（水利工程专业论文）天津市水资源可持续利用对策研究.pdf

中文摘要 天津市水资源可持续利用对策研究建立在对天津水资源及相关问题调查研 究的基础上。 论文分析了新时期天津城市化发展趋向，从城市人口增长、城市工业结构、 城市化进程等诸方面，探讨了城市化进程与水资源利用之间的关系，对天津现状 水资源开发利用作出了评价；然后对天津市供、需水进行预测，并分析预测各水 平年的供、需水平衡问题，提出天津市水资源可持续利用的对策和措施。 在剖析天津市水资源及其可持续开发利用内涵的基础上，从分析水资源与环 境、经济、社会相互作用关系的角度出发，评价其水资源开发的可持续性状况， 提出了建立外调水、地表水、再生水、地下水和海水合理配置的适应天津市发展 的水资源可持续利用战略。为改善天津水资源开发模式、实现水资源的可持续开 发利用提供科学的依据。 从可持续发展的概念内涵出发，分析了天津水资源承载能力。在此基础上， 采用系统分析的方法，对天津工业缺水损失进行了经济分析，并对研究中存在的 问题进行了探讨，提出了提高天津水资源承载能力的策略。 关键词：天津市水资源可持续利用研究对策 a b s t i 认c t t h et i a n j i nw a t e rr e s o u r c e ss u s t a i n a b l eu s ec o u n t e r m e a s u r er e s e a r c hi s b a s eo nt h et i a n j i nw a t e rr e s o u r c e sa n dt h ec o r r e l a t i o nq u e s t i o ni n v e s t i g a t i o n a n ds t u d y , h a sa n a l y z e dt h en e wt i m et i a n j i nu r b a n i z a t i o nd e v e l o p m e n tw e n d f r o mt h eu r b a np o p u l a t i o ng r o w s ，t h ec i t yi n d u s t r ys t r u c t u r e ，t h eu r b a n i z e d a d v a n c e m e n ta n ds oo nv a r i o u sa s p e c t s ，h a sd i s c u s s e dt h er e l a t i o n sb e t w e e nt h e u r b a n i z e da d v a n c e m e n ta n dt h ew a t e rr e s o u r c e su s e h a sm a d et h ea p p r a i s a lt o t i a n j i np r e s e n ts i t u a t i o no ft h ew a t e rr e s o u r c e sd e v e l o p m e n tu s e ；t h e nc a r r yo u t h ef o r e c a s tf o rt i a n j i nw a t e rp r o v i d i n ga n dd e m a n d ，a n a l y s i sa n df o r e c a s tt h e w a t e rp r o v i d i n ga n dd e m a n db a l a n c eq u e s t i o ni nv a r i o u sl e v e ly e a r , p r o p o s e st h e t i a n i i nw a t e rr e s o u r c e ss u s t a i n a b l eu s ec o u n t e r m e a s u r ea n d t h em e a s u r e i na n a l y z e st h et i a u j i nw a t e rr e s o u r c e sa n di t si nt h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n tu s ec o n n o t a t i o nf o u n d a t i o n ，f r o mt h ea n g l eo fa n a l y s i st h ew a t e r r e s o u r c e sw i t ht h ee n v i r o n m e n t , t h ee c o n o m ya n dt h es o c i e t ym u t u a la f f e c t s r e l a t i o n s ，a p p r a i s e s t h es u s t a i n a b l ew a t e rr e s o u r c e sd e v e l o p m e n tc o n d i t i o n ， p r o p o s e dt h ew a t e