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關鍵詞:水資源;城鎮化;管理
中圖分類號:C93文獻標識碼: A
1 我國城市化的速度,人類有史以來最快的
中國現有城市數量共663個,其中包括31個省、自治區、直轄市的654個城市,以及港澳臺地區的7個城市。城市的地域范圍,到底發展到哪些位置,包括城市建設的布局,都可以通過遙感資料清晰定位,比如說10m的精度,甚至2m、1m的精度都能看到,現在最準確的數據可以提供0.5m甚至更高的分辨率。在衛星的眼睛下面,沒有什么能被遮蔽。
《中國1990―2010年城市擴張衛星遙感制圖》顯示,我國的城市建成區面積在過去20年中增加了2倍以上,一些城市的建成區更是擴張了20倍以上。這些數字印證了中國正在進行人類有史以來規模最大、速度最快的城市化進程。
1990年時,中國省級行政單位城市建成區超過1000km2的只有北京。到2010年,有7個城市越過這道標桿。
1990年至2000年擴張面積最大的省份分別是廣東、山東、江蘇、浙江和遼寧;同期占用耕地最多的依次是廣東、山東、江蘇、浙江和上海。
在下一個十年中,這個排名分別是江蘇、山東、浙江、廣東和北京,以及江蘇、山東、浙江、廣東和北京。
在這種背景下,永城、慈溪、上虞、晉江等城市的面積增加最快,都達到20倍以上。另有19個城市擴張了10至20倍;66個城市擴張了5到10倍。
東北老工業基地雖然在1990年前城市化程度較高,但近20年來發展相對緩慢。同時,除了四川之外,中部和西北地區的城市發展也比較緩慢。
深圳,從一個漁村發展到1990年的62平方公里,2010年達到692平方公里,增加了10.5倍?!背啥嫉某鞘薪ǔ蓞^面積從1990年的113平方公里增加到2010年498平方公里。
衛星遙感排除了多級統計上報等中間環節,所得到的信息,與過去大大不同。比如,2006年5月對河北柏鄉縣的遙感影像測量顯示,居住面積為縣域面積的19.7%,但2006年初統計年鑒中記載的這個比例只有11.2%;河北任縣的遙感影像測量顯示,居住面積比例為21.8%,而當時統計年鑒中記載的這個比例為9.9%。
城市建成區面積是城市化的一個表現,是城市化的一部分。城市化更直接指農村人口向城市人口的轉變。
2城市化帶來的效應
2.1人口密度降低、GDP增加
中國城市的人口密度每平方公里從2000年的0.99萬人,下降到2009年的0.89萬人。反映居民擁有的人均建成區面積有所增加,間接反映人均居住面積的增加,從一個側面反映出居民生活有所改善。中國城市密度最高的城市分別是攀枝花、伊春、天水、汕頭和鄂爾多斯,人口密度均超過每平方公里3萬人。北京、上海、廣州的城市建成區人口密度分別是每平方公里0.6萬人、1.26萬人、1.02萬人。
同時,建成區的平均GDP從1990年的每平方公里0.79億元增加到2000年的2.97億元,再到2009年的7.05億元。
2.2 城市海拔越來越低
遙感高程數據表明,過去20年間我國城市在平面上越來越大,在立體上城市地面的平均高程“越來越低”。天津市的建成區在1990年的平均海拔5.95m,到2000年降到4.12m,2010年下降為3.26m。寧波市城區的平均海拔高度在上世紀90年代為7.99m,2000年為6.11m,到2010年降為4.82m;
城市建成區的平均海拔下降意味著抵御自然災害的能力會有所下降,在災害面前更加脆弱;此外說明城市越來越多地占用了耕地。因為質量比較高的耕地往往在海拔相對低一點的平坦區域,最近20年的城市擴張多數占用了這樣的區域。
當然也有一些城市,比如香港、煙臺、廈門、日照等城市的高程沒有太大變化。還有少數幾個城市的高程在不斷增高,比如青島、???、深圳等。以深圳為例,1990年的平均海拔為9.7m,2000年變成10.66m,2010年增長到22m,這幾個城市的特點基本一樣,可供繼續建設的平坦地域有限,導致持續向高處發展。
城市規劃中在多少高程上存在多少年一遇的洪水都是明確的,海拔降低后抵御洪水的能力降低。我國城市尤其是沿海地區城市向低海拔擴張的趨勢,使得城市更易受到極端天氣事件的影響。
2.3 城市不透水層面積越來越大
不透水地面是城市地區的特征,中科院南京地理與湖泊研究所專家借助高分辨率衛星影像,選擇南京夫子廟、新街口、北京西路、南湖和燕子磯工業區五個監測區,進行分析。分析表明,商住混合區的不透水率最高,不透水地面比均高達82%左右。其次為居住區,而機關文教區與工業區的不透水率較低。
另外,5大區域面的555個有效用地斑塊樣本的不透水率數據分析表明,市政設施用地的不透水率最高(80%-100%),居住與道路廣場用地的不透水率接近(50%-95%,55%-85%),而工業用地的不透水率相對較低(40%-75%),平均城市建設用地不透水率約69%。
不透水地面的增加,會提高區域降雨徑流系數、改變洪峰頻率分布和設計洪水過程線,使得同樣降雨條件下的地表徑流和河川徑流增加,自降雨到洪峰形成的時間縮短,洪峰流量增加,使城市一遇降雨就滿地積水,并由此造成城市河道防洪壓力加大,徑流對河道的沖刷和侵蝕作用增強。
此外,不透水地面的增加,還嚴重阻隔地表水循環過程,削弱降雨下滲對地下水的補給,導致城市化連片地區地面下沉。由于不透水地面取代了原來的農田和森林植被,地面通過植物蒸騰作用散發的熱量減少,大量反射、儲留然后釋放太陽輻射熱,極大地增加了城市熱島效應,使環境舒適度大大降低。
2.4 城市熱島效應
城市化導致的城市強降雨增多,近百年來地球正經歷著以波動式變化、呈升溫趨勢為特征的全球氣候變暖過程,1906~2005年全球地表平均氣溫上升了0.74℃,同期我國全國地表平均氣溫升高約1.1℃。
全球變化與城市化導致我國半數以上大城市極端降水強度和頻數的變化趨勢比周圍大。當城市上空水汽充足,容易產生強對流天氣,有利于形成對流云和對流性降水,包括各種強度的強降水和暴雨事件。建筑群還使城區的平均風速減小,靜止的空氣使得濕空氣在城區堆積,夏天的雷雨變得更加猛烈。另外,大氣中的污染物中如果含有特別大的水溶性顆粒物,因凝結核效應,可能也會誘發降水。
3.1水資源管理體制
一個國家水資源管理制度及其政策,是政治經濟體制、經濟發展水平、自然地理條件以及宗教、文化等因素綜合作用的產物。我國目前的城市水資源管理體制仍然帶有很濃厚的計劃經濟色彩,并未擺脫計劃經濟體制的束縛。我國城市水問題,管理機制的不完善是重要原因。多數城市的水源歸水利部門管理,配水由城建部門管理,污水處理歸環保部門管理。管理體制造成“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”不管水質,,“管供水的”不管排水,水資源利用與保護的系統性被人為分割,地方條塊分割,部門之間 和行政區域之間各自為政,違背了水循環的自然規律,無法按照市場原則建立從供水、排水到污水處理回用的合理價格體系和調節機制。加快改革過時的水管理體制,是我國應對水資源嚴重短缺、確保水資源持續利用的迫切任務。
