墨西哥城大都市区的水资源管理.pdf
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1、一个特大城市:墨西哥城大都市区的水资源管理 W a t e rM a n a g e m e n tf o raM e g a c i t y :M e x i c oC i t yM e t r o p o l i t a nA r e a C e c i l i aT o r t a j a d a ,E n r i q u eC a s t e l l n 本文介绍7 西哥域大都市区( M C M A ) 现状的概况。分析指 出,迫切需要彻底改进现行的供啦和污水管理的做法,嘣使之能够可 持续发展,M C M A 是奎世界增长速度最快的城市中心之一、人口约 为2 1 0 0 万,移民的 B
2、 率非常高,有太量的非法定居者。为了能辞满 足日益增长的用水需要,历届政府几乎都把奎部注意力放在供水管理 和工程措施上,因而投资了数亿美元,建设大型的基础设施工程H 实 现跨流域调水,与水资源管理有关的环境、经济和社会政策大多是不 充分、不适当的,结果导致生活在世界上最大的城市聚集区之一的人 口的环境、健康和枉会经济状况正在不断恶化。但是,令人感到奇怪 的是、到目前为止还没有规划出关干需求管理、再利用、环境保护 H 及改进啦资源管理做法的长期战略。 引言 墨西哥城火都市区( M C M A ) 位丁被称作“墨两哥谷( V a l l cd e M e x i c o ) 的天然围台f 门盆地里
3、,海拔2 2 4 0 m 。它下辖联邦区和墨两 哥州的3 4 个自治市。墨西哥城是墨西哥的首都,位下联邦区( D i s t r i t o F e d e r a l ,D F ) ,四面环t lJ ,海拔高度超过5 0 0 0 m 。墨西哥卅l 是墨西哥 几口最稠街的地区( 据报道有1 3 0 0 万居民) ,九几仅次于它的是墨西 哥城,人约有8 6 0 玎A I “。 这个大都市区是该国人口增长最快的城市中心之一,面积 4 9 0 2 k m 2 ,居民人数约2 】0 0J ( 占墨两哥总人口的1 84 ) 。近年来, 生活在M C M A 地区的人们的牛活质量大幅度下降,主要是由过高的
4、 人口密度( 范围从每平方公里1 3 1 人到每平方公单】80 7 5 人) 和严氧 的空气、水和j 一壤污染造成的。从历史上看该城市曾经遇到过根严 峻的用水问题,现花随着城市人口的小断增加和城市内和城市怙】围地 区的地表水、地r 水污染的加重,这个问题变得更加尖锐。图1 展 永了M C M A 地区凡u 增长和对水资源的需求的情况。 日前,D F 地区9 53 的人口和墨西哥I H _ l8 42 的人口能啦用引 水,要么址把水有接接到家里,要幺是用居住区内的公共水龙头。 墨两哥城平均每人的供水量是每人每天约3 6 4 L 而器西哥州是每人 每天大约2 3 0 L ,这能够代表M C M A
5、 平均每人每天消费2 9 7 L 水的整 体水平。但是,每个人实际能够得到的水量要比这少得多,因为这个 平均值中包括了上业和服务1 世用水、超过4 0 以上的渗漏损耗,还有 那些术经授权而被用掉的水量以及大都市区中不同地K 之间分配模式 的差异o “。 由于向M C M A 供水的水源I I ,的绝大部分是位于西部、北部和南 部,因此对东郜地区的入柬蜕,水的供应是有些不规律和币叫靠的, 而R 目前他们受水资源短缺的影响最大。在大都市区生活的人中间, 2 4 T v 2 J 日 有超过5 的人 f l 前仍需要向公共的或私人的水车夏水。买水( 2 0 0 L 的容器) 的花费占到他们日工资的6
6、2 5 p i 。目前,穷人从水车 买水的花费比那些注册r 的国内消费者所花的钱多5 0 0 。 大都市区的供水主要依靠当地的地下水源以及从越柬越远的流域 调取地表水。为了满足人口的部分用水需要,每天要从4 1 4 L I 井( 1 4 7 6 1 0 3 1 1 1 3 d ) 、3 0 个泉眼( 7 6x1 0 3 丌1 3 坩) 和9 3 个融雪点( 9 0 0 1 0 m 3 d ) 处抽取出总体积达2 4 5 3 103 m ,的水斟。第二个士要水源就是 L c r m a B a l s a s 和C u i z a m a l a 河流域。 住墨西哥城,水是通过个总妊为8 8 2
