水的健康循环是循环型城市的基础

发表日期:2005-11-30 浏览人数: 作者:张杰 来源:长江水利网  评论
 
图1 全国往年用水量状况 Fig.1 Water Consumption of China in Past Years
 

摘要:水资源短缺和水环境恶化已经成为中国21世纪社会经济持续发展的瓶颈。本文从人类社会用水历史的发展和物质循环的实际规律出发,指出解决水危机、实现水资源可持续利用的根本途径在于建立起健康的社会水循环。在实现水系统健康循环的基本策略中,城市范畴上的污水深度处理与利用即再生水供应系统是关键,是我国水环境恢复的切入点。大连、深圳、北京、东北地区等地相继进行的较为系统的水资源利用和水环境恢复的研究和实践,是城市水系统健康循环理论雏形的初步应用,显示我国城市排水事业逐渐趋向于水环境的恢复与水资源的循环利用。

关键词:水环境,健康水循环,恢复,再生水,可持续发展,循环经济

Towards the Healthy Water Cycle of China

Zhang JieSchool of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, 150090)

Abstract: Water shortage and water environment deterioration are becoming the bottleneck of the continuous socioeconomic growth of China in the 21st Century. Based on the development of water utilization and the natural matter cycle rule, the author points out that the fundamental approach to resolve the water crises and achieve the sustainable utilization of water resource is to establish a healthy water cycle. Among the strategies to establish it, advanced wastewater treatment and recycle of whole city is the key. The successional researches and practices of water environment restoration in Dalian, Shenzhen, Beijing and North-East Region were the initial applications of the primary healthy water cycle theory, and indicated that the Chinese water industry gradually tend to the water environment restoration and water recycle.

Keywords: water environment, healthy water cycle, restoration, reclaimed water, sustainable development, circular economy

0. 前言

水是人类社会经济发展的基础自然资源,也是人们生存、生活不可替代的生命源泉。但是目前全球一半的河流水量大幅减少或被严重污染,世界上80个国家占全球40%的人口严重缺水[1]。水资源危机已经成为当今世界许多国家社会经济发展的制约因素。

水在自然界中以固态、液态、气态这三种存在方式处于不停的循环运动状态中:海水蒸发变成云,云又以雨或雪的形式降到地面,部分蒸发,部分渗入地下或汇入河川形成地下、地表径流,最终又回归大海。这种周而复始的大循环称为水的自然循环。

水的社会循环是指在水的自然循环当中,人类不断地利用其中的地下或地表径流满足生活与生产活动之需而产生的人为水循环。例如,城市从自然水体中取水,经过净化处理后供给工业、商业、市政和居民使用,用后的废水经排水系统输送到污水处理厂,处理之后又排回自然水体。这就是水的社会循环,又称水的小循环。水的自然循环和社会循环交织在一起,水的社会循环依赖于自然循环,又对水的自然循环造成了不可忽略的负面影响。

建立循环型城市、循环型社会是人类永续生存和可持续发展的必要趋势。已被世界各国所共识。循环经济的实质是人类在生存、生活、生产过程中。把自己视为地球上生物群中的一员,通过实现资源与能源的循环使用,变对物质资源的消费、消耗过成为物质的生物和物理、化学循环过程。

