快速城市化背景下的西安市城市水资源安全问题研究

潘 鑫

(西北大学 城 市与环境学院，陕西 西 安710127)

1 水资源安全

1.1 水资源安全形势

水资源是城市发展的基础性自然资源和战略性经济资源，是经济社会可持续发展的重要基础。任何国家的发展不仅消耗着大量的水资源，同时向水资源系统排放着废物与污染，使水资源生产力的不断的衰退甚至崩溃。据2006年3月22日在墨西哥城第四届世界水资源论坛上对外公布的《世界水资源开发报告》:全球用水量在20世纪增加了6倍，增长速度是人口增速的2倍，有11亿人缺水，26亿人无法保证用水卫生;大部分地区的水质正在下降，可见水资源安全问题已经日趋恶化。

我国是一个水资源匮乏且时空分布不均、水环境污染及洪涝灾害严重的国家之一，水资源问题已成为我国经济社会发展和生态环境建设的严重制约因素，水资源安全面临着极其严重的考验［1－2］，所以水资源安全问题已成为人们关注的核心。

1.2 水资源安全的含义

通过对相关文献的整理阅读，本文认为水资源安全的含义可以分为广义与狭义，广义的水资源安全是国家安全的范畴，指国家的发展不能因为水资源安全问题而受到威胁。狭义的水资源安全是指水循环系统的健康运行，以满足人们或社会发展对水资源的合理需求。本文研究内容界定为城市水资源安全问题，是研究城市的快速发展与水资源安全之间矛盾与契机。

2 城市化与水资源相互关系分析

城市化一般直接表现为区域和城市人口、经济、建设用地等的规模增大与结构变化两个方面，同时也伴随着社会经济发展质量和效率的变化。这些变化一方面会对水资源系统产生压力或胁迫作用，另一方面也会促进区域用水结构的优化、用水效率的提高和水资源管理水平的提升。虽然人们很早就认识到在不同的城市化阶段水资源开发利用阶段也不相同［3］，但对于城市化是否会引发水危机，目前认识还不完全统一［4］。

2.1 城市化威胁水资源环境安全

2.1.1 城市化影响水质

随着城市化的发展，人口和产业不断空间集聚，使城市成为整个生态系统的污染来源地。特别是废水排放总量不断的增加(见表1)，对地表和地下水环境造成极大的威胁。同时，城市化的快速发展使不透水地面面积迅速增长，雨水径流量也随之增加，雨水径流污染的威胁日益严重。特别是当点源污染被控制后，雨水径流的污染就更为突出。

表1 西安市城镇污水量排放情况表

2.1.2 城市化影响水循环

在城市化地区，由于不透水面积增加，截断了水分入渗及补给地下水的通道，使地表滞洪、蓄洪能力下降，进而导致雨洪径流增加，洪峰流量增大，以致洪峰时间减短，洪水总量增加，洪水过程线呈现峰高坡陡特征［5］，常造成洪涝灾害。根据研究，城市化地区洪峰流量为城市化前的3倍，涨峰历时缩短三分之一，暴雨径流量的洪峰流量为城市化前的2到4倍［6］，所有这些变化往往加剧了城市本身及其下游地区的洪水威胁。

2.1.3 城市化增加供水量与供水难度

在城市化过程中，人口非农化转变和经济结构的变化会对城市用水结构产生影响。而这种影响表现为城市所需的供水量需求不断增加。

西安市在快速城市化进程中，城市用水量随着人口的增加而显著提高。(见表2)

表2 西安市经济发展、用地规模变化与用水量情况表

而同时，城市的需水量与城市GDP的变化也存在一定的关系。张华丽根据环境库兹涅茨曲线模型，对西安城市的GDP与生产用水量进行拟合，探讨分析西安经济发展与生产用水量的关系(见图1)。由图可看出在不同时期，西安城市生产用水量随GDP的变化呈现增加—缓慢减少—增加的变化特征。

第二，在城市化初级和中级发展阶段，城市更多的是以挤占城市周边的农业用水和生态环境用水，或者到更远的地方去开辟水源来保障不断增加的城市生活和工业用水，从而导致城市供水水源越来越远，供水距离越来越长，供水保障程度越来越低，正常供水的成本越来越大等供水难度。

2.2 城市化优化用水机制

城市化对水资源开发利用的优化作用以及水资源开发利用对城市化的良性响应主要体现在城市化所带来的社会经济规模、结构、质量及功能提升进而促进供水、用水和管水效率的全方位提高。

图1 经济发展对城市用水的影响生产用水(108 m3)

