前言
北京,中国的首都,也是世界上发展最快的都市群之一,已经面临越来越严重的水危机。尽管在官方的地图上,标示有200多条河流小溪,但实际上很多已经断流或是干涸,全市范围内也难以找到一条清澈干净的河流;北京曾经以甘甜的泉水闻名于世,但现在几乎消失殆尽;五十年代修筑的大型水库要么水量越来越少,要么污染不堪….
曾几何时,北京居民认为取之不尽、用之不竭的地下水同样遭遇尴尬出境:由于抽取过度,水位越来越深,地下漏斗愈来愈大,而地下水的更新速度已经赶不上其使用速度,有关专家警告,如果不采取得力有效措施,北京地下水有朝一日也会不敷使用,考虑到目前2/3用水量来自地下水,因此这个问题将越发严重。
本报告从北京的河流水系、水资源总量与分布、水资源开发历史、1949年之后的水利用政策与结构、以及当前面临的挑战、未来的开发思路等不同方位、不同层面进行了分析;力图找出北京水危机的症结所在,并寻求解决水问题的新思路与新策略。
本报告共分五大部分:
一、 北京的河流水系
二、 古都因水而生
三、 北京水资源总量
四、 水资源消耗
五、 危机与应对
第一部分 北京的河流水系
考古证明,华北平原形成于一亿三千多万年以前一次强烈的地壳运动(北方太行山)。到距今三千万年前的喜马拉雅运动时,太行山再次抬升,东部地区继续下陷。久而久之,黄河、海河、滦河等自西而东冲刷、堆积,在山麓以东的低洼区,形成平坦辽阔的华北平原。
如今的北京西北高、东南低。来自中亚的冷空气与太平洋的暖湿气流在此相遇。水流携带泥砂穿山切谷奔流而下,形成了如今的“北京小平原”:湿润气候、可喜的降水量、成片的湖泊、河流和湿地。
如今,北京地区主要河流有永定河、潮白河、北运河、拒马河和蓟运河,五大水系。它们分别发源于西北山地和内蒙古高原,穿过崇山俊岭,流向东南,蜿蜒于平原之上。
1 永定河
永定河斜贯北京西部、南部,是城市最大的过境河流。它发源于内蒙古的洋河、山西的桑干河和北京的妫水河,在距北京天安门西北100公里处的官厅汇聚而成。永定河全长680公里,流域面积47000平方公里。由官厅至三家店段,称为官厅山峡,流域面积1600平方公里。
受上游降水季节分配不均的影响,其流量极不稳定,历史上曾有“小黄河”、“无定河”之称。在由西北向东南、长达110公里的高山峡谷中奔流的过程中,一路收纳湫河、清水河、下马岭沟、苇甸沟、清涧、樱桃沟等支流,在出三家店之后坡势骤缓,经大小龙河、天堂河等第次汇合,在大兴区石佛寺附近入河北省。至此,永定河一路东行流过天津市,汇入海河之后注入渤海。
现存永定河河床宽约500到1000米,最宽处达2000米。从河床堆积的巨大鹅卵石,可以想见当年怎样奔突咆哮之雄姿。永定河最大流量(1939年7月25日卢沟桥4390立方米/秒)
永定河是北京最早的水源地,河上的古渡口是北京最早的交通枢纽。北京早年城市建设所需木材和生活所需木炭全部经永定河运至北京。没有永定河,北京先民也难以生存繁衍,更难有日后的北京城。这就是为什么永定河被称为“北京的母亲河”。
1950年代官厅水库建成,从此改变了永定河的水文特征。
2 潮白河
发源于燕山北部的潮白河,由潮、白两大支流在密云县河槽村汇聚而成,是北京第二条大河。在市内主河道长118公里,流域面积为5613平方公里。
潮河古称鲍丘河发源于河北丰宁,于古北口入境,随即入密云水库。长约200公里。白河古称沽河,发源于河北省沽源县,于延庆白河堡入境,出白河堡水库后向东入密云水库。长250公里。两河在密云会合后,称潮白河,流经密云、怀柔、顺义、通州、于大沙务出境,入潮白新河,经天津,在北塘入渤海。
潮白河历史上也是一条经常淤、决、徙的河流。1960年代初,密云水库在两河汇合前的燕落盆地建成,京密引水渠也分两期修成,成为北京最主要的生活及工、农业水源。
3 北运河
北运河是开凿于七世纪初(隋)的南北大运河的最北段。流经北京北部和东部地区。其上游为发源于北京境内山丘的温榆河,自西北而东南,至通县与通惠河汇合后,从通州区牛牧屯出北京入河北省,再与永定新河在天津汇合入海。
北京近郊的其他较小河流,如北面的清河、南面的凉水河等,全都注入北运河。是北京最主要的排水河道(包括工业废水和生活污水),兼行洪蓄水,又名“北京排污河”。
4 拒马河
拒马河发源于河北省,由西向东在房山入北京,在铁锁崖分为南拒马河和北拒马河,流经张坊、石窝后入河北。南拒马河在、北拒马河在出北京入河北省。
大石河发源于房山区霞云岭堂上地区,在房山区路村附近出北京,在河北省汇入北拒马河。小清河在房山区折向南,在房山区薛庄附近出北京,在河北省汇入北拒马河。两河最后经海河入渤海。
大石河古称圣水,又称琉璃河,可见其水质之清澈。她又是北京最古老的河流——与人类活动最初之记载相伴。
5 蓟运河
蓟运河由东向西流经北京市东北部的平谷县,境内部分是它的支流泃河。它从河北省入北京,经海子水库(金海湖),向西再向南,从平谷区北务村西出北京入河北省。然后经河北省三河县,在天津市纳进州河之后,南行流入渤海。
事实上,北京城区是没有天然河流的。各河道、水面,均基于地下水(泉水)开凿而成。
北京的文明源于这片丰泽的土地。
第二部分 古都因水而生
北京最初的城址在蓟丘,即今莲花池一带。公元前1045年,武王伐纣,分封蓟国——至今已有3052年。
