城市水资源利用现状及对策

2010-04-14 09:19:16姚倩倩王伟锋邓爱丽鹿新高庞清江
水科学与工程技术 2010年2期
关键词:海水用水雨水

姚倩倩,王伟锋,邓爱丽,鹿新高,庞清江

(山东农业大学 水利土木工程学院,山东 泰安 271018)

城市水资源利用现状及对策

姚倩倩,王伟锋,邓爱丽,鹿新高,庞清江

(山东农业大学 水利土木工程学院,山东 泰安 271018)

随着社会的进步,经济的发展,人类越来越意识到自然资源的重要性,而人类无休止的利用资源来为自己创造财富,最终导致了现在自然资源的匮乏,水资源就是其中之一。该文分析了城市水资源利用存在的问题,提出城市水循环利用模式、健全水权、完善水法等一系列对策。对城市水资源循环利用进行了详细的介绍,为我国节水事业的发展提供了借鉴和理论指导。

水资源;水价;水权

城市缺水成为全球关注的问题。我国660多个城市中,缺水城市有400多个,全国城市缺水总量为60亿m3。其中严重缺水城市114个,北方城市71个,南方城市43个。城市化的加快,经济的迅猛发展,人类物质文化生活水平的提高及城市人口的迅速增长,造成了城市水资源承载力的破坏,致使城市水资源利用问题日益突出。

1 城市水资源存在的问题

1.1 部分城市水源单一

城市水源可分为地下水源及地表水源两大类。受地理条件、气候条件、地貌差异和降雨时空分布不均等影响,导致一部分城市水源单一,缺乏后备水源和辅助水源。有些城市只靠河流来维持人民的需水量,如郑州只能靠黄河水;连云港虽地处沂、沭、泗等河流下游,但其供水水源仍很单一;西北地区的城市也是靠河流吃水。这些城市一旦出现水源断流、水污染等事件,将无法应对。

1.2 地下水开采严重

高耗水的企业在利益的驱使下,私自在厂房里打井和无计划地抽取地下水,而有些城市由于水资源短缺,不得不大量开采地下水。由于地下水严重超采,部分沿海城市已经形成了海水入侵、地裂缝、地面下沉、水井报废、河道干枯等严重的生态系统退化现象;部分内陆城市也造成了含水层疏干、地面沉降、咸水界面下移等一系列难以逆转的严重后果。比如河北省由于地下水连年超采,至今已超采600亿m3,其水位持续下降,致使深层地下水300亿m3无法补充,已经形成20个地下水漏斗区,面积超过4万km2。据推测,石家庄市的地下水还有15a的开采量。华北平原已拥有全世界面积最大的地下复合漏斗区,达4万~5万km2。西部的许多地区,也因地下水超采严重,大片树木枯死。

1.3 浪费严重

工业用水中,一般以万元产值耗水量为衡量用水的标准。工业结构不合理,高耗水、低产出行业比重较大;洗车、洗浴等行业用水浪费现象尤为严重。我国炼钢等生产过程的单位耗水量比国外同行业单位耗水量高几倍甚至几十倍,68.89%的餐饮企业浪费最严重。由于水价偏低(河北省为2元/t),居民的节水意识淡薄,生活用水也浪费严重。

污水利用率低,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。如工矿企业用水、循环水和冷却水等得不到重复利用。据调查,82%的企业污水处理设备基本不用,我国水的重复利用率还不到发达国家的1/3。

1.4 污染严重

随着我国城市化进程的加快和乡镇企业的迅速崛起,以及农村化肥、农药的使用量不断增加,水资源受到了严重污染,进一步加剧了水环境污染和城市用水短缺状况。据1998年中国水资源公报资料显示:全国废水排放总量539亿t(不包括直电流冷却水),其中,工业废水排放量409亿t,占69%。农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类。据统计我国80%的水域和45%的地下水已被污染,90%以上的城市水域严重污染。目前我国江河湖泊70%被污染,75%的湖泊出现不同程度的富营养化。很多城市的地下水均出现了水质富营养化、铁锰超标等问题。

1.5 管理问题

我国目前水资源管理基本是按部门、行业分工的,这种管理比较隔离,学科研究上易出现片面性,管理职能上易出现重复性,一些重要的问题容易被忽略。与我国水资源管理的目标(通过节水型社会的建设,达到水资源的供需平衡)不符[1~2]。

