水管理決策對城市生存的影響(下):從古代特諾奇提特蘭城到現(xiàn)代墨西哥城

［加拿大］ F.S.索薩－羅德里格斯

2.219世紀的水管理

17世紀初期，水利工程設施嚴重不足。由于水源為距墨西哥城非常遙遠的泉水，不斷增加的人口給本已不足的供水帶來巨大壓力。居民供水量有限，分配不公，具有明顯歧視現(xiàn)象。城市富人階層可通過連通到戶的內部管網獲取供水，而弱勢群體則被排除在供水之列以外。

輸水渠經常因結構性損壞需要持續(xù)地維修、維護，這樣，就導致供水長期不暢。此外，渠道的開放式設計使供水極易受到污染。沒有進行定期排放，導致城市污水成了主要傳染源，進一步惡化了業(yè)已存在的困境。城市環(huán)境自身變成了衛(wèi)生風險，同時，殖民當局的水管理決策主要集中在針對供水及污水直排的臨時性措施的實施上。

19世紀末，當時的執(zhí)政者迪亞斯設立了改善供水、確保水質的目標，力圖將墨西哥城打造成一座現(xiàn)代化都市。在市政當局的大力推動下，一大批供水及排污基礎設施項目紛紛開工建設，其中包括可抽干流域內湖泊和河流的基礎設施，以及配水與排污網絡基礎設施。

繼1878年又一場特大洪水將城市摧毀之后，墨西哥城開始了被稱為“大渠”的排水系統(tǒng)建設?！按笄表椖繛橐婚L50km的明渠，將污水導入圖拉河與帕努科河后排放入海，排放流量為27 m3/s，項目于1900年竣工。該排水系統(tǒng)被認為是墨西哥19世紀最重要的基礎設施，市政當局認為，這一排水系統(tǒng)可防御破壞性洪水。與預期相反，墨西哥城之后又相繼遭遇了幾次洪水襲擊，盡管頻度和強度都有所減弱。不幸的是，抽干墨西哥流域內湖泊和河流的決策加速了城市的沉降。目前，墨西哥城已淪為洼地，低于特斯科科湖當前水位，更易遭受特大洪水襲擊。

水生疾病導致高死亡率以及缺少內部排水系統(tǒng)所帶來的問題，并未因為“大渠”的建設而得到解決?；谶@一原因，1898年，內部排水系統(tǒng)開工建設。與破壞性洪水以及水生疾病爆發(fā)相關的風險由此得以降低。不過，將城市污水直接排入周邊河流和泉水這一決策，招致了嚴重污染以及與此相關的風險。例如，盡管這些河水和泉水已經受到糞便細菌和無機物的嚴重污染，但是，在梅斯基塔爾河谷和圖拉河谷，它們依然被用來灌溉谷物和蔬菜。污染水的使用，增大了農民以及農產品消費者的衛(wèi)生風險。隨著空氣、土壤、淡水以及地下水遭受污染，環(huán)境問題日趨嚴重。

為了增加可供水量，市政當局開始在更為遙遠的地方尋找水源。同時，開鑿了若干眼地下水井，開采地下水補充可供水量。1847年，第一眼地下水井開鑿，到19世紀末，地下水井數量已經增加到1000眼以上，自從發(fā)現(xiàn)可以利用自流水壓力開采地下水之后，墨西哥城掀起了開鑿地下水井的熱潮。利用地下水作為水源這一決策，使得城市對外部水源的依賴程度降低，同樣，與從遙遠的泉水水源輸水、配水相關的成本也得到了降低。然而，密集的地下水開采利用增大了與地面沉降相關的風險。

自從西班牙殖民統(tǒng)治開始，就一直為水管理和土地利用管理問題爭論不休。迪亞斯執(zhí)政時期，這些矛盾進一步加深。這一時期，形成了這樣一種模式，即利用水利工程基礎設施緩解以前的以及新的水問題。通過建設綜合性基礎設施項目，大量的水從遙遠的水源輸送到墨西哥城，同時，大量多余的水又被排出。這一模式帶來了城市供水可持續(xù)性問題，增大了墨西哥城對遙遠自然資源的依賴程度。另外，地下水成了墨西哥城最重要的水源，占總耗水量的40%以上，使城市地面沉降加速。為了保證可持續(xù)的水管理，市政當局不再將這些工程性方案作為主要方法加以沿用。

