王鵬飛¹ 李捷² 張杰¹
（1北京工業(yè)大學 建筑工程學院 北京 100022
2哈爾濱工業(yè)大學 市政環(huán)境工程學院 黑龍江 哈爾濱 150090）

　　摘要：本文從深圳經(jīng)濟特區(qū)所面臨的水問題出發(fā)，針對特區(qū)水資源短缺和水環(huán)境惡化的現(xiàn)狀，通過對水資源可持續(xù)利用途徑的分析，指出節(jié)制用水、污水再生回用是解決特區(qū)水問題的優(yōu)化途徑，并給出了一些具體的措施和策略。
　　關鍵詞：深圳經(jīng)濟特區(qū)；節(jié)制用水；污水再生回用；可持續(xù)利用
　　Abstract: This paper discussed the optimal approach to solving the crisis of water resource and the practical strategies，based on the analysis of the approaches to the sustainable utilization of water resource in the Shenzhen special economic zone.
　　Keywords: the Shenzhen special economic zone； water conservation；water reclamation；sustainable utilization

0.概述

　　深圳經(jīng)濟特區(qū)位于深圳市南部，東起大鵬灣背仔角，西連珠江口之安樂村，南與香港新界山水相連，北靠梧桐山、羊臺山脈，東西長49公里，南北寬平均7公里，面積327.50平方公里，呈狹長帶狀。特區(qū)地形呈北高南低，由北邊梧桐山，羊臺山脈逐漸向南邊大鵬灣、深圳河和深圳灣傾斜[1]。
　　自特區(qū)設立以來，憑借其優(yōu)越的地理位置和優(yōu)惠政策，經(jīng)過二十多年的艱苦創(chuàng)業(yè)，特區(qū)已經(jīng)由落后的邊陲小鎮(zhèn)發(fā)展成為初具規(guī)模的現(xiàn)代化城市。1980～1999年，國內(nèi)生產(chǎn)總值平均每年遞增31.2%，1999年，深圳的國內(nèi)生產(chǎn)總值達1436.03億元，居全國大中城市第6位；人均國內(nèi)生產(chǎn)總值35896元，居全國大中城市第1位；進出口總額504.28億美元，雙雙連續(xù)7年居全國大中城市第1位^[1]。隨著世界經(jīng)濟結構的調(diào)整，我國加入WTO步伐的加快，深圳在連接內(nèi)地與香港、國內(nèi)與國際、陸地與海上的經(jīng)濟文化交流等方面，發(fā)揮著越來越重要的地位。
　　然而，在這樣一個現(xiàn)代化的國際性大都市中卻也面臨著嚴重水資源危機的威脅。深圳市的水資源總量為19.27億m³/年^[2]，人均水資源量僅為476m³/年，不足全國人均占有量的1/4，約為廣東省人均占有量的1/6，是全國嚴重缺水的七大城市之一。隨著深圳市城市人口的劇增，城市化、工業(yè)化的發(fā)展，污水處理的配套設施能力不足，生態(tài)環(huán)境受到破壞，水資源承載能力不斷下降，城市用水的供需矛盾日益突出，水資源緊缺已成為深圳市經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要制約因素，嚴重地影響了城市經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1.特區(qū)水環(huán)境及水循環(huán)現(xiàn)狀

