生態(tài)城市水資源承載力研究

張 斌

（河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，210098，南京）

一、生態(tài)城市的基本概念和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于“生態(tài)城市”的定義，世界上一直沒有明確的概念界定，許多專家和學(xué)者都對(duì)此發(fā)表過各自的見解?？v觀各種不同的觀點(diǎn)，其共同點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是生態(tài)城市的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧；二是生態(tài)城市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式是“集約式”的，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式是“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”；三是生態(tài)城市的教育、科技、文化、道德、法律、制度等都將 “生態(tài)化”，倡導(dǎo)生態(tài)價(jià)值觀、生態(tài)倫理和人們自覺的生態(tài)意識(shí)；四是生態(tài)城市的社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，功能穩(wěn)定，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；五是生態(tài)城市空間結(jié)構(gòu)布局合理，基礎(chǔ)設(shè)施完善，生態(tài)建筑是主體。

按照生態(tài)城市的基本概念，本文在綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，認(rèn)為生態(tài)城市應(yīng)具備以下十個(gè)條件，并作為生態(tài)城市的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：一是城市森林、草地、水資源（地表水資源、地下水資源、海洋水資源）、礦產(chǎn)資源得到有效保護(hù)，河流、濕地等生態(tài)子系統(tǒng)功能完整，生物多樣性得以維持；二是土地、城市森林、草地、水資源、礦產(chǎn)資源等城市本地資源開發(fā)有序，利用高效，并以可持續(xù)的方式，保證代際之間的公平；三是城市生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)、平衡、修復(fù)能力強(qiáng)，具有完整的生物鏈并處于動(dòng)態(tài)平衡中；四是城市生態(tài)保護(hù)區(qū)、控制區(qū)、敏感區(qū)、脆弱區(qū)人類活動(dòng)按不同標(biāo)準(zhǔn)得到有效控制；五是以土地、水資源、能源等承載力為基礎(chǔ)和約束，城市經(jīng)濟(jì)、人口結(jié)構(gòu)和規(guī)?？茖W(xué)合理；六是城市以低消耗、低排放、低污染、可循環(huán)為基本生產(chǎn)生活方式；七是制定并實(shí)施完善的城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策；八是保持足額的生態(tài)環(huán)境保護(hù)投入；九是快速的生態(tài)應(yīng)急救援能力；十是強(qiáng)烈的社會(huì)生態(tài)文明意識(shí)。

二、生態(tài)城市標(biāo)準(zhǔn)下的城市水生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

水生態(tài)環(huán)境是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要而基本的生態(tài)子系統(tǒng)，是其他生態(tài)子系統(tǒng)聯(lián)系的紐帶，自身既要得到有效保護(hù)，又要依賴自身的有效保護(hù)維系整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)還要支撐城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口子系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。本文認(rèn)為，生態(tài)城市標(biāo)準(zhǔn)下的城市水生態(tài)環(huán)境應(yīng)具有以下十個(gè)基本特征，這十個(gè)基本特征同時(shí)也構(gòu)成了生態(tài)城市水生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：一是地表植被林地、草地豐富，林相符合水源涵養(yǎng)要求，水源得到有效涵養(yǎng)；二是城市人行道路面等公共基礎(chǔ)設(shè)施形成的下墊面大量采取透水性強(qiáng)的材料，地下水得到有效補(bǔ)充；三是河流、湖泊、濕地等水生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)得到有效保護(hù)，生態(tài)環(huán)境景觀功能健全，保證了生物多樣性維系所必需的水質(zhì)和水量；四是城市清潔，生活垃圾及時(shí)清理，農(nóng)作物、綠地使用低殘留有機(jī)農(nóng)藥，城市面源污染得到有效控制；五是形成高效的雨水收集、貯存、利用的本地水資源開發(fā)利用工程體系，海水、中水等非傳統(tǒng)水資源得到利用，水資源利用效率高；六是地下水開發(fā)利用控制在合理水平，形成開發(fā)與補(bǔ)給的動(dòng)態(tài)平衡，代際利用公平，未造成地面沉降、海水入侵等生態(tài)災(zāi)害；七是污水收集處理集中、高效、深度，具有能力足夠的污水收集處理系統(tǒng)；八是形成以水資源承載力為約束的城市發(fā)展機(jī)制和生產(chǎn)生活方式，清潔生產(chǎn)全面得到推廣，節(jié)水防污型社會(huì)逐步形成；九是建立了完整科學(xué)有效的水資源、水生態(tài)的調(diào)查評(píng)價(jià)、資金投入、保護(hù)管理機(jī)制和政策；十是形成了愛水、節(jié)水、護(hù)水的良好文明風(fēng)氣。