水務統一管理是提高水資源利用效率、改善水環境、保護水資源的有效手段,也是應對水資源短缺、確保水資源持續利用的主要趨勢。從20世紀末開始,我國嘗試推進水務統一管理體制的改革。全國已有30個省、自治區、直轄市進行了水務統一管理體制改革。上海、哈爾濱、深圳、北京、??诘瘸鞘袑崿F了由水利部門進行水務統一管理;河北省98%以上的縣市實現了水務統一管理。統一管理促進了水資源合理開發、利用和保護,在一定程度上緩解了水的供需矛盾。但水務統一管理是一項系統、復雜的工程,如何協調系統內各環節之間、各利益相關者之間的關系,如何統籌水資源統一管理與其他相關的經濟與社會發展政策、機制的相互關系,依然是水務統一管理面臨的挑戰。
3.2城市規劃
近三十年來,我國城市發展迅速但是城市規劃建設沒解決好人與自然、人與洪水的矛盾,防洪工程、排水管網建設滯后、標準低,以“防、排”為主的防洪排澇體系沒有向“生態型”、排蓄并重的轉變。城市面積不斷擴張,大量洼地、水塘被填,原有蓄洪地被擠占,綠地、農田變成高樓大廈、道路,不透水面積持續擴張,顯著改變暴雨產流匯流的下墊面條件,雨水下滲減少,徑流系數增大,積澇現象嚴重。城市防洪建設投資嚴重不足,防洪工程質量差。目前有一半左右的城市沒有達到國家規定的防洪標準。在全國600余座有防洪任務的設市城市中,約有40%的城市防洪標準低于20年一遇。在272座有防洪任務的地級及地級以上城市中,對外河洪水的防御能力達到50年一遇標準的只有65座,20~50年一遇89座,低于20年一遇的有118座。上述防洪標準僅指防御外河洪水的能力,但目前許多城市的內河洪水和暴雨內澇問題日益突出,防御內部洪澇的標準一般僅為10~20年一遇,不少城市甚至一場較大的降雨就積澇成患。水資源管理由于涉及到水文地質等多個方面,因此有必要按照流域為管理單元,采取統一管理的模式。只有把整體性的規劃做好,并且統籌兼顧,才能使水資源得到合理的開發利用。
對于城市新開發區,在規劃階段就應注意水資源合理利用,直接實現污水回用的資源型, 不再經歷舊城區的排放污染型和處理達標排放型;特別是工業開發區和“綠、凈、美、安”的高級居住區與商業區的污水回用量很大,更應當注意。
3.3 水資源管理體制中產權制度
水資源的屬性是公共物品。城市的水資源所有者是全民或集體,在對水資源利用的過程中,低效開發、過度開采利用現象十分嚴重。其中最根源的原因就是產權制度模糊,水資源的經營權與所有權沒有劃清界限,各種行政主體與利益團體之間缺乏界定,權責不明晰。直接后果是水資源的使用權和支配權方面出現許多扯皮現象和紛爭,使水資源難以得到良好的保護盒適度的開發、合理的使用,水資源過多的利用和過低的效率并存。
對于城市水資源而言,生態系統需求與生活需求用水時最占據優先權的,隨后需要考慮的是各種各樣的經濟用水需求。需求管理的核心是將水資源看作一種稀缺的經濟資源,從而讓價格起到經濟杠桿的作用,使用水量的增長能夠理性化,達到解決水資源供需矛盾的作用。
建立國家水權制度,引入水使用權交易機制,是解決中國水資源總量不足、污染嚴重等一系列難題的重要途徑。2002年新《水法》對于中國要建立什么樣的國家水權制度,以及如何建立等關鍵性概念沒有明確定義,從而導致幾大問題懸而未決。建立國家水權制度的明確法律依據是什么?初始水權分配時到底分多少水?分給誰?怎么分?
新劃定的三條“水紅線”,明確回答了后三個問題:以2020年為標準,分水總量為6700億m3;以“存量不動、動增量”的方式,給各個省區明確的用水總量指標。以此為基礎,中國水權制度的基本框架已部分框定,各地分配的水量可視為自有水權。下一步,則是建立不同省市之間的水權交易制度,建立以效益為基礎、以市場為媒介,靈活的全流域水資源高效配置機制等。雖然在法律層面和具體制度框架設計上尚存爭議,但三條“水紅線”的加快落實,將從根本上改變政府、企業和個人的用水理念,守住并用好中國有限的水資源。
應逐步按照市場經濟原則建立水價支持體系,保證供水企業資產利潤率不低于城市企業平均利潤率。這樣就會隨著其資產的不斷增加,其年利潤也隨之水漲船高,必將成為水源建設的主要資金來源,形成滾雪球式的良性循環發展。并且為引進外資提供了優越的競爭力,為將來全面實現污水回用創造有利條件。
3.4 科學研究
在現有的水資源緊張的狀況下,如何積極利用當前的技術成果,尋找新的水資源,是一個值得深入探討的課題。新的水資源包括經過處理的雨水、廢水、海水等等。舉例來講,我國對于雨水的利用現在還處在比較落后的地位,如果城市處于降雨量充沛的地區,完全可以對雨水稍加處理后加以利用,這也將是對非傳統水資源進行開發的一條有效途徑。
水資源具有隨機性的特點,水資源的工程難以量化和準確預測,城市水資源在開發利用要以其承受能力為基準,充分考慮本地區實際情況和城市需求,結合城市現狀和水資源可持續發展,來確定水資源的開發方式。要利用科學的數據和方法來對水資源的管理進行決策,使水資源的開采做到有計劃、有步驟,節約和利用并重的原則。
中國城市化進程中的諸多問題仍未達成充分共識。中國的城市到底大不大、應該有多大?城市“長大”與城市化率如何相關?擴城本身是不是“好”的城市化?這一系列疑問,都需要科學、客觀的解答。
3.5 法制建設
僅憑行政和技術手段,不可能解決中國的水資源問題,加強法制是“三條紅線”落實的重要措施。城市水資源管理的模式應該充分考慮到形式的發展,集中執法職能,加大執法力度,綜合執法。通過對內部執法部門智能的設定和劃分,使政策的制定于審批,和監督處罰的只能相對分離,形成既相互制約又相互協作的合理運作機制,提高執法能力和執法水平,強化水利執法,為水資源管理保駕護航。
根據最嚴格水資源管理制度,要將水資源開發、利用、節約和保護的主要指標納入地方經濟社會發展綜合評價體系,縣級以上地方政府主要負責人對本行政區域水資源管理和保護工作負總責。國務院將對各省、自治區、直轄市的主要指標落實情況進行考核,并由水利部將考核結果交由干部主管部門,作為評價地方官員的重要依據。
水資源管理責任和考核制度,無疑會激發地方官員嚴格管理水資源的積極性,但考核的指標如果缺乏可操作性,考核流于形式,則難以調動地方官員管理水資源的積極性。要防止制度被高高舉起,輕輕放下,更要防止數據的造假。未來可能要對各地控制用水總量的目標進行分解,為用水開發設置管理紅線,但如果一切都是暗箱操作,很難避免地方政府為了完成任務、不逾越用水紅線而進行造假。
最嚴格的水資源管理制度中的三條紅線――控制用水量,控制排污量,提高用水效率,這些數據水利部門、環保部門都掌握。如果第一步能做到將這些數據向公眾公開,引入社會監督機制,可能效果會更好。比如,水利部門每年向公眾公布當年的用水計劃,用水分配指標,這樣,那些高耗水企業、奢侈性用水單位就會被明示出來,老百姓也能知道是哪些人在無度的掠奪水資源!