rr e s o u r c e ss u s t a i n a b l eu s es t r a t e g y t h a te s t a b l i s ht h e r e a s o n a b l ed i s p o s i t i o nf o rt h et r a n s f e rf r o mo t h e rp i a c ew a t e r , t h es u r f a c ew a t e r , t h er e s u r g e n tw a t e r , t h eg r o u n dw a t e ra n dt h es e aw a t e r , a n da d a p tt i a n j i nt o d e v e l o p ，p r o v i d et h es c i e n c et h eb a s i si no r d e rt oi m p r o v et h et i a n j i nw a t e r r e s o u r c e sd e v e l o p m e n tp a t t e r n ，a n dr e a l i z et h ew a t e rr e s o u r c e ss u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n tu s e e m b a r k e df r o mt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tc o n c e p tc o n n o t a t i o n ， a n a l y z et h et i a n j i nw a t e rr e s o u r c e sb e a r i n gc a p a c i t y i nt h i sf o u n d a t i o n ，u s e t h es y s t e ma n a l y s i sm e t h o d ，c a r r yo nt h ee c o n o m i ca n a l y s i sf o rt i a n j i ni n d u s t r y l o s sf o rt h ew a t e rs h o r t a g e ，a n dd i s c u s st h ee x i s t e dq u e s t i o nw h i c hu n d e rs t u d y , p r o p o s e dt h es t r a t e gt h a ti m p r o v et i a n j i nw a t e rr e s o u r c e sb e a r i n gc a p a c i t y k e yw o r d ：t i a n j i nw a t e r r e s o u r c e su s t a i n a b l eu s e r e s e a r c h o n n t e r m e a s u r e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得：叁盗盘鲎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：封交活 签字日期：知以年j 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞盘茎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫壅盘鲎可以将学位论文的全部或鄙分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 诛蚕淆 签字日期：知以年j 月“日 一毯：攘嘏 签字日期：石年厂月彩日 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 第一章概述 1 1 水资源及其可持续利用的含义 可持续发展理论为自然资源的开发利用提供了新的理论框架，水资源可持续利用 的内涵就是在满足区域当代人需求的同时，不能损害、剥夺后代和其他区域生存发展 的能力，将“资源一人口一环境”复合系统引向更加和谐、有效的状态。随着经济的不 断发展、人口过度膨胀和水环境污染的加剧，水资源危机已经成为许多国家社会、经 济可持续发展的瓶颈，也是我国在2 l 世纪亟待解决的重大问题。缓解水资源危机的根 本出路在于，实施可持续水资源管理，将水资源的开发利用纳入社会经济一水资源一 生态环境复合系统之中加以全面考虑，并从中寻求水资源可持续开发的具体途径。 1 9 7 7 年世界水会议上，联合国教科文组织和世界气象组织建议，水资源应指“可 利用或有可能被利用的水源，这个水源具有足够的数量和可用的质量，并能在某地 点为满足某种用途可被利用”。“1 水资源与石油、煤炭等矿产资源不同的是，它是一种 可再生的动态资源，随空间、时间发生变化。它具有质和量两个方面的功能，其水量 功能是利用水资源的数量以满足各种用水的需要，其水质功能是作为某种特殊产品的 原料和媒介。 