城市水资源利用与可持续发展

来源:用户上传      作者:

　　摘要：在当今全球城市化的进程越来越快，城市需水量日渐增加，水污染状况有增无减，资源型与水质型缺水城市越来越多的情况下，传统的或现行的城市给水排水专业规划观念已不能保证城市流域水资源污染和区域自然水环境遭受破坏。提出城市流域水资源循环利用与可持续发展规划新概念，目的是要建立起现代城市的给排水规划理念，为实现节能减排，构建“资源节约型，环境友好型”城市打下基础。
　　关键词：水资源规划给水排水
　　传统的或现行的城市给水排水专业规划的基本要求是：如何满足城市生产与生活用水的需求和保证排水快速安全；而城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念是：除保证城市生产与生活用水的需求和安全外，是将一个城市或一个区域的供水或污水废水都把它看成是一种资源，而对这种资源进行系统的规划，使之合理的进行处理与循环利用，达到本区域或本流域的水环境平衡，保持社会经济的可持续发展，构筑资源节约型，环境友好型城市。
　　1社会水循环与自然水循环的关系
　　社会水循环是自然水循环的一个附加组成部分，对自然水循环产生强烈的相互交流作用，不同程度地改变世界上水的循环运动。开发利用水资源是人类对水资源时空分布进行干预的直接方式，在人类大兴水利带来巨大生产效益和能源效益的同时，社会水循环对自然水循环带来的负面影响也日益显现出来。主要表现在以下几个方面：①水循环的途径被改变（时空变化），人工水库、人工运河、大坝、长距离跨流域引水等水利工程都大规模地截流水量，改变水循环的途径，使下游河段过水量减少，甚至干涸，导致河流对地下水补给量锐减。跨流域的调水，会加大地表水分支流域，水流的分散性增强，有可能影响地表水的更新周期和运动节律；②水循环量发生变化。人类提取的径流量每年达到全球可更新水资源量的10％左右，显著地改变了地表河流的入海量，使得不同层次区域上水循环量发生了显著的变化。③水质的变化，水体经过人类用水循环的干扰后，在水中化学物质的种类和数量上都有了极大的增加。污染源包括未处理的污水、化学排放物以及农田中冲刷的和渗入地下的农用化学品。
　　2我国社会水循环现状与传统城市给排水规划观念的反思
　　目前，我国总体上来看，社会水循环仍是一种粗放式、单向流的循环机制。即从流域上游或地下水含水层取水，经过用户一次利用之后，大部分排放至下游水体中。在整个水循环过程中，水只是一次性得到利用，并没有形成负反馈机制。全国可开采水资源总量的58％已经被使用，工农业发展和生活用水的增长全部依靠增加水资源的开采量来得到满足。但是，这些用于农业，农灌尾水和农田径流挟带着大量的化肥、农药回归水体，城市用户产生的大量污水大部分直接排放，不断地加大了对自然水循环的干扰，从而造成了两者之间的尖锐矛盾。
　　据预测，全国可开采利用的水资源，不考虑从西南调水，扣除生态环境用水后约为8000~9500X108m3，到2050年，全国需水量可能达到7000~8000X108m3，届时将接近可开采量的极限。到21世纪中叶，预计我国城市污水仍有较大增长，其中生活污水增长量占据了总增长量的较大份额。
　　就传统的城市给水规划而言，给水规划是以满足城市用水量要求，保证供水水质为最终目的，常把重点放在寻找水源上。但由于区域水资源受到污染，或暂时受到污染，水源水质不能满足城市供水水源的水质标准要求，在一时难以选择到理想的水源时，许多城市不是如何想办法治理和防止区域流域污染，而仍是从源头、上游取水。总的来看，城镇发展取水用水一直沿用这样一种线性思维：从近处取水不足时从上游或周围地区调水，用后排放、废弃；水资源仍不足时，考虑从更远一些的地方去调水。这种思维方式的流行，促使很多地方建设的引水工程其规模越来越大，距离越来越远，而把城市河流变成了天然下水道。这种用水策略越来越依赖城市内陆腹地河流上游地区水源的可用性。但这种可用性面临着越来越大的挑战。尤其是河流上游地区的用水增加，而下游地区可利用水资源量不断下降，同时水质也在不断恶化。
　　这种传统用水模式的弊端是：①大量的长距离调水工程，带来日益增长的巨额费用，造成越来越重的财政负担和水价的上涨；②可供用水量会日益衰减，水质安全问题难以保证；③河流生命将逐步丧失，景观和地貌会加速改变；④城市和地区之间的冲突和潜在纠纷会日益增加。
　　在传统的排水模式方面，城市排水则是以防止雨洪内涝、排除和处理城市污水、保护城市公共环境和本区域流域水质为目的，普遍认为污水是有害的，应尽快排除到城市下游。这种观念导致的结果往往是保护了局部的生活环境，危害了广大流域地区。这种传统排水模式的弊端是：①对城市排水规划理念的认识不明确，内容过于粗糙，排水规划只是简单地根据用地规划和城市道路规划划分排水区域，确定排水体制，大致勾勒出排水主干线和污水处理厂的位置，没有进行必要的区域水资源方案论证和综合协调，缺乏科学合理的方案比较；②传统城市排水规划只局限于单一的排放而不具备水资源循环利用与持续发展的观念，没有确立雨水、污水亦是一种资源以及要优先利用然后再排放的思想；③局限于本城市或本区域的排水规划，缺乏流域综合开发与利用的观念；④城市排水规划与市政污水与雨水处理设施建设缺乏有效的协调和配合；⑤缺少雨水污水资源化利用的技术配套措施。
