水资源制约下的北京人口容量模型与预测，本文主要内容关键词为：水资源论文,北京论文,模型论文,容量论文,人口论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、模型的思路与主框架
1.我们是从首都的可持续发展角度出发，来讨论城市的人口容量与外来人口控制问题的。应该说，可持续发展理论为首都的外来人口控制问题提出了一种全新的思路。可持续发展理论不仅充分指出了环境的限制，同时也十分重视人类的主观能动作用。我们以下的讨论，突出了环境对于城市人口容量的限制，但这种环境限制是指在一定技术状况和社会组织下为满足目前和将来的需要所施加的限制。①
2.以往的规划中对北京水资源的供需平衡有过不少预测，但有一个共同特点，就是都在供需平衡表上留有缺口，而且缺口随时间增大，寄希望于以境外调水来解决北京水资源短缺的问题。面对现实，我们应该认识到，水资源短缺是我国北方地区的普遍现象，从周边地区引水已不可能，跨流域调水且不说经济效益和环境效益如何，就是从资金和技术上也是近年难以解决的。在三峡工程完成之前，国家恐怕没有更多的力量再启动南水北调工程。因此，立足于本地水资源，控制北京城市规模（主要是人口和用地规模），调整产业结构，并推广节水措施是今后很长一个时期内的重要工作。
3.在多重证明的基础上，确定以居民生活用水的供给这个重要变量，为北京人口规模的直接硬约束，构建联立方程模型。该模型分三个层次：居民生活用水量的供给要受若干因素制约；其中的每一个因素又受多重因素的影响，比如，工业和农业用水既与本身发展和产业结构有关，又有运用科学技术节约用水，循环用水能力的问题。所以，每一个因素的预测都要涉及若干变量。三是在一个更高层次上的资源制约，制约的主导思想是北京城市可持续发展的原则。这三个层次的问题在模型的理论框架中得到体现。模型最后测算出在一定约束条件下1999～2005年的总人口和外来人口规模的极限，并在这个极限值下给出可控的适度规模。
二、可供水量的预测
本课题利用有关权威部门最新研究报告的成果，对可用水量不再做重复预测。下表就是几个不同报告的预测结果。
表1 可供水量预测结果单位：亿吨
预测平水年 偏枯年 枯水年 可用水
数据
时段 50%保证率
75%保证率 95%保证率量测算
来源
1目前 44.20 37.24 31.20 40.68 ②
22010年39.1 35.7
32.2 37.3
③
32010年45.44 42.11 38.56 43.66 ④
42010年
39.24 ⑤
在以上几种已作的预测中可用水量差别较大，主要是由于有的预测不包括污水利用。我们认为，可以用包括污水资源再生在内的总水量作为可用水资源的最大值，分别计算出各种情况下的年平均可用水量。如果用水量不超过这一限度，按照以丰补欠的原则可以维持水资源的供需平衡。上表列出2010年可用水量的预测值为37.3亿吨、43.66亿吨和39.24亿吨共3组数据。本课题选用总的可用水量到2010年为43.66亿吨这组数字，包括了污水处理循环利用，作为进一步预测各项用水数量的依据。得到的结果应该是各项用水的最大值，依此预测出的可容纳人口数量也是最大值。
三、模型一
这是一组联立方程。核心模型的主要变量为北京地区水资源支撑的可用水的总的供水量；工业用水；农业用水；居民生活用水；人均日生活用水；北京总人口、常住人口以及外来人口。
运用这组模型进行预测，得到北京地区1998～2005年水资源供给可以容纳的外来人口数量，列表如下：
表2 1999～2005年北京地区水资源需求结构的预测
项目 供水总量 工业用水 农业用水 居民生 人均日生活
(亿吨)
(亿吨) (亿吨) 活用水
用水公斤/
(亿吨) 每人每日
199840.68
10.59926 19.13270 10.94804 237.3273
199940.9283310.21928 19.23535 11.47371 247.9017
200041.176679.90728
19.27479 11.99460 258.4760
200141.425 9.66458
19.24989 12.51052 269.0503