水资源的概念和特征决定了它具有区别于石油、煤炭等不可再生资源的特殊属性。 它是一种可以被可持续利用的资源，但要实现可持续利用必须满足其开发强度小于其 承载能力的前提条件。所谓水资源可持续利用是指在维持水的自然循环及其生态功能 正常发挥的前提下，支持人类社会经济健康发展并满足代内、代际人用水需要的全过 程，是水资源综合开发、利用、保护和管理一体化的最合理利用方式。其目的是既要 使水资源开发利用尽量满足社会与经济的持续稳定发展，又要同时保证水资源的自然 循环及其生态功能的正常发挥。它的内涵应该至少包括5 个方面；水的利用效率和 投资效益是方案选择中的主要准则。适度开发，对水资源利用后不应破坏水资源的 原有生态价值。不妨碍他区人类对水资源的开发利用及其对水资源的共享利益。 不妨碍后人未来的开发，为后来开发留下各种选择的余地。不能破坏因水而结成的 地理系统( 包括自然系统和社会人文系统) 。 1 2 城市水资源承载力基本理论及研究现状 水资源承载能力是一个国家或地区可持续发展过程中各种自然资源承载力的重要 组成部分，且往往是水资源短缺和贫水地区支持人口与发展的瓶颈。城市是人口分布、 资源消耗和环境污染的集中区域，随着城市人口急剧增长及城市规模的迅速扩张，中 国水资源短缺和水环境恶化等问题日趋严重，已成为我国经济社会发展的严重制约因 素，许多城市已出现自身水资源无法承载社会经济发展的情况，据水利部的统计资料 显示，目前全国6 6 9 座城市中有4 0 0 座缺水，1 1 0 座严重缺水，这对中国今后的可持续 发展构成了极大的威胁。因此，水资源承载能力对于一个国家或地区的综合发展及发 1 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 展规模是至关重要的。社会经济发展必须控制在水资源承载能力之内，这样才能通过 以水资源的可持续利用实现社会经济的可持续发展。我国一半以上城市的发展受到水 资源短缺的制约，因此对城市水资源承载力进行研究，不仅理论意义重大，且更具有 紧迫的现实意义。 1 2 1 城市水资源承载力的概念、内涵和特性 联合国教科文组织于2 0 世纪8 0 年代初提出了资源承载力的概念并被广泛接 纳，其定义为：“一个国家或地区的资源承载力是指在可预见的时期内，利用本地资源 及其他自然资源和智力、技术等条件，在保护符合其社会文化准则的物质生活水平下 所持续供养的人口数量”。水资源承载力符合该定义的内涵。 自2 0 世纪8 0 年代末以来，许多专家、学者或课题研究组织对水资源承载力概念 予以定义，但时至今日仍未形成系统的、科学的理论体系，很多研究者根据自己对水 资源承载能力的理解给出了不同的水资源承载能力的定义，或侧重点不同，或所用的 指标不同。分析这些定义，可以总结出所有的定义都认为水资源承载能力中，承载的 主体是水资源系统，客体是人类社会经济系统；都强调了生态环境的良性发展；都认 同可持续发展原则；都强调了水资源的合理开发与优化配置。 水资源承载能力必须具有以下的内涵”。： ( 1 ) 时空内涵。从时间角度讲，不同的时期，社会经济发展水平不同，开发利用水 资源的能力不同，水资源的利用效率也就不同，从而单位水资源量的承载力也不同； 从空间角度讲，即使在同一时期，在不同的城市，由于其资源禀赋、经济基础、技术 水平等方面的差异，相同的资源量所能承载的人口、社会经济发展规模也不同。 ( 2 ) 社会经济内涵。人口和相应的社会体系是区域水资源的承载对象，主要体现在 人类开发水资源的经济技术能力、社会各行业的用水水平、社会对水资源优化配置以 及社会用水结构等方面。因此，可以借助调整产业结构和提高经济技术水平等经济社 会手段来提高水资源承载力。 ( 3 ) 持续内涵。定义中以可持续发展为原则，以生态环境良性循环发展为前提，充分 体现了“持续”的内涵。城市水资源承载力表示城市水资源持续供给社会经济体系的 能力，它要求对城市水资源的开发利用是可持续的，即城市的发展与水资源承载力的 关系应是“以供定需”，而非过去的“以需定供”。其次，持续的内涵还隐含着水资源 承载力是随着城市经济技术的发展而不断增强的，以达到城市水资源承载力与城市发 展规模相适配的协调发展状态。 水资源承载能力的特性：” ( 1 ) 有限性 表现在特定时问内城市水资源量的有限和经济实力、技术水平的约束造成的有限 性上。 2 天津大学硕士学位论文 天津市水资源可持续利用对策研究 ( 2 ) 动态性 水资源系统及其所承载的社会经济系统都是动态的，水资源量和质在不同时期都 是不同的，其支持能力也是不断变化的，而社会经济系统的不断变化使其对水资源的 需求也是不断变化的。 ( 3 ) 可增强性 城市的人口增长、生产发展、城市用地规模扩张以及人民生活水平不断提高，对 水资源的承载能力有着明显的增强需求，这成为城市水资源承载力增强的直接驱动力。 1 2 2 水资源承载能力的研究内容及方法 水资源承载能力主要受以下几方面因素的影响：水资源的数量、质量及开发利 用程度；科学技术和生产力水平；区域经济发展水平；社会消费水平与结构； 人口数量；环境污染程度；政策、法规、市场、宗教、传统、心理等因素。