厦门市多元化水资源供给体系战略保障研究

王吉苹+薛雄志

摘要：根据厦门市水资源面临的问题和约束力的存在，确定了测量水资源约束力指标的方法，提出了建设异地大型储备水库、多水源供水互补格局、北水南调、中水回用、海水淡化、雨水资源再生利用、水务一体化管理、构建供水安全保障体系等途径保障厦门的远景规划供水安全。

关键词：水资源；供水；城镇化；水资源约束力；保障

中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）20-5015-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.022

Strategic Security Research on Diversification of Water Supply System in Xiamen

WANG Ji-ping1，2，XUE Xiong-zhi1

（1. College of the Environment and Ecology， Xiamen University， Xiamen 361005， Fujian， China；

2. College of Environmental Science and Technology， Xiamen University of Technology， Xiamen 361024， Fujian， China）

Abstract： The problems of water resources in Xiamen were pointed out， the existence of water resources constraint force was identified， and the measuring method was proposed. Finally， countermeasures and suggestions were put forward， such as constructing long-distance large reserves of reservoir， formatting more water complementary pattern of water supply，diverting water from the north to the south， using resurgent water， desalting seawater， recycling rainwater resources， integrated management of water affairs， building water supply security system， etc. The aim was to ensure the safety of the water supply in Xiamen in the long term planning.

Key words： water resources； water supply； urbanization； water resources constraint force； security

厦门市是闽南“金三角”的核心区，拥有发达的工业，是整个福建省经济的龙头，其人均国内生产总值和对外进出口额都位居福建前列。据《2011福建统计年鉴》[1]统计，厦门市2011年户籍人口185.26万人，常住人口361万人。以常住人口记，城镇化水平高达88.5%。实现国内生产总值2 535.80亿元。人均生产总值70 244元，三次产业结构为1.18∶47.26∶51.56。据《2011福建省水资源公报》[2]，2011年厦门全市水资源总量9.64亿m3，人均拥有水资源量为267.04 m3，水资源实际利用量为7.08亿m3，水资源利用率73.4%，按国际通用标准，厦门市属于绝对贫水区（人均水资源量<500 m3）。而对于厦门岛而言，户籍城镇人口88.41万人，人口城镇化水平为100%，地表水资源量0.48亿m3，人均水资源量54.52 m3，远远低于绝对贫水区的界限。

因此，长期以来，厦门极度依赖客水，即厦门80%的城市供水来自九龙江流域的北溪引水工程，取水渠道单一。2009年1月，九龙江北溪甲藻水华事件发生后，厦门市及时召集相关部门召开应急工作会议，启动应急方案，研究开发“第二水源”工程建设工作，实施“以蓄补引”策略，建设以库群联网的供水体系。因此，厦门未来饮用水源将主要来自水库，九龙江的水源主要用于工业用水。

然而，就目前的供水规划，也只能满足2020年的厦门市供水需求，面对长远发展战略，特别是在厦门市自身水资源紧缺的情形下，如何提供可持续的水源，保障城镇化的和谐快速发展，是当前厦门市供水工作的重中之重。

因此，本研究指出了厦门市水资源面临的问题，识别了厦门市水资源约束力，提出了针对厦门市供水安全的保障对策和建议。

1 厦门市水资源面临的主要问题

1.1 水量及水质应急能力需进一步加强

虽然，长泰枋洋水库建成后与坂头水库进行联通，但厦门其他水源水库还仅依赖于本市可用水资源量，厦门市的可利用水资源量远远不能都达到工业和生活所需，人均水资源占有量低，属于绝对贫水区。再者，目前厦门岛内外各大水库还未完全实现连通，如遇某一水库缺水或出现水质污染问题，尚不具备从其他水库调水补水的应急能力。

1.2 水库枯水期水资源调蓄能力不足

厦门市虽然年均降雨量可观，但较多集中于上半年，如遇枯水期，无降雨及河流补给，加之可利用地表水资源量小，各大水库就会遇到缺水现象。九龙江北溪调水能力虽平均可达到20 m3/s，但枯水期分配厦门的水量只有14 m3/s，加剧了枯水期缺水问题。endprint