4 結束語
干旱缺水、城市水資源惡化等水問題關系到國計民生,涉及方方面面,具有廣泛的社會性。隨著我國經濟的持續快速發展和人民生活水平的提高,水利社會管理和公共服務的內涵不斷拓展,人們對防洪安全、供水安全以及環境質量等提出了更高的要求,為了適應經濟社會與資源開發利用持續發展模式的水資源管理的需要,切實提高水資源管理的水平,解決水資源管理現狀中存在的問題,實現水資源管理的目標,必須對現有的城市水資源管理體制進行創新,它需要我們所有水利工作者齊心合力的努力,不要讓后代的淚水成為地球上最后的水源。
參考文獻
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【關鍵詞】城市建設;水資源;管理
0.前言
目前的水資源感覺是取之不盡用之不竭的,但是按照現在的使用速度來看,主要使用的水資源還是淡水資源占絕對比重,但是陸地淡水量在全球水資源中僅僅是很少的量,這之中還要有一部分是給人們做日常生活所必須的資源。再生資源中水是屬于這類資源,它的再生是源自全球的水循環。
1.城市水資源利用情況
國內水資源是呈現南北分布不均的情況,以黃河為界,東南區域呈現多雨的情況,而相對西北來說就是普遍的干旱少雨,降水量的遞減趨勢是自東南到西南。國內資源和城市之間的分布是不均衡也不協調的,基于這種情況國內城市的水資源就會出現緊缺。城市的用水方向主要是工業用水、生活用水和生態用水,現在城市生活的質量在逐步的提高,緊跟著用水量也是急劇的增加,因為在城市中的公共設施和日常生活的用水量也是相應的增加,這就會使得政府加大對供水的投資,整體的城市用水就會呈現一個很大的數字增長。因為咸陽市屬于半干旱半濕潤性氣候環境,年平均的降雨量不足六百毫米,但是水分蒸發量實際能夠達到一千六百毫米。咸陽市城市的用水來源主要是地下水和地表水這兩大方面,地表水主要是指引石過渭的水量,但由于一些原因利用程度不高,相較于地表水的總供水量來說,咸陽市城市的地下水供水量就比較多,所以現在使用的開采設施和條件就比較全備,如今的地下水多用來作為市民飲用水和工業用水。
2.城市水資源可持續問題
城市發展到一個階段之后就會出現水資源缺失的一系列問題。在20實際七八十年代開始國內的城市就開始出現了水資源缺失的現象這些年的經濟發展和城市化步伐進程的變快,造成了愈來愈嚴重的水資源缺失的情況。面對城市水資源的缺失,于此同時出現的還有工業用水和城市居民生活用水的浪費嚴重現象,對水資源的使用效率很低。對于浪費的城市生活用水,主要是生活的滲漏狀況很常見。很多的城市供水線路和用水裝置出現滲漏,這些浪費的水資源甚至可以達到總用水量的五分之一?,F在的大部分城市不具備污水處理設備,大型的城市在對污水處理這方面通常是采用直接排污的方式,對我國的城市水環境質量的保護和維護設立了巨大的難題。循環的環境污染對水資源的缺失形勢無疑是雪上加霜,迫使一些原本水資源充沛的城市也要面臨水資源污染的問題。一直到九十世紀,城市的水循環主要三大問題就是水資源缺失、洪澇災害和水體污染,這些問題現在已經聚集了越來越多的研究者目光,希望可以找到非傳統水資源雨水資源。但是在經濟效益方面來講雨水的利用系統并不占據優勢,有很長的投資回收期,在近期就看見它的經濟效益是不可能的,造成用戶對使用這種系統的積極性不是很高。而且現在對雨水使用的設備開發技術并不完備,沒用完善的系統性,在法律和法規上更是沒有明確的保證體系,雖然在很多一線城市的建筑物都有雨水收集系統,但對于收集來的雨水并沒有配套的處理回收體系。
3.咸陽市城市水資源管理的對策
針對城市建設節水型社會,就要重視使用有限的水資源來激發出最大的經濟效益,與此同時還要建立一個良好的自然環境和社會環境。建立節水型社會就要倡導節約用水,將治理污染作為根本工作,提升污水處理利用率,達到清潔生產的標準。重點措施是建立總量控制和定量管理相結合的管理體系,組成政府控制、市場調控和大眾參與的節水使用體系,在完善節水管理法規,大力推廣水價水費的編改,創建社會化節水服務系統,強化大眾節水思想和覺悟性,以便加強節水管理工作和認知能力。
工業用水是咸陽市城市用水中的重要組成部分,工業節水的重點是用循環使用的方式,進而將工業用水的重復率提高?,F在工業在持續的發展,但是工業節水的要點會是將來產業中最新生產設備的更換,對水循環過程進行改建,降低工業用水的定額。
將節水裝置安裝到咸陽市城市生活用水中,增強節水管理,幫助節水裝置在城市生活中大力發展,尤其是在公共市政用水和市民生活用水等地區要著重的宣傳節水措施,使用節水器具,要對技術的改進加快進程,把城市供水的跑冒滴漏消耗降低,進而提高咸陽市城市供水節水的成效。
把污水的處理和污水的回收利用相結合,依據這個原理可以加速污水資源利用的發展,這是防止水資源量持續下降的方法之一,也是對用水供應遞增的一種途徑。有相關的統計表明,咸陽市城市的供水總量有八成都回到了城市污水管道內,如果對這一污水做再利用處理之后,能回收一半以上的用水,這就是變相的為咸陽市城市用水提供了一半的量。用污水處理之后的水資源可以用來作為咸陽市城市的綠化和灌溉使用,在工業上可以做冷卻水和非飲用水使用,處理之后的廢水可以當作為城市景觀用水的補給,這樣做是比較高效的提升了水資源的回收利用。
我國對雨水利用的技術和設備都比其他的發達國家起步晚,就要逐步的增強政策的宣傳和相關知識的普及,進一步轉化管理人員、建筑單位和個人的思想。對雨水利用專項規劃進行編制,行業主要的管理人員要對其做籌劃,進而分別根據規劃和有關技術規范調配單位和個人,展開雨水使用工程的組建,全面的加快城市雨水使用工作。對政府投資途徑要成立穩健的規范措施,確保雨水使用工程的資金所需。
相關的水資源法規政策要建立并且對其完善,要使水資源一體化管理制度得到強化,這是在水資源能可持續使用的情況下保證經濟能持續的發展??勺龅浇⒊鞘兴Y源管理體系來確保城市供水的良好和穩健;可對城市水資源市場的管理加以強化,這樣可以充分的提升水資源的使用率。
4結語
從上文中總結,落實科學發展觀,加強可持續發展的實力就需要強有力的建設節約型社會,還要嚴格監管水資源保護和管理工作,這些工作也是對民生的發展和人民使用水資源方面都是十分重要的,更是對社會將來的發展做好基礎。咸陽市城市管理者一定要站在大局和戰略的角度,充分的了解到建設節約型社會的迫切意義,對責任意識要始終提高,緊抓機會進行改革,使用有用的方案來把握好節水型社會的組建,全面加快經濟社會協調的可持續建設。
