卜庆伟
(山东省水利科学研究院,山东 济南 250013)
新加坡是东南亚的一个岛国,也是一个城市国家,国土面积710 km2,人口508万,平均需水量约为170万m3/d。该国年平均降雨量2 400 mm,高于世界平均水平1 050 mm,但由于缺少大型纵深河流,降雨资源仅能满足用水需求的20%左右。
面对严峻的水资源形势,新加坡经过多年的努力,在城市水管理方面取得了显著的进展。与水有关的机构承担所有水事务的综合性职责,并制订国家水资源发展战略。土地规划与水资源利用的结合使得水污染控制和城市集水区管理的效率有了很大提高,集水区面积逐步扩大。新生水和海水淡化扩大了水资源范围,建立了世界级的城市卫生基础设施。
在过去,新加坡供水和污水处理是分别由不同的机构来管理的。公共事业局 (The Public Utilities Board,PUB)负责水资源管理和供水;环境部负责废水处理和废水系统。为实施综合的水资源管理战略,2002年7月1日成立了环境和水资源部,公共事业局成为环境和水资源部的一部分。新的公共事业局的责任除水资源管理和供水外,还扩展到包括废水处理和回用、洪水控制和废水系统等领域。现在,公共事业局是负责与水有关事务的最主要管理机构。
新加坡正在通过它的4个“国家水龙头”战略来争取实现水源多样化。第1个水龙头是来自地方集水区的供水,包括一个综合的水库系统及一个广泛的排水系统,以将雨水引入水库。资料显示,当地集水区供水占2010年总供水量的20%左右。2011年7月,随着榜鹅水库和实龙岗水库的建成,新加坡水库达到17座,集水区面积占国土面积的2/3。
第2个水龙头是从马来西亚的柔佛地区进口水。新加坡与邻国马来西亚在1961年和1962年分别签订了2 份供水协议。协议规定:2011年前,新加坡每天从马来西亚南部的柔佛州进口3.25亿L 淡水;2011年至2061年,增加到9.46亿L;2061年后,双方将根据新加坡的实际用水量另行商谈具体的供水量。
第3个水龙头叫做“新生水”。新生水是一种高质量的再生水,主要采用膜技术处理,工艺主要包括微滤、反渗透、紫外消毒。经过30 多年的研究,开展了超过80 000 次的科学实验,证实其水质满足世界卫生组织及美国环保局的水质标准,部分水质指标见表1。该项工作为PUB 赢得了2007年斯德哥尔摩工业水奖。2010年,该国最大的新生水厂——樟宜新生水厂建成投产,处理能力22.7万m3/d。目前,该国新生水能满足30%的用水需求。根据相关规划,2020年,新生水将满足40%的需求,至2060年,新生水占比将达到50%。
第4个水龙头是海水淡化。2005年9月,新加坡第1座国家级海水淡化厂——大士新泉海水淡化厂建成。该海水淡化厂总投资为2亿新元(约合1.2亿美元),占地6 hm2,采用反渗透处理工艺,处理能力为13.6万m3/d,能够满足新加坡10%用水需求,是全世界规模最大的膜法海水淡化厂之一。该厂在建设和运营中十分注意成本控制,在第1年的运作中,淡化海水的成本是0.78 新元/ m3。该厂获2006年全球水务奖最佳海水淡化厂奖。2010年6月,该国开始建设第2座海水淡化厂,设计处理能力31.85万m3/d。根据规划,该国将在5个沿海地区建设海水淡化厂,海水淡化规模在2060年将达到100万m3/d,占到总供水能力的30%。
表1 新生水水质指标(摘录)
加强对用水需求的管理是通过很多经济手段实现的,目的是减少水的消费。新加坡采纳了一个梯级水费结构,见表2。为强化水的保护,政府还征收水保护税,这部分税款归政府所有。卫生设施费用于支付一部分废水处理成本以及维持和改善公共污水处理系统。为鼓励水的重复利用,水保护税不与工业用水挂钩,其水费也优惠。
表2 新加坡水费一览表
为实现节约用水,新加坡政府大力推广节水设施,大力推广工业循环用水和新生水利用。1992年,政府建筑物引入低水量冲刷水槽 (每次冲刷用水3.5~4.5 L)。1997年4月起,要求所有建筑物推广此类水槽。2003年,PUB 推出“省水之家计划”,根据公共事业局数据,40%的家庭参加了该项计划,参与者每月节水达5%。其他相关规划包括家庭节水10 L挑战计划、商业节水10%挑战计划、水配件节水产品解决方案和节水激励机制。在这一系列的计划下,新加坡的人均家庭用水量已从2003年的165 L/d 下降到目前的153 L/d。新加坡政府的目标是在2020年下降到147 L/d ,2030年降到140 L/d 的水平。
有关当局还通过提供节水补助以鼓励节水。新加坡经济发展局推出了3 项节水补助计划。1)节水项目投资补贴计划。政府对节水量大于50%的项目提供仪器设备总投资额高达50%的补贴。2)单位资源生产率计划。为企业提供分期付款或抵押贷款来购置节水设备,如该项目能够将节水量提高50%且能够按月偿还,可以6.5%的低息获得最多1 000万新元的贷款。3)单位资源生产率研究计划,如果企业使用顾问来研究自动控制,就可能得到最多10万新元的奖金。公用事业局则推出“省水建筑”活动,成立“水效率基金”,鼓励工业、商业用户安装省水配件,减少用水量。至今,有200 多个政府机构以及商业用水大户参加了该计划,节约了总共5%的用水量。
