谈工程水利向资源水务转变——以密云官厅两大供水体系为例（杨毅）

摘要：密云、官厅水库供水体系是北京市主要的地表水供水体系, 控制面积约5 160 km2, 年均供水量约10 亿m3, 占北京市总供水量的1/ 4, 对北京市供水尤其是城市生活、工业供水安全起着举足轻重的作用。两大供水体系的发展历程, 经历了以工程型水利为主体的时代, 并发挥了巨大的综合效益。但进入21 世纪以后, 两大供水体系的可持续发展正面临着自身水资源量短缺与水污染日益加重, 以及经济社会、人口发展对其提出的水量、水质更高保证率要求之间的矛盾。如何解决矛盾, 已不能单纯依靠水利工程数量的增加来解决, 需要发展资源水务。也就是说工程水利成就了两大供水体系, 而资源水务将使两大供水体系得以可持续发展。

关键词：密云官厅 供水体系 资源水务 可持续发展

中图分类号TV213.4 文献标识码A 文章编号1673 - 4637 ( 2006 ) 06 - 0011- 04

1 两大供水体系基本情况

1.1 体系构成

1.1.1 密云水库供水体系

密云水库供水体系由水源地密云水库、潮白河输水河道和京密引水渠等组成。密云水库是华北地区最大的水库, 因其水量较大、水质良好, 成为北京市重要的生活与工业水源地。京密引水渠是本市郊区的大型引水工程, 承担着给田村山、长辛店、城子和燕山石化等4 座水厂及城市环境用水的供水任务, 年平均输水量近5 亿m3。京密引水渠从密云水库引水, 经怀柔水库调节, 穿过昆明湖, 在罗道庄与永定河引水渠汇流后进入市区。

1.1.2 官厅水库供水体系

官厅水库供水体系由水源地官厅水库、永定河山峡区间河道及永定河引水渠等组成。官厅水库是北京市另一重要地表水源地, 由于水库淤积和库区淹没问题, 实际兴利库容有限。同时, 上游来水不断减少,水质日益恶化, 现已不能作为生活水源, 但还肩负着京西工业区的供水任务。永定河山峡是指官厅水库坝后至三家店拦河闸区间的永定河山区流域, 在此区间河道长108.5 km, 流域面积1 600 km2。永定河引水渠承担着京西工业和城区的供水与灌溉任务。引水渠从永定河三家店闸引水, 引水水源是官厅水库和永定河山峡区间水量。

1.2 供水情况

密云水库建成初期供水范围包括北京、天津及河北省。进入20 世纪80 年代以后, 北京市水资源日益紧张, 从1982 年起不再向天津市供水, 从1985 年不再向河北省供水。截至2000 年底, 密云水库年均供水7.96 亿m3, 其中供北京市5.10 亿m3。供水对象最初以农业为主, 城市生活为辅。进入80 年代以后, 由于北京城市建设发展迅速, 工业、生活以及环境用水急剧增长, 密云水库在停止向津冀供水的同时, 也减少了给京郊农田灌溉用水量。

官厅水库自建成后于1958 年开始供水, 供水范围除北京外, 还包括河北省、天津市。80 年代初期,由于北京市发生水资源危机, 官厅水库水量仅供北京使用。近年来, 由于降雨量偏少、上游地区用水量及排污量逐渐增加, 造成官厅水库入库水量逐渐衰减、水质不断恶化。1997 年官厅水库被迫退出了北京市饮用水供水系统, 仅用于工业、农业灌溉和城市景观补水。截至2002 年, 官厅水库年均供水量为6.34 亿m3, 其中供北京5.81 亿m3 ( 含白河堡水库补水0.87 亿m3) 。

1999 — 2003 年北京市遭遇连续干旱, 密云、官厅两大水库来水量持续减少, 但仍然向北京城市供水11.55 亿m3、10.06 亿m3、7.78 亿m3、7.51 亿m3 及7.8亿m3, 占全市总供水量的28%、25%、20%、21%及22%。由此可见, 两大水库担负着北京城镇生活、工业及环境用水的重任, 维系着首都的持续发展和社会稳定。

