我國城市水資源短缺的形勢與對策
論文類型 | 基礎(chǔ)研究 | 發(fā)表日期 | 2001-10-01 |
來源 | 中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會給水委員會第八次年會 | ||
作者 | 崔玉川 | ||
摘要 | 太原理工大學(xué) 崔玉川 (太原市迎澤西大街79號,030024) 提 要:本文闡述了我國城市水資源存在的主要問題:水量不足,水源水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重,遠距離引水代價大,水廠凈化工藝流程加長,制水成本提高等。并簡要提出了六條解決城市水資源短缺的原則性對策。 水與人類的生存、發(fā)展以及社會文明 ... |
太原理工大學(xué) 崔玉川
(太原市迎澤西大街79號,030024)
提 要:本文闡述了我國城市水資源存在的主要問題:水量不足,水源水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重,遠距離引水代價大,水廠凈化工藝流程加長,制水成本提高等。并簡要提出了六條解決城市水資源短缺的原則性對策。
水與人類的生存、發(fā)展以及社會文明進步是息息相關(guān)的。水是大自然賦予人類的寶貴資源,是人類社會可持續(xù)發(fā)展的必要物質(zhì)條件。然而,現(xiàn)在由于人為污染和掠奪性開采與濫用,已使水的可用數(shù)量正在減少。如果人類對淡水不注意珍惜和節(jié)約,就會受到災(zāi)難性的懲罰。
一、我國城市水資源存在的問題
現(xiàn)在,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,隨著城市化進程的加快,以及水環(huán)境的污染,使我國的城市給水面臨以下幾個問題。
1.供水量不足
城市缺水是當(dāng)前的一個世界性問題。城市缺水有四種類型,即資源型(因無水源而形成);工程型(缺乏投資無法建設(shè)供水工程而形成);管理型(使用不合理,浪費大所造成);污染型(水源水質(zhì)受到污染不能開發(fā)利用所致)。在我國這四種情形皆有,但主要是資源型和管理型缺水,尤其是華北和東北地區(qū)。
我國,河川多年平均徑流量為5.62萬億m3,相當(dāng)于全球年徑流量的5.6%,居世界第6位。但是,我國的人均占有量只有2392m3/年,相當(dāng)于世界人均占有量10800m3/年的22%,相當(dāng)于美國的1/5,加拿大的1/50,居世界第110位,被列入世界13個貧水國家的名單。
值得注意的是,在我國的年徑流總量中,有條件利用的水量約為12000億m3。因受技術(shù)經(jīng)濟等條件的限制,即使采取相當(dāng)?shù)墓こ檀胧?000年對應(yīng)于75%保證率的的可供水量僅有7000億m3左右。若再扣除由于每年300多億m3工業(yè)廢水及城市污水的排放(未計入鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的),所污染的水量至少有3000多億m3,這樣我國剩下的清潔可用淡水量只有4000億m3。據(jù)推算(按翻兩番),2000年我國的總用水量達7000億m3左右,占我國總可用水量的60%,占實際可用水量的100%,占實際可用清潔水資源的175%。這樣,很明顯赤字就是水危機。
據(jù)統(tǒng)計,1979~1988年我國城市的總供水量平均增長率為3.47%,而工業(yè)與城市生活需水量的平均增長率分別為4.0%和8.5%,即需水量增長率大于供水能力的增長率。實際上,1983年在236個城市中即有188個城市缺水,日缺水量達1240萬m3。到1990年,全國467個城市共有水廠1220座,日供水能力6382.5萬m3。"七五"期間,全國城市平均每年雖然節(jié)約用水量約10億m3,但1990年全國仍有300個城市缺水,日缺水量達1000萬m3。
1992年,全國城市的綜合日供水能力為16036.4萬m3,但仍有300多個城市處于缺水狀態(tài),其中50個為嚴(yán)重缺水。
1996年在全國的666個建制市中,有330個不同程度缺水,在32個百萬人口以上的特大城市中,有30個長期受缺水的因擾。
2000年的資料指出,在全國669個城市中,400個城市常年供水不足,其中有110個城市嚴(yán)重缺水,日缺水量達1600萬m3。值得注意的是,在我國經(jīng)濟比較發(fā)達、人口比較集中的地區(qū),特別是水資源短缺地區(qū)(如海河及黃河下游平原、山東半島、遼河平原及遼東半島、汾渭地塹、淮北平原、四川盆地等)的城市水的供需矛盾尤為突出。例如,北京市每年缺水11.4億m3,天津市缺水26.2億m3,唐山與秦皇島市缺水近7億m3,遼寧渾河太子河一帶的城市總計每年缺水28億m3。據(jù)報道,由于供水不足,城市工業(yè)每年的經(jīng)濟損失達2300億元。同時給城市居民生活造成許多困難和不便,成為城市社會中的一種隱憂。
