城市水問題及治理措施探析

郭善超

（北京市水務建設管理事務中心，北京 100036）

水資源是人類在生存和發展的歷史長河中最具有不可替代性和稀缺性的物質基礎，是城市建設和文明延續的基石。我國眾多城市都坐落在流域及河流附近，傍水而建、依水發展，比如，建在黃河流域的西安、洛陽、蘭州，長江流域的上海、南京、武漢，珠江流域的廣州、珠海、中山，松花江流域的哈爾濱、吉林，以及建在永定河畔的北京、岷江畔的成都、湘江畔的長沙等。城市是離不開水的，同樣，水也在影響著城市的發展。中國人多水少，水資源時空分布不均，與生產力布局不相匹配，破解水資源配置與經濟社會發展需求不相適應的矛盾，是新階段中國發展面臨的重大戰略問題[1]。根據國家統計局發布的數據情況來看，1978 年我國城鎮人口約1.7 億，城鎮化率為17.92%，而到了2022 年末，我國城鎮常住人口已經達到9.2 億，常住人口城鎮化率為65.22%，40 多年時間城鎮化率增長了47.3 個百分點。目前我國600 多座城市中有400 多個城市存在水資源短缺問題，其中比較嚴重的缺水城市達110 個，全國城市水資源缺口接近60億m3[2]。進入21世紀以來，因工業化、城市化發展，對水資源的需求猛增，對水資源無限制地開發使用，把江河湖泊當成天然排污溝，致使水資源枯竭、水質污染問題已成為世界性問題[3]。城市水環境質量一旦出現問題，不僅威脅城市居民的生命健康，還在一定程度上制約城市工業生產的安全穩定發展，加速城市生態環境的破壞與退化[4]。在各種水問題中，暴雨、洪水等水災害的發生是對人民生命財產安全和城市發展建設破壞力最強、影響程度最深、最難解決的問題。我國有100 多座城市地面工程在江河或潮水位以下，易遭受洪澇危害，還有許多城市位于山坡下，易遭受山洪和泥石流威脅[5]。

水資源作為城市最基礎的物質資源和戰略保障，在日常生活、工業生產、環境保護等方面都具有重要作用。但是，在城市的規劃建設過程中對于水問題的研究往往重視程度不足，對水資源短缺、水污染、水災害防治的綜合治理規劃力度和措施投入較少。本文對城市水問題的主要特征進行了分析，并提出了相關的治理措施建議，旨在為城市水治理的規劃研究提供參考。

1 城市水問題的主要特征

1.1 城市水問題的類別

水問題是指存在于自然環境下的水對人類、社會、生態環境所造成的不利影響，以及人類在社會生產和日常生活中利用、開發水資源所導致的對水的相關影響等所有問題的總和。隨著城市化和工業化進程的推進，城市水問題成為一個國家或地區長期面對的重大課題，特別是對快速邁入城市社會的中國來說，城市水問題更加凸顯[6]。水資源的承載空間決定了經濟社會的發展空間，特別是城市的發展空間，受基本國情和水情影響，城市水問題已成為制約我國城市發展的重要因素[7]。城市水問題可以分為以下3 類： 從水資源供給能力角度看，水資源短缺和水資源的不均衡分配是長期以來城市水問題中對人類社會影響最普遍、最直接的問題； 從水體本身質量狀況角度看，水污染是現今人們追求身體健康和美好生活環境的前提下最受重視的水問題； 從水對的社會危害程度角度看，水災害的防治是保障人身安全和社會經濟財產的最重要的水問題。