2.320世紀的水管理

隨著水管理決策和措施直接成果與間接成果的顯現(xiàn)，市民所面臨的某些風險的強度和頻度降低。遺憾的是，控制和改變墨西哥流域環(huán)境的這種嘗試歷時300多年。盡管付出了巨大努力，興建了水利工程基礎設施，但也產生了新的風險并且加大了某些已經存在的風險。下面通過事例分析了水管理決策和措施對墨西哥城面臨的與水有關的風險的影響。

20世紀30年代初期，城市供水基礎設施已不能滿足日益增長的人口對水的需求。因此，加強了地下水的開發(fā)利用。同時，開始從更為遙遠的流域向墨西哥城輸水。1950～1951年，城市地面下沉速度因此而達到35～46 cm/a。這一局面迫使當局于1954年暫時關閉了若干地下水井。這一措施，使得城市地面下沉速度降低了大約6 cm/a，但是，市區(qū)依然在不斷開鑿新的地下水井，墨西哥城中心累計下沉了將近10 m。

盡管市政當局為削減地下水開采作出了巨大努力，但是，如果密集的含水層開采依然是一項水管理措施(盡管事實證明這一措施加速了城市下沉)，那么，任何措施都無法預防地面下沉。

城市化進程的加速以及城市的無序擴展，導致了人口在保護區(qū)的非法定居和合法定居，對許多地下水補給區(qū)產生了影響。盡管墨西哥城制定了城市土地利用規(guī)劃，但是，幾十年來，土地被不斷重新分類，一些保護區(qū)納入了市區(qū)范圍，加大了供水需求和衛(wèi)生設施需求。

墨西哥城的第二大水源是萊爾馬流域和庫察馬拉流域。萊爾馬流域的供水能力為5 m3/s，庫察馬拉流域為10 m3/s。這些水源是從若干備選方案中選擇出來的，包括帕帕洛阿潘流域、特帕爾卡特佩克泉、梅斯基塔爾河、奧連特爾河、特科盧特拉河，以及阿爾托巴爾薩斯河。盡管市政當局認為從這些流域調水是最佳選擇，但是，這一決策依然存在不足之處。例如，庫察馬拉流域距離墨西哥城大約126km，所處位置比墨西哥城低1200 m以上。

庫察馬拉系統(tǒng)運行年能源消耗量為17.87億kW·h，估算每年成本為6254萬美元。墨西哥城從這些流域大量調水，削弱了這些流域的可供水能力，嚴重破壞了這些地區(qū)的水文情勢，結果導致土壤肥力受損，農業(yè)生產力降低，人民整體生活水準下降。

由于被調水社區(qū)拒絕出售水權，庫察馬拉系統(tǒng)，也稱為特馬斯卡提佩項目第四期建設暫時停止。

抽干周邊湖泊與河流的決策加大了城市下沉的速度，導致“大渠”的前20km塌坡，需建7座泵站將城市污水排放入海，同時，排污泵站的使用增加了電力成本。塌坡、人口快速增長導致的污水量增加，使得“大渠”這一基礎設施曾經幾度為污水所充斥，墨西哥城面臨污水泛濫的風險。為了防止出現(xiàn)這一災難性后果，1937～1942年，興建了一條與“大渠”平行的隧道，稱為特基斯基阿克Ⅱ隧道。然而，1951年，墨西哥城還是被污水淹沒了將近3個月，這就迫使市政當局另尋良策，以防止此類事件再度發(fā)生。

基于這一目標，1967年，市政當局命令建設深排水系統(tǒng)，即流域第四大人工排水系統(tǒng)，其設計目的是避免地面下沉的影響以及排放雨水。隧道埋深超過200 m，幾十年來，這一隧道一直利用重力排放城市雨水。目前，深排水系統(tǒng)的排放能力為220 m3/s，但是，與預期相反，地面下沉還是損壞了這一基礎設施，該系統(tǒng)的運行需要11座泵站。這一排水系統(tǒng)一直用來排放污水，盡管這并不是該系統(tǒng)的建設目的。目前，東部排水系統(tǒng)正在建設之中，這一系統(tǒng)將成為墨西哥流域的第五大人工排水系統(tǒng)。該工程將解決深排水系統(tǒng)雨季排放能力不足的問題。