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關鍵詞: 水資源管理困境 解決措施
中圖分類號:P641文獻標識碼: A
水是生命之源,不管是人類的生存還是發展都離不開水。聯合國不斷強調大城市水資源是世界水資源問題的重點,并且管理則是城市水資源問題的核心。水利部提出用水資源的可持續利用來支持經濟社會的可持續發展,高度重視城市水問題,明確提出做好城市水利工作是實現水利現代化的重要標志。所以,城市水資源的管理研究對城市用水健康循環和保證城市可持續發展具有深遠的戰略意義。
一、水資源在城市發展中的重要作用
水和油一樣是工業的血液,在工業生產中是用作傳遞熱量的介質或工藝過程中的溶劑、洗滌劑、吸收劑、萃取劑,也是直接作為生產原料或反應物質的反應介質,幾乎每一個工業生產部門都離不開水。水是凈化城市環境的源泉,一定面積的水體能夠影響小氣候,如濕潤空氣、調節氣溫,而貫穿城區的河道又是一條天然的通風走廊,能促進空氣流通、擴散城市熱能、粉塵。營造水環境景觀,恢復優美的河湖生態環境,蓄上清水,形成新水面,將水體污染治理同沿岸景觀設計結合起來,將水體周邊環境改造成可供市民休閑的場所,這些都是廣大市民回歸自然,親和自然的共同心聲。
我國水資源總量豐富,人均占用量少、時空分布不均勻,在水資源開發利用中存在水體污染日益嚴重,地下水大量超采,河流湖泊面積縮小、功能退化,水土流失面積大的問題,嚴重影響人類的社會經濟發展。缺水將會影響經濟和社會的持續發展,世界各國都將水資源的問題作為一項重要議題,并且在供給與需求方便做了詳細的研究,從長遠來看,每一個國家和地區的發展都離不開水資源。水是人類一切經濟活動的命脈,是城市生活和建設中重要的物質基礎,并且是其他物質所不能替代的。
二、城市水資源管理面臨的困境
我國陸地水資源總量為2.8,多年平均年徑流總量為27124億,其中年地下水資源量為8288億,約占徑流總量的30%。與其它各國相比,我國河川徑流總量居世界第六位,約占世界徑流總量的5.8%,平均徑流深為284mm, 我國用7%的世界耕地面積,6%的淡水資源量,養活著世界上20%的人口。所以說,我國的水資源十分短缺。
(1)水體污染日益嚴重。水生態環境受到嚴重破壞,影響人類身體健康,制約經濟發展。水利部長期的調查結果顯示,全國有46.5%的河流受到不同程度的污染,其中10.6%的河流屬于嚴重污染,水質已超過V類,水體功能退化,喪失使用價值。而根據對全國城市水域的調查,約有90%以上的水域污染嚴重。在全國七大流域中,污染較嚴重的是太湖、淮河、黃河流域,污染面積可達70%,其次是海河、松遼流域,污染面積也可達到60%。水體污染影響城市飲水源致使全國約25%的人口飲用不符合衛生標準的水。
(2)河流湖泊面積縮小、功能退化。隨著經濟的快速發展,工業用水量及人均飲用水量增加,水資源沒有得到合理的開發利用,河道天然徑流減少,河流枯_、湖泊萎縮情況在北方缺水地區尤為嚴重,水文條件改變較大,調洪、泄洪功能退化、洪漠災害嚴重,破壞了水產資源和風景資源。
(3)地下水大量超采。地表水資源貧乏和水污染嚴重,為了滿足工農業生產和人民生活對用水量的需求,人類以犧牲環境為代價對地下水進行掠奪式開發,地下水超采現象十分嚴重,這種現象還導致部分沿海地區地面沉降,地下水質惡化, 海水入侵等。
(4)水土流失面積量大。我國全國每年流失的水土面積約為367萬公頃,占國土面積的38%,而水力侵燭又是其中的主要原因,侵蝕面積達197萬公頃。每年因為水土流失導致的流失土壤約為50多億噸,嚴重影響土壤肥力。全國每年因水土流失新增荒漠化面積2100km2,損失的耕地面積達7萬多公頃,導致土地利用價值和承載能力降低。水土流失導致黃土高原流失的氮、磷、鐘每年就達到4000萬噸,相當于全國一年的化肥產量。黃河年均輸沙量16億噸,1/4積在下游河床,造成河道游塞,河床坡降變緩,成為有名的地上河,而泥沙中帶有的氮、是造成江河湖庫面源污染的重要原因之一。
三、城市水資源管理困境的解決措施
第一,治理污水,實現水的循環利用。污水回用是比較經濟的一種手段,城市生活污水在經過必要的處理后,工業上可以作為間接冷卻用水和工藝低質用水,城市生活中可用于市政(綠化、景觀、消防等)和雜用水(沖洗汽車、建筑施工、沖洗廁所水等)。此外,我國在跨流域調水、海水淡化、雨水蓄用、人工降雨等方面也取得了一定的成績。
第二,城市在水資源利用上仍需以節水為重點,兼顧污染防治。在工業上,進行工藝改革,依靠科技進步,盡可能采用節水型或不用水的生產新工藝;提高工業用水的重復利用率。在城市生活中,及時更新漏水的地下管道,降低管道漏失率;將城市的飲用水標準與國際接軌,保證自來水水質的安全、穩定和可靠。
第三,城市要盡快建立起完善的水資源市場機制,對水資源實行經濟補償與限量使用。目前,我國城市水資源價格太低,難以達到調節作用。據推算,我國水費僅占工業產品成本的 0.1%~0.3%,占消費支出的 0.23%,遠遠低于國外的同類水平。水資源的過度低價難以有效地約束用水單位和個人,造成水資源浪費驚人。建議減少城市的取水總量,使其低于全市的總有效徑流;對污染水質的行為實行以污染損害費用為標準的收費,刺激排污控制。建立水資源市場機制對緩解水資源供需矛盾將是非常有益的。
第四,制定和執行水資源合理開發利用的具體措施。制定目標明確的有關水資源開發、利用和保護的實施計劃和投資方案。在自然、社會和經濟的制約條件下,實行最適度的水資源分配。采取征收水費以及其他經濟措施,以推廣合理用水行為。這是確保水資源可持續利用的重要手段。因此,城市水資源管理工作具有制定水資源合理開發利用具體措施和實施措施的功能和義務。保護和養護潛在的水資源,開發新的和可替代的供水水源,推動節約用水,對水的數量和質量進行綜合管理。這些是水資源統一管理的要求,也是實施水資源可持續利用的基本支撐條件。
第五,加緊對水資源的科學研究,在現有的水資源緊張的狀況下,如何積極利用當前的技術成果,尋找新的水資源,是一個值得深入探討的課題。新的水資源包括經過處理的雨水、廢水、海水等等。就象現在我國對于雨水的利用研究還處在比較初級的階段,如果能夠對于雨水進行處理后再利用,那么將是一條非常行之有效的途徑,這也將解決很大一部分用水問題。城市水資源的開發利用要基于實際,結合城市用水現狀來確定用水方式以及水資源的開發方法。利用科學的數據和方法對水資源的管理進行決策,使水資源的開發有理有據,節約和利用并重中國城市化進程中的諸多問題仍未達成充分共識。