而人类对水利用的健康循环正是一切物质循环利用之首。是创建循环经济,建立循环型社会所必需的基础。在这里扼要的介绍一下我多年来在城市用水循环工作中的研究成果。

1.可持续发展战略

20世纪中、后期,世界范围内资源短缺与环境恶化问题日趋严重,人们对人与自然、发展的问题进行了广泛的讨论,提出了新的人与自然和谐思想——“可持续发展”。

可持续发展理论作为社会发展理论的重要方面,起源于上世纪五六十年代。由于长期以来采取的“高投入、高消耗、高污染”发展模式,导致了自然资源的过度消耗和生态平衡的破坏,加剧了地区之间的贫富差距。20世纪30~60年代,发达国家发生了令人震惊的“八大公害”事件。在上世纪50年代,福格特的《生存之路》和卡逊的《寂静的春天》等著作首先揭示了人类发展中的生存问题和环境问题,引起世人的广泛关注和讨论。1972年,联合国在瑞典斯德哥尔摩首次召开“人类环境会议”,通过了《人类环境宣言》,提出“人类只有一个地球”,郑重宣告“保护和改善人类环境已成为全人类的一项迫切任务”,唤起了世人环境意识的觉醒。是年,罗马俱乐部发表了著名的研究报告——《增长的极限》(The Limits of Growth),预测“如果让世界人口、工业化、污染、粮食生产和资源消耗方面以现在的趋势继续下去,这个行星上的增长的极限有朝一日将在今后一百年中发生”,并提出了“经济零增长”的控制方法。该报告引起了全球各界的巨大震动。之后引发了沸沸扬扬的关于发展与环境问题的讨论。

1983年,联合国成立世界环境与发展委员会,以挪威首相布伦特兰(G. H. Brundtland)夫人为主席。委员会在1987年提交了题为《我们共同的未来》(Our Common Future)的研究报告。报告定义了“可持续发展”(Sustainable Development)——“既满足当代人需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”,同时提出和阐述了“可持续发展”战略。1992年6月,联合国在巴西召开了环境与发展首脑会议。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等一系列划时代的、指导各国可持续发展的纲领性文件,正式确立了“可持续发展”是当代人类发展的主题。2002年8月,约翰内斯堡可持续发展世界首脑会议再次深化了人类对可持续发展的认识,确认经济发展、社会进步与环境保护相互联系、相互促进,共同构成可持续发展的三大支柱。今天它作为解决环境与发展问题的唯一出路而成为各国的共识。

实质上,可持续发展思想的提出是对人类社会原来所采用的不可持续的生产和消费模式的反思和检讨,是对人与自然、人与社会关系的重新定位。它是人类在几千年的发展过程中正反两方面的经验教训总结,是全人类先进思想的结晶,是人类永续生存和发展的根本之道。

可持续发展的思想在中国已经得到广泛接受并率先付之实践,在世界各国中首先于1994年制订了国家级的行动纲领——《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》。其中提出了中国可持续发展的总体战略和政策措施方案,对于包括水资源与水环境在内的资源环境问题提出了原则性的指导思想。

2.循环经济

随着可持续发展战略的实施,越来越多的人意识到实现经济可持续发展的关键在于经济发展方式的转变。同时,地球所拥有的资源与环境承载力的有限性,客观上也要求我们转换经济增长方式,用新的模式发展经济;要求我们减少对自然资源的消耗,并对被过度使用的生态环境进行补偿。

正是在这一背景之下,产生了知识经济以及循环经济等多种经济理论。循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护思潮兴起的时代[6]。20世纪60年代中期,美国经济学家E·鲍尔丁发表的《宇宙飞船经济观》一文可以作为循环经济(Recycling Economy或Circular Economy)的早期代表。鲍尔丁把污染视为未得到合理利用的“资源剩余”,即只有放错地方的资源,没有绝对无用的垃圾。然而直到90年代,在实施可持续发展战略的过程中,越来越有共识地认识到,当代资源环境问题日益严重的根本原因在于工业革命以来,在以高开采、低利用、高排放为特征的传统线性经济发展模式之后,才产生较系统的循环经济理论。

循环经济的提出是经济发展理论和人与自然生产关系思索的重要突破,它克服了传统经济发展理论把经济和环境系统人为割裂的弊端。所谓循环经济,是对物质闭环流动型经济的简称,是以物质、能量梯次和闭路循环使用为特征的一种新的生产方式。循环经济涉及物质流动的全过程,它不仅包括生产过程也包括消费过程。它本质上是人类生产发展方式的变革,是一种生态经济,把清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体,运用生态学规律来指导人类的经济活动。

