京津冀城區(qū)居民生活用水量特征分析

姬凌云，李嘉鴻

(北方工業(yè)大學(xué)，北京 100144)

1 引言

當前，我國面臨著十分嚴峻的水資源壓力。我國2018年的人均淡水資源占有量僅為1968 m3，而世界人均淡水資源占有量為5933 m3。我國水資源分布呈現(xiàn)南北不均衡的空間格局，華東、華南地區(qū)水資源相對豐富，自然稟賦較好，而華北地區(qū)的人口和水資源約束矛盾格外突出。京津冀地區(qū)地處華北地區(qū)的極度缺水區(qū)域，人口密集，水資源短缺已成為制約其經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵因素。

對于城市發(fā)展與水資源利用的研究，主要包括城市化進程中的用水特征分析[9]、城市規(guī)模與人均居民生活用水量指標之間的關(guān)系[10]、城市發(fā)展與水資源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度[11,12]和耦合狀態(tài)[13]以及水資源承載力研究[14～16]等。對于城市居民家庭生活用水量和特征的研究，主要包括居民用水行為和需求的影響因素[1～4]、節(jié)水行為的影響因素[5]、生活用水量的預(yù)測[6]、節(jié)水潛力和情景模擬[7,8]等。例如王旖旎[6]在對中國各省生活用水總量的預(yù)測和影響因素分析方面，得出影響各地區(qū)城市生活用水總量變化的根本因素在于用水人口和人均年生活用水量的變化趨勢。

迄今對京津冀地區(qū)水資源的研究較多集中在節(jié)水潛力評估[17]、水資源一體化配置[18]、用水演變特征[19]和水資源承載能力評價[20]幾方面。這些研究文獻均提供了非常有價值的參考。以往的研究缺少能從全國地級市、縣級市的尺度，分析城市生活用水效率。未來，隨著城市化的推進，人口的增長將進一步促進城市生活用水量的增加?；诖?，本研究從城市化進程的視角梳理人口變化，對比分析京津冀地區(qū)的城區(qū)生活用水量，并從人口總量控制、空間布局優(yōu)化的角度提出策略。

2 地區(qū)概況及研究方法

2.1 地區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

京津冀地區(qū)包括北京市、天津市2個直轄市和河北省的石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺、保定、張家口、承德、滄州、廊坊、衡水共11個地級城市，土地面積約有21.6萬km2，約占全國土地面積的2.3%，2018年區(qū)域內(nèi)常住人口達1.18億人。2018年地區(qū)內(nèi)各城市的常住人口和城鎮(zhèn)化率如表1所示。

表1 京津冀地區(qū)2018年常住人口和城鎮(zhèn)化率

以2018年京津冀區(qū)域13個城市數(shù)據(jù)為樣本，部分指標數(shù)據(jù)直接來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒2019》《城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒2018》《北京統(tǒng)計年鑒2019》《天津統(tǒng)計年鑒2019》《河北經(jīng)濟年鑒2019》等統(tǒng)計資料。本研究所需數(shù)據(jù)來源如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)來源

2.2 研究方法

本文依據(jù)京津冀地區(qū)13個城市的城區(qū)居民家庭生活用水量、人均水資源量、城區(qū)水資源總量等數(shù)據(jù)，分別將各市的水資源總量、城區(qū)居民家庭生活用水量等作為重要的屬性值，制作反映京津冀地區(qū)各地級市的水資源稟賦以及生活用水情況的統(tǒng)計表，對數(shù)據(jù)特征進行問題分析，并結(jié)合未來城鎮(zhèn)化將導(dǎo)致的人口持續(xù)增長壓力，提出適應(yīng)水資源條件的城鎮(zhèn)發(fā)展布局策略。