結語:水資源管理是城市水務主管部門的一項重要工作,包括水資源開發、利用和保護的組織、協調、監督和調度等方面。通過水資源的合理分配、優化調度、科學管理,以做到科學、合理地開發利用水資源,支持社會經濟發展,改善環境,并達到水資源開發、社會經濟發展及環境保護相互協調的目的。提高水資源管理的水平,解決水資源管理現狀中存在的問題,實現水資源管理的目標,必須對現有的城市水資源管理體制進行創新,它需要我們所有水利工作者齊心協力的努力,不要讓后代的淚水成為地球上最后的水源。
參考文獻
[1] 姚鵬舉,劉宏偉.水文水資源在城市中受到的影響[J].科技傳播,2013(09)
城市水資源不同于其它區域水資源,廣義的城市水資源應包括整個城市水資源系統即水源、輸水、水處理、配水以及排水和污水處理等子系統,涉及技術、經濟、立法、保護、管理等多方面的問題,應堅持統一規劃、科學開采、合理利用,嚴格管理的原則。
城市用水要求質量高、水量大、水量穩定、供水保證率高,并全部為高壓管道供水,供水部門一般為單一部分,所以很難引入競爭機制。城市供水水源要求水量充沛、質量好、開采費用低。一般以地下水、泉水為最佳,其次為無污染的水庫水,再次為江河水。由于城市用水量大,一般本地水源難以滿足,多從市外或較遠的地方飲水。例如山東省的濟南、青島及魯北各城市引用黃河水較多,煙臺、威海等市引用水庫水較多。城市用水量大,但排水量卻不大,大量的水用過之后,變成污水排出,排出的污水如不經處理直接排放,將會對環境造成不良影響,所以城市污水的排放也是城市水問題之一。
從近幾年的情況來看,城市水資源問題越來越嚴峻,由于降水量少,補源不足,本地水源越來越緊張,從外地引水越來越困難。以濟南為例,由于大量抽取地下水,一度造成泉水枯竭和南部山區水庫水量不足,引用黃河水處理成本高、水質低劣,市民怨聲載道;魯北各市以黃河水為主要水源,前幾年的黃河斷流,給魯北各市造成了很大威脅;降水量不足,使煙臺、威海水庫幾近干涸,2000年威海市出現了嚴重的水源危機,為此該市不得不限時限量向市民供水,水價曾達到每立方米40元,供水形勢之嚴峻可想而知。
目前我國城市水資源開發利用主要存在以下幾個問題:盲目開采水源。部分城市忽視水文規律,肆意開采本地地下水,造成本地地下水超采,補源困難;不經過科學論證,盲目引用鄰域水源,造成鄰域水源缺乏,同時影響本域補源。沿海城市地下水超采,造成海水入侵、咸水擴散;內陸地下水超采,形成大面積漏斗區,地面沉陷。嚴重破壞了生態環境。不利于城市水資源的可持續利用,將嚴重影響社會經濟發展。
水源單一。有些城市水源單一,缺乏后備水源和輔助水源,一旦出現單一水源斷流、水污染等事件,將無法應對。
水資源重復利用率低。目前,許多城市尚無中水利用措施,全部為一次性用水,浪費了大量優質水源。工礦企業用水,循環水和冷卻水等如不能重復利用,是嚴重的水資源浪費。
污水處理不力。由于污水處理成本高,許多城市忽視污水處理工作,僅有小部分的污水得到處理,整個城市排放的大量污水,對下游水環境造成嚴重污染。
對城市水資源的可持續利用可采取以下幾項措施:
多源取水。隨著城市經濟的飛速發展,各項用水量將逐漸增加,現有水源將明顯不足。城市水資源系統要充分利用本地和鄰近流域的多種水源,經過科學論證、合理開采、聯合調度運用。要保證既要滿足生活、生產用水要求,也要滿足生態用水要求。開采水源,必須進行科學論證,要符合水文規律,才能達到水資源可持續利用的目的。地表水開采利用率應不超過天然徑流量的40%;地下水的開采利用,以不形成漏斗區為原則。
分質供水措施。由于各用水部門對水質要求不同,可采取分質供水措施。市民生活用水,關系群體健康大計,且用水量少,應優先供應優質水,如地下水。工業生產和生態用水,用水量大,但對水質要求不高,可根據需要分別供應各種地表水。沿海城市應考慮充分利用海水。供水部門應按照部門、行業、廠礦企業對水質的不同要求,建立分質供水系統。日前,山東省鄒平縣決定按照“充分利用地表客水,儲備限用地下水,優水優用,充分配置”的原則,對縣城開發區及縣城規劃區自來水管網覆蓋區域內一切自備水源井,分三步驟予以封井或優化并網,該區域內工業用水除特殊工序外,改用去年開始運營的鄒平黃河供水公司工業供水網供水,居民生活用水全部改用自來水管網供水,達到分質供水的目的。
節約用水。各用水部門要采取各種有效的節水措施,防止跑、冒、滴、漏。要大力宣傳節水,強化市民節水意識,做到時時處處節約用水。
中水利用和重復利用措施。建立中水設施是提高生活用水重復利用率的根本措施。較集中的居民區、學校和用水較大的三產企業(如賓館、飯店等),均應建立中水設施。將一次用水進行簡單處理后,可供衛生、綠化等方面使用。工礦企業,應加強循環水、冷卻水等的重復利用,以降低生產成本,提高水的重復利用率。應建立再生水利用系統,再生水處理后,可向水質要求低的部門直接供水,或用于回灌補源。
加強污水處理。城市污水處理是投資大,直接效益低,遠期和間接社會效益高的系統工程,必須加強。污水處理系統可視情況分別對污水進行一級處理和二級處理,由于二級處理花費較大,應在其處理上給予統籌安排。個別污染嚴重的企業,在排水系統中必須建立一級處理系統,降低水污染程度,做到達標排放。
關鍵詞:城市;水資源;利用;污染;工業
中圖分類號:P641.8文獻標識碼:A
一、水資源在城市發展中的重要作用
水對于城市來說是最根本的,與城市環境的其他方面的自然條件相比,水的利用與處理及其天然作用會影響到更多的人,并引起更多的城市環境問題。城市的發展離不開水。水是人類一切經濟活動的命脈,是城市生活和建設中重要的物質基礎,并且是其他物質所不能替代的。城市生活和建設每時每刻都要用水,水和油一樣是工業的血液,在工業生產中是用作傳遞熱量的介質或工藝過程中的溶
劑、洗滌劑、吸收劑、萃取劑,也是直接作為生產原料或反應物質的反應介質,幾乎每一個工業生產部門都離不開水。
水是凈化城市環境的源泉,一定面積的水體能夠影響小氣候,如濕潤空氣、調節氣溫,而貫穿城區的河道又是一條天然的通風走廊,能促進空氣流通、擴散城市熱能、粉塵。水能給人以歡樂,人們渴望親近水,營造水環境景觀,恢復優美的河湖生態環境,蓄上清水,形成新水面,將水體污染治理同沿岸景觀設計結合起來,將水體周邊環境改造成可供市民休閑的場所,這些都是廣大市民回歸自然,親和自然的共同心聲。
