隨著城鎮(zhèn)化率及城鎮(zhèn)居民用水量的不斷提高、北方地區(qū)的連續(xù)干旱，城市供水短缺狀況加劇，水源水量不足、保證率不高，地下超采嚴重，不僅給城鎮(zhèn)居民生活造成困難，也影響了城市的整體發(fā)展，成為我國城鎮(zhèn)化進程中面臨的關鍵問題之一

1.城市化對水循環(huán)系統的影響

我 國正經歷著快速的城市化過程，1978年以來，我國城鎮(zhèn)常住人口從1.7億人增加到7.3億人，城鎮(zhèn)化率從17.9%提升到53.7%，城市數量從193 個增加到658個，形成了武漢、成都、南京、東莞、西安、沈陽、杭州、哈爾濱、香港、佛山等11座特大城市以及上海、北京、重慶、天津、廣州、深圳6個人 口超過1000萬的超大城市。

長三角、珠三角、京津冀、長江中游、成渝、海峽西岸、中原、哈長、遼中南、關中、山東半島等國家級城市群日益突出，僅僅是長三角、珠三角、京津冀三大城市群，就以2.8%的國土面積集聚了18%的人口，創(chuàng)造了36%的GDP，成為帶動我國經濟增長的重要平臺。

城市的擴張與城市群的形成極大地改變了水循環(huán)的基本模式，水循環(huán)已從“自然”模式占主導逐漸轉變?yōu)椤白匀?人工”二元模式，城市水循環(huán)的“自然-社會”二元水循環(huán)程度逐步加深，呈現出四大特征：

一是城市社會水循環(huán)通量擴張。隨著城市人口的增加和城市面積的擴張，城市社會水循環(huán)通量不斷增加，尤其是生活用水通量不斷增加，給供水安全保障帶來了壓力。

二是城市社會水循環(huán)排放集中。城市是社會經濟發(fā)展中生產和消費最為集中的地方，城市高強度用耗水過程帶來污廢水的大規(guī)模排放。如城市的水污染防治不能滿足社會經濟發(fā)展要求，大規(guī)模污染負荷進入水體將帶來嚴重的水污染問題，進而加劇城市水資源短缺的矛盾。

三 是城市社會水循環(huán)路徑延展。城市社會水循環(huán)的路徑由原始的“取—用—排”過程逐步延展為“取水—給水處理—配水—一次利用—重復利用—污水處理—再生—排 水”。城市社會水循環(huán)系統內部通常包括若干個閉路循環(huán)子系統，如城市再生利用子系統、企業(yè)循環(huán)用水子系統以及社區(qū)中水利用子系統等，其結構日趨復雜，不確 定性日益增加，也帶來了多環(huán)節(jié)的水質防控風險。

四是城市社會水循環(huán)與自然水循環(huán)分離特性明顯。隨著文明的發(fā)展和衛(wèi)生的要求，城市通常建設了大規(guī)模的管網系統，具體包括供水管網、污水管網、雨水管網、再生水管網、直飲水管網等，這些復雜的管網系統改造減少了地下滲漏量，使得社會水循環(huán)系統與自然水循環(huán)系統不斷分離。

由于城市的重要地位、職能及其所具備的鮮明特征，城市水源無論在類型選擇、供水范圍、供水方式、供水規(guī)模、供水系統及安全保障方面都與農村存在較大的不同，隨著城市的快速發(fā)展，給城市水源安全保障帶來了極大的挑戰(zhàn)。

2.城市水源安全現狀與問題

城 市水源地的選擇通常有兩個主要標準，一是水質良好、水量充沛；二是在保證安全取水的前提下，就近取水。我國大部分地區(qū)以河流、湖泊為重要的飲用水水源地。 我們國家一直高度重視城市水源安全保障工作，取得了顯著的成效，但目前城市水源安全仍然面臨嚴峻的形勢，水安全保障水平與全面建設小康社會的要求還存在著 較大差距：

一是隨著城鎮(zhèn)化率及城鎮(zhèn)居民用水量的不斷提高、北方地區(qū)的連續(xù)干旱，城市供水短缺狀況加劇，水源水量不足、保證率不高，地下超采嚴重，不僅給城鎮(zhèn)居民生活造成困難，也影響了城市的整體發(fā)展，成為我國城鎮(zhèn)化進程中面臨的關鍵問題之一；

二是水源污染嚴重、生態(tài)惡化。目前全國城市水域大部分受到污染，有機污染凸現，藻類暴發(fā)，水性疾病種類增多，發(fā)病率升高，嚴重威脅人民的生命健康；

三是飲用水水源突發(fā)污染等事故增多，應急能力不足，應急預案與機制不完善。

2.1.水量問題依然較為突出

人 多水少、時空分布不均是我國水資源基本特征，全國人均水資源占有量僅2100m3，僅為世界平均水平的28%，在聯合國2006年對192個國家和地區(qū)評 價中，位居第127位。全國正常年份缺水約500億m3，海河、黃河、遼河、西北和東部沿海城市等地缺水嚴重，缺水范圍在蔓延。在全國658個城市中，缺 水城市達300多個，其中嚴重缺水城市114個，日缺水量達1600萬m3。

