diào)水有如下“途徑”：

有人提北水南調(diào)，從貝加爾湖調(diào)水。筆者考察過全程，從氣候、地質(zhì)環(huán)境和工程條件來看，在本世紀(jì)是不可能的。

有人提海水淡化，從渤海調(diào)水。這種做法要從經(jīng)濟(jì)成本來分析，在受控?zé)岷司圩兡苌逃弥�前，也就是本世紀(jì)上半葉是不可能大規(guī)模進(jìn)行的。即便目前做，也要從生態(tài)成本分析，即如不與公海水交換保持平衡，污染已經(jīng)十分嚴(yán)重的渤海將變成死海。

南水北調(diào)。這是筆者主持制定的《首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》的一部分，是沒有辦法的辦法，而且只能有限調(diào)水10億立方米；而在北京節(jié)水能力形成后，將停止調(diào)水。停止掉水的原因在于，調(diào)出地區(qū)丹江口現(xiàn)已處于中度缺水；其次，由于引水、滲漏和污染等一系列問題，上千公里的長距離調(diào)水是否能持續(xù)，在世界上還沒有先例；再次，丹江口與北京有水源同枯同豐的問題；最后，日益提高的經(jīng)濟(jì)成本是否合算，能否承受也是個(gè)大問題。

關(guān)于再向丹江口地區(qū)引長江水的想法問題更大。長江排污現(xiàn)在已達(dá)污水與徑流量比1/40的自凈能力臨界，是不是又要在長江沿岸大量投入建污水處理廠、提高處理等級呢？由此產(chǎn)生的問題又由誰來解決。

至于炸開喜馬拉雅山放印度洋水汽的想法，就更離奇了。筆者搞過10年受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)，核彈主要靠核污染和熱輻射傷人，其爆破和沖擊波威力有限，更無法炸山。

四、如何科學(xué)地解決世界城市的水資源問題

既然水資源是制約世界城市發(fā)展的短板，科學(xué)地加強(qiáng)這個(gè)短板就是世界城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。國際的世界城市有許多經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。缺水的柏林提高再生水處理等級，飲用水有1/3是再生水，這增加了可用水資源的總量，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)學(xué)的原理。東京水災(zāi)較多，但沒有高筑堤壩，而是在郊區(qū)留下開闊的蓄滯洪區(qū)，無水時(shí)是高爾夫球場和公園，防止水災(zāi)的同時(shí)還節(jié)省了高爾夫球場的土地。在巴黎有一塊低洼地，也沒有高筑堤壩、畫地為牢，而是以準(zhǔn)確的氣象預(yù)報(bào)讓居民在洪水來前撤離。倫敦泰晤士河在上世紀(jì)50年代污染成災(zāi)，整整治了30年才基本還清，所以現(xiàn)在倫敦制定了嚴(yán)格的節(jié)水（少排污）和污水處理政策。

北京應(yīng)該制定什么樣的水資源政策呢？

實(shí)際上解決城市水問題只有三條途徑：一是提高水的利用效率；二是把人調(diào)出來；三是把水調(diào)進(jìn)去。迄今為止世界城市的科學(xué)解決辦法是，以第一為主，第二、第三為輔。

（一）建立“用水人口”的新概念

一個(gè)世界城市的人口是多還是少，應(yīng)用人與自然和諧的“用水人口”新概念來衡量。1個(gè)常住人口在北京停留365天，即1個(gè)用水人口。兩個(gè)常住人口各住半年，是1個(gè)用水人口。流動(dòng)人口365個(gè)人每人住1天，也是1個(gè)用水人口。

世界城市大多有這個(gè)概念，由于用水后還要排污，所以對污水處理能力也要有預(yù)測。以北京為例，2009年戶籍人口為1246萬，常住人口為1755萬，而2008年瞬間人口曾達(dá)1.47億人次。以流動(dòng)人口平均每人在京住6天計(jì)，北京人口的用水人口已近2000萬。而北京目前所有開源節(jié)流的措施都到位還要5—10年時(shí)間，屆時(shí)如果進(jìn)一步破壞生態(tài)系統(tǒng)，最多也只能支撐2200—2400萬用水人口。

（二）繼續(xù)提高用水效率

用水效率的基本衡量標(biāo)準(zhǔn)是單位GDP的用水量。北京2009年的萬美元GDP用水量是203m3；盡管連年下降，卻仍高于極端缺水的以色列（149m3）。倫敦、東京、巴黎和紐約因不包括郊區(qū)無農(nóng)業(yè)，而且是發(fā)達(dá)國家不具可比性；而極度缺水的以色列（農(nóng)業(yè)用水占50%，北京僅占34%）是可比的。如果北京的用水效率趕上以色列，即使保持同樣生產(chǎn)規(guī)模，每年節(jié)水可達(dá)9.4億m3。

（三）提高再生水利用率與南水北調(diào)

目前北京再生水利用逐年遞增，如果增加到8.1億m3/年，又可增加水源1.6億m3；南水北調(diào)進(jìn)京10億m3。

僅以上三項(xiàng)，北京每年便可少用水9.4億m3，多增水源11.6億m3。屆時(shí)北京水資源總量可達(dá)45.5億m3。

但這筆平衡帳是在北京人口不再增加的前提下算的。如以人口2300萬為上限，北京勉強(qiáng)達(dá)到維系可持續(xù)發(fā)展，人均水資源量300 m3標(biāo)準(zhǔn)的2/3，即閾值下極端。

同時(shí)，北京必須有足夠的水資源量保證北京人均GDP翻番，趕上世界大都市的水平。否則由于水的限制，北京GDP不可能再增加。

更為重要的是，北京應(yīng)大大增加生態(tài)水用量。目前北京環(huán)境用水僅為3.6億m3，也就是說在北京1.68萬km2的地域上僅能鋪上21毫米的一層水。這不僅無法回補(bǔ)地下水，而且難以維系有植被的生態(tài)系統(tǒng)。如果生態(tài)水可以增加2—3倍，不僅能維系北京歷史上的喬灌草生態(tài)系統(tǒng)，而且可以逐年回補(bǔ)地下水。

只有這樣，北京才能逐漸修復(fù)已遭重創(chuàng)的水生態(tài)系統(tǒng)，成為合格的世界城市，才能在水生態(tài)承載力提高的基礎(chǔ)上持續(xù)發(fā)展。

吳季松 系瑞典皇家工程科學(xué)院外籍院士，中國技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究會副理事長，北京循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)會會長，北京航空航天大學(xué)中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心主任