1.1境內(nèi)自然水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
　　深圳市境內(nèi)雖然河流眾多，但集雨面積都不大，大于100km2的河流只有5條，為深圳河、茅洲河、觀瀾河、龍崗河和坪山河^[3]，其中，特區(qū)內(nèi)僅有深圳河；并且，河流徑流量是由大氣降雨補給的，雖雨量豐富，但降雨量在時間和空間分布不均。夏季多雨，冬春干旱，干濕季節(jié)分明，每年4～9月的降雨量約占全年降雨量的85%，不僅在年內(nèi)分配不均，年際變化也很大，1975年降雨量最大，達2662mm，1963年最小，只有913mm，差值達2.9倍。全市多年平均地表徑流總量18.27億m³，其中特區(qū)內(nèi)3.25億m^3[2]。
至于地下水資源，深圳市主要巖性為花崗巖，地下水富水性不高，估算全市地下水資源可開采量僅為1.0億m³/年；而特區(qū)內(nèi)地下可開采資源量僅為0.01億m³/年，幾乎為零^[2]。
　　綜上所述，全市水資源總量為19.27億m³/年，特區(qū)內(nèi)的水資源總量為3.25億m³/年，而1999年末，全市人口已達405.13萬人，其中特區(qū)內(nèi)190.18萬人[1]，人均自然水資源占有量分別為476 m³/年和170m³/年。
　　由特區(qū)自然水資源現(xiàn)狀可以看出，特區(qū)面臨兩個方面的問題：一方面，人均自然水資源占有量低；另一方面，特區(qū)內(nèi)的河流除深圳河外，都屬于流域面積小于100km2的山區(qū)性中小河流，而河川徑流又主要集中在雨季的十多場降雨過程中，直接提取河流中的水加以利用，水量得不到保證，必須有提、引、蓄工程配套。隨著深圳城市化建設步伐的加快，土地越來越寶貴，而蓄水工程一般要占用大面積的土地，開發(fā)利用難度越來越大。
1.2客水資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀
　　由于本地水資源嚴重匱乏，深圳市城市供水水源主要依賴境外水源，而其主要水源為東江。目前已建成投產(chǎn)的東深供水工程，年供水17.43億m³，其中向香港供11.0億m³，向特區(qū)供4.93億m³，工程沿線供水1.5億m³。根據(jù)協(xié)議規(guī)定，深圳特區(qū)可取水量為4.93億m³/年，日最大供水量148萬m³。據(jù)資料統(tǒng)計顯示，1999年用水量當中，境外引水占特區(qū)總供水量的86.4%，并且有逐年增長的趨勢[4]。
　　從流域上也可以看出，深圳市與東江有著密切聯(lián)系，市域內(nèi)三條100km2以上的河流觀瀾河、龍崗河、坪山河分別是東江支流石馬河及西枝江的上游。且建有東深及東部供水工程，從東江引水供深圳和香港使用。而且，特區(qū)對境外引水的依賴程度較大，境外引水的比例約占特區(qū)內(nèi)淡水供水總量的90%。這使得特區(qū)供水面臨兩種風險：一是境外引水水源污染的風險，境外引水河（渠）道不在本市管轄范圍，水質(zhì)保護的工作難以協(xié)調(diào)；二是引水量不足的風險，遇到干旱年份，各地區(qū)都面臨缺水的情況下，境外引水能否保證也是存在風險的。隨著經(jīng)濟發(fā)展，東江上中游城市需水量的增加，這個問題將愈來愈突出。
1.3非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.3.1污（廢）水處理回用
　　深圳特區(qū)設立時，城市排水就確定為雨、污分流制系統(tǒng)，雨水分區(qū)集中后就近排入河道，污水經(jīng)處理后排放。特區(qū)內(nèi)現(xiàn)已建成4座污水處理廠，分別是濱河污水處理廠（30萬m³/d，二級處理）、羅芳污水處理廠（10萬m³/d，二級處理）、蛇口污水處理廠（2萬m³/d，二級處理）及南山水質(zhì)凈化廠（22萬m³/d，一級處理排海）。
　　目前，除濱河污水處理廠有少部分污水（約1000m³/d）處理后用于污水處理廠綠化、污泥壓濾機清洗用水外，其余污水均直接排入自然水體當中。
1.3.2海水（苦咸水）利用
　　海水利用包括海水淡化和海水直接利用兩方面，是解決沿海城市淡水資源不足的出路之一。深圳市海岸線長達230km，其中特區(qū)海岸線長約63.9km[5]，擁有天然的海水利用條件。目前，深圳市海水利用僅限于工業(yè)用水，較少用于生活用水，工業(yè)用水主要集中于電力行業(yè)。據(jù)調(diào)查，目前利用海水的僅是4家電廠，分別為媽灣電廠、月亮灣電廠、上洞電廠和大亞灣核電廠。主要用海水作為設備的直排冷卻水，1997年深圳市海水利用量為36.43億m³，其中，特區(qū)內(nèi)為5.73億m³/年。詳見下表^[6]。