循环经济以“3R”原则:减量化原则(Reduce)、再使用原则(Reuse)、再循环原则(Recycle)作为最重要的行动原则。在技术层次上,循环经济从根本上改变了传统经济发展模式“资源—产品—污染排放”单向开放型流动的线性经济。它以“低开采、高利用、低排放” 循环利用模式代替“高开采、低利用、高排放”,真正实现了经济运行过程中“资源—产品—再利用资源”的反馈式流程。通过物质的不断循环利用来发展经济,使经济系统和谐地纳入自然生态系统的物质循环过程中,实现经济活动的生态化。

目前,循环经济已经成为一股潮流和趋势,在发达国家得到广泛认可和实施。1972年德国就制定了《废物处理法》。1996年德国提出《循环经济与废物管理法》,该法对废物处理的优先顺序是:避免产生——循环使用——最终处置[7]。日本也提出建立循环经济的概念。2000年通过和修改了多项环保法规。如《推进形成循环型社会基本法》、《特定家庭用机械再商品化法》、《促进资源有效利用法》等,在2001年4月之前相继付诸实施。美国自1976年制定了《固体废弃物处置法》,现已有半数以上的州制定了不同形式的再生循环法规。而杜邦化学公司与丹麦卡伦堡生态工业区则是在企业和生态工业园区层次上的典型成功范例。

在中国,这两年来,循环经济也得到政府的高度重视,并在不同层次上开展了初步的试点研究。目前中国已按循环经济理念,建立了广西贵港生态工业园等10个生态工业园区。同时已在辽宁、福建等省和城市开展以循环经济为核心的生态省、生态市试点[8]。并于2003年实施《中华人民共和国清洁生产促进法》,为发展循环经济提供了法律保障。

在去年进行的国家中长期科技发展规划战略研究中,生态建设、环境保护与循环经济问题被列为一个专题进行研究,以期在未来15年的科技发展中,充分为循环经济的发展提供科技支撑。

3.水的健康循环是循环经济和循环型社会的基础

3.1 中国水资源与水环境现状

在中国,虽然水资源总量约有2.8万亿m3,但是人均占有水资源量不足2200m3,约为世界人均水量的1/4,列世界第121位[2],是一个不折不扣的贫水国。

建国以来至20世纪90年代,中国用水总量迅速增长,从1949年的约1000亿m3增长到1997年的5566亿m3。之后,一直趋于稳定。到2002年,全国总供水量5497亿立方米。其中地表水源供水量占80.1%,地下水源供水量占19.5%,其他水源供水量(指污水处理再利用量和集雨工程供水量)仅占0.4%[3]。2002年用水量中,农业用水3736亿m3,占总用水量的68.0%,工业用水1142亿m3,占20.8%,生活用水619亿m3,占11.2%。与2001年比较,全国总用水量减少70亿立方米,其中生活用水增加19亿m3,工业用水增加1亿m3,农业用水减少90亿m3。中国往年用水量情况见图1。

目前,中国660多个城市有400个缺水,其中大部分属于因污染导致的水质型缺水。每年水污染造成的经济损失约为全年GNP的1.5%~3%[2]。2000年,全国城镇化水平已经从1949年的10.6%提高到36%,预计中国2020年的城镇化水平将达到50%左右,城镇总人口约为7.5亿[4]。今后城市发展和城镇化的加快必然将进一步加剧缺水危机。根据中国工程院数据,全国可利用水资源量,不考虑从西南调水,扣除生态环境用水后约为8000~9500亿m3。2050年全国需水量可能达到7000~8000亿m3,届时将接近可利用水资源的极限。

