Resilient urban agriculture for an age of climate change

This paper is written and edited by Paul Cox. The linkage of  the paper:
http://www.new-ag.info/focus/focusItem.php?a=942

Urban farmers have dealt with changing climates for as long as there have been cities. In fact, the world's first cities in Mesopotamia probably formed for the purpose of practising agriculture around a central irrigation system during an earlier period of volatile climate. Urban agriculture can be a valuable response to climate uncertainty and a crucial part of a resilient city. However, city dwelling farmers in the developing and developed world alike face their own challenges from climate change. If urban agriculturists are to support resilient cities then they also must find resilience for their own farms.

 

Seeking water in Beijing

While not quite as ancient as the first cities of Mesopotamia, Beijing has been around for millennia, and the Chinese capital has probably never been without its large agricultural fringe. Today, however, the city is in the ninth year of a drought that climate experts suspect may represent a new trend. As rainfall and the water table decline, agriculture, which represents about 1/3 of the city's water use, is facing insecurity. Groundwater is becoming unavailable in some areas and in 2007 the city instituted a fee for excess agricultural use.

 

To remain resilient, Beijing's farmers are looking for ways to diversify their water sources. Two new approaches are in fact borrowed from Chinese agriculture's long history. Beijing's wastewater was often reused for irrigation in the distant past, and the practice has revived since 2000 with the municipal government distributing water from the central treatment plant. In 2007, 20% of irrigation was supplied with wastewater, but only in areas near the plant. The other technique, rainwater harvesting, is being introduced by the NGO SWITCH, who are helping farmers convert greenhouse roofs to gather rain. “Rainwater harvesting technologies have been applied for many years in the northwest of China,” explains Ji Wenhua of SWITCH, “but most of the systems in Beijing have been built since 2005. There are now hundreds of sites with rainwater harvesting and most of them are in active use.”

 

Coping in Quito

A world away, Quito, Ecuador provides an example of the challenges facing urban farmers with little official support or recognition. Located high in the Andes, Quito is surrounded by communities growing crops in small plots across the 64 hillsides encircling the city. The region is facing higher temperatures and droughts, and when rain does come it is increasingly as heavy storms causing landslides on the steep slopes.

 

While in Beijing urban agriculture has achieved recognition as a major part of the economy and food supply, in Quito it is the domain of the poor and marginalized, growing to support their households and maintain food security. While the city is a leader in climate change planning, says Isabelle Anguelovski, a researcher from the Massachusetts Institute of Technology, “agriculture has been quite independent, up to now, of the climate discourse in Quito. The priorities of the climate discourse have really been water provision, risk management, and biodiversity protection.”

 

With limited official support, farmers have nevertheless begun to adapt. In many plots, corn and potatoes have given way to indigenous Andean crops such as quinoa which require less water and hold the soil against erosion. Farmers along the streams flowing from the shrinking Antisana Glacier are also adopting more conservative measures for water use and protecting key ecosystems in the watershed. Such measures build resilience at the grassroots, but greater support from the city is needed.

 

A new urban tomato

In every city around the world, urban farmers depend on vegetables. These high value crops can be the most profitable use of small urban plots, and being difficult to transport, resilient cities need vegetable farms near at hand. Foremost among these urban staples is the tomato. Unfortunately tomatoes, being 95% water, are impacted hard by heat and drought. AVRDC, the World Vegetable Center, is now seeking to breed tomatoes that can handle harsher climates in urban soil.

 

The breeding project is global in scope, crossing tomatoes with their wild relatives. Solanum chilense, from the deserts of Chile, grows a much larger root system and does not wilt in the heat. Solanum pennellii is an efficient water user, and can even absorb dew through its leaves. The research team, led by Dr. Robert de la Peña, is tapping into these natural sources of resilience. The new varieties are already allowing farmers in the tropical lowlands to grow tomatoes during the hot-wet season for the first time ever, and should prove valuable to urban agriculturists facing the sorts of challenges seen in Beijing and Quito. Along with water, land, and recognition in urban planning, the plants available to urban farmers are keys to resilience in a changing world.

 

 

 

Urban agriculture is a valuable asset to cities dealing with climate change, but urban farmers are themselves feeling the impacts in some vulnerable cities. Researchers, municipal authorities, and agriculturists are now addressing a range of challenges with the overall goal of building resilience for farmers and their cities.

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Training workshop on visioning and scenario-based planning methods

Workshop time: 8-9, May, 2008

Key participants:

Cai Jianjing: Coordinator of SWITCH programme in Beijing, Institute of Geographical Sciences & Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences

Li Lijuan: Facilitator of SWITCH Beijing LA, IGSNRR/CAS

Zhang Feifei: Assistant of SWITCH Beijing LA, IGSNRR/CAS

He Qiang & Zhai Jun: Coordinators of SWITCH Chongqing, Chongqing University

 PhD students from IGSNRR/CAS 

Beijing: water vision 2030

 

By 2030, the city of Beijing will achieve more sustainable urban water use through improved management of its available water, raising water quality, and ensuring a fair spatial allocation of water resources and good water governance.

