水管理决策对城市生存的影响(下):从古代特诺奇提特兰城到现代墨西哥城

［加拿大］ F.S.索萨－罗德里格斯

2.219世纪的水管理

17世纪初期，水利工程设施严重不足。由于水源为距墨西哥城非常遥远的泉水，不断增加的人口给本已不足的供水带来巨大压力。居民供水量有限，分配不公，具有明显歧视现象。城市富人阶层可通过连通到户的内部管网获取供水，而弱势群体则被排除在供水之列以外。

输水渠经常因结构性损坏需要持续地维修、维护，这样，就导致供水长期不畅。此外，渠道的开放式设计使供水极易受到污染。没有进行定期排放，导致城市污水成了主要传染源，进一步恶化了业已存在的困境。城市环境自身变成了卫生风险，同时，殖民当局的水管理决策主要集中在针对供水及污水直排的临时性措施的实施上。

19世纪末，当时的执政者迪亚斯设立了改善供水、确保水质的目标，力图将墨西哥城打造成一座现代化都市。在市政当局的大力推动下，一大批供水及排污基础设施项目纷纷开工建设，其中包括可抽干流域内湖泊和河流的基础设施，以及配水与排污网络基础设施。

继1878年又一场特大洪水将城市摧毁之后，墨西哥城开始了被称为“大渠”的排水系统建设。“大渠”项目为一长50km的明渠，将污水导入图拉河与帕努科河后排放入海，排放流量为27 m3/s，项目于1900年竣工。该排水系统被认为是墨西哥19世纪最重要的基础设施，市政当局认为，这一排水系统可防御破坏性洪水。与预期相反，墨西哥城之后又相继遭遇了几次洪水袭击，尽管频度和强度都有所减弱。不幸的是，抽干墨西哥流域内湖泊和河流的决策加速了城市的沉降。目前，墨西哥城已沦为洼地，低于特斯科科湖当前水位，更易遭受特大洪水袭击。

水生疾病导致高死亡率以及缺少内部排水系统所带来的问题，并未因为“大渠”的建设而得到解决。基于这一原因，1898年，内部排水系统开工建设。与破坏性洪水以及水生疾病爆发相关的风险由此得以降低。不过，将城市污水直接排入周边河流和泉水这一决策，招致了严重污染以及与此相关的风险。例如，尽管这些河水和泉水已经受到粪便细菌和无机物的严重污染，但是，在梅斯基塔尔河谷和图拉河谷，它们依然被用来灌溉谷物和蔬菜。污染水的使用，增大了农民以及农产品消费者的卫生风险。随着空气、土壤、淡水以及地下水遭受污染，环境问题日趋严重。

为了增加可供水量，市政当局开始在更为遥远的地方寻找水源。同时，开凿了若干眼地下水井，开采地下水补充可供水量。1847年，第一眼地下水井开凿，到19世纪末，地下水井数量已经增加到1000眼以上，自从发现可以利用自流水压力开采地下水之后，墨西哥城掀起了开凿地下水井的热潮。利用地下水作为水源这一决策，使得城市对外部水源的依赖程度降低，同样，与从遥远的泉水水源输水、配水相关的成本也得到了降低。然而，密集的地下水开采利用增大了与地面沉降相关的风险。

自从西班牙殖民统治开始，就一直为水管理和土地利用管理问题争论不休。迪亚斯执政时期，这些矛盾进一步加深。这一时期，形成了这样一种模式，即利用水利工程基础设施缓解以前的以及新的水问题。通过建设综合性基础设施项目，大量的水从遥远的水源输送到墨西哥城，同时，大量多余的水又被排出。这一模式带来了城市供水可持续性问题，增大了墨西哥城对遥远自然资源的依赖程度。另外，地下水成了墨西哥城最重要的水源，占总耗水量的40%以上，使城市地面沉降加速。为了保证可持续的水管理，市政当局不再将这些工程性方案作为主要方法加以沿用。

2.320世纪的水管理

随着水管理决策和措施直接成果与间接成果的显现，市民所面临的某些风险的强度和频度降低。遗憾的是，控制和改变墨西哥流域环境的这种尝试历时300多年。尽管付出了巨大努力，兴建了水利工程基础设施，但也产生了新的风险并且加大了某些已经存在的风险。下面通过事例分析了水管理决策和措施对墨西哥城面临的与水有关的风险的影响。

20世纪30年代初期，城市供水基础设施已不能满足日益增长的人口对水的需求。因此，加强了地下水的开发利用。同时，开始从更为遥远的流域向墨西哥城输水。1950～1951年，城市地面下沉速度因此而达到35～46 cm/a。这一局面迫使当局于1954年暂时关闭了若干地下水井。这一措施，使得城市地面下沉速度降低了大约6 cm/a，但是，市区依然在不断开凿新的地下水井，墨西哥城中心累计下沉了将近10 m。

尽管市政当局为削减地下水开采作出了巨大努力，但是，如果密集的含水层开采依然是一项水管理措施(尽管事实证明这一措施加速了城市下沉)，那么，任何措施都无法预防地面下沉。