蓟城处于永定河冲积扇的潜水溢出带。绿野平畴之上,流泉萦绕、湖塘相间。广安门外莲花池的前身是蓟城西郊的西湖。由于河系密布,地下水丰沛,许多水源都是从平地直接喷涌而出,当时的水面积相当于今天莲花池面积的两倍。洗马沟(即今莲花河)出西湖,穿过蓟城西南、贴着南墙根向东流,是当年蓟城最大的生活水源。
到1151年,金代建立中都的时候,莲花池可称之为城市之脉——莲花河穿过城市和皇宫,专供皇室用水。而城外的东北郊,一片更为浩大的水域,变成皇家园林—北宫(即今天的北海)。
元朝将金中都化为废墟。刚刚继承大汗位的忽必烈策马来到蓟都旧址,只能住在城外这座前朝的皇家园林当中的一个小岛上,即今天北海公园的琼岛。
不过25年,一座新城拔地而起——元朝之大都。忽必烈修建新都,不仅因为金中都已毁坏,更因莲花河水系已经远远无法满足更大规模城市的需要。
琼岛周围的水域称为太液池。忽必烈在它周边修建起一系列宫殿。那时,玉泉山的泉水,正突突冒出地面,于是开辟了专用金水河水道——因为自西北流向东南,依中国古代五行学说,西方属金,遂被称作“金水”。
数百年来,北京城与西郊外的玉泉山形成了依存关系,玉泉山水量的多少,直接影响城内生活。昆明湖当时蓄积了玉泉山周边的众多泉源,成为一座巨大的平原水库,为城市提供着绵绵不绝的水源。而当大水来临时,它也能够调蓄洪水,保护城市的安全。
金代修建的金水河早已废弃,玉泉水沿着高梁河与长河水道进入城市,不仅供给太液池(北海)的用水,同时还要满足护城河以及紫禁城四周筒子河的用水。 而长河,到晚清已成皇室专用水道——无论沿着风景如画北京西北郊缓缓驶向颐和园,还是逃避入城的八国联军。
作为北方军事霸权国都,需接受富庶南方的供养。隋炀帝(公元608年)开凿永济渠(北运河),与南方的大运河连起来。在后来的一千多年时间里,一直是北京城物资供应的命脉。
到了辽代,大量的粮食须经通州转运到北京城。即史称“萧太后河”。自1004年年开凿至今,已有千年历史。过去,从北运河到京城,依旧不够通畅。尤其是夏秋之际,雨水多、道路泥泞萧太后决定开凿京城至潞县(今通州)的运河以通漕运。
想想明、清两代的皇宫王府建筑吧! 随着对木材的需求,船的吨位不断加大,运河水量显得不够了。遂从永定河打开一个口子,引水直通北护城河。而随着京城之繁荣,运力又不够了(其漕运曾高到日运粮食4600石),再从北部昌平的白浮泉引水,东流注入运河。每每河道淤塞,动用军民上万人疏浚。
渐渐地,这条人工河在城市当中形成一巨大湖泊,被称为“海子”,即今日之“积水潭”。公元1293年,忽必烈看到无数船只停泊在积水潭码头,船帆遮天蔽日,赐名为“通惠河”。 元、明、清三代(1293- 1901),倚仗它维持京城需索,直到铁路出现。
到了20世纪中叶,北京(1928-1949称北平)水面已呈破败之象。西北郊的昆明湖、圆明园等湖面不断缩小,城内的什刹海、北海、中南海、陶然亭、莲花池……亦然。
人民共和国政府在原来水系的基础上进行了长年的疏浚整治。
城市东南角的古高梁河道,汇集了外城一带的雨水和龙须沟的污水,经过整治变成了一座大型的河湖公园—龙潭湖。龙须沟改建为暗河。整治了紫竹院湖、陶然亭湖、玉渊潭等。这就是今天可见的市内公园。
随着城市规模不断扩大和生活品质的改变,对水源的需求(工业、农业、生活,包括景观),已成不言而喻的头等大事。
第三部分 北京水资源总量
北京水资源量包括地表水与地下水。
北京地表水主要包括河水、湖水,以雨、雪、冰雹等形式降落到地面的大气降水,是地表水体的主要补给源。
多年来,北京的年均降水量为595毫米,折合成年降水总量98亿立方米。由于蒸发等原因,降水总量并不意味着全部补入地表水和地下水。成功补入并可资利用的,在北京,多年经验数据,约为三分之一强(多年平均水资源总量为37.79亿立方米)。
北京地区全年降水主要集中在汛期6-9月,约占总量的85%。降水的年际变化也很大,有丰水年、平水年、枯水年之分。 一般干旱年份降水量在450毫米上下,特别干旱的年份在300毫米以下。
1 地表水
地表水主要指河水及湖水(包括水库)。
北京五大水系的天然径流量,在平水年,约47亿立方米,枯水年则降至26亿立方米。对天然径流量的利用,多通过修建水库、沟渠、塘池加以拦蓄(即“可利用地表水”)。据水务部门计算,在平水年,(保证率为50%时)北京地表水可利用水量(不考虑外流域调水)约为16.7亿立方米/年,枯水年只有10亿立方米左右。到偏枯年和枯水年,虽然保证率有所提高形势却更加窘迫。见下表:
北京地区地表水可利用水量表(单位: 亿立方米/年)
保证率 官厅水库 密云水库 怀柔水库 中小型水库及河道基流 合 计
50%(平水年) 4.5 8.5 0.6 3.1 16.7
75%(偏枯年) 2.7 7.8 0.4 2.0 12.9
95%(枯水年) 1.7 7.0 0.2 1.2 10.1
年降水量锐减,是造成北京水资源匮乏最重要原因。而年内降水量的分布不均匀,则致使北京旱涝交替——对降水存贮和利用十分不利。
北京地表供水量的80%来自官厅和密云两大水库。无可规避的事实是,官厅、密云两大水库的年来水量呈严重衰减趋势。见下表:
官厅、密云水库的年来水量呈严重衰减趋势 (亿立方米)
水库 官厅 密云
年 代 年均来水量 年均来水量
1955-1960 20.3
1960 13.7 11.5
