特大城市水資源安全保障專題交流會

1、北京特大城市水資源安全保障王 浩 院 士 / 教 授中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室二一三年九月十六日北京2013年中美特大型城市水問題交流會內(nèi)容提要北京水資源安全保障現(xiàn)狀1未來水資源安全形勢判斷2水資源安全保障戰(zhàn)略措施3 2013年中美特大型城市水問題交流會北京水資源安全保障現(xiàn)狀中國水利水電科學研究院1（一）水資源支撐了城市快速發(fā)展（二）水資源供給和需求結(jié)構(gòu)巨變（三）是以透支生態(tài)環(huán)境為代價的北京水資源安全保障現(xiàn)狀近一個時期北京水資源急劇衰減(1999-2011)1956-2000：降水585毫米，水資源量37.4億方，入境21.1億方1999-2011：降水481毫米

2、，水資源量21.6億方，入境4.7億方（一）水資源支撐了城市快速發(fā)展年這一時期，水資源需求剛性增加（1999-2011年）常住人口：由1363萬人增加到2017萬人，增長48%；GDP：由3161億元增長到16000億元，增長4.1倍；（一）水資源支撐了城市快速發(fā)展在供給萎縮、需求強烈的背景下，北京實現(xiàn)了水資源供需平衡供水36.0億方。其中本地地表水4.8億方，地下水18.8億方，應(yīng)急水源地2.7億方，南水北調(diào)水2.6億方，再生水7.0億方用水36.0億方。其中生活用水15.6億方，工業(yè)用水5.0億方，農(nóng)業(yè)用水10.9億方，環(huán)境用水4.5億方（一）水資源支撐了城市快速發(fā)展2011年全市供水構(gòu)成

3、2011年全市用水構(gòu)成供給側(cè)：形成地表水、地下水、外調(diào)水、雨洪水、再生水五水聯(lián)調(diào)的水源保障體系，再生水利用量穩(wěn)步上升，2011年已經(jīng)達到7.0億方。2011年全市用水構(gòu)成（二）水資源供給和需求結(jié)構(gòu)巨變2000年以來北京市總用水量需求側(cè)：用水先減后增。用水總量從1999年的41.7億方逐步壓縮到2006年的34.3億方，然后逐年緩慢增長到36億方。結(jié)構(gòu)呈“兩增兩減”。生活用水比重45%，成第一用水大戶；環(huán)境用水增加到15%；工、農(nóng)業(yè)用水比重減少。（二）水資源供給和需求結(jié)構(gòu)巨變用水效率：2011年全市萬元GDP用水量僅為22方，城市居民家庭節(jié)水器具普及率94% ，工業(yè)用水重復(fù)利用率達到 92% ，

4、灌溉水有效利用系數(shù)達到0.7 。萬元GDP用水量比較圖（方/萬元）（二）水資源供給和需求結(jié)構(gòu)巨變平原區(qū)地下水平均埋深由1999年11.7米下降到24.3米，儲量減少60億方。應(yīng)急水源地持續(xù)開采，供水能力衰減20。 平原區(qū)地下水位變化曲線-18.14-17.15-15.07-13. 85-16.17-22.85-11.7-21.65-18. 81-23.2-24-24.9-24.3城市水源地地下水埋深仍持續(xù)下降（三）保障是以透支生態(tài)環(huán)境為代價的全市超采區(qū)面積達5980平方公里，其中嚴重超采區(qū)2186平方公里。（三）保障是以透支生態(tài)環(huán)境為代價的中心城區(qū)最基本的環(huán)境用水需求7億方，實際供水3.3億方

5、，供水量不足50%。河湖環(huán)境用水不足，水系水質(zhì)惡化，嚴重影響城市形象和市民生活質(zhì)量，70的城市河道污染嚴重。永定河、潮白河干流斷流問題沒有得到根本改善。 城市生態(tài)環(huán)境用水保障不足（三）保障是以透支生態(tài)環(huán)境為代價的水資源安全保障系數(shù)低，抗風險能力低，2012年中心城供水安全系數(shù)僅為1.05，經(jīng)常出現(xiàn)夏季供水高峰期供水緊張狀況。城市供水安全系數(shù)非常低（三）保障是以透支生態(tài)環(huán)境為代價的市區(qū)近年最高日供水量2007年 242.5萬方2008年 246.1萬方2009年 278.8萬方2010年 288.4萬方2011年 274.4萬方2012年 277.9萬方現(xiàn)狀水資源安全保障是脆弱的！ 2013年中

