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序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇水資源利用論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
2污水資源化進程緩慢,中水回用率較低
污水資源化除可改善水環境、凈化水質外,還可作為可替代水源,節約大量的新鮮水。全市現有污水處理廠4座,日處理能力12.4萬m3,已批復的用水單位有陽煤集團氧化鋁、河坡電廠二期、西上莊煤電項目、龍川電廠、冀東水泥等工礦企業,但由于水質、配套等方面原因均未供水,除桃河景觀生態用水外,無其他用水戶,大量中水外排,城市污水回用率不達30%。
3保護對策
3.1采取嚴格的水土保持措施,加強生態環境建設
全市水資源主要來自降雨,要留住雨水,提高水源利用率,必須依靠生態保護,進一步劃定生態公益林、水源涵養林自然保護區。對一些重要水庫、河流源頭及飲用水源地,應劃定盡可能大的水源保護區,明確保護范圍,落實保護措施,不斷提高保護區水源涵養能力。此外,國土、交通、水務、林業、農業等部門應嚴格控制在水源地興辦企業。對開礦、修路等經濟活動容易引起水土流失的,必須采取嚴格的水土保持措施,做好水土保持方案論證,以減少對生態環境的破壞。
3.2提高水資源利用率
一是實行嚴格的取用水管理。實施最嚴格的水資源管理制度已列入省政府考核陽泉市政府的指標之一。全市要嚴格執行省廳下達的年度計劃指標,制定分縣區用水計劃,任何地方和單位不得突破。二是加快實施市區飲用水水質改善工程。采用“預處理+二級納濾”工藝,對原水進行軟化處理。工程建成投運后可有效改善城市水質過硬的問題。三是實現工農業生產優先由中水解決,大力鼓勵和扶持開展雨水集蓄、礦坑水及中水等非傳統水源的開發利用,出臺相應的配套政策、市場價格調控機制和市場激勵機制。四是加快水價改革和階梯水價機制工作研究,建立健全水費、水資源費、污水處理費“三費合一”的征收體系。
3.3大力推進節水型城市建設
作為第四批國家節水型試點城市,陽泉市要以此為契機,繼續廣泛開展形式多樣的節水宣傳活動,鼓勵公眾參與節水,為節水型社會建設營造良好的輿論氛圍。要積極開展雨水集蓄利用工程和再生水回用工程建設,有效利用中央和省級水資源費,開展節水產品推廣普及和節水示范項目建設。同時要加強節水型社會制度建設,制定出臺《陽泉市節約用水管理辦法》《陽泉市再生水管理辦法》《陽泉市節水“三同時”管理辦法》等涉水規章,深入開展節水行政執法,開展水資源資產化管理研究和水權交易等制度研究。
3.4拓寬融資渠道
全市水利工程建設主要以地方財政投資為主。在城市化建設中解決城市供水管網建設、主干線連接、新水源工程建設、污水管網建設、污水處理運行等水資源問題需要大量的資金投入,為此應制定相應的優惠政策,廣泛吸收社會資金,采取銀行貸款等模式籌集建設資金,拓寬水利投融資渠道。此外,應參照省委省政府出臺的相關政策,加大“四荒”治理開發力度,鼓勵企業、集團、個人參與“四荒”治理。
二、課題研究意義
淡水是人類的共同財富,但是由于諸多因素,淡水財富在以很快的速度減少,為了人類的將來,我們就要放眼于現在,把淡水資源在各個方面中各環節的浪費有所減少,或是提高淡水的利用率,從而減少淡水的流失,達到淡水資源的可持續發展,以此來引導人類及人類社會的發展。
三、課題研究方法
首先在網上查找淡水的利率能達到的百分點,浪費能達到多少,查找一些節水,再利用水率高的城市作為例子,借鑒一些好的方法,由于節水日就要到來,所以可以趁此多宣傳一下節水知識。
四、課題研究具體內容及研究過程
淡水利用率
之所以取題名為“關于淡水資源利用率的研究”重點其實并不在于研究“利用率”而在于提高“利用率”,“利用率”這一詞只為提醒人們要注意用水的作用效果,不要浪費。
以下是黑龍江省“水資源利用率”的提高實例。
黑龍江省是一個水資源總量偏少的省份,人均占水資源量低于全國平均水平。
而根據水利部預測,從現在(06年)到2040年,我省份年均用水量將以每年4.27%的速度逐年增加。顯然,在水資源總量不變的前提下,降低水消耗,提高水資源有效利用是滿足社會發展最為有效的方法。21日(06年3月),省水利廳副廳長胥信平在接受采訪時說,未來幾年,我省將在保障經建設的前提下,大力開展農業、工業和城市節水,盡快轉變以大量消耗水資源為代價的經濟增長方式,并形成有利于建設水型社會的用水體制和機制,農業:潛力巨大的節水大戶。
“我省是農業大省,農田灌溉用水占社會用水量的70%”,而且前全省農田灌溉水利用系數僅為0.47,因此開展農業節水包括基礎設施的建設,改造和節水灌溉技術的推廣。
由于黑龍江省推廣了節水灌溉水稻的模式,因此由水稻年均用水量為160~170億立米,占全省農業用水量93%,在不需花什么錢的情況下減少30%~40%。
此外,以經濟手段來促進農業節水也是行之有效的措施,目前,黑龍江省除少數試點地區外,絕大部分地區農業用水仍沿襲按畝收費的老辦法。由于用多用少都要納稅同樣的水費,導致水資源浪費現象十分驚人,按照日前0.47的農田灌溉水利用系數計算,全省農業生產中每年被浪費掉的水資源就接近100億立方米。因此開展農業水價改革,變按畝收費為按方收費,在農村實行計量供水,以經濟手段促進節水就十分必要而緊迫。
隨著“振興東北老工業基地”戰略的實施,我省經濟持續快速增長,工業用水也逐年增加,據了解,目前我省(黑龍江)工業用水的重復利用率只有55%,而在節水措施發達的國家,已經達到90%,此外,我省城市輸水配水管網和用水器具的漏失率高達20%,這一低一高兩個指標說明我省工業節水空間十分巨大。
以上是黑龍江對“淡水的利用率”,從中我們可以總結出如下幾點方法
1結合實際:就是要因地制宜,黑龍江省因為是農業大省,所以在農業浪費水上做出了合理的方案,才有了如年的成績,因此在提高“水資源利率”的首要方面就是因地制宜,結合實際情況。
2利用各種手段:從黑龍江省隊提高“淡水資源利用率”中我們可以看出很常見的收費,用經濟來控制淡水浪費,這不僅能控制住水的浪費,而且提高經濟效應,同時也帶動了人民的節水意識。
3引進器材:在這個科技發達的時代,我們可以引進先進的器材或是合理節能器材,這樣就可以減少淡水的浪費或是再利用。
4樹立正確節水意識:怎樣做取決人的主觀意識,只有樹立正確的節水意識,才能積極與“淡水利用率”提高的活動中來。
以上幾點是我自愛黑龍江省“淡水資源利用率”中得出的幾點結論,下面,我將提供一些從網絡中查找出的方案。