2 两大供水体系面临的主要问题

2.1 密云、官厅两大水库来水呈衰减趋势

官厅水库建库以后, 上游修建了大小水库267 座,发展农业灌溉面积36.3 万hm2, 建设了采矿、冶炼、电力、化工和造纸等高耗水工业, 致使官厅水库年平均来水量由建库初期的19.75 亿m3, 锐减到近20 年来的4.0 亿m3。

密云水库来水量也随着上游30 多座蓄水工程的兴建、灌溉面积的扩大以及工业生产的发展而大量减小。20 世纪八九十年代的来水量比六七十年代平均减少5.7 亿m3 左右。

尤其是1999 年以来, 随着上游地区连续干旱少雨, 水库来水不断减少, 2003 年密云和官厅水库来水分别仅为2.45 亿m3 和1.33 亿m3, 比90 年代年均来水分别减少了5.6 亿m3 和2.5 亿m3。

2.2 两库水量入不敷出加剧了城市供水的供需矛盾

由于在整体发展中未能协调好人口、资源、环境的关系, 工农业全面发展, 城市人口急剧增加, 建设规模不断膨胀, 用水需求不断增长, 超过了环境容量。1999 — 2003 年全市年可供水量仅为25 亿m3 左右, 而年用水量在40 亿m3 左右, 供需水缺口每年在15 亿～17 亿m3。这些不足部分只有靠超采地下水和挖水库库存补上。

2003 年与1980 年同期相比, 全市平原区地下水已累计亏损约56.78 亿m3, 平原区地下水埋深由11.8 m 下降到目前的18.33m。1999 — 2003 年5 a 间两大水库库存水量减少27 亿m3, 使北京市水源储备减少, 供水安全受到威胁。

2.3 水污染加重, 进一步加剧了水资源供需矛盾

造成密云、官厅两大供水体系水污染程度日趋严重的原因: ①官厅、密云两大水库上游来水污染程度日趋严重。由于入库水量减少, 污水在来水中所占比重越来越大, 近几年库区水体中总氮、总磷一直维持在较高水平, 已达到富营养化状态。②水库上游及周边山区水土流失十分严重, 不仅造成耕地减少, 肥力下降, 生态失衡、环境恶化, 而且加剧了水库淤积带来的内源污染。③水库下游河道、渠道两岸的雨水口、排污口不断排入大量处理未达标或未经处理的污水。不仅加重了地表水污染, 破坏生态环境, 而且造成地下水的污染。

3 两大体系的可持续发展必须实现从工程水利向资源水务转变

两大供水体系的可持续发展面临着诸多的问题与挑战, 对于工程体系较为完整的两大供水体系, 再大规模兴建工程对于增加供水的作用已经不大( 污水处理回用工程除外) 。然而通过加大水资源管理、配置、节流和保护, 尤其是工程和资源的统一调度和管理,走资源水务的道路, 就能使两大供水体系可持续发展的目标得以实现。

3.1 北京是一个资源型缺水城市

在历史上北京并不是缺水地区, 1949 年新中国成立时北京有220 万人口, 人均水资源量1 800m3, 高于1 700m3 的缺水警戒线。而今天, 北京的实际用水人口超过1 400 万, 人均水资源量不到300m3, 已属于极度缺水。

北京的水资源短缺, 而北京又被缺水地区所包围( 见表1) 。北京周边地区除承德市以外, 其他地区所面临的水资源紧缺形势都比北京严峻。并且随着社会、经济、人口的发展, 北京及周边地区的水资源紧缺形势只会越来越严峻。官厅水库入库径流量不断减少,水质持续下降就是一个明证。若不采取得力措施, 官厅水库的情形一定会在密云水库重演, 这才是北京水资源所面临的真正危机。

3.2 依靠工程开发水资源, 增量有限

从可持续发展的立场看, 不能超量使用水资源。水资源既是当代人的, 也是后代人的。按照代际均衡的原则, 应为后代保留不少于当代人拥有的资源条件。目前, 正在进行的北京市应急水源地工程, 是在连续干旱年份、地表水骤减的情况下, 城市供水严重不足时, 为保证城市供水的正常运行而提出的一项应急备用措施, 不能作为替代水源。它的开采规模( 开采年限与开采量) 是有限的, 而且要考虑地表水在丰水年给予补偿或采取有效的拦蓄措施进行人工回补。若由于过度超采地下水, 造成地下水位逐年降低, 地表水面及湿地面积减少, 就是损害了后代人对水资源利用的权利。