由 于影响水资源承载能力的因素涉及到水资源系统的各个方面，因此，确定评价指标体 系要求能从不同方面、不同角度、不同层面客观地反映区域水资源条件、开发利用状 况、供需关系及生态环境等方面。同时，选取的指标要遵循可测性、可靠性及充分性 原则。 水资源承载能力研究是属于评价、规划与预测一体化性质的综合研究，它以水资 源评价为基础，以水资源合理配置为前提，以水资源潜力和开发前景为核心，以系统 分析和动态分析为手段，以人口、资源、经济和环境的协调发展为目标。由水资源承 载能力的概念和特性可知，它所面对的系统是一个社会经济生态环境资源复杂的巨系 统，属于可持续发展研究范畴。因而水资源承载能力研究需要从可持续发展的角度， 充分考虑水资源系统、宏观经济系统、社会系统以及水环境之间的相互协调与制约的 关系，研究水资源与社会经济发展、生态环境及其它资源之间的关系。 目前国内关于水资源承载能力的研究方法主要有常规趋势法、背景分析法、模糊 评价方法、主成份分析法、系统动力学方法、多目标决策分析法等。从国内外的研究 动态来看，采用多目标的研究方法符合水资源承载能力分析的研究方向。由于水资源 系统自身的复杂性、随机性和模糊性以及影响水资源承载能力的多方面性、多层次性 等，对水资源承载能力的准确评价还有待进一步的研究。 1 2 3 国内外研究现状及趋势”“ 城市水资源承载力研究，国际上研究成果较少，且大多将其纳入可持续发展理论 中，如j o a r d o r 等从供水的角度对城市水资源承载力进行了相关研究，并将其纳入城 市发展规划当中：r i j i b e r m a n j 等在研究城市水资源评价和管理体系中将承载力作为 城市水资源安全保障的衡量标准。 国内水资源承载力研究起步较晚，而城市水资源承载力研究始于上个世纪9 0 年代 中后期，迄今为止，成果不丰。1 9 9 5 年魏斌、张霞以本溪市为例进行了城市水资源合 3 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 理利用分析，并采用系统动态仿真模型s d 对本溪市水资源承载力进行了研究。1 9 9 7 年季冰等用供需水量平衡法做了“香港水资源特征和供需水量平衡研究”。1 9 9 8 年崔 风军“采用系统研究方法对城市水环境承载力的概念、实质、功能及定量表达方法作 了分析，并利用系统动力学模拟手段进行了实证研究，利用水环境承载力指数变化对 拟定的调整策略变量做出了预测、优化，得出了较满意的结论”，且对以后相关研究起 了引导、借鉴作用。此后，王建华、江东等运用s d 模型对干旱区城市水资源承载力进 行了预测研究，并对乌鲁木齐水资源承载力进行了实例预测分析。2 0 0 2 年郑宇、冯德 显将城市化进程中水土资源作为一个整体来进行研究，探讨协调城市化健康发展与水 土资源可持续利用的关系，标志着在城市可持续发展资源约束研究中多方位综合考察、 研究的开端。 虽然水资源承载能力的研究取得了一定的进展，但从当前的研究成果来看，还存 在一些问题：对水资源承载能力本身的认识和研究还欠深入，至今水资源承载能力 还没有形成一个完整的理论体系，缺乏公认的理论基础和统一的研究方法：水资源 承载能力的研究过程中没有明确体现出可持续发展的原则，对生态需水量的研究不足； 缺乏能够同时描述水资源承载能力的复杂性、随机性和模糊性的综合模型，对水资 源承载能力模型指标体系中定性指标的研究不够充分，缺乏系统的、有效的定性指标 量化的方法；目前计算的水资源承载能力多是单纯地研究水资源的承载能力，而忽 视了水资源与其他资源( 矿藏、森林、土地) 的综合承载能力研究；目前对于水资源 承载能力的研究得出来的结果始终不是具有最大含义的水资源承载能力；水资源开 发利用的风险对于水资源承载能力的影响还研究得不够。 针对上述问题，水资源承载能力的研究应加强以下方面的研究，以促进水资源承 载能力的理论研究和应用发展。 ( 1 ) 加强对水资源承载能力基础理论的研究。形成一个完整的水资源承载能力理论 体系，为国家决策、规划、计划和社会协调发展提供科学依据，并为水资源承载能力 研究寻找新思路新方法提供理论依据。 ( 2 ) 以可持续发展为目标，研究水资源承载能力。深入剖析水资源承载能力与可持 续发展之间的关系，并建立一套科学系统的、体现可持续发展思想的水资源承载能力 指标体系。 ( 3 ) 加强生态需水量的研究。为了实现可持续发展的目标，水资源承载能力的研究 必须以维护生态环境良性发展为条件，科学研究计算生态环境需水量，进行水资源的 优化配置。 ( 4 ) 加强学科交叉融合的研究。水资源承载能力研究包括了不同层次、不同学科的 研究范围，属于典型的交叉学科研究领域，因此迫切需要加强学科交叉融合的研究。 ( 5 ) 以系统的观点研究水资源与其他资源的综合承载能力。人类社会的可持续发展 4 天津大学硕士学位论文 天津市水资源可持续利用对策研究 需要水资源和其他资源的共同支持，因此必须从系统的角度研究水资源与其他资源的 综合承载能力。 ( 6 ) 由静态分析转向动态预测。早期静态的研究方法无法反映承载力随时间的变动 情况。必须加强动态模拟研究，建立一套能反映水资源承载能力本质的模拟体系，实 现其估算与动态变化过程的预测。 ( 7 ) 引入新的技术方法。目前制约水资源承载能力研究的个重要因素是数据的获 取与分析处理。