三、生態(tài)城市水資源承載能力定義

考慮生態(tài)城市的特點(diǎn)，本文采用的生態(tài)城市水資源承載力的定義為：生態(tài)城市水資源承載力是指在某一特定的生態(tài)城市內(nèi)，在可以預(yù)見的經(jīng)濟(jì)社會(huì)技術(shù)發(fā)展水平下，在保證生態(tài)城市社會(huì)生態(tài)化、經(jīng)濟(jì)生態(tài)化、自然生態(tài)化、社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)化的前提下，可利用水資源能夠支撐該生態(tài)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和諧、有序、可持續(xù)發(fā)展的能力。

該定義從可持續(xù)發(fā)展及其支持系統(tǒng)的角度，強(qiáng)調(diào)生態(tài)城市水資源與可持續(xù)發(fā)展的宏觀關(guān)系，從本質(zhì)上把握水資源與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，指出生態(tài)城市的發(fā)展要受到水資源的約束。

另外，該定義對(duì)地區(qū)范圍、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展階段、科學(xué)技術(shù)水平、本地水資源條件等有明確的界定，并明確強(qiáng)調(diào)維護(hù)城市的社會(huì)生態(tài)化、經(jīng)濟(jì)生態(tài)化、自然生態(tài)化、社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)化。依據(jù)該定義可以進(jìn)行某個(gè)具體生態(tài)城市的水資源承載力評(píng)價(jià)。

四、生態(tài)城市水資源承載能力評(píng)價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn)

1.按循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式規(guī)劃規(guī)范對(duì)水資源承載力具有重要影響的生態(tài)城市經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)

生態(tài)城市強(qiáng)調(diào)集約利用各種生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源，采用低物耗、低能耗、低污染、高效益的發(fā)展模式，而循環(huán)經(jīng)濟(jì)以資源的高效、循環(huán)利用為核心，以減量化、再利用、資源化為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合生態(tài)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。因此，生態(tài)城市摒棄以前粗放利用各種資源的高物耗、高能耗、重污染、低效益的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，讓循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為生態(tài)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題。因此，進(jìn)行需水預(yù)測(cè)時(shí)必須具有前瞻性，適應(yīng)并把握這種發(fā)展模式的變化，在制定水資源管理政策時(shí)要鼓勵(lì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.高度關(guān)注生態(tài)城市自然系統(tǒng)中生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)用水需求

生態(tài)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三大系統(tǒng)，既相互獨(dú)立，又相互催化，相互耦合。在關(guān)注社會(huì)、經(jīng)濟(jì)兩大系統(tǒng)的同時(shí)，要按照生態(tài)城市的基本概念和標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌考慮生態(tài)城市自然系統(tǒng)，特別關(guān)注自然系統(tǒng)中水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)這一基本、基礎(chǔ)系統(tǒng)的功能保障，按生態(tài)城市水生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮生態(tài)城市生態(tài)環(huán)境用水需求，統(tǒng)籌生態(tài)環(huán)境用水更高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)和量的保障，達(dá)到質(zhì)和量的有機(jī)統(tǒng)一，相互保障，相互促進(jìn)。