1.2 城市水問題的成因分析

1.2.1 水資源短缺的成因分析

從自然地理條件上分析，我國地域遼闊，橫跨東西5200km，南北距離5500km，海岸線長18000 多km，水資源量分布差異較大。另外，受大陸性季風性氣候影響，在東南部沿海地區的降水量要遠大于西北部深入內陸地區的降水量，導致了水資源量的不均衡態勢?！?022 年中國水資源公報》顯示，2022 年我國水資源總量為27088.1 億m3，其中北方6 區的松花江、遼河、海河、黃河、淮河和西北諸河區的水資源總量為5955.5 億m3，南方4 區的長江、東南諸河、珠江和西南諸河區的水資源總量為21132.6 億m3。2022 年全國平均年降水量為631.5mm，其中北方6 區為340.6mm，南方4 區為1145.8mm。按全國人口數14 億計算，我國人均水資源量僅為1900 多m3，已經不到世界人均水平的22%，屬于聯合國環境規劃署制定的“水資源短缺”標準中的“水資源脆弱”（人均水資源量1700～2500 m3）的國家。但是，由于我國南北地區水資源量分布差異較大，許多地區已經達到了“水資源短缺”（人均水資源量低于1000 m3）和“水資源壓力”（人均水資源量1000～1700 m3）的標準。

從人口結構分布上分析，我國人口密度較高的地區主要集中在發達的東部沿海等地，中部和西部地區城市人口密度整體偏低。在進行水資源短缺的綜合情況分析時，除了從整體角度考慮外，各地區（省、自治區、直轄市）人均水資源量也是十分重要的指標。

根據國家統計局相關數據，2021 年我國各?。ㄗ灾螀^、直轄市）人口及水資源情況見表1。因臺灣、香港、澳門資料暫缺，本文未列入。

表1 2021 年我國各?。ㄗ灾螀^、直轄市）人口及水資源情況統計（港澳臺資料暫缺）

從表1 中可以看出，按照當地水資源量分析，屬于“水資源短缺”標準的?。ㄗ灾螀^、直轄市）有北京、天津、河北、山西、上海、江蘇、山東、河南、廣東、寧夏，占比達到32%；屬于“水資源壓力”標準的有遼寧、安徽、甘肅，占比達到10%；屬于“水資源脆弱”標準的有吉林、浙江、福建、湖北、重慶、陜西，占比達到19%。

由于過境水可利用量大，分析過境水量能夠更客觀體現當地水資源量。根據各地方2021 年水資源公報數據，在考慮出境水量、入境水量及過境水量的情況下（見表1），上海、江蘇、廣東地區可利用水資源量大，相應人均水資源占有量較高。

1.2.2 水污染的成因分析

水污染是指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態環境，造成水質惡化的現象。影響水污染的主要因素可以歸納為自然和人為兩個。自然因素是由長期自然條件的變化或突發的自然現象等客觀因素形成的；人為因素是指人類在生存發展過程中對水造成的具有主觀能動性的污染和破壞活動，是造成城市水污染的主要原因。根據各類人為因素所形成的水污染，將城市水污染大致分為工業污染、農業污染、居民生活污染和城市建設污染。

工業污染的主要污染物是未經過技術處理或處理后達不到排放標準的工業廢水，具有污染范圍廣、排放量大、有害物質繁雜、毒性強、處理難度高等特點；農業污染的主要污染物是農藥、化肥等化學制劑，它們在地表徑流、水土流失、農業排水等作用下排入了自然水體中，對自然水體產生污染；居民生活污染的主要污染物是在日常生活中產生的生活污水和生活垃圾等；城市建設污染的主要污染物是在城市基礎設施的建設施工過程中產生的施工污水、建筑垃圾、施工揚塵等，它們進入城市河流或滲入地下，造成城市水污染。

1.2.3 水災害的成因分析

水災害的主要類型分為洪澇災害、山洪災害，形成災害的原因包括自然因素和人為因素。在自然因素方面，受季風氣候影響，我國夏季多降雨，短時強降雨或累計降雨量超過了江河、湖泊、河道的排放和蓄水能力，形成洪水溢出從而淹沒城市，是造成洪澇災害的主因。山洪災害是指在山區形成暴漲洪水時，由于受到長期風化侵蝕等自然原因山體穩定性變得相對脆弱，加上暴雨強力沖刷的作用，導致的泥石流、滑坡等的破壞現象。另外，在風暴潮、天文大潮等自然現象的作用下所引發的海岸洪水也是沿海地區城市水災害常見的類型。