将地面水文观测与空中遥感信息相结合，利用地理信息系统进行数值 计算和模拟，并将现有水资源承载能力数学模型方法与gis 集成，是水资源承载能 力取得突破性进展的一个关键所在。 总之，水资源承载能力研究是2 1 世纪水资源科学发展的一个十分重要的发展方向。 以可持续发展为原则，建立完善的水资源承载能力理论体系与研究方法，对于解决我 国经济社会可持续发展中受水制约的重大问题具有长远意义。 1 3 水资源承载能力与可持续发展的关系 在可持续发展的诸多定义中，1 9 8 7 年挪威首相布伦特兰( b r u n d t l a n d ) 夫人在联 合国世界环境与发展大会上所作的题为我们共同的未来中，提出的“满足当代人 的需求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”或“在不危及后代人需求的前提 下，寻求满足当代人需求的发展途径”的定义是最具有影响力的，它在1 9 9 2 年联合国 环境与发展大会上得到认可，并被国际社会广泛接受。从可持续发展的概念可以看到， 可持续发展的内涵十分丰富，涉及到社会、经济、人口、资源、环境、科技、教育各 个方面，其实质是要处理好人口、资源，环境与经济协调发展的关系；其根本目的是满 足人类日益增长的物质和文化生活的需求，不断提高人类的生活质量；其核心问题是 有效管理好自然资源，为经济的发展提供持续的支撑力。 可持续发展、水资源承载能力的概念都是在2 0 世纪8 0 、9 0 年代提出的，这两个 概念几乎同时被提出，是历史的必然，是人类通过社会实践，在自然条件对人类发展 产生制约时提出的经验总结。两者具有不可否认的相互联结关系 2 。这两个概念本质 上是相辅相成的，都是针对当代人类所面临的人口、资源、环境方面的现实问题，都 强调发展与人口、资源、环境之间的关系，解决的核心问题也都是发展与人口、资源、 环境之间的关系问题。但是，两者的侧重点有所不同，可持续发展从一个比较高的角 度来看问题，强调发展的可持续性、协调性、公平性，强调发展不能脱离自然资源与 环境的束缚；承载能力则是从最基础出发，以可持续发展为原则，根据资源实际承载 能力，确定人口与社会经济的发展速度与发展规模，强调发展的极限性。因此在研究 水资源承载能力的时候，要以可持续发展为原则，将水资源承载能力置于可持续发展 的战略构架下进行讨论，反之，只有进行了水资源承载能力的研究，才能使水资源的 开发利用以及社会的经济发展达到可持续。 5 天津大学硕士学位论文 天津市水资源可持续利用对策研究 1 4 本文主要研究工作内容 ( 1 ) 天津是资源型缺水城市，水资源严重短缺、水质污染以及过量开采地下水导 致的地面沉降等问题成为天津社会经济快速发展的制约因素。在对天津水资源及相关 问题调查研究的基础上，分析了新时期天津城市化发展趋向，从城市人口增长、城市 工业结构、城市化进程等诸方面，探讨了城市化进程与水资源利用之间的关系，对天 津现状水资源开发利用作出了评价；然后对天津市供、需水进行预测，并分析预测各 水平年的供、需水平衡问题，提出天津市水资源可持续利用的对策和措施。 ( 2 ) 在剖析天津市水资源及其可持续开发利用内涵的基础上，从分析水资源与环 境、经济、社会相互作用关系的角度出发，评价其水资源开发的可持续性状况，提出 了建立外调水、地表水、再生水、地下水和海水合理配置的适应天津市发展的水资源 可持续利用战略。为改善天津水资源开发模式、实现水资源的可持续开发利用提供科 学的依据。 ( 3 ) 从可持续发展的概念内涵出发，分析了天津水资源承载能力。在此基础上， 采用系统分析的方法，对天津工业缺水损失进行了经济分析，并对研究中存在的问题 进行了探讨，提出了提高天津水资源承载能力的策略。 6 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 第二章天津市水资源问题 2 1天津市水资源总量啪 按天津市地表径流量和地下水资源量分析计算，天津市全市地表水资源多年平均 值1 0 5 5 亿立方米，地下水资源量5 4 2 亿立方米( 未含深层承压水和微咸水资源量) ， 扣除重复计算量0 7 1 亿立方米，全市水资源总量为1 6 2 6 亿立方米，全市平均产水模 数为1 2 8 0 万立方米平方公里。其中： 蓟运河山区：多年平均地表水资源量1 9 0 亿立方米，地下水资源量0 6 9 亿立方 米，分区水资源总量为2 5 9 亿立方米，分区平均产水模数为3 5 6 3 万立方米平方公 里。 海河北系平原：多年平均地表水资源量4 6 8 亿立方米，地下水资源量4 2 0 亿立 方米( 未含深层承压水和微成水资源量) ，扣除重复计算量0 7 1 亿立方米，分区水资 源总量为8 1 7 亿立方米，分区平均产水模数为1 3 4 8 万立方米平方公里。 淀东清南平原：多年平均地表水资源量3 9 7 亿立方米，地下水资源量0 5 3 亿立 方米( 未含深层承压水和微咸水资源量) ，分区水资源总量为4 5 0 亿立方米。分区平 均产水模数为8 7 7 万立方米平方公里。 全市和水资源分区的水资源量情况详见表2 - 1 。 