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关键词:水资源;城镇化;管理
中图分类号:C93文献标识码: A
1 我国城市化的速度,人类有史以来最快的
中国现有城市数量共663个,其中包括31个省、自治区、直辖市的654个城市,以及港澳台地区的7个城市。城市的地域范围,到底发展到哪些位置,包括城市建设的布局,都可以通过遥感资料清晰定位,比如说10m的精度,甚至2m、1m的精度都能看到,现在最准确的数据可以提供0.5m甚至更高的分辨率。在卫星的眼睛下面,没有什么能被遮蔽。
《中国1990―2010年城市扩张卫星遥感制图》显示,我国的城市建成区面积在过去20年中增加了2倍以上,一些城市的建成区更是扩张了20倍以上。这些数字印证了中国正在进行人类有史以来规模最大、速度最快的城市化进程。
1990年时,中国省级行政单位城市建成区超过1000km2的只有北京。到2010年,有7个城市越过这道标杆。
1990年至2000年扩张面积最大的省份分别是广东、山东、江苏、浙江和辽宁;同期占用耕地最多的依次是广东、山东、江苏、浙江和上海。
在下一个十年中,这个排名分别是江苏、山东、浙江、广东和北京,以及江苏、山东、浙江、广东和北京。
在这种背景下,永城、慈溪、上虞、晋江等城市的面积增加最快,都达到20倍以上。另有19个城市扩张了10至20倍;66个城市扩张了5到10倍。
东北老工业基地虽然在1990年前城市化程度较高,但近20年来发展相对缓慢。同时,除了四川之外,中部和西北地区的城市发展也比较缓慢。
深圳,从一个渔村发展到1990年的62平方公里,2010年达到692平方公里,增加了10.5倍。”成都的城市建成区面积从1990年的113平方公里增加到2010年498平方公里。
卫星遥感排除了多级统计上报等中间环节,所得到的信息,与过去大大不同。比如,2006年5月对河北柏乡县的遥感影像测量显示,居住面积为县域面积的19.7%,但2006年初统计年鉴中记载的这个比例只有11.2%;河北任县的遥感影像测量显示,居住面积比例为21.8%,而当时统计年鉴中记载的这个比例为9.9%。
城市建成区面积是城市化的一个表现,是城市化的一部分。城市化更直接指农村人口向城市人口的转变。
2城市化带来的效应
2.1人口密度降低、GDP增加
中国城市的人口密度每平方公里从2000年的0.99万人,下降到2009年的0.89万人。反映居民拥有的人均建成区面积有所增加,间接反映人均居住面积的增加,从一个侧面反映出居民生活有所改善。中国城市密度最高的城市分别是攀枝花、伊春、天水、汕头和鄂尔多斯,人口密度均超过每平方公里3万人。北京、上海、广州的城市建成区人口密度分别是每平方公里0.6万人、1.26万人、1.02万人。
同时,建成区的平均GDP从1990年的每平方公里0.79亿元增加到2000年的2.97亿元,再到2009年的7.05亿元。
2.2 城市海拔越来越低
遥感高程数据表明,过去20年间我国城市在平面上越来越大,在立体上城市地面的平均高程“越来越低”。天津市的建成区在1990年的平均海拔5.95m,到2000年降到4.12m,2010年下降为3.26m。宁波市城区的平均海拔高度在上世纪90年代为7.99m,2000年为6.11m,到2010年降为4.82m;
城市建成区的平均海拔下降意味着抵御自然灾害的能力会有所下降,在灾害面前更加脆弱;此外说明城市越来越多地占用了耕地。因为质量比较高的耕地往往在海拔相对低一点的平坦区域,最近20年的城市扩张多数占用了这样的区域。
当然也有一些城市,比如香港、烟台、厦门、日照等城市的高程没有太大变化。还有少数几个城市的高程在不断增高,比如青岛、海口、深圳等。以深圳为例,1990年的平均海拔为9.7m,2000年变成10.66m,2010年增长到22m,这几个城市的特点基本一样,可供继续建设的平坦地域有限,导致持续向高处发展。
城市规划中在多少高程上存在多少年一遇的洪水都是明确的,海拔降低后抵御洪水的能力降低。我国城市尤其是沿海地区城市向低海拔扩张的趋势,使得城市更易受到极端天气事件的影响。
2.3 城市不透水层面积越来越大
不透水地面是城市地区的特征,中科院南京地理与湖泊研究所专家借助高分辨率卫星影像,选择南京夫子庙、新街口、北京西路、南湖和燕子矶工业区五个监测区,进行分析。分析表明,商住混合区的不透水率最高,不透水地面比均高达82%左右。其次为居住区,而机关文教区与工业区的不透水率较低。
另外,5大区域面的555个有效用地斑块样本的不透水率数据分析表明,市政设施用地的不透水率最高(80%-100%),居住与道路广场用地的不透水率接近(50%-95%,55%-85%),而工业用地的不透水率相对较低(40%-75%),平均城市建设用地不透水率约69%。
不透水地面的增加,会提高区域降雨径流系数、改变洪峰频率分布和设计洪水过程线,使得同样降雨条件下的地表径流和河川径流增加,自降雨到洪峰形成的时间缩短,洪峰流量增加,使城市一遇降雨就满地积水,并由此造成城市河道防洪压力加大,径流对河道的冲刷和侵蚀作用增强。
此外,不透水地面的增加,还严重阻隔地表水循环过程,削弱降雨下渗对地下水的补给,导致城市化连片地区地面下沉。由于不透水地面取代了原来的农田和森林植被,地面通过植物蒸腾作用散发的热量减少,大量反射、储留然后释放太阳辐射热,极大地增加了城市热岛效应,使环境舒适度大大降低。
2.4 城市热岛效应
城市化导致的城市强降雨增多,近百年来地球正经历着以波动式变化、呈升温趋势为特征的全球气候变暖过程,1906~2005年全球地表平均气温上升了0.74℃,同期我国全国地表平均气温升高约1.1℃。
全球变化与城市化导致我国半数以上大城市极端降水强度和频数的变化趋势比周围大。当城市上空水汽充足,容易产生强对流天气,有利于形成对流云和对流性降水,包括各种强度的强降水和暴雨事件。建筑群还使城区的平均风速减小,静止的空气使得湿空气在城区堆积,夏天的雷雨变得更加猛烈。另外,大气中的污染物中如果含有特别大的水溶性颗粒物,因凝结核效应,可能也会诱发降水。
3.1水资源管理体制
一个国家水资源管理制度及其政策,是政治经济体制、经济发展水平、自然地理条件以及宗教、文化等因素综合作用的产物。我国目前的城市水资源管理体制仍然带有很浓厚的计划经济色彩,并未摆脱计划经济体制的束缚。我国城市水问题,管理机制的不完善是重要原因。多数城市的水源归水利部门管理,配水由城建部门管理,污水处理归环保部门管理。管理体制造成“管水源的”不管供水、“管排水的”不管治污,“管治污的”不管污水回用,“管水量的”不管水质,,“管供水的”不管排水,水资源利用与保护的系统性被人为分割,地方条块分割,部门之间 和行政区域之间各自为政,违背了水循环的自然规律,无法按照市场原则建立从供水、排水到污水处理回用的合理价格体系和调节机制。加快改革过时的水管理体制,是我国应对水资源严重短缺、确保水资源持续利用的迫切任务。