據不完 全統計，1950年以來全國共發(fā)生較大的城市缺水事件100多起，其中屬于資源型缺水的約占65%，主要是北方缺水地區(qū)和沿海地區(qū)缺乏淡水資源的城市；屬 于工程型缺水的約占20%，屬于水質型缺水的約占5%，屬于混合型缺水的約占10%，主要是長江三角洲、珠江三角洲和淮河流域的城市。

據水利部調查評估的175個全國重要飲用水水源地，涵蓋31個省（自治區(qū)、直轄市）中144個地級以上城市，涉及供水人口4.06億，約占全國城市總供水人口的62%。總供水量327億m3，約占全國城市總供水量的80%。

從 地域來看，東南和華南地區(qū)供水量較為豐富，分別約占全國總量的30%和27%，而西北、西南、華北和東北地區(qū)的供水量較為短缺，其中水資源較為缺乏的華北 地區(qū)以地下水為主要水源，存在長期超采導致地質和生態(tài)環(huán)境問題，地下水水源地保護和治理難度大、歷時長，是一個長期艱巨的任務。

2.2.水質狀況仍然存在風險

根 據2014年水資源公報統計分析，全國Ⅰ~Ⅲ類水質占評價河長的比例為72.8%，Ⅰ~Ⅲ類水質湖泊個數占評價湖泊的比例只有32.2%，Ⅰ~Ⅲ類水質占 評價水庫座數比例為80.8%，其中635座水庫進行了富營養(yǎng)狀況評價，37.3%的水庫處于富營養(yǎng)狀態(tài)。在國家整體水質一般的情況下，部分水源地仍受到 污染威脅。

部分水源地流域范圍內的點源污染未得到根本遏制，保護區(qū)內存在非法入河排 污口，河道型水源地排污口與取水口交錯分布；部分湖庫水源地面源污染形勢嚴峻，據調查，90個全國重要飲用水水源地的二級保護區(qū)和準保護區(qū)內存在含磷的洗 滌劑、農藥和化肥等農業(yè)面源污染，存在危險廢物、生活垃圾堆放和處置場所等問題，面源污染治理難度大；內源污染隱患嚴重，77.5%的參評湖庫型水源地中 營養(yǎng)化及輕度富營養(yǎng)化問題嚴重，局部庫灣、入庫支流存在游船和裝卸碼頭污染、庫底泥污染、水庫水產養(yǎng)殖業(yè)等內源污染隱患。

2.3.應急備用能力薄弱

我 國多數城市供水為單一水源供水，應急能力低下，還不能滿足城市飲用水需求，且很多具有嚴重潛在污染危害的工廠布局在河流兩岸、城市區(qū)域內或者水源地附近的 環(huán)境敏感區(qū)，遇到突發(fā)污染事故和特枯年或連續(xù)干旱年情況下，難以保障供水安全，例如，水利部評估的168個水源地中具備應急備用能力有124個，只占總數 的73.8%，應急供水能力需進一步提高。

另外，我國尚未建立各相關部門協調一致的 飲用水安全應急機制，在水污染事故分級、應急預案制定、應急機制、結果監(jiān)測、信息發(fā)布等都沒有明確的法律規(guī)定。針對全國重要飲用水源地水污染突發(fā)事件應急 處置還缺乏統一、規(guī)范的要求；應對特大干旱及突發(fā)飲用水污染事件的技術裝備、物資和人員儲備不足，相關培訓和演練活動未形成常態(tài)化，反應與應急處置的能力有待進一步提高。

3.城市水源安全保障路徑

針對城市水源安全保障的水量、水質和風險問題，需要建立多水源保障體系、全過程水質防控體系和應急儲備管理體系，全面支撐保障城市水源安全。

3.1.建立多水源保障體系

多元化水源供給格局是城市廣泛采用的供水安全方式，一是要加強地下水恢復和涵養(yǎng)，建立地下水水資源儲備制度，充分調蓄利用雨洪水，增加雨水入滲補源量和替代自來水量；利用調蓄工程建設地下水儲備；利用濕地和蓄滯洪區(qū)，涵養(yǎng)回補地下水。

二是要強化地表水源儲備，充分利用多水源供水條件，實現多調水，多存水。

三是要增加非常規(guī)水源利用量，建設非常規(guī)水利用的基礎設施，實施“海水開源”工程，發(fā)展海水淡化，采用市場化方式推動海水淡化利用工程；完善再生水利用政策，實行鼓勵機制；建設海綿型城市，實施立體多層次多功能分流分滯雨洪利用措施。

同時，城市要實行環(huán)狀管網供給，避免單一線路損壞對水源供給的影響，合理的規(guī)劃水源與水廠以及水廠與用戶的配置關系。

3.2.建立全過程水質防控體系

河 道作為水資源、水環(huán)境的重要載體，既珍貴又脆弱，既依賴本地區(qū)的保護又極易受上游及沿岸經濟活動的影響。目前我國在水環(huán)境污染物總量控制缺乏與排放標準、 地表水質量標準相適應、相統一的水環(huán)境容量核定與分配方法，需要基于流域水循環(huán)的總量控制體系，實現環(huán)境倒逼，實施“源頭減排、過程阻斷、末端治理”全過 程污染防控模式。