1970 8.4 12.8
1980 4.1 6.9
1990 3.9 8.55 (前6年)
2000 2.0 4
注:“前6年”指1990至1999之间的90至95年的6年年均来水量
与其它大城市相比,同纬度城市纽约多年平均降水量为1090毫米;同规模城市上海多年平均降水量1411毫米(每年可为上海提供水量119亿立方米)。
自上世纪70年代以来,北京地表水来水量逐渐减少,1999年以来,北京及周边地区连续9年干旱,降水量448毫米,水库塘坝水量大减。2007年官厅水库蓄水量已经降到历史最低水位。
北京处于华北海河流域。该地区人均水资源量,到2007年,已经下降到348立方米,属极度缺水地区;而现状水资源开发利用率达90%以上,水污染状况在全国七大流域中最为严重。
北京自1950年代即努力实施地表水源调控,1950年至1995年间共建水库85座。
1)官厅水系
1950年代修建官厅水库时,曾将其功能锁定为防洪兴利,将沿流域工业、农业、发电、养鱼用水等,一揽子包下。到1980年代,更定位为北京市内饮用水源之一。
1971年,官厅水库水面突见大量泡沫,万尾鱼随之死亡。食用者出现恶心、呕吐等病状。中国那时正处“文革”年代——不具环境观念,更无人联想到污染。立刻引起警觉的,竟然从政治方面:这水是流向北京、流到中南海的,一定有阶级敌人往水库投毒——目标党中央毛主席。
1972年,国家决策机构收到“官厅水库污染情况和解决意见的报告”开始对“水源和城市空气污染”问题作出规划和治理。国家集合了三百多名专家,对官厅水库上游的污染源、入库河系、污水灌溉和库区水质、底泥、水生生物的污染状况,以及污染物与人体健康的对应关系等等,进行了综合调查和研究,完成了《官厅水系水源保护的研究》(1975),并同步对官厅水库上游39个污染企业(包括农药厂、造纸厂、橡胶厂等共77项)进行治理。1979年,官厅流域水源保护工作由单项污染治理转向流域综合防治。
官厅水系水源保护是中国环境保护工作的开端。“以防为主,防治结合”、“将经济发展与环境联系起来”、“把流域视为区域整体”、“北京东南郊环境污染的环境影响及其对策”等具有前瞻性意见在那时已经提出。
正因为有了环境的观念和立即跟进的科学研究,在后来该地区富磷矿的发现、流域煤炭资源的开发运输、以及沿河道大中型电站建设,都将环境考虑放在重要位置。比起2000年之后才在中国各地各级不得已而为之的“环境影响评价”,永定河流域领先近30年。
遗憾的是,官厅水系实施环境保护的先例,并没有在全国形成共识,更遑论程序化与制度化。随着主管领导(万里,原北京市市长;后全国人大委员长)调离,永定河流域已与中国大部分河流命运一样,部委之间、各省市之间,上下游之间,抢着上项目、抢着拦洁净水、抢着偷偷排污……,导致永定河来水量从19亿立方米(1970年代),下降到4亿立方米(近年),来水最少年份只有7000万立方米。水质也由原来的二级变为劣Ⅳ级。
1997年一次严重污染事故之后,官厅水库正式退出北京饮用水源地。设计容量为41.6亿立方米的官厅水库,水量只剩0.9亿立方米。
2008年,水利部、国家发改委批复《永定河干流水量分配方案》,作为下游的北京,将从上游地区(山西、河北)获得4.2亿(正常年份)、2.15亿(一般枯水年份)、0.9亿(枯水年份)立方米水。
2)密云水系
随着供水与用水间缺口不断加大,北京东部的潮白河,进入决策人的视野。
1960年,密水库在京城东北郊密云县建成(最大蓄水量为43.7亿立方米,平均年径流量11.9亿立方米);京密引水渠于1961年和1966年分两期建成。途经密云、怀柔、顺义、昌平、海淀5个区、县,在玉渊潭上游与永定河引水渠汇合。京密引水渠与永定河引水渠的建成,串起了昆明湖、紫竹院、高粱河、动物园、积水潭、什刹海、北海、中南海以及护城河等多个河湖水系,形成了一条城市旅游风景带。
遵循着历来的行事风格,对密云水库的功能,一开始也锁定在大而全的防洪、发电、农业灌溉、水产养殖和城市供水。而“燕山明珠”这样的浑号,更让密云水库周遭百姓(包括移民),将致富之希望投向这片水面——更何况还有当局发出的文件(国务院,1979年79号文):“把密云水库建成‘千人住、万人游’的大型旅游基地”。
宁静的库区顿时热闹起来。河漫滩上建起大型游乐场。旅游业转瞬间给密云县带来收入。而大规模旅游(游艇洗舱、宾馆饭店排放洗浴……)所造成的水库严重污染,已经难于掩盖。
1980年代以后,官厅水库遭污染后,“北京仅有的一盆净水”密云水库,成了供应首都的重要源头。颐和园、玉渊潭、北海、什刹海等市内湖泊,已不再源于西山泉水,而大部分来自密云水库。随着北京城市面积不断扩大,地下水源一片片、一层层干涸,政府关于北京发展的政策,终于变为“弃农、压工、保生活”。
自1985年起,大而全的密云水库“大步后退”,定位为北京的饮用水源地,每天向城市供水117万吨。市级水源保护机构成立。水库周围划分出一、二、三级水源保护区。坝上的“度假村”被拆除,商业饮食网点一一取缔。交通方面,禁止未经批准的机动船下水,并实行汛期封路、封坝。
旅游“叫停”,为求生存(兼及致富),高密度网箱养鱼在水库发展起来。起初,库湾内只有0.03公顷网箱;几年后,发展到4.5公顷——大量饵料和鱼类粪便入水,相当于50万人向库内排放生活污水!