水务统一管理是提高水资源利用效率、改善水环境、保护水资源的有效手段,也是应对水资源短缺、确保水资源持续利用的主要趋势。从20世纪末开始,我国尝试推进水务统一管理体制的改革。全国已有30个省、自治区、直辖市进行了水务统一管理体制改革。上海、哈尔滨、深圳、北京、海口等城市实现了由水利部门进行水务统一管理;河北省98%以上的县市实现了水务统一管理。统一管理促进了水资源合理开发、利用和保护,在一定程度上缓解了水的供需矛盾。但水务统一管理是一项系统、复杂的工程,如何协调系统内各环节之间、各利益相关者之间的关系,如何统筹水资源统一管理与其他相关的经济与社会发展政策、机制的相互关系,依然是水务统一管理面临的挑战。
3.2城市规划
近三十年来,我国城市发展迅速但是城市规划建设没解决好人与自然、人与洪水的矛盾,防洪工程、排水管网建设滞后、标准低,以“防、排”为主的防洪排涝体系没有向“生态型”、排蓄并重的转变。城市面积不断扩张,大量洼地、水塘被填,原有蓄洪地被挤占,绿地、农田变成高楼大厦、道路,不透水面积持续扩张,显著改变暴雨产流汇流的下垫面条件,雨水下渗减少,径流系数增大,积涝现象严重。城市防洪建设投资严重不足,防洪工程质量差。目前有一半左右的城市没有达到国家规定的防洪标准。在全国600余座有防洪任务的设市城市中,约有40%的城市防洪标准低于20年一遇。在272座有防洪任务的地级及地级以上城市中,对外河洪水的防御能力达到50年一遇标准的只有65座,20~50年一遇89座,低于20年一遇的有118座。上述防洪标准仅指防御外河洪水的能力,但目前许多城市的内河洪水和暴雨内涝问题日益突出,防御内部洪涝的标准一般仅为10~20年一遇,不少城市甚至一场较大的降雨就积涝成患。水资源管理由于涉及到水文地质等多个方面,因此有必要按照流域为管理单元,采取统一管理的模式。只有把整体性的规划做好,并且统筹兼顾,才能使水资源得到合理的开发利用。
对于城市新开发区,在规划阶段就应注意水资源合理利用,直接实现污水回用的资源型, 不再经历旧城区的排放污染型和处理达标排放型;特别是工业开发区和“绿、净、美、安”的高级居住区与商业区的污水回用量很大,更应当注意。
3.3 水资源管理体制中产权制度
水资源的属性是公共物品。城市的水资源所有者是全民或集体,在对水资源利用的过程中,低效开发、过度开采利用现象十分严重。其中最根源的原因就是产权制度模糊,水资源的经营权与所有权没有划清界限,各种行政主体与利益团体之间缺乏界定,权责不明晰。直接后果是水资源的使用权和支配权方面出现许多扯皮现象和纷争,使水资源难以得到良好的保护盒适度的开发、合理的使用,水资源过多的利用和过低的效率并存。
对于城市水资源而言,生态系统需求与生活需求用水时最占据优先权的,随后需要考虑的是各种各样的经济用水需求。需求管理的核心是将水资源看作一种稀缺的经济资源,从而让价格起到经济杠杆的作用,使用水量的增长能够理性化,达到解决水资源供需矛盾的作用。
建立国家水权制度,引入水使用权交易机制,是解决中国水资源总量不足、污染严重等一系列难题的重要途径。2002年新《水法》对于中国要建立什么样的国家水权制度,以及如何建立等关键性概念没有明确定义,从而导致几大问题悬而未决。建立国家水权制度的明确法律依据是什么?初始水权分配时到底分多少水?分给谁?怎么分?
新划定的三条“水红线”,明确回答了后三个问题:以2020年为标准,分水总量为6700亿m3;以“存量不动、动增量”的方式,给各个省区明确的用水总量指标。以此为基础,中国水权制度的基本框架已部分框定,各地分配的水量可视为自有水权。下一步,则是建立不同省市之间的水权交易制度,建立以效益为基础、以市场为媒介,灵活的全流域水资源高效配置机制等。虽然在法律层面和具体制度框架设计上尚存争议,但三条“水红线”的加快落实,将从根本上改变政府、企业和个人的用水理念,守住并用好中国有限的水资源。
应逐步按照市场经济原则建立水价支持体系,保证供水企业资产利润率不低于城市企业平均利润率。这样就会随着其资产的不断增加,其年利润也随之水涨船高,必将成为水源建设的主要资金来源,形成滚雪球式的良性循环发展。并且为引进外资提供了优越的竞争力,为将来全面实现污水回用创造有利条件。
3.4 科学研究
在现有的水资源紧张的状况下,如何积极利用当前的技术成果,寻找新的水资源,是一个值得深入探讨的课题。新的水资源包括经过处理的雨水、废水、海水等等。举例来讲,我国对于雨水的利用现在还处在比较落后的地位,如果城市处于降雨量充沛的地区,完全可以对雨水稍加处理后加以利用,这也将是对非传统水资源进行开发的一条有效途径。
水资源具有随机性的特点,水资源的工程难以量化和准确预测,城市水资源在开发利用要以其承受能力为基准,充分考虑本地区实际情况和城市需求,结合城市现状和水资源可持续发展,来确定水资源的开发方式。要利用科学的数据和方法来对水资源的管理进行决策,使水资源的开采做到有计划、有步骤,节约和利用并重的原则。
中国城市化进程中的诸多问题仍未达成充分共识。中国的城市到底大不大、应该有多大?城市“长大”与城市化率如何相关?扩城本身是不是“好”的城市化?这一系列疑问,都需要科学、客观的解答。
3.5 法制建设
仅凭行政和技术手段,不可能解决中国的水资源问题,加强法制是“三条红线”落实的重要措施。城市水资源管理的模式应该充分考虑到形式的发展,集中执法职能,加大执法力度,综合执法。通过对内部执法部门智能的设定和划分,使政策的制定于审批,和监督处罚的只能相对分离,形成既相互制约又相互协作的合理运作机制,提高执法能力和执法水平,强化水利执法,为水资源管理保驾护航。
根据最严格水资源管理制度,要将水资源开发、利用、节约和保护的主要指标纳入地方经济社会发展综合评价体系,县级以上地方政府主要负责人对本行政区域水资源管理和保护工作负总责。国务院将对各省、自治区、直辖市的主要指标落实情况进行考核,并由水利部将考核结果交由干部主管部门,作为评价地方官员的重要依据。
水资源管理责任和考核制度,无疑会激发地方官员严格管理水资源的积极性,但考核的指标如果缺乏可操作性,考核流于形式,则难以调动地方官员管理水资源的积极性。要防止制度被高高举起,轻轻放下,更要防止数据的造假。未来可能要对各地控制用水总量的目标进行分解,为用水开发设置管理红线,但如果一切都是暗箱操作,很难避免地方政府为了完成任务、不逾越用水红线而进行造假。
最严格的水资源管理制度中的三条红线――控制用水量,控制排污量,提高用水效率,这些数据水利部门、环保部门都掌握。如果第一步能做到将这些数据向公众公开,引入社会监督机制,可能效果会更好。比如,水利部门每年向公众公布当年的用水计划,用水分配指标,这样,那些高耗水企业、奢侈性用水单位就会被明示出来,老百姓也能知道是哪些人在无度的掠夺水资源!