A good balance between water availability, supply and consumption will avoid depletion of groundwater levels, which will be restored to 1960s levels, and low flows of rivers will be protected so that rivers flow all year round.

Water quality at the tap will meet the best international drinking water standards suitable for direct consumption, while rivers and lakes will be protected or rehabilitated to meet Surface Water Quality Standards grade III and above, and groundwater pollution will be minimized.

There will be a high degree of equity and efficiency in water use, and different quality water will be used in different sectors as appropriate with a high level of water reuse. Harmonized regional water use is achieved through fair spatial allocation of water resources, avoiding conflicts with upstream and downstream areas through negotiation and appropriate compensation.

Good water governance will build a water saving and pollution prevention focused society with open public access to information and participation of stakeholders in decision making. Good planning will prevent or mitigate disaster damage.

Key external factors

 

Restructuring of the economy

-          Water issues are ignored, or made worse through restructuring of the economy involving promotion of new water intensive industries.

-          Water issues are addressed comprehensively in restructuring of the economy, especially heavy industry and agriculture.

Decision making and water governance framework

-          Decision making remains fragmented.

-          Effective integrated decision-making is facilitated by an effective coordinating bureau that institutions respond to effectively.

Scenario I

Although plans do lead to some restructuring towards a more mixed economy, most water-intensive and water-polluting industries remain in Beijing due to differences in interpretation of policy between municipal and local government, and some new and expanding industries e.g. car production, lead to higher industrial water demand. Agricultural users sharing the same water resources as the city continue to use water relatively inefficiently and pay low charges for the water they consume. Linked to population growth at the upper end of the predicted scale, high economic growth and rising living standards domestic water demands also increase. The water governance framework (laws, policies and institutions) remains complex and fragmented, and individual institutions are focused on their own areas of activity rather than overall goals to improve water management. Numerous problems fall through the cracks between the different agencies, and due to institutional disagreements the ability of the city to import water from external sources actually falls. A coordinating body across the various agencies in the water sector has relatively little capacity and makes limited impact.

Scenario II

As part of a major restructuring of the economy, water-intensive and water-polluting industries are relocated away from Beijing reducing industrial water demand (as well as improving air quality). The city economy is increasingly dominated by service sector businesses that consume and pollute less water. Agricultural users sharing the same water resources as the city are encouraged to save water through higher water charges, and they respond by becoming increasingly efficient in water use, introducing new irrigation techniques and where possible through the use of treated wastewater rather than precious groundwater. At the same time, the water governance framework (laws, policies and institutions) remains complex and fragmented, and individual institutions are still focused on their own areas of activity rather than overall goals to improve water management. Numerous problems fall through the cracks between the different agencies. A coordinating body has relatively little capacity and makes limited impact.

Scenario III

Although plans do lead to some restructuring towards a more mixed economy, most water-intensive and water-polluting industries remain in Beijing and some new and expanding industries e.g. car production, lead to higher industrial water demand. The water governance framework (laws, policies and institutions) is simplified and overhauled and a strong coordinating institution is able to assist sector agencies in finding effective integrated solutions to water management problems. However, agricultural users sharing the same water resources as the city continue to use water relatively inefficiently and pay low charges for the water they consume. Because of the political importance of food security and farmers it is too difficult to significantly reduce agricultural water use.

Scenario IV

As part of a major restructuring of the economy, water-intensive and water-polluting industries are relocated away from Beijing reducing industrial water demand (as well as improving air quality). The city economy is increasingly dominated by service sector businesses that consume and pollute less water. Agricultural users sharing the same water resources as the city are encouraged to save water through higher water charges, and they respond by becoming increasingly efficient in water use, introducing new irrigation techniques and where possible through the use of treated wastewater rather than precious groundwater. Domestic consumers, with higher living standards than ever before, are also more environmentally conscious and are receptive to calls to reduce demand by saving water. The water governance framework (laws, policies and institutions) is simplified and overhauled and a strong coordinating institution is able to assist sector agencies in finding effective integrated solutions to water management problems.

 

 

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北京水资源愿景与战略规划研讨会——SWITCH

北京水管理愿景与战略规划研讨会

SWITCH-Beijing visioning and strategy planning workshop

经过此前多次的非正式会议和讨论,2009624日星期三,北京水管理愿景与战略规划研讨会在中国科学院地理科学与资源研究所举行。参会人员包括:我所研究员蔡建明、李丽娟,北京市水利规划研究院副院长张彤,建设部中国城市规划设计研究院高级工程师周长青,北京师范大学水科学研究院教授王红瑞,北京市节水中心工程师左建兵,北京市农业技术推广站节水室副主任王志平,以及我所从事相关领域研究的博士、博士后等共计12人。会议以北京2030年,尤其是2020年水资源利用与管理的远景为主题,与会专家学者就北京水资源状况、水资源综合利用以及管理的愿景与战略规划交换了看法。通过本次会议,初步凝练形成了北京水管理的愿景。与会专家认为,本次会议为北京各水资源利用、管理、研究等各部门之间的交流和合作提供了良好的平台。但是,要制定实现北京水管理愿景的战略发展规划,需要进一步增进与水资源相关的各部门、研究机构之间的交流,并促进更加广泛和深层次的合作,才能为解决北京水资源问题并进而为首都的发展建设做出贡献。