200241.673339.49252
19.15951 13.02130 279.6246
200341.921679.39242
19.00250 13.52674 290.1989
200442.17
9.36561
18.77773 14.02666 300.7732
200542.418339.41342
18.48405 14.52087 311.3475
表3 水资源约束下的北京人口规模
单位：万人
项目水资源可支撑 常住人口外来人口
年份的人口总量 增长的预测可容量
19981263.85 1095.83
168.02
19991268.04 1104.42
163.61
20001271.37 1113.02
158.35
20011273.94 1121.62
152.32
20021275.81 1130.22
145.59
20031277.04 1138.82
138.23
20041277.68 1147.41
130.27
20051277.77 1156.01
121.76
模型的缺陷：
在以上使用的统计指标中，农业用水一项，包括了部分农户用水。这部分农户人数，没有统计指标，其人均日生活用水的标准量也没有统计指标。所以无法使用这两个指标，把部分农户用水从农业用水中分离出来，也无法在人均日生活用水标准中对其用水标准给予确切考虑，因此在模型中这部分农户用水存在重复计算问题。为了减小由此引起的误差，考虑到这部分农户人均日生活用水标准低于城镇居民的人均日生活用水量，我们在居民人均日生活用水标准的计算以及预测上都采用了一定的方法进行适当降低。
在城镇生活用水中，历史数据均未列入河湖用水。目前用于河湖用水的水量是1.55～1.7亿吨；几种规划中2010年的河湖用水量在3～5 亿吨之间。这部分误差可以和部分农户用水的重复计算相抵消。
我们使用的统计数据，以统计年鉴为准。但是实际上，暂住人口的统计，从1997年的人口普查来看，由于有不少的外来务工人员并不登记，所以总人口的数字不可能确切包括全部外来人口。虽然有1997年的外来人口普查数字，但是在和统计年鉴相差较大的情况下，考虑到我们使用时间序列分析，必须有口径统一的历史数据，所以我们仍然采用总人口历史数据，普查数据仅为参考。
在此说明以上三点，更深的含义在于：我们的模型虽然已经尽可能地追求严密和准确，但是最后仍有一些条件无法满足，达不到目标理想化。
四、模型二
和模型一相比，模型二有以下特点：
第一：模型二不包括远郊农村人口，不存在模型一的缺陷。
第二：模型二测算的是市区人口的可容纳量。这里市区的范围包括西城、东城、宣武、崇文、朝阳、海淀、丰台、石景山八城区。1997年外来人口中有78.9%分布在市区，目前远郊区生活用水标准相对较低，少量外来人口对远郊区用水影响不大。对市区人口的可容纳量测算清楚了，北京整体的可容纳量也就大体清楚了。同时，我们还可以从另一个角度检验模型一的结论。
第三：模型二充分地运用了其他研究课题的成果。这不仅是对各部门研究成果的充分尊重，同时也是对我们的模型理论和主框架及其可信度的检验。
第四：在运算中，有效运用定性和定量相结合的原则。定量有厚实的理论依据；在难以定量的情况下，充分地使用定性方法。
表4 市区生活用水可容纳人口总量的测算
预测可供水 居民生活居民生活
远郊区居民
年份总量用水比重用水总量
生活用水
(万吨)(%) (万吨) 总量(万吨)
1998
409017.5 25.67 104983.6218772.67
1999
411247.0 26.34 108319.4420083.21
2000
413488.7 27.03 111761.2621485.23
2001
415742.7 27.74 115312.4422985.13
2002
418008.9 28.46 118976.4624589.74
2003
420287.4 29.21 122756.9026306.36
2004
422578.4 29.97 126657.4728142.83
2005
424881.9 30.76 130681.9730107.50
预测市区居民 市区居民 市区可容纳 市区可容纳