4 结束语
干旱缺水、城市水资源恶化等水问题关系到国计民生,涉及方方面面,具有广泛的社会性。随着我国经济的持续快速发展和人民生活水平的提高,水利社会管理和公共服务的内涵不断拓展,人们对防洪安全、供水安全以及环境质量等提出了更高的要求,为了适应经济社会与资源开发利用持续发展模式的水资源管理的需要,切实提高水资源管理的水平,解决水资源管理现状中存在的问题,实现水资源管理的目标,必须对现有的城市水资源管理体制进行创新,它需要我们所有水利工作者齐心合力的努力,不要让后代的泪水成为地球上最后的水源。
参考文献
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【关键词】城市建设;水资源;管理
0.前言
目前的水资源感觉是取之不尽用之不竭的,但是按照现在的使用速度来看,主要使用的水资源还是淡水资源占绝对比重,但是陆地淡水量在全球水资源中仅仅是很少的量,这之中还要有一部分是给人们做日常生活所必须的资源。再生资源中水是属于这类资源,它的再生是源自全球的水循环。
1.城市水资源利用情况
国内水资源是呈现南北分布不均的情况,以黄河为界,东南区域呈现多雨的情况,而相对西北来说就是普遍的干旱少雨,降水量的递减趋势是自东南到西南。国内资源和城市之间的分布是不均衡也不协调的,基于这种情况国内城市的水资源就会出现紧缺。城市的用水方向主要是工业用水、生活用水和生态用水,现在城市生活的质量在逐步的提高,紧跟着用水量也是急剧的增加,因为在城市中的公共设施和日常生活的用水量也是相应的增加,这就会使得政府加大对供水的投资,整体的城市用水就会呈现一个很大的数字增长。因为咸阳市属于半干旱半湿润性气候环境,年平均的降雨量不足六百毫米,但是水分蒸发量实际能够达到一千六百毫米。咸阳市城市的用水来源主要是地下水和地表水这两大方面,地表水主要是指引石过渭的水量,但由于一些原因利用程度不高,相较于地表水的总供水量来说,咸阳市城市的地下水供水量就比较多,所以现在使用的开采设施和条件就比较全备,如今的地下水多用来作为市民饮用水和工业用水。
2.城市水资源可持续问题
城市发展到一个阶段之后就会出现水资源缺失的一系列问题。在20实际七八十年代开始国内的城市就开始出现了水资源缺失的现象这些年的经济发展和城市化步伐进程的变快,造成了愈来愈严重的水资源缺失的情况。面对城市水资源的缺失,于此同时出现的还有工业用水和城市居民生活用水的浪费严重现象,对水资源的使用效率很低。对于浪费的城市生活用水,主要是生活的渗漏状况很常见。很多的城市供水线路和用水装置出现渗漏,这些浪费的水资源甚至可以达到总用水量的五分之一。现在的大部分城市不具备污水处理设备,大型的城市在对污水处理这方面通常是采用直接排污的方式,对我国的城市水环境质量的保护和维护设立了巨大的难题。循环的环境污染对水资源的缺失形势无疑是雪上加霜,迫使一些原本水资源充沛的城市也要面临水资源污染的问题。一直到九十世纪,城市的水循环主要三大问题就是水资源缺失、洪涝灾害和水体污染,这些问题现在已经聚集了越来越多的研究者目光,希望可以找到非传统水资源雨水资源。但是在经济效益方面来讲雨水的利用系统并不占据优势,有很长的投资回收期,在近期就看见它的经济效益是不可能的,造成用户对使用这种系统的积极性不是很高。而且现在对雨水使用的设备开发技术并不完备,没用完善的系统性,在法律和法规上更是没有明确的保证体系,虽然在很多一线城市的建筑物都有雨水收集系统,但对于收集来的雨水并没有配套的处理回收体系。
3.咸阳市城市水资源管理的对策
针对城市建设节水型社会,就要重视使用有限的水资源来激发出最大的经济效益,与此同时还要建立一个良好的自然环境和社会环境。建立节水型社会就要倡导节约用水,将治理污染作为根本工作,提升污水处理利用率,达到清洁生产的标准。重点措施是建立总量控制和定量管理相结合的管理体系,组成政府控制、市场调控和大众参与的节水使用体系,在完善节水管理法规,大力推广水价水费的编改,创建社会化节水服务系统,强化大众节水思想和觉悟性,以便加强节水管理工作和认知能力。
工业用水是咸阳市城市用水中的重要组成部分,工业节水的重点是用循环使用的方式,进而将工业用水的重复率提高。现在工业在持续的发展,但是工业节水的要点会是将来产业中最新生产设备的更换,对水循环过程进行改建,降低工业用水的定额。
将节水装置安装到咸阳市城市生活用水中,增强节水管理,帮助节水装置在城市生活中大力发展,尤其是在公共市政用水和市民生活用水等地区要着重的宣传节水措施,使用节水器具,要对技术的改进加快进程,把城市供水的跑冒滴漏消耗降低,进而提高咸阳市城市供水节水的成效。
把污水的处理和污水的回收利用相结合,依据这个原理可以加速污水资源利用的发展,这是防止水资源量持续下降的方法之一,也是对用水供应递增的一种途径。有相关的统计表明,咸阳市城市的供水总量有八成都回到了城市污水管道内,如果对这一污水做再利用处理之后,能回收一半以上的用水,这就是变相的为咸阳市城市用水提供了一半的量。用污水处理之后的水资源可以用来作为咸阳市城市的绿化和灌溉使用,在工业上可以做冷却水和非饮用水使用,处理之后的废水可以当作为城市景观用水的补给,这样做是比较高效的提升了水资源的回收利用。
我国对雨水利用的技术和设备都比其他的发达国家起步晚,就要逐步的增强政策的宣传和相关知识的普及,进一步转化管理人员、建筑单位和个人的思想。对雨水利用专项规划进行编制,行业主要的管理人员要对其做筹划,进而分别根据规划和有关技术规范调配单位和个人,展开雨水使用工程的组建,全面的加快城市雨水使用工作。对政府投资途径要成立稳健的规范措施,确保雨水使用工程的资金所需。
相关的水资源法规政策要建立并且对其完善,要使水资源一体化管理制度得到强化,这是在水资源能可持续使用的情况下保证经济能持续的发展。可做到建立城市水资源管理体系来确保城市供水的良好和稳健;可对城市水资源市场的管理加以强化,这样可以充分的提升水资源的使用率。
4结语
从上文中总结,落实科学发展观,加强可持续发展的实力就需要强有力的建设节约型社会,还要严格监管水资源保护和管理工作,这些工作也是对民生的发展和人民使用水资源方面都是十分重要的,更是对社会将来的发展做好基础。咸阳市城市管理者一定要站在大局和战略的角度,充分的了解到建设节约型社会的迫切意义,对责任意识要始终提高,紧抓机会进行改革,使用有用的方案来把握好节水型社会的组建,全面加快经济社会协调的可持续建设。
【参考文献】