密云水库周边,原有丰富铁矿蕴藏。1989年2月,随着“严令禁止网箱养鱼”规定的颁布,为赶中国“富起来”大潮,库区村民再打主意:不仅县一级,连村一级、乃至各家各户,都卷入开山炸石、采矿、选矿热潮。植被破坏、土壤剥离、巨量废石堆入山谷,加上选矿留下的尾矿,不仅河道阻塞水库淤积、矿区内有害元素开始渗入地表,直接危害水库水质。铁矿开发所造成的的隐患日益严重,2005年11月3日,政府明令非法采、选矿厂下马。
1991年北京郊区农民人均年收入¥1456元,而密云库区不足¥800元。将农田让给水库的密云人不知出路何在。
如今当局出手的措置,是将多年来聚集在水库周边的大量人口转移到其它地方,以减轻密云水库周边的过度开发。
3)温榆河-北运河水系
温榆河属于北运河水系。
源于燕山南麓(昌平、海淀一带)的温榆河,是北京市五大水系之中,唯一发源于北京境内且常年有水的河流。从北向南依次流经海淀、昌平、顺义、朝阳、通州五区,沿途收纳南沙河、北沙河、东沙河等39条支流,全长64公里。
温榆河曾经承担京城航运重任,直到清末民初,铁路兴起,温榆河(北运河)水系才逐步演变为单纯的排水纳污河道。
1980年代以来,随着经济社会的快速发展,流域内人口急剧增加,城市化进程突飞猛进,生产废水和生活污水排放与日俱增,而流域内排水管网与污水处理基础设施建设远远滞后。绝大部分废污水直接排入温榆河的干、支流,河道水质每况愈下,指标已远低于地表水Ⅴ类水体标准。
因漕运而一度辉煌、又承担了排污重任的温榆河,到世纪之交,成了北京唯一一条尚称“长流不断”(枯水年也可达4亿立方米水)的河流,虽然水质已劣到人人掩鼻的程度。无可否认的是,无论作为水资源还是水环境,包括对首都至为重要的景观,温榆河功能正日渐丧失——在那蜿蜒流过人口(和高档住宅区)密集的河道里,几近停滞的黑色污水泛着恶臭。
为解决北京奥运会水上运动场馆用水问题,北京市水务局决定把温榆河的水调入潮白河——“这条排水河道每年出境水量达4亿立方米!”(局长卫万顺)——“引温入潮”工程立项。
2007年1月30日,调水工程正式启动。引水管道总长13公里,年引水量为3800万立方米,总投资约4.3亿元。温榆河水经过地下玻璃钢管线,正源源不断地注入顺义新城北部的减河——奥林匹克水上公园所在地。据官方报道,“干涸多年的减河已蓄水30多万立方米”(虽然现场照片未显示此景象)。预计三年后,潮白河总蓄水量将超过1亿立方米。
虽然从地图上看,北京今日尚有大小河流200多条,但这个千年前曾“因水而生”的大都,北京基本上已是“有河无流”。北京周围数百平方公里范围内,再也找不到一处达到标准的清洁水源。
2 地下水
地下水是埋藏在地面以下,存于岩石和土壤空隙中可以流动的水体,分为深层和浅层两种(孔隙水是土壤中含的水、裂隙水是地表岩石中的水、岩溶水是地下很深的碳酸盐类岩石形成的溶洞中储存的水)。深层地下水的深埋大,补给周期长,如果大量抽取会造成地下空隙,引起地面沉陷。所以,“可利用地下水”通常指可补充,且不至引起地层变动的浅层地下水。
北京的可利用地下水主要分布在五大河系的冲击、洪积扇,以永定河、潮白河冲击、洪积扇为最丰富。历史上众多名泉,如玉泉山泉、万泉庄泉、莲花池泉等均是地下水的天然露头。在北京西部、北部山区,1980年代,流量大于每秒0.010立方米的大泉有八十多处。
凿井饮水,对北京人而言,早在公元前就已经开始。自元代(1271年)起,北京城市生活用水已转向地下水。用与供的平衡(地下水总能得到及时补充)维持了千年,直到1980年代初。
截止到2000年,北京市地下水年可采资源量为24.5亿立方米。目前,北京市地下水利用量占总用水量的2/3以上,已成为城市安全供水的主角。
综上所述,在平水年,北京地区地表水和地下水合起来,可供给量为42—47亿立方米。近年,北京的年需水量为40—45亿立方米。其中,城乡生活用水5一7亿立方米;工业用水12—14亿立方米;农业用水 22—26亿立方米。供水量和需水量若不含生态环境用水大致可以平衡。
但是,自1999年以来,已连续9年出现干旱,北京进入枯水年,地表水与地下水出现严重衰减。北京市水务局数据显示,如果不算中水回用,北京区域内可利用的水资源总量为32.5亿立方米。其中官厅、密云地表水共计8亿立方米,城市地下水24.5亿立方米——尚未将污染因素打入。
北京水资源形势十分严峻。
第四部分 水资源消耗
1 北京市人口
50多年间,北京市人口由414万增至1714万(2007年8月25日《北京晚报》)。
在本世纪初第三次水危机发生时,正是北京市人口增长最快的年份。仅2007年一年,就增加52万。
如果按照多年平均值,将北京可提供水资源定为40亿立方米/年,仅仅由于人口增长,两千年来生活在这方土地上的人所能享有的水量大致为:
朝代 公历 人口(万) 人均年享有(立方米) 汉初 0 60000
东汉末 220 28000
唐 618 11000
金 1191 8000
元 1271 5300
清末 1900 110 3600
人民共和国 1949 410 1000
奥运会 2008 1714 少于233
北京变成了世界上缺水最严重的特大城市!