Ⅰ要提高用水率和效益,就要通過科學管理和技術創新降低單位產生的用水量,通過優化配量水資源,合理調整經濟結構和產業布局來實現水資源的高效利用
Ⅱ要建立促進全社會節水的機制,必須要建立一套完善的制度來規范水資源供需關系變化時的經濟利益關系變化,使這種經濟利益的變化有利于水資源的合理配置和高效利用,通過經濟利益的驅動形成節水激勵機制,使節水成為人們的自覺行為,簡單的說,就是要明確水權,培育和發展市場。
A:首先要明晰水權,在市場經濟中,水交易實質上是水權的交易,通過市場配置水資源,必須要明晰水權。其次,要加強水權管理,自愛水資源緊缺狀態下,取得水權要付出代價,需交納水資源費并保護水權擁有者的權益,再次,要允許水權交易,培訓和發展水市場,必須允許水權擁有者讓出水渠并獲益。
B:要形成節水機制,就要改革水資源管理體制,推進生產關系的變革。水權管理制度是一種市場經濟體制相適應的水資源權屬管理制度,通過明晰水權確立生產者和消費者在水資源決策上平的經濟和法律地位,形成政府宏觀調控過的決策機制、以價格為主的信息機制、以利益關系為驅動的動力機制和通過市場交易配置資源的機制。
2水價制定不合理,無法使人們意識到水資源的稀缺
我國雖然是水資源豐富的國家,但也是一個人口大國,人均擁有的水資源還是非常有限的。節約水資源是我們亙古不變的話題。在日常的生活中,每一位公民都要有節約意識,并以自己的實際行動來節約水資源,循環利用水資源,提高水資源的利用率,并感化身邊的人節約用水。與此同時,必須要認識到光靠公民的自覺意識還遠遠不夠,建立一套系統的制度,對公民的日常用水行為進行約束與規范,包括對企業用水的約束。在水資源的使用是否收費的問題上,試想一下,如果人人都可以用到免費的水,那么每個人都會想最大限度占用水資源,這樣不能更好的實現節約用水。因此,在市場經濟環境下,制定合理的水價反而是調節水資源供需矛盾的有效方法。由于水是人們日常生活的必須品,價格不能過高也不能過低。此外,在水資源的產權問題上要有明確的認識,水資源是上天賜予我們維持生命的重要物質,從理論上來說,水資源應該改為其所在區域的居民共同享有,但是基于我國的基本國情,實現水資源免費基本上還是不可能的。在我國頒布的《水法》中明確規定了水資源屬于國家所有,其所有權由國務院代表國家行使。實際上,在我國實行的是取水許可制度和用水有償制度,也就是說,在水資源的實際使用過程中,水價的制定以及征收標準是由中央和地方政府共同制定,此標準的制定充分結合當地水資源情況,供需情況以及人們是經濟生活水平,因此,不同地方水資源費用的征收標準具有明顯的區域性,很多地區存在的差異較大。由于沒有進行全國范圍內的集中管理與規范,各地方在進行水資源費用征收時存在很大的隨意性,嚴重扭曲了制定水價的初衷。可見,在我國水資源所有權的問題上還沒有明確的規定。
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。
1我國城市水資源利用狀況
我國水資源總量為2.81萬億m3,居世界第6位,按13億人口計算,人均水資源僅為2251m3,不及世界人均占有量的1/4,是世界上公認的13個水資源匱乏的國家之一。從城市的狀況看,由于人口密集、工業發達,用水需求過度集中,人均擁有的可利用淡水資源量就更加稀少,遠遠低于全國平均水平。我國水資源的空間分布極不平衡,西北內陸、長江以北、長江以南3個區域水資源量的比例大致為5∶15∶80,長江以南地區大中型以上的城市較少,長江以北地區卻較多。這種水資源分布格局與城市分布不相適應,加劇了我國城市水資源短缺的矛盾。
城市用水主要包括城市工業用水、城市農業用水、城鎮生活用水和城市生態用水。我國城市工業用水呈逐年增長的趨勢。隨著國民經濟的發展,工業用水量迅速增加,到1999年工業用水量已達到1159億m3,占全國用水總量的20.7%。我國工業取水量一般要占全國水利設施供水量的11%,占城市總取水量的60%~80%。城鎮生活用水分為居民生活用水和公共設施用水。隨著人民生活水平的不斷提高,政府對供水投入的加大和城鎮人口的快速增加,城鎮生活用水也將迅猛增長。
2我國城市水資源的可持續問題
2.1水資源供需矛盾日益尖銳
21世紀全國新增的用水量將主要集中在城市地區。未來30年內中國人口的增長是對水資源和水環境最大的挑戰,也是對可持續發展最大的挑戰。1997年我國的城市化水平是30%,城市人口為3.7億,用水總量約630億m3。據預測,到2010年和2030年,城市人口分別為5.5億和7.5億時,相應的需水量將分別增加到910億m3和1320億m3。
我國經濟現在正處于快速增長期,工業用水大幅度增長,水資源供需矛盾將更加突出。各國的經驗表明,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,而且廢水的排放量也會相應急劇增長。目前,工業取水量占全國總用水量的20%,工業排放的廢水量約占廢水排放總量的49%。廢水排放量的增加,勢必加劇水環境的惡化。
2.2水資源短缺與浪費現象并存
城市水資源短缺問題是城市發展到一定階段的產物。我國城市缺水開始于20世紀70年代末80年代初,隨著經濟發展和城市化進程的加快,缺水范圍在不斷擴大,缺水程度日趨嚴重,城市缺水問題逐漸加劇。據統計,目前在全國600多個城市中,400多個城市缺水,其中110個嚴重缺水,日缺水量達1600萬m3,年缺水量60億m3。由于缺水,據粗略估計每年給國家造成經濟損失大約為2000多億元。
在城市水資源短缺的同時,工業和城市生活用水存在著嚴重的浪費,且用水效率極為低下。由于工藝設備和管理的落后,我國工業用水量遠遠大于發達國家,我國工業萬元產值用水量為100m3,是國外先進水平的10倍。我國的主要工業行業用水效率明顯低于發達國家,許多工業產品的單位產量需水量遠遠超過發達國家的用水量,工業節水的潛力很大。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。多數城市僅供水管網及用水器具跑冒滴漏損失率超過20%。
2.3水資源污染嚴重,水環境惡化加劇
目前,全國城市污水處理率達到30%,二級處理率為15%,許多城市至今還沒有污水處理廠。大量城市污水未經處理直接排入水域,使我國城市水環境質量所面臨的形勢十分嚴峻。據統計,全國90%以上的城市水域受到不同程度的污染,水環境普遍惡化,流經城市的河流水質78%不符合飲用水標準,地下水50%以上受到嚴重污染,其中水源受污染比較嚴重的城市有98個。另外,沿海城市的海岸帶污染也十分嚴重,局部地區城市水環境還受到酸雨的威脅。環境污染進一步加劇了水資源的短缺程度,也使一些水資源豐富的城市出現了污染型水資源危機。
