城市化對水資源開發(fā)利用的響應及反饋機理分析

彭寶生

(山東臨沂市園林局， 山東 臨沂 276000)

城市化對水資源開發(fā)利用的響應及反饋機理分析

彭寶生

(山東臨沂市園林局， 山東 臨沂 276000)

通過分析城市化與水資源開發(fā)兩者之間的響應及反饋，得出城市化會對水資源開發(fā)產(chǎn)生威脅、水資源會對城市化進程產(chǎn)生制約以及兩者直接互利支撐的機理，結合現(xiàn)階段兩者的發(fā)展情況，給出了幾點合理建議，可促進社會持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與自然和諧相處。

城市化； 水資源開發(fā)利用； 響應； 反饋

隨著城市化的腳步越來越快，我國也漸漸從一個傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)型社會向以工業(yè)(第二產(chǎn)業(yè))和服務業(yè)(第三產(chǎn)業(yè))為主的非農(nóng)現(xiàn)代化社會轉變，2011年12月，我國非農(nóng)人口首次超過農(nóng)業(yè)人口，標志著我國城市化首次突破50%。城市化的發(fā)展創(chuàng)造了大量的投資與消費，是個資源集中消耗、污染集中排放的小型區(qū)域，其中水資源的消耗與污染尤其突出，而且城市用水對供水的保證率要求也較高，因此，城市化的擴大引起的水資源問題備受關注，國內外眾多學者都對這個問題進行了研究。

鮑超等[1]研究了城市化與水資源開發(fā)利用相互間的響應與反饋機理，并據(jù)此提出了調控模式與主要建議；方德祥[2]就城市化對水文水資源的影響以及城市化建設下對水文水資源防治措施進行了闡述；王玉芳等[3]通過分析城市化對水文水資源的影響，探討了解決此類問題的辦法，并對城市化水文水資源問題進行了深入思考，提出了做好此項工作的想法和建議；李彥彬等[4]利用SPSS軟件對鄭州60年來城市化和居民用水的多個指標進行主成分分析，結果表明城市化水平指數(shù)與城市居民用水綜合指數(shù)之間呈線性關系，城市化水平越高，居民用水量越大；楊雪梅等[5]以典型的西北干旱內陸河石羊河流域為例，提出了水資源—城市化復合系統(tǒng)耦合度計算模型，構建了耦合度評價指標體系和各項評價因子分級標準，分析認為，石羊河流域水資源承載力還有一定的潛力，并提出了我國西北干旱地區(qū)水資源管理與調控的有關建議；劉金萍等[6]對重慶市的水資源環(huán)境特征進行了分析，通過重慶市城市化過程與水資源演變規(guī)律對兩者之間的耦合關系進行了深入剖析，指出了重慶水環(huán)境惡化的主要成因；黃鳳崗[7]探討了城市化過程中的水資源利用問題，并提出了相關的水資源合理化利用及保護策略。

本文從城市化與水資源的開發(fā)利用的相互響應及反饋機理出發(fā)，闡述了城市化的擴展對水資源開發(fā)的威脅與水資源對城市化擴展的制約機理，為城市化與水資源開發(fā)和諧相處提供了建議。

1 城市化對水資源開發(fā)的威脅機理

1.1 水資源用量的增加

城市化的不斷擴展對城市人口賴以生存的水資源和水環(huán)境影響也越來越顯著。城市的擴大導致城區(qū)人口密度逐漸增大，道路及其他硬化不透水的面積增大，使得雨水無法下滲，直接改變了當?shù)氐乃Y源循環(huán)，導致地下水補給困難，水位逐年下降；其次，城市人口、經(jīng)濟的快速增加，居民生活水平的提高，人均年用水量呈增加的趨勢，工業(yè)用水更是呈指數(shù)型增長，重復用水率不高，導致水資源供需矛盾進一步加劇。

1.2 水文循環(huán)系統(tǒng)的影響

城市的熱島效應是指城市的平均溫度比郊區(qū)更高，這是由于城市是由大規(guī)模的鋼筋混凝土的建筑物組成，而這些材料的導熱系數(shù)很高，造成城區(qū)的溫度最高，然后向四周逐步遞減。熱島效應對水文系統(tǒng)中水汽的蒸發(fā)、空氣的對流影響很大。城市中大規(guī)模的建構筑物會改變氣流下墊面的屬性，造成城區(qū)暴雨出現(xiàn)頻率增加，暴雨量較郊區(qū)更大，降雨年內分配呈平均趨勢。

城市化將大量地面硬化，修建了不透水的路面及廣場等，這就造成地表水下滲能力越來越弱。城市地下水補給困難，水位逐年降低，地下徑流及土壤含水量降低，蒸發(fā)量也逐年減小，同時，相對郊區(qū)，氣流的下墊面粗糙，風速減小，蒸發(fā)量也較郊區(qū)較小。