城市化进程的加速以及城市的无序扩展，导致了人口在保护区的非法定居和合法定居，对许多地下水补给区产生了影响。尽管墨西哥城制定了城市土地利用规划，但是，几十年来，土地被不断重新分类，一些保护区纳入了市区范围，加大了供水需求和卫生设施需求。

墨西哥城的第二大水源是莱尔马流域和库察马拉流域。莱尔马流域的供水能力为5 m3/s，库察马拉流域为10 m3/s。这些水源是从若干备选方案中选择出来的，包括帕帕洛阿潘流域、特帕尔卡特佩克泉、梅斯基塔尔河、奥连特尔河、特科卢特拉河，以及阿尔托巴尔萨斯河。尽管市政当局认为从这些流域调水是最佳选择，但是，这一决策依然存在不足之处。例如，库察马拉流域距离墨西哥城大约126km，所处位置比墨西哥城低1200 m以上。

库察马拉系统运行年能源消耗量为17.87亿kW·h，估算每年成本为6254万美元。墨西哥城从这些流域大量调水，削弱了这些流域的可供水能力，严重破坏了这些地区的水文情势，结果导致土壤肥力受损，农业生产力降低，人民整体生活水准下降。

由于被调水社区拒绝出售水权，库察马拉系统，也称为特马斯卡提佩项目第四期建设暂时停止。

抽干周边湖泊与河流的决策加大了城市下沉的速度，导致“大渠”的前20km塌坡，需建7座泵站将城市污水排放入海，同时，排污泵站的使用增加了电力成本。塌坡、人口快速增长导致的污水量增加，使得“大渠”这一基础设施曾经几度为污水所充斥，墨西哥城面临污水泛滥的风险。为了防止出现这一灾难性后果，1937～1942年，兴建了一条与“大渠”平行的隧道，称为特基斯基阿克Ⅱ隧道。然而，1951年，墨西哥城还是被污水淹没了将近3个月，这就迫使市政当局另寻良策，以防止此类事件再度发生。

基于这一目标，1967年，市政当局命令建设深排水系统，即流域第四大人工排水系统，其设计目的是避免地面下沉的影响以及排放雨水。隧道埋深超过200 m，几十年来，这一隧道一直利用重力排放城市雨水。目前，深排水系统的排放能力为220 m3/s，但是，与预期相反，地面下沉还是损坏了这一基础设施，该系统的运行需要11座泵站。这一排水系统一直用来排放污水，尽管这并不是该系统的建设目的。目前，东部排水系统正在建设之中，这一系统将成为墨西哥流域的第五大人工排水系统。该工程将解决深排水系统雨季排放能力不足的问题。

自“大渠”建成之后，城市污水的处置一直是先排入周边的河流，然后再排放入海。这些被未经处理污水污染的河水，用来灌溉梅斯基塔尔河谷以及图拉河谷的蔬菜和农作物，包括苜蓿、高梁、大豆、小麦、玉米和西红柿。污水灌溉使这些地区的农作物产量增加接近4倍。

尽管结果正如人们所预料，污水灌溉危害了人类健康和环境卫生，但是，由于高浓度粪大肠菌是一种高效肥料，因此，农民拒绝停止农作物污水灌溉。

国家标准NOM－001－ECOL－1996对未经处理污水的再使用作出了规定:用于灌溉蔬菜和生食谷类作物的污水，其污染物月最大限值，BOD5不得超过150 mg，寄生虫卵数量不得超过一个/L。尽管如此，梅斯基塔尔河谷灌溉谷物的污水还是超过了这些限值，例如在获得的一份污水水样中，BOD5值为427 mg，寄生虫卵数量为27个/L。市政当局水管理决策和措施的本意是降低公众面临的与水有关的风险的程度，但是，这些决策和措施显然已经根本改变了流域环境。市政当局制定这些决策初衷是解决供水问题，供水被视为与防御特大洪水同等重要。在这些决策中，有一部分确实降低了某些与水有关的风险，但有些部分却导致了新的风险或者加大了业已存在的风险。目前，与水质低下、水源污染、水纠纷以及配水不公有关的风险，正在着手解决。虽然如此，这些问题依然没有得到真正的重视，原因是这些问题的政治关注程度以及利益都比不上对水的大量需求，尽管这些水并不安全。

3 结论

政府当局和社会各阶层如何认知水对健康、幸福乃至于生存的影响，各利益集团的观点，以及技术知识的局限性都会对水管理决策和措施产生影响。例如，如果认为水是一种威胁，那么，政府通常会利用大坝、水塘、井、大型人工运河、排水渠、集水设备以及泵站等对水加以控制。相反，如果认为水是城市社会经济发展所需的基本资源，那么，当局就会向公众提供这种资源，哪怕需要从越来越遥远的水源进行调水。当今时代，需要新的、更为可持续的水管理理论，因为历史已经昭示，仅仅依靠技术方案不能解决水问题。有效解决水问题，必须将技术方案和非工程策略结合起来。如果水政策没有合理的土地利用以及有效的城市规划作为支撑，那么无论什么策略，都不能成功保证未来的安全供水和污水处置。