2 消耗方式
1 工业
2 农业
3 城市建设
4 园林河湖景观
5 生活方式
6高尔夫球场
7奥运——重大政治活动
1)工业
1949年以前,北京虽然已有石景山发电厂、门头沟煤矿等实业,尚没有形成规模,用水量很少。
1949年人民共和国建政。实现工业化与现代化,把消费型城市变为生产型城市,一直是执政党的首要目标。工业用水即指除电力工业外其他行业用水,包括冶金、煤焦、化工、建材等13个行业系统。时至1963年,北京工业体系相继建成投产,用水迅速增长,由每年0.3亿立方米(1949年),增加到6.4亿立方米(1963年),平均年增长率26%。1964年至1980年,该项用水已达13.5亿立方米,万元产值用水量442.6立方米。
八百年古都北京,在20世纪下半叶,变成中国北方最大的重工业城市。
时至1980年,与1950年相比,北京的工农业总产值增长了30多倍,其中工业产值44倍,重工业产值为66倍——工业用水量增长45倍。
到1981年,“节约用水”逐步提上日程。“水老虎”(如冶金、化工、造纸等)盲目上马受到抵制。当局努力调整产业结构,提高第三产业在GDP中的比重,但依旧力图保持强大的工业和令人瞠目的城市扩展。
时至1995年,与1981年相比,工业产值增长3.5倍,工业用水量减少到9.34亿立方米,万元产值用水量降为68.6立方米。在该领域,水的重复利用率,据报道已达到八成。
2)农业
北京地区农作物以水稻、小麦、高粱、玉米为主。此外还大面积种植蔬菜。1949年之前,灌溉面积仅1.42万公顷(21.31万亩)。至1958年,有效灌溉面积已达9.53万公顷(142.92万亩。官厅水库开始为下游农业供水,沿河道基流修建了扬水站和锅驼机抽水机井。城市部分生活污水和工业废水加入灌溉,总量已达5.73亿立方米。
自1961年,密云水库开始为农业供水,北京有效灌溉面积扩展到22.98万公顷(344.74万亩),农业用水量达19.73亿立方米。其中地表水13.93亿立方米(包括污水废水1.98亿立方米),抽取地下水5.8亿立方米。
1980年,有效灌溉面积达到34.03万公顷(510.5万亩),灌溉用水达30.5亿立方米(其中清洁水25.3亿立方米),包括从每亩100立方米喷灌到1000立方米大水漫灌,取决于作物品种与水提取的方便程度。滴灌方式还没有进入决策者视野。
1980年代初北京遭遇连续四年干旱,城市和工业用水持续增加。鉴于水资源紧缺的总形势,北京出台“保证城市生活和重要工业及蔬菜灌溉用水”方针,农村用水限于中小水库、河道基流和地下水。到1985年,两大水库继续压缩农业供水,全年只供1.8亿立方米,污废水利用也降为2.42亿立方米。当中小水库及河道基流无力提供足量农村用水时,地下水开采量增加到15.69亿立方米。
80年代以来,虽然增加了0.6万公顷(9万亩)的池塘养鱼用水,林果灌溉用水和人畜饮水也有增加,从1985至1995年这10年间,农村用水维持在21亿立方米左右。随着节水措施的实施,农田灌溉用水一路递减,维持在16亿立方米左右。两大水库供农田灌溉由多年平均6.22亿立方米(1961-1984),下降为1.76亿立方米(1985-1995),而地下水采量始终在16亿立方米上下。(1958至1995年农村实际用水量见附表3-3)
3)园林河湖景观与生态保持
1980年以前,出于“无产阶级”对“美”的蔑视,加之河中尚有水,特别的环境美化用水不多。随着水渐缺,北京传统园林近乎难于成景。但首都门面尚须维持。于是,每当公共节日及重大庆典,市政当局即为河湖换水——所谓维持景观用水。作为首都标志的几片水面必须维持,中南海和颐和园则为优先保障对象。沿着输送线的紫竹院公园、动物园、什刹海、北海……的景观用水,相应沾光。
到1980年,该项用水仅1768万立方米;1987年达到5177万立方米。以后逐年减少,到1995年减少到3493万立方米。(1980年—1995年历年景观用水量见附表1-4)
如今,颐和园处于缺水状态已有三、四年。昆明湖(园中的湖)虽是北京最早的“水库”,却是天然河湖水系的一部分。随着北京河流干涸、地下水位下降,园内湖水出现回灌地下的情况。加上昆明湖水面大,蒸发快,已是补不胜补。原先供应颐和园内湖的密云水库,为保证北京饮用水,已停止供应景观。官厅水库到颐和园130多公里,沿途要损失一半。如今,颐和园仅在四个时段供水:每年三月、“五一”、“十一”和结冰前。如果园内有重要的外事活动,水务部门将随时补水——大约每年1000万立方米,以保证颐和园的湖水水深1.5米至2米。2007年3月曾一次从官厅水库补进100万立方米清水。