1997年深圳市海水利用量一覽表^[6] 地點 海水利用量（萬m³/年） 用途 大亞灣核電站 280,000 直接冷卻水 上洞電廠 27,000 直接冷卻水 媽灣電廠（特區(qū)內(nèi)） 56,700 直接冷卻水 月亮灣電廠（特區(qū)內(nèi)） 590 直接冷卻水 合計 364,290

1.4特區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀
　　目前，特區(qū)內(nèi)的主要河流污染十分嚴重，大部分流經(jīng)城區(qū)河段水質(zhì)劣于國家地面水Ⅴ類標準，全市地表水體和近岸海域受到以生活污水為主的廢水的污染日趨嚴重。其中，深圳河、布吉河、大沙河受生活和面源污染較嚴重，水質(zhì)劣于國家地面水Ⅴ類標準，總氮、總磷100%超標^[5]。
　　深圳水庫是深圳市最重要的水源地，除擔負著深圳市本身70%的供水，還擔負著向香港供水的重任。但現(xiàn)在，水庫的補給水源進入水庫前已受到一定程度的污染，1996年時，水庫內(nèi)的總氮、總磷的超標率已達100%^[5]。

2.水資源可持續(xù)利用的途徑

2.1水資源可持續(xù)利用的途徑
　　從今后發(fā)展看，特區(qū)水資源短缺的矛盾將日益嚴重，解決特區(qū)水資源短缺問題，實現(xiàn)特區(qū)水資源的可持續(xù)利用的途徑主要有三條：⑴節(jié)制用水，⑵海水利用，⑶污水回用。
　　⑴節(jié)制用水
　　節(jié)制用水的內(nèi)涵，除了節(jié)約用水量的直接含義之外，還應包含科學合理用水之意，即是促進有限水資源的合理分配與可持續(xù)利用，以追求最佳的社會經(jīng)濟效益。節(jié)制用水帶來的直接、間接效益相當可觀：一方面，用水量的節(jié)約，相應的供水設施的投資及運行管理費用的節(jié)省，；另一方面，因節(jié)水而增加的社會收入，以及由減少排水量而節(jié)省的相應排水系統(tǒng)和其他市政設施的投資及運行管理費用；此外，由于減少排水量、減少污染、改善環(huán)境而避免的各種損失（包括因水質(zhì)惡化而產(chǎn)生的水處理費用和生產(chǎn)損失等），以及所產(chǎn)生的環(huán)境效益與生態(tài)效益[7]。節(jié)制用水包含內(nèi)容非常廣泛，其主要在于以下三個方面：
　　首先，工業(yè)節(jié)水。工業(yè)用水量供水較集中，節(jié)水潛力相對較大且便于采取節(jié)水措施，是節(jié)制用水的重點。其中，萬元產(chǎn)值耗水量和重復用水率是工業(yè)用水的兩個重要指標。工業(yè)節(jié)水的重要措施是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，壓縮限制高耗水工業(yè)，提高低耗水產(chǎn)業(yè)的比重，同時，大力提?quot;清潔生產(chǎn)"，將污水減少、消滅在生產(chǎn)過程中間，變"末端處理"為"源頭控制"，實現(xiàn)工業(yè)需水量的零增長甚至負增長。這樣，才能減緩水資源短缺壓力，保障特區(qū)的水污染防治。
　　其次，農(nóng)業(yè)節(jié)水。使節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)結合起來。節(jié)水灌溉要渠系配套和渠道防滲，管道輸水，變地表漫灌為噴滴灌，進一步減少無效蒸發(fā)和滲漏損失，提高水分利用率。節(jié)水農(nóng)業(yè)包括優(yōu)化輪作制度和灌溉制度、采用優(yōu)質(zhì)品種、優(yōu)化種植結構等。要認識到旱地農(nóng)業(yè)的重要性，力爭旱地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。
