北京市水资源演变形势及应对策略

王建华，翟家齐，赵 勇

（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京）

北京市的水资源问题由来已久且呈愈演愈烈态势，近10年更是遭遇连续的干旱，人均当地水资源量甚至不足100 m3，水源不足、地下水超采、城市内涝和水生态环境等形势十分严峻。与此同时，南水北调中线即将通水，再生水回用量增长迅速，人口持续快速增加，周边新城建设已经启动，北京市水源结构和需水格局发生了巨大变化。在此背景下，研判北京市水资源演变形势和内外环境变化，分析主导北京市水资源的关键因素，制定新形势下的水资源管理策略，对于保障北京市水资源安全具有重要的意义。

一、北京市水资源演变形势

1.历史旱涝状况

采用旱、平、涝三级来描述北京地区的旱涝状况，近50年北京市有26年为干旱年，干旱年比例达到52%； 近 540年 （1470—2009年），有202年为干旱年，干旱年比例为37%，其中有50年为大旱，连旱总计48次，共133年，最大连旱年数为 7年（1743—1749年）。从历史旱涝统计数据来看，北京地区总体上旱大于涝，有三个典型的长系列干旱期，分别是：①1581—1643年（明朝中后期的万历、崇祯时期），干旱年比例达到49%，旱灾发生频率高，且大旱、特大干旱、连旱频频发生。②1728—1769年（清朝雍正、乾隆盛世时期），干旱年比例达到64%，是500年来持续时间最长和最严重的干旱。③1895—2009年，干旱年比例达到48%，其中有3个超过10年的干旱期。通过以上分析可以看出，最近100年是500多年来干旱最为严重的100年，而近50年又比前50年的干旱更加严重，尤其是1998年以来干旱情势愈发严峻，为百年来之最（见图1）。

2.降水时空分布

北京市多年 （1949—2009年）平均年降水量593 mm，最大年降水量1 100 mm，最小年降水量384 mm。与20世纪50年代相比，最近10年的年平均降水量减少了39%，与多年平均相比减少了20%。可见，近60年北京市年降水递减趋势十分明显，且呈周期性的交替变化特征（见图2）。从降水的空间分布上来看，北京地区降水分布总体上呈西北低、东南高的特征，降水峰值点在怀柔、密云、平谷一带，门头沟三家店地区亦是暴雨多发区。汛期平原区多年平均年降水量大于山区多年平均降水量，两者相差较大；而非汛期山区与平原区降水差别不是很明显，只有几毫米的差别。

3.密云水库与官厅水库的水资源变化

官厅和密云水库是北京市主要的地表水水源地，总库容85.35亿m3，占全市水库总库容的91%。两库多年平均蓄水总量12.9亿m3，而近10年两库年平均入库水量仅4.0亿m3，较多年平均分别减少72%，为近50年最低值（见表1）。自20世纪50年代以来，两库来水量总体均呈现不断衰减的趋势，尤其是80年代以后，水库来水量衰减更加迅速，而随着用水量大幅增加，为保障供水安全，水库蓄水量一直保持在高位运行，与60、70年代相比，近30年两库年平均入库水量减少了61%，而年蓄水总量增加了2%，90年代两库年平均蓄水总量达到 31.7亿 m3。

4.北京市供用水变化状况

自新中国成立以来，农业一直是北京市第一用水大户，随着耕地面积的减少、高效节水技术的推广、工业布局的调整、城市人口的增加和居民生活水平的提高，农业和工业用水量在增长一定时期后开始回落，而生活用水量却持续增加，并在2000年超过工业用水量，2005年超过农业用水量，成为当前北京市城市用水的主体，（见图3）。另外，随着用水需求的增加，北京市的供水水源也在发生变化，2009年南水北调水 2.6亿 m3，再生水6.5亿m3，分别占总供水量的7%、18%，到2014年南水北调中线通水，外调水供水量将大幅增加。可见，北京市供水水源已由传统的地下水为主、地表水与再生水为辅的二元结构向着外调水、地下水、再生水、地表水的多源结构方向转变。

