谈泰安城市化发展对区域水资源的影响

张春霞，程 凯，许 超

（1.泰安水文水资源勘测局，山东 泰安 271000；2.泰安市大河水库管理处，山东 泰安 271000）

改革开放以来，我国的城市化进程不断加快，城市化地区人口密集、建筑林立、空气污染和水环境改变，这些都改变了原有的水循环，使城市供水不足、生产生活污水排放量增多等，导致地下水超采、水质恶化等一系列水资源问题。

1 泰安市城市化进程及水资源现状

泰安市是著名的历史文化旅游城市，1982年被国务院列为第一批对外开放旅游城市。据统计，泰安城区居住人口1995年为38.5万人，城区面积44.3 km2；2010年居住人口91.0万人，城区面积124 km2。年均增长分别为5.90%和7.12%，持续增长的城市人口和不断扩大的城区面积，给城市供水加重了负担。

泰安属温带半湿润大陆性季风气候区，多年平均降水量697 mm，降水时空分布不均，季节性强；全年降水主要集中在汛期，6—9月份降水量占年降水量的74.3%，而汛期降水又多集中在7、8两个月内，占汛期降水量的70.8%。降水量的年际变化幅度更大，年最大降水量与年最小降水量相差近4倍，如1964年降水量1 361 mm，而1989年降水量仅378 mm。全市多年平均水资源总量为19.22亿m3，其中地表水资源量为13.49亿m3，地下水资源量为11.71亿m3，人均占有水资源量为350 m3，相当于全国人均水平的1/7，低于全省平均水平；按照联合国人均水量少于500 m3属于极端缺水地区的标准，泰安市已属极端缺乏地区。

2 城市化对地表水资源的影响

2.1 城市化对地表径流的影响

随着城市化的发展，城区土地利用状况发生改变，如硬化地面、建造住宅与厂房、以及整治排水河道等，使得城区不透水面积增多，直接改变了流域的下垫面条件，使产、汇流特性发生改变，雨洪径流的形成受到影响。在城区降雨后，由于土壤入渗、填洼等滞蓄水量的不断减少，导致降水产生的地表径流量增大、对地下水的补给量减少。根据2002—2009年水文资料统计，泰安市区地表径流系数达0.72~0.84，与上世纪70年代的0.45相比，地表径流量明显增大。

2.2 城市化对地表水循环的影响

地表覆盖层的变化影响水分循环，进而导致水分在空间分布上发生变化。由于城市化的发展，大面积的天然植被和表层土壤被街道、工厂、住宅等建筑物代替，使不透水面积增加，降雨对地下水的补给量减少，进而影响地下水的循环及自我净化调节。城区下垫面的滞水性、渗透性、热力状况发生变化，降在不透水地面上的雨水产流快、汇流时间短、形成尖瘦洪峰，峰大流急，给城市防洪带来较大困难。

根据历年水文资料统计分析，泰安城区水循环要素在城市化前，蒸发量占40%，地表径流量占13%，地下水补给量占47%；城市化后，蒸发量占28%，地表径流量占48%，地下水补给量占24%。可见，城市化对水循环要素的影响十分明显。

城市化导致城区发生的大洪水危害性增加，造成的损失增大。比如2005年7月2日，泰城24 h降雨仅197.0 mm，城区内的梳洗河水位暴涨，洪水冲毁山东科技大学东侧100多米的浆砌石河堤，漫过市区路桥，附近宿舍、商店进水，造成损失和险情。

2.3 城市化对地表水质的影响

随着城市化地区的人口增加和工业经济发展，城市生活和工业生产污水的排放量增加，据统计泰安市污水排放总量以每年6.6%的速度增加，其中生活污水排放量增加更快。污水中的污染物，城市居民生活污水以BOD5、COD和NH3-N为主，而工业污水主要为COD、NH3-N，以及挥发酚、氰化物以及六价铬、汞、镉、铅、砷等重金属物质，由于城市污水排入河流，使市区地表水体水质受到污染。

根据1994—2009年资料分析，泰安市城区污水排放总量直线上升，到2009年达到15 200万t，是2004年的1.6倍。从污水来源看，1998年以前，工业污水在城区污水排放中占有较大比例，1997年 （最高）为57.6%，1999年以后，随着城市人口增加和生活水平提高，生活污水超过工业污水的排放量，成为城区污水的主体。1998、2009年泰安城区水质监测评价成果详见表1、表2（依据国家地表水环境质量标准GB（3838-2002）评价），由此可见，大量工业、城镇生活污水的排放对河流水域生态安全构成了严重威胁。

表1 1998年泰安城区水质评价表

表2 2009年泰安城区水质评价表

3 城市化对地下水资源的影响

由于城市化区域地表不透水面积增加，使城区降雨入渗补给地下水的资源量大为减少，造成地下水补给不足，加之城市化地区的工业和生活用水量增加，导致地下水埋深不断增加。据泰安城区4处地下水观测井1995—2009年地下水监测资料分析，地下水埋深变化趋势如图1示。

由图1知，在上世纪90年代，现在的部分城区还是农田，浅层地下水主要用于农业灌溉农村人畜饮用和少数私营企业用水，开采量小，地下水埋深不足3 m。1999年以后，由于城市化后的用水量不断增加，地下埋深不断增加，至2009年浅层地下水埋深达5.65 m。

深层地下水也是如此，在上世纪90年代，埋深在16 m左右；1999年以后，随着城区用水量增加，地下水开采量不断增大，地下水位持续下降，地下水埋深不断增大，1999—2009年间，深层地下水埋深在17～24 m之间，平均理深达22 m（如图2示）。

4 对策和建议

随着城市化的发展，城区规模扩张、人口膨胀与水资源供给严重不足的矛盾日益突出，必须采取有力的措施予以解决，以保障经济社会的可持续发展。为此，需要采取如下措施：

1）调整产业结构、转变生产方式，科学规划布局，以便于更有效利用和保护水资源。2）科学预测控制人口增长、引导产业发展，使之与水资源、水环境承载能力相协调。3）在城市化建设中统筹考虑经济建设、污水处理，推行中水回用，提高水资源的利用率，减少水污染。4）树立节约意识，严格管理措施，限制用水浪费。5）增加城区绿地面积，种草、种树，增加透水面积，增加对地下水资源的补给。6）科学配置、合理利用水资源，严控地下水超采，避免地下漏斗区扩大，实现采补平衡。

5 结语

水资源作为我国的基本资源，其分布的不均匀性与城市化发展需求的不一致性，是当今经济社会发展中的一个重要课题。城市化改变了下垫面条件，不利于雨洪水下渗、涵养水源；城市的经济高增长、人口的急剧膨胀，又会加剧水资源紧缺，并在生活生产过程中产生垃圾污水等废弃物，这也给当地水资源造成影响。因此，在推进城市化的同时，合理布局、调结构转方式，加大水资源保护的投入，按照自然规律合理开发利用雨洪资源，对促进水资源与经济社会协调发展、提升城市参与经济全球化竞争的实力、实施可持续发展战略关系重大，具有深远的历史意义。

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［2］ 王一秋，许有鹏，杜 锷.城市化对水资源的影响——以南京市为例[J].水利水电技术，2008 （1）.

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