1.3 厦门目前规划供水量只能满足到2020年，时间跨度短，尚未考虑对金门地区的水源供给问题

依据厦门市给水规划，至2020年城市需水量约为210万t/d，长泰枋洋水库与莲花水库建成后，厦门水源体系大致可以保证2020年之前用水需求，而2020年后现有水源工程将满足不了需水量的增长。因此，保证50年内可用水量的供给对于城市的稳定发展至关重要。另外，为了加大两岸合作交流力度，体现两岸同胞一衣带水、不可分割的手足之情，福建省正在积极探索泉州、厦门两市通过铺设海底管道向金门供水的方案，这项议程又加大了厦门市供水的难度。

1.4 水资源管理体制不完善，抗风险能力有待提高

厦门城市水资源系统尚需形成一个结构合理、运转有序的良性循环体系，对风险的抵御能力和应急能力还有待提高。目前厦门市水务集团虽然基本实现了从水厂供水到污水处理一体化的管理，但对于水源地的管辖权力有限，尤其是位于同安的汀溪水库还不属其管辖范畴。再者，水务集团属于企业，监管力度有限。因此，厦门尚未建立起权威、高效、协调的水资源管理体制，各管水部门依据自身的管理职能开展工作，全市水资源无法从源头到末节实现统一管理及进行联合和优化调度，也无法实现水资源的合理开发和集约利用。

2 厦门市水资源约束力的识别

中国大部分地区尤其是缺水地区，城市发展与水资源利用之间的约束关系反映在一定时空范围内是动态、变化的过程，在一定的作用方式下是一个耦合过程。耦合作用即为城镇化发展与水资源相互影响、相互制约，包括城镇化发展对水资源利用的优化与胁迫作用以及水资源对城镇化的支持与制约作用。在较长时间尺度上，可将城市发展与水资源耦合作用过程分为4个阶段，即低水平协调阶段、拮抗阶段、磨合阶段和高水平协调阶段[3]。在中国大部分缺水城市地区，城市发展与水资源环境的耦合多处在拮抗和磨合阶段或两者的中间阶段。鉴于此，中国学者在20世纪80年代中后期提出了水资源承载力的概念[4-6]。其他国家学者对这个问题也采用了类似的概念[7-10]。水资源承载力研究主要是水资源利用的最大容量问题，难以涵盖特定时期水资源与社会经济发展的相互作用与协调程度。在中国很多地区，尤其是在严重缺水地区，当人口经济和城镇化规模接近或者超过水资源的承载能力，或是水资源的利用量接近或超过了天然水资源的阈值，水资源将会给社会经济造成很大的压力。这个压力，称之为水资源约束力[11，12]。水资源约束力的识别是研究人水关系的关键问题。

2.1 测量水资源约束力指标的方法

关于城镇化与水资源利用的关系，研究者进行了大量的研究。一般认为，城镇化水平与用水总量之间的关系符合对数曲线关系[11，13，14]，表示为：

Y=a+blnX （1）

式中：Y为城镇化水平，单位为%；X为用水总量，单位为m3；a，b为相关系数，b>0。

利用这一模型，可以计算出一定的城镇化水平对应的用水总量。从对数曲线模型可以发现，每增加1%的城镇化水平需要更多的水量供给，而区域水资源总量和人类开发水资源的技术水平是有限的，水资源的利用率会受到限制，因此用水总量的增加也会受到限制。如图1所示，如果城镇化水平从Y1上升到Y2，通常情况下用水总量会从X1增加到X2，而当用水总量已接近或者超过天然水资源的阈值时，用水总量在一定时期只能升到X2′，相应地，城镇化水平也只能达到Y2′。显然，可以得出，缺水阻碍了城镇化进程。因此，在缺水地区，要加快城镇化进程必须调整水资源利用和城镇化的格局。这种现象可由式（1）的拟合度R2看出，一旦用水总量实现零增长或负增长，式（1）的拟合度 R2将变得非常小，城镇化水平和用水总量的对数关系模型无法通过显著性检验。即R2代表着回归曲线的拟合度是否良好，或者说代表着在回归方程中多少度X可以拟合Y的大小；而1-R2则表示了实际值和拟合曲线的偏离程度，或者说明了Y变量的变化不能通过X变量以对数曲线回归的关系来表示。因此，1-R2可以作为全面反映水资源约束力的指标。定义W=1-R2，W表示水资源约束强度，R2越小，水资源约束强度W越大，从而水资源约束力越大。