　　再者，生活節(jié)水。目前生活用水浪費嚴重，要努力控制配水管網(wǎng)和用水器具的漏耗，推廣使用節(jié)水器具。據(jù)估計，一個關不緊的水龍頭，一個月要流掉6噸水；一個漏水馬桶，一個月要漏掉20噸水，特區(qū)現(xiàn)有人口190萬、戶均人口以3.55計算[8]，按每戶平均4個水龍頭、一個馬桶，假設百分之二十的器具漏水，一年要流掉、漏掉的水就達5652萬m³，相當于一個20萬m³/d凈水廠的年供水量，如果再加上城市公共建筑中的漏失，漏失量將更加驚人。
　　對于特區(qū)而言，其綜合生活用水量基本占據(jù)了城市總用水量的75%，生活用水:工業(yè)用水為3:1[8]，特區(qū)用水主要集中在綜合生活用水方面，其中特區(qū)總用水中，公共建筑用水量占城市總用水量的30.3%，而且，公共建筑用水浪費量極大，特區(qū)生活用水具有很大的節(jié)水潛力。
　　因此，節(jié)制用水必須放在首位，它對于流域治污、對于城市整體經(jīng)濟的發(fā)展和建立節(jié)水型、循環(huán)型社會，有深遠的積極影響。
　　⑵海水利用
　　特區(qū)擁有海岸線長約63.9km，具備較好的海水利用條件。實行海水利用，能夠在很大程度上緩解城市淡水資源緊缺的局面。現(xiàn)在特區(qū)主要將海水用于工業(yè)冷卻水，極少部分用于沖廁。
　　但是對于海水利用，也存在著很多問題。海水中含有35%的溶解鹽和大量有機物，其雜質(zhì)含量為污水二級處理出水的35倍以上，無論基建費或單位成本，海水淡化都超過污水回用。對于海水直接利用，在利用前，都要進行一定的預處理，如沉砂、除藻等，使用過程中，還要注意管道的防腐、防生物附著、結垢、堵塞等問題。并且，無論海水直接用于哪一個方面，最終都將排入城市污水處理廠或深海排放。含海水的城市污水必然會對原城市污水生化系統(tǒng)帶來影響，甚至會使原污水生化處理系統(tǒng)不能正常運行[9]；海水混入城市污水中，提高了污水含鹽量，勢必增加了污水再生回用的困難。如果污水深海排放，由于病原微生物先經(jīng)歷了一個低鹽環(huán)境的適應期，再進入海水后，生存期有可能延長，傳播距離可能更遠[10]。
　　⑶污水回用
　　城市污水具有如下特點：水量大，城市供水量的80～90%將變成污水；受氣候、季節(jié)的影響較小，水量、水質(zhì)相對較穩(wěn)定。目前，許多國家、城市都已將它視為城市的"第二水源"，國內(nèi)外已有不少應用的實例。
　　隨著科技的進步，任何污水都可以通過不同的工藝技術加以處理，以滿足各種需要。但是由于受到經(jīng)濟、技術等條件的制約，目前國內(nèi)外主要將污水回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政雜用、景觀河道用水等。一般來說，二級出水經(jīng)消毒處理后，可用做農(nóng)業(yè)用水；在此基礎上，經(jīng)過混凝、過濾處理，可作為工業(yè)循環(huán)冷卻水、市政雜用水、生活雜用水和景觀用水等；再經(jīng)進一步處理，如經(jīng)膜技術處理或用活性炭吸附后，就可作為工業(yè)上工藝用水或地面水、地下補充水等。目前，國內(nèi)外污水回用工程的處理工藝比較成熟，也制定了一些相應的規(guī)范和要求。如1992年，美國國家環(huán)保局修訂了“污水回用綜合規(guī)范”，其中涉及到污水回用于非飲用的市政、生活雜用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的水質(zhì)標準。1989年，我國正式頒布了“生活雜用水水質(zhì)標準”。1995年中國工程建設標準協(xié)會頒布了“城市污水回用設計規(guī)范”，其中涉及到污水回用于工業(yè)冷卻水、景觀河道水的水質(zhì)標準^[7]。