二、當前我國城市水資源利用與管理的現狀
我國人均淡水資源占有量約為28000 億m3,占全球水資源的 6%,位居全球第四。但我國人均占有的淡水資源量只有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個人均水資源最貧乏的國家之一。
(一)用水需求越來越大,水資源供需矛盾日益突出
21 世紀,我國經濟處于高速增長期,不僅工業用水增長幅度大,而且城市地區也成為我國新增用水量的主要集中地區。隨著我國人口的增長,人們對水的需求已經超過水資源所能負荷的程度,也是對可持續發展最大的挑戰。
“十二五”時期,我國經濟發展仍處于戰略機遇期,未來我們保持經濟持續較快增長,工業用水大幅度增長,水資源需求將在較長一段時期內持續增長,水資源供需矛盾將更加尖銳。從世界各國城市化的演進過程來看,城市化的發展具有一定的規律性,在工業化和城市化快速發展的過程中,不僅對水的需求急劇增長,而且廢水的排放量年年急劇增長,據報道大約會以年增24億m3的速度蔓延。廢水排放量的增加,勢必加劇水環境的惡化。
(二)我國水資源短缺與用水嚴重浪費現象并存
城市水資源短缺問題也是社會經濟發展到一定階段的產物,已經成為進一步推動區域經濟發展的內在動力。據統計,截止2010年,在全國700多個城市中,有400多個城市存在供水不足的問題,其中缺水比較嚴重的城市有 120 個,全國城市缺水年總量達60億m3。
在城市水資源短缺的同時,工業和城市生活用水普遍存在著經營管理粗放,用水效率低下,浪費嚴重的問題。西方國家不但經濟發展水平和生活條件都遠遠
高于我國,而且其水資源條件也比我國北方地區優越,但家庭用水量并沒有明顯高于我國城市。城市生活用水同樣存在浪費,城市生活用水跑冒滴漏現象十分普遍。多數城市供水管網、用水器具陳舊落后,跑冒滴漏現象嚴重,損失率占供水量的20%。
(三)我國水環境綜合管理的法律體系尚未建立
我國目前水資源管理實行的分散式的管理體制,水資源、水污染等管理分屬不同部門,水環境管理責權交叉多,難以統一規劃和協調,因而人為地增加了市政管理的難度。無法實現科學的水資源網絡聯合調度,沒有人對水供需平衡負總責,缺少統籌安排,難以真正節水,城市供水、節水、排水、污水處理回用等環節存在相互脫節,難以形成統一的水務市場,無法有效地控制污染,沒有建立統一的管理法規,必然不能促進水資源的可持續利用,難以實現經濟效益和社會效益的齊發展。
三、我國城市水資源的合理利用與管理的對策
(一)進行節水革命,建立節水型城市迫在眉睫
大力推行節水措施,發展節水工業和服務業,建立節水型社會,工業節約用水要以技術進步型節水和結構調整型節水并重,堅持開源節流并重、節約為主的方針,以提高水的利用效率為核心。工業用水是城市用水的一個重要組成部分。在整個城市用水中,工業用水所占比重較大,而且增長速度快,用水集中,通過高科技改造、通過循環回用、重復利用,提高工業用水重復利用率歷來就是工業節水的重點。
城市生活用水要大力普及節水型生活用水器具,應堅持科學發展觀為指導,加快城市供水管網技術改造,降低輸配水管網漏損率,全面推行節水型用水器具,發展“節水型住宅”,提高節水效率;建議城市水價每年進行不斷調整,采用按水量累進計價。
(二)回收可處理利用的工業廢水
經過常規處理后的工業污水應用“連續微濾技術”進行進一步處理,使其達到工業循環水的補充水水質要求;并能繼續經反滲透膜深度處理,使回用水達到除鹽水的水質指標,從而實現污水回收再利用的目的。
1、蒸汽回收技術
該技術以閉路循環回收方式,將用汽設備所排放出來的廢蒸汽及高溫凝結水,改變原來傳統回收方式。去掉疏水閥,直接將乏汽、乏水,通過蒸汽回收壓縮機加壓,再以高溫凝結汽水混合物直接壓入鍋筒內,形成產汽―用汽―回收―再產汽的閉路循環系統,從而加快了設備的熱循環,有效提高用汽設備的熱交換率,降低鍋爐煤耗和燃燒負荷,90%的廢蒸汽潛熱全部回收。節能率達到25%~95%,比間接回收熱率更高。該技術適用于化工、建材、棉紡、印染、制藥、制革、煙草、石化、油田等企業。
2、冷凝水及閃蒸汽回收利用技術
蒸汽在用汽設備中釋放潛熱后,還原成同溫度下的飽和水,即冷凝水。冷凝水具備可觀的熱能利用價值,是品質較好的蒸餾水,最適合重新作為鍋爐給水。冷凝水是高溫飽和水,用普通離心泵輸送時,由于水泵發生汽蝕,導致水泵效率下降,嚴重時產生斷流。采用以噴射增壓原理可解決離心泵在輸送高溫飽和水時的汽蝕問題,直接將冷凝水站高于120℃的冷凝水送入鍋爐除氧器,省去了軟化水噴淋降溫。讓高低壓用汽設備的冷凝水分別進入高壓閃蒸罐和常壓罐,再通過射流器將高壓閃蒸罐內的閃蒸汽提升后供給低壓用汽設備。這樣,既解決了閃蒸汽的回收問題,又解決了低壓用汽設備因背壓過高造成的疏水困難問題。
(三)完善水資源市場機制,對水資源實行經濟補償與限量使用
目前,我國城市水資源價格太低,難以達到調節作用。據推算,我國水費僅占工業產品成本的 0.1%~0.3%,占消費支出的 0.23%,遠遠低于國外的同類水平。水資源的過度低價難以有效地約束用水單位和個人,造成水資源浪費驚人。
建議通過建立取水許可證制度,限制城市的取水總量低于全市的總有效徑流;對污染水質的行為實行以污染損害費用為標準的收費,刺激排污控制。建立水資源市場機制對緩解水資源供需矛盾將是非常有益的。
(四)加強針對水資源利用的立法工作
法制措施是管理城市所有涉水事務的一種強制性措施。城市水管理一方面要靠立法,把城市水資源開發、利用、管理、保護以法律形式固定下來;另一方面還要靠嚴格執法。到目前為止,我國在水管理的立法方面已做了大量工作,但現行法律法規的系統性、科學性和合理性還有待于執法實踐的檢驗和進一步的修改、充實和完善。
(五)加強宣傳教育
宣傳教育是城市水管理的重要措施,主要包括:通過報刊、廣播、電視、展覽、專題講座、文藝演出等形式,廣泛宣傳教育,強化公眾的資源、環境和生態意識;培養專門的城市水管理人才,對現有管理人員進行現代城市水管理理論、技術的培訓;轉變傳統觀念,提高公眾對諸如再生水利用、水價改革等的心理承受能力,以有利于各項水管理法規、政策、措施的貫徹執行。在城市水管理中,上述各種管理措施相互配合、相互支持,共同構成處理城市涉水事務的整體性、綜合性措施。
參考文獻
[1]陳志艷.論城市水資源的高效利用[J].現代商貿工業,2008.8.