圆明园用水由水务部门限量配给(每年向市里申请700-800万立方米),只能得到100万立方米。圆明园当局为保住园内湖水,曾采用人工湖底铺膜,社会为之大哗(湖水和环境隔绝,整体生态系统遭破坏)。曾有外籍生态设计专家建议采用“美国西南部地区和墨西哥方式”,在圆明园周围建立一座社区型生态污水处理系统,将周边建筑物产生的废水及附近的雨水,通过处理,转化为景观水。无奈附近维一一家污水处理厂(肖家河),不仅日2万立方米的排水量无法满足圆明园,其处理程度只能达到排放标准,不能作为景观用水。另一家较近的清河污水处理厂,其产出中水质量尚可,唯须全力供应流经奥运村的清河河道,难于达成协议。
对于维持城市鲜活生命的生态用水,比如使环境不再恶化而需要及时补充的水;以及水土保持、植树造林、维持河流水沙平衡用水;保护和维持河流生态系统之生态基流、回补超采地下水所需之水;维持区域生物地球化平衡所用之水……等等,目前尚无能力提上日程。
作为古都北京标志的天然水景,如今已难于维持。
5)生活
20世纪前,北京居民生活用水全部依赖自然:河、湖、井。
1908年(清末),京都第一座自来水厂建立,日供水量2.5万立方米。到1949年,市区依旧只是这座自来水厂,日供水量已达5.8万立方米,供应市区约有三分之一的人口(人均日用水量0.014l立方米)。随着人口增长和各种生活设施添加,供水量逐年增加。1959年,日用生活水已达9883万立方米(市区人均日用0.075立方米),总用水量年递增26%,人均日用水年递增17%。
1960年以后,城市人口增长速度减缓,城市建设速度相对稳定。到1980年,北京生活用水3.5亿立方米(市区人均日用水量0.220立方米),与1959年相比,总用水量年递增6%,人均日用水年递增5%,个别年份增幅较大。
1981年以后,中国开始“改革与开放”。居民生活用水,包括饮水、洗涤、沐浴、冲厕……,以及服务、娱乐业(桑拿、足浴等)和机关、学校、医院、市政设施改进后的用水,增长较快。日供水能力50万立方米的地下水水厂(第八水厂)投入供水。到1995年,生活用水达6.16亿立方米(人均日用水量0.302立方米)。15年间,总用水量年递增为3.6%,人均日用水年递增2%。(市区历年生活用水情况见附表3-1)。时至上世纪末,第九水厂建成,北京生活年供水量突破7亿立方米。
6)高尔夫球场
随着“改革与开放”,一只与古都毫无渊源的“水老虎”蹿入北京,对用水造成不容忽视之影响——高尔夫球场。
这只“水老虎”在文化古城第一次出现,是1986年。挥杆者从高官、大款开始,渐渐成了身份与财富的象征。近20年过去,北京如今已有标准球场38处。总占地面积超过3500公顷.其中朝阳区有19处,海淀区有9处,其余10处分布在顺义等区县。如果加上大大小小的练习场,北京实际已建成不下100处高尔夫球场——估计年用水量不少于2700万立方米。(一个18洞的高尔夫球场,一天耗水量1000立方米)
由于修建高尔夫球场须大面积铲除原生树木野草,种植进口草皮,消耗大量水(包括直接抽取地下水)的同时,须喷施多种农药和杀菌剂——直接对地下水造成污染。维权和环保人士一再呼吁,望“政府出面干预”,不可再侵占宝贵农地;不可让公地成为富有者的私园;不可在生态脆弱且严重缺水的北京,令城市环境生态保护大步倒退。
2002年,市政当局曾提出以土地审批权限制其发展:明令各机构不得以绿化为名建设并经营高尔夫球场;球场项目不得占用农业用耕地、城市建设用地及水源保护区;对污染超标的球场,将进行处罚;今后再建的球场不得使用地下水和城市自来水,而是要使用处理后的中水等。 2004年初,发布了全面叫停的规定(《国务院办公厅关于暂停新建高尔夫球场的通知》)。到今天,这个看似严厉的禁令已实施了三年,在极度缺水的北京,这一暴利“水老虎”,依旧方兴未艾。
7)奥运
北京主办2008年奥运,已不仅是“体育比赛盛会”,变成中国“强大繁荣”——从而赋予当局政治合法性——的展示。
北京为奥运会提供32个比赛场馆,其中新建场馆19个。就算不说奥体中心(鸟巢)、水立方、英东游泳馆……等,仅一个丰台垒球场(四块比赛、训练草地,面积13000平方米)其浇灌维持用水,每年须10万立方米以上。
已然干涸的潮白河,定为2008年奥运会赛艇基地——届时河上将出现长70公里、宽400米的连续水面(约4000公顷)。2007年的热身赛,曾以橡皮坝两头拦住干涸河面,靠地下水抽取形成“竞赛水面”。正式比赛据称水将从温榆河输送。
潮白河公园的 “和谐广场”(又名“水上乐园”),拥有水面1137万平方米。其创世界纪录的“旱地喷泉”,人工喷射高度为136.8米(寓意顺义建置1368年)。
面积达200公顷的奥运村人工湖正在开挖,湖水据称取自清河“中水”。
估计全部场馆维持用水,每年不少于2000-4000立方米。