更为严峻的是,我国江河污染的严重势态还没有得到有效遏制,整体环境质量还在恶化。2002年,七大水系741个重点监测断面中,仅有29.1%的断面满足I~III类水质要求,30.0%的断面属IV、V类水质,40.9%的断面为劣V类水质[5]。主要湖泊氮、磷污染严重,富营养化问题突出。滇池草海为重度富营养状态,太湖和巢湖为轻度富营养状态。其它大型湖泊洞庭湖、达赉湖、洪泽湖、兴凯湖、南四湖、博斯腾湖、洱海和镜泊湖8个淡水湖泊中,仅兴凯湖达到II类水质标准;洞庭湖和镜泊湖水质达到IV类水质标准;其它湖泊水质均为V类或劣V类。此外,全国以地下水源为主的城市,地下水几乎全部受到不同程度的污染。全国118个城市中,地下水污染严重的占64%,轻度污染的占33%,仅有3%的城市地下水尚属清洁。

3.2恢复健康的水循环

地球上的水不断地进行着水文大循环,水在循环中还能使外来自然污染得以自净。在自然界中,水在不停的循环运动之中可以维持水量和水质的精妙平衡。所以,水是循环型的资源,是可再生的自然资源。

21世纪是协调人口、资源与发展的世纪,人类社会只有建立起物质循环型的城市才能持续发展。笔者以为社会用水的健康循环是循环型社会的基础。而城市污水、污泥的再生利用是水健康循环的必由之路。笔者在《中国工程科学》2002年第8期院士论坛中发表了《我国水环境恢复方略》一文。明确指出水环境恢复与维系的基础是建立起健康的社会水循环。并呼吁建立水环境科学与工程学科。集中市政工程给水排水专业和环境工程从事水污染防治专业的专家、学者、工程技术人员组成水环境科学与工程队伍,专门从事水环境恢复理论与工程技术的研究。为水环境恢复和维系事业提供科学依据和人才基础,使我们能够从水环境角度来从事城市、工业、农业、生态环境的供水、污水处理与再生,建立水的健康循环,恢复良好水环境。要使水资源永续地满足人类社会发展的需求,就必须减少水的社会小循环对自然大循环的干扰,或者使“干扰度”处于水的自然大循环可承载的范围之内。

也就是说,在水的社会循环中,应该有节制地开采水资源,用后还给水体的也应该是为水体自净所能允许的、经过净化了的再生水。由此可见,解决综合水危机、实现水资源可持续利用的根本途径在于实现城市水系统健康循环(健康社会水循环)[9]。

所谓水的健康循环,是指在水的社会循环中,尊重水的自然运动规律和品格,合理科学地使用水资源,同时将使用过的废水经过再生净化,使得上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能,水的社会循环不损害水自然循环的客观规律,从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境,实现水资源的可持续利用。可见,在水的社会循环中,污水处理厂是维持水社会循环得以健康发展的关键,起到净化城市污水,制造再生水的作用。

要建立水系统健康循环,就要求在水社会循环中统筹管理,减少取水量,进行水资源的再生循环利用,降低污染负荷,确保生态环境用水,恢复河湖清流。其基本实施策略如图2所示。其中,还包括污水厂污泥回归农田、恢复城市雨水循环途径、面污染控制等方略。城市范畴上的污水深度处理与利用即再生水供应系统是关键,是我国水环境恢复的切入点。可以说在污水深度处理、超深度处理和有效利用方面的每一点进步都是对人类和地球的贡献。据此,城市排水系统是促进城市用水的健康循环,恢复水环境的生命线工程。它的任务早已超出了排除雨、污水,保护城市生活环境,防止公共水域污染的范畴。这些策略大部分均已在另文专门加以阐释,在此不再赘述。

可见,根据水健康循环的理念,水资源的利用将由过去的“取水—输水—用户—排放”的单向开放型流动,转变为“节制的取水—输水—用户—再生水”的反馈式循环流程。通过水资源的不断循环利用,使水的社会循环和谐地纳入水的自然循环过程中,实现社会用水的健康循环。这是根据人类社会用水历史的发展和物质循环的实际规律探索水资源可持续利用和水环境保护的切实途径。这种认识恰恰正是可持续发展和循环经济“3R”原则在水资源与水环境领域的生动演绎。