自“大渠”建成之后，城市污水的處置一直是先排入周邊的河流，然后再排放入海。這些被未經處理污水污染的河水，用來灌溉梅斯基塔爾河谷以及圖拉河谷的蔬菜和農作物，包括苜蓿、高梁、大豆、小麥、玉米和西紅柿。污水灌溉使這些地區(qū)的農作物產量增加接近4倍。

盡管結果正如人們所預料，污水灌溉危害了人類健康和環(huán)境衛(wèi)生，但是，由于高濃度糞大腸菌是一種高效肥料，因此，農民拒絕停止農作物污水灌溉。

國家標準NOM－001－ECOL－1996對未經處理污水的再使用作出了規(guī)定:用于灌溉蔬菜和生食谷類作物的污水，其污染物月最大限值，BOD5不得超過150 mg，寄生蟲卵數量不得超過一個/L。盡管如此，梅斯基塔爾河谷灌溉谷物的污水還是超過了這些限值，例如在獲得的一份污水水樣中，BOD5值為427 mg，寄生蟲卵數量為27個/L。市政當局水管理決策和措施的本意是降低公眾面臨的與水有關的風險的程度，但是，這些決策和措施顯然已經根本改變了流域環(huán)境。市政當局制定這些決策初衷是解決供水問題，供水被視為與防御特大洪水同等重要。在這些決策中，有一部分確實降低了某些與水有關的風險，但有些部分卻導致了新的風險或者加大了業(yè)已存在的風險。目前，與水質低下、水源污染、水糾紛以及配水不公有關的風險，正在著手解決。雖然如此，這些問題依然沒有得到真正的重視，原因是這些問題的政治關注程度以及利益都比不上對水的大量需求，盡管這些水并不安全。

3 結論

政府當局和社會各階層如何認知水對健康、幸福乃至于生存的影響，各利益集團的觀點，以及技術知識的局限性都會對水管理決策和措施產生影響。例如，如果認為水是一種威脅，那么，政府通常會利用大壩、水塘、井、大型人工運河、排水渠、集水設備以及泵站等對水加以控制。相反，如果認為水是城市社會經濟發(fā)展所需的基本資源，那么，當局就會向公眾提供這種資源，哪怕需要從越來越遙遠的水源進行調水。當今時代，需要新的、更為可持續(xù)的水管理理論，因為歷史已經昭示，僅僅依靠技術方案不能解決水問題。有效解決水問題，必須將技術方案和非工程策略結合起來。如果水政策沒有合理的土地利用以及有效的城市規(guī)劃作為支撐，那么無論什么策略，都不能成功保證未來的安全供水和污水處置。

鑒于當前與水有關的局面的復雜性，除了考慮流域內部的相互作用以及流域之間的相互作用，當局還不得不考慮他們制定的決策以及所采取的行動對城市水管理可持續(xù)性的長期影響。盡管歷史已經證明，水管理決策既會產生積極的效果，也會導致負面的后果，不過，期望這些決策及其后續(xù)行動所產生的積極效果遠大于他們所產生的風險，完全合情合理。泵站抽水、未經處理污水抽排入海導致電力需求增加、對遠距離水源依賴程度加大、水源污染、水質及可供水量下降、污水泛濫，以及各種與水有關風險向行政區(qū)劃邊界以外的周邊地區(qū)轉移等原因，導致墨西哥城水管理的可持續(xù)性受到質疑。

如果城市繼續(xù)保持如今的規(guī)模增長趨勢、人口增長趨勢及經濟增長趨勢，那么，目前的基礎設施將不能滿足人們對水及污水處理的需求。未來所采取的決策和行動對周邊流域將產生重大影響，周邊流域正在尋找新的水源向不斷發(fā)展的首都供水，但是，這些流域以及流域內城市的活力也將因此受到損害。

水管理的成功取決于對水政策、城市規(guī)劃以及土地利用的認知及其整合，而這些策略常常彼此并不協(xié)調。改進城市規(guī)劃程序，反思20個世紀一直沿用的城市化模式，已經是勢在必行;鑒于過去的錯誤，水管理決策需要在更大程度上接受監(jiān)督。決策者必須反思過去，以進行更準確的評估，確保水安全和未來的可持續(xù)性。