表2 1天津市水资源总量单位：亿立方米 地表水资源量 地下水重复水资源总量 水资源分区 均值 5 0 7 5 9 5 资源量计算量均值 蓟运河山区 1 9 0l7 71 1 70 6 4o 6 92 5 9 海河北系平原 4 6 84 0 9 2 5 4 1 1 l4 2 0 0 7 18 1 7 淀东清南平原 3 9 73 2 91 8 40 6 5o 5 34 5 0 全不含深层、微咸水 1 0 5 59 1 56 5 52 4 05 4 20 7 l1 5 2 6 市 含深层、微咸水 l o 5 59 1 55 5 52 4 08 3 2o 7 11 8 1 6 2 2 水资源特性及入境水量变化趋势 2 2 1 水赍源特性 1 年内分配不均 本市当地地表水资源量受降水年内分配及产汇流条件影响，年内分配极不均匀， 当地产水多集中在汛期( 6 9 月) ，约占全年的7 0 - 8 0 ，非汛期只有少量基流。 2 年际变化大 全市当地地表径流量最大发生在1 9 7 8 年，为2 3 7 6 亿立方米，最小发生在1 9 9 7 年，仅2 7 9 亿立方米，前者是后者的8 5 倍。除蓟运河山区年际变化相对较小外，海 7 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 河北系平原和淀东清南平原的当地地表径流量最大年份与最小年份的比值分别达到 5 2 ，6 倍和5 5 7 倍。详见表2 - 2 。 表2 - 2天津市当地地表水资源比较 最大最小 水资源分区比值 年份 径流量( 亿m 3 )年份径流量( 亿m 3 ) 蓟运河山区1 9 7 8 5 4 41 9 8 10 4 21 3 o 海河北系平原 1 9 7 81 2 1 0 1 9 6 80 2 35 2 6 淀东清南平原 1 9 6 41 1 7 01 9 6 80 2 15 5 7 全市1 9 7 8 2 3 7 61 9 9 72 7 98 5 3 地区分配不均 水资源按地区分布北部较多，南部较少。北部蓟运河山区、海河北系平原面积占 全市总面积5 6 9 ，水资源量占全市水资源量的6 8 6 ；南部淀东清南平原面积占全市 面积的4 3 1 ，而水资源量只占全市水资源量的3 1 4 。 4 丰枯交替、连续干旱经常出现 干旱年经常连续发生，仅从1 9 5 6 年以来，就出现了1 9 5 7 1 9 5 8 年、1 9 6 0 1 9 6 2 年、1 9 6 5 1 9 6 8 年、1 9 7 1 1 9 7 2 年、1 9 7 4 1 9 7 6 年、1 9 8 0 1 9 8 4 年、1 9 9 2 1 9 9 3 年、 1 9 9 7 2 0 0 2 年八个连续干旱的时段，连续干旱时间最长达6 年之久。 2 2 2 入境水量变化趋势 根据1 9 6 0 1 9 9 8 年实测入境水量统计分析，1 9 6 0 1 9 6 9 年天津市年平均入境水 量为8 0 1 2 亿立方米，1 9 7 0 1 9 7 9 年年平均为3 5 8 8 亿立方米，1 9 8 0 1 9 8 9 年年平均 为7 3 5 亿立方米，1 9 9 01 9 9 8 年年平均为1 9 7 6 亿立方米。尤其是南系变化更大，一 般年份己无入境水量。详见表2 - 3 。 天津市在入境水量的利用上存在着很大的困难。从水文系歹1 j 看，天津市的入境水 量主要集中在系列中有限的几个丰水年里，尽快下泄洪水就成为当时的主要压力，由 于天津市特殊的地理位置和地貌状态，可能进行拦蓄的仅是洪峰后期的部分水量。更 多的平、枯水年里，一些河道或者处于断流状态，或者有限的入境水量水质很差，不 但无法进行有效利用，有的且对天津市的水域生态环境造成污染影响。 8 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 表2 3天津市入境水量变化情况单位：亿立方米 乒 劳 1 9 6 0 1 9 6 9 生 1 9 7 0 1 9 7 9 焦1 9 8 0 1 9 8 9 正1 9 9 0 1 9 9 8 焦 河系 北系2 3 2 l2 0 2 36 6 01 4 0 7 南系 5 6 9 11 5 6 50 7 55 6 8 全市合计 8 0 1 23 5 8 87 3 51 9 7 5 2 3 天津市现状供用水情况及变化趋势分析 2 3 1 供用水现状情况“们 ( 1 ) 供水量 以2 0 0 0 年作为现状水平年进行分析。 2 0 0 0 年全市总供水量2 2 6 4 亿立方米，其中地表水水源工程供水1 4 4 1 亿立方米 ( 包括引滦供水6 1 2 亿立方米) ，开采地下水8 2 3 亿立方米。 2 0 0 1 年全市总供水量1 9 1 4 亿立方米，其中地表水水源工程供水1 1 1 7 亿立方米 ( 包括引滦供水4 9 0 亿立方米，引黄水量i 0 9 亿立方米) ，开采地下水7 9 7 亿立方 米。 ( 2 ) 供水水质 作为城市主要供水水源的引滦水质多年来基本良好，一般符合地表水环境质量标 准( g h z b i 一1 9 9 9 ) i l l 类标准，只有部分输水渠段的个别项目年极值超过i i i 类标准。 天津市岩溶水、全淡水区地下水，水质基本符合生活饮用水标准。南部咸水分布 区的浅层地下咸水不适宣饮用；深层地下水为淡水，但水质存在一些问题，主要超标 组份为氟、矿化度和氯化物，尤其氟超标已严重威胁人民身体健康。 