3 京津冀地區(qū)水資源約束的主要矛盾

3.1 受氣候條件影響，京津冀地區(qū)生活用水需求矛盾突出

根據(jù)水資源稀缺性壓力指數(shù)的標準，華北(58 個城市)平均人均水資源量273.3 m3/人，明顯低于全國(902.4 m3/人)和西北地區(qū)(409.7 m3/人)。而京津冀地區(qū)(13 個城市)的年人均水資源量僅為197.8 m3/人，又低于華北城市的平均水平。京津冀地區(qū)13 個城市中12個城市的水資源稀缺性壓力指數(shù)低于極度缺水閾值500 m3/人，處于極度缺水等級，占全國的53%。由此可以看出京津冀地區(qū)的水資源稀缺性壓力極大。京津冀呈現(xiàn)整體性水資源嚴重稀缺狀態(tài)(表3)。京津冀地區(qū)地處暖溫帶亞濕潤型氣候大區(qū)，年降水量和城鎮(zhèn)年人均家庭生活用水量均處于全國偏低水平。2018 年，京津冀13 個城市的平均降水量為84.7 億m3，明顯低于全國199 個城市的平均降水量138 億m3，水資源稟賦較差。京津冀城鎮(zhèn)生活用水效率較高，人均生活用水量低于全國平均水平，2018 年京津冀城市生活人均用水量為32 m3/人，華北地區(qū)為37.4 m3/人，全國為45.8 m3/人(圖1)。

圖1 全國298個城市2018年降水量和成區(qū)人均家庭生活用水量(數(shù)據(jù)來源：城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒，各省水資源公報2018年，自繪)

表3 華北地級市人均水資源量

續(xù)表3

續(xù)表3

3.2 人口集聚加大了京津冀地區(qū)的水資源壓力

1990～2018 年近30年期間，京津冀地區(qū)城市化的高速推進階段。北京和天津的人口增長了一倍，河北省人口由1990 年的6110 萬人增加到了2018 年的7556 萬人。從2000～2018 年，北京的城鎮(zhèn)人口比重從77.54%增加到了86.5%，天津的城鎮(zhèn)人口比重從71.99%增加到了83.15%，河北省的城鎮(zhèn)人口比重從26.08%增加到了56.43%。河北省的城鎮(zhèn)人口比重增速快于北京和天津。圖2為京津冀地區(qū)歷年總?cè)丝跀?shù)變化和城鎮(zhèn)人口比重變化圖，反映了近30 年城鎮(zhèn)化的推進加劇了京津冀地區(qū)人口的集聚。

圖2 京津冀地區(qū)歷年總?cè)丝跀?shù)變化和城鎮(zhèn)人口比重變化(數(shù)據(jù)來源：各省統(tǒng)計年鑒,圖片自繪)

隨著城市化的推進，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口不斷集聚，城市用水人口也隨之增加。2000 年京津冀地區(qū)的總?cè)丝谑?032 萬人，城市生活用水總量是23.31 億m3。2018年京津冀地區(qū)的總?cè)丝谑?1270 萬人，城市生活用水量總量37 億m3。

人口總量規(guī)模巨大，城鎮(zhèn)數(shù)量多、分布密集加劇了水資源稀缺程度，是京津冀城鎮(zhèn)地區(qū)水資源壓力問題的根本矛盾。

3.3 城市規(guī)模較大的城市，生活水足跡強度較大

京津冀地區(qū)城市生活用水需求呈現(xiàn)逐步增長的趨勢。與全國相比，京津冀地區(qū)的人均生活用水量隨著人口規(guī)模的擴大而增加的趨勢更明顯，人口規(guī)模較高的城市人均生活用水需求也較高，因此，京津冀地區(qū)中心城市的生活水足跡強度較大，生活用水需求總量較高，保障中心城市的用水安全是重中之重。

未來全國人口有一定的增長空間，首都圈的強大吸引力也將促進人口的遷入，另一方面，隨著北京城市紓解政策措施的進一步落實，未來京津冀地區(qū)將迎來城鎮(zhèn)化階段的關(guān)鍵拐點和新型城鎮(zhèn)化的轉(zhuǎn)型機遇，這意味著合理的規(guī)劃布局策略對緩解城鎮(zhèn)化對生活用水脅迫效應(yīng)的重要性(圖3)。