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关键词: 水资源管理困境 解决措施
中图分类号:P641文献标识码: A
水是生命之源,不管是人类的生存还是发展都离不开水。联合国不断强调大城市水资源是世界水资源问题的重点,并且管理则是城市水资源问题的核心。水利部提出用水资源的可持续利用来支持经济社会的可持续发展,高度重视城市水问题,明确提出做好城市水利工作是实现水利现代化的重要标志。所以,城市水资源的管理研究对城市用水健康循环和保证城市可持续发展具有深远的战略意义。
一、水资源在城市发展中的重要作用
水和油一样是工业的血液,在工业生产中是用作传递热量的介质或工艺过程中的溶剂、洗涤剂、吸收剂、萃取剂,也是直接作为生产原料或反应物质的反应介质,几乎每一个工业生产部门都离不开水。水是净化城市环境的源泉,一定面积的水体能够影响小气候,如湿润空气、调节气温,而贯穿城区的河道又是一条天然的通风走廊,能促进空气流通、扩散城市热能、粉尘。营造水环境景观,恢复优美的河湖生态环境,蓄上清水,形成新水面,将水体污染治理同沿岸景观设计结合起来,将水体周边环境改造成可供市民休闲的场所,这些都是广大市民回归自然,亲和自然的共同心声。
我国水资源总量丰富,人均占用量少、时空分布不均匀,在水资源开发利用中存在水体污染日益严重,地下水大量超采,河流湖泊面积缩小、功能退化,水土流失面积大的问题,严重影响人类的社会经济发展。缺水将会影响经济和社会的持续发展,世界各国都将水资源的问题作为一项重要议题,并且在供给与需求方便做了详细的研究,从长远来看,每一个国家和地区的发展都离不开水资源。水是人类一切经济活动的命脉,是城市生活和建设中重要的物质基础,并且是其他物质所不能替代的。
二、城市水资源管理面临的困境
我国陆地水资源总量为2.8,多年平均年径流总量为27124亿,其中年地下水资源量为8288亿,约占径流总量的30%。与其它各国相比,我国河川径流总量居世界第六位,约占世界径流总量的5.8%,平均径流深为284mm, 我国用7%的世界耕地面积,6%的淡水资源量,养活着世界上20%的人口。所以说,我国的水资源十分短缺。
(1)水体污染日益严重。水生态环境受到严重破坏,影响人类身体健康,制约经济发展。水利部长期的调查结果显示,全国有46.5%的河流受到不同程度的污染,其中10.6%的河流属于严重污染,水质已超过V类,水体功能退化,丧失使用价值。而根据对全国城市水域的调查,约有90%以上的水域污染严重。在全国七大流域中,污染较严重的是太湖、淮河、黄河流域,污染面积可达70%,其次是海河、松辽流域,污染面积也可达到60%。水体污染影响城市饮水源致使全国约25%的人口饮用不符合卫生标准的水。
(2)河流湖泊面积缩小、功能退化。随着经济的快速发展,工业用水量及人均饮用水量增加,水资源没有得到合理的开发利用,河道天然径流减少,河流枯_、湖泊萎缩情况在北方缺水地区尤为严重,水文条件改变较大,调洪、泄洪功能退化、洪漠灾害严重,破坏了水产资源和风景资源。
(3)地下水大量超采。地表水资源贫乏和水污染严重,为了满足工农业生产和人民生活对用水量的需求,人类以牺牲环境为代价对地下水进行掠夺式开发,地下水超采现象十分严重,这种现象还导致部分沿海地区地面沉降,地下水质恶化, 海水入侵等。
(4)水土流失面积量大。我国全国每年流失的水土面积约为367万公顷,占国土面积的38%,而水力侵烛又是其中的主要原因,侵蚀面积达197万公顷。每年因为水土流失导致的流失土壤约为50多亿吨,严重影响土壤肥力。全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100km2,损失的耕地面积达7万多公顷,导致土地利用价值和承载能力降低。水土流失导致黄土高原流失的氮、磷、钟每年就达到4000万吨,相当于全国一年的化肥产量。黄河年均输沙量16亿吨,1/4积在下游河床,造成河道游塞,河床坡降变缓,成为有名的地上河,而泥沙中带有的氮、是造成江河湖库面源污染的重要原因之一。
三、城市水资源管理困境的解决措施
第一,治理污水,实现水的循环利用。污水回用是比较经济的一种手段,城市生活污水在经过必要的处理后,工业上可以作为间接冷却用水和工艺低质用水,城市生活中可用于市政(绿化、景观、消防等)和杂用水(冲洗汽车、建筑施工、冲洗厕所水等)。此外,我国在跨流域调水、海水淡化、雨水蓄用、人工降雨等方面也取得了一定的成绩。
第二,城市在水资源利用上仍需以节水为重点,兼顾污染防治。在工业上,进行工艺改革,依靠科技进步,尽可能采用节水型或不用水的生产新工艺;提高工业用水的重复利用率。在城市生活中,及时更新漏水的地下管道,降低管道漏失率;将城市的饮用水标准与国际接轨,保证自来水水质的安全、稳定和可靠。
第三,城市要尽快建立起完善的水资源市场机制,对水资源实行经济补偿与限量使用。目前,我国城市水资源价格太低,难以达到调节作用。据推算,我国水费仅占工业产品成本的 0.1%~0.3%,占消费支出的 0.23%,远远低于国外的同类水平。水资源的过度低价难以有效地约束用水单位和个人,造成水资源浪费惊人。建议减少城市的取水总量,使其低于全市的总有效径流;对污染水质的行为实行以污染损害费用为标准的收费,刺激排污控制。建立水资源市场机制对缓解水资源供需矛盾将是非常有益的。
第四,制定和执行水资源合理开发利用的具体措施。制定目标明确的有关水资源开发、利用和保护的实施计划和投资方案。在自然、社会和经济的制约条件下,实行最适度的水资源分配。采取征收水费以及其他经济措施,以推广合理用水行为。这是确保水资源可持续利用的重要手段。因此,城市水资源管理工作具有制定水资源合理开发利用具体措施和实施措施的功能和义务。保护和养护潜在的水资源,开发新的和可替代的供水水源,推动节约用水,对水的数量和质量进行综合管理。这些是水资源统一管理的要求,也是实施水资源可持续利用的基本支撑条件。
第五,加紧对水资源的科学研究,在现有的水资源紧张的状况下,如何积极利用当前的技术成果,寻找新的水资源,是一个值得深入探讨的课题。新的水资源包括经过处理的雨水、废水、海水等等。就象现在我国对于雨水的利用研究还处在比较初级的阶段,如果能够对于雨水进行处理后再利用,那么将是一条非常行之有效的途径,这也将解决很大一部分用水问题。城市水资源的开发利用要基于实际,结合城市用水现状来确定用水方式以及水资源的开发方法。利用科学的数据和方法对水资源的管理进行决策,使水资源的开发有理有据,节约和利用并重中国城市化进程中的诸多问题仍未达成充分共识。