7、 k m 的管线丰干网和个总 长为1 20 4 2 k m 的次干网分配给用户的。供水系统I # 包括1 6 座水坝, 总蔷水能力达到2 0 75 2 7 1 0 3 m 3 3 。墨西哥州配水设施的情况目前还 不为我们所知。 现在“国家水资源委员会”( C o m i s i 6 n N a c i o n a ld e l A g u a C N A ) 向大都市区提供的水量大约为2 4 m 3 s 。C N A 还负责建设和运营目E 水 系统把其他流域的水阔到墨西哥棒流域。它还操纵着现有的部分 渫井,而其他的深井则属丁墨西哥I 和墨西哥城政府嘲。配水系统已 绎变得如此庞大和复杂,以至于从
8、M C M A 的一个地方的井单抽取山 来的水不一定必然能够进八到同个服务区域的供水系统中去。 墨西哥城共有2 4 个污水处理厂墨西哥州的那些位于大都市 区的自治市共有4 1 个污水处理厂。这6 5 个污水处理厂已经具备的 处理能力是1 01 7 4 L s ( 墨西哥城占6 4 1 2 L s ,墨西哥州占3 7 6 3 L s ) 。 仅墨两哥城每年就能产生大约1 6 3 7 1 0 6 r l l 3 的污水,其中只有币超过 9 1 的部分得到了处理。找不到关于墨西哥卅f 产生污水的信息。不知 道是雨所有的污水处理厂现在都能正常运行,也不知道它们的处理能 力利用,多少。 尽管已经建成了人
9、量的基础世施,为M C M A 提供净水并处理其 产牛的污水,但是在大都市区内仍然没有把这些设施作为个整体进 行综台管理的战略,其中应包括像定期和及时地维护保养这样基本的 措施。例如,2 0 0 0 年6 月降大币,由于供水管理部门对M C M A 东部 的L aC o m p a f i i a 河( 现在是污k 排放渠) 缺乏治理,结果导致了洪 水与污水一道在8 0 h m 2 的城市贫民区泛溢,毁坏T 近1 2 0 0 座房子,影 响到6 0 0 0 人,他们在洪水中失去了自己所有的财产,而且生命健康 受到丁威胁。清理这一地区、为一些家庭提供经济救助、修复水浆大 约一抟需要花费5 5 0
10、 0 万比素( 6 0 0 万美元) 。除此以外,通向M C M A 的条主要公路( P u e b l a 公路) 被迫关闭1 0 天之久。有记录表明地 方政府和地方供水部门曾经向C N A 发出过警告,指_ j 在过去的两年 中存排水渠和所需的维护工程方面出现了漏洞。这些警告并未得到重 视,迫切需要的维护T 程从来也不曾动工过。结果是排水渠的堤士! J i 坍 塌,整个地区,包括虏屋在内,浸泡在污水中。“人权委墒会”在考 察了现场以后建议政府应该找出相关人员,他们在行政L 和法律上庀 为此玩忽职守承担责任。不奇怪的是,在这方面也来曾采取行动。 h i t p :w w w 皿m l o h
11、 c o m A M B O O 版权为瑞蚺皇家科学院所有A m b i o V o 3 2 N o2 M “曲2 0 0 3 万方数据 图11 9 9 9 年M C M A 地区的人口 增长人口密度和水资源需求 当前迫 刀需要所有对M C M A 和其众多人口的可持续发展有负有 责任和感兴趣的人共同l l i 卜一个可持续发展的长远的区域发展战略, 其中应该包括社会经济开发、消除贫困、生活质量和水资源以及污水 的管理。但是,很明硅,所有的解决实际问题的计划都缺乏真正的掌 权人的参与。尽管这是一个非常蓐要的问题,但是超出r 本文的范 围。本史是要对世界上最大的特大城市之一的城市用水和污水管理问
12、 题的规模和复杂性进行深度分析。 向墨西哥城大都市区供水的主要水源 M C M A 位于墨西哥裨流域,周同足L e r m a 、C u t z aT r I a 】a 、 A m a c u z a c 、L i b r e sO r i e n t a l 和T e c o l u t l a 等河流流域t 8 i 。L e r m a 州与 C u t z a m a l a 河流域,还有墨两哥谷的含水层是向住大都市区生活的人 口的主要水源。墨西哥谷的含水层占到水源的7 0 ,( 4 5 m 3 s ) ,L e m a a - B a l s a s 州流域占到9 ( 6 m s )