The main participants asfollows:

Position and name                               From

Pro. Cai jianming                            IGSNRR (Institute of Geogriphy sciences and natural resources research)

Pro. Li lijuan                                  IGSNRR

Deputy lead. Zhang tong                Beijing municipal research institute of water planning

Senior engineer. Zhou changqing    Chinese research institute of urban planning and design

Pro. Wang hongrui                         Beijing normal university

Deputy lead Wang zhiping              Beijing Agro-technical extension center

Engineer Zuojianbing                      Beijing municipal water-svaing center

 

 after meetingduring the workshop

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SWITCH纪有暗香盈袖录片在北京拍摄

2008418,联合国教科文组织水教育学院(简称IHE)的工作人员克里斯蒂娜和文森特到北京中科院地理所,开始进行为期两天的拍摄活动。本次拍摄活动的主题是“城市与水”。拍摄结束后制作成的影片将在2008年西班牙萨拉戈萨世博会上公开放映,以增加全世界对北京的认识以及对中国水问题的关注。本次拍摄的主要内容包括北京城市的发展、SWITCH试点项目北京市怀柔区农业集雨工程、相关利益群体对北京未来的愿景等。

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荷兰代表团来我所交流访问Dutch delegation came to IGSNRR

2008年4月20日,荷兰代表团一行22人到中科院地理所进行交流访问,探讨中国水资源形势和水资源管理状况。地理所蔡建明教授等研究人员共6人接待了代表团的访问。代表团是Van Dijk教授带领的荷兰一个老年大学的学生,学生当中最高年龄已经达到了85岁。会议首先由地理所博士生李斌、季文华和吕爱峰三人分别就中国北方水资源形式和面临的主要问题,北京水资源短缺状况、存在的问题以及应对的措施等做了介绍。其后,双方就水问题展开了广泛的交流。尤其在南水北调工程、水价、水环境和农民用水等方面进行了深入的讨论。
我们非常感谢荷兰代表团的访问以及他们对中国水问题的关注,也希望更多的人加入到水资源的研究当中。
A delegation from Holland visited the Geographical Institue of Chinese Academy of Sciences on April 20th. Pro. Cai jianming and 5 other researchers and students welcomed the delegation. The main topic discussed is water situation and water management in China. The delegation has 22 members led by Professor Meine Pieter van Dijk. the members are students of a senile university in Holand.
PHD student Li Bin, JI WenHua and Lv Aifeng separately gave presentations on situation and main problems of water use in North plain of China, water shortage, water problems and measures in Beijing at the beginning of the meeting. After that, there were comprehensive discussions about water problems between attendants. Especially about the South to North Transfer Project, water price, water environment and farmer’s water use and so on.
We really appreciate the visit and their attention to the water problems in China. And we hope more and more people are willing to join us.

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中国水权制度建设大幕初开 China starts its water rights institution development

作者:陈晨 来源:科学时报 2008-4-1

水权分配制度改革破冰

根据1月8日公布的《永定河干流水量分配方案》(以下称《方案》),北京市每年仅能从永定河获得约3亿立方米水量。这一数量,只是建国前的1/20。而在这期间,北京市的人口却增长了7倍。这就意味着,每个北京人获得的水资源量只是60年前的1/140。所有的北京人将不得不改变自己的用水习惯。

引人注目的是,《国务院关于永定河干流水量分配方案的批复》指出,永定河流域水资源严重短缺,组织实施《方案》对保障流域经济社会可持续发展意义重大。各有关省(市)人民政府要加强领佳节又重阳导,将《方案》的实施纳入地方经济社会发展年度计划,按照《方案》确定的可利用水资源,调整经济结构和产业结构,全面建设节水型社会。在水量分配方案的基础上,鼓励地区间开展水量交易,运用市场机制,合理配置水资源。这就意味着,《方案》成为了水权分配制度改革的一次试点。

事实上,水资源紧缺已经成为21世纪我国整个社会经济发展的重要制约因素。因此,通过水资源的优化配置,提高水资源的利用效率,实现水资源可持续利用,已成为我国水利工作的首要任务。而建立和完善我国的水权制度,明晰水资源产权,实行资源有偿使用制度,建立一个利用市场手段和政府宏观调控的水市场,是实现我国水资源优化配置的必然要求。

不久后的2月1日,水利部公布的《水量分配暂行办法》正式实施,首次对跨省、自治区、直辖市的水量分配,以及省、自治区、直辖市以下其他跨行政区域的水量分配的原则、分配机制、主要内容等作了比较全面的规定。

水利部副部长周英表示,制定《水量分配暂行办法》,意在更好地指导和规范水量分配工作。所谓水量分配,就是在统筹考虑生活、生产和生态与环境用水的基础上,将一定量的水资源作为分配对象,向行政区域进行逐级分配,确定行政区域生活、生产的水量份额的过程。