结语:水资源管理是城市水务主管部门的一项重要工作,包括水资源开发、利用和保护的组织、协调、监督和调度等方面。通过水资源的合理分配、优化调度、科学管理,以做到科学、合理地开发利用水资源,支持社会经济发展,改善环境,并达到水资源开发、社会经济发展及环境保护相互协调的目的。提高水资源管理的水平,解决水资源管理现状中存在的问题,实现水资源管理的目标,必须对现有的城市水资源管理体制进行创新,它需要我们所有水利工作者齐心协力的努力,不要让后代的泪水成为地球上最后的水源。
参考文献
[1] 姚鹏举,刘宏伟.水文水资源在城市中受到的影响[J].科技传播,2013(09)
城市水资源不同于其它区域水资源,广义的城市水资源应包括整个城市水资源系统即水源、输水、水处理、配水以及排水和污水处理等子系统,涉及技术、经济、立法、保护、管理等多方面的问题,应坚持统一规划、科学开采、合理利用,严格管理的原则。
城市用水要求质量高、水量大、水量稳定、供水保证率高,并全部为高压管道供水,供水部门一般为单一部分,所以很难引入竞争机制。城市供水水源要求水量充沛、质量好、开采费用低。一般以地下水、泉水为最佳,其次为无污染的水库水,再次为江河水。由于城市用水量大,一般本地水源难以满足,多从市外或较远的地方饮水。例如山东省的济南、青岛及鲁北各城市引用黄河水较多,烟台、威海等市引用水库水较多。城市用水量大,但排水量却不大,大量的水用过之后,变成污水排出,排出的污水如不经处理直接排放,将会对环境造成不良影响,所以城市污水的排放也是城市水问题之一。
从近几年的情况来看,城市水资源问题越来越严峻,由于降水量少,补源不足,本地水源越来越紧张,从外地引水越来越困难。以济南为例,由于大量抽取地下水,一度造成泉水枯竭和南部山区水库水量不足,引用黄河水处理成本高、水质低劣,市民怨声载道;鲁北各市以黄河水为主要水源,前几年的黄河断流,给鲁北各市造成了很大威胁;降水量不足,使烟台、威海水库几近干涸,2000年威海市出现了严重的水源危机,为此该市不得不限时限量向市民供水,水价曾达到每立方米40元,供水形势之严峻可想而知。
目前我国城市水资源开发利用主要存在以下几个问题:盲目开采水源。部分城市忽视水文规律,肆意开采本地地下水,造成本地地下水超采,补源困难;不经过科学论证,盲目引用邻域水源,造成邻域水源缺乏,同时影响本域补源。沿海城市地下水超采,造成海水入侵、咸水扩散;内陆地下水超采,形成大面积漏斗区,地面沉陷。严重破坏了生态环境。不利于城市水资源的可持续利用,将严重影响社会经济发展。
水源单一。有些城市水源单一,缺乏后备水源和辅助水源,一旦出现单一水源断流、水污染等事件,将无法应对。
水资源重复利用率低。目前,许多城市尚无中水利用措施,全部为一次性用水,浪费了大量优质水源。工矿企业用水,循环水和冷却水等如不能重复利用,是严重的水资源浪费。
污水处理不力。由于污水处理成本高,许多城市忽视污水处理工作,仅有小部分的污水得到处理,整个城市排放的大量污水,对下游水环境造成严重污染。
对城市水资源的可持续利用可采取以下几项措施:
多源取水。随着城市经济的飞速发展,各项用水量将逐渐增加,现有水源将明显不足。城市水资源系统要充分利用本地和邻近流域的多种水源,经过科学论证、合理开采、联合调度运用。要保证既要满足生活、生产用水要求,也要满足生态用水要求。开采水源,必须进行科学论证,要符合水文规律,才能达到水资源可持续利用的目的。地表水开采利用率应不超过天然径流量的40%;地下水的开采利用,以不形成漏斗区为原则。
分质供水措施。由于各用水部门对水质要求不同,可采取分质供水措施。市民生活用水,关系群体健康大计,且用水量少,应优先供应优质水,如地下水。工业生产和生态用水,用水量大,但对水质要求不高,可根据需要分别供应各种地表水。沿海城市应考虑充分利用海水。供水部门应按照部门、行业、厂矿企业对水质的不同要求,建立分质供水系统。日前,山东省邹平县决定按照“充分利用地表客水,储备限用地下水,优水优用,充分配置”的原则,对县城开发区及县城规划区自来水管网覆盖区域内一切自备水源井,分三步骤予以封井或优化并网,该区域内工业用水除特殊工序外,改用去年开始运营的邹平黄河供水公司工业供水网供水,居民生活用水全部改用自来水管网供水,达到分质供水的目的。
节约用水。各用水部门要采取各种有效的节水措施,防止跑、冒、滴、漏。要大力宣传节水,强化市民节水意识,做到时时处处节约用水。
中水利用和重复利用措施。建立中水设施是提高生活用水重复利用率的根本措施。较集中的居民区、学校和用水较大的三产企业(如宾馆、饭店等),均应建立中水设施。将一次用水进行简单处理后,可供卫生、绿化等方面使用。工矿企业,应加强循环水、冷却水等的重复利用,以降低生产成本,提高水的重复利用率。应建立再生水利用系统,再生水处理后,可向水质要求低的部门直接供水,或用于回灌补源。
加强污水处理。城市污水处理是投资大,直接效益低,远期和间接社会效益高的系统工程,必须加强。污水处理系统可视情况分别对污水进行一级处理和二级处理,由于二级处理花费较大,应在其处理上给予统筹安排。个别污染严重的企业,在排水系统中必须建立一级处理系统,降低水污染程度,做到达标排放。
关键词:城市;水资源;利用;污染;工业
中图分类号:P641.8文献标识码:A
一、水资源在城市发展中的重要作用
水对于城市来说是最根本的,与城市环境的其他方面的自然条件相比,水的利用与处理及其天然作用会影响到更多的人,并引起更多的城市环境问题。城市的发展离不开水。水是人类一切经济活动的命脉,是城市生活和建设中重要的物质基础,并且是其他物质所不能替代的。城市生活和建设每时每刻都要用水,水和油一样是工业的血液,在工业生产中是用作传递热量的介质或工艺过程中的溶
剂、洗涤剂、吸收剂、萃取剂,也是直接作为生产原料或反应物质的反应介质,几乎每一个工业生产部门都离不开水。
水是净化城市环境的源泉,一定面积的水体能够影响小气候,如湿润空气、调节气温,而贯穿城区的河道又是一条天然的通风走廊,能促进空气流通、扩散城市热能、粉尘。水能给人以欢乐,人们渴望亲近水,营造水环境景观,恢复优美的河湖生态环境,蓄上清水,形成新水面,将水体污染治理同沿岸景观设计结合起来,将水体周边环境改造成可供市民休闲的场所,这些都是广大市民回归自然,亲和自然的共同心声。