2.4城市水資源管理體制尚不完善
我國目前的水資源管理體制是部門切割式的管理,由此造成水務管理中政出多門而又缺乏協調,因而人為地增加了市政管理的難度。沒有人對供需平衡負責,難以真正實現節水,無法有效地控制污染,沒有建立統一的管理法規,難以定出合理的水價,必然不能產生高效的水資源管理效益。“多龍管水”的水權體制已成為實現水資源管理現代化和水資源優化配置的極大障礙。
城市水資源管理體制的不合理具體表現在:人為地將完整工程按部門利益分散化,違背了基本建設程序和規律,導致種種問題;地下水、地表水、城市污水等各類水資源的管理不統一,各種水資源費的征收部門和標準不一致;城市用水水質、水量、供水和防洪管理權屬不統一;政府水行業行政執法的部門分散,而且有的企業具有行政執法資格。
3城市水資源可持續利用的途徑
3.1全面厲行節水,建設節水型城市
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。工業用水是城市用水的重要組成部分,工業用水一般約占城市用水的80%左右,用水量大而集中,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。隨著工業節水的不斷發展,未來工業節水的重點將是通過更新生產設備,改造工藝流程,降低工業用水定額。伴隨信息化帶動工業化的進程,要鼓勵企業應用高新技術改造傳統生產工藝和節水方式,推廣閉路循環用水和清潔生產方式,促進產業結構調整和產品升級換代,將會大大降低工業用水定額;發展低耗水量、高附加值的高技術產業,促進工業取用水量逐步趨于零增長或負增長。
城市生活用水要以節水器具型節水和強化管理型節水并重:要全面推行節水型用水器具,尤其是在公共市政用水和居民生活用水量大的洗滌、沖廁和淋浴方面重點采取節水措施,提高節水效率;加快城市供水管網技術改造,降低跑冒滴漏損失;建議城市水價每年進行不斷調整,采用按水量累進計價。3.2污水處理和回用相結合,加快污水資源化進程
按照污水處理和再生回用相結合的原則,加快污水資源化進程,是防止水質繼續下降和增加可用水量供給的重要途徑。據統計,城市供水量的80%排入城市污水管網中,收集起來再生處理后70%可以安全回用,即城市供水量的一半以上,可以變成再生水返回到城市水質要求較低的用戶上,替換出等量自來水,等于相應增加了城市一半供水量。我國城市和工業用水已超過1100億m3,廢水排放量約為600億m3左右,即每天進入河道的廢水已接近1.6億m3。這些污水如加以處理,使污水資源化,既可增加水資源解決城市缺水問題,又可起到治理污染的作用。通過污水處理提高水的類別以使其資源化,以處理后的污水回用代替處理后的污水排放,污水處理回用于城市綠化、農業灌溉、工業冷卻以及生活非飲用水,進而可以提高水資源的利用效率。
3.3大力開發替代水源,解決城市水資源短缺問題
我國缺水城市缺水的原因不同,解決缺水的途徑也不盡相同。因此,在加強節水治污的同時,開發水資源也不能忽視。開源不僅要立足于當前水資源,也要重視替代水資源的開發,其中包括海水利用、雨水利用、跨流域調水等多種途徑。①沿海城市可以用海水替代淡水用于工業冷卻水以及特定行業的生產用水,通過海水淡化間接利用海水資源,有效緩解水資源緊缺局面;②城市還可以采取相應的工程措施,采用雨水滲透和雨水儲留技術蓄積雨水,從而把雨水資源化作為防洪和緩解水資源危機的一種措施。雨水利用技術在我國北方一些缺水城市已經開始推廣,其他地區可以效仿;③跨流域調水可以緩解水資源空間分布不均,將多水地區的部分水量調往缺水地區,增加區域可利用量,是解決我國北方城市缺水的重要戰略對策。我國目前正在實施的南水北調工程,就是將較為豐富的長江流域的水資源調入華北和西北,此工程的實施可以解決北方地區城市水資源短缺問題、緩解南方水害和北方旱災以及改善北方水生態環境。
3.4調整城市產業結構與布局,重組空間結構發展
經濟的快速發展使城市用水量大幅度增長,特別是工業中重工業的發展與產業布局過于集中,使區域用水更為緊張。為保障城市水資源的可持續利用,城市要率先實現信息化帶動工業化進程中的節水型產業結構調整,即依據城市的水資源條件調整、優化產業結構,限制高耗水產業的發展,著力培植極低耗水的知識密集型產業和高技術密集型產業;調整工業空間結構和布局,以使有限的水資源發揮最大的經濟效益。
對于水資源短缺的城市,應適當限制高耗水工業,但基于國家整體工業化的需要,耗水的重化工業,如北方地區的鋼鐵、化工、電力等行業仍需要有一定的發展,解決的途徑之一是調整空間布局結構,選擇新的區位。隨著實際收入增加、通勤費用下降帶來的人口郊區化、高速公路體系發展帶來的制造業郊區化、追隨消費者以及汽車的普及帶來的零售業郊區化和信息高速公路突飛猛進帶來的辦公就業郊區化的發展,特大城市和大城市用水量大而集中的供水壓力將會有所減緩。因此,可以考慮向特大城市和大城市近郊區和遠郊區適度轉移,或者向區內相對富水區進行必要的調整。
3.5完善法規政策,改革城市水資源管理體制
建立完善的水資源法規政策,加強水資源的統一管理體制,健全水資源的執法監督機制,是水資源可持續利用保障經濟可持續發展的必要前提。我國應盡快制定城市水資源管理的有關法律,對城市水資源管理主體、執法主體及其機構設置、職責權限、管理體制與機制等作出規定;特別要對水資源的所有權和調配制度,對水資源的保護和治理以及相應的科技研究開發、推廣應用的經費投入制度、對水資源費的征收和管理制度,對水價的確定、征收和管理制度等作出統籌、具體的明確規定,彌補現行水資源法律的空白。
城市水資源管理體制改革是實現城市水資源可持續利用的關鍵。首先要建立城市水務統籌管理體制,對水的行政管理部門的職責、任務和權限進行嚴格分工,形成城市供水、用水、節水和污水處理以及水資源保護集成化管理,保證城市用水的健康、循環和安全;其次,要健全城市水資源管理市場,借助市場的力量和經濟的手段,建設以市場為導向的水資源運行機制,制定合理的水價,調節水資源的供需關系;采取措施有條件地實現水權交易,逐步建立水權交易市場體系,使水的利用從低效益的經濟領域轉向高效益的經濟領域,從而有效地提高水資源的利用效率。
參考文獻
全市目前水庫總蓄水能力10802名萬m3,興利庫容7130.1萬m3。其中,中型水庫4座,總庫容93537萬m3,興利庫容6734萬m3;小(一)型水庫2座,總庫容5357萬m3,興利庫容3%1萬m3;小(二) (三)型水庫及山塘總蓄水量913.4萬m3。根據《市河道等級劃分》成果,境內河網水域面積3614萬m3,河網正常調蓄能力約2890萬m3。