在人為因素方面，對于河道的疏浚治理意識不強、治理措施力度不足，河道泥沙、沉積物大量淤積時不能及時處理，將會降低河道排水能力，導致洪水外溢。隨著城市建設的發展，大多數城市道路由土質路面變為瀝青或混凝土路面，導致道路的滲水能力大幅降低，加上城市防洪體系、蓄滯洪區及排水基礎設施的整體建設規劃相對落后，會造成城市防洪能力的沉重負擔。在暴雨強力沖刷下，山體穩定性相對脆弱地區會產生泥石流、滑坡等破壞現象。

2 城市水問題造成的影響

2.1 水資源調配及使用成本的增加

由于我國水資源分布不均，為了充分和有效利用水資源，將水量充沛地區的水資源調入匱乏地區，在基本解決地區干旱問題的前提下，進一步提高供水能力，保障城市發展用水和居民生活用水。因此，建設引水調水工程就成為水資源綜合調配的主要措施。但是，水利工程（包括引水調水工程）一般具有工程規模大、建設周期長、施工條件差、技術難度相對復雜、投資成本高的特點；另外，從水資源使用成本角度看，由于引調水工程在建設階段投資規模相對較大，在投入使用階段也需要一定的運行維護管理費用。因此，在一定程度上水資源調配的使用成本會有所增加。我國主要引調水工程情況見表2。

表2 我國主要引調水工程情況

2022 年我國部分城市居民用水價格見圖1。結合圖1 與人均水資源量進行綜合對比分析，在大多數情況下，人均水資源量較低的城市（如北京市、天津市、上海市，以及鄭州市、濟南市、石家莊等），其居民用水價格相對較高；相反，在人均水資源量較高的城市（如拉薩市、南昌市、?？谑?、南寧市、成都市、呼和浩特市等），其居民用水價格相對較低。

圖1 2022 年我國部分城市居民用水價格

2.2 水污染造成的影響

水污染對水體中的生物會產生直接影響，是破壞生態環境的一大因素。由于污染水本身含有各種有害物質（包括二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛等有機物質，鎘、鉻、鉛、汞等重金屬物質，以及核污染水中的氚、鈷、鍶等放射性物質），它們進入自然水體中會造成水生生物的變異甚至死亡，將對水生態平衡造成嚴重破壞。由于河道的納污負荷大大超出河流的自凈能力，河道水體污染嚴重，河道水質普遍較差，嚴重降低了城市品質[8]。人與水、生態環境是唇齒相依、安危與共的，在水污染的同時，人不可幸免地也會遭到反噬，人的生命健康將受到嚴重威脅。例如，瓦爾迪茲郵輪溢油事件，造成海鳥、海獺、虎鯨等海洋生物的大量死亡；西非加納采礦廢水泄露進入阿蘇曼河，魚類因氰化物中毒死亡；沱江氨氮廢水污染、松花江苯廢水污染、北江鎘廢水污染等水環境污染事件，對城市居民飲用水安全造成了嚴重影響；日本水俁灣和阿賀野川由于汞污染廢水流入，造成附近大量居民患病和死亡。水污染事件導致的影響范圍是廣泛的，危及自然環境中的水體和水生物生存空間的環境質量，以及人類社會中人民生命健康安全和社會經濟發展，造成的危害程度也是非常嚴重的。

2.3 水災害造成的影響

進入21 世紀以來，我國是世界上受洪澇災害影響最為嚴重的國家之一，洪澇災害在我國自然災害中出現的概率最高、影響范圍最廣、造成的損失最大[9]。我國每年都對當年的自然災害情況進行匯總及發布。數據顯示，我國主要自然災害類型有洪澇災害、臺風、地質災害、干旱、森林草原火災、低溫冷凍及雪災等，特別是洪澇和地質災害造成的影響尤其突出，2015—2022 年洪澇和地質災害主要受災人口和直接經濟損失情況見表3。