在不同行政区之间进行水量分配,意味着在总量控制的前提下,对各地水资源使用权即初始水权作出明晰的界定。这正是水利部近年来投入大量人力、物力推动的核心工作之一。建立国家水权制度,也被明确列入《水利发展“十一五”规划》。

作为国家水权制度中一项起支架作用的重要制度,《水量分配暂行办法》在初始水权分配的关键环节上完善了法律制度,和2006年颁布实施的《取水许可和水资源费征收管理条例》互为补充。周英指出,这两部法规规章的颁布实施,标志着我国初始水权分配制度已经基本建立。

按照水利部的思路,初始水权一旦明确,今后还可据此在不同地区之间进行水资源使用权的转让,亦即水权转让,从而用市场化手段推动水资源更加合理的配置。

水权制度体系仍待完善

水是人类生存的生命线,是经济发展和社会进步的生命线,是可持续发展的重要物质基础。我国水资源人均占有量不足世界平均水平的1/4;水资源时空分布严重不均,与土地、矿产资源分布和生产力布局不相匹配,且水旱灾害十分频繁。随着我国经济的持续快速发展和工业化、城市化进程的加速,地区之间和行业之间争水问题、工业用水无偿挤占农业用水、生产用水大量挤占环境和生态用水等现象将日趋严重。据预计,我国将在2030年左右出现用水高峰。在切实执行现行节水措施的情况下,2030年用水总量将达到7000亿~8000亿立方米,达到全国合理利用水量(不含生态用水,每年8000亿立方米)的上限,水资源供需矛盾将更加突出。为了促进水资源的合理配置、高效利用和有效保护,缓解和解决我国日趋严峻的水资源供需矛盾,支持社会经济的可持续发展,水权制度体系的建设刻不容缓。

许多专家认为,初始水权分配制度的建立只是水权制度的法律框架建设的第一步。为了使初始水权的分配、取得和转让得以有序进行,至少应建立一套包括水权界定、初始分配和转让在内的较完善的水权制度体系。

中国社会科学院法学所研究员常纪文认为,水权制度建设的最高依据应该是《宪有暗香盈袖法》和《物权法》,而且水权制度建设过程中应该充分协调《物权法》与《水法》之间的关系,以及《水法》与《水污染防治法》之间的关系。

常纪文认为,水权制度建设应该着重以下几个问题。

一是实现水资源利用的最大经济效益。不同地区等量的水资源所创造的经济效益可能存在较大的差距,在水权制度建设中应该充分发挥市场杠杆的作用,培育水权交易市场,鼓励地区间的水权交易,实现水资源利用的最大效能。

二是注重发挥水资源的生态功能。生态功能是水资源的另一个重要价值,在追求经济利益的同时,应该考虑到生态环境的有效保护。

三是平衡上下游不同主体的利益。国际上通行的流域水资源的利用原则是,上游用水不能影响下游用水的功能和性状,也就是用水的公平问题。而且,在处理上下游水资源的分配时既要尊重历史,又要面对现实。

此外,常纪文指出,水权制度要明确不同种类水的水权。清洁水和污水处理后得到的中水,它们各自的用途应该被明确,以发挥水资源利用的最大效能,防止浪费。

常纪文最后强调,水资源市场化管理只是社会主义市场经济体系的一个组成部分,水权制度建设不应成为某个部门或地方谋求自身利益的工具,从而妨碍水资源的统一管理和水权配置。水权制度建设应该和节能减排以及环境保护等工作有机结合起来,由此来支撑经济社会的可持续发展。

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北京真的需要长江水吗? Does Beijing really need water from the Yangtze River?

转载自搜狐 钱正明(北京)

  6月1日,三峡工程开始下闸蓄水了,这意味着当初围绕三峡工程的众多争论不久会得到一部分了断。相比之下,2002年12月27日正式开工建设的南水北调工程虽然耗资数倍于三峡工程,但对它的论证和开工都显得乏人问津,与它将带给人们生活的改变程度恰成反差。
水危机是指缺水吗

  水资源匮乏并不意味着就一定面临水危机。水危机本质上是用水系统的危机,需要从用水系统找出问题的症结。

  一个系统的用水量是取水量、复用量、回用量之和,节水不是减少用水量,关键是减少取水量,即减少向自然界的获取。合理的用水系统至少要做到:取水量少,复用、回用的比重高,排水不污染环境。因而解决缺水问题的关键是要建立合理的用水系统。

  调水不可能解决用水系统的恶化,而建立合理的用水系统却可以替代调水。我国的水危机主要表现在水资源短缺、水环境污染和洪涝灾害频繁这三个方面,水环境污染是最为严重的危害,且是一种人为制造的水患,是用水系统恶化的最显著体现。

  南水北调工程只是以我国北方地区为用水系统的取水工程,以如此单一的工程解决北方的缺水问题是不可能的,应当优先建立合理的用水系统,在此基础上考虑调水的问题,这也就是常说的先节水后调水。否则,大量的人力、物力投入只会使我国北方用水系统陷入恶性循环。