　　总之，在我国传统的城市给排水规划理念中，比较多地受到“改造自然”、“人定胜天”等思想的影响，没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察，片面地强调满足人类社会发展的愿望，以致干扰甚至破坏了流域和区域生态系统的协调和均衡。
　　3城市可持续发展的社会水循环理念
　　其实，在流域的城市群中，大多数城市都是临水而建，通过若干年的建设与发展，从城市功能上基本连成一体，一个城市的下游同时是另一个下游城市的上游。作为良好的水环境并不是局部地域而是整个流域。
　　在一座城市中，健康的水循环是要求城市具有完备的给水排水系统，既要有安全、可靠的供水系统，为居民提供洁净的饮用水，又要有污水收集、处理、深度净化、有效利用与排除系统。
　　如何建立城市可持续发展的社会水循环理念，在与传统的城市排水系统相比，至少在理念上具有以下三个方面的根本性变化。
　　4城市水资源循环利用与可持续发展规划理念
　　提出城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念，主要是基于对目前现行的城市给水排水专业规划在规划理念上一种转变的探讨，是实现现代城市给排水规划概念的关键，城市给排水规划由传统观念向现代理念转变可归纳为以下几个方面：
　　从人对自然的索取向人与自然的协调共生、更有效地利用水资源可再生特性的观念转变；从以需定供，向以供定需转变；从以管理出厂水质为主，向管理用户水质转变；从各自为政、各取所需，向资源共享、流域统筹管理转变；从重常规处理工艺，向深度强化处理工艺转变；从开源与节流并重，向以节流为先，治污为本，科学开源，综合利用转变；从重污水达标排放，向污水资源化利用转变；从只注重终端处理，向既注重终端处理更注重始端管理转变；从单纯的雨水防洪排涝，向水资源利用角度强化雨水的管理和利用转变；从传统管理，向信息化管理，社会化服务，法制化监控，多元化投资转变。
　　在现代城市供水系统的规划与设计中，新的供水规划理念是：首先考虑的是任何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水量与水环境容量，全面提高水资源使用效率；在缺水城市和地区，要向当地政府和规划部门提出调整产业结构及控制用地规模，限制大耗水工业的发展，提高工业重复用水率；对与城市供水存在一定矛盾的上游农业区应积极发展节水农业，包括调整种植结构、产业结构使之与资源条件相匹配并推行节水灌溉，为下游城市提供丰裕的水资源环境；在城市用水规模预测中把工业节水指标考虑进去，并使工业复用水率这一主要节水控制指标落到实处；城市取水规划应立足于依靠本地区河流的水资源来解决，最大限度地控制远距离调水，在保证生态用水量的情况下控制取水规模。一般认为取水量不超过径流量的40％是较为合适的；在缺水严重的地区，在取水量不得已超过径流量40％时，必须根据河流生态需水的质和量要求，利用再生水补给，增加相应份额的生态用水量；上游城市的用水和排水不影响下游城市的用水，实现水资源共享，每个城市既需要限制取水的数量，也要控制排水的数量和质量，不至于污染下游河段，从而保证整条河流的水资源利用是可持续的。
　　随着社会的发展和环境意识的增强，我国水污染控制经历了由单一污染源的治理、污水达标排放到区域综合防治、总量控制的两个阶段。但其中废水处理设备运行率、利用率、污染物去除率大部分不高，很多设备没有发挥作用。同时对城市污水处理厂的重视也不够，尤其缺乏污水再生、再循环的理念。
　　在新的排水规划理念中，首先应该考虑的是如何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水环境容量，根据地形与地貌，以流域来划分排水分区，确定排水体制，制定排放标准以及处理工艺路线，提出节能减排目标，提高水资源使用效率。
　　在进行城市总体规划时，要及时编制区域水资源规划。排水规划应改变以往总是服从于总体规划，被动地与城市总体布局相配套的工作观念和工作方式。应主动探索，为总体规划提出与区域水资源规划和排水规划密切相关的合理化建议，例如，为满足区域水资源规划要求，在作总体规划时，明确提出需要保留的天然水系和满足排水要求的道路设计与高程设计等；要积极与水利、城市防洪等专业规划配合，合理利用水资源。要树立流域观念，打破行政区划，站在全流域的高度来考虑城市及区域排水规划。
　　为了适应现代排水系统功能的变革，现今的城市排水系统将由污水收集系统、污水处理再生系统、再生水供水系统和优质处理水排放系统所组成。与传统的排水系统相比，它增加了污水再生与回用的内容，提高了污水处理程度，由污水二级处理提高到污水深度处理甚至超深度处理，达到再生水的要求。应对整个城市的功能分区、工业分布、排水管网及污水处理现状等做周密调查，调查现有的和预测潜在的再生水用户的地理位置及水量与水质要求，并将这种结果反应到专项规划中。将污水处理厂视为再生水厂，改变将污水处理厂摆放在城市最下游进行高度集中处理的传统做法。
　　城市流域水资源循环利用与可持续发展规划的研究，目的是在传统的城市给水排水专业规划的基础之上，提出一些新的城市给水排水规划理念。在当今人类面临越来越严重的水危机情况下，采取更多的城市流域水资源循环利用的措施，为构建“资源节约型，环境友好型”城市打下良好基础，让人类和社会得以更好地可持续发展。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-601375.htm