13、,而C u t z a m a l a 河流域占2 1 ( 1 9 m 3 s ) t 3 i 。C u t z a m a l a f 一发计供应量是19 m 3 s ,1 日是它实际只能提供1 4 m 3 s 。 墨西哥谷的含水层 每年从耀西哥谷的含水层抽取水的速度明显高丁向同补给的速 度:拙取速度是4 5 m 3 s ,而天然的补给速度只有2 0 m s ,留下了因 过度开采而导敛的2 5m 3 7 s 的缺口1 9 1 。对含水层的过度开采使得地r 水 位每年r 降大约1 m ,由此导致在城市的部分地区地平而每年下沉 10 4 0 c m 。现在,墨西哥城城市中心地区的地F 面平均每年
14、下沉 1 0 c m 而墨西哥城国际机场为2 0 2 5 c m 。据估计,大部市区的中心 地带在过去的1 0 0 年问一共下沉了1 0 m r 2 ”】。 _ F 大都市区里与供水有关的问题不仅是城市的生计问题。例如, 整个供水系统不仅已经变得非常庞大而又复杂,而且在很多地方已经 荒废了。在城市的水同地方水向人口进行分配的方式也不一样仍要 给水价提供非常高的补贴人们浪费水的情况也非常严重。住住富、 区似入每天每人要用掉6 0 0 L 水,而侄贫民区每个人每天的用水量只 有约2 0 L I “I 。打幽:井使得水中铁和锰等物质的含量增加,使水质下降, 进而又使得净化水的费片j 更高昂。城市基础
15、设施在地震灾害面前变得 更加脆弱。过度开采地下水降低r _ I 占| 围山医的 :壤沮度,破坏了森林 资源,有损下生态系统的完整性呲 。 由于管道老化渗漏,长时间缺乏必要的保养维护、建设施J 二丰u 管 理村F 低以肢大都市区地而的币断? 沉,非常大的一部分水从输配 水的酬络p 流失掉r 8 ”。据f 占计每年流失掉的水足够4 0 0 万以上的 人使用o I 。t 9 9 4 年,对输配水管嗍的约4 22 4 2 处漏水进行了修补;1 9 9 5 年修补了3 34 6 3 处 1 9 9 6 年修补了4 12 4 6 处m 】。 L e r m a 河谷的含水层 1 9 4 2 年,L e n
16、 a 河谷工程( 距景西哥城6 2 k m ) 动工必建,日的 是增加对大都市区的供水能力。一期工程能够向大都市区供应4n a 3 s 的水量。工程包括打5 口瀑5 0 3 0 8 m 的井以抽取地下水,并铺设 6 2 k m 长、直径25 m 的管道输送。这条管道沿着S i e r r ad e l a s C r u c e s 山脊伸展,穿过1 4 k m 长的A t a r a s q u i l l o D o sR i o s 隧道。在墨西哥城内 修建了4 个直径1 0 0 m ,深度为1 0 m 的储水池,柬接纳从L e r m a 工程调 来的水。然后这些水又在重力作用下被输送
17、到M C M A 。大都市区对 水的需求币断增加需要动工进行二期T 程的建设。1 9 6 5 1 9 7 5 年间一 共打了2 3 0 口深井,以使供水量增加到1 4 m 3 s 。但是由于环境影响和 社会矛盾的原因,这个数量被减少到6m V s ”】。 墨两哥城和墨西哥州政府当局之间的政治关系受到丁从L e r m a N 谷向大都市区的跨流域调水所引发的社会矛盾的很大影响。由于过量 开采L e r m a 地区含水层的地下永,该地区的农业生产力下降,灌溉条 件没有了取代它的是雨水灌溉农业。这些改变导致这个地区的经济 和人们的嶷括发生了巨变。尽管如此,联邦和墨西哥城政府的主要利 箍取向仍然是
18、把重点放在增加大都市区的供水量上。作为补偿当地人 的一种方式,政府在受要1 L e r m a1 2 程影响的些村子里建了一些小型 基础设施,但是作用不大口“ 。 C u t z a m a l a 系统 1 9 7 6 年,规划设计r C u L z a 】i l a l a 系统( S i s t e m a C u t z a m a l a ) = 程, 计划从C u t z a m a l a 河向大都市区输水,希望能够减少对墨西哥符含永 A m b l oV n I3 2N O2 ,M 啦h2 0 0 3 A M I l l 0 0 版权尚瑞典皇家科学院所有I m p :忡W 删帕