  据统计,1997年全国产生污水351亿立方米,处理率为13.4%,如考虑污水处理设施由于各种原因运行不正常状况,污水达标排放率仅百分之几而已。与欧、美各国的废水处理率80%~90%相比,我国废水处理率极低,大量污水未经处理直接排入江河。我国污水灌溉已经使1000万多亩农田受到重金属和合成有机物的污染。据农业部调查,在占全国国土面积85%的流域取样,发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。水污染大大加剧了中国的水资源水质型短缺,就连水资源丰富的南方地区,因水污染导致地下水的用量急剧上升,而北方地区的水污染更加严重。

  据《中国水资源质量评价》的统计,全国四类以上的水质污染河长占46.5%,而黄河、淮河和海河三片的水质污染河长占到70%左右。北方90%以上的城市地下水受到污染,其中28%已不适合作为饮用水源。

  长期以来,我国对污水处理不重视,至今还将城市污水处理费看作城市财政的包袱。人们高估了自然环境消化污染物的能力,我国现在执行的污水排放标准没有充分考虑回用与环境的要求。在我国人口、环境、经济发展的关系十分紧张的情况下,指望自然环境吸纳污染只能使中国人生存在垃圾堆中。

  在发达国家,污水处理费一般占水价的1/3~1/2。高额的污水处理费保证了排水符合环境的要求,鼓励企业回用。污水处理之所以被重视,一是水污染具有严重危害性,这种危害在经济学上常被称为外部性,如同身患SARS的民工必须得到政府提供免费治疗,避免让他流落街头感染路人。

  二是污水处理可以提高水的复用、回用,污水排入环境的成本高于回用。

  三是上游城市的排水是下游城市的给水,上游城市不进行污水处理等于减少下游城市的供水。如河北省张家口市的排水使北京市的主要水源官厅水库失去了饮用水功能。城市污水经过处理可以成为农业的用水。以色列70%的城市污水回用是用于农业。国外,污水处理厂未来会被再生水厂完全取代。

  城市用水应当分为生活和工业两大系统提高用水效率。生活污染物相对容易处理回用。工业污染物十分复杂,处理回用困难。而工业用水对水质要求不严,带一定污染物是可以接受的,尤其是洗涤、冷却用水。如果北方城市能够建立起生活和工业两大系统,那么南水北调工程只需按照满足农业用水的标准供水即可,这样农业置换出来的优质水可以提供给城市生活。不管搞不搞南水北调工程,我们都应当优先建立合理的用水系统,保证水资源的可持续利用。

  南水北调水质行吗

  按照南水北调工程的方案,东线、中线取水点地处河流下游,水质没有达到作为饮用水水源的三类

  水质标准。今年5月国家环保总局发布的水质月报显示,南水北调东线、中线均没有达到三类水质标准。

  北方地区城市生活用水占全部用水的比重低,据统计,1997年北方地区生活用水只占总量的7.3%;工业用水量占11.9%;农业用水量占80.8%。一般而言,在水质上,城市生活因含有饮用水标准最高,其次是农业,再者是环境,最后是工业。南水北调工程作为一个干渠供水是不分质供水的,供水目标是城市生活、工业、农业,优先满足城市生活和工业,而北方城市的工业和生活共用自来水管网,在没有建立起生活和工业两大供水系统的现状下,只能按照满足城市生活中饮用水的标准供水。

  其实,水利部在推介南水北调工程时出现过一个波折,天津市表示出于对东线水质的怀疑,提出不买东线工程的水。水利部劝说天津市要顾全大局。最终天津市顾全大局了,供需缺口答应买长江的水。

  即使花费巨额资金将水质提高到符合饮用水水源的要求,经济技术上的可行性也很成问题。对环保问题的低估或打入另册存而不议是大型水利工程论证过程中惯用的手法。去年底,国务院批准了《三峡库区及其上游水污染防治规划》,提出十年投资400亿元防治三峡水污染。而三峡工程最初的预算只有360亿元。而且这种对污水的治理方式仍然是集中在末端处理,在国外这已被证明从经济和技术上讲都是不太成功的。

  替代方案可行吗

  对南水北调的疑问不仅来自工程上的可行性,而且来自经济上的可行性。

  经济上的可行性不是这个工程应当花多少钱,而是当人们要花这么多钱时大家是否会挑到这个工程,这才是经济学的最基本要义:寻求资源稀缺条件下最优方案。投资5000亿从南方调水约380~480亿立方米解决北方缺水的问题只是工程的预算问题,给你5000亿你是否会选择这种方式解决缺水问题才是一个经济学的问题。工程预算上节省多少并不能证明其经济上的合理,关键进行方案的比较。污水回用、海水淡化是水资源开发利用的两个方向,也许我们对水资源开发利用新技术有些疑虑,可常规技术都会产生可观的效益。

  中国农业节水灌溉的潜力是800~1000亿,需要投资约为3500~4000亿。中国工程院预测到2010年、2030年和2050年,我国城市污水的再生利用率(污水回用量与污水排放量的比值)只要分别达到15%、30%和40%,便可回用100亿、250亿、410亿立方米。实际上这一预测结果到2050年仍然低于一些发达国家的现状水平。