二、当前我国城市水资源利用与管理的现状
我国人均淡水资源占有量约为28000 亿m3,占全球水资源的 6%,位居全球第四。但我国人均占有的淡水资源量只有2304 m3,不及世界人均占有量的1/4,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
(一)用水需求越来越大,水资源供需矛盾日益突出
21 世纪,我国经济处于高速增长期,不仅工业用水增长幅度大,而且城市地区也成为我国新增用水量的主要集中地区。随着我国人口的增长,人们对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度,也是对可持续发展最大的挑战。
“十二五”时期,我国经济发展仍处于战略机遇期,未来我们保持经济持续较快增长,工业用水大幅度增长,水资源需求将在较长一段时期内持续增长,水资源供需矛盾将更加尖锐。从世界各国城市化的演进过程来看,城市化的发展具有一定的规律性,在工业化和城市化快速发展的过程中,不仅对水的需求急剧增长,而且废水的排放量年年急剧增长,据报道大约会以年增24亿m3的速度蔓延。废水排放量的增加,势必加剧水环境的恶化。
(二)我国水资源短缺与用水严重浪费现象并存
城市水资源短缺问题也是社会经济发展到一定阶段的产物,已经成为进一步推动区域经济发展的内在动力。据统计,截止2010年,在全国700多个城市中,有400多个城市存在供水不足的问题,其中缺水比较严重的城市有 120 个,全国城市缺水年总量达60亿m3。
在城市水资源短缺的同时,工业和城市生活用水普遍存在着经营管理粗放,用水效率低下,浪费严重的问题。西方国家不但经济发展水平和生活条件都远远
高于我国,而且其水资源条件也比我国北方地区优越,但家庭用水量并没有明显高于我国城市。城市生活用水同样存在浪费,城市生活用水跑冒滴漏现象十分普遍。多数城市供水管网、用水器具陈旧落后,跑冒滴漏现象严重,损失率占供水量的20%。
(三)我国水环境综合管理的法律体系尚未建立
我国目前水资源管理实行的分散式的管理体制,水资源、水污染等管理分属不同部门,水环境管理责权交叉多,难以统一规划和协调,因而人为地增加了市政管理的难度。无法实现科学的水资源网络联合调度,没有人对水供需平衡负总责,缺少统筹安排,难以真正节水,城市供水、节水、排水、污水处理回用等环节存在相互脱节,难以形成统一的水务市场,无法有效地控制污染,没有建立统一的管理法规,必然不能促进水资源的可持续利用,难以实现经济效益和社会效益的齐发展。
三、我国城市水资源的合理利用与管理的对策
(一)进行节水革命,建立节水型城市迫在眉睫
大力推行节水措施,发展节水工业和服务业,建立节水型社会,工业节约用水要以技术进步型节水和结构调整型节水并重,坚持开源节流并重、节约为主的方针,以提高水的利用效率为核心。工业用水是城市用水的一个重要组成部分。在整个城市用水中,工业用水所占比重较大,而且增长速度快,用水集中,通过高科技改造、通过循环回用、重复利用,提高工业用水重复利用率历来就是工业节水的重点。
城市生活用水要大力普及节水型生活用水器具,应坚持科学发展观为指导,加快城市供水管网技术改造,降低输配水管网漏损率,全面推行节水型用水器具,发展“节水型住宅”,提高节水效率;建议城市水价每年进行不断调整,采用按水量累进计价。
(二)回收可处理利用的工业废水
经过常规处理后的工业污水应用“连续微滤技术”进行进一步处理,使其达到工业循环水的补充水水质要求;并能继续经反渗透膜深度处理,使回用水达到除盐水的水质指标,从而实现污水回收再利用的目的。
1、蒸汽回收技术
该技术以闭路循环回收方式,将用汽设备所排放出来的废蒸汽及高温凝结水,改变原来传统回收方式。去掉疏水阀,直接将乏汽、乏水,通过蒸汽回收压缩机加压,再以高温凝结汽水混合物直接压入锅筒内,形成产汽―用汽―回收―再产汽的闭路循环系统,从而加快了设备的热循环,有效提高用汽设备的热交换率,降低锅炉煤耗和燃烧负荷,90%的废蒸汽潜热全部回收。节能率达到25%~95%,比间接回收热率更高。该技术适用于化工、建材、棉纺、印染、制药、制革、烟草、石化、油田等企业。
2、冷凝水及闪蒸汽回收利用技术
蒸汽在用汽设备中释放潜热后,还原成同温度下的饱和水,即冷凝水。冷凝水具备可观的热能利用价值,是品质较好的蒸馏水,最适合重新作为锅炉给水。冷凝水是高温饱和水,用普通离心泵输送时,由于水泵发生汽蚀,导致水泵效率下降,严重时产生断流。采用以喷射增压原理可解决离心泵在输送高温饱和水时的汽蚀问题,直接将冷凝水站高于120℃的冷凝水送入锅炉除氧器,省去了软化水喷淋降温。让高低压用汽设备的冷凝水分别进入高压闪蒸罐和常压罐,再通过射流器将高压闪蒸罐内的闪蒸汽提升后供给低压用汽设备。这样,既解决了闪蒸汽的回收问题,又解决了低压用汽设备因背压过高造成的疏水困难问题。
(三)完善水资源市场机制,对水资源实行经济补偿与限量使用
目前,我国城市水资源价格太低,难以达到调节作用。据推算,我国水费仅占工业产品成本的 0.1%~0.3%,占消费支出的 0.23%,远远低于国外的同类水平。水资源的过度低价难以有效地约束用水单位和个人,造成水资源浪费惊人。
建议通过建立取水许可证制度,限制城市的取水总量低于全市的总有效径流;对污染水质的行为实行以污染损害费用为标准的收费,刺激排污控制。建立水资源市场机制对缓解水资源供需矛盾将是非常有益的。
(四)加强针对水资源利用的立法工作
法制措施是管理城市所有涉水事务的一种强制性措施。城市水管理一方面要靠立法,把城市水资源开发、利用、管理、保护以法律形式固定下来;另一方面还要靠严格执法。到目前为止,我国在水管理的立法方面已做了大量工作,但现行法律法规的系统性、科学性和合理性还有待于执法实践的检验和进一步的修改、充实和完善。
(五)加强宣传教育
宣传教育是城市水管理的重要措施,主要包括:通过报刊、广播、电视、展览、专题讲座、文艺演出等形式,广泛宣传教育,强化公众的资源、环境和生态意识;培养专门的城市水管理人才,对现有管理人员进行现代城市水管理理论、技术的培训;转变传统观念,提高公众对诸如再生水利用、水价改革等的心理承受能力,以有利于各项水管理法规、政策、措施的贯彻执行。在城市水管理中,上述各种管理措施相互配合、相互支持,共同构成处理城市涉水事务的整体性、综合性措施。
参考文献
[1]陈志艳.论城市水资源的高效利用[J].现代商贸工业,2008.8.