3.3 传统工程体系无力解决区域与城乡间的水资源调度

1999 年以来北京市遭遇连续枯水年, 官厅、密云两大水库上游来水锐减, 城市供水水源严重告急。在这种形势下, 只有实施流域水资源的统一调度, 才能有效缓解首都水资源紧缺矛盾。2004 年从北京境内的白河堡、遥桥峪、大水峪等水库向密云水库调水1.3亿m3; 在21 世纪初期首都水资源可持续利用协调小组的主持下, 从山西册田水库、河北壶流河水库、云州水库向北京市集中输水9 392 万m3, 体现了山西、河北人民对首都的大力支持。

3.4 面对水资源的粗放利用及严重浪费, 工程水利无能为力

我国水资源利用的效率和效益与发达国家相比有较大差距, 在生产和生活领域存在着严重的用水浪费。官厅水库上游地区万元GDP ( 国内生产总值) 用水量738m3, 高于全国平均683m3 和北京市201m3 的水平,工业用水重复利用率52%。密云水库上游万元GDP 用水量1 923 m3, 远高于全国平均水平, 是北京市万元GDP 用水量的9.6 倍, 工业用水重复利用率仅为21%。水稻等高耗水作物占较大比重, 水稻年灌溉用水量占总用水量的50%左右, 1 t 水稻需水1 300 ~ 1 800 t。然而采用覆盖地膜种植水稻, 同样生产1 t 稻谷所需水量却只有300 t。

3.5 在经济发展的初级阶段治污工程不是保护水资源的根本措施

综合国内外的经验, 在经济发展的初级阶段, 不调整产业结构, 下决心关停并转, 扶持高新技术, 走生态型经济发展的道路, 水资源保护仅靠大量投入污染治理工程很难收到预期效果。以最近调查的某地小铁矿为例, 铁精粉的价格在1 a 之内已从280 元/ t 降到185 元/ t, 而每吨铁精粉生产成本就达140 元以上。因此, 即使国家投入建了环保设施, 厂家也不会投入运行, 因为运行电费都在必须压缩之列, 这样的厂家不能寄希望于治理, 只能根据地区情况和国家投入关停并转调整产业结构。

4 对策与建议

按照从工程水利向资源水务转变的思路, 确定密云、官厅两大供水体系可持续发展的对策措施为“节约用水, 控制需求”、“治污为本, 加强水资源保护”、“开辟水源, 增加供给”、“优化配置, 强化水资源管理”。以上对策, 不同时期根据需要侧重不同。

2010 年以前, 根据北京及周边地区的水资源状况, 在北京市充分节水的基础上, 启动北京市应急供水措施, 同时开展北京及上游地区的水源保护建设,保障上游来水的量与质, 解决北京用水的燃眉之急。

北京市应急供水措施主要有以下几项。

4.1 应急备用水源地建设

目前, 北京市在建和已建成应急水源地有怀柔、平谷、张坊、三厂和八厂4 处, 设计年增加供水3.17亿m3。规划建设京密引水渠沿线真顺、马池口、红铜营应急水源地, 并进一步开展其他应急备用水源地的前期勘察与评价工作。

4.2 流域内水资源应急调度

北京市水务局一方面将辖区内的半城子、遥桥峪、北台上、大水峪等4 座供当地农业用水的中型水库定为城市“备用水源”。在水资源紧缺的形势下, 按照北京市城市应急供水预案, 将4 座水库应急纳入两大供水体系为城市供水。另一方面, 由于辖区地域有限,自产资源少, 需要从本流域辖区以外的河北、山西两省寻求客水支援。

但开源与调水并不能解决水污染问题, 所以北京及上游地区还必须同时开展水源保护建设。水源保护建设以落实完成国务院批复的《21 世纪初期首都水资源可持续利用规划》为主, 加强非工程措施建设。具体措施为:

(1) 强化流域管理体制。作为流域管理机构应当对流域实施真正的管理, 协调流域圈与行政圈、经济圈之间的矛盾, 把流域作为一个开放的系统进行科学管理。作为流域管理机构应当有权对流域内一切对水系造成不良后果的人类活动进行干预和制止, 对可能造成重大后果的建设项目应当有一票否决权。如: 责令上游对产生污染却无法真正实现治理的小铁矿, 关停并转, 调整产业结构。指导上游地区对耗水量较大的水稻种植技术进行改造, 或调整种植结构, 种植既节水、增加植被, 又有较高经济效益的中草药、冬枣等项目。此外, 流域管理机构应从目前的水系管理升华为真正的流域管理, 从水资源的分配管理扩展到全流域的配水、用水等全方位的统一管理。

(2) 加强水量、水质的监测, 建立水源保护奖励机制。在两库库区、入库、出库断面及区界、省界控制断面, 建立水量水质监测与报告制度, 对来水量进行动态监控并检验上游水土保持和污染治理的效果;建立水源保护的奖励机制。在监测断面水量与水质得到保障的前提下, 以适当的方式由国家和受益方向上游支付水资源与生态环境保护专项奖励。

(3) 调整产业结构, 建设生态型经济发展模式。保护水资源, 控制污染是关键。上游农民要致富, 就要办企业, 由于目前的生产不可能做到完全合理的利用资源, 污染的产生是不可避免的。但对于已经产生污染的防治, 必须从实际出发, 国际经验和国内情况都表明, 只有当人均国内生产总值超过1 000 ～2 000美元时, 才能实现真正的污染治理。因此, 在经济发展的初级阶段, 上游水源保护的根本措施是调整产业结构, 大力发展循环经济, 以生态型经济发展为主,以治污工程为辅, 从根本上解决由于产业结构不合理带来的污染问题。

(4) 实现与周边地区共同可持续发展。要实现两大供水体系的可持续利用, 就必须考虑周边地区, 特别是上游地区经济的可持续发展, 决不能为保障一个地域的发展而牺牲其他地域的发展权利。北京应将上游看做自己的水源保护区, 积极帮助上游地区开展生态型经济模式的建设, 实现当地群众的脱贫致富。如:与上游建立固定的经济联系机制, 建立蔬菜、果品、生猪等生产基地, 开展农副产品深加工; 利用上游土地、劳力等方面的优势, 吸引有利于环境的北京高新技术产业去投资, 改变产业发展结构等。

2010 年以后, 主要依靠外流域调水及水资源优化配置。南水北调引汉江水进京后, 每年向北京供水10亿m3, 不仅能从根本上缓解首都供水紧缺问题, 保证首都城市用水, 而且根据南水北调水与当地水的互补性, 通过工程、技术、经济手段, 还可使两大供水体系参与南水北调水与本地水资源的优化配置, 实现两大供水体系的可持续利用。

5 结语

资源水务是水务内涵的逐步扩展与深化, 决不是水务发展的阶段交替, 也不意味着因此可以忽略传统的工程水利。为实现工程水利向资源水务的转变, 还应尽快开展以下工作。

(1) 加快水资源节约、保护和合理利用的法规体系建设, 抓紧开展节约用水、流域管理、水资源保护等方面的法律起草。强化行政执法体系建设,重点加强省际水事矛盾预防和协调, 完善突发性水事应急机制。

(2) 水资源节约、保护与合理利用需要全社会的支持, 要充分利用各种渠道加强宣传和引导, 在全社会树立良好的水资源节约、保护和合理利用的环境, 提高全社会对我国水资源问题的认识, 树立水忧患意识, 引导公众积极履行节约用水和保护水资源的义务。

(3) 水资源管理是一项复杂的系统工程, 需要现代化的技术来支撑。考虑到北京市水资源多、供水系统复杂、供水保证率要求高、供水时效性强的特点, 应尽快建立完善北京市水资源管理决策支持系统, 加强水资源管理的实时性, 提高水资源管理的现代化水平。

(4) 开展水权制度研究, 探索利用经济杠杆和市场机制实现水资源配置的途径。积极推进水市场的建立, 在总量控制和定额管理的前提下, 逐步实现水资源使用权和污水排放权的市场调节, 通过科学合理的政府定价、宏观调控政策的执行, 发挥市场对基础水资源的配置作用。建立流域上下游协调发展的机制,完善从上游调水的长期机制和补偿机制; 建立水源地生态保护补偿机制。

作者简介: 杨毅(1968—) , 女, 高级工程师。

来源：《北京水务》2006.6