  沿海工业城市,用水总量的80%为工业用水,其中的70~80%又是工业冷却水,所以用海水代替淡水作为工业冷却用水可使城市总的淡水用量减少约一半。美、欧、日等国家和地区用海水作为冷却用水都在数千亿立方米以上,而我国才100亿立方米左右。面对众多的水资源开发利用技术方案,我们能选出较好的替代者吗?即使工程的支持者不愿进行这种替代分析,南水北调工程推动水价的上涨也会导致成千上万的人在心里多想一想。

  南水北调工程的预算只是主干渠及其相关的投资,从主干渠到用水户之间的巨额投资并未包括在内。由于北方地区的用水以地下水为主,因此管网是以取水井的小管径网络,一般是不经复杂的处理直接作为自来水。如用南水北调的水则需经过自来水厂的处理,通过自来水管线,这正说明南水北调工程不会是单单增加原有用水系统的供水,而是会改变原有的用水系统。为南水北调工程而需改造用水系统的投资目前是个未知数,将长江的水送到用水户那里的完全成本更是一个未知数。

  南水北调工程的经济前景并不乐观,以至于有关人员一再强调南水北调工程的公益性,强调绝不能单纯按商业性供水项目进行评价。政府通过财政和自然资源的投入代替市场的选择,常常是水利工程评估中发生重大失误的主要原因。

  价值不会被价格低估,只会被浪费。南水北调工程不可能通过实验验证其工程上的可行性,但可以通过价格实验来验证其经济上的可行性。南水北调刚提出的时候,各用水地区踊跃地报出需水量。而明确工程费用与用水量挂钩后,各地区的需水量大大缩水。如果我们将工程实施后形成的水价作为现在的水价,收取水费,那么这项价格实验引起的反响势必惊人。

  长期以来,我国实行低水价政策,这不过是人类对自然赖账的做法。南水北调工程的巨额耗费,让我们明白这笔账是多么的沉重。如果继续实行低水价的政策,那么我们必须缴纳更多的税。

  我国农业水利工程水价普遍较低,在0.6~7.5分/立方米之间,平均为3.57分/立方米。这样低的水价对低收入的农民而言也是一笔沉重的负担,因此各地交费率极低。而南水北调总干渠分水口的供水成本已远远超出现行农业工程水价。目前华北地区井灌面积占50%以上,这就意味着部分南水北调需要大量投资建设、维护沟渠。考虑到这些配套工程的建设,其最终形成的农业水价可能是现行水价的10~20倍,结果很可能是粮价大幅度上涨或是粮食补贴增加。

  农业、农民如何消化南水北调工程带来的水价是一大难题。进行财政补贴,工程的经济效益就无从谈起,谁应当为此多交税?提高粮食收购价格,当地农民宁可高效利用本地廉价的水。提高当地的水价与调来水的水价接轨,就等于让最没钱的人更没钱。此种困境揭示靠大工程解决问题的弊端。相比之下,不如直接大力支持、奖励农民搞节水农业,让工程款这一大块肥肉烂到农民的碗里。

  北京真的需要长江水吗

  “高峡出平湖”、“南方水多、北方水少,能不能借一点水到北方来”是企盼通过筑坝蓄水、修渠引水解决水资源问题的文学化表述,对于南水北调这样事关国计民生的工程我们应当懂得要发于情感止于理智地做出决策。当人类活动对自然界产生重大影响时,我们不能忘却敬畏大自然。

  筑坝蓄水、修渠引水作为一种解决水资源短缺的模式,随着其可能引发的社会、经济、生态问题,越来越受到有识之士的质疑。近二三十年来,全球范围内大型水利工程不仅日益稀少,而且一些已建成工程或是失去作用,或是被拆毁以恢复原貌。污水回用、海水淡化、雨洪利用、绿色工程、人工湿地等工程措施和需求管理、分区管理、水权市场等非工程措施不断发展成为水资源合理利用的新模式。

  北京缺水是否要迁都的问题不再是耸人听闻,似乎南水北调工程实现后就可以将这个重大的政治问题解决。建国以来,北京先后出现过几次大的水危机,都靠建水库、修干渠、过量开采地下水等向大自然索取的方式渡过了危机。60年代中期的城市供水危机靠开挖京密引水渠引用密云水库的水渡过的;70年代的供水危机是靠过量开采地下水渡过的;80年代初期的供水危机是靠中央决定密云水库只保北京供水,不再为天津、河北供水而解决了。随后北京市城市生活、工业的用水一直得到了保证,但水环境大幅度下降。

  早在20世纪50年代,援华的苏联专家就对北京城市水系统提出分为高品质的生活、低品质的工业两大系统,但这一富有远见的方案被早早否决掉了。至今北京市城市污水集中处理率仅为24%,其余76%的污水排入市区河道,再生水的使用甚微。

  北京处在中等生态脆弱的半干旱,却为了绿化成国际化大都市盲目引进外来的洋树种、草种,大面积地铺草坪,致使原来每年0.6立方米/平方米的绿化用水定额提高1立方米/平方米。而伦敦的绿化是选用本地野生植物,不用浇水。国家大剧院的设计为了形象,耗费数万吨的水作为景观,被人讥笑为“水煎蛋。”其实,这样的造型从鸟瞰角度才能看到,地面的游人是连蛋都看不全的。