新加坡鼓励工业特别是电子和电镀行业重复利用水源。如晶片加工厂的工艺过程中需要大量的水,在PUB 协助下,开发了内部水循环系统,该系统可重复利用50%的水,通过进一步技术升级,重复利用率可达70%。同时,该国鼓励工业在制冷、冲洗用水过程中使用处理过的工业废水。新生水也开始在部分芯片制造商和商业大厦推广使用。
新加坡已经建立了完整的深隧道阴沟系统,目前100%的人口在其服务范围内。该系统是一个全方位的地下污水输送网络,将生活污水输入再生水厂,处理后的水排进海里或净化成新生水。该系统将解决新加坡未来100年的污水处理需求。该系统分两期建设,第一期工程总投资36亿新币,包括新建48 km 深入地下10~55 m 的衔接污水管,把供水回收厂与周围的污水管衔接起来,最后输送至樟宜再生水厂。第一期工程覆盖该国南部地区,预计于2030年完成。
新加坡有一个非常全面的环境法律法规体系,并得以严格地执行。这些法规条例明确规定,在新加坡,水是公共财产,政府通过行政和法规手段对水问题的公众利益进行干预。与水资源联系紧密的法规或条例包括如下:
1)环境污染控制法(2002)。这个法针对排放到废水处理设施和水道的液体物质,建立了污染物限值,具体指标包括温度、BOD、COD、总悬浮固体、总溶解固体、pH 值和28种不同化学品。
2)环境公共健康(有毒工业废物)条例。该条例列出了一些有毒工业废物,这些废物受到特别的法律控制。
3)废水和排水系统法(2001)。指定公共事业局负责与排水系统有关的事务。
4)公共设施法(2002)。该法规定了公共事业局的职责。
5)公共设施(供水)条例。该条例要求在新加坡强制使用水表和节水器具。规定“除非得到供水委员会的同意,不使用水表不得供水”。
6)公共设施(中心集水区和集水区公园)条例。该条例规定对于“从任何水库和河流取水”必须获得事先批准。
PUB 每年都要拿出几百万新元进行节水宣传活动,其节水教育和宣传的目标为:通过宣传教育,提高公众对节水的认识,改变低效率的用水习惯。他们制定了宣传与教育计划,通过节约用水运动、限制用水训练、散发节水传单、播放节水广告及节水卡通片、举办节水展览及制作节水内容的互联网网页等方法来向公众宣传节约用水。还通过教育系统传播节水信息。此外,公用事业局还帮助诸如工业协会和宾馆联合会等机构组织会议和展览,公开其节水做法和经验。
PUB 为宣传水的宝贵以及让公众了解新生水常识,于2003年开放了“新生水访客中心”,该中心全面展示了水对于新加坡的重要性及新加坡在水的再生回用领域采用的先进技术。访客可以亲身操作体验先进的双膜处理及紫外消毒技术在新生水中的应用。该中心荣膺2005年的第20 届“最佳景观、休闲、教育计划”及2006年国际水协会的“营销和传播奖”。
新加坡水管理的先进经验对我国城市的水务管理改革具有很好的借鉴作用,突出表现在水管理机构改革、高新技术应用、合理的经济手段及广泛的宣传教育等方面。
1)借鉴新加坡水管理机构形式,实行水资源的统一管理。新加坡公用事业局是该国唯一的的水管理部门。从水资源的管理,到水的净化处理,再到输配水管网、管道检查维修以及废污水处理等均由公用事业局负责。高度集中的管理模式有助于对水资源的统一调度及管理。
2)高新技术的应用体现在水资源管理的各个方面。在水供给领域,新加坡采用微滤、反渗透及紫外消毒技术保证了新生水的水质,从而提供了重要的水源。在污水处理方面,采用基于传统活性污泥法的膜生物处理技术提高了再生水水质,减少了污水排放对径流、海域的影响。先进的污水收集系统保证了污水收集率,减少了污染,同时为水的回用提供了可靠的水源。
3)利用价格杠杆鼓励节水。水费调节是使消费者节约用水的有效方法。水费的制定应不仅考虑到生产和供应用水的全部成本,还要反映出水资源的紧缺状况和超额用水的高额成本。新加坡通过加收水保护税来传递这种信息。我国城市应通过逐步改革和完善水的收费机制,鼓励节约用水,特别是鼓励耗水工业采取节水措施,减少水资源的浪费。
4)采取多种形式的节水宣传活动,增强市民的节水意识。我国许多城市水资源短缺,供水紧张。为满足工农业发展及居民生活用水的需要,常常大量超采地下水。但是,由于宣传力度不够,人们对严峻的缺水现状缺乏了解,大量用水被浪费。因此,应借鉴新加坡的节水宣传经验,加大节水宣传力度,使节约用水蔚然成风。
[1]童金忠,Gireesh Babu Bhat,Tan Yu Ming 等.新加坡新泉海水淡化厂基本情况介绍.亚洲海水淡化与水利用会议暨第八届海洋科技与经济发展国际论坛.2007:282—287.
[2]Lee Poh Onn,(2005)Water management issues in Singapore,paper presented at Water in Mainland Southeast Asia,29 November-2 December,Siem Reap Cambodia,conference organized by the International Institute for Asian Studies(IIAS),Netherland,and the Centre for Khmer Studies(CKS),Cambodia.
[3]廖日红,陈铁,张彤.新加坡水资源可持续开发利用对策分析与思考.水利发展研究.2011,2:88—91.