天津市城市供水情况见表2 - 4 。 表2 - 4天津市城市供水现状汇总表水量单位：亿立方米 地表水地下水海水利用城市污水 总供 时间 水量 水质 水量水质水量水质水量水质 水量 当地 引滦 1 9 9 71 6 48 ，3 0 2 6 5v0 3 海水 i 6超v1 4 4 9 1 9 9 83 6 46 1 2i2 8 8vo 3 海水 1 6超v1 4 5 4 1 9 9 91 1 57 3 0i 2 9 7vo 3海水 1 6 超v 1 3 3 2 注表中“海水和用”为海水利用替代淡水量。 从天津市近年来各河总体情况看，除引滦入津沿线的水环境和水质较好，供水水 质基本达到地面水i 类标准外，其它河道的水环境和水质较差，大部分河流经常常年 9 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 干枯，河流水质及入境水体的水质劣于地面水v 类标准，农业供水水质堪忧。 ( 3 ) 现状用水量 2 0 0 0 年全市总用水量2 2 6 4 亿立方米，其中工业用水5 3 4 亿立方米，城市生活 用水5 2 2 亿立方米，农业用水1 2 0 8 亿立方米。 2 0 0 1 年全市总用水量1 9 1 4 亿立方米，其中工业用水4 4 9 亿立方米，城市生活用 水4 6 8 亿立方米，农业用水9 9 7 亿立方米。 城镇生活用水中，居民生活用水占5 2 ，公共生活用水占4 8 。城市生活人均综合 用水定额2 3 1 升日，其中居民生活人均用水定额1 2 0 升日。 工业用水中，电力工业占9 3 ，一般工业占8 3 7 ，农村工业占7 。取水量位于 前五位的行业依次为化工、机械、冶金、电力、造纸，占工业总取水量的比例分别为 1 6 9 、1 6 7 、1 1 6 、9 3 、9 1 。 农村用水中，灌溉用水占7 6 ，林、牧、渔及工副业用水占1 8 ，生活用水占6 。 综合灌溉定额2 8 2 立方米亩。农村生活人均用水定额9 0 升日。 2 3 21 9 9 1 2 0 0 0 年社会经济发展与供用水趋势分析 ( i ) 社会经济发展趋势 全市人口从1 9 9 1 年的8 7 2 6 3 万人增加到2 0 0 0 年的9 1 2 0 万人。人口自然增长 率不断下降，1 9 9 1 1 9 9 4 年为5 1 ，1 9 9 5 2 0 0 0 年降为2 9 。经济持续快速增长。 全市工业总产值从1 9 9 1 年的7 8 6 6 0 亿元，增长到2 0 0 0 年的3 0 8 0 7 4 亿元，增长了2 9 2 倍，1 9 9 1 2 0 0 0 年年均增长率为2 1 5 。全市农业总产值从1 9 9 1 年的5 4 5 5 亿元，增 长到2 0 0 0 年的1 5 6 3 亿元，增长了1 8 7 倍。国内生产总值从1 9 9 1 年的3 4 2 7 5 亿元， 增长到2 0 0 0 年的1 6 3 9 3 6 亿元，增长了3 7 8 倍。 灌溉面积基本保持稳定。1 9 9 1 2 0 0 0 年，有效灌溉面积在5 2 0 5 3 0 万亩之间。 粮食产量稳步增加，总产量从1 9 9 1 年的1 9 8 。5 0 万吨增加到1 9 9 8 年的2 1 0 1 2 万吨， 随着人民生活水平的提高，至2 0 0 0 年，粮食产量下降，而蔬菜产量大幅提高至5 3 0 6 万吨。天津市社会经济发展趋势见表2 5 。 i 0 天津大学硕士学位论文 天津市水资源可持续利用对策研究 表2 - 5天津市1 9 9 1 2 0 0 0 年社会经济发展趋势嘲 社会经 济指标 1 9 9 1 芷1 9 9 2 矩1 9 9 3 芷 1 9 9 4 芷 1 9 9 5 矩1 9 9 6 篮1 9 9 7 妊 1 9 9 8 矩 1 9 9 9 芷2 0 0 0 芷 总人口 8 7 2 6 38 7 8 9 78 8 5 8 9 8 9 0 5 5 8 9 4 6 7 8 9 8 4 5 8 9 9 8 0 9 0 5 0 99 1 0 1 7 9 1 2 0 0 ( 万人) 其中城市人口 4 9 0 3 24 9 4 8 04 9 9 9 8 5 0 4 0 3 5 0 7 9 45 1 3 1 55 1 5 3 65 2 1 3 75 2 8 6 85 3 2 5 1 ( 万人) 国内生产总值 3 4 2 7 54 1 1 2 45 3 6 1 0 7 2 5 1 4 9 1 7 6 51 0 9 9 4 71 2 3 5 2 81 3 3 6 3 81 4 5 0 61 6 3 9 3 6 ( 亿元) 工业总产值 7 8 6 6 09 9 7 9 11 4 0 1 8 41 7 5 4 3 01 8 7 9 6 52 1 7 7 4 22 4 5 0 2 12 5 6 2 6 22 7 5 1 3 73 0 8 0 7 4 ( 亿元) 有效灌溉面积 5 2 1 5 85 1 9 6 4 5 2 1 1 55 2 3 0 8 5 2 4 0 05 2 7 3 3 5 2 8 1 15 2 7 9 1 5 1 5 8 5 2 9 7 ( 万亩) 粮食总产量 1 9 8 5 01 9 8 7 41 9 9 8 2 1 9 0 ，3 32 0 7 4 6 2 0 7 0 0 2 0 6 1 6 2 1 0 1 21 7 4 8 51 2 4 0 5 ( 万吨) ( 2 ) 供水趋势 地表水的供水量年际变化不大，平均年供水量( 包括引滦) 1 6 8 9 亿立方米，占 总供水量的6 8 5 ，地下水平均年开采量7 4 7 亿立方米，占总供水量的3 0 3 。