6、美特大型城市水問題交流會未來水資源安全形勢判斷中國水利水電科學研究院2南水北調(diào)中線水與再生水將成為北京市穩(wěn)定水源。南水北調(diào)中線2014年汛后貫通，年可調(diào)水10億方；中心城區(qū)污水處理廠升級改造將于“十二五”期末實現(xiàn)，可以提供再生水10億方。（一）多水源供水體系進一步豐富五里坨污水處理廠吳家村污水處理廠肖家河污水處理廠清河污水處理廠小紅門污水處理廠盧溝橋污水處理廠酒仙橋污水處理廠北苑污水處理廠定福莊污水處理廠垡頭污水處理廠高碑店污水處理廠東壩污水處理廠北小河污水處理廠方莊污水處理廠形成多水源調(diào)度格局。建成“兩大供水動脈、一條水源環(huán)線、一條配水環(huán)線、六大主力水廠、三處調(diào)蓄樞紐”城市供水格局，實現(xiàn)南水

7、北調(diào)中線、密云水庫、四大應(yīng)急水源等水源聯(lián)合調(diào)度，城市供水更加靈活安全。九第十水廠第九水廠田村山水廠第三水廠第八水廠郭公莊水廠配水環(huán)線水源環(huán)線廠輸水干線南水北調(diào)中線九京密引水渠密云水庫供水動脈南水北調(diào)供水動脈水源保障工程示意圖（一）多水源供水體系進一步豐富（二）水資源衰減的趨勢難以逆轉(zhuǎn)入境水量衰減76.8%。出境水量衰減56.5%地表水資源量衰減58.6%地下水資源量衰減37%2011201120112011 1999年以來比多年平均降水量減少了25%左右，各項水資源量數(shù)值都呈大幅度衰減狀態(tài)：水資源總量衰減44%自然變異、取用水和下墊面變化分別占影響水資源因素的38%、37%和25%，其中人類活

8、動是主要因素。國家重點基礎(chǔ)研究揭示了北京所在的海河流域水資源演變規(guī)律 水資源總量及各個分項總體呈現(xiàn)衰減的趨勢； 水平通量呈減少趨勢，產(chǎn)水系數(shù)由0.23減到0.19 雖然徑流等水平通量與蒸發(fā)等垂直通量均減小，但前者(51%)減少比例遠大于后者(1%)； 雖然狹義性徑流水資源與廣義性水資源均減少，但前者(28%)減少比例遠大于后者(11%)； 地表水資源急劇減少(51)，而不重復(fù)量急劇增大(65)，徑流性水資源的構(gòu)成發(fā)生巨大變化；這一研究解釋了北京現(xiàn)象：2012年降雨比多年平均增加21%，但水資源量僅增加7%。密云、官廳水庫來水量衰減不可逆轉(zhuǎn)。（二）水資源衰減的趨勢難以逆轉(zhuǎn)1990年2010年兩庫

9、來水變化1990年1998年平均12億立方米1999年2010年平均3.5億立方米2010年密云、官廳兩大水庫年平均來水量僅3億立方米，是九十年代平均來水量的1/4。（二）水資源衰減的趨勢難以逆轉(zhuǎn)（三）水資源需求仍將剛性增加北京建設(shè)世界城市發(fā)展戰(zhàn)略京津冀區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展戰(zhàn)略，打造“首都經(jīng)濟圈”國家生態(tài)文明建設(shè)對水安全保障提出了更高的要求宏觀戰(zhàn)略背景北京市人口可能將超過3000萬，并形成以北京為中心的億級人口城市群。按照常住人口年均增加60萬人、“二帶六高四新”等功能區(qū)快速發(fā)展態(tài)勢，未來一段時期生活用水剛性需求將持續(xù)增長。到2020年，人口按2500萬測算，城區(qū)和新城新水需求21億方。到遠期(

10、2020年以后)，如果人口達到3000萬，城區(qū)和新城生活需水量將達到26億方。（三）水資源需求仍將剛性增加通州副中心新機場新航城城區(qū)南部首鋼新區(qū)海淀北部新區(qū)未來科技城南干渠干渠東團九線現(xiàn)狀，新城生活和工業(yè)用水3.9億方。到2020年，隨著通州副中心和新城發(fā)展，以及城南地區(qū)、首鋼新區(qū)、海淀北部新區(qū)、未來科技城、新機場和新航城的建設(shè)，預(yù)計用水達到7.6億方, 而這些發(fā)展區(qū)域本地水源相對匱乏，南水北調(diào)供水體系覆蓋不足。（三）水資源需求仍將剛性增加多年平均調(diào)水量外調(diào)水將成為城市供水主水源。南水北調(diào)來水后，預(yù)計外調(diào)水比例將提高到60%以上，成為城區(qū)供水的主水源。外調(diào)水的穩(wěn)定性和安全性問題日益突出。受調(diào)水