1.3 水資源的污染

城市是人口、工礦企業(yè)集中的地方，而大城市的選址修建又多在靠近河流的區(qū)域，人類在享受工業(yè)文明帶來的好處時，大量的工業(yè)廢水、醫(yī)藥等帶有細菌的垃圾、機動車輪胎與路面摩擦產(chǎn)生的橡膠、瀝青等以及居民生活污水未經(jīng)徹底的處理就集中排放、掩埋，污染了地下水體和地表徑流。這些污染的水體進入循環(huán)系統(tǒng)，使得污染范圍擴散，靠近城市的江河湖海形成了近岸污染帶，有的水體甚至頻繁暴發(fā)藍藻、赤潮等，這都是污染物積累到一定程度的結果。

2 水資源開發(fā)對城市化的制約機理

水資源開發(fā)利用程度超過當?shù)厮h(huán)境所能承受的范圍后，會對城市化進程造成影響，產(chǎn)生不良后果，起到約束作用。

隨著城市化進程的深入，水資源開發(fā)利用程度越來越高，而所在區(qū)域的供水能力是有限的，一旦開發(fā)程度接近或超過這個限界，必定會引起一定程度的缺水，而城市化的標志就是工業(yè)的發(fā)達程度，工業(yè)及服務業(yè)的運行需要大量水資源，水資源的短缺會產(chǎn)生直接或者間接的經(jīng)濟損失，限制城市化進程的規(guī)模和速度。生活上不定期的缺水，對農(nóng)民進城的積極性也會產(chǎn)生一定程度的打擊，減緩城市化的步伐，甚至嚴重的缺水會導致城鎮(zhèn)居民大量搬遷至農(nóng)村，產(chǎn)生逆城市化。

水資源的污染也是城市化進程中的另一問題。水資源的污染等于變相地減少了可利用水體的儲量，同時，污染水體可通過農(nóng)副產(chǎn)品間接地影響人類的健康，水污染的處理也需要消耗大量社會財富，影響城市經(jīng)濟的可持續(xù)綠色發(fā)展。

城市中工業(yè)及服務業(yè)的大量用水擠占了農(nóng)村農(nóng)業(yè)用水，使得本就矛盾重重的城鄉(xiāng)問題、工農(nóng)問題雪上加霜，阻礙城市化的步伐。從長遠看，水資源從農(nóng)業(yè)轉向產(chǎn)出比更高的工業(yè)及服務業(yè)是大勢所趨，但如何更好地統(tǒng)籌安排水資源確實是一個科學精細的課題，需要學者專門研究。而現(xiàn)實中卻是城市以更好的政策及資金條件控制了該地區(qū)的水資源，并且大量工業(yè)廢水及居民污水也未經(jīng)妥善處理便集中排放，將污水轉嫁給農(nóng)村及農(nóng)業(yè)，嚴重影響了農(nóng)村的生產(chǎn)及生活。與此同時，農(nóng)業(yè)的發(fā)展程度低，不能及時為工業(yè)提供充分的物質基礎和消費市場，反而制約了工業(yè)的發(fā)展，最終減緩城市化的進程。

3 城市化與水資源互利機理

3.1 互利機理

水資源的開發(fā)利用可以為城市化的發(fā)展提供強有力的支撐，為城市化長期健康的發(fā)展奠定物質基礎，而城市文明的進步可以在水資源如何正確合理的調配開發(fā)上給出理論及物質上的支撐，這樣又可以強化水資源對城市化進程的支撐，互利發(fā)展。

因此，在協(xié)調城市化與水資源開發(fā)利用的關系時，要充分尊重兩者之間的互動響應及反饋機理，選擇城市化結構、規(guī)模、功能、質量等作為調控因子，通過對人口城市化、經(jīng)濟城市化、空間城市化、社會城市化子系統(tǒng)以及生態(tài)用水、生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水子系統(tǒng)之間的雙向和多向調控，促進供水、用水和管水的全方位提高，并實現(xiàn)用水的零增長甚至負增長，減小城市化對水資源開發(fā)的威脅，減輕水資源開發(fā)對城市化的約束，加強對城市化的支撐，將互利作用發(fā)揮徹底。

3.2 合理建議

針對目前我國城市化發(fā)展迅捷，部分地區(qū)水資源短缺、不均衡的現(xiàn)狀，根據(jù)兩者之間的互動響應與反饋機理，給出如下合理建議。

3.2.1 節(jié)流發(fā)展

大力發(fā)展節(jié)水型城市。生活用水上，宣傳節(jié)水意識，讓廣大居民養(yǎng)成節(jié)約用水的習慣；工農(nóng)業(yè)用水上，積極研發(fā)節(jié)水技術并普及，構建節(jié)水型的產(chǎn)業(yè)結構及經(jīng)濟體系，有效遏制工農(nóng)業(yè)用水的急劇增加；管理體制上，建立水權、水市場理論為基礎的水資源管理體系，以經(jīng)濟手段為主進行管理，最終形成自律節(jié)水的發(fā)展模式，提高水資源的利用效率。