　　城市污水在城市水資源規(guī)劃中占有非常重要的地位，并且與開發(fā)其它水資源相比，具有非常可觀的經(jīng)濟優(yōu)勢。據(jù)資料顯示，將城市污水深度處理到可以回用作雜用水的程度，其基建投資只相當于從30km外引水；若處理到回用作較高要求的工藝用水，其投資相當于從40～60km外引水[11]。
　　對于特區(qū)而言，跨流域、跨行政區(qū)域引水，目前雖尚能滿足特區(qū)建設的需要，但是并不能從根本上解決特區(qū)的水資源問題。因此，如何充分挖掘本地水資源潛力，合理配置、利用現(xiàn)有水資源，減小對境外引水的依賴，是擺在特區(qū)面前迫切需要解決的一個大問題。由于地理位置和自然條件所限，特區(qū)天然的淡水資源可利用潛力幾乎為零，單純按傳統(tǒng)觀念考慮特區(qū)的水資源開發(fā)，顯然不足以滿足特區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的要求。隨著全球范圍內(nèi)水資源短缺危機的日益加劇，越來越多的國家和地區(qū)開始轉(zhuǎn)向了污水、苦咸水等非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)研究。城市污水回用除為城市提供了新水源之外，還具有上述節(jié)制用水的各項優(yōu)點，從這個意義上說，城市污水再生回用是廣義上的節(jié)制用水。
　　目前，特區(qū)平均每天處理的污水量為54.28萬m³/d，其中二級處理出水為42萬m³/d，除濱河污水處理廠有少部分污水（約1000m³/d）處理后用于污水處理廠綠化、污泥壓濾機清洗用水外，其余污水均就近排入自然水體，不僅給自然水體造成了污染，而且浪費了寶貴的淡水資源。
　　另一方面，從水環(huán)境質(zhì)量的改善來看，單純依靠傳統(tǒng)的污水二級處理技術并不能從根本上解決水污染問題，只能延緩水污染的發(fā)展趨勢。二級生物處理可有效地去除懸浮物（SS）和生化需氧量（BOD5），但對難生物降解物質(zhì)和N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的去除率較低，處理后的出水排入自然水體有可能導致"富營養(yǎng)化"等環(huán)境問題。據(jù)預測，2050年全國城市污水處理率為95%時，我國城市水環(huán)境仍得不到明顯的改善[12]。而如果將城市二級處理水再稍加處理（三級或深度處理），然后將處理后的水作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活雜用等非飲用水供應，一方面可以緩解城市對新鮮水的需求，另一方面也減少了排向城市自然水體的污染物量。由此帶來直接和間接的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益不可估量。
　　因此，將“污水達標排放”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔鬯偕赜谩保蔷徑馍钲谔貐^(qū)水資源日趨緊張、維持水體健康、良性循環(huán)的有效途徑。