圖3 全國各省城區(qū)人口規(guī)模與城區(qū)居民家庭生活用水量關(guān)系(來源：自繪)

4 京津冀地區(qū)城區(qū)居民生活用水量特征分析

4.1 水資源稟賦特征

京津冀地區(qū)多年年均水資源量為258 億m3，人均水資源量239 m3，僅為全國的1/9，是我國水資源最為短缺的區(qū)域之一，以全國的2.3%國土面積、不足1%的水資源，承載了全國8.0%的人口、9.5%的工業(yè)增加值、10.1%的GDP、近30%的鋼鐵產(chǎn)量[19]。京津冀地區(qū)13 個城市2018 年的水資源總量和人均水資源量如表4所示。

從表4中看出，13 個城市中北京市的水資源總量最高，為35.46億m3，其次是承德市，為31.74 億m3，衡水市的水資源總量最低，為4.89 億m3。承德市的2018 年人均水資源量最高，達886.86 m3，其次是秦皇島市，年人均水資源量為464.55 m3。北京市雖然水資源總量最高，但由于超大城市的人口集聚效應(yīng)，年人均水資源量僅為164.60 m3，天津市的人均水資源量低于北京市，京津冀地區(qū)年人均水資源量最低的是邯鄲市，其數(shù)值僅為82.39 m3。年人均水資源量的分布大體與水資源總量的分布一致。

表4 京津冀地級市2018年人均水資源量和水資源總量

4.2 城區(qū)水資源壓力

本研究中的城區(qū)水資源壓力用取水率指標來反映。取水率指的是城區(qū)供水總量與城區(qū)水資源總量的比值。該指標反映了城區(qū)范圍內(nèi)的水資源壓力情況。取水率越高表明供水壓力越大。2018年全國范圍的城區(qū)取水率平均為6.11%，京津冀地區(qū)的城區(qū)取水率為51.98%，遠遠高于全國平均水平。表5為京津冀地區(qū)13個城市2018年的城區(qū)取水率分布。

表5 京津冀地級市2018年城區(qū)取水率

與全國平均水平相比，京津冀地區(qū)的城區(qū)水資源壓力十分緊張。從表5中可以進一步看出，13個城市中邯鄲市的取水率最高，為78.84%，其次是石家莊市，為70.04%。北京市的取水率排在第6位，為62.59%。這是由于北京市的供水總量中每年大約輸入南水北調(diào)水10億t，一定程度上緩解了原本的水資源壓力。13個城市中承德市的城區(qū)取水率最低，水資源壓力最小，為12.40%，這是由于承德市的水資源稟賦較好，這與其水資源總量和人均水資源量的高數(shù)值所反映出的水平相一致。城區(qū)水資源壓力分布情況與水資源稟賦的分布相反。

4.3 城區(qū)居民家庭生活用水量特征

本研究中的城區(qū)居民家庭生活用水量數(shù)值來源于《城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒2018》，城區(qū)年人均家庭生活用水量指標指的是城區(qū)居民家庭生活用水量與城區(qū)用水人口的比值(表6)。

表6 京津冀地級市2018年居民家庭生活用水量和年人均家庭生活用水量

京津冀地區(qū)的城區(qū)居民生活用水量小于全國平均水平(全國平均水平為47.18 m3/人，京津冀地區(qū)平均水平為34.79 m3/人)。從表6中可以進一步看出，北京市的城區(qū)居民生活用水量最高，為77656.94 萬m3，這是由于北京市的城區(qū)用水人口最多(本文3.2節(jié)的分析表明，城市居民家庭生活用水量與城區(qū)人口成正比例關(guān)系)。其次是天津市和石家莊市，分別為33940.34 萬m3和11730.32 萬m3。城區(qū)居民生活用水量最低的是承德市，為1888.32 萬m3，衡水市和邢臺市的城區(qū)居民生活用水量也較低，分別為1911.28 萬m3和1940.57 萬m3。城區(qū)居民年人均家庭生活用水量最高的是北京市，為41.67 m3/人，石家莊市為41.26 m3/人。邢臺市的年人均生活用水量最低，為20.71 m3/人。天津市的城區(qū)生活用水總量為北京市的44%，而城區(qū)用水人口是北京市的70%，導(dǎo)致人均家庭生活用水量的偏低，為26.17 m3/人。