墨西哥城市供水與雨污水處理狀況可歸納為以下幾個方面:

(1)墨西哥含水層開采過度加速了城市地面沉降，同時也導致了差異性地面沉降所帶來的新的風險，比如，建筑物被破壞、供排水及污水管道破裂、泵站系統(tǒng)故障導致污水泛濫等。另外，地下水過度開采導致底土含水量降低，含水層的粘土層開裂，污水滲漏使含水層受到直接污染。1992年，利用經處理的污水和雨水，實施了城市含水層人工補給，以減少地面沉降，但是，一直沒有規(guī)范這種措施的標準，直到2007年，才出臺了兩部環(huán)境規(guī)范，《規(guī)范－014－國家水委員會－2007》和《規(guī)范－015－國家水委員會－2007》(NOM－014－CONAGUA－2007 and NOM－015－CONAGUA－2007)，規(guī)定了補給含水層的經處理的污水和雨水所要達到的要求。

(2)隨著萊爾馬系統(tǒng)和庫察馬拉系統(tǒng)的建設，市政當局減少了地下水開采，含水層過度開采得到控制，然而，對遠距離水源的依賴程度增大，水糾紛也隨之增加。這些水糾紛大多是因為，被調水地區(qū)的社區(qū)在資源被占用后，沒有得到經濟補償。此外，墨西哥城面臨的若干與水有關的風險，由于調水而轉嫁給了其他更遠的流域和社區(qū)。

(3)盡管墨西哥城依然受到洪澇的影響，但是，隨著深排水系統(tǒng)的建設，洪水的破壞性較以前大為降低。市政當局有辦法降低洪水的危害程度。雖然如此，城市的污水排放和雨水排放還是繼續(xù)共用一個管道系統(tǒng)，雨水再生利用和再次使用的程度也依然有限(限于那些水質要求不高的活動)。使用同一管道系統(tǒng)排放污水和雨水，使得需要3次處理的污水量增大，導致處理成本增加。此外，污水是一種潛在的補充性資源，由于沒有利用這一資源，城市正在承擔很高的機會成本。目前，只有7%的城市污水經過處理，經處理污水大部分用于綠化灌溉、湖泊及人工河流回灌、工業(yè)冷卻以及含水層補給。如果可獲得的替代水源得以利用，那么，含水層的過度開采以及調水距離不斷增加的情況或會得到改善。據該國水委員會與環(huán)境與自然資源部(2006年)估算，未被利用而經山地直接流入排水系統(tǒng)的雨水量大約為19 m3/s。

(4)根據墨西哥城市供水系統(tǒng)的報告，城市居民供水水質監(jiān)測測試水樣中，2%的水樣不符合剩余氯含量標準，12% 的水樣細菌污染明顯。受劣質水影響最嚴重的區(qū)域集中在城市的南部和東南部。水質監(jiān)測必須改進，主要原因是采樣沒有代表性:超過80%的測試水樣采集自受劣質水影響不嚴重的地區(qū)，這樣，只有20%或者不足20%的水樣是從受劣質水影響的地區(qū)采集的。此外，從1997年開始，用于評估水質的水樣數量，從每年的160000個減少到每年不足30000個，同時，采集的平行水樣數量也一直在減少。市民供水水質的改善可能是一種錯覺——一種“統(tǒng)計假象”，該現(xiàn)象在尤卡坦州案例研究中得到證實，因為采樣結果既沒有可比性，也缺乏可靠性。結果，居民因水質低下而遭受的衛(wèi)生風險增加，因為市政當局并不清楚劣質水的區(qū)域。

(5)大部分城市污水在排放入海之前都沒有經過處理，這樣，在排放入海的過程中，污染了途經的河流和湖泊。由于梅斯基塔爾河谷以及圖拉河谷利用這些污水灌溉農作物，增加了沿途的衛(wèi)生風險，給農民、農作物消費者的健康以及周邊環(huán)境帶來了負面影響。梅斯基塔爾河谷利用墨西哥城連續(xù)輸送的污水灌溉農作物，增加了當地含水層的地下水補給，并在周邊形成了若干眼泉水。當地的含水層以及泉水成了梅斯基塔爾河谷的重要水源。然而，盡管利用、消耗這些水可能給當地人口帶來健康威脅，但是，這些水源的水質究竟如何，目前尚不清楚。