(2)引水工程
楠溪江引水工程:目前日供水量20萬n3Id/,2015一2020年完成第二、三期引水工程后日供水量40一60萬n3Id/。
(3)提水工程
全市已建成機電排灌泵站999處,固定裝機容量9668千瓦。提水工程灌溉受益面積3.59萬畝,年提水量約330萬m3。
(4)地下水工程
地下水部分的可供水量主要有機電深井、民井供水等,主要用于部分缺水嚴重地區的農村生活和工業用水。根據《市地下水資源開發利用規劃報告》統計,市多年平均地下水資源量為2石8億m3,地下水可開采量住23億m3。
(5)非常規水利用工程
非常規水源工程主要包括部分雨水集蓄利用、海水及亞海水利用、河水凈化工程等,目前,市主要有海水淡化利用工程,位于虹橋鎮南岳的浙能電廠2011年海水淡化年用量450萬m3。
2、市水資源管理中的不足分析
2.1資源型與工程型缺水并存
根據市相關資料統計和分析發現,市降水是非常充足的,但是受到市自身地形以及地勢的影響,市人均擁有的水資源量遠遠低于其他城市并且雖然市建立了相關蓄、引、提工程,但是仍然不能保證水量滿足用水需求。
2.2水環境污染加劇了供水矛盾
隨著區域經濟的快速發展,工業廢水、生活及農業污水排放量增大,水環境污染問題日趨嚴重。工業企業在普遍采用節水技術和節水工藝的前提下,要采用物理的、化學的、物理化學的方法,尤其是生物的方法進行污水處理,實現污水的資源化,提高水的重復利用率。從現狀水質監測情況分析.河流水體多處于V類狀態,在枯水期用水緊張時還需要調引水質較好的水進行水環境改善。同時,地下水污染、水庫水源的富營養化問題也較突出,加劇了供需矛盾。
2.3產業用水結構不盡協調
市第一產業、第二產業、第三產業總用水量為.248億m3,三次產業用水比為73.6:20.2:.62,萬元增加值用水量分別為479n3I、18.gn3.、.56m3,二產用水效益為一產的25.3倍,第一產業的節水潛力較大。近年來產業結構通過逐步調整,已表現出部分節水型產業結構特點,但仍不盡協調,部分格局仍需要加大調整的力度。農業仍然是市用水大戶,水田灌溉面積占到總灌溉面積的823%,雖然部分地區推行了如薄露灌溉等技術,但還沒有形成規模性的節水、高質、優產的農業種植結構,節水灌溉工程設施缺乏。工業是市的支撐性產業,工業企業主要有電氣機械及器材制造業、電子元器件及機械制造業等,其產值和增加值占工業全部的65,46%和62鄉6%,這些工業的生產工藝對水資源的需求量較少,但部分行業如電鍍、造紙等高耗水性行業與地區優質水短缺的形勢不相協調;部分一次性用水工業如水產加工、造船等產業用水工藝有待改進,工業經濟效益比較明顯的產業所占明顯偏低,低水平重復建設的問題比較突出,普遍存在著“低、小、散”的現象,需要在完善主導產業扶持體系的基礎上進行用水結構調整。
2.4行政管理與市場調節力度需要加強
當前的節水工作主要靠政府推動,水資源管理則主要依賴于計劃手段,市場調節和經濟手段運用不夠,利用市場配置水資源尚處于探索階段。長期以來,由于水資源供水、排水和節水等事務由不同的部門管理,盡管近年來政府加大了改革力度,成立了節水辦,但仍未解決高效的水管理體制和市場激勵機制的有機結合,節約用水的法規體系還不完善,難以有效規范和管理經濟社會用水。
2.5節水設施建設與節水技術推廣的力度不足
近年來,市積極推廣節水型設施和節水器具,但與國內先進地區相比其整體節水設施建設與節水技術推廣的力度尚不足,表現在:一是節水設施、節水器具的推廣范圍較窄,主要集中在生活節水,以噴灌和滴灌為代表的農業高效節水設施推廣較少;二是生活節水和工業節水推廣的強度不夠,目前僅僅是點上改造,面上推廣開展力度尚不夠;三是節水技術的研發相對滯后,眾多節水環節的瓶頸尚未得到很好的解決,限制了節水設施的進一步廣泛推廣。
3、水資源管理措施研究
3.1改革管理體制,實施綜合管理,實行最嚴格水資源管理制度
隨著治水理念的轉變及水工程體系的逐步完善,市水利工作的重心須從水工程建設和管理向水資源綜合管理的方向轉變,使水工程項目的規劃、建設與管理更多地考慮和服務于水資源的配置和管理。加大改革力度,建立由政府部門、社會團體、用水戶等利益相關者組成的水資源管理機構,擔當起城市水資源的管理者和水資源的保護者的責任,實現水資源配置和管理的公平、高效和可持續性。逐步確立最嚴格水資源管理制度的三條紅線,即用水總量控制、用水效率控制和限制納污控制。利用制度、行政和法律等方面加強城市水資源的管理和保護,此三項制度從審批、節水和排污等各個方面提出要求,從而從制度上加以突破。
3.2統一規劃,合理開發利用
市水資源的開發利用,要以城市發展建設為目標,以水為核心實施經濟布局,把水資源的開發和利用與城市的土地開發、產業發展、金融市場建設等內容全部納入規劃之中,實現水資源的科學配置。在開發水源方面,利用好已有的水源引水工程,盡可能的擴大引水能力,增加水量;區域內嚴禁地下水開采,糾正以犧牲環境為代價超采地下水的弊端;增加外境調入水的存蓄能力。
3.3要嚴格取水許可審批和水資源論證工作
取水許可制度是行政計劃管理水資源的主要手段,是水資源管理的重要基礎工作,切實抓好取水許可制度是做好水資源管理工作的關鍵;項目建設的水資源論證是保證水資源可持續利用和開發的重要環節。在加強取水許可審批和論證工作的同時,要加強取水許可執法檢查,加大行政執法力度,對無證取水,違章取水,超計劃取水等各類違法行為堅決依法查處,保證水資源管理秩序,使水資源得到有計劃地開發和利用。
3.4減少水資源的污染
目前,市工業廢水、城市污水和無組織排放的污染源問題比較嚴重,不僅危害人體健康,而且加劇水資源短缺,必須認真加以對待,這就要求我們共同努力,齊心協力作好水污染防治工作。按照“誰污染誰治理”的原則加強水環境管理,依法嚴格控制污水排放,減少污染源。一是要從排放廢水的工業企業入手,采取有力措施,積極推行清潔生產,加快工業污染防治,如通過強制企業革新生產設備和流程,使主要污染物排放達到排放標準,不能允許將工業企業治理污染的責任和成本轉嫁給社會;二是要采取綜合對策,加強對生活污水的防治,保護好生活用水的水源地,通過提高群眾的環境意識,減少污染排放,提高飲用水質量。
3.5全面厲行節水,建設節水型城市