与奥运盛事相配套,北京出现一系列费水的豪华建筑:国家大剧院(为一片面积35000平方米的环形水面所环绕);中央电视台;新机场航站楼……,以及“迎奥运绿色生态圈”:共三道,规划面积1.25万公顷,以人工浇灌的林地为主,另有1000公顷的人造小湖点缀其间。
随着这股具有政治寓意的“绿色奥运”风,人工湖、人工溪流、音乐喷泉等水景,正风行于北京各区县。
海淀山后,稻香湖景大酒店正挖湖造景,水面达数十公顷,不惜动用地下水源。
繁华的海淀中关村西区(“北京硅谷”),造起带灯光和音乐的超大型水景和喷泉(这一“城市现代交响乐”,由于运行费用昂贵,除开幕或节日期间,平时闲置)。 原为潮白河下游天然溢洪区的顺义汉石桥湿地,密云水库建成,几失去补水来源。现在靠抽地下水维持湿地水面,每年耗水 13万立方米。
“玩山弄水” 已成地产开发商新时髦——以钢筋水泥,在北京营造“江南水乡”、“威尼斯”、“塞纳河畔”等景色。所谓“户户水湾环绕”;“水声乐声喧闹”……。 在1950-60年代,北京行政当局的命令是“拔光道旁每一根草”。到1980年代,开始从外国引进草坪——不顾北京地处干旱地区;也不考虑城市绿地灌溉的方式:不仅中水利用率低(粗略估计,不足0.01%),相当部分还在使用大口径胶皮管漫灌。开发商说:“一有水,房价就上涨”;与之交易官员说“先引水,再卖地皮。临水的地价比不临水的,至少高15%以上”。
更有不少河道(如亮马河燕莎东段;坝河;)用橡胶坝截留河水,以解决城市景观和生态用水。在城市河流水源日渐干涸的局面下,遭到截流的水面,水体迅速恶化,变绿变黑发臭。
这些“圈水工程”,打出的都是“河道整治”、“防洪”、“保护湿地”等口号,不顾城市地下水位短期内大起大落;不顾下游河道干涸或行洪障碍;也不考虑蒸发量;更没有人想到一条有生命的河流自我生态调节。
目前粗略估计,2008年北京,将至少多消耗2亿立方米水。
国务院曾经规定,在河流上取水、蓄水,须报有关水利部门批准;一批又一批专家和环境保护人士呼吁,对水的管理——无论市场化,还是强制性——都已迫在眉睫。时至今日,源于利益驱动与法制缺位的水劫,仍无法得到有效制止。
第五部分 水危机与应对
1 北京出现水危机
1970-1972年,北京年平均雨量降至508mm。两大水库来水同步减少,200多万亩农作物减产,致使“平原打井高潮”出现——共开凿3万余眼。两大水库供水对象转向城市,郊区的浇灌农业主要依靠地下水。
10年后,北京再遇连续五年干旱,平均年降水量降至464mm。1981年7月下旬,密云、官厅两大水库蓄水仅5.1亿m3 。地下水也大面积超采,供水形势严峻。国务院当即决定,密云水库主要保北京,天津改为由滦河供水。北京市出台 “限工、压农、保生活”的供水方针。
1999年以来,北京连续九年干旱,年平均降水428mm。北京开始自境外调水。从2003年9月到2005年10月,多次从山西大同册田水库、北京延庆白河堡水库、河北友谊水库、壶流河水库、响水堡水库、云州水库等向北京紧急调水。河北省中部向北京应急调水工程同时开工。北京平谷、怀柔两个应急水源工程(采集深层地下水)也已建成。
应该说,从20世纪80年代至今的25年来,干旱一直肆虐北京。尤其是1999年以来持续九年的干旱,使北京市原本短缺的水资源量,又减少了50%!在北京历史上作用非凡的泉水如今已全部销声匿迹,20世纪50年代以来兴修的大小85座水库,现在只剩官厅、密云水库两盆水,前者从20世纪90年代以来一直是污染严重不能饮用的四类、五类水。
全市入境水量锐减到4亿立方米。以2003年为例,由于连续遭遇枯水年,全北京可利用的地表水量仅有6亿立方米,而这一年的用水总量为35亿立方米——地下水比正常年份超采4至5亿立方米。
曾几何时(其实不过30年前),北京的地下水给人“用之不竭”的感觉。这是因为当时北京人口规模远不像现在这样庞大、城市建设发展速度也不像如今如此令人瞠目,北京水资源基本能够满足城市用水需求。
现在已经清楚,浅层地下水是要靠降水和地表水下渗补给的。在平水年,年补给量为20-25亿立方米,通常称做“地下水的年可开采量”。 如果对地下水抽取超过补给,就形成“超量开采”。
几十年来,北京城市发展日趋一日地“成规模、上档次”。城市硬化铺装,形成的不透水面积越来越大,影响雨水下渗,直接妨碍地下水补充。而人口的持续增多,工业、农业、生活用水量持续增加,地表水不够,直接后果是长期、严重的地下水超采。加之自1999年以来,干旱年景连续出现,致使在地下水补给量减少的局面下,连年超采得不到遏制,其结果是地下水位持续下降。
北京正常情况下,每年开采地下水资源应为24.5亿立方米,但越是枯水期,开采量越大,不到10年的时间里,北京地下水资源蕴藏量已亏损60亿立方米。北京地区地下水位每年下降1米左右,北京平原地区已出现2300平方公里的地下水漏斗区,漏斗中心深埋达20-40米,局部地区出现地面沉降,最大沉降量达到800毫米。