11、區(qū)來水、沿途用水、長距離輸水工程調(diào)度等因素影響，外調(diào)水具有較大不確定性。 南水北調(diào)可供北京水量變化過程（四）水資源調(diào)度管理風險增大本地水資源（地表水和地下水）調(diào)蓄和儲備尤為關(guān)鍵（四）水資源調(diào)度管理風險增大官廳蓄水變化密云蓄水變化密云水庫蓄水從1999年年初的 28 億m3下降至 11 億m3 官廳水庫蓄水從1999年年初的 5 億m3下降至 1 億m3未來水資源安全保障的形式依然嚴峻！ 2013年中美特大型城市水問題交流會保障水資源安全戰(zhàn)略措施中國水利水電科學研究院3（一）加強用水需求管理以最嚴格水資源管理制度為核心，完善制度建設(shè)北京市2015年用水總量控制在40億立方米以內(nèi)萬元工業(yè)增加值用水

12、量下降到18立方米以下農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高至0.71以上水功能區(qū)水質(zhì)達標率要提高到50%以上 水價改革還沒有到位，水價偏低，構(gòu)成組分不完整，形成機制還不完善，其調(diào)節(jié)市場供需的作用和功能還未充分發(fā)揮出來。用水戶水費率最高僅為0.5%左右，根據(jù)國內(nèi)外調(diào)研成果，最低居民水費率標準也應(yīng)有2%。 建立合理的水價形成機制，拉開高耗水行業(yè)與其他行業(yè)的水價差，合理制定階梯水價，推行工業(yè)和服務(wù)業(yè)用水超額累進加價制度，推行居民用水階梯水價。制定合理水價，抑制用水需求（一）加強用水需求管理進一步加大污水資源化利用力度 現(xiàn)狀新城和村鎮(zhèn)污水處理率較低，全市再生水利用率僅為60%，在規(guī)劃“十二五”末再生水利用達到1

13、0億方基礎(chǔ)上，再生水利用量仍有進一步擴大空間。 再生水價格比調(diào)水便宜，分布與用戶匹配，需要提高污水處理標準、完善處理利用設(shè)施，擴大再生水利用量。（二）挖掘再生水、雨洪水等利用潛力（二）挖掘再生水、雨洪水等利用潛力在城六區(qū)，建設(shè)清河、酒仙橋、小紅門、高碑店等4個再生水調(diào)水工程，完善四大熱電中心再生水利用管線工程，形成北部、東部、南部三大調(diào)水區(qū)域，保障河湖環(huán)境及工業(yè)用水。郊區(qū)新城，因地制宜建設(shè)再生水利用工程，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用。城六區(qū)再生水供水布局 北京多年平均降水585毫米，降水總量約95億方，形成的地表水資源量14億方，雨水資源利用潛力較大。需要積極建設(shè)雨洪水設(shè)施，收集雨洪水涵養(yǎng)、回灌地下水，

14、替代新水灌溉，減少新水用量，一方面增加水資源利用量，還可以蓄滯洪水。實施雨洪利用工程，提高降水利用率海淀公園雨洪利用工程（二）挖掘再生水、雨洪水等利用潛力11.6.23蓮花橋積水多種形式加強雨水調(diào)蓄利用 利用屋頂、地面、綠地、道路、洼地等調(diào)蓄利用雨水。在積水易發(fā)地區(qū)建設(shè)地下滯蓄水涵，在玉淵潭公園、紫竹院公園、龍?zhí)逗珗@等周邊建設(shè)大口井，郊野公園興建微地形調(diào)蓄容積實現(xiàn)雨水零排放。西郊砂石坑雨洪水利用城東雨洪水調(diào)蓄利用規(guī)劃（二）挖掘再生水、雨洪水等利用潛力建設(shè)生態(tài)清潔小流域，保障水源安全神堂峪生態(tài)清潔小流域（三）加強水資源保護水源區(qū)建設(shè)生態(tài)清潔小流域，控制源頭污染，針對山區(qū)、山前和平原地區(qū)、構(gòu)建“