無論從工業還是城市生活上都要全面推行節水,工業上提高水的重復利用率,降低萬元工業增加值取水量,城市生活中推廣節水型器具,提高用水效率。并且政府應該制定切實可行的規章制度,規范節水計量器具的普及工作。比如:對新建住宅及辦公場所應明文規定一律采用符合國家標準的節水器具;對老舊住宅及辦公場所,要逐步更新換代節水器具,針對工業企業用水,一律采用高精度的節水計量設施,防止用水過程中的跑冒偷漏現象,通過這些措施,可以有效解決水資源的浪費問題。并且開源與節流相結合,強化節約用水,提高水的重復利用率,實行一水多用,循環用水和廢水回收,防止水污染,建設節水防污型城市。
2選煤廠工業廢水排棄方式的調整
西露天煤礦選煤廠自使用以來,每年大量的煤泥水排入了哈爾腦干河,日積月累,部分滯留在河床上的煤泥風化成粉,順著不同季節風向的變化,對周邊的農田、住宅及環境造成了破壞,對人們的生活和身體健康帶來了危害,為地企共建和諧社會留下了隱患。西露天煤礦本著善待自然環境,在礦產開發、利用和保護過程中,樹立自然生態系統協調發展的價值取向,為生態文明建設提供社會基礎,傳播生態文化的理念,經過技術論證,在采場內防排水系統改造完成的前提下,西露天煤礦2013年投資46.3萬元,進行了選煤廠工業廢水排棄系統技術改造,技改完成后,將每年產生的25萬m3廢水由原來向工業區外部哈爾腦干河排棄,改變為向采場內部排棄至采場內儲水倉,改變了原排棄方式,最終將含煤粉的煤泥水通過系統循環處理后進行充分利用[3-6]。
2.1技術應用及原理
1)選煤廠工業廢水排棄系統改造前,洗選煤產生的廢水注入30m3濃縮池后,經管路直接由外排系統排棄入哈爾腦干河。通過技術改造后,中斷了原系統外排部分的使用,保留濃縮池功能,由新增設至采場內排水系統的890m長管路與濃縮池(+540水平)鏈接(高程落差53m、管路坡度6%)。2)將工業廢水在濃縮池內充分攪拌后,通過水泵輔助向管路內加壓,利用管路坡度、廢水重力、水泵增加排水壓力將煤泥水經由管路排入采場內;濃縮池標高+540,890m管路在采場內端頭標高+487,儲水倉標高+350。3)煤泥水排水管路端頭(+487水平)與采場內防排水系統管路相連接,將煤泥水經導水盲溝排入采場內儲水倉。工業廢水在儲水倉內沉淀過濾后,由儲水倉導入采場內水車加水點蓄水池(標高+452水平)進行綜合利用。從2013年年初提出改造,經考察論證、方案設計、設備安裝施工,在2013年10月完成,使采場內缺水的局面得到了徹底改觀。
2.2效益分析
實施該項目,在綜合利用、技術創新、節能減排、環境保護、土地復墾、社區和諧和企業文化多方面取得了成績,有效地推進了綠色礦山建設工作。通過廢水的綜合利用,每年可為采場內用水節省138.75萬元成本,每年25萬m3清潔水資源得到保護,經濟效益顯著。直接經濟效益合計:138.75萬元/年。每年循環用水量25萬m3,赤峰地區工業用水3.0元/m3,每年水費節約75萬元。由地面加水點至采場內加水中心加權運距5.1km,運費0.5元/m3•km,運量25萬m3,每年運費節約63.75萬元。。間接經濟效益:選煤廠工業廢水外部排棄系統維護人員取消,分流到需要崗位,節省了人員工資;節省了外排沉積物的清理費用等。
1、概述
水資源是重要的自然資源和經濟資源,對水資源的開發利用應有一定的程度。因此,在水資源評價工作中,不僅要評價地表水資源的數量,還要搞清地表水資源的可利用量,為合理形利用地表水資源提供科學依據。
對地表水資源可利用量的計算,通常采用的方法:一是扣損法,即選定某一頻率的代表年,在已知該年的自產水量(指當地降水產生的徑流量)、入境水量基礎上,扣除蒸發滲漏等損失,以及出境入海等不可利用的水量,求得該頻率的地表水資源可利用量。二是根據現狀中大中型水利工程設施,對各河的徑流過程以時歷法或代表年法進行調節計算,以求得某一頻率的地表水資源可利用量。上述兩種方法中,選擇代表年具有一定的任意性,而時歷法的調節計算不僅需要大量的相關資料,而且工作量繁雜。筆者結合我省地表水資源開發利用現狀,提出適合我省情況,并具有一定精度較為簡便的地表水資源可利用量計算方法。
2、地表水資源可利用量的有關因素與河道內用水量的估算
2.1頻率
地表水資源可利用量具有頻率的概念。區域地表水資源可利用量是在區域自產水量和區外流入水量的基礎上分析計算的,而不同頻率的區域自產水量和區外流入水量是不相同的。因此,地表水資源可利用量也必與頻率有關。
2.2水平年
地表水資源可利用量具有水平年的概念。不同水平年地表水的蓄、引、提等工程措施有所不同,其管理水平、調度運行方案也會有差異,因而在相同的區域自產水量和區外流入水量的條件下,地表水資源的可利用量也是不同的。
此外,河道內用水、下游地區用水以及地表水水質污染程度等因素,也將影響地表水資源的可利用量。
2.3河道內用水
河道內用水包括生產(如航運、水力發電等)和生態用水。我省水資源十分匱乏,水資源的供需矛盾非常突出。因此,對于河道內的生產用水暫不考慮,本文僅估算了河道內的生態用水。
河北省河流枯季斷流主要發生在平原地區,平原區分布的河流大多屬于大清河水系及子牙河水系,現階段改善河道內生態環境的具體目標是:大清河水系保證白洋淀不干淀,平水年白洋淀的蓄水量保持20世紀70年代平水年的水平。子牙河水系下游主要控制站——獻縣水文站平水年枯季平均流量,不小于20世紀70年代平水年的枯季平均流量。由于灤河、潮白薊運河及永定河山區的大型水庫及主要控制工程分屬水利部、北京市和天津市管理,南運河水系的兩大支流中,漳河出山口大型水庫——岳城水庫由水利部管理,衛河山區均位于河南省境內。上述河流我省均沒有調度運用權和控制能力,因此,這些河流的河道內生態用水問題難以確定。至于大清河、子牙河水系的水質污染問題,應當依靠排污企業及城市通過污水處理達標排放來解決,在目前水資源十分緊缺的情況下,不宜采用增加清水流量進行稀釋的途徑來改善水質。
通過資料分析,白洋淀20世紀70年代平水年年平均蓄水量0.69億m3,全年水面蒸發量0.94億m3,周邊的側向滲漏量0.22億m3.由此可知,要保持70年代平水年的平均蓄水量,需要入淀水量1.85億m3.因此,在最不利的情況下(如1984~1986年入淀水量為零)要使白洋淀年平均蓄水量保持0.69億m3,則需要山區水庫補水3.19億m3(沿途輸水損失按0.42考慮)。
子牙河系獻縣水文站,20世紀70年代平水年枯季平均流量為5.56m3/s,90年代為零,要維持70年代枯季平均流量需補水5.56m3/s,枯季按270d計,需要山區水庫補水2.36億m3(沿途輸水損失按0.45計)。
為了實現現階段大清河系及子牙河系河道內生態環境目標,河道內生態用水量共需5.55億m3.