2.3 水资源安全对城市化发展的影响

在城市化对水资源开发利用产生胁迫和优化作用的同时，水资源开发利用也会对城市化产生反馈。水资源开发利用所引起的社会经济可利用水资源总量和用水结构变化会对城市化产生重要影响。理论上讲，水资源开发利用对城市化既有支撑作用，又有约束作用［7］。

2.3.1 支撑机理

水资源开发利用对城市化的支撑作用以及城市化对水资源开发利用的良性响应主要体现在开发利用的水资源以其自然、经济和社会属性为城市化提供直接和间接服务，进而保障城市化健康发展。主要表现为:水作为生命之源支撑人类生活和农业发展进而为城市化提供基础支持;水作为工业血液支撑工业发展进而为城市化提供核心动力;水作为生态环境的关键因子支撑城市化健康持续发展。

2.3.1 约束机理

水资源开发利用对城市化的约束作用以及城市化对水资源开发利用的不良响应主要体现在水资源开发利用接近或超过水资源承载力之后，导致水资源约束力不断加大，进而产生一系列不良后果。主要表现为:水资源总量短缺和质量恶化限制城市化的速度与规模;水资源开发利用程度较高胁迫生态环境进而约束城市化进程;用水结构转换加剧工农业之间的矛盾进而阻碍城市化发展。

3 西安市水资源安全测度

3.1 水资源安全测度

3.1.1 水资源紧缺指数测度

1989年Falkenmark定义人均水资源量(指人均拥有的可更新淡水资源)为水资源压力指数(Water Scarcity Index，IWS)，以度量区域水资源稀缺程度。

西安市水资源总量为24.22亿 m3，2009用水人口为0.35亿［8］，计算得人均拥有量为 69.2m3，处于极度缺水的状态(见表1)。

表1 水资源紧缺指标

3.1.2 水资源承载力的测度

对于水资源承载力测度，引入流域水资源承载力的供需平衡指数IWSD，即:

IWSD=(WS－WD)/WS

式中WS为可利用水资源，WD为水资源需求总量。本文将水资源需求总量定义为人口需水(WP)、工业需水(WI)、农业需水(WA)、环境和其它需水(WM)等。那么:

WD=(WP)+(WI)+(WA)+(WM)

很显然，当流域可利用水量小于流域社会经济系统的需水量时，即WS＜WD，有IWSD＜0，这说明流域可供的水资源量不具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力。若相反则说明流域可供的水资源量具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力，流域水资源对应的人口及经济规模是可承载的，供需为良好状态［9］。

通过对西安2006－2009年IWSD的动态比较，可得西安的水资源承载力呈逐年下降的趋势(见表2)，2007－2009的IWSD数据显示，随着城市化进程的发展，流域的水资源已经不具备承载这样的经济人口规模。

表2 西安水资源承载力分析比较

3.2 结论

通过对西安水资源紧缺指数与水资源承载力两个方面的测度，结果显示西安的水资源处于极度紧缺的状态，而水资源的承载力逐年下降。可得出西安在快速城市化背景下存在一定的水资源安全问题。

4 优化水资源安全问题的对策

(1)有限开源。主要表现在:一方面可根据取水条件和成本少量地跨界调水供给城市;另一方面可通过虚拟水贸易方式，加大以耗水较少的非农化产品来换取水资源密集型的农产品和工业产品的力度。从而保障城市化进程中极度缺水的状态。

(2)推进适度城市化。主要是制定科学合理的人口政策、产业政策、消费政策与土地政策等，引导人口、经济、社会和空间城市化适度增长，从而提高水资源的承载力。

(3)水资源安全管理，主要是建立和完善水资源管理制度体系及水资源法规政策体系，实现地表水与地下水、常规水资源和非常规水资源的统一规划、统一配置和统一管理。在制度上保障城市水资源安全。

［1］畅明琦，刘俊萍.论中国水资源安全形势［J］.生产力研究，2006(8):5－7.

［2］刘昌明，陈志恺.中国水资源现状评价和供需发展趋势分析［M］.北京:中国水利水电出版社，2001:146－177.

［3］高云福.城市化发展与水系统的演变［J］.城市勘测.1998(3):5－8.

［4］鲍超，方创琳.西北干旱区水资源约束城市化进程的定量辨识［J］.中国沙漠，2007(4):704－710.

［5］冉茂玉.论城市化的水文效应［J］.四川师范大学学报，2000(4):436－439.

［6］杨士弘.城市生态环境学［J］.北京:科学出版社，2003:108.

［7］鲍超，方创琳.城市化与水资源开发利用的互动机理及调控模式［J］.城市发展研究，2010(12).

［8］西安统计年鉴2010.

［9］夏军.水资源安全的度量:水资源承载力的研究与挑战(一)［J］.海河水利，2002(2):5 －8.