15、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護”三道防線。進行城市河湖治理，提升城市宜居水平將永定河、潮白河、北運河等河湖水系治理與迎汛安全、水資源高效利用、營造優(yōu)美水環(huán)境相結(jié)合，為流域經(jīng)濟社會發(fā)展提供環(huán)境與資源支撐，服務(wù)“宜居城市”，造福廣大市民。（三）加強水資源保護在南水北調(diào)中線一期工程通水基礎(chǔ)上，爭取挖掘現(xiàn)有渠道輸水潛力，利用丹江口豐水年或河南、河北等省市富余水量爭取多調(diào)水5-8億方。擴大南水北調(diào)中線調(diào)水規(guī)模（四）積極實施外調(diào)水（四）積極實施外調(diào)水南水北調(diào)東線二期工程已提上議事日程，干渠終點到天津北大港水庫，年向天津供水8億方。綜合考慮干渠調(diào)水能力，在保障天津用水需求的基礎(chǔ)上，爭取實施引水濟京工程向北京調(diào)

16、水 3-10 億方以上。調(diào)南水北調(diào)東線水進京南水北調(diào)東線（四）積極實施外調(diào)水爭取南水北調(diào)西線調(diào)水進京京、冀、晉三省市水資源短缺，爭取能夠?qū)⒈本┦?、張家口、大同等城市納入南水北調(diào)西線受水區(qū)域，共同實施萬家寨引水工程，利用黃河、永定河及上游桑干河新增調(diào)水5-8億方，在北京市西部新辟一條調(diào)水通道。 通過南水北調(diào)中線擴大調(diào)水工程、南水北調(diào)東線北延工程、大西線萬家寨引水工程，最終形成“東中西”三大外部調(diào)水通道,總調(diào)水能力可達18-24億方。桃林口水庫冊田水庫官廳水庫西大洋水庫王快水庫白洋淀黃河京引渠永引渠引灤入唐引青濟邱莊水庫陡河水庫洋河水庫北線環(huán)線海水淡化工程秦廊涿干渠天津干渠沙河干渠河流水系現(xiàn)有供水

17、工程規(guī)劃調(diào)水工程水源儲備工程調(diào)蓄水庫西線引水通道南水北調(diào)中線南水北調(diào)東線北京環(huán)線密云水庫官廳水庫萬家寨水利樞紐（四）積極實施外調(diào)水（五）進行水資源戰(zhàn)略儲備利用密云水庫及地下水源地多存水，強化本地水源儲備。搶抓南水北調(diào)初期的有利契機，逐步建立安全可靠的城市水源儲備制度。強化常規(guī)水源儲備懷柔水庫密云水庫城區(qū)自備井西郊水源地潮白河水源地官廳水庫常規(guī)水源儲備工程布局圖密云水庫調(diào)蓄：初步測算南水北調(diào)來水富余水量向密云水庫調(diào)水，可將水庫蓄水量由當前的11億方提高到2020年的28億方，作為城市儲備水源。蓄水量10億方-紅色警戒蓄水量15億方-橙色警戒蓄水量19億方-藍色警戒2020年達到28億方密云水庫控

18、制調(diào)度示意圖當密云水庫蓄水降低到19億方，可滿足1年城市用水需求，可作為藍色警戒線進行控制。當蓄水降低到15億方時，可滿足城區(qū)1年的生活用水需求，可作為橙色警戒線控制調(diào)度。當蓄水降低到10億方時，可供水量僅6億方，可作為紅線警戒線控制調(diào)度,啟動應(yīng)急水源。潮白河地下水源地回補范圍示意圖 回灌。南水北調(diào)通水初期，利用南水北調(diào)入密云水庫調(diào)蓄工程，放水回補潮白河地下水源地。 2020年，爭取實現(xiàn)潮白河地下水源地儲備水量11億方，可滿足城六區(qū)1年的生活工業(yè)用水需求。 涵養(yǎng)。南水北調(diào)通水后，懷柔應(yīng)急水源地涵養(yǎng)，潮白河水源地減少供水，通過壓采、減采等控制地下水開采，實現(xiàn)涵養(yǎng)儲備。潮白河地下水源地：(5)進行水資源戰(zhàn)略儲備，強化水資源風險管理近期利用天然降雨實現(xiàn)涵養(yǎng)，遠期通過永定河補給，同時為城市