在“源頭減排”環(huán)節(jié)，以“低污染、低消耗、高效益”為導向，基于水 循環(huán)的總量控制體系，引入環(huán)境倒逼機制，促進資源節(jié)約、污染減排、產業(yè)升級和經濟轉型，堅決退出不適宜城市發(fā)展的劣勢產業(yè)和“三高”企業(yè)，加強社會水循環(huán)全過程高效利用，推廣清潔生產技術。隨著生活水資源利用量和排污量的增加，要加強現有生活污水處理設施及配套管網建設，實施城鎮(zhèn)截污納管，雨污分離，污水集中處理。

通過厭氧發(fā)酵、生物處理、農田循環(huán)利用等多種技術的應用，從源頭進行農業(yè) 污染控制。通過采取規(guī)模養(yǎng)殖，畜禽糞便集中收集、儲存和發(fā)酵制肥等綜合利用技術，提高糞便資源利用。通過干清糞工藝、厭氧發(fā)酵和生物處理等措施，實施污水 治理和綜合利用工程。重點抓好工業(yè)轉型，加快高污染行業(yè)的淘汰落后和整治提升，減少水資源使用量，減少污染物入河總量。

在“過程阻斷”環(huán)節(jié)，實施生活污染全過程阻斷，加強現有生活污水處理設施，加強配套管網設施建設。家庭生活用水根據主要用途和對水質的不同要求，可分為飲用、生活和環(huán)境，可以按用水的清潔程度增加水的利用率，從而減少污染物的排放。

將小區(qū)居民洗浴廢水集中處理后，達到一定的標準回用于小區(qū)的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等。實施農業(yè)污染全過程阻斷，建立灌溉-排水-濕地農田綜合管理系統，通過修建田間濕地，結合農田地下排水系統，實現農業(yè)灌溉水循環(huán)凈化。

實施工業(yè)水循環(huán)及污染過程阻斷，以資源稟賦、環(huán)境影響為約束，推動工業(yè)循環(huán)經濟模式和生態(tài)工業(yè)體系的建立，以經濟發(fā)展需求為正向驅動，加快工業(yè)技術進步、強化工業(yè)環(huán)境管理，實現工業(yè)水循環(huán)及污染過程的阻斷。

在 “末端治理”環(huán)節(jié)，要大幅度提升污水收集處理水平，在強化傳統污水處理廠建設和運行的基礎上，加強污染物全過程的生物處理技術。提高污水處理水平，促進再生水利用，對污水處理廠進行升級改造，引進膜處理、臭氧處理等先進技術和工藝，爭取將污水處理廠出水水質提高到地表水Ⅳ類標準。

實施基于自然完整性的水系修復，綜合運用并實施水質處理、生態(tài)護岸、雨洪處理、景觀處理等技術，在兼顧城市防洪排澇、供水、航運、生態(tài)、娛樂、開發(fā)等不同功 能要求的同時，嚴格執(zhí)行城市水系管理辦法的規(guī)定，加強對水系及城市濕地的保護，對河道水體進行生態(tài)化改造，重建河湖生境。推廣并利用國際領先的高效污染物 末端治理技術，采用土壤滲濾污水凈化技術、人工濕地凈化技術、高效去污地下生態(tài)壩、PGPR原位生態(tài)修復技術等，在遵循水循環(huán)、水化學、水生態(tài)完整性理論 基礎上，還須探索并應用新技術、新方法、新材料和新工藝。

3.3.建立應急儲備管理體系

建 立健全水資源戰(zhàn)略儲備體系，對于已有地下水水源地的城市，城市用水要優(yōu)先使用地表水，減少地下水利用，將地下水作為應急水源。對于已有水庫型水源地城市， 在保障防洪安全的條件下，適當提高水庫蓄水量，預留備用庫容，作為城市應急水源；或者兩個以上水庫型水源地互為應急水源。

對 于城市飲用水水源較為單一，在連續(xù)干旱年、特殊干旱年及突發(fā)污染事故情況下風險程度高的城市，應謀劃城市應急飲用水水源和儲備水源，如應急調水方案、調運 應急水源、超采地下水等措施。建立城市水源預警體系，根據水旱災害、水源地污染、地震災害、突發(fā)事件等因素等，劃分城市供水應急預案，包括基本應急預案、 緊急應急預案和極端應急預案。

開展水源地水生態(tài)補償機制試點建設，探索解決并真正形 成“誰利用誰保護、誰受益誰補償”的水源地保護長效機制，完善補償標準體系和補償方式。發(fā)揮政府主導作用，積極吸收各利益相關方的參與，共同致力于改善水 源地水量、水質、水生態(tài)各方面指標改善，推動水源地所在區(qū)域和用水區(qū)域協調共贏發(fā)展。

作者：中國水利水電科學研究院水資源所/王浩