表3 2015—2022 年洪澇和地質災害基本情況統計

3 城市水問題的治理措施

3.1 提升水資源戰略儲備能力

雖然我國水資源總量相對于世界上大多數國家來說是豐富一些的，但是水資源分布不均、人均水資源量占比低的情況卻十分嚴峻。要將水資源合理利用和有效調動起來，將水量充沛地區的水資源引入匱乏地區，加強國家和城市水資源的戰略儲備能力，應對未來的水危機，提高水安全的應急保障能力。

3.1.1 國家水網建設

我國的天然河湖水系縱橫交錯，流域面積50km2及以上的河流共計45000 多條，總長度達150 萬km，水面面積1 km2及以上湖泊共計2800 多個，水面總面積達7.8 萬km2[10]。在此基礎上，又建有大量的蓄水、輸水、城鄉供水等水利基礎設施，尤其像南水北調這種跨流域、跨省份、投資規模巨大的引調水工程備受關注。但是，若要將調來的水真正發揮作用，讓城市和居民真正能用到，必須做好城市的配套輸水設施建設。在重視構建國家水網骨架和動脈的前提下，積極推進各?。ㄗ灾螀^、直轄市）內的輸水網格的建設，使水資源在現有時空布局的基礎上，通過國家水網的建設實現水資源跨流域、跨區域、?。ㄗ灾螀^、直轄市）內部和城市之間的調配和互聯互通，充分提高水資源的利用效率和城市的供水保障能力。

3.1.2 地下水資源儲備

地下水是典型的戰略性資源，在遇到戰爭和其他特殊緊急情況時，可有效保障城鄉居民生活飲用水安全，支撐經濟安全和國家安全[11]。根據第一次全國水利普查結果，我國地下水水源地共有1800 多個，其中小型水源地和中型水源地均在800 個以上，大型水源地有130 多個，而特大型水源地僅有16 個。因此，要在充分結合地下水資源的自然條件和城市用水需求的前提下，合理劃分地下水資源儲備區域，對地下水超采地區進行水源回補，并建設相關的配套取水基礎設施，進一步加強地下水資源的儲備和取用水能力。

3.1.3 海水資源的開發

通常意義上的水資源短缺指的是陸地上的淡水資源量稀缺，但是海水資源量卻是淡水資源量的30 倍以上，開發和利用海水資源具有巨大潛力和發展前景。目前來看，海水資源開發的主要制約因素是海水淡化技術的處理成本較高，其中電力能源消耗成本占比相對較大。近年來，我國大力發展太陽能光伏發電技術，在海水淡化設備廠房建設的同時，可以結合屋頂分布式光伏技術，將發電與用電相結合，進一步探索出用電低成本的海水淡化處理方法。

3.2 充分發揮水資源的綜合效益

水資源作為一種可再生資源，與不可再生資源如石油、煤炭等相比，在持續利用、環境保護等方面具有先天的優勢。中國要在2030 年實現“碳達峰”、2060 年實現“碳中和”的目標[12]，關鍵是要減少能源活動產生的二氧化碳排放到空氣中，利用水能資源降低碳排放是其重要的解決途徑之一。根據2014 年國家溫室氣體清單，能源領域類的排放主要分為能源工業、制造業和建筑業、交通運輸業和其他行業的排放，而能源工業碳排放主要是指為生產電力而產生的碳排放，是我國碳排放最高的領域[13]。因此，利用水能、風能、太陽能等零碳能源發電將成為未來的發展方向。其中，抽水蓄能發電相較于其他新能源發電方式，具有技術成熟、安全穩定、調峰填谷、高效靈活、容量大、低成本等特點，充分結合水能資源的獨特優勢，在用電高峰時段發電和低谷時段蓄能，降低電力使用成本，為城市居民減負，為生態環境賦能。