2003年进行的国家中长期科技发展规划战略研究中,我们进行了《城市水系统健康循环研究》的课题研究,提出建立较为系统的城市水系统健康循环理论,建立流域城市群用水重复利用、循环利用,城市用水健康循环的示范工程的发展目标。

这种思想提出之初曾受到很多人的漠视甚至反对。因为这是针对人们过度用水、滥排污水和丢弃废物而提出的,是水资源的利用和水环境保护领域进行的一次革命。它将从思想上和技术上彻底改变过去那种只知用水不知再生,将水的循环人为割裂,只是片面地对其中的某个环节进行研究和处理的 “只见树木,不见森林”的局部观和做法,必然会影响某些部门利益或行业利益。这种革命或许需要多年才能得到广泛认同和接受,但是毫无疑问,这次革命将是完全无可避免的,是人类在水资源利用和水环境保护上的一次重要转折。今天,越来越多的人已经注意到并不同程度接受了水健康循环的理念。有些学者也开始开展了有关领域的研究。

3.3中国的实际步伐

中国从建国初期就开始进行有关水问题的研究,对于节水工作开展较早,取得了显著成效。对城市污水处理与利用的研究,早在1958年就被列入国家科研课题。但是长期以来,囿于缺乏系统的水循环理念和水资源利用理论不足等局限,用水与水环境保护模式仍旧沿袭原有“开源-供水-排水-污染治理”相互割裂的老思路。

新世纪初,城市供水排水事业得到迅速发展,供水水质指标要求越来越高,污水再生利用逐步得到较广泛接受,我国城市排水事业趋向于水环境的恢复与水资源的循环利用。

3.3.1 大连

大连市地处辽东半岛最南端,与朝鲜半岛隔黄海相望,南与山东半岛共扼渤海湾,是东北、内蒙古连通华北、华东以及世界各地的海上门户。全市多年平均水资源总量43.41亿m3。按2002年人口598万人计,人均水资源量不足730 m3/a,约为全国人均占有量的1/3,属严重缺水地区。

多年以来大连市采取不同积极措施解决水问题,取得显著成绩。2002年被评为节水型城市,也是我国第一个获得“全球环境500佳”称号的城市。目前,大连市工业用水重复利用率达到85.3%,冷却水循环利用率达到95%,万元产值取水量30 m3。由笔者主持设计的大连春柳污水厂深度处理示范工程(1×104m3/d)于1992年投产运行的。出水供给附近的大连红星化工厂,做为工业冷却水,并为热电厂、染料厂等企业提供了稳定的水源,开创了城市污水作为城市第二水源的事业,树立了城市污水再生利用于工业的典范,为国家的回用水示范工程。目前全市海水直接利用量达350万m3/d,海水淡化约0.4万m3/d。

尽管如此,近年来,水资源供需矛盾日益突出。2002年地表水供水动用了多年调节库容甚多,境内最大水库碧流河水库逼近了死水位;同时海水入侵面积没有得到遏制,大连湾、旅顺海域、金州湾海域等近海海域水质污染严重,流经大连市主市区的各条中、小河流河段如马栏河等,旱季有河皆枯或有水皆污,大都属V类和劣V类水体。

2003年大连市委托笔者组织东北市政院、北京工业大学以及哈尔滨工业大学等单位进行相关研究。针对大连严峻的水危机,研究认为应该将水资源与水环境工作上升至全市范畴上的水资源可持续利用战略,综合考虑全市地表水、地下水、污水资源和海水资源等的合理开发利用及水环境恢复问题,完成了《大连市海水与城市污水资源战略研究》。