2 相应对策

2.1 积极构建水资源循环利用模式

2.1.1 雨水再利用

雨水是一种最根本、最直接、最经济的水资源。针对城市地表水污染严重、地下水开采超量、水源单一等问题,雨水资源化更为重要。

实现雨水资源化的措施主要有:①建造雨水贮留设施、就地下渗、回灌、屋面雨水拦截、蓄集、绿化工程等[3]。②充分利用雨水资源解决城市水资源危机,改善城市环境,产生良好的生态环境效应[4]。如北京市区面积770km2,年降雨量630mm,全部城区每年承接雨水量4.85亿m3;天津市城区面积460km2,年降雨量600mm,全部城区每年承接雨水量2.76亿m3;济南市城区面积133km2,年降雨量平均为654mm,全市每年承接雨水8000多万m3[5]。可回收利用的雨水资源总量可观、径流很大。

2.1.2 污水处理再利用

我国每年污水排放量惊人,其中京、津、冀地区年污水排放量已达30亿m3,且有逐年增长的趋势。如果能把污水资源化,对我国华北地区乃至全国,将是非常有意义的[6]。污水资源化主要把握以下几个环节:

(1)首先应搞好污水利用规划,加强污水资源化研究工作。

(2)多方筹措资金,建立污水处理厂,并使之能够真正运转起来。

(3)改造城市给排水系统,实现雨污分流。

2.1.3 海水利用

我国有1.8万km海岸线,海水利用潜力较大。主要有:

(1)海水直接利用是指以海水为原水,直接代替淡水作为工业用水和生活用水。新建一批以海水直接冷却为主的工业和滨海居民生活小区。目前,我国的海水循环冷却技术已跻身国际先进水平,形成了海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂、海水冷却塔等海水循环冷却关键技术及产品,并进入了10万t级产业化示范阶段。

(2)海水淡化主要通过化学或物理化学方法从海水中获取淡水。我国目前主要采用的是反渗透法、蒸馏法两大主流海水淡化技术,设备造价比国外降低了30%,吨水成本已接近国际先进水平,达到5元/t,可大大缓解城区淡水短缺的局面,并产生理想的经济效益和巨大的社会效益[7],海水淡化技术将会得到大规模的推广。

2.1.4 跨流域调水

跨流域调水是指修建跨越两个或两个以上流域的引水(调水)工程,将水资源较丰富流域的水调到水资源紧缺的流域,在地区间调剂水量盈亏。针对我国北方这种资源性缺水的情况,跨流域调水正是解决缺水地区水资源需求的一种重要措施。现在我国已有很多成功跨流域调水工程实例,像京杭大运河、南水北调、引滦入唐、引黄济青和引大入秦等,当然国内外实例还有很多。

2.1.5 洪水利用

洪水资源是一种传统的水资源利用方式,就是对洪水实施拦蓄、滞留和调节,将洪水适时适度地转化为可供利用的水资源,用于流域经济、社会、生态和环境的用水需求。

2.2 提高居民生活用水的利用率

根据水资源的不同用途来划分用水标准,可采取分质供水措施,例如把居民生活用水、卫生用水、建筑用水、绿化用水、农业用水等不同目的的用水分开提供。可将居民在日常生活中使用过的水,经过净化处理后,重新用作其他杂用水的供应,这样可缓解干旱地区和缺水城市的水资源短缺。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。

2.3 统一管理、健全水权、完善相关水的法律

世界自然基金会(WWF)提出“全球流域综合管理”,呼吁各国政府一起在各大河流系统推动流域综合管理进程,并认为它是缓解当前全球水危机的一线希望。而我国水资源管理机构涉及部门多,部门间的职能交叉多、纠纷多,缺乏统一管理。

清晰的界定水权,有利于形成农民的节水灌溉意识,优化水资源配置,提高水资源利用效率。通过构建水权市场,可保证用水者的水权,提高水资源的利用效率,实现水资源从低效益经济领域向高效益经济领域的转变,进而实现区域水资源的优化配置。借鉴现代银行业的交易机制原理,利用水权“利率”对水资源进行调节与管理,构建水权储蓄银行即“水银行”。实现“水权改革”是我国水资源可持续发展的必由之路[8]。

新《水法》的顺利实施,标志着我国水资源管理法治化迈入了重要的一步。但其在执行和监督上存在一定隐患,须建立“水政检察”队伍与公检法部门配合,承担起纠正各种违法行为,依法追究违法者的责任,维护水资源管理秩序,保证水资源可持续开发利用。《水污染防治法》中缺乏对城市雨水污染类型的确认,现行排水许可适用范围的不确定性及雨水治理技术经济激励的缺位等。我国应该实行源头治理与末端治理相结合的双重治理模式,并应修改《水污染防治法》、《城市排水许可管理办法》、《城市规划法》等相关立法,构建双重管理体制,创设雨水费等一系列经济激励机制[9]。