5 規(guī)劃布局策略

5.1 控制人口總量，保障生活用水需求底線

城鎮(zhèn)用水需求與氣候有關(guān)，不同氣候區(qū)由于水資源稟賦不同導(dǎo)致用水需求和用水總量存在較大差異，圖1顯示了全國各地區(qū)(氣候區(qū))城市居民家庭生活用水量的差異，華東、華中、華南地區(qū)的城市居民家庭生活用水量較高，華北、東北、西北偏低。生活用水屬于滿足人民日常生活的剛性需求，且與人口呈正比關(guān)系，因此應(yīng)根據(jù)區(qū)域水資源條件確定合理的生活用水范圍，并控制地區(qū)人口總量。城鎮(zhèn)規(guī)劃布局的原則應(yīng)遵循“以水定人”，一方面，繼續(xù)控制人口總量；另一方面也要保障生活用水需求底線。京津冀地區(qū)隨著未來河北省城鎮(zhèn)化的擴張和人口的增長，城鎮(zhèn)化對生活用水的脅迫和壓力將越來越大，而北京市和天津市作為區(qū)域中心，城鎮(zhèn)化面臨轉(zhuǎn)型，城區(qū)人口規(guī)模依然面臨繼續(xù)增加的風險。

5.2 推進城市化，加強集中供水設(shè)施服務(wù)水平，引導(dǎo)集約用水

生活用水總量與生活方式及供水方式有關(guān)。城市公共供水系統(tǒng)可以保障大中小城市居民生活用水效率的基本均衡，而農(nóng)村地區(qū)由于沒有統(tǒng)一配置的公共供水設(shè)施，用水方式相比城區(qū)來說更為粗放，不利于節(jié)水。未來京津冀地區(qū)將迎來城鎮(zhèn)化階段的關(guān)鍵拐點和新型城鎮(zhèn)化的轉(zhuǎn)型機遇，京津冀地區(qū)的節(jié)水潛力在于把握城鎮(zhèn)化機遇，推進城鎮(zhèn)化，轉(zhuǎn)變鄉(xiāng)村地區(qū)分散居住、自給自足的生活方式，通過集中配置的公共供水設(shè)施和社會服務(wù)，實現(xiàn)節(jié)水。

6 結(jié)語

本文從城市化進程的視角分析了京津冀地區(qū)水資源約束的主要矛盾在于城鎮(zhèn)化加劇了京津冀地區(qū)的人口集聚，而城鎮(zhèn)化人口集聚又將進一步擴大生活用水消耗。對比分析了京津冀地區(qū)城區(qū)居民生活用水量的特征：①從水資源稟賦角度看，地區(qū)總體水資源稟賦較差，內(nèi)部13 個城市的水資源總量和人均水資源量的分布大體一致。北京市雖然水資源總量最高，但由于超大城市的人口集聚效應(yīng)，年人均水資源量僅為164.60 m3，天津市的人均水資源量低于北京市，為112.72 m3；②從供水壓力角度看，與全國平均水平相比京津冀地區(qū)的城區(qū)水資源壓力十分緊張。城區(qū)水資源壓力分布情況與水資源稟賦的分布相反。北京市由于南水北調(diào)水工程的輸入，在很大程度上緩解了本地的水資源壓力；③從城區(qū)居民生活用水量角度看，京津冀地區(qū)的城區(qū)居民生活用水量小于全國平均水平，北京市的城區(qū)居民生活用水量最高，人均水平與總量水平基本一致?；诖颂岢龅囊?guī)劃布局措施為以水定人：一方面控制人口總量，保障生活用水需求底線，另一方面推進城市化，加強集中供水設(shè)施服務(wù)水平，引導(dǎo)集約用水。