19、涮f m1 2 5 万方数据 层的过度开采。水需要逗到6 0 1 5 4 k m 远的地方,然后用泵提升到超 过1 0 0 0 m 的高度这使得运营嵌系统的总耗能量极大,费】H 昂贵”1 。 最初是想把后来的C u t z a m a l a 系统规划成个水电站工程,叫做 M i g u e lA l e m a n 水电站。C u t z a m a l aV _ 程开始时是利用了已经建好的水 力发电的基础垃施。原来规划蹬计的水的用途被改变了。现在,在高 峰时段只有3m 3 s 的水是用来发电的,来满足地方的能源需要,主要 是用于农业和丁:业部fj 。 由r 工程浩大,最初计划将上程分为三期
20、。期二程1 9 8 2 年投 入运营( 4 m 1 s ) ,期1 9 8 5 年超投入运营( 6 m 1 店) ,二期1 9 9 3 年开 始运营( 9 m 3 s ) f “】。在工程期阶段水来自维多利亚水坝,通过7 7 k m 长25 m 宽的水桨,跨越S i e r r ad el a sC r u c e s 山脊输送出去。一期和 一期上程包括建设净水厂车u 中心水榘。完成选后两个阶段的工程的- L 作是非常复杂的,主要是闻为必须要把水提升到很高的高度。咀 C o l o r i n e s 水坝为例,必须把水抽到l1 0 0 m 高处”5 1 ( 图2 ) 。把C u t z a
21、m a l a 系统的所有的水提升送到净水厂的水泵所消耗的电能相当于人口有 1 5 0 万的P u e b l a 市能源消耗的总量t 3 ”】。 C u t z a r n a l a 系统利用r7 座水库蓄水总母7 9 0 8 4 0 1 0 6 一。它 包括条管线,庸渊节水库,长1 2 7 k i n 的一条水渠,其中2 1 k m 的部 分是隧道,75 k i n 的明渠,还有一鹰水处理厂( 处理能力为2 4 m 3 s ) E “i 。 为了将水提升t 3 0 0 m ,需要6 个泉站耗能总量达1 6 5 0 k w h ,a 1 4 1 。水酋 先在源头的L o sB e r r
22、o s 处理厂进行处理( 预加氯、明矾凝固絮凝,重 力沉淀及快速泥沙过滤) ,然后j 主 入C u 扛a m a l a 系统1 。船个系统中最 重要的,k 坝之足V a l l ed e B r a v o 水坝,苦水量约为3 9 4 【0 晌3 ,但 是由于接母r 附近城市排披的污水且水体k 满r 水草,因而影响了水 质I 。 9 9 7 年,计划启动第四期工程( T e m a s c a l t e p e c 上程) 。这期工程 包括建设1 2 0 m 高、坝顶k7 4 3 m 的水坝。水库设计库容6 5 1 0 h n3 , 流鼍凡约为5 0 0 0 L s 。迁色土括建造1 5m
23、 3 s 的采站,开凿1 8 k m 长的几 工河和1 2 k m 隧道。水将会通过1 87 5 k m 长、直径35 m 的隧道被输 送到V a l l cd cB r a v o 水坝。隧道耍挖住 1 6 0 7 0 0 m 深处,视地质条件向定。根据 官方的数字,竹计最初的投资为5 02 0 0 万 对他们自身的利益、l 不是埘太都- H K 的几仃l 的利益电感; 趣。 过去,政府机构总是不考I 譬跨流域瑚小- f f 陀带求的潜释f 仃仕盒币 盾。也没有对工程的受益 的情况和为此怍m l ! I i 牲的人有哪些、他仃j 应该如何得到适当的补偿作分析。最令人奇怪的是,即使足对 C u
24、 t z a m a l a 系统第四期工程的环境影u 向咔价( E I A ) 也没冉,每虑到它 所能造成的任何的社会影响。至于任墨西哥进行的太多数E I A 研究, 它们几乎全部都是考t 量技术罔慕 土会问题很蝎显是被他”j 忽视丁m 。J。 根据时C u t z a m a l a 系统的E I A 研究结果,前三期L 程的总投资为 9 65 0 0 万美元( 1 9 9 6 午的估计) 。如果加上耐在此2 前建l 殳而以后再 也不会使用的水电站的世施成4 的估【| ,总投资成本达刮了1 2 90 0 0 万美元。被取消的水电站系统的总装目L 容量为3 7 2 M W ,估计其成本 为3
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