3.高度重視生態(tài)城市社會(huì)系統(tǒng)中人口子系統(tǒng)的用水需求

生態(tài)城市一般都具備人口集聚、人口素質(zhì)較高、流動(dòng)人口增加的特點(diǎn)，并對(duì)用水需求管理產(chǎn)生重大影響。人口集聚引起用水人群增長(zhǎng)，人口素質(zhì)提高引起社會(huì)用水習(xí)慣變化，通常在對(duì)飲用水、生活雜用水和環(huán)境用水水質(zhì)要求提高的同時(shí)，也會(huì)因衛(wèi)生習(xí)慣變化、財(cái)富增長(zhǎng)對(duì)水價(jià)承受能力增強(qiáng)引起用水量增長(zhǎng)，流動(dòng)人口的增長(zhǎng)也使供水能力的匹配難度增大，用水管理難度加大。在人口子系統(tǒng)和水生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的相互影響中既要考慮人口總量的因素，還要考慮人口素質(zhì)結(jié)構(gòu)，常住、暫住、流動(dòng)配比結(jié)構(gòu)。

4.有更嚴(yán)格的可持續(xù)城市水資源開發(fā)利用方式

考慮水資源承載力時(shí)應(yīng)當(dāng)以水資源的可持續(xù)利用為前提，只有水資源的可持續(xù)利用才能有水資源承載力的持續(xù)增長(zhǎng)。水資源可持續(xù)利用至少包括三個(gè)方面：一是水資源的開發(fā)利用量達(dá)到可更新水資源量，二是水環(huán)境質(zhì)量符合設(shè)定的使用功能要求，三是滿足水生態(tài)系統(tǒng)的安全性和生物多樣性的需求以及城市宏觀生態(tài)環(huán)境的用水需求。要在做好傳統(tǒng)水資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)上，充分做好非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)利用，如城市雨水資源化、污水利用、海水利用等。

五、生態(tài)城市水資源承載力評(píng)價(jià)模型

根據(jù)生態(tài)城市水資源承載力的定義和關(guān)鍵點(diǎn)，核心目標(biāo)是科學(xué)、合理、持續(xù)保證生態(tài)城市各系統(tǒng)間水量和水質(zhì)的要求，保證用水安全和生態(tài)安全，所以生態(tài)城市水資源承載力CZL、用水量承載力系數(shù)NJZ和水環(huán)境承載力系數(shù)STHJCE綜合表示，概念模型如下：

式中：α1和α2分別為水量承載力系數(shù)NJZ和水環(huán)境承載力系數(shù)STHJCE的權(quán)重，兩個(gè)權(quán)重根據(jù)生態(tài)城市在不同發(fā)展階段對(duì)量和質(zhì)的解決優(yōu)先程度的需求在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，并逐步達(dá)到穩(wěn)定。

水量承載力系數(shù)NJZ，表示相對(duì)于某一經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和水資源開發(fā)利用水平，水資源供需的緊張程度，表達(dá)式如式（2）所示。

式中：SS為實(shí)際可供水量，ES為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境需水量。

水環(huán)境承載力系數(shù)，表示相對(duì)于某一經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和水環(huán)境容量，污染物排放量與水環(huán)境容量之間的緊張關(guān)系，表達(dá)式如式（3）所示。

式中：SHJRL為水環(huán)境容量；WRWPFL為污染物排放量。

由式（1）可知，當(dāng) CZL≥1 時(shí)，表明生態(tài)城市的水資源能夠承載社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展目標(biāo)；當(dāng)CZL＜1時(shí)，表明生態(tài)城市的水資源已難以承載社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展目標(biāo)，需要通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、調(diào)整相關(guān)政策、加強(qiáng)污染物排放控制、提高水資源開發(fā)程度、提高中水利用程度，以期與水資源承載能力相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1]王飛兒．生態(tài)城市理論及其可持續(xù)發(fā)展研究[D]．浙江大學(xué)，2004.

[2]夏軍，張永勇，王中根，李浩.城市化地區(qū)水資源承載力研究[J].水利學(xué)報(bào)，2006，37（12）.

[3]王傳武.對(duì)水資源承載力概念與承載對(duì)象的探討[J].人民黃河，2009,31（6）.