表1 密云、官厅水库多年平均入库水量与蓄水量情况 （单位：亿m3）

二、影响北京市水资源演变的主要因素

一是华北地区大尺度气候变化背景。区域气候背景是影响北京地区降水丰枯变化规律的主导因素，而华北地区气候则受到赤道太平洋海温、东亚季风环流、北极涛动、南极涛动、西太平洋副热带高压、大陆副热带高压及印度季风等亚太乃至全球气候变化因素的控制。二是城市化水平不断提高。到2009年年底，北京市人口城市化水平已达85%，与此同时，城市不透水面积迅速扩大，引起城市“热岛效应”和“雨岛效应”，导致城市微气候的变化，改变了降水的时空分布及水资源形成规律，但相对于大区域气候背景，这种微气候变化的影响是有限的。三是土地利用格局的显著变化。近20年，北京市的耕地减少和建筑用地面积增大，变化最为显著，这些变化改变了北京市山区和平原区的产汇流规律，增加了水资源消耗量，减少了地表水资源量。四是北京市人口、产业结构布局的变化。目前，北京市年均新增人口50万～60万，增加需水3 000万～3 500万m3，生活需水增加迅速，而随着高效农业的推广和重化工企业的迁出，农业和工业用水在近年来均呈减少趋势。五是上游地区大规模人工调蓄工程增加了水资源消耗量，导致入京水量锐减。近11年，北京市上游年平均入境水量仅4.3亿 m3， 与多年平均 （14.1亿 m3）相比，减少69%。六是地下水超采严重，地下水水位持续下降。2009年年末，平原区地下水埋深24.1 m，比1999年降低了12.5 m，同期地下水资源量减少了60亿m3。城市水源地由于连年超采，水位加速下降，目前水位埋深均在33～39 m，已接近设计开采值45～50 m。七是水环境污染严重，优质可用水资源量进一步减少。根据2003—2009年北京市水资源公报统计数据显示，北京市水质达标河长呈明显减少的趋势，到2009年已经不到50%，与此同时，劣V类水质的河长逐渐增大，达到监测河长的45%。另外，地下水污染问题日益突出，有48%监测范围内的浅层地下水水质为IV类或V类。

三、应对未来严峻水资源形势的策略

1.落实“三条红线”，实施最严格的水资源管理制度

建立和实施更加严格的水资源管理制度，成立最严格水资源管理制度考核领导小组，作为实行最严格水资源管理制度考核工作的日常领导机构，负责对各区县落实情况进行考核，把水量控制红线、用水效率红线和水功能区限制纳污红线落到实处，逐步实现对取水、用水、节水和排水过程的精细化管理。

图3 北京市1949—2009用水需求变化

2.厉行节约用水，继续推进节水型社会建设

坚持 “向观念要水、向机制要水、向科技要水”的节水工作方针，调整产业结构和用水结构，限制高耗水产业，关停高耗水企业，加快农田高效节水设施改造，提高节水器具普及率，培育适应北京水资源紧缺特点的生产生活方式，不断完善节水型社会管理体系，综合运用法律、行政、经济、教育、管理等措施促进节水，全面推进北京市节水型社会建设。

3.做好顶层设计，尽快启动北京市智慧水网的规划与建设

围绕北京市水资源需求，以保障城乡供水安全、防洪除涝减灾、水生态环境建设以及社会化水事服务为主要目标，以信息化、自动化和智能化现代技术为支撑，提出北京市现代水网建设的总体战略构架，布局未来10到20年北京现代水网建设实施路线、主要任务、分区布局和重点措施，形成水流通达、配置合理、调度有序、运行高效、管理规范、功能兼筹的北京市现代水网体系，在此基础上开展全市水资源调度系统研发，搭建北京市现代水量调度系统集成示范平台，形成指导今后10到20年北京市水资源管理的全景性蓝本。

4.统筹规划未来，加强南水北调进京后水资源调配战略研究

按照规划，2014年南水北调中线全线通水，将在一定程度上缓解北京市用水紧张的程度。如何用好、管好南水北调水，既涉及引水、蓄水、输水等配套工程的建设和运行管理问题，同时与水价机制、水源配置等管理体系密切相关，因此必须统筹规划，充分考虑未来水源和用水需求变化趋势，结合智慧水网建设在南水北调水进京后做好北京市水资源调配的战略研究。

5.优化水源配置，建立北京市多水源统一调度机制

除北京市本地水源、南水北调水以外，多方开源，通过加强区域协作，建立流域上下游水资源协调机制，增加和保障北京市入境水量；加强对再生水、雨水等非常规水源的开发利用，提高水资源利用效率，减少出境水量，逐步形成多水源供水格局，并建立和完善北京市多水源统一调度机制，优化水源配置。

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