  走出喧闹的北京城,徜徉于燕山的美景。北京,你真的需要长江的水吗?满山低矮的灌丛和挺拔的松柏和银杏树早已作答,但最好的答案是来自北京市水利部门有识之士的自责:北京并不缺水,缺水只是因为我们没有管好水。

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SWITCH示范项目-怀柔果蔬合作社避雨集雨高效节水项目 SWITCH Beijing Demonstration- Huairou Fruit&Vegetable Cooperative Rainwater Harveste and Irrigation System

北京市属于资源性重度缺水地区,人均年水资源占有量不足300立方米,约为全国平均水平的八分之一、世界平均水平的三十分之一。近年来,由于降雨量持续偏低,地表水逐渐干涸,地下水位不断下降,水资源紧缺的程度日益加剧。农业是用水大户,农业用水中百分之九十以上依靠开采地下水。由于地下水的长期超采,许多地区出现了不同程度的地面沉降,对首都的居住和生态环境构成了较大威胁。同时,由于地下水供给不足,部分保护地生产受到影响,效益有所下降。加大农业节水力度,已经成为全社会的共识。

通过避雨集雨栽培模式,可以有效解决在露天连阴雨、风、雹天气给葡萄生长过程中带来的自然灾害,还能节水灌溉。目前,葡萄灌溉全部使用地下水,每亩年用水量260---300立方米。北京地区年降水量在600毫米左右,如结合避雨栽培技术,每亩可有效收集400毫米左右雨水,可利用雨水266.8立方,把雨水收集起来,利用管道,通过过滤,使雨水得到充分利用。使用滴灌,用水量85---100立方米/亩,这样既节约了灌溉用水,又解决了干旱地区用水,年节约地下水资源300立方米/亩,即节约了能源,又降低了成本,因而达到了增收增效的目的。

建设中的集雨窖
Water Pond for rainfall harvest under construction in Huairou Fruit & Vegetable Cooperative

避雨、集雨高效节水是利用保护地棚膜的叠加效应收集雨水并通过微灌施肥进行高效利用的一项技术措施。该技术主要适用于日光温室和部分塑料大棚,以下以温室为例。该技术体系由避雨集雨、集流槽、沉淀池、集雨窖、蓄水池、微灌施肥系统等组成。集雨棚膜是收集雨水的平台,即利用温室棚膜的叠加效应收集雨水;雨水从棚膜汇集流入温室前屋面底部的集流槽中,然后经过沉淀池进行初步沉淀和过滤,最后汇入集雨窖;利用潜水泵,通过管道将集雨窖中的雨水输送到温室中的蓄水池,雨水在蓄水池中经过一段时间恒温处理后便可以进行灌溉了。

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北京向谁要水?Beijing: seek water from whom?

转载自 作者:易蓉蓉 来源:科学时报 时间:2007-6-25

解放初,北京有200多万人,年人均水资源2000多立方米;现在1800万人,年人均水资源不足300立方米,远低于联合国划定的人均1000立方米的缺水下限,成为世界级“贫水城市”。

北京不像上海、广州、重庆,它们有大江大河,而这些大江河常年有水,从不断流。北京水资源主要靠境内和上游流域的自然降雨。北京的降水时空分布主要集中在汛期3个月,而且70%以上的降水又集中在7月下旬到8月上旬短短的20天内,这就注定了北京是资源型的缺水城市。

王建为北京的水算了一笔账:

北京地表水资源总量:北京地表可利用水量急剧衰减——上世纪50年代末期为47亿立方米,60年代为20亿立方米,80年代前期为15亿立方米,90年代境内地表径流量仅为13亿立方米。官厅水库、密云水库和其他来源三者相加,在平水期为16.7亿立方米,偏枯期12.9亿立方米,枯水期10.1亿立方米。

北京地下水资源总量:考虑到部分地区的超采和环境恢复,在近期无外来水源的条件下,推荐北京市地下水开采资源量为24.53亿立方米/年。

北京用水总量:北京市每年用水量为40亿~42亿立方米。2000年北京利用水资源40.48亿立方米,其中地表水13.40亿立方米,占33.1%;地下水27.08亿立方米,占66.9%;工业、城市生活和农业用水共计37.48亿立方米;地表水输水损失和自来水供水损失共3亿立方米。

王建说:“北京现在的水缺口大概为每年3亿~5亿立方米,到2010年,这个缺口就更大了,那时候北京需要42.62亿~50.56亿立方米。”

王建还警告说,北京城近郊地下水已被有机污染,“北京市地下水水质整体较好,但局部地区有超标或严重超标现象。地下水污染物的污染程度和污染范围排序为三氯乙烯>四氯乙烯> ** ,污染点主要集中在西郊一带,已形成造甲街和二机床两个局部污染的重点区。氯代烃污染主要呈点状分布,高浓度点主要集中在丰台的潜水含水层、老城区和东郊化工区,其他地方为零星分布”。