3、地表水資源可利用量計算方法
我省地表水資源開發利用程度很高,現狀平水年地表水的供水量達到自產水量的55%左右;偏枯年可以達到70%左右。因而目前供水水平扣除回歸水的重復量,基本上反映了現狀地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量。
為了能代表現狀條件下的自產水量、入境水量、出境水量及地表水的供水量,本次采用1990~2000年資料進行分析,為了顧及北京和天津兩市的用水量,我們的入境水量中扣除了引灤入津及潮白河、薊運河、永定河山區的出境水量,具體步驟如下:
(1)搜集1990~2000年自產水量、入境水量,灤河(引灤入津)、潮白、薊運和永定河山區的出境水量,以及本省地表水供水量。并分析自產水量的相應頻率,計算自產水量+(入境水量——四河山區的出境水量)和地表供水量占該水量的比率(β,即地表水利用系數),見表1.其中1990~1997年自產水量、入境和出境水量采用《河北省水資源狀況分析報告》中的數據,該數據基本上代表了現狀水利工程狀況下地表水的最大供水量,扣除重復利用水量,即為地表水的可利用量。1998~2000年采用《河北省水資源公報》中數據,1990~2000年地表水供水量采用《河北省水資源公報》中的數據。1990~2000年自產水量的相應頻率是根據修正為現狀下墊面條件下的產流量(1956~1997年系列)計算的統計參數求得。
(2)通過資料分析,建立自產水量~“入境水量”相關圖。
(3)建立自產水量相應頻率與β相關圖。
1.引言
隨著現代社會工業的迅猛發展,世界人口增長和社會經濟的發展,城市用水量劇增加,加以水質不斷惡化,水資源情況日趨緊張。這以成為世界各國面臨的重要問題。我國水資源總量可觀,居世界第4位,但人均僅為世界平均水平的1/4。同時在時間和地區分布上很不平衡,南方多北方少,污水排放量也逐年增加,河湖污染日趨嚴重,北京、天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅[1]。城市工業每年損失達數千億元。由此可見,水問題已經成為制約我國經濟可持續發展的重要因素。因此尋求保護水資源和使水資源增值的有效途徑,緩解水資源的緊缺問題已成為世界各國面臨的重要任務。
而目前國內外污水處理市場發展非常迅速,各種處理技術也日趨成熟,在水資源緊缺的現實下,將污水進行深度處理后作為再生資源是必然的發展趨勢。所以污水處理并不是最終目的,實現水資源在利用才是當今城市污水治理的出發點。應大力推行污水資源化利用技術,提高它的環境效益、經濟效益和社會效益。
城市中水回用技術就是提高處理后的水質,回供給工業和城市雜用水的方法,把經過處理的污水作為一種新的水資源,加以再利用,以緩和水危機,有利于提高水資源的綜合利用的經濟效益。在美國、日本、以色列等國[1],廁所沖洗、園林和農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等,都大量的使用中水。我國是水資源匱乏的國家,城市污水就近可得,易于收集,易于處理,數量巨大,穩定可靠。凡是污水處理廠都可將污水再次適當處理后回用。全國污水回用率如果平均達到20%,足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張。但目前我國還沒有中水回用的專項工程,因此中水回用必將成為我國大中城市和一些缺水城市必然采取的措施,充分地發揮它的環境效益!
2.中水簡介
2.1概念
"中水"的定義有多種解釋,在污水工程方面稱為"再生水",工廠方面稱為"回用水",一般以水質作為區分的標志。其主要是指城市污水或生活污水經處理后達到一定的水質標準,可在一定范圍內重復使用的非飲用水[1]。中水處理即是采用物理、化學以及生物化學方法將城市污水或生活污水進行處理,使之達到一定水質要求,可在一定范圍內重復使用。
城市污水經處理設施深度凈化處理后的水(包括污水處理廠經二級處理再進行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區的洗浴水、洗菜水等集中經處理后的水)統稱"中水"。其水質介于自來水(上水)與排入管道內污水(下水)之間,亦故名為"中水"[1,2]。中水利用也稱作污水回用。
2.2工藝簡介
2.2.1工藝類型
按處理方法,中水處理工藝一般分為3種類型:
(1)物理處理法:如膜濾法,適用于水質變化大的情況。它裝置緊湊,容易操作,以及受負荷變動的影響小。
(2)物理化學法:如砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等,適用于污水水質變化較大的情況。特點是技術先進,結構緊湊,占地少,管理簡單。
(3)生物處理法:如活性污泥法、接觸氧化法、生物轉盤等,適用于有機物含量較高的污水。具有適應水力負荷變動能力強、產生污泥量少、維護管理容易等優點。
2.2.2基本流程
單一的中水處理方法一般很難達到回用水水質的要求。通常回用技術需多種污水處理技術的合理組合起來進行深度處理,目前,主要的工藝流程有如下三種[3]:
(1)原水格柵調節池接觸氧化池沉淀地過濾消毒出水。
(2)原水格柵調節池絮凝沉淀池超濾膜消毒出水。
(3)原水格柵調節池活性污泥池超濾膜消毒出水。
2.2.3選擇原則
中水回用流程的選擇應根據進水水質以及回用要求來選擇,如果是沐浴、清潔或噴灑等水質較好的雜排水為中水水源時,一般采用物理化學法為主的處理工藝流程。若主要以廚房、廁所沖洗水等含有機物為主的生活污水為水源時,一般采用生化法為主或生化、物化結合的處理工藝[3]。
2.3分類
2.3.1處理系統分類
中水系統大致可分三類:一是城市中水系統。利用城市污水二級處理出水回用,方便高效;二是小區中水系統。主要是對一些遠離城市管網的生活小區內或建筑群的污水實現就近收集和處理、所生產的再生水就地利用;三是建筑中水系統。主要就是一些賓館、學校等,收集單個建筑內生活污水適當處理后回用于建筑物和小區。
2.3.2用途分類
中水因用途不同有兩種處理方式:一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中,即實現水資源直接循環利用,這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區,但投資高,工藝復雜;另一種是將其處理到非飲用水的標準,主要用于不與人體直接接觸的用水,主要有兩個方面,一是用于工業,如印染、造紙、鋼鐵、電力、冷卻設備補充用水等,另一方面就是生活污水,如沖廁、園林和農田灌溉、汽車清洗、消防、道路清潔、綠化澆灑[4]等。3.中水利用現狀
3.1國外現狀
中水回用技術在國外早已應用于實踐。美國、日本、以色列等國廁所沖洗、園林和農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等都大量地使用中水,在利用中水方面積累了不少成功的經驗。
日本從80年代起大力提倡使用中水,并在上水道和下水道之間,專門設置了中水道。要求新建的政府機關、學校、企業辦公樓以及會館、公園、運動場等公共建筑物都須設置中水道。90年代初日本開發了很多污水深度處理工藝,在新型脫氮、脫磷技術,膜生物反應器技術等方面取得很大進展,建立起了許多"水再生工廠";美國也是世界上中水利用最早的國家之一,有300余座城市實現了污水處理后再利用;新加坡為了更好地節約水資源,目前每天至少有數千萬升經過深度處理的中水已經加到飲用水管中,不是單純作為中水利用了。1987年以色列全國已有210個市政污水回用工程,城市污水回用率達72%。[2]國外的研究資料表明,超濾技術作為中水處理的后處理技術,具有適應性強、對懸浮物、細菌和洗滌劑的去除率高,出水穩定等諸多優點。
3.2國內現狀
我國在上個世紀90年代末開始使用中水回用技術,起步較晚,與世界先進水平的差距在15-20年,主要還是用于居民沖廁、灌溉、景觀用水、洗車,正在開發在工業和農業中的使用,因此更應加大研究力度,以縮短同世界先進水平的差距,發展水資源再生產業。北京、天津、青島等缺水的城市都把中水回用列入城市總體規劃之中[2]。在北京,許多居住區和集中建筑均要求配套建設中水處理站或中水機房,將沐浴、盥洗、洗衣等優質雜排水收集處理后供沖廁、綠化、洗車等。到2008年城區要建成9座中水廠,再生水回用率將達到50%。目前天津一些小區都使用中水來替換自來水用于景觀用水,以及澆灌綠地,還為此專門出臺了關于住宅使用中水的規定。
4.存在的問題
由于水資源危機感和節水意識不強,污水回用方面的科技投入不足等導致全國大型污水回用項目為數不多,回用率較低,與發達國家相比,有明顯的差距。目前,我國城市污水回用存在的問題[1]主要有:(1)費用高,利用率低;(2)法規政策不完善;(3)設施布局不合理,輸配水管道系統不健全;(4)施工難度大;(5)投資大,運行成本高;(6)能耗高,異味、泡沫問題難以解決。所以,中水回用技術還不健全,仍然是一個急需研究和探討的問題。
5.結語
目前中水利用中還存在不少問題,我們應該加大宣傳力度,完善相應法規和完整的水價體系,適當調整污水處理布局,建立城市用水的綜合規劃,不斷研究和開發各種新技術和新設備,鼓勵建設節水和水回用設施,提高人們的中水回用的意識,促進我國中水事業的發展。使我國城市污水回用事業朝著更快更好的方向發展下去。
參考文獻
[1]錢茜,王玉秋.我國中水回用現狀及對策.再生資源研究,2003,1.
