北京市用水演变与归因分析

时间:2019-01-28 20:27:10 来源:广汉新闻网 作者:匿名



北京市用水演变与归因分析

作者:未知

摘要:用水结构的分析和预测是水资源管理和规划的前提和基础。

以北京为例,分析了1988?2016年北京市用水结构的演变特征,揭示了导致水结构变化的驱动因素。讨论了北京水结构可能发生的变化及其对供水的影响。

结果表明,在过去的30年里,北京的用水总量有所增加,然后逐渐减少,然后逐渐增加。农业用水和工业用水继续减少,而家庭和环境用水继续增加。

农作物播种面积减少和工业节水是导致农业用水和工业用水减少的主要原因。生活用水的增加主要是由于人口的增加和人们用水的变化,环境用水的增加和园林绿化面积的增加。亲密的关系。

预计未来北京的农业用水量将继续减少,工业用水的变化将取决于产业结构调整的强度。

国内用水量将继续缓慢增长,这将成为北京未来水资源供应的最大压力。

关键词:北京;水资源;供水;水结构;归因分析

中图分类号:TV213文献标识码:文章编号:

16721683(2018)04000106

北京市水资源利用结构演变规律及归因分析

白鹏,刘长明

中国科学院地理科学与资源研究所水循环及相关陆面过程重点实验室,北京100101)抽象:

关键词:

北京;水资源;供水;水利用结构;归因分析

北京水资源稀缺的海河流域年平均降雨量为567毫米,人均年水资源量为161立方米,约为全国平均水平的1/12。

同时,北京也是中国的政治,文化,国际交流和科技创新中心,是中国经济发展水平最高,人口密度最高的地区之一。

缺水一直是制约北京社会经济发展的重要因素[1]。

解决北京市水资源供需矛盾的途径包括供水管理和需求管理。

供水管理是指通过各种工程措施扩大供水,以满足用户对水资源的需求。

这是北京长期以来的水管理方法。

水需求管理是指通过法律,行政,经济和科学手段控制水资源总量,优化用水结构,提供用水效率,抑制用水需求,最终实现水资源供需平衡[25]。

目前,北京的各种输水和供水工程已相对完善,水资源开发率已超过100%[67]。通过供应管理难以扩大供水,必须转向水需求管理以减少水资源。需求。

准确分析和预测用水结构是制定用水需求管理措施的基本前提和基础[910]。

用水结构与产业结构的变化密切相关[1113]。

产业结构的变化必然会引起用水结构的变化,水资源利用结构的优化也将促进产业结构的调整[1417]。

改革开放以来,北京的产业结构经历了从第二产业向第三产业的转变。与此同时,第一产业占国内生产总值的比例持续下降。

产业结构的变化对北京的水利结构产生了深远的影响。

本文将分析1988年至2016年北京市用水结构的演变特征及其与产业结构变化的关系,试图揭示水结构变化的驱动机制,探讨未来水结构的发展趋势及未来供给和水资源的需求情况。其影响是为协调水资源与社会经济发展的关系,制定合理的用水需求管理措施提供依据。1北京市用水演变特征

根据用水特点的分类,中国的用水结构分为农业用水,工业用水,生活用水和生态用水。

近30年来,北京市用水结构的演变特征主要体现在以下几个方面。

[J.P]

(1)总耗水量先上升后下降,然后缓慢上升。

总用水量在1988 - 1994年间增加。它在1994年达到最大值,为459亿立方米,然后波动减少。最低值出现在2006年,为353亿立方米,然后开始缓慢增长,平均增加853亿。 M3/a(图1(a))。

(2)农业用水量持续减少,总用水量比例持续下降。

1988年至1994年间,农业用水量超过20亿立方米,占用水总量的50%以上。 2005年之前,它是北京最大的水利部门。

但是,整体农业用水量持续下降。用水量从1988年的222亿立方米减少到2016年的60亿立方米,平均减少556亿立方米/年,总用水量的比例一直在下降。只有156%(图1(b))。

(3)与农业用水相似,工业用水量持续减少,比例不断下降。

1996年以前,工业部门是北京第二大用水部门,工业用水占用水总量的30%左右。

然而,整体工业用水量呈现明显下降趋势,平均减少363亿立方米/年,也有所下降。 2016年,仅为99%??(图1(b))。

(4)生活用水量增长迅速,比重不断增加。

与农业和工业用水的变化相反,1988年至2016年北京的生活用水继续增加,用水量从1988年的65?m3增加到2016年的178亿m3,平均增加1039亿m3 /一个。 。

生活用水占总用水量的比例也在继续增加,从1988年的154%增加到2016年的459%,成为2006年最大的用水量。

(5)2000年以前水资源统计中没有纳入环境用水,但从现有统计数据来看,环境用水量迅速增加,变化超过其他用水项目,成为不可忽视的水项。 。环境用水量从2001年的2003万立方米增加到2016年的[11P] 111亿立方米,平均增加608亿立方米/年,[JP]的比例在2001年至2016年间增加了37倍(从077起) 。成为第二大水项。%至286%)。