R2表示式（1）的拟合度，取值在0～1的区间之内。当R2接近于1，水资源约束强度W接近于0，水资源约束力很小；当R2接近于0，水资源约束强度W接近于1，水资源约束力很大。R表示X、Y两个变量之间的相关程度，一般认为，R∈[0，0.4）为弱相关，R∈[0.4，0.6）为较强相关，R∈[0.6，0.8）为强相关，R∈[0.8，1.0）为极强相关。相应地，当水资源约束强度W在[0，0.36）区间，属于弱约束型，这表示水资源系统对城镇化进程的阻力小；当水资源约束力在[0.36，0.64）区间，属于较强约束型，这表示水资源系统对城镇化进程产生了一些阻碍；当水资源约束强度在[0.64，0.84）区间，属于强约束型，这表示水资源系统对城镇化进程有较强的阻力；当水资源约束强度在[0.84，1.00）区间，属于极强的约束类型，这表示水资源系统对城镇化进程有非常大的阻力。

2.2 城镇化水平和用水总量的对数关系模型

基于2002-2011年的厦门市城镇化水平和用水总量的统计数据，计算了厦门市的城镇化水平（Y）和用水总量（X）的对数关系模型。结果见图2和表1。

厦门城镇化水平和用水总量的对数关系模型的拟和系数R2为0.554，属于弱偏离对数关系，这表明厦门在城镇化进程中存在水资源约束力。

2.3 城镇化过程中九龙江流域的水资源约束强度

水资源约束力的大小，可由水资源约束强度W=1-R2来衡量。

根据表1计算得，厦门市的水资源约束强度为0.446，属于较强的约束类型。水资源约束力相对于其他城市来说还比较小，这是因为厦门属于重度缺水城市，无论是对水资源的利用率还是在用水效益水平方面都很高，且供水大部分依赖客水，使得该市的城镇化与水资源进程之间的矛盾并未凸显。因此，厦门属城镇化发展与水资源环境耦合作用过程处在磨合与高水平协调阶段之间。endprint

3 厦门市供水安全保障对策和建议

对于厦门市水资源目前存在的严重缺水、过度依赖客水、在城镇化进程中存在水资源约束力等问题，本研究提出了以下针对供水安全保障的对策和建议。

3.1 建设异地大型储备水库，实现远距离调水，形成良好的河流与水库的补给调蓄关系

厦门市年均降雨量较多集中于上半年，下半年枯水期无降雨及河流补给，加之可利用地表水资源量小，各大水库就会遇到缺水现象。因此应考虑对九龙江北溪与厦门市水库群进行互补调引，即在九龙江口附近建设大型储备水库，在丰水期将九龙江北溪的水以水库蓄水的形式储存下来，作为厦门市外的一个应急水源，枯水期缺水时通过引水廊道补给厦门各大水库。最终目的就是构建以水库蓄水为主要饮用水源，外水援助内水的应急策略。同时，在建设水库及引调工程的同时，可结合景观绿化工程，带动水库周边房地产业、旅游业的发展，不仅使厦门的应急水源得到保障，而且使居民生活居住环境得到改善，并拉动当地经济。

3.2 各大水库相连，构成多水源供水互补格局

为应对水污染及缺水等突发情况，提高供水的应急能力，厦门市内水源包括汀溪、坂头水库，建成后的莲花水库与坊洋水库都要实行多通道水源互补格局，通过引水涵洞工程将各大水库相连成网，形成环状供水格局，沿途布设多个应急阀门，防止一旦某水源发生水质污染事故，紧急关闭相应输水管道，并通过其他水源水库补充调水。

3.3 扩大闽江北水南调工程，实现从泉州引水至厦门

目前正在建设的闽江北水南调工程（尤溪—泉州线路）规划从三明市尤溪街面或坂面水电站（拟建）取水，引水至泉州山美水库，并与惠女水库连通，最大流量35 m3/s。可考虑适当增加闽江供水流量，延续这一工程至厦门，从泉州山美水库段铺设引水涵洞经南安到达厦门市同安区汀溪水库，再次实现“客水援助内水”工程，保证厦门市远景供水。

3.4 中水回用，即再生水的资源化利用

厦门为海湾型城市，拥有海岸线长234 km，近年厦门经济发展迅速，对海洋生态环境产生了很大影响，海洋水质急剧下降。通过污水的再生利用，可减少向海洋排放的污染物总量，减轻海洋水质污染程度。另外，与修建水源工程、长距离引水及海水利用相比较而言，污水再生利用节省了取水构筑物、输水管线的基建投资和运行费用，减少了新鲜水的取用量，减少了对天然水资源的开采，保护了水源地区生态平衡和环境质量。