【关键词】城市化 水资源 高效利用
我国的城市化也呈现出加速发展的态势,城市化水平已经超过了50%。城市人口的聚集加大了水资源的需求,同时污染和浪费现象也日益加剧,使其供需矛盾更加尖锐。因此,必须加强水资源,特别是城市水资源的利用管理。
一、城市水资源利用中存在的问题
水资源高效利用就是在不破坏自然生态环境前提下使水资源的利用效率达到最大。在当前水资源短缺严重的情况下, 提高水资源利用效率是解决短缺问题, 实现可持续发展的有效途径。但是, 目前城市水资源利用中却存在一系列问题和矛盾, 主要表现在:
供需矛盾日益加剧。中国城市缺水现象始于20世纪70年代,以后逐年扩大,特别是改革开放以来,城市缺水愈来愈严重。水利部汪恕诚部长曾指出,中国全国正常年份的缺水近400亿m3。由于严重缺水,“十五”期间, 农田年均受旱3185亿亩,年均减产350亿公斤粮食。全国600多个城市,有400 余座供水不足,110座严重缺水。每年影响工业产值约2000亿元。
用水效率不高。工业用水利用效率不高,目前我国工业万元产值用水量约80亿m3,是发达国家的10-20 倍;水的重复利用率为40%左右,而发达国家为75%-85%。此外,城市用水浪费也十分严重。据统计,全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%-20% 。据不完全统计,目前城市使用的大量用水器具,其中约25%严重漏水,每年因漏失水量约4 亿m3,相当于7个供水能力达20万m3/d的大型水厂一年供水量的总和。与此同时,对城市污水的处理率低,再生水的利用差。2012年全国城市污水处理率为75%,其中污水处理厂主要集中在经济发达的特大型、大型城市,许多城市尚无污水处理厂。
水环境恶化。在每年污水排放总量约620亿t,约80%未经任何处理的污水直接排入江、河、湖、库, 90%以上的城市地表水体,97% 的城市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开采量超过补给量,全国已出现地下水超采区164 片,总面积18万km2, 并引发了地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。如我国华北地区地下水位平均每年下降12cm;北京由于多年来大规模超采地下水,水位以平均1m多的速度迅速下降,严重地区已下降40多m。地下水位下降导致地面污染下渗,还造成海水入侵,使地下水的矿化度增高,含盐量增加,水质变坏。
在全国缺水城市中,有19个城市的缺水主要是水源污染引起;另有76个城市的缺水虽然原因极其复杂,但都与水源污染有很大关系;目前90% 以上的城市水域受到污染,约50%的重点城镇集中饮用水水源不符合取水标准,其中水源受到严重污染的城市达98个。在国家环保局污染控制司统计的城市河段中,有87%左右的河段受到不同程度的污染。其中有16%的城市河段严重污染,有11%的城市河段属重度污染,有15%的城市河段属中度污染,有33%的城市河段属轻度污染,仅有23%的城市河段水质较好。水环境的恶化加剧了城市水资源的供需矛盾。
二、构建城市水资源高效利用机制
构建政府、市场与社会相互协调的制度机制。从对水资源问题的制度根源分析可见, 市场机制与政府干预不能简单地做出非此即彼的选择。市场机制与政府干预都存在一定的有效区域与失灵区域。在市场机制与政府干预一个有效、一个无效的时候, 要保证在 “市场有效、政府无效”的领域发挥市场机制的作用,政府退出该领域;在“政府有效、市场无效”的领域,要加强政府管理,有效行使政府职能。在“市场失灵”与“政府失灵”时,可以通过市场机制与政府机制的结合寻求出路,也可能需要需求新的制度安排——社会机制的创新。
提高人们的节水观念,强化危机意识。解决水资源问题首先从观念入手,用商品观念和价值观念取代“天赐之水,任我用”的观念,用“水资源危机”观念取代“取之不尽,用之不竭”的观念,要通过各种媒体开展宣传,形成人人惜水、爱水的社会风尚。
节水意识仅是一种道德约束,并不能很好地约束人们的行为,必须要借助法律、法规和政府相关政策的作用,以此来推动节水工作的开展。经济因素的影响可分为经济规模和经济水平的影响,其中经济规模的扩大,引起水资源需求量的增加,只会加重水资源的短缺情况;经济水平的提高,节水型器具的普及,使得水资源的重复利用率得到很大的提高,也更有利于循环经济的发展。
改变企业经营模式、降低污染。长期以来的传统经济模式虽然不同程度地促进了社会经济的发展,但是其发展过程中消耗了大量的资源,导致自然资源短缺与枯竭,严重污染了环境。面对这种情况,应该打破原有的陈旧经济模式约束,走新型工业化道路,发展循环经济,提高资源的利用效率。
控制水价,促进水资源高效利用。水具有商品属性, 供水要体现水的价值规律,通过水价杠杆促进节水和产业结构调整。因此城市水价应体现成本原则和效益原则。
对城市供水价格的控制,其措施有:实行分类水价,根据使用性质分为居民生活用水、工业用水、行政事业用水、经营服务用水、特种用水等五类;明确城市供水价格由供水成本、费用、税金和利润构成,并对成本、费用、税金和利润作出具体规定;制定城市供水价格应遵循的原则: 补偿成本、合理收益、节约用水、公平负担;把调整水价与改革水价计价方式相结合,逐步实行容量水价和计量水价相结合的两部制水价或阶梯式计量水价;针对不同城市的特点,实行季节性水价;建立和鼓励使用回用水替代自然水源和自来水的价格机制,合理确定回用水价格与自来水的比价关系;建立城市供水价格申报和审批制度,在供水价格的制定或调整过程中引入价格决策听证制度、专家评审制度和公告制度, 积极推行供水成本定期审核制度, 加强对调价收益使用的监管。
另外,污水处理费是城市供水价格的重要组成部分,要通过征收污水处理费,在供水价格的基础上加收污水处理费,逐步建立起激励社会投资、节约用水和防治污染的价格形成机制。
城市是人口和工业集中的地方。城市用水主要是人们的生活饮用水和工业用水。城市由天然水体取水,供人们生活和工业使用,用过的水又排回天然水体,这就是水的社会循环,在水的社会循环过程中,用过的水中常会有许多废弃物。一般天然水体都是一个生态系统,对排入的废弃物有一定的净化能力,称为水体的自净能力。由于社会循环的水量不断增大,排入水体的废弃物不断增多,一旦超出了水体的自净能力,水质就会恶化,从而使水体遭到污染。受污染的水体,将丧失和部分丧失使用功能,从而影响水资源的可持续利用,并加剧水资源短缺的危机。水环境污染,现已成为世界性的重大问题,而我国的水环境污染尤其严重,已使国民经济遭受重大损失。
对城市污水进行处理,使其排入水体不会造成污染,从而实现水资源的可持续利用,称为水的良性社会循环。城市由未受污染的天然水体取水,一般是比较经济的,因为为满足用水对水质的要求(特别是生活饮用水)而进行的水处理比较易行。当水资源短缺危机出现时,为减少由天然水体取水的量,可以采取循环回用使用过的污、废水的方法。将清洁的冷却水循环使用于工业用水,比较简单,也比较经济。将含废弃物较多的城市污水和工业废水回用于工业,为满足工业用水水质要求而进行的水处理会复杂得多,且也比较昂贵。将尽量多的污、废水回用于工业,可以显著减少由天然水体的取水量,缓解水资源危机。