2水结构驱动因素分析

2.1农业用水

灌溉用水是北京农业用水的主要用途,占农业用水量的90%以上,而灌溉用水量主要取决于灌溉面积,作物结构和灌溉方式[8,10]。

从1988年到2016年,北京的耕地面积和灌溉面积明显减少,主要原因是建设用地增加。

在过去的30年里,北京的建设用地面积增加了22倍[18],使作物种植面积从595万hm2减少到151万hm2,城市总面积的比例也增加了从362%下降至92%(图2(a))。

农作物种植面积的减少是北京农业用水量减少的主要原因。两者的确定系数是R2=093(图2(b))。

作物种植结构的变化和灌溉方式也会对农业用水产生一定的影响,但不是主要原因。

对作物结构变化的分析发现,种植蔬菜,水果和其他作物(包括油,饲料等)的面积在过去30年中先增加后减少,但减产主要转化为粮食作物,而作物总面积变化不大。

农业灌溉方式的变化也将对减少农业用水产生影响。

近年来,北京大力发展和推广农业节水灌溉技术,基本上消除了灌溉,喷灌和灌溉的灌溉方式。

滴灌面积与有效灌溉面积的比例逐年增加[8,10]。

2.2工业用水

工业用水主要受工业规模,产业结构和工业用水再利用等几个方面的影响[1920]。

从1988年到2016年,北京的工业产值一直在增加,而工业用水量却在不断减少。单位GDP用水量逐年下降(图3(a)),主要原因是产业结构调整和科技进步[二十一]。

在过去的30年里,北京的产业结构发生了重大变化。20世纪90年代初,北京的工业主导产业是化学工业,金属冶炼和轧制加工工业和机械工业,占工业总产值的386%[22]。

截至2016年底,北京的工业主导产业成为汽车制造业,电力,热力生产和供应以及制药业。一些高耗水和低效率的行业(如纸张,纺织,印染)已经从北京的主要工业部门撤出。 。

除产业结构调整外,北京还对部分高耗水行业进行了技术改造,提高了工业用水的再利用率和生产废水的再利用率。

通过节水技术改造,工业用水的利用率从80年代后期的80%增加到2004年的94%[22]。

郭磊和张世峰[21]分析了1990年至2000年北京产业结构调整和科技进步造成的工业用水用水量。结果表明,科技进步带来的节水占比较高。节水总量,同行业结构调整对节水总量的节水比例逐年增加。

图3(b)也证实了这一结论,该结论显示了北京工业用水中传统的四大水行业(热能,冶金,石化和煤炭开采)的生产变化。

到2000年,这四个行业的用水量与工业用水量的比率均在60%以上。

从1988年到2008年,除煤炭开采外,其他行业的产量呈上升趋势,同期工业用水量明显减少。

这表明技术进步造成的节水是造成这一时期工业用水量下降的主要原因。

2009 - 2016年,除热电行业外,其他行业的产量明显减少。产业结构调整引起的节水是造成这一时期工业用水量持续下降的主要原因。

目前,北京工业用水的再利用率接近发达国家。通过科学和技术节约水资源的潜力非常有限。未来工业节水的重点应放在产业结构调整上。

[HJ1.95mm]

2.3生活用水

生活用水包括城市生活用水和农村生活用水。其中,城市生活用水包括住宅用水和公共用水;农村生活用水包括农民家庭用水和家畜用水[8,10]。北京国内用水量的增加与人口的快速增长和人们用水模式的变化密切相关。