流域中上游经济增长对水的需求量迅速增加,导致下游水量减少,水库和湖泊水位下降,有限的水也被污染,地下水超采,而用水量只增不减,北京应该向谁要水?华北水资源有限,我们的增长欲望无限,违反能流物复律、负载定额律的增长,人与自然的关系不可能和谐。实施南水北调工程只是救急之用,可以缓解北京用水紧张,但北京水问题的最终解决还是要立足于北京当地。

“首当其冲的是调整产业结构,区域限批以水定都,而不是以都定水。北京城市规模不断扩大,将使我们的城市效率越来越低,逐渐失去竞争力,将来很难建成宜居城市。北京应适当疏解城市功能,定位在全国政治文化中心,辅以必要的工业发展规模、调整工业布局,提高城市工业用水效率;农业用水至今仍是用水大户,这种状况要有所改善;还要加强污水资源化。”王建说。

“其次,北京应减灰增绿扩蓝,同时留住雨水润京城。”王建说。这个观点和中国地质环境监测院研究员哈承佑的建议不谋而合——实行地表水、地下水联合调蓄,把汛期年均迁流量13.67亿立方米的1/4~1/5补给地下,也可以增加水资源量3亿~4亿立方米。

“水的退化将导致生命的退化,水的消失将导致人类文明的消失。没有可持续的江河,哪有可持续的生命?哪有可持续的文明?”王建的报告最后用了这句话,更多的思考和措施还须延续到现实……

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SWITCH 第一届北京-重庆学习联盟会议在中国科学院地理科学与资源研究所召开 1st Beijing-Chongqing SWITCH LA meeting held in IGSNRR

合影
1st Beijing-Chongqing Learning Alliance Meeting held in 8-9 May, 2007

SWITCH 第一届北京-重庆学习联盟会议于2007年5月8日-9日在中国科学院地理科学与资源研究所召开。 SWITCH (可持续水管理促进明日城市之健康发展Sustainable Water Management Improves Tomorrow's Cities' Health)项目是由联合国教科文组织水务教育研究所(UNESCO-IHE)发起,来自13个国家的32个合作伙伴共同参与的欧盟项目,其资助额度高达2200万欧元,是欧盟迄今为止最大的科研项目之一。中国科学院地理科学与资源研究所和重庆大学是来自中国的参与者。该项目将探求新型可持续性水务管理途径、技术手段和融资方式。其主旨是将整个城市的水循环作为一个有机整体对待,在全球、区域、城市层次上展开跨部门的合作。该项目将在欧洲、亚洲、非洲和拉丁美洲的九座中心城市展开示范活动,北京是其中之一。我所蔡建明研究员为北京示范项目的总协调人。

SWITCH项目将在每个示范城市建立一个学习联盟,以创新的合作平台促使参与研究和示范活动的主要利益相关者联合在一起,分享信息,以提高创新能力,加快研究成果的有效传播。

SWITCH项目包括六个主题,分别是城市水务管理转换机制、洪水管理、有效供水和普及性用水、合理用水、卫生和废水管理、城市水环境与规划、管制与规章制度的更改。来自中国科学院地理科学与资源研究所、联合国教科文组织水务研究所、荷兰ETC国际机构、瓦格宁根大学研究中心、瑞士联邦理工研究所等的与会者于5月8日进行了研究团队内部交流,将这六个主题的研究进展和示范项目进行了介绍与讨论。

5月9日的学习联盟由建设部科技司副司长武涌主持,由地理资源所李丽娟研究员总协调。李秀彬所长首先致欢迎词,向与会代表介绍了我所情况,并以幽默的语言向大家表达了他对水务管理的关注与思考。来自联合国教科文组织水务教育研究所的SWITCH项目协调人Carol Howe介绍了该项目的目标和研究框架。随后,与会代表蔡建明研究员,管恩宏(水利部水资源司)、左建兵 (北京市水务局节水办公室)、叶芝函 (北京市水利科学研究所)、翟俊(重庆大学)、新莲(加州大学伯克利分校博士生)分别就北京市水资源现状、中国水资源管理、北京城市节水情况、北京饮用水源的保护、重庆污水再利用、可持续的城市卫生设施等发表了演讲。

通过2天的SWITCH团队讨论和学习联盟会议,与会者加深了对SWITCH项目的理解,对中国水务管理的法律法规和北京城市节水、饮用水源保护等议题有了初步的认识,建立起了各个团队之间的联系,明晰了示范城市下一步的行动。

SWITCH项目的六个主题在每个示范城市都有所涉及。每个主题分为若干个工作包(Working Package)。地理资源所承担的是第五个主题下面的第二个工作包,内容为都市农业与城市用水管理。学习联盟会议之后,该工作包的协调人Rene Van Veenhuizen同地理资源所蔡建明研究员、李丽娟研究员等讨论了下一步的工作计划,包括知识管理策略、示范项目的推进等。我所蔡建明研究员已受项目总协调人Carol Howe教授的邀请,将于今年11月份参加在以色列举行的SWITCH科学会议,届时将就北京都市农业与城市用水管理机制进行学术交流。

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