年份生活可用 用水标准 人口总量常住人口
水量 (万吨)(升/人·日)
(万人)
(万人)
199886210.94 289.8233814.96 653.70
199988236.23 302.1495800.08 661.40
200090276.03 315.000 785.18 669.10
200192327.31 319.2345792.37 676.90
200294386.72 323.5260799.30 684.80
200396450.54 327.8752805.94 692.80
200498514.64 332.2828812.27 700.90
2005100574.47 336.7497818.25 709.10
预测 市区可容纳
年份 外来人口
(万人)
1998
161.26
1999
138.68
2000
116.08
2001
115.47
2002
114.50
2003
113.14
2004
111.37
2005
109.15
模型二依据各变量的性质，对不同变量的变化范围有以下考虑：
1.用水结构的变化趋势及居民生活可用水总量的确定
在确定2010年可用水总量43.66 亿吨后， 经以下几层分析， 确定2010年生活用水比重的极限为35%，即15.28亿吨。
第一：2010年的可用水量（见表⑤）和生活用水比重极限的确定，充分考虑了权威部门的研究成果。现将三种预测未来用水结构的规划列于下表。表中预测2010年北京市生活用水比重在20%—30%之间，数量在13至16亿吨之间。
第二：对比用水情况现状和以上四种预测的用水结构，对工农业用水趋势作出判断，修正预测值。
首先，工业用水的重复利用率增加，单位产值的耗水量降低，以及产业结构向低耗水行业的调整，将减少工业用水，这一点是肯定的。但是，维持一个特大城市运转和经济繁荣，仍需要发展一定的工业，近几年因工业不景气而减少用水是暂时现象，所以预计未来工业用水下降速度将随着产业结构的逐步稳定而减缓，甚至在一定的时期内将趋于一个稳定值，我们和多方专业人士讨论，预计在2000～2010年北京工业用水不会低于10亿吨。这一量值占北京地区可供水量的比重，不会低于25%。
其次，近年农业用水的减少缓解了北京城市用水紧张的局面，但农田用水的减少将导致水分蒸发和入渗的减少。随着北京农业功能和性质的转变，从环境的角度考虑不能过多削减农业灌溉用水，所以未来农业用水比重也不应低于15亿吨，占总的可供水量35%左右。
另外，河湖及输水损失水量预计在3亿吨左右，约占7%。
第三：据以上判断测算，到2010年扣除工农业用水和河湖及输水损失水量后，城镇生活用水最多可占到35%左右，为15.2806亿吨， 基本在以上几种规划的范围之中。根据逐年增长的趋势，取得1999～2005各年城镇生活可用水量数据。
表5 2010年北京市用水规划
工业用水 生活用水 农业用水
第一种规划(万吨)159578
133490 184568
比重%30.8325.79 35.66
第二种规划(万吨)195000
172200-179400* 146200-168100
比重% 35.88-34.06 31.68-31.3426.90-29.36
第三种规划(万吨)134000
107200 200000-234100
比重% 27.35-25.377 21.88-20.6240.82-45.02
模型二(万吨) 100413
152802 152802
比重%
23
35 35
河湖及损失 用水总量 来源
第一种规划(万吨) 40000
517636⑥
比重% 7.73100.1
第二种规划(万吨) 30000543400-572500⑦
比重%5.52-5.24 99.98-100.00
第三种规划(万吨)
45000-50000490000-520000⑧
比重%9.18-9.62100.03-101.03
模型二(万吨)
30560
436578模型二
比重%7100.0
注*包括商品菜用水
2.市区生活用水量的确定