2.4 宣传、提高公民节水意识

政府要加大宣传的力度,让人们认识到水资源的不可替代性和稀缺性,使人们了解因节约用水带来的直接收益和间接收益。激发人们节水的主观能动性,让人们充分认识因节约用水带来的现实利益及长远收益。从而可以使人们自发地节约用水、减少污染。

2.5 水资源价格和水价调节

水价的高低对居民用水态度产生重大影响。据调查,水费支出占居民家庭收入的2%以下时,对居民心理影响不大,易导致用水浪费现象发生;占2%~5%时将引起重视,居民开始关心用水量;大于5%时则会有较大影响,并注意认真节水;超过10%时影响很大,将考虑水的重复使用。目前,我国华北地区城市居民水费支出约占家庭收入的1%,这种状况对于居民节水意识的形成和水资源的保护极为不利[10]。要使水资源经济化,必须充分利用价格杠杆,唤起公民对水资源的重视,早日实现节水社会化。

2.6 积极构建城市水循环经济生态产业链

循环经济的本质是一种生态经济,以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、再循环”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征来指导和协调人与自然的关系。为了提高城市水资源利用率,从源头上将污水排放量减至最低,促进城市的可持续发展,积极构建和运行城市水循环经济生态产业链[11]。

3 结语

通过对我国城市水资源利用问题分析可知,很多城市已不能简单地归结为资源型缺水或水质型缺水,原因当然是多方面的。而且现有技术还不完善,既存在技术上的缺陷,也有经济使用上的不合理。可见,实现节约用水和减少水污染不是一朝一夕的事情。因此,应积极构建水资源循环利用模式,提高居民生活用水的利用率,统一管理、健全水权、完善相关水的法律宣传、提高公民节水意识,积极构建城市水循环经济生态产业链,从而实现城市水资源的高效可持续利用。

[1]田伟.加强节水促进华北地区水资源利用良性循环[J].海河水利,2001,(2):5-7.

[2]蒋业放.华北地区缺水分析[J].中国水利,2000,(1):23-24.

[3]宋进喜,李怀恩,李琦.城市雨水资源化及其生态环境效应[J].生态学杂志,2003,22(2):32-35.

[4]Zaizcn M, Tclcrakawa Y, Matumoto H.The collection of rain water from dome staiums in Japan[J].Urban Water,1999,(1):355-359.

[5]胡继连,葛颜祥,李春芳.城市雨水资源化利用政策研究[J].山东社会科学,2009,(1).

[6]张洪波,管东生,朱进.西北地区水资源利用现状与保护对策[J].中国水土保持,2001,(5):13-15.

[7]王麦全.荣成将建设万吨级反渗透海水淡化示范工程[J].水产科技情报,2002,29(2):92.

[8]王银堂,胡庆芳,张书函,等.流域雨洪资源利用评价及利用模式研究[J].中国水利,2009,15.

[9]王明远,黎颖露.美国城市雨水污染法律对策及其对我国的启示[J].中国人口,2009,19(5):136-142.

[10]陈梦玉,张晓萍.水资源价格与可持续发展[J].水利科技与经济,2001,7(3):116-117,121.

[11]曹国圣.城市水循环经济生态产业链的构建与运行[J].水利经济,2009,27(1):32-37.

Present stituation and countermeasure of urban water resources

YAO Qian-qian,WANG Wei-feng,DENG Ai-li, LU Xin-gao,PANG Qing-jiang
(Water Conservancy and Civil Engineering Colleges,Shandong Agricultural University,Taian271018,China)

With the progress of society, the development of economy, natural resources, humans are increasingly aware of the importance of natural resources.And human resources to the endless creation of wealth for themselves and eventually led to the current scarcity of natural resources,as water is one of them.This paper analyzes the problems in urban water use, proposed model of urban water recycling、improve the water rights、improve water law and a series of measures.Recycling of urban water resources carried out a detailed description,puts forward the corresponding coping strategies and provides theoretical guidance and reference for development of water-saving in China.

water resources;urban water use;water rights

X321

A

1672-9900(2010)02-0003-03

2009-12-15

山东省教育厅重点项目(J06N05)

姚倩倩(1985-),女(汉族),山东泰安人,硕士,主要从事农业水土工程研究,(Tel)18763806621。

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