地下 水超采区主要在淀东清南平原，尤其是市区及周围地区。工业利用海水替代淡水每年 0 3 0 亿立方米，占总供水量的1 2 。 引滦是天津城市供水的重要水源，自建成通水以来，配套工程不断完善， 1 9 9 1 2 0 0 0 年平均从潘家口水库引水6 0 5 亿立方米，最大年引水量9 2 2 亿立方米( 1 9 9 2 年) 。 天津市供水情况见图2 1 。 * 椒1 5 科 日 1 0 1 啪1 9 妇1 9 9 41 喇1 螂2 嘲 年份 图2 1天津市1 9 9 1 2 0 0 0 年供水情况 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 图中“引用污水量”为农业引用城市污水灌溉量。1 9 9 1 2 0 0 0 年年平均引用量6 3 0 亿立方米，占灌溉总用水量的4 0 。 综前所述，1 9 9 1 2 0 0 0 年全市供水量呈缓慢增长的趋势。在城市供水方面，因引 滦分配天津水量有限，2 0 0 0 年由于天津地区出现持续的干旱( 属偏枯年份，频率为 8 4 8 ) ，引黄调水3 。2 7 亿立方米，2 0 0 2 年又第七次引黄，以此补充引滦供水的不足。 目前只得严格控制供水范围和采用多种节水措施，使城市供水量增长缓慢。 ( 3 ) 用水趋势 从总体上看全市用水与供水趋势一致，呈缓慢增长，但城市生活用水量呈快速增 长趋势，工业、农业用水保持平稳。 随着城市规模扩大和人民生活水平的提高，城市生活用水快速增长，用水定额不 断提高。城市生活用水量从1 9 9 1 年的2 9 7 亿立方米，增加到2 0 0 0 年的4 1 8 亿立方 米，年均增长5 0 。人均综合用水定额从1 6 6 0 升日，提高到2 3 1 2 升日。 工业用水保持平稳，略有上升，城市单位产品和工业万元产值用水不断下降。农 村工副业用水迅速增加，年用水量由1 9 9 1 年的0 3 3 亿立方米，增加到2 0 0 0 年的0 5 3 亿立方米，年增长率6 1 。由于高新技术产业崛起，引起产业结构发生变化，以及节 水措施的采用，全市工业万元产值综合用水定额从1 9 9 1 年的8 4 4 立方米降低到2 0 0 0 年的1 7 3 立方米。工业结构变化及用水定额变化情况见表2 _ 6 。 表2 - 6天津市工业结构及用水定额变化趋势 工业产值( 亿元)产业结构( )万元产值用水量( m 3 ) 年份 其中： 其中：其中： 全市全市全市 高新技术高新技术高新技术 1 9 9 17 8 6 6 09 3 6 71 0 01 1 98 4 43 3 1 1 9 9 29 9 7 9 11 2 8 3 91 0 01 3 16 5 12 6 5 1 9 9 31 4 0 1 8 42 3 1 3 41 0 01 6 5 4 7 11 8 6 1 9 9 41 7 5 4 3 02 9 3 0 61 0 01 6 73 8 41 4 3 1 9 9 51 8 7 9 6 54 0 8 8 41 0 02 1 8 3 7 71 0 3 1 9 9 62 1 7 7 4 25 1 5 0 71 0 02 3 73 2 39 1 1 9 9 7 2 4 5 0 2 15 6 6 7 01 0 02 3 12 5 28 8 1 9 9 82 5 6 2 6 26 6 7 0 11 0 02 6 02 8 28 2 1 9 9 92 7 5 1 3 7 7 0 0 1 0 0 2 5 4 42 4 37 6 2 0 0 03 0 8 0 7 47 4 4 6 51 0 02 4 1 7 1 7 37 0 注：表中工业万元产值用水量中未含海水。 农村生活、农田灌溉、林牧渔业等项用水，基本保持稳定。农村生活人均综合用 1 2 天津大学硕士学位论文天津市水资源可持续利用对策研究 水量1 9 9 1 年至2 0 0 0 年基本维持在人均9 0 升日水平。农田灌溉亩均用水量1 9 9 1 年与 2 0 0 0 年基本一致，为2 8 2 立方米亩。天津市用水趋势见图2 2 。 饕 嚣 鬃 牝5 捌 8 1 0 5 o 1 9 1 1 1 w 年份 图2 2天津市1 9 9 1 2 0 0 0 年用水趋势 2 4 现状水资源评价与存在的问题 2 4 1 水资源开发利用现状评价 1 9 9 1 2 0 0 0 年，全市地表水年平均供水量( 包括引滦) 1 6 8 9 亿立方米，其中当 地地表水源工程年平均供水量1 0 8 4 亿立方米。全市地表水资源均值为1 0 5 5 亿立方 米，入境水量可开发利用的部分为1 1 9 4 亿立方米，扣除重复计算量和损失量，地表 水开发利用率达7 6 。 1 9 9 1 2 0 0 0 年全市地下水年平均开采量7 4 7 亿立方米，全淡区开发利用量3 2 7 亿立