[2]沈光范,徐強.積極穩妥地開展中水回用工作.中國給水排水,2001,17(14).
2002年,水利部和國家發展與改革委員會頒發了<關于開展全國水資源綜合規劃編制工作的通知>,隨后又陸續了指導水資源綜合規劃的若干技術文件。這些文件對于指導水資源綜合規劃的順利開展具有重要意義。由于新時期國家治水思路和理念的改變,文件中出現了部分新名詞術語,部分原有名詞術語(或計算方法)也賦予了新的內涵。在水資源綜合規劃的技術文件中,有一部分名詞術語比較模糊。本文根據國內專家、學者的最新研究成果和水資源綜合規劃技術文件的規定,對他們的內涵進行分析,對現行的確定方法提出個人看法,對需要深入研究的問題提出建議。
一、水資源
到目前為止,什么是水資源還沒有一個公認的非常嚴謹的文字描述。<大不列顛百科全書>中水資源定義為:自然界一切形態(液態固態和氣態)的水都算水資源。直到1963年英國國會通過的<水資源法>中,改寫為“具有足夠數量的可用資源”。即自然界中水的特定部分。1988年聯合國教科文組織(IINEScO)和世界氣象組織(WMO)定義水資源是“作為資源的水應當是可供利用或可能被利用。具有足夠數量和可用質量,并且可適合對某地為水資源需求而能長期供應的水源”。
在我國,對水資源的理解也不盡相同。1991年<水科學進展>編輯部組織了一次筆談,就水資源的定義和內涵進行了討論。最后認為:水資源是水體中的特有部分,即由大氣降水補給,具有一定數量和可供人類生產、生活直接利用,且年復一年的循環再生的淡水。
從上述文字表述可以看出水資源具有如下特征:水資源包含在水體之中,并且是水體的一部分;而水體中的其他部分,在特定的條件下還可以轉化為水資源;水資源如果保護不好也可能轉化為無法利用的水體,而危及社會的安全。根據自然資源的定義及綜合以上各家的觀點,水資源是能夠被人類開發利用并給人類帶來福利、舒適或價值的各種形態的天然水體。
因此,不是所有降水都是水資源,只有其中能夠被人類開發利用的部分才稱之為水資源。對于特定區域而言,降水總量是可以獲得的,但是這些天然降水中到底有多少是人類可以利用的——即該地區到底有多少水資源值得深入探討和研究。
二、水資源可利用量
關于水資源可利用量有很多種定義和解釋,下面介紹幾種:
<全國水資源綜合規劃技術細則>中規定水資源可利用量l2是指在可以預見的時期內,在統籌考慮生活、生產和生態環境用水的基礎上,通過經濟合理、技術可行的措施在當地水資源中可資一次性利用的最大水量。雷志棟等認為,水資源可利用量是指經濟合理,技術可行和生態環境允許的前提下。通過各種措施所能控制引用的不重復的一次性水量。胡振鵬等認為,水資源可利用量是指針對不同設計水平年,在一定的來水頻率下,考慮對水量、水質的需求,天然儲水體和水利工程設施可以為人類生活、社會經濟活動提供的水量。翁文斌等認為],水資源可利用量是指在流域水循環過程中的水文條件不發生明顯改變的前提下,從流域地表或地下允許開發的一次性水資源量。夏自強等認為,水資源可利用量是從可持續發展的原則出發,在扣除維持生態環境用水和水資源總量中部分不能或難以控制的水資源量后,人類可以利用的最大水量。
分析上述定義,理論上比較清晰完善,但實際分析計算時很難操作。水資源可利用量確定要考慮的條件有生態與環境需水量、技術上論證可行、經濟上分析可行。從這3個方面來分析,內涵和外延都很大,很難具體操作。
同時,水資源可利用量的影響因素有經濟社會發展水平、科學技術進步情況、水污染狀況、生態與環境狀況、天然來水狀況、以及技術經濟因素等。由于這些因素是動態的,隨時間變化的,導致水資源可利用量也是動態的;同時這些因素如何影響水資源的可利用量,尤其是水與生態環境系統的關系,受認識水平限制,現階段較難量化。
三、水資源和水環境承載力
承載力是一個起源于古希臘時代的古老概念,在生態學中一般被定義為“某一生境所能支持的某一物種的最大數量”,它包含著極限思想,并有2個層次的含義:第一是所承受的力來自于某一生境以外的某一物種;第二是某一生境自身不遭受破壞,因為生境一旦破壞,再重新修復是不可能的。
關于水資源承載力和水環境承載力研究成果較多,目前普遍接受的定義如下:
水資源承載能力是指在一定的時期和技術水平下,當水管理和社會經濟達到優化時,區域水生態系統自身所能承載的最大可持續人均綜合效用水平或最大可持續發展水平。水環境承載力是指某一區域、某一時期、某種狀態下的水環境條件對該區域經濟發展和生活需求的支持閾值。
從上述概念出發,水資源承載能力、水環境承載能力的承載體可以是人口總量,生物總量,也可以是經濟總量。這個概念有4個層次的內涵。一是生態內涵,它表現為這些承載力具有極限含義,它所承載的綜合效用具有生態上的極限,對其開發利用應以不超過這個極限為前提。二是技術內涵,這些承載力并非一個純粹客觀的概念,而是與人類作用有關,具有主觀性的一面。它與特定的技術水平有關,隨著不同時期總體技術與生產力水平的提高,這些承載力具有跳躍性,表現為時間上的技術動態性。三是社會經濟內涵,通過社會經濟系統結構的優化,社會經濟容量或規模會有所不同,從而提高水資源和水環境的承載力。四是時空內涵,表現為水資源承載的綜合效用及其約束因素具有區域性;不同的時空尺度,相同水資源和環境條件的承載力是不同的。
水資源綜合規劃技術細則中提到了水資源承載力和水環境承載力這2個專業術語,但是關于這2個參數如何確定沒有提出相應的方法,因此該參數的確定方法值得研究探討。
四、生活和生產需水的預測方法
目前用于需水預測方法較多,如定額法、趨勢法、彈性系數法、人均綜合用水量法等。分析這些方法,各有特點。
定額法需要確定每一行業不同水平年的用水定額、發展規模、以及水的利用系數。要在需水預測之前先要預測這些參數,由于這些變量較多,其影響因素更多,這些參數的預測比需水的預測更復雜,從而導致預測結果誤差較大。我國以前若干個五年計劃的需水預測成果已經證明了這一點。趨勢法、彈性系數法需要較多的歷史資料,受歷史資料的可收集性限制,這些方法應用起來有一定難度。另外發達國家用水的經驗表明:用水量與人口、發展規模之間的關系不是單一的遞增或遞減關系,不同國家或地區之間有所差別,不同發展階段有所差別,不同產業結構有所差別。因此利用這些方法進行需水預測也有一定困難。