3.措施及策略

　　特區(qū)目前主要靠境外引水來解決水資源短缺的問題（境外引水的比例約占特區(qū)內(nèi)淡水供水總量的90%），隨著經(jīng)濟的發(fā)展，東江上中游城市需水量的增加及水體污染的加劇，境外引水的困難將愈來愈大。根據(jù)特區(qū)的實際情況及現(xiàn)有的水資源狀況，解決特區(qū)水資源短缺、實現(xiàn)特區(qū)水資源的可持續(xù)利用，關鍵要從以下幾個方面考慮：
　　①向公眾大力宣傳特區(qū)水資源短缺的現(xiàn)狀，增強公眾對水資源的危機感和緊迫感，提高公眾的節(jié)水意識，同時，推廣普及使用行之有效的節(jié)水技術和節(jié)水器具；
　　②調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)業(yè)布局，推行清潔生產(chǎn)，大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，嚴格限制高耗水的工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，將深圳建設成為節(jié)制用水型的城市；
　　③將城市污水再生回用納入城市總體規(guī)劃和給排水專業(yè)規(guī)劃當中。隨著城市的發(fā)展，總需水量的增加，在編制城市給排水專業(yè)規(guī)劃過程中，要將城市可再生利用的水量考慮進去，根據(jù)各用戶用水水質(zhì)的不同，實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)供、低質(zhì)低供的分質(zhì)供水策略，充分實現(xiàn)城市淡水資源的合理分配；
　　④水資源短缺是制約城市發(fā)展的主要因素之一，因此，要從水資源可持續(xù)利用的角度，確定城市規(guī)模，平衡人口、資源、環(huán)境的關系，做到“以水定發(fā)展”；
　　⑤增加污水處理設施的投資，快速提高污水處理率，并普及深度處理，強化污水再生利用系統(tǒng)的管理體制，加強法規(guī)建設，同時，將污水再生回用率作為城市環(huán)境綜合治理的定量考核指標；
　　⑥制定合理的水價，運用價格杠桿鼓勵企業(yè)使用再生水。

4.結束語

　　水是人類生存的生命線，是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的生命線，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。對于經(jīng)濟高速發(fā)展、水資源極度短缺的特區(qū)而言，這個問題顯得尤為突出。在上述三個解決途徑之中，節(jié)制用水具有多重經(jīng)濟、環(huán)境效益，它從源頭上控制了水的用量，科學合理地分配使用水，是緩解水資源短缺，改善城市水環(huán)境、建立節(jié)水型、循環(huán)型社會的最有效途徑；城市污水再生回用，不但可以有效地解決城市水資源短缺的問題，同時也是水環(huán)境恢復、實現(xiàn)水體的健康、良性循環(huán)的必由之路。雖然，目前污水再生回用在許多方面還有待研究，但是，隨著經(jīng)濟發(fā)展，污水回用技術的進步，以及公共節(jié)制用水意識的增強，污水再生回用將是特區(qū)以及全國各地，乃至全球范圍內(nèi)恢復水環(huán)境、解決水問題的優(yōu)化途徑；海水淡化目前經(jīng)濟上尚有困難，直接用于冷卻和市政雜用又多有弊病，在城市污水沒有充分利用之前，不宜大力發(fā)展。

參考文獻
[1] 深圳市統(tǒng)計信息局編，2000深圳統(tǒng)計信息年鑒，中國統(tǒng)計出版社
[2] 深圳市水務局，深圳市節(jié)約用水2010年規(guī)劃，1999.11
[3] 深圳市水務局，深圳市城市防洪（潮）規(guī)劃附件一 水文分析計算報告，水利部珠江水利委員會深圳城市防洪規(guī)劃組1994.4
[4] 深圳市水務局，深圳市水資源公報1999
[5] 深圳市水務局，深圳市水資源保護規(guī)劃報告，珠江水資源保護科學研究所1998.10
[6] 深圳市水務局，深圳市節(jié)約用水2010年規(guī)劃（副本Ⅲ）深圳市海水利用規(guī)劃報告，1999.4
[7] 董輔祥等編著，城市與工業(yè)節(jié)約用水理論，中國建筑工業(yè)出版社
[8] 深圳市水務局，深圳市節(jié)約用水2010年規(guī)劃（副本Ⅰ）深圳市用水現(xiàn)狀調(diào)查分析報告，1999.4
[9] 張雨山等，大生活用海水技術，海岸工程VoL.19 No.1（73～77）2000.3
[10] 尤作亮等，海水直接利用及其環(huán)境問題分析，給水排水VoL.24 No.3（64～67）1998
[11] 劉士永，污水回用的探討，石油化工環(huán)境保護，1995（3～13）
[12] 錢正英等主編，中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報告及各專題報告，中國水利水電出版社