【關鍵詞】城市化 水資源 高效利用
我國的城市化也呈現出加速發展的態勢,城市化水平已經超過了50%。城市人口的聚集加大了水資源的需求,同時污染和浪費現象也日益加劇,使其供需矛盾更加尖銳。因此,必須加強水資源,特別是城市水資源的利用管理。
一、城市水資源利用中存在的問題
水資源高效利用就是在不破壞自然生態環境前提下使水資源的利用效率達到最大。在當前水資源短缺嚴重的情況下, 提高水資源利用效率是解決短缺問題, 實現可持續發展的有效途徑。但是, 目前城市水資源利用中卻存在一系列問題和矛盾, 主要表現在:
供需矛盾日益加劇。中國城市缺水現象始于20世紀70年代,以后逐年擴大,特別是改革開放以來,城市缺水愈來愈嚴重。水利部汪恕誠部長曾指出,中國全國正常年份的缺水近400億m3。由于嚴重缺水,“十五”期間, 農田年均受旱3185億畝,年均減產350億公斤糧食。全國600多個城市,有400 余座供水不足,110座嚴重缺水。每年影響工業產值約2000億元。
用水效率不高。工業用水利用效率不高,目前我國工業萬元產值用水量約80億m3,是發達國家的10-20 倍;水的重復利用率為40%左右,而發達國家為75%-85%。此外,城市用水浪費也十分嚴重。據統計,全國多數城市自來水管網僅跑、冒、滴、漏損失率為15%-20% 。據不完全統計,目前城市使用的大量用水器具,其中約25%嚴重漏水,每年因漏失水量約4 億m3,相當于7個供水能力達20萬m3/d的大型水廠一年供水量的總和。與此同時,對城市污水的處理率低,再生水的利用差。2012年全國城市污水處理率為75%,其中污水處理廠主要集中在經濟發達的特大型、大型城市,許多城市尚無污水處理廠。
水環境惡化。在每年污水排放總量約620億t,約80%未經任何處理的污水直接排入江、河、湖、庫, 90%以上的城市地表水體,97% 的城市地下含水層受到污染。由于部分地區地下水開采量超過補給量,全國已出現地下水超采區164 片,總面積18萬km2, 并引發了地面沉降、海水入侵等一系列生態問題。如我國華北地區地下水位平均每年下降12cm;北京由于多年來大規模超采地下水,水位以平均1m多的速度迅速下降,嚴重地區已下降40多m。地下水位下降導致地面污染下滲,還造成海水入侵,使地下水的礦化度增高,含鹽量增加,水質變壞。
在全國缺水城市中,有19個城市的缺水主要是水源污染引起;另有76個城市的缺水雖然原因極其復雜,但都與水源污染有很大關系;目前90% 以上的城市水域受到污染,約50%的重點城鎮集中飲用水水源不符合取水標準,其中水源受到嚴重污染的城市達98個。在國家環保局污染控制司統計的城市河段中,有87%左右的河段受到不同程度的污染。其中有16%的城市河段嚴重污染,有11%的城市河段屬重度污染,有15%的城市河段屬中度污染,有33%的城市河段屬輕度污染,僅有23%的城市河段水質較好。水環境的惡化加劇了城市水資源的供需矛盾。
二、構建城市水資源高效利用機制
構建政府、市場與社會相互協調的制度機制。從對水資源問題的制度根源分析可見, 市場機制與政府干預不能簡單地做出非此即彼的選擇。市場機制與政府干預都存在一定的有效區域與失靈區域。在市場機制與政府干預一個有效、一個無效的時候, 要保證在 “市場有效、政府無效”的領域發揮市場機制的作用,政府退出該領域;在“政府有效、市場無效”的領域,要加強政府管理,有效行使政府職能。在“市場失靈”與“政府失靈”時,可以通過市場機制與政府機制的結合尋求出路,也可能需要需求新的制度安排——社會機制的創新。
提高人們的節水觀念,強化危機意識。解決水資源問題首先從觀念入手,用商品觀念和價值觀念取代“天賜之水,任我用”的觀念,用“水資源危機”觀念取代“取之不盡,用之不竭”的觀念,要通過各種媒體開展宣傳,形成人人惜水、愛水的社會風尚。
節水意識僅是一種道德約束,并不能很好地約束人們的行為,必須要借助法律、法規和政府相關政策的作用,以此來推動節水工作的開展。經濟因素的影響可分為經濟規模和經濟水平的影響,其中經濟規模的擴大,引起水資源需求量的增加,只會加重水資源的短缺情況;經濟水平的提高,節水型器具的普及,使得水資源的重復利用率得到很大的提高,也更有利于循環經濟的發展。
改變企業經營模式、降低污染。長期以來的傳統經濟模式雖然不同程度地促進了社會經濟的發展,但是其發展過程中消耗了大量的資源,導致自然資源短缺與枯竭,嚴重污染了環境。面對這種情況,應該打破原有的陳舊經濟模式約束,走新型工業化道路,發展循環經濟,提高資源的利用效率。
控制水價,促進水資源高效利用。水具有商品屬性, 供水要體現水的價值規律,通過水價杠桿促進節水和產業結構調整。因此城市水價應體現成本原則和效益原則。
對城市供水價格的控制,其措施有:實行分類水價,根據使用性質分為居民生活用水、工業用水、行政事業用水、經營服務用水、特種用水等五類;明確城市供水價格由供水成本、費用、稅金和利潤構成,并對成本、費用、稅金和利潤作出具體規定;制定城市供水價格應遵循的原則: 補償成本、合理收益、節約用水、公平負擔;把調整水價與改革水價計價方式相結合,逐步實行容量水價和計量水價相結合的兩部制水價或階梯式計量水價;針對不同城市的特點,實行季節性水價;建立和鼓勵使用回用水替代自然水源和自來水的價格機制,合理確定回用水價格與自來水的比價關系;建立城市供水價格申報和審批制度,在供水價格的制定或調整過程中引入價格決策聽證制度、專家評審制度和公告制度, 積極推行供水成本定期審核制度, 加強對調價收益使用的監管。
另外,污水處理費是城市供水價格的重要組成部分,要通過征收污水處理費,在供水價格的基礎上加收污水處理費,逐步建立起激勵社會投資、節約用水和防治污染的價格形成機制。
城市是人口和工業集中的地方。城市用水主要是人們的生活飲用水和工業用水。城市由天然水體取水,供人們生活和工業使用,用過的水又排回天然水體,這就是水的社會循環,在水的社會循環過程中,用過的水中常會有許多廢棄物。一般天然水體都是一個生態系統,對排入的廢棄物有一定的凈化能力,稱為水體的自凈能力。由于社會循環的水量不斷增大,排入水體的廢棄物不斷增多,一旦超出了水體的自凈能力,水質就會惡化,從而使水體遭到污染。受污染的水體,將喪失和部分喪失使用功能,從而影響水資源的可持續利用,并加劇水資源短缺的危機。水環境污染,現已成為世界性的重大問題,而我國的水環境污染尤其嚴重,已使國民經濟遭受重大損失。
對城市污水進行處理,使其排入水體不會造成污染,從而實現水資源的可持續利用,稱為水的良性社會循環。城市由未受污染的天然水體取水,一般是比較經濟的,因為為滿足用水對水質的要求(特別是生活飲用水)而進行的水處理比較易行。當水資源短缺危機出現時,為減少由天然水體取水的量,可以采取循環回用使用過的污、廢水的方法。將清潔的冷卻水循環使用于工業用水,比較簡單,也比較經濟。將含廢棄物較多的城市污水和工業廢水回用于工業,為滿足工業用水水質要求而進行的水處理會復雜得多,且也比較昂貴。將盡量多的污、廢水回用于工業,可以顯著減少由天然水體的取水量,緩解水資源危機。
現代的水處理新技術,已能將城市污水處理到符合人們生活飲用水水質標準要求的程度。在國外,已建起了一定規模的水處理實驗廠,也就是說,現在在技術上有可能實現城市污水回用做生活飲用水,甚至做到城市污、廢水的零排放,這不僅將最大限度地緩解水資源危機,并完全消除城市對水環境的污染。在載人宇宙飛船中,已經實現了水的封閉循環和零排放。美國公共法規92-500規定,到1983年美國實現城市污水零排放作為全國性目標(后來美國已由這一目標后退)。當然,要將城市污水回用做生活飲用水,以及實現城市污水的零排放,費用是很高的。但是,這說明城市水資源短缺,只是相對的,并且主要是一個經濟問題。
