我國城市水資源短缺的形勢與對策
論文類型 | 基礎研究 | 發表日期 | 2001-10-01 |
來源 | 中國土木工程學會水工業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 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,水源水質污染日趨嚴重,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、發展以及社會文明 ... |
太原理工大學 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,水源水質污染日趨嚴重,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、發展以及社會文明進步是息息相關的。水是大自然賦予人類的寶貴資源,是人類社會可持續發展的必要物質條件。然而,現在由于人為污染和掠奪性開采與濫用,已使水的可用數量正在減少。如果人類對淡水不注意珍惜和節約,就會受到災難性的懲罰。
一、我國城市水資源存在的問題
現在,隨著社會經濟的快速發展,隨著城市化進程的加快,以及水環境的污染,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(水源水質受到污染不能開發利用所致)。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。
我國,河川多年平均徑流量為5.62萬億m3,相當于全球年徑流量的5.6%,居世界第6位。但是,我國的人均占有量只有2392m3/年,相當于世界人均占有量10800m3/年的22%,相當于美國的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。因受技術經濟等條件的限制,即使采取相當的工程措施,2000年對應于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工業廢水及城市污水的排放(未計入鄉鎮企業的),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。
據統計,1979~1988年我國城市的總供水量平均增長率為3.47%,而工業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,其中50個為嚴重缺水。
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個城市嚴重缺水,日缺水量達1600萬m3。值得注意的是,在我國經濟比較發達、人口比較集中的地區,特別是水資源短缺地區(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。據報道,由于供水不足,城市工業每年的經濟損失達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.水源污染日趨嚴重
隨著工業化和人口城市化過程的加快,我國水源污染問題日趨嚴重,其主要污染源為工業廢水、農藥、生活污水以及各種固、氣體廢棄物等,其中工業廢水的危害更為嚴重。
80年代初期,我國90%以上污廢水未經處理即排入水體,致使長江以北地區找不到一條未受污染的主要江河。在調查的5.3萬km長的河段中,污染超標的達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1993年統計,我國污廢水排放量為355.6億m3(工業廢水占61.7%)。據對131條流經城市河流的統計,嚴重污染的26條,重度污染的11條,中度污染的28條。其中符合Ⅰ類水體標準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%,部分河段尤為嚴重。主要污染物質為石油、氨氮、揮發酚、COD、重金屬、砷、氰化物等。
1995年,我國縣以上工業企業的廢水排放量為222億m3,處理達標率為55.5 %。城市污水即使經過二級生化處理,一般只能去除BOD和SS等常規污染物85%左右,對氮、磷等營養物質的去除率不高,很多有毒物質難以去除。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,我國水污染仍呈發展趨勢,不少江河湖泊的水質仍在逐漸變差,工業發達地區水域污染尤為嚴重。據七大水系和內陸河流的110個重點河段統計,符合"地面水環境質量標準"Ⅰ、Ⅱ類的占32%,Ⅲ類的占29%,屬于Ⅳ、Ⅴ類的占39%,主要污染指標為氨氮、有機物(高錳酸鉀耗氧量)揮發酚和生化需氧量等。黃河、松花江、遼河屬Ⅳ、Ⅴ類水質的河段已超過60%。淮河枯水期的水質已達不到Ⅲ類,其大部分支流的水質,常年在Ⅴ類以上。長江和珠江的水質為Ⅳ、Ⅴ類的江段已超過20%。與此同時,城市內及其附近的湖泊普遍已嚴重富營養化,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1993年的資料報導,全國有97%的大中城市地下水受到嚴重污染,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。
總之,目前我國80%的水域、45%的地下水受到污染,90%以上的城市水源嚴重污染。因此,除影響人們健康和工農業產值之外,對城市供水也造成了嚴重危害。
3.遠距離引水工程耗資大,工期長,代價高昂。由于城市近區水源的水量或水質已不能滿足供水的需求,只有跨地區跨流域尋找水源,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,其引水規模為176萬m3/d,引水距離為145km,總投資約為100億人民幣,預測的銷售水價為5.42元/m3。
4.水廠凈化工藝越來越復雜,提高了制水成本。據統計,94年全國廢水排放量為365.3億m3(其中工業廢水占59%),另外鄉鎮企業的廢水量為43億m3,合計共408.3億m3。由于經濟和技術的原因,我國的污廢水尚未得到應用的處理就排入水體(92年的城市污水處理率為4.5%),加上農田化肥與農藥的大量使用,使水環境污染越來越嚴重。加之隨著人們生活水平的提高,對自來水質的要求越來越高。這樣就導致了水廠凈化工藝將越來越復雜,處理流程越來越長。因此,除了改進和加強傳統的凈化工藝之外,還需再增加生物處理、化學處理;前處理、后處理,即預處理和深度處理等。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和增設對原來水廠凈化工藝的補充流程技術。其結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峻形勢,如何解決城市(含工業)用水的供需矛盾?筆者認為其原則性對策有以下幾個方面。
(1)對城市水系統實行統一規劃與管理。即對城市的給水、排水、供水、用水、節水及水資源,應由一個權威性部門進行統一管理。并將城市供水及其水環境的保護納入社會經濟發展計劃,同時建立健全相應的法規和制度,以充分合理地開發利用已有的水資源。
(2)加強供水、用水、節水的科學管理。建立市場機制,理順水價,提高供水行業勞動生產率。大力開展節約用水、計劃用水、合理用水,建設節水型城市,以最大限度地提高水的利用率。
(3)應多種渠道開辟水源。除有計劃進行水利工程建設,建立新水源外,還應根據不同情況利用海水、苦咸地下水和其他低質水,尤其應積極搞好城市污水和工業廢水的處理利用,以擴大可利用水源的范圍。
(4)城市應以可供水資源量為前提,合理規劃和調整工業結構和布局,尤其對耗水型和水污染較嚴重的大工業要慎重建設,以科學地使用水資源,保證城市居民生活安定和經濟可持續發展。
(5)保持生態環境,加強水體保護、水污染防治和水土保持,以涵養水源,增加可利用的水量。
(6)大力發展水工業,這不僅是可持續發展戰略的一項重大工程,也是緩解城市水危機的一項重要舉措。水工業是隨著水的商品化和產業化生產而逐步形成和完善的新興工業,是關于水的開采、加工、輸送、回收及利用的綜合產業。水工業是以城市及工業為對象,以水質為中心,從事水資源的可持續開發利用,以滿足社會經濟可持續發展所需求的水量作為主要目標的特殊工業。是傳統的給水排水與社會可持續發展的社會主義市場經濟下的結合,也是給水排水工程二十一世紀的新發展。
隨著城市水系統管理的加強,"開源與節流并重、節流優先、治污為本、科學開源、綜合利用"方針的認真貫徹執行,以及水工業的產業體系、學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整和減弱。
參 考 文 獻
[1] 崔玉川,水危機的呼喚,水工業與可持續發展,清華大學出版社,1998,12;
[2] 鐘淳昌等,中國城市給水工程的發展趨勢,給水排水,1994-6-41;
[3] 董輔祥等,城市與工業節約用水理論,中國建筑工業出版社,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,城市環境與城市生態,1998-3-23;
[5] 劉曉松,中國水工業發展的現狀與對策,中國給水排水,1995-2-19;
[6] 崔玉川等,我國城市給水發展現狀與特點,中國給水排水,1999-2-52。
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