污水再生，一可作为河湖景观用水，考虑建立中水蓄水人工湖，周围加以绿化，营造美丽风景，使之成为厦门的应急水源地；二可作为绿化用水、冲厕用水、道路浇洒及降尘用水、工业用水和农业灌溉用水等水质要求相对较低的供水水源。

目前，要解决的问题有两点。一是制定合理的中水水价，拉大与自来水价的差距，刺激用户需求，建立完善的管理体系及法律体系，将再生水作为可利用的水资源形式之一，在城市供水规划中予以统筹考虑。二是政府制定政策促进再生水的推广使用，可强制要求有条件地区的道路冲洗、园林绿化、基建施工、喷水池和空调冷却设备补水等必须采用再生水，或规定满足一定标准的用水部门在其水资源消耗中必须有一定比例的再生水。

3.5 实施海水综合利用与海水淡化技术的利用研究

福建省海岸线漫长、水资源丰富、海水开发利用潜力巨大，开发非传统供水水源，特别是海水淡化、海水综合利用，符合海峡西岸经济区可持续发展环境战略，对加快海峡西岸经济区建设具有积极意义。

目前，可根据海水淡化产业发展趋势及市场需求，研究开发模块化、系列化、符合分质供水需求的海水淡化新工艺，并大力推广海水有效补充淡水工程，主要包括以下几个方面：

1）考虑城市需求，分阶段、分步骤研制出低污染、低成本的模块化海水淡化系统，该系统可包括预处理模块、一级淡化模块、二级淡化模块、浓盐水资源化模块，前三者水质分别满足厕所冲刷需求，工业用水与生活用水需求和饮用水需求。

2）通过对浓盐水资源化的研究，最大限度地减少海水淡化系统对环境的影响，实现变废为宝。

3）优化预处理技术，降低海水淡化系统的成本及污染。缩小海水淡化水价与自来水水价差距，这也是海水淡化利用的重点所在。

4）供水对象可优先考虑提供岛屿（如厦门岛、鼓浪屿）、海上船只、近海边的中小企业，特别是近海边的特种用水行业（如洗浴业，洗车业）。

3.6 雨水资源截留利用和有效补给地下水，涵养城市水源

厦门市有着充足的雨水资源，多年平均降雨量1 529 mm左右，属于雨水较充沛的城市。然而随着城镇化的加快，70%的地面由不透水的水泥路面和屋顶占据，原有的植物截留、蒸发、地面下渗作用大大降低，雨水难于通过地面下渗补给地下水，宝贵的雨水形成径流直接流入江河湖海，这不仅加剧了雨季时的洪涝灾害，而且使河流在旱季难于得到地下水补给而出现干枯。为此，从解决厦门中长期供水危机来看，可以充分利用宝贵的雨水资源，变污染源为资源，化解厦门的城市水危机问题。

因此，可以结合市政工程，推广城镇区雨水的环境生态利用技术，把雨水利用与天然洼地、公园的河湖等湿地保护和湿地恢复等自然景观相结合，在尽量不改变原有的都市建筑结构的前提下，将原有的平屋顶改造为生态屋顶，道路挑高种植改为低洼地种植以蓄积雨水，路面多采用性能良好的渗透路面铺装等形式，并考虑建立雨水利用示范小区，推而广之。总之，尽量从源头上小规模地构建自然排水系统与雨水补给地下水源系统，进行城市的水源涵养。

3.7 合理制定水价，实现水务一体化管理，形成供水资源优化配置

厦门虽是较为严重的缺水城市，但水资源浪费现象却很普遍，造成该现象的主要原因除了大家对节水意识薄弱之外，最重要的一点就是水价制定不合理，污水再生利用的水价以及海水淡化的水价均高于自来水价，使这些非传统水再生利用资源得不到推广。因此建立完善的水权市场，适应市场经济发展，运用经济学中的价格歧视理论、成本价值理论制定科学、合理的水价至关重要。最终目的就是运用合理的价格机制强化居民节水意识，改革优化水资源配置，避免“穷水富用”。endprint

再者，要实现水资源的优化配置，就必须实行水资源统一管理，以全局为重，树立整体观念。成立具有水务一体化管理职能和政府行政效力的水务局，形成从水源、取水、输水、供水、排水的一条龙管理、监督与服务，以适应市场经济的发展需要，为水资源的优化配置提供体制上的保障。