3.3 提高節水能力水平

3.3.1 節水意識培養

節水能力提升最根本的因素是人的節水意識的提高，需要通過自身主觀意識的變化，將節水培養成一種新的習慣性的生活方式。在節水制度方面，要建立健全一系列法律法規體系，對浪費水資源或節約利用水資源要有相應的懲罰或獎勵措施，將節水行為逐步提升到法律制度層面，對人們的用水行為進行規范，對浪費行為進行約束，讓人們深刻意識到節水的重要性。例如，2023 年3 月1 日正式施行的《北京市節水條例》，對區域范圍內生產、生活和生態用水的取、供、用、排全過程的節水活動進行監督管理，并明確了相應的法律責任，對違反條例的相關行為采取有針對性的處罰措施。在加強宣傳教育方面，可按不同年齡段采取不同的方式。節水意識要從小進行培養，對于青少年的培養教育是重中之重。學校和家庭是主陣地，在學校里，平時多進行節水知識的傳授并組織節水活動；在家里，通過家長的言行舉止多進行節水意識的引導和節水習慣的培養。對在社會工作的成年人，主要是通過單位和企業的平臺來宣傳和培訓，組織節水工作突出的單位和企業進行參觀和學習，多參加節水實踐活動。對于老年人，可以在水環境優美的湖邊、河岸，以及公園等休閑娛樂場地舉行講座、張貼節水宣傳海報進行宣傳，普及節水知識。

3.3.2 節水設施建設

根據《2022 年中國水資源公報》中全國用水量統計，生活用水、工業用水、農業用水占比分別為15%、16%和63%。因此，從生活、工業、農業用水方面開展節水設施的建設是加強節水能力和提高節水效率的有效途徑。生活中，應進行城市生活節水設施建設，在居民住宅、商務辦公樓、公共設施和娛樂休閑等場所大力推廣安裝節水型器具、中水循環系統；工業生產中，應對冷卻水循環、廢水處理凈化及節水工藝流程進行不斷改善和提高；農林灌溉方面，除了增加節水噴灌設備設施外，還應將智能化、大數據引入灌溉系統中，結合氣候、土壤濕度、生長周期等不同因素進行科學精準的澆灌，提升用水效率。

3.3.3 非常規水資源利用

非常規水資源的有效利用是體現城市水資源開發能力和節水水平的重要手段，包括再生水、雨洪水、微咸水、海水等的利用。根據《2022 年中國水資源公報》，在其他（非常規）水源供水量中，再生水、集蓄雨水利用量分別占84.9%、6.0%。再生水和雨水利用是最主要的非常規水利用方式。對于非常規水資源的利用，要在管理和技術兩方面同時發力。在管理方面，要做到法制化和規范管理，研究制定水價、稅收等方面的優惠政策，構建部門協作機制，促進非常規水資源的推廣和應用；在技術方面，要加強技術研究，開發經濟適用的再生水處理技術，加強雨洪水利用能力，不斷探索和發展海綿城市建設。

3.3.4 提高用水效率與效益

節約水資源、提高節水能力，可以通過提高用水效率和效益來實現。在農業、工業和城市居民用水等方面水的利用效率均能得到提高。在農業方面，用水量的消耗是巨大的，占據全國用水總量的60.0%以上,因此，提高農業灌溉的用水效率是最重要的措施之一，并且能夠帶來巨大效益。通過改善和加強農業噴灌、滴灌等，研究和發展智能灌溉技術將對節水和高效利用水資源起到突出效果。在工業方面，提高用水效率需要在管理能力和技術水平上不斷進步。政府相關部門應鼓勵節水型企業的創建，引導企業進行節水技術升級改造，改善設備性能和用水效率，加強工業用水的循環利用能力，降低生產成本。在城市居民用水方面，要加強居民節水意識，倡導節水理念，加強節水宣傳，合理調整水價，保障水資源的綜合利用能力。