2.水源污染日趨嚴(yán)重
隨著工業(yè)化和人口城市化過程的加快,我國水源污染問題日趨嚴(yán)重,其主要污染源為工業(yè)廢水、農(nóng)藥、生活污水以及各種固、氣體廢棄物等,其中工業(yè)廢水的危害更為嚴(yán)重。
80年代初期,我國90%以上污廢水未經(jīng)處理即排入水體,致使長江以北地區(qū)找不到一條未受污染的主要江河。在調(diào)查的5.3萬km長的河段中,污染超標(biāo)的達35.5 %。其中已不宜作灌溉的1.26萬km,魚蝦已全絕跡的0.24萬km。在評價河段總長9萬km中,有20.7%的河段受到有機物污染,受五項毒物(酚、氰、汞、鉻、砷)污染的占21.8%。
90年代初期,據(jù)1993年統(tǒng)計,我國污廢水排放量為355.6億m3(工業(yè)廢水占61.7%)。據(jù)對131條流經(jīng)城市河流的統(tǒng)計,嚴(yán)重污染的26條,重度污染的11條,中度污染的28條。其中符合Ⅰ類水體標(biāo)準(zhǔn)9條,符合Ⅱ類的4條,符合Ⅲ類的46條,屬于Ⅳ、Ⅴ類的72條,占54.9%,部分河段尤為嚴(yán)重。主要污染物質(zhì)為石油、氨氮、揮發(fā)酚、COD、重金屬、砷、氰化物等。
1995年,我國縣以上工業(yè)企業(yè)的廢水排放量為222億m3,處理達標(biāo)率為55.5 %。城市污水即使經(jīng)過二級生化處理,一般只能去除BOD和SS等常規(guī)污染物85%左右,對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除率不高,很多有毒物質(zhì)難以去除。處理后的污水排入水體,大約需6倍以上的清潔水,才能使水稀釋到無害化程度。
近年來,我國水污染仍呈發(fā)展趨勢,不少江河湖泊的水質(zhì)仍在逐漸變差,工業(yè)發(fā)達地區(qū)水域污染尤為嚴(yán)重。據(jù)七大水系和內(nèi)陸河流的110個重點河段統(tǒng)計,符合"地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)"Ⅰ、Ⅱ類的占32%,Ⅲ類的占29%,屬于Ⅳ、Ⅴ類的占39%,主要污染指標(biāo)為氨氮、有機物(高錳酸鉀耗氧量)揮發(fā)酚和生化需氧量等。黃河、松花江、遼河屬Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的河段已超過60%?;春涌菟诘乃|(zhì)已達不到Ⅲ類,其大部分支流的水質(zhì),常年在Ⅴ類以上。長江和珠江的水質(zhì)為Ⅳ、Ⅴ類的江段已超過20%。與此同時,城市內(nèi)及其附近的湖泊普遍已嚴(yán)重富營養(yǎng)化,例如滇池的藻類含量達3000萬個/1。此外。全國以地下水源為主的城市,地下水幾乎全部受到不同程度的污染。據(jù)1993年的資料報導(dǎo),全國有97%的大中城市地下水受到嚴(yán)重污染,118個城市中只有3個城市地下水未受到污染。地下水污染物一般以酚、氰、砷、硝酸鹽為主,鉻、流、汞次之。北方許多城市由于超采嚴(yán)重,使地下水的硬度、硝酸鹽、氯化物的含量逐年上升以至超標(biāo)。
總之,目前我國80%的水域、45%的地下水受到污染,90%以上的城市水源嚴(yán)重污染。因此,除影響人們健康和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值之外,對城市供水也造成了嚴(yán)重危害。
3.遠距離引水工程耗資大,工期長,代價高昂。由于城市近區(qū)水源的水量或水質(zhì)已不能滿足供水的需求,只有跨地區(qū)跨流域?qū)ふ宜?,水源越來越遠,造成長距離引水工程越來越多。目前已建成引水距離最長的天津引灤工程、太原引黃濟并工程和大連碧流河引水工程,其引水距離都在100km以上。以太原的引黃工程為例,其引水規(guī)模為176萬m3/d,引水距離為145km,總投資約為100億人民幣,預(yù)測的銷售水價為5.42元/m3。
4.水廠凈化工藝越來越復(fù)雜,提高了制水成本。據(jù)統(tǒng)計,94年全國廢水排放量為365.3億m3(其中工業(yè)廢水占59%),另外鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的廢水量為43億m3,合計共408.3億m3。由于經(jīng)濟和技術(shù)的原因,我國的污廢水尚未得到應(yīng)用的處理就排入水體(92年的城市污水處理率為4.5%),加上農(nóng)田化肥與農(nóng)藥的大量使用,使水環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。加之隨著人們生活水平的提高,對自來水質(zhì)的要求越來越高。這樣就導(dǎo)致了水廠凈化工藝將越來越復(fù)雜,處理流程越來越長。因此,除了改進和加強傳統(tǒng)的凈化工藝之外,還需再增加生物處理、化學(xué)處理;前處理、后處理,即預(yù)處理和深度處理等。例如近幾年,蚌埠、寧波、嘉興、紹興、昆明、大慶、合肥等城市供水部門,都在撥出專門資金積極研究開發(fā)和增設(shè)對原來水廠凈化工藝的補充流程技術(shù)。其結(jié)果勢必會使制水成本提高。