從水的良性社會循環角度看,人們生活和工業生產用過的污、廢水排入天然水體以前需要經過處理,為此需要花費一定的費用。如果回用污、廢水的處理費不高于上述回用費用,無疑是比較合理的,否則便需從多種方案中進行選擇。
為解決水資源短缺危機,可行的有以下途徑:
(1)節水
我國許多地區,由于水價過低等原因,一方面水資源短缺,一方面又存在著大量浪費水的現象,所以節水,杜絕浪費,是緩解水資源危機的首要任務。在水資源短缺地區,應發展節水型工業,各種工業宜采用節水型工藝,減少單耗。生活方面采用節水型用水器具。提高器具質量,加強管理,減少跑冒滴漏。一般城市管道漏損量很大,可達10%以上,所以減少漏損是非常重要的。
節水不僅可減少從天然水體的取水量,緩解水資源危機,并且可減少供水和給水處理費用。此外,節水還可同時減少排水量和污、廢水處理費用。據測算,隨著我國城市化進程和經濟的發展,城市用水量會不斷增加,相應地排水量也會不斷增加,為實現水的良性社會循環,城市供排水所需費用將增大到國民經濟難以承受的程度,只有節水,顯著減少城市供、排水量,才能將費用降下來,所以不僅水資源貧乏地區要節水,水資源充足的地區也要節水,在國外,這也成為目前發達國家的共識。從戰略角度,節水應受到高度重視。
(2)污、廢水回用前已述及,污、廢水回用可以減少城市由天然水體的取水量,緩解水資源危機,所以污、廢水回用也是節水的重要方面。可行的污、廢水回用有多方面,工業企業內部水的循環利用和重復利用是應用最廣的一種,但是我國在這方面與發達國家尚有不少差距。
城市污水回用于工業,需要進行比排入天然水體更復雜的水處理,但對水資源短缺的地區,它在許多方案中仍是比較經濟合理的一種,在國外已是一種成熟技術,但在我國尚處于起步階段,今后潛力是很大的。將城市污水回用于公用設施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地,景觀用水,澆灑道路等,一般稱為中水道技術,也是很值得推廣的。
(3)優質優用、合理調配
城市附近的農業灌溉用水,用水量很大,大都取自天然水體。城市用水為滿足人們生活飲用需要,也要求取自天然水體。在水資源短缺地區,這就形成了城市和農業爭水的矛盾。如將城市污水回用于農業灌溉,將原來用于灌溉的水供給城市,就能緩解爭水矛盾和水資源危機。我國已有不少城市污水用于農田灌溉,但有的使用未經處理的污水或雖經處理但水質尚達不到灌溉要求的水灌溉,結果使農產品受到污染,是有待改進的。如將城市污水經適當處理,使其水質滿足農業灌溉的要求,則城市污水回用于農業灌溉是可以得到迅速發展的。
(4)海水
海水可大量用于工業冷卻用水,從而減少城市對淡水的需求。對沿海地區的城市,利用海水是緩解水資源危機的重要途徑。
(5)雨水
雨水是一種重要的淡水資源?,F代大城市市區面積很大,大部分地面為不透水鋪面覆蓋,遇到暴雨會形成洪澇災害。如將雨水部分貯積起來,則可獲得可觀的水資源。對年降水量為500mm的半干旱地區,1km2年降水體積為50萬m3,例如100km2市區面積,年降水體積可達5000萬m3。在城市住宅小區或適當地方貯積雨水,可用于澆灑綠地、道路、水景以及下滲補充地下水,改善生態環境,并緩解水資源危機。
(6)飲用水除污染
由江河取水的城市,若水質受到上游城市或其他污染源的污染而不宜再作水源時,稱作水質型水資源短缺?,F代的飲用水除污染技術,能將受到一定程度污染的源水處理到符合生活飲用水水質標準的要求,為此只要在現有城市自來水傳統處理工藝基礎上,再增加除污染處理設施就可以了,為此當然需要增加一些費用,但比城市污水的處理費用要低。飲用水除污染,可以緩解水質型水資源危機。但要完全解決水質型資源危機,需要大力治理污染源,即需要對城市排出的污、廢水進行處理。對一個水系而言,上游城市由水系水體取水,用過后又排入水系,下游城市再由水系水體取水,這可稱為水的間接回用?,F代的城市化進程和經濟發展,已使水的這種間接回用達到很高的比例。例如,對美國這樣水資源充沛的國家,80年代已有40%的水被城市和工業用過一次,所以對排入水體的城市污、廢水進行處理,是實現水的良性社會循環的重要環節。
我國城市污水的二級處理率至今僅為不到15%,再加上工業廢水及農業面污染源,致使城市水域90%受到污染。所以城市水質型水資源危機是我國普遍存在的現象。據測算,即使到2050年,我國城市污水處理率達到80%,由于城市污、廢水量相應增加,那時水環境污染狀況仍得不到根本改善,如果不進行飲用水除污染,人們肯定難以接受長達數十年飲用受污染水。所以,飲用水除污染與污染源治理應該同時給以重視。但現實是,污染源治理已受到高度重視,而飲用水除污染卻重視不足,特別是未給予資金支持,致使我國城市受污染水源的飲用水除污染率僅為1%左右,不能不說是一個偏差。
若將水的間接回用作為水的社會循環的一部分來看,上游城市污水處理的程度與下游城市取水的水質有關。所以,在經濟上存在一個上游城市污水處理與下游城市飲用水除污染處理總費用的問題。顯然,上游城市污水處理程度愈高,即費用愈多,下游城市的飲用水除污染處理費用就會愈少。極端情況是,上游城市污水處理的程度使排放的水質達到天然水體的水質,下游城市只需對源水進行常規處理而不需再增設飲用水除污染設施,但這時上游城市污水處理費用會高到經濟發展現階段無法承受的地步。將上游城市污水處理程度和費用適當降低(當然還要兼顧其他方面的影響),這時排出的污水對水體水質會造成一定程度的污染,下游城市就需要增加飲用水除污染費用,但總費用會比上述極限情況低許多,可能是目前比較合理的方案。所以,飲用水除污染應是整個水環境污染治理的一環。
(7)遠距離調水
當城市出現水資源危機時,也可以由遠處的水體調水。當然遠距離調水需要比較高的費用,且與調水的距離相關,即調水距離愈長,費用愈高。遠距離調水應在充分節水的基礎上進行。因為若不節水,用水浪費嚴重,用水效率低,必然要調更多的水,并且調來的水也會有相當部分被浪費掉,不能充分發揮調水效益。調水愈多,城市污水增加的也愈多,不僅增大調水費用,同時也增大了污水處理和排放的費用,若不能同步建設污水處理設施,還會加重對水體的污染。
遠距離調水應與節水及污、廢水回用進行經濟比較。城市節水及污、廢水回用在許多情況下比遠距調水經濟。對水質型水資源短缺,遠距離調水應與飲用水除污染進行經濟比較。據測算,在城市自來水廠因進行飲用水除污染而增加的投資約和25~50km輸水投資相當,即當調水距離超過25~50km時,其投資將比飲用水除污染工程投資要高。為降低遠距調水的成本,有的工程采用明渠輸水,據調查明渠輸水大多數會受到污染,調來的水也需進行飲用水除污染處理,使水的成本更高。
水對于人類社會,雖然是不可替代的,卻是可以再生的。水在城市用水過程中,不是被消耗掉了,即水量上不發生變化(理論上),而只是水質發生了變化,失去了使用功能。用水處理的方法改變水質,使之無害化、資源化、特別是再生回用,就能實現水的良性社會循環,既減少了對水資源的需求,又減少了水的排放,減少對水環境的污染,一舉兩得,這對人類社會發展是有重大意義的。美國工程院在世紀之交,以改善人類生活質量為評選標準,評出20世紀20項最重大工程技術成就中,“水處理”在電氣化、汽車、飛機之后,排名第4,足見其重要性。
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