3.2.2 污水資源化

目前我國的污水處理及循環(huán)利用效率還不高，應加大處理力度。在各個地區(qū)合理修建污水處理廠，對生活及工業(yè)污水進行處理，得到的中水可回收利用，例如可利用在中水清洗市政道路、噴灑花草等。不得將污水直接排放至河流或地下管網(wǎng)，以防污染水體，真正做到污水資源化。

3.2.3 雨洪資源化

雨水是地下水及地表徑流補充水量的重要方式，是水循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分?？煽紤]在房屋建筑的附屬結構中設置雨水收集裝置，供日常的清洗或對水質要求不高的其他途徑，這樣不僅減小了地表水的徑流，也方便了人們日常的生活。集水技術的發(fā)展未來肯定會成為解決水資源短缺的一個重要手段。

3.2.4 水利設施的發(fā)展

大力推進完善農(nóng)村的水利基礎設施，建立合理完整的工農(nóng)業(yè)用水轉換機制。通過對生產(chǎn)、生活用水結構的優(yōu)化，使得在水資源總量保持一定的情況下，兩者之間可在適宜時段相互轉化，保障城市化進程發(fā)展的同時，也能推進農(nóng)村農(nóng)業(yè)的順利前行。

3.2.5 增大城市透水面積

地表水的下滲是水循環(huán)中不可或缺的一環(huán)，城市中大量鋼筋混凝土的應用，導致了城區(qū)地表不透水面積增大，嚴重影響了水文系統(tǒng)，使得城區(qū)本來因為過量抽采而降低的地下水得不到補充，造成地面沉降，海水倒灌等問題。應在城區(qū)非主干路、停車場等可以利用的地方植樹種草，人行道鋪設透水磚，增加城區(qū)地表的透水面積，改善水循環(huán)系統(tǒng)。

3.2.6 適度的城市化

城市化雖然為社會帶來了財富、機遇以及更好的生活環(huán)境，但過度的城市化會適得其反。要制定科學合理的產(chǎn)業(yè)政策、人口政策以及土地政策，使得經(jīng)濟、人口和生活水平能平穩(wěn)發(fā)展。有充足的時間和能力優(yōu)化結構，合理布局開發(fā)水資源，同時也能反饋促進城市化的正常進行。

4 結 語

城市化的過快發(fā)展會威脅水資源，而水資源是否合理開發(fā)利用也會制約城市化的進程，但同時兩者之間又能相互支撐，互利發(fā)展。相互之間的響應及反饋機理需要眾多學者進一步的深入研究，本文根據(jù)我國現(xiàn)階段的發(fā)展狀況，給出了幾點合理建議。

[1] 鮑超,方創(chuàng)琳.城市化與水資源開發(fā)利用的互動機理及調控模式[J].城市化,2010,17(12):19-23.

[2] 方德祥.城市化對水文水資源的影響[J].技術與市場,2016,23(6):413-413.

[3] 王玉芳,任金剛,黃磊.城市化對水文水資源的影響[J].海河水利,2011(2):11-13.

[4] 李彥彬,李靜,張澤中.城市化對鄭州市居民用水的影響分析[J].人民黃河,2012,34(8):77-81.

[5] 楊雪梅,楊太保,石培基,等.西北干旱地區(qū)水資源—城市化復合系統(tǒng)耦合效應研究——以石羊河流域為例[J].干旱區(qū)地理,2014,37(1):19-30.

[6] 劉金萍,李為科,郭躍.重慶城市化過程與水資源環(huán)境變化關系研究[J].重慶師范大學學報(自然科學版),2007,24(1):86-90.

[7] 黃鳳崗.城市化過程中水資源利用保護問題分析[J].科技創(chuàng)新與應用,2015(4):163-164.

Analysis on response and feedback mechanism of urbanization to water resource development and utilization

PENG Baosheng

(ShandongLinyiBureauofparks,Linyi276000,China)

It is concluded that urbanization will produce threat to water resources, water resources will restrict urbanization progress, and they benefit and support each other through analysis on the response and feedback between urbanization and development of water resources. The present development situation thereof is combined for providing several rational suggestions, thereby promoting sustainable development of the society, and realizing harmonious coexistence between human beings and nature.

urbanization; exploitation and utilization of water resources; response; feedback

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.08.005

TV213

A

2096-0131(2017)08- 0016- 04