城镇生活用水包括市区和郊区城镇用水两部分，因为郊区城镇人口规模小，用水水平低，1995年郊区城镇用水仅占全部城镇用水量的20%。随着北京城市建设重点向郊区转移，今后郊区城镇生活用水将进入一个快速增长时期。本预测暂不考虑郊区外来人口的影响，按照北京市总体规划中郊区城镇人口规模和生活用水标准（规划远郊城镇人均生活日用水量2000年定为280升，2010年定为300升），到2010年郊区城镇生活用水量达到42190万吨，接近全市城镇生活用水量的30%。 在居民生活用水总量中，减掉郊区城镇居民生活用水总量，其余为市区居民生活用水总量，为110616万吨。
3.市区生活用水标准的确定
在北京市总体规划中，2000年市区人均生活日用水量定为315升，2010年定为360升。 本预测按这一标准用逐年递增法推算出市区每年生活用水标准。由于目前北京家庭用水量只占生活用水总量的35.53%，若按同样比例在2010年北京市区人均家庭用水量也只有128升， 低于全国特大城市标准。
下表对北京与全国城市生活用水水平及结构作一个对比。从全国城市用水现状和规划看，南方城市生活用水标准都高于北方城市。目前北京综合生活用水即大生活用水的标准高于南、北方特大城市，而家庭生活用水标准低于北方特大城市；规划北京综合生活用水仍高于南、北方特大城市，家庭生活用水标准若按原来的比例仍属最低之列。
这反映了北京的特殊性。随着城市环境建设和居住条件的改善，全国城市的人均综合用水量都在提高，大生活用水的比例会有所增加。北京缺水的条件不会改变，对环境质量的要求却越来越高，因此大生活用水比例不会减少，家庭生活用水水平也要提高，这些都在增加人均用水量。
表6 全国城市市区生活用水现状
综合生活 居民生活 居民(家庭)数
用水 用水占综合用水据
升/人·日升/人·日 % 来
源
1997年北京 277.998.74 35.53 ⑨
1997年全国城市 213.5
138.24 64.75 ⑩
北方特大城市
177.1102.9 58.10(11)
南方特大城市
260.8166.8 63.96(12)
表7 2010年全国城市生活用水规划
综合生活 居民生活 居民(家庭)数
用水 用水占综合用水据
升/人·日升/人·日 % 来
源
北京(市区) 360 127.9 35.53 按现状
测算
北方特大城市221-288
130-160 55.5-58.8(13)
南方特大城市225-324
150-180 55.5-58.8(14)
太原市(市区)242
145 59.92(15)
在以上可用水总量、用水结构、居民生活可用水量、人均用水标准确定之后，北京市区可容纳人口总量就确定下来了。综合市区常住人口的预测，各年可容纳的外来人口数量呈递减趋势：从1998年的161 万人逐渐减少到2005年的109万人。
需要说明的，一是在这里只考虑了居住在市区的外来人口，而且按用水标准与市区常住人口用水标准相同考虑；二是总的可用水量选定的是最大值，所以最终得出的市区外来人口数量也是最大值，2005年适度数量应该小于100万人。
模型二给出的市区可容纳的外来人口量，比模型一给出的全市可容纳外来人口量略小，与实际情况基本一致。应该说，两个模型互相进行了检验。
五、结论
人口向城镇聚集的城市化趋势，是不以人的意志为转移的客观规律。但是，这一规律绝不会独立于城市发展的其他规律之外。作为经济、社会和环境统一体的城市，在城市发展过程中经济、社会和自然环境三者“天人合一”的协调规律，始终是城市化运行的主航道。偏离主航道的情况是有的，最终还将在规律的制约下，付出沉重的代价，从违背规律的不合谐回到规律的合谐。在规律发挥作用的过程中，人的主观能动作用是不可缺少的。我们对于北京环境制约的深刻思考，正体现了人在寻求“天人合一”协调方面所起的能动作用。
北京水资源的严重短缺，早就引起了各行各界的注意。但是，以可用水资源来测算首都人口容量，还是第一次。本课题突出的是水资源，但是更深层的含义是：强调了以水资源为代表的资源与环境在首都发展、建设中的重要作用。我们的模型并不完善，我们的测算也不可能十分准确。但是作为一种以首都可持续发展为依托，以人类自我控制为手段，旨在实现生态平衡的适度人口规模的首都高层管理决策的思想和定量支持，还是站得住脚的。