二、解決城市缺水的對策
面對水資源短缺的嚴(yán)峻形勢,如何解決城市(含工業(yè))用水的供需矛盾?筆者認(rèn)為其原則性對策有以下幾個方面。
?。?)對城市水系統(tǒng)實行統(tǒng)一規(guī)劃與管理。即對城市的給水、排水、供水、用水、節(jié)水及水資源,應(yīng)由一個權(quán)威性部門進行統(tǒng)一管理。并將城市供水及其水環(huán)境的保護納入社會經(jīng)濟發(fā)展計劃,同時建立健全相應(yīng)的法規(guī)和制度,以充分合理地開發(fā)利用已有的水資源。
(2)加強供水、用水、節(jié)水的科學(xué)管理。建立市場機制,理順?biāo)畠r,提高供水行業(yè)勞動生產(chǎn)率。大力開展節(jié)約用水、計劃用水、合理用水,建設(shè)節(jié)水型城市,以最大限度地提高水的利用率。
?。?)應(yīng)多種渠道開辟水源。除有計劃進行水利工程建設(shè),建立新水源外,還應(yīng)根據(jù)不同情況利用海水、苦咸地下水和其他低質(zhì)水,尤其應(yīng)積極搞好城市污水和工業(yè)廢水的處理利用,以擴大可利用水源的范圍。
(4)城市應(yīng)以可供水資源量為前提,合理規(guī)劃和調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)和布局,尤其對耗水型和水污染較嚴(yán)重的大工業(yè)要慎重建設(shè),以科學(xué)地使用水資源,保證城市居民生活安定和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
?。?)保持生態(tài)環(huán)境,加強水體保護、水污染防治和水土保持,以涵養(yǎng)水源,增加可利用的水量。
?。?)大力發(fā)展水工業(yè),這不僅是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一項重大工程,也是緩解城市水危機的一項重要舉措。水工業(yè)是隨著水的商品化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)而逐步形成和完善的新興工業(yè),是關(guān)于水的開采、加工、輸送、回收及利用的綜合產(chǎn)業(yè)。水工業(yè)是以城市及工業(yè)為對象,以水質(zhì)為中心,從事水資源的可持續(xù)開發(fā)利用,以滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展所需求的水量作為主要目標(biāo)的特殊工業(yè)。是傳統(tǒng)的給水排水與社會可持續(xù)發(fā)展的社會主義市場經(jīng)濟下的結(jié)合,也是給水排水工程二十一世紀(jì)的新發(fā)展。
隨著城市水系統(tǒng)管理的加強,"開源與節(jié)流并重、節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學(xué)開源、綜合利用"方針的認(rèn)真貫徹執(zhí)行,以及水工業(yè)的產(chǎn)業(yè)體系、學(xué)科體系和法制體系的日益完善,在全社會的共同努力下,城市水危機的強度將會逐步得到有力的調(diào)整和減弱。
參 考 文 獻
[1] 崔玉川,水危機的呼喚,水工業(yè)與可持續(xù)發(fā)展,清華大學(xué)出版社,1998,12;
[2] 鐘淳昌等,中國城市給水工程的發(fā)展趨勢,給水排水,1994-6-41;
[3] 董輔祥等,城市與工業(yè)節(jié)約用水理論,中國建筑工業(yè)出版社,2000,6;
[4] 崔玉川,我國水污染及飲用水源中有機污染物的危害,城市環(huán)境與城市生態(tài),1998-3-23;
[5] 劉曉松,中國水工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與對策,中國給水排水,1995-2-19;
[6] 崔玉川等,我國城市給水發(fā)展現(xiàn)狀與特點,中國給水排水,1999-2-52。
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