人均綜合用水量法主要應用于城市需水量的預測。由于城市的產業結構十分復雜,要想弄清楚每一個行業的用水定額及其發展規模難度較大,因此為簡化計算,采用人均綜合用水量法來進行需水預測。但是這一方法也有其局限性,因為人口不是區域消耗水資源的唯一指標,尤其是現在隨著現代化程度的提高,經濟社會發展對水資源的需求越來越多,而對人力資源的需求越來越少。因此到底用哪一種方法進行需水預測能夠得出一個可以接受、誤差較小的成果是一個值得研究和探索的問題。
五、生態環境需水量
生態環境需水是指為維持生態和環境功能和進行生態環境建設所需要的最小需水量。實際上,生態需水與環境需水兩者之間存在著交叉和重合的部分,生態需水主要側重在生物維持其自身發展及保護生物多樣性方面,環境需水則主要體現在環境改善方面。
楊愛民、鄭紅星、王浩、劉昌明等認為“:生態需水應該包括環境需水,所以也稱為生態環境需水。生態需水是指在一定的生態保護、恢復或建設目標下,在特定的時空范圍內,其生態系統維持良好的穩定狀態時所需要的水量(包括:地表水、地下水和土壤水)。鑒于現在對生態環境認識的不斷深入,前述界定中的“在一定的生態保護、恢復或建設目標下”的“建設”二字應該去掉。生態環境需水量是目前國內外研究的重點,基本理論和方法也較多,其中大多建立在多學科交叉研究的基礎上,現階段可操作方法主要是基于水文學基礎的幾個方法,如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法:我國在《制定地方水污染排放標準的技術原則和方法》(GB3839--83)中規定:一般河流采用近10a最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量作為設計水文條件。該方法原來用于計算污染物允許排放量,而現階段把它作為生態環境需水量。實際操作上該方法有其局限性,主要表現為部分季節性河流、現階段斷流河道的生態與環境需水量為零,其允許污染物排放量為零(設計水文條件為零)。
Tennant法似:是以預先確定的年平均流量的百分數作為生態環境需水量。Tennant提出,以年平均流量的10%作為水生生物生長低限,以年平均流量的30%作為水生生物生長的滿意流量。Montana以年平均流量的10%作為最小生態需水量,最佳范圍為年平均流量的60%一100%。該方法適合于大江大河等較大流域,而沒有考慮河流流量的年內變化和年際變化,因而有其局限性。此外還有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保證率法、最小月年徑流法、ABF法、FDCA法、40%準則等。這些方法計算方便,基本上是經驗值,各有其實用性。
因此,分析總結前人的成果,提出適應不同對象的水文、生態、環境等條件的生態環境需水量估算方法具有重要意義。
六、水資源短缺
水資源短缺是一個貌似簡單但又存在許多異議的概念。目前國際上通用的判別標準是以人均水資源量進行缺水程度劃分。但是這個劃分標準下面隱藏著許多問題。首先人口不是區域消耗水資源的唯一指標,尤其是現在隨著現代化程度的提高,經濟社會發展對水資源的需求越來越多,而對人力資源的需求越來越少。其次生態需水與人口沒有直接關系,用人口作為評價標準也不合適。因此,對于水資源短缺的辨識采用單一的標準或指標是很難概括的。
實際上,水資源短缺是一個相對的概念,具體對于一定區域來說,它所描述的是一定經濟技術條件下,區域可供水資源量和水質的時空分布不能滿足現實標準下的區域人口、社會經濟、生態與環境等系統對水資源需求時的狀態。因此對缺水的界定應當拓展到水資源系統承載的主客體兩個方面同時考察。
在水資源系統承載主體方面,人類社會已經從最早的逐水而居,發展到現在的資源水利、可持續水利等理性思索,水資源系統的外延不斷被拓展,內涵不斷被豐富。同時人們對水資源開發利用的范圍應由最初單一的地表水系統拓展到地下水、大氣水、海水、劣質水(包括污水、微咸水和咸水)等多個系統,水資源系統承載主體多元化特征日益突出。
水資源系統承載的客體是隨著社會的發展而更替改變,在無人類活動干擾作用下,天然水資源系統在其循環過程中滋養了豐富多樣的天然生態系統。自從人類社會行為作用于水資源系統伊始,水資源系統承載客體的純自然屬性便開始發生改變,水循環系統的社會驅動力持續加大,農業和工業經濟系統的需水量和取水量不斷上升,水資源系統承載的客體逐漸演繹成生態環境系統和社會經濟系統。其社會經濟功能得到充分體現。由于水資源系統承載客的多元化,水資源利用過程中就存在著競爭與分配的問題從水資源系統承載的主體和客體的關系來分析,不簡單地將水資源供需平衡的認為不缺水、不平衡的認為水。且不說水資源系統與生態環境系統的關系目前尚未清楚,就是科學合理地確定一定社會經濟系統需水量及其節水潛力也存在一定的難度,更有社會經濟系統的產結構問題。
因此,對于特定的區域和范圍,如何科學合理地界定其水資源是否短缺值得研究和探討。
七、水資源合理配置
配置是指配備、安排。資源配置是指生產性資產在不同用途之間的分配;資源分配之所以成為問題,一方面是由于社會的資源供應有限,而人類欲望通常又無限,另方面是由于既定資源具有多種不同可供選擇的用途。
水資源合理配置是指在流域或特定的區域范圍內遵循高效、公平和可持續性原則,通過各種工程與非工程措施,考慮市場經濟規律和資源配置準則,通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護生態環境等手段和措施對多種可利用的水源在區域間和各用水部門間進行的調配。
通過以上概念界定可以看出,水資源配置問題提出的前提是水資源有限性而導致的供需不平衡矛盾以及不同用途之間的分配矛盾,關注的重點是多種水源在區域間和各用水部門間的分配。實際上,水資源區別于其他自然資源的重要特征之一是它的時程上分布的不均勻性,因此水資源合理配置不僅體現在空間上,同時也體現在時間上;不僅體現在某一水源上,同時也以現在多種水資源的聯合配置上。
因此,研究和探討水資源合理配置的技術和方法,對于緩解水資源供需矛盾、科學高效地利用水資源具有重要意義。
八、水資源配置的一般原則
前面已經敘及水資源配置問題提出的前提是水資源的相對短缺,即資源有限而需求持續增加導致的供需失衡。當水資源有限,不能滿足所有用戶的用水需求時就存在著分配水量的優先順序問題。