鉴于当前与水有关的局面的复杂性，除了考虑流域内部的相互作用以及流域之间的相互作用，当局还不得不考虑他们制定的决策以及所采取的行动对城市水管理可持续性的长期影响。尽管历史已经证明，水管理决策既会产生积极的效果，也会导致负面的后果，不过，期望这些决策及其后续行动所产生的积极效果远大于他们所产生的风险，完全合情合理。泵站抽水、未经处理污水抽排入海导致电力需求增加、对远距离水源依赖程度加大、水源污染、水质及可供水量下降、污水泛滥，以及各种与水有关风险向行政区划边界以外的周边地区转移等原因，导致墨西哥城水管理的可持续性受到质疑。

如果城市继续保持如今的规模增长趋势、人口增长趋势及经济增长趋势，那么，目前的基础设施将不能满足人们对水及污水处理的需求。未来所采取的决策和行动对周边流域将产生重大影响，周边流域正在寻找新的水源向不断发展的首都供水，但是，这些流域以及流域内城市的活力也将因此受到损害。

水管理的成功取决于对水政策、城市规划以及土地利用的认知及其整合，而这些策略常常彼此并不协调。改进城市规划程序，反思20个世纪一直沿用的城市化模式，已经是势在必行;鉴于过去的错误，水管理决策需要在更大程度上接受监督。决策者必须反思过去，以进行更准确的评估，确保水安全和未来的可持续性。

墨西哥城市供水与雨污水处理状况可归纳为以下几个方面:

(1)墨西哥含水层开采过度加速了城市地面沉降，同时也导致了差异性地面沉降所带来的新的风险，比如，建筑物被破坏、供排水及污水管道破裂、泵站系统故障导致污水泛滥等。另外，地下水过度开采导致底土含水量降低，含水层的粘土层开裂，污水渗漏使含水层受到直接污染。1992年，利用经处理的污水和雨水，实施了城市含水层人工补给，以减少地面沉降，但是，一直没有规范这种措施的标准，直到2007年，才出台了两部环境规范，《规范－014－国家水委员会－2007》和《规范－015－国家水委员会－2007》(NOM－014－CONAGUA－2007 and NOM－015－CONAGUA－2007)，规定了补给含水层的经处理的污水和雨水所要达到的要求。

(2)随着莱尔马系统和库察马拉系统的建设，市政当局减少了地下水开采，含水层过度开采得到控制，然而，对远距离水源的依赖程度增大，水纠纷也随之增加。这些水纠纷大多是因为，被调水地区的社区在资源被占用后，没有得到经济补偿。此外，墨西哥城面临的若干与水有关的风险，由于调水而转嫁给了其他更远的流域和社区。

(3)尽管墨西哥城依然受到洪涝的影响，但是，随着深排水系统的建设，洪水的破坏性较以前大为降低。市政当局有办法降低洪水的危害程度。虽然如此，城市的污水排放和雨水排放还是继续共用一个管道系统，雨水再生利用和再次使用的程度也依然有限(限于那些水质要求不高的活动)。使用同一管道系统排放污水和雨水，使得需要3次处理的污水量增大，导致处理成本增加。此外，污水是一种潜在的补充性资源，由于没有利用这一资源，城市正在承担很高的机会成本。目前，只有7%的城市污水经过处理，经处理污水大部分用于绿化灌溉、湖泊及人工河流回灌、工业冷却以及含水层补给。如果可获得的替代水源得以利用，那么，含水层的过度开采以及调水距离不断增加的情况或会得到改善。据该国水委员会与环境与自然资源部(2006年)估算，未被利用而经山地直接流入排水系统的雨水量大约为19 m3/s。

(4)根据墨西哥城市供水系统的报告，城市居民供水水质监测测试水样中，2%的水样不符合剩余氯含量标准，12% 的水样细菌污染明显。受劣质水影响最严重的区域集中在城市的南部和东南部。水质监测必须改进，主要原因是采样没有代表性:超过80%的测试水样采集自受劣质水影响不严重的地区，这样，只有20%或者不足20%的水样是从受劣质水影响的地区采集的。此外，从1997年开始，用于评估水质的水样数量，从每年的160000个减少到每年不足30000个，同时，采集的平行水样数量也一直在减少。市民供水水质的改善可能是一种错觉——一种“统计假象”，该现象在尤卡坦州案例研究中得到证实，因为采样结果既没有可比性，也缺乏可靠性。结果，居民因水质低下而遭受的卫生风险增加，因为市政当局并不清楚劣质水的区域。

(5)大部分城市污水在排放入海之前都没有经过处理，这样，在排放入海的过程中，污染了途经的河流和湖泊。由于梅斯基塔尔河谷以及图拉河谷利用这些污水灌溉农作物，增加了沿途的卫生风险，给农民、农作物消费者的健康以及周边环境带来了负面影响。梅斯基塔尔河谷利用墨西哥城连续输送的污水灌溉农作物，增加了当地含水层的地下水补给，并在周边形成了若干眼泉水。当地的含水层以及泉水成了梅斯基塔尔河谷的重要水源。然而，尽管利用、消耗这些水可能给当地人口带来健康威胁，但是，这些水源的水质究竟如何，目前尚不清楚。