近几年,北京每年缺水均在4亿立方米左右。据《二十一世纪初期首都水资源可持续利用规划总报告》预测,到2010年,北京市需水量将达到53.95亿立方米,缺水12.62亿立方米。
在如此危殆局面下,北京市水资源利用率依旧相当低。
1)用水形式粗放。如上游地区:官厅水库上游万元GDP用水量738立方米 ,工业用水重复利用率52%;密云水库上游高达1923立方米,工业用水重复利用率仅为21%。
2)生活用水中水采用率,仅占很小比例。
3)限制用水、节水等措施,要么尚未出台,要么执行不力。
2目前政府的措施
时至2007年,当局终于将北京的水资源危机列入“城市安全战略”。在奥运会迫在眉睫的2008年,政府决定主要从三个方面入手:
1)更多吸纳入境地表水 (原来河道)
2 )从外流域调水(另辟新道)
3 )进一步开发并涵养地下水
1)更多吸纳入境径流水
北京西北部的张家口坝上,是永定、潮白两河(官厅、密云两水库)的水源区。2008年初,河北省全面叫停坝上地下水开采;张家口市政府也发出“坝上禁水令”,实施取水许可制度,并严格控制蔬菜种植面积,发展节水旱作农业,以控制地下水位下降。
2 )调水
如今,北京每年从山西册田水库、河北友谊水库、白河堡水库调水5千万立方米以解燃眉之急。目前河北四库(大西洋、王快、黄壁庄、岗南)调水进京工程已经完工,一条307公里长的引水涵洞由南向北通向颐和园中的团城湖,预计每年向北京供水4亿立方米,奥运会前4个月即开启。
“南水北调”工程中线工程正在紧急施工。贯通后,自2010年起,丹江口水库(三峡水库——据称将有涵道将二者接通,由三峡电将水由地处向高处泵送)将每年向北京供水12亿立方米。
3)地下水
目前,北京市地下水利用量已占总用水量的2/3以上。即使2008年冀水进京和2010年江水进京,地下水仍是城市安全供水的决定因素。
这意味着,每年地下水开采达30亿立方米。如果按照北京平水年年补给量(即“地下水的年可开采量”,也即自然条件可担负的地下水开采)20-25亿立方米,则每年“超量开采”近3亿立方米。
时至今日,职能部门(地质勘探局)认为北京地区地下水开发利用存在潜在危机:水位仍呈下降趋势,地下水超采区域继续增大,地下水储存量逐年减少,地下水厂供水能力降低;于此同时,地下水水质进一步恶化,水质性缺水已是无法回避的事实。 本来,依照规划,2010年南水北调之后,北京将有七座自来水厂不再抽取地下水,以涵养水源。地下水在北京水消耗的比例将下降。但同为官方文件,也有在危局下,依旧“深度挖潜”的决定:“建设地下水资源保障工程”。在保证“现有城市地下水水源(长供和应急)持续供应”之外,还要“加强城市应急后备水源,特别是岩溶水应急水源的勘查选址”,建设地下水库,以期实现“地表水、地下水联合调度”。
地质专家虽然清楚知道,“水资源是基础自然资源,地下水的开发利用必须以保护和改善生态环境为前提,以地下水的可承载力为规划利用的依据,以地下水的保护和涵养为安全供水保障。”(卫万顺)可惜当局看重的,并不是他们的理念,而只是他们在为飞速扩展的北京找水、供水上的技术能力。
3我们的建议
无论是大规模调水,还是投入力量,“安全地”使用地下水,对北京而言,只是饮鸩止渴——不仅不能改变北京目前引以为傲的高速度、高消耗生产生活方式,反而继续刺激城市规模的扩大,加剧城市的水危机。
解决北京水资源危机的出路只有一条:压缩城市规模,减少城市人口,严格控制高强度扩张与开发。为此我们建议:重点发展富水地区经济,分担北京城市功能,不再人为强化北京市的区位优势,来达到分散市区人口、转移人口,控制城市建设规模的目的。
城市规模控制,一个是人口规模、一个是城市建设规模。由于北京人口规模失控、城市建设规模过大,水资源开发强度超过承载力极限,北京原有区位优势,被水资源的急剧减少已降为劣势,靠南水北调工程人为强化水资源承载力,并以这一工程措施为依据,将北京人口容量定为1800万,把数百万人口移向北京卫星城的大北京规划不足取,它违背了大自然的——负载定额律。这样只能导致城市规模的进一步恶性膨胀,加剧海河流域水资源紧缺的矛盾。
立足北京千年来所依托的区域自然生态环境,维护华北海河流域水资源的正常循环,全力开展真正意义的生态恢复。同时调整产业结构,建立生态保护的水价体系,提高水资源利用率和利用效率。避免高资源低利用,向节水防污高效产业结构发展。
不仅决策者,每一名首都用水人,都要时存危机感,明白现代人的真正特征:不在于花样百出的挥霍,而是对自然的敬畏与自我制约。
如果决定北京继续做首都,坚决割爱,将众多耗水型行业远移,移出海河流域等缺水地区。不要再给这些缺水地区带来新的矛盾。分解城市功能,分散和转移城市人口。否则,从挽救中华文化古城出发,坚决迁都。