现代的水处理新技术,已能将城市污水处理到符合人们生活饮用水水质标准要求的程度。在国外,已建起了一定规模的水处理实验厂,也就是说,现在在技术上有可能实现城市污水回用做生活饮用水,甚至做到城市污、废水的零排放,这不仅将最大限度地缓解水资源危机,并完全消除城市对水环境的污染。在载人宇宙飞船中,已经实现了水的封闭循环和零排放。美国公共法规92-500规定,到1983年美国实现城市污水零排放作为全国性目标(后来美国已由这一目标后退)。当然,要将城市污水回用做生活饮用水,以及实现城市污水的零排放,费用是很高的。但是,这说明城市水资源短缺,只是相对的,并且主要是一个经济问题。
从水的良性社会循环角度看,人们生活和工业生产用过的污、废水排入天然水体以前需要经过处理,为此需要花费一定的费用。如果回用污、废水的处理费不高于上述回用费用,无疑是比较合理的,否则便需从多种方案中进行选择。
为解决水资源短缺危机,可行的有以下途径:
(1)节水
我国许多地区,由于水价过低等原因,一方面水资源短缺,一方面又存在着大量浪费水的现象,所以节水,杜绝浪费,是缓解水资源危机的首要任务。在水资源短缺地区,应发展节水型工业,各种工业宜采用节水型工艺,减少单耗。生活方面采用节水型用水器具。提高器具质量,加强管理,减少跑冒滴漏。一般城市管道漏损量很大,可达10%以上,所以减少漏损是非常重要的。
节水不仅可减少从天然水体的取水量,缓解水资源危机,并且可减少供水和给水处理费用。此外,节水还可同时减少排水量和污、废水处理费用。据测算,随着我国城市化进程和经济的发展,城市用水量会不断增加,相应地排水量也会不断增加,为实现水的良性社会循环,城市供排水所需费用将增大到国民经济难以承受的程度,只有节水,显著减少城市供、排水量,才能将费用降下来,所以不仅水资源贫乏地区要节水,水资源充足的地区也要节水,在国外,这也成为目前发达国家的共识。从战略角度,节水应受到高度重视。
(2)污、废水回用前已述及,污、废水回用可以减少城市由天然水体的取水量,缓解水资源危机,所以污、废水回用也是节水的重要方面。可行的污、废水回用有多方面,工业企业内部水的循环利用和重复利用是应用最广的一种,但是我国在这方面与发达国家尚有不少差距。
城市污水回用于工业,需要进行比排入天然水体更复杂的水处理,但对水资源短缺的地区,它在许多方案中仍是比较经济合理的一种,在国外已是一种成熟技术,但在我国尚处于起步阶段,今后潜力是很大的。将城市污水回用于公用设施和住宅冲洗厕所、浇灌绿地,景观用水,浇洒道路等,一般称为中水道技术,也是很值得推广的。
(3)优质优用、合理调配
城市附近的农业灌溉用水,用水量很大,大都取自天然水体。城市用水为满足人们生活饮用需要,也要求取自天然水体。在水资源短缺地区,这就形成了城市和农业争水的矛盾。如将城市污水回用于农业灌溉,将原来用于灌溉的水供给城市,就能缓解争水矛盾和水资源危机。我国已有不少城市污水用于农田灌溉,但有的使用未经处理的污水或虽经处理但水质尚达不到灌溉要求的水灌溉,结果使农产品受到污染,是有待改进的。如将城市污水经适当处理,使其水质满足农业灌溉的要求,则城市污水回用于农业灌溉是可以得到迅速发展的。
(4)海水
海水可大量用于工业冷却用水,从而减少城市对淡水的需求。对沿海地区的城市,利用海水是缓解水资源危机的重要途径。
(5)雨水
雨水是一种重要的淡水资源。现代大城市市区面积很大,大部分地面为不透水铺面覆盖,遇到暴雨会形成洪涝灾害。如将雨水部分贮积起来,则可获得可观的水资源。对年降水量为500mm的半干旱地区,1km2年降水体积为50万m3,例如100km2市区面积,年降水体积可达5000万m3。在城市住宅小区或适当地方贮积雨水,可用于浇洒绿地、道路、水景以及下渗补充地下水,改善生态环境,并缓解水资源危机。
(6)饮用水除污染
由江河取水的城市,若水质受到上游城市或其他污染源的污染而不宜再作水源时,称作水质型水资源短缺。现代的饮用水除污染技术,能将受到一定程度污染的源水处理到符合生活饮用水水质标准的要求,为此只要在现有城市自来水传统处理工艺基础上,再增加除污染处理设施就可以了,为此当然需要增加一些费用,但比城市污水的处理费用要低。饮用水除污染,可以缓解水质型水资源危机。但要完全解决水质型资源危机,需要大力治理污染源,即需要对城市排出的污、废水进行处理。对一个水系而言,上游城市由水系水体取水,用过后又排入水系,下游城市再由水系水体取水,这可称为水的间接回用。现代的城市化进程和经济发展,已使水的这种间接回用达到很高的比例。例如,对美国这样水资源充沛的国家,80年代已有40%的水被城市和工业用过一次,所以对排入水体的城市污、废水进行处理,是实现水的良性社会循环的重要环节。
我国城市污水的二级处理率至今仅为不到15%,再加上工业废水及农业面污染源,致使城市水域90%受到污染。所以城市水质型水资源危机是我国普遍存在的现象。据测算,即使到2050年,我国城市污水处理率达到80%,由于城市污、废水量相应增加,那时水环境污染状况仍得不到根本改善,如果不进行饮用水除污染,人们肯定难以接受长达数十年饮用受污染水。所以,饮用水除污染与污染源治理应该同时给以重视。但现实是,污染源治理已受到高度重视,而饮用水除污染却重视不足,特别是未给予资金支持,致使我国城市受污染水源的饮用水除污染率仅为1%左右,不能不说是一个偏差。
若将水的间接回用作为水的社会循环的一部分来看,上游城市污水处理的程度与下游城市取水的水质有关。所以,在经济上存在一个上游城市污水处理与下游城市饮用水除污染处理总费用的问题。显然,上游城市污水处理程度愈高,即费用愈多,下游城市的饮用水除污染处理费用就会愈少。极端情况是,上游城市污水处理的程度使排放的水质达到天然水体的水质,下游城市只需对源水进行常规处理而不需再增设饮用水除污染设施,但这时上游城市污水处理费用会高到经济发展现阶段无法承受的地步。将上游城市污水处理程度和费用适当降低(当然还要兼顾其他方面的影响),这时排出的污水对水体水质会造成一定程度的污染,下游城市就需要增加饮用水除污染费用,但总费用会比上述极限情况低许多,可能是目前比较合理的方案。所以,饮用水除污染应是整个水环境污染治理的一环。
(7)远距离调水
当城市出现水资源危机时,也可以由远处的水体调水。当然远距离调水需要比较高的费用,且与调水的距离相关,即调水距离愈长,费用愈高。远距离调水应在充分节水的基础上进行。因为若不节水,用水浪费严重,用水效率低,必然要调更多的水,并且调来的水也会有相当部分被浪费掉,不能充分发挥调水效益。调水愈多,城市污水增加的也愈多,不仅增大调水费用,同时也增大了污水处理和排放的费用,若不能同步建设污水处理设施,还会加重对水体的污染。
远距离调水应与节水及污、废水回用进行经济比较。城市节水及污、废水回用在许多情况下比远距调水经济。对水质型水资源短缺,远距离调水应与饮用水除污染进行经济比较。据测算,在城市自来水厂因进行饮用水除污染而增加的投资约和25~50km输水投资相当,即当调水距离超过25~50km时,其投资将比饮用水除污染工程投资要高。为降低远距调水的成本,有的工程采用明渠输水,据调查明渠输水大多数会受到污染,调来的水也需进行饮用水除污染处理,使水的成本更高。
水对于人类社会,虽然是不可替代的,却是可以再生的。水在城市用水过程中,不是被消耗掉了,即水量上不发生变化(理论上),而只是水质发生了变化,失去了使用功能。用水处理的方法改变水质,使之无害化、资源化、特别是再生回用,就能实现水的良性社会循环,既减少了对水资源的需求,又减少了水的排放,减少对水环境的污染,一举两得,这对人类社会发展是有重大意义的。美国工程院在世纪之交,以改善人类生活质量为评选标准,评出20世纪20项最重大工程技术成就中,“水处理”在电气化、汽车、飞机之后,排名第4,足见其重要性。
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