从1988年到2016年,由于城市化的快速发展和移民人数的增加,北京的永久居民人数从1061万增加到2197万,增加了1119万。

其中,农村人口减少1177万人,城市人口增加1229万人。城市人口的增长是北京总人口增加的主要原因(图4(a))。

人口的快速增长是北京国内用水量增加的主要原因。

此外,随着人民生活水平的提高,水电器(如洗衣机)和家庭洗浴设备的逐步普及,住宿和餐饮业的快速发展,水价的调整和节水设施的安装,人们用水。根本性的变化。

北京市人均年用水量先增加后减少。最低值出现在1988年,即616立方米。最高值出现在1999年,达到1019立方米。 2010年以后,呈现出缓慢增长的趋势。

人均用水量的变化使得北京的常住人口与生活用水量之间的关系更加符合双曲线函数而不是线性关系(图4(b))。

2.4环境水

北京的环境用水量在过去十年中呈现出[JP2]趋势的快速增长,目前是水结构中的第二大项目。

北京环境用水量的快速增长与园林绿化面积的增加直接相关,确定系数R2=093(图5(b))。

1988年至2016年,[JP]北京的园林绿地面积从4,074 hm2增加到30,069 hm2,增长了74倍。

人均绿地面积也从1988年的[JP2] 384平方米增加到2016年的1384平方米(图5(b))。

增加的花园绿地需要大量的水资源,但水质要求低于饮用水。

目前,北京的环境用水主要由再生水(中水)提供。

再生水具有源头稳定,保证率高,不影响气候条件的特点。

2016年,北京的用水量达到10亿立方米,占全市用水量的26%。它是不可或缺的水资源。北京的用水量增加是由于北京污水处理能力的增加。

1988年至2016年,北京的污水处理能力从264万立方米/天增加到612万立方米/天(图5(a)),污水处理率也从74%增加到90%。

[BT2- * 2] 3未来的水结构趋势和影响

3.1未来水结构变化分析

北京未来的用水结构主要取决于各个水行业的驱动力的变化。

根据《北京市土地利用总体规划(2006-[JP]2020)》,2020年北京的耕地面积仍为215。

百万hm2(2015年:219万hm2)。

因此,未来几年北京的耕地面积不会大幅减少。

但是,北京目前的农业产业结构与北京建设世界一流的和谐宜居资本的战略目标是不相容的。从发达国家农业发展经验来看,北京未来农业产业结构将进一步调整。

农作物种植面积将继续下降。因此,未来几年北京的农业用水量将继续下降。

根据北京目前的经济运行情况,未来第二产业规模将继续扩大。

此外,北京工业用水的再利用率接近发达国家,很难进一步改善。

如果不实施产业结构调整,未来工业用水量减少的趋势将放缓甚至增加。

因此,实施工业产业结构调整是继续保持工业用水负增长的必由之路。

根据《北京城市总体规划(2016-2035年)》,确定到2020年北京常住人口将控制在2300万人(2016年为2177.9万人),并将在2020年后保持稳定在此水平。因此,北京的未来常住人口将是继续。增加。

此外,发达国家的经验表明,人均用水量一般随着经济发展水平的增加而增加[23]。

因此,在未来,北京的生活用水量将不可避免地进一步增加,成为供水Y源[JP2]全面供应的最大压力。

人口的增长和北京建设的战略目标已经确定北京的环境用水量将继续增加。

然而,北京的环境用水主要来源于水的再利用,中国的水资源也将随着城市人口和经济的发展而增加。因此,[JP]增加了环境用水,减少了对水资源安全供应的压力。

[BT(3)3.2 [ZK(]水结构变化对未来水资源供需状况的影响[ZK]] [BT]]

目前,北京的供水可分为五个部分:地表水,地下水,再生水,外部输水(南水北调)和应急供水。

2016年,上述五个水源分别占总供水量的54%,425%,217%,258%和46%。

其中,地表水和地下水资源量主要取决于降水量及其时空分布格局(图6),两者之和与降水量之间的线性相关系数为089。

近年来,在气候变化和人类活动的影响下,北京地表水资源量持续减少[2425],考虑到水质的影响,目前地表水开发利用率已经非常高地下水仍处于“不够充足”的状态。过度开发的状态。

农业用水量和工业用水量的减少大大缓解了北京水资源供需矛盾,而环境用水和中国水资源基本保持了“供需平衡”。

因此,目前北京供水安全面临的最大压力主要是由于国内用水量的不断增加。

虽然南水北调工程的引水能力近年来不断提高,但当降水严重不足时(如1999年和2000年),北京的供水安全仍面临巨大压力。

以2016年为例,如果1999年该年降水量为2669毫米,在其他供水结构保持不变且地下水没有超车的情况下,供水将面临212亿立方米的缺口。

因此,北京有关部门要做好降水极度缺水年份的供水供应,同时继续加强水资源需求管理,调整农业和工业产业结构,增加安装节水设施,从而抑制用水需求的增长。 。

4。结论

本文分析了近30年来北京市水结构的变化,揭示了影响水结构变化的驱动因素,并探讨了北京未来水资源利用可能发生的变化和影响。主要研究结论如下。

(1)近30年来,北京的水结构发生了深刻的变化:总耗水量先上升后下降,然后逐渐增加。农业用水和工业用水继续减少,生活用水量稳步增长,环境用水量增长最快。它目前是北京用水结构中的第二大项目。

(2)农作物(特别是粮食作物)[JP2]种植面积减少是农业用水量减少的主要原因;工业用水量的减少得益于科技进步和产业结构调整带来的工业节水;生活用水增长主要是由于人口的不断增长和人们用水的变化;园林绿化面积的增加和水生产规模的扩大是环境用水量增加的主要原因。

[J.P]

(3)未来几年北京的农业用水量将继续减少,工业用水量的变化取决于产业结构调整的强度。

未来的国内用水量可能会随着人口增长和经济水平的增长而缓慢增长,这将成为北京供水安全供应的最大压力。

环境用水量将继续增加,但由于水生产规模的扩大,水资源安全供应的压力非常小。

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