3.4 加強水污染的預防措施

水污染造成的危害程度大、涉及范圍廣、影響深遠，因此加強水污染的防控和監測能力，是及時發現污染問題、迅速作出反應的關鍵前提，是避免水污染危害進一步加深的重要預警措施。其中，水質自動監測系統和風險預警系統的建立和相互融合是必備的基礎條件。水質自動監測系統實際運行過程中要保證監測數據的科學性、準確性和及時性，重點在監測斷面及采樣點布設、數據采集分析、信息傳輸預警等環節。

監測斷面及采樣點布設需結合河流、湖泊、水庫等不同水流斷面特征進行，并重點對城市工業廢水排放口、主要排污口、城市供水水源地、主要河流匯入點、入?？诘葏^域進行合理的采樣剖面和采樣點的布設。監測數據的采集分析中采樣頻次和采樣時間的制定要科學，對水污染嚴重或是受污染后影響程度較大的區域要進行重點監測，并增加監測頻次和縮短監測時間間隔。對于監測指標的選擇也要科學和經濟，在監測之前要分析制定本區域的主要污染物和監測指標，區分常規監測指標和其他特殊指標，有針對性地投入和更換檢測試劑，控制使用成本。另外，數據的儲存功能在保存監測數據信息、研究水質變化趨勢情況方面具有重要作用，要保證數據存儲時限滿足使用需求。信息傳輸和預警功能的實現基于水質自動監測系統與相關運行管理監控平臺的相互聯通，當水質監測指標超過設置的閾值時立即進行預警，使水質變化情況能夠及時被發現，并快速進行檢查處理，盡可能地將水污染的影響程度和范圍降到最低。

3.5 城市防洪體系的建設

3.5.1 城市防洪規劃的制定

城市防洪規劃應與城市總體規劃相結合，根據城市地形特征、水文條件、周邊河流分布情況等制定適應自身特點的防洪規劃，將防洪規劃作為城市整體規劃發展的重要支撐。做好城市防洪規劃是確保城市防洪建設工作順利開展的基礎[14]。城市建設用地過程中要考慮預留出適當的防洪空間，合理規劃分洪通道和蓄滯洪區，保證城市遭遇暴雨洪水時具有泄洪和蓄洪的能力。

3.5.2 相關制度的建立

從管理制度層面，我國制定有《中華人民共和國防洪法》《中華人民共和國防汛條例》等與防洪相關的法律法規，用以指導全國的防汛抗洪工作。在此基礎上，各城市還應因地制宜，結合自身情況制定具體的防洪管理辦法、防洪應急預案，要做到有章可循、職責清晰、分工明確、響應及時。

3.5.3 防洪基礎設施的建設

在防洪基礎設施建設中，首先要補足傳統防洪設施的短板，加強排水系統的疏排能力。由于我國城市化建設加快，城市路面硬化范圍也在不斷增加，出現了河道淤積、雜物等堵塞排水通道等問題，而排水設施卻相對落后，排水管設計的排澇標準偏低，導致城市排水能力不足。因此，要加強河道的清淤排查工作，以及排水管網的新建和更新改造。在有條件的地區加快推進海綿城市的建設工作，將雨水進行收集、凈化、儲存，減輕城市排水壓力，增強城市雨洪利用能力。

加快發展和引入現代化的先進技術，提升城市防洪能力。監測預警系統的建設要利用水文模擬技術、遙感遙測技術、電子監控技術等，將水文氣象預報、實時水位水情變化、城市路面過水實時現況等進行分析通報，及時發布預警信息，保障搶險工作的及時和高效。

4 結 語

城市與水的關系是緊密相連不可分割的，因此，在城市建設規劃過程中要充分考慮水問題，不斷提高水資源綜合利用能力，加大力度保護水環境和防治水害。與此同時，培養節水意識、提高人們對水的重視程度是推進我國水治理能力不斷進步的最基礎保障。