3.8 构建供水安全保障体系

厦门供水安全保障基本框架体系建设包括法律与政策体系、行政应急管理体系、科教宣传体系、资金保障体系等一系列相关配套体系的建设和完善，实现全市水资源从源头到末节统一管理及联合和优化调度，构建适合厦门发展的城市供水安全管理模式。

1）法律与政策体系建设包括：①建立各种相应的完善的水法规体系，如制定再生水地方政策法规，海水淡化产业化政策等法规。②明确水权归属问题，明晰水资源的产权制度，理清政府与水务部门之间的关系。③落实行政执法监管，即如何采取行之有效的手段对水安全进行监督管理。④完善水资源管理的协调机制，即如何统一协调各个涉水部门，进行水资源的联合和优化调度，实现水资源的合理开发和集约利用。⑤健全公众监督机制，即如何形成信息披露、意见反馈、公众参政议政机制等。

2）行政应急管理体系建设包括：①建立城市供水风险评价机制。②完善城市供水应急指挥系统。③编制城市供水应急预案。④建立信息发布机制。⑤健全水质安全监测体系。⑥建立应急技术支撑系统。

3）科教宣传体系建设包括：①建立互为支撑的科学框架体系。做到政府、科学研究者、供水企业、污水处理企业相互支持和合作，充分发挥各自的优势，在政府的大力支持下以高科技解决企业供水难题，同时企业向科研单位提供实践实习的机会。②建立水资源管理决策的科学论证体系，完成从水源、取水、输水、供水、排水一系列的科学论证体系，切实保障供水输水安全。③做好城市水安全管理的科学教育与人员培训。④做好公众参与工作。

4）资金保障体系建设包括：①对于工程项目，政府要对相关企业和部门实行资金管理和支持手段的多元化。②对于非工程项目和体系，包括专家咨询、科学论证、课题研究、相关培训、行政机构的管理和运行等，政府要提供整个水安全管理体系正常运行和维护的资金保障。③需要指出的是，水安全保障体系的建设是一个庞大的系统工程，需要持续且有力的资金投入。因此，政府可以拓宽投资渠道，加大融资力度。对社会效益为主的公益型项目，可争取国际性组织或社会团体的资助，解决地方政府资金不足的问题。对经济效益为主的经营型项目，通过资本运作，资产盘活等融资途径进行市场化运作。对兼有公益性和经营性项目，可通过资本金注入，制定优惠政策，利用项目本身具有盈利性的特点，吸引企业进行资金投入。

参考文献：

[1] 福建省统计局，国家统计局福建调查总队.福建统计年鉴—2011[M].北京：中国统计出版社，2011.

[2] 福建省水利厅.2011年福建省水资源公报[R].福州：福建省水利厅，2011.

[3] 陈定贵，吕宪国，王艳平.长春市城市发展与水资源环境约束关系研究[J].东北师大学报（自然科学版），2008，40（2）：130-135.

[4] 李令跃，甘 泓.试论水资源合理配置和承载能力概念与可持续发展之间的关系[J].水科学进展，2000，11（3）：307-313.

[5] 夏 军，朱一中.水资源安全的度量：水资源承载力的研究与挑战[J].自然资源学报，2002，17（3）：262-269.

[6] 左起亭，马军霞，高传昌.城市水环境承载能力研究[J].水科学进展，2005，16（1）：103-108.

[7] DOMENE E， SAURI D. Urbanization and water consumption： Influencing factors in the metropolitan region of Barcelona[J]. Urban Studies，2006，43（9）：1605-1623.

[8] SIM L K， BALAMURUGAN G. Urbanization and urban water problems in Southeast Asia， a case of unsustainable development[J]. Journal of Environmental Management， 1991， 32（3）：195-209.

[9] BISWAS A K. Water for sustainable development in the 21st century：A global perspective[J]. International Journal of Water Resources Development，1991，7（4）：219-224.

[10] KNAPP J. Water use in arid and semi-arid regions：In the hands of local and watershed-level managers[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 1995（50）：412-413.

[11] BAO C， FANG C L. Water resources constraint force on urbanization in water deficient regions：A case study of the Hexi Corridor，arid area of NW China[J]. Ecological Economics，2007， 62（3-4）：508-517.

[12] 鲍 超，方创琳.水资源约束力的内涵、研究意义及战略框架[J].自然资源学报，2006，21（5）：844-852.

[13] 周一星.城市地理学[M].上海：商务印书馆，1995.

[14] 宋建军，张庆杰，刘颖秋.2020年我国水资源保障程度分析及对策建议[J].中国水利，2004（9）：14-17.endprint