研究得出:为大连市城市建设与国民经济的持续发展,为保持和恢复良好的市域和近岸海域的水生态环境,必须建设节水型产业,普及污水二级处理和深度处理,积极推进城市污水再生,建立城市第二供水系统——城市再生水道系统,有效利用稳定的城市内淡水资源。同时提倡海水直接利用于工业,适度建设海水淡化工程。

规划2020年的大连市城市再生水道总规模为70万m3/d,年供再生水1.98亿m3。一期工程2010年规模为35万m3/d,年供再生水1.15亿m3。规划2010年中心城市海水淡化达9万m3/d,2020年达15.5万m3/d。

中心城市再生水道的建设,不仅可补充枯水年约2亿立方米淡水之缺,而且相对二级处理水排放而言可减少排河、排海的污染负荷:T-N6400吨,T-P1300吨,CODcr25550吨。

届时,再生水占可用水资源总量的24%,海水占10%。大连市不仅可实现水资源的供求平衡并稍有盈余,还将切实地改善内河与近岸海域的水质,实现碧海行动计划目标。

3.3.2 深圳

深圳特区是我国第一个经济特区,也是最大的经济特区。同时深圳市又是我国最严重缺水的7个城市之一。即使是按照现有规划实施,2010年东深供水工程和东部水源工程将给特区提供7.04亿m3/a,届时特区可用水资源也仅有7.68亿m3,按2000年人口计算,人均水资源仅为374 m3/a,水资源短缺仍将成为特区经济可持续发展的瓶颈。

同时,虽然2000年污水处理率已经达到56%,但是水环境的污染破坏态势仍没有得到有效的遏制,流经特区的各大小河流基本均属劣V类水体,丧失了原有的使用功能。

针对这种情况,在笔者倡议下,取得深圳市有关部门支持于2000年开展了整体性的水资源循环利用工作,着手开展特区内污水处理厂污水深度处理和回用的研究和规划工作。2001年完成的《深圳特区城市中水道系统规划》,规划建设以城市污水为水源的城市第二供水系统——城市再生水道,将特区城市再生水道系统划分成六个系统。2010年总供水规模为49万m3/d,供水干线管道总长约为130Km。2005年22万m3/d,管道60Km[10]。至2010年,每年可少排入内河与周边海域的BOD5约为4500吨,CODcr约为12050吨。

目前按照规划正在实施阶段,可以预见实现再生回用之后,必将对深圳湾、大鹏湾的水域环境改善将产生巨大的作用。

3.3.3北京

北京地区多年平均年降水为595mm,年均降水总量约100亿m3,形成本地天然水资源总量为39.99亿m3/年。人均占有水资源量不足300m3,是全国人均占有量的1/8。

长期以来,地下水超采十分严重。全市从1961~2000年这40年间累积亏损量达到57.45亿m3。由于地下水超采和受到排放污水的影响,地下水质量和贮存量不断下降。1999年北京市地质环境监测总站等单位对北京市城近郊区169眼监测井监测数据显示,地下水水质已受到严重污染,较差和极差水质占监测井总数的62.7%。

2008年奥运会申办成功给北京市水资源与水环境问题的解决提供了千载难逢的契机。2001年,北京市人民政府、中华人民共和国水利部联合编制了《21世纪初期(2001~2005年)首都水资源可持续利用规划》,按照节流、保护、治污、调水的总体思路,对北京市及周边地区水资源紧缺问题提出了相应的对策措施,目前正在根据规划逐步实施。同年6月,北京市排水集团等单位编制完成了《北京市区城市污水厂再生水回用规划纲要》,初步对规划市区城市污水再生回用提出了设想。

目前,我们正在进行的“北京市水环境恢复方略”研究已经接近尾声,研究的主要目的是根据水循环理论,从整个市域出发,为北京市未来用水策略和水环境保护和恢复工作提供宏观科技支撑。根据初步研究结果,北京市的水资源可持续利用依赖水健康循环的建立,其中,节制用水和城市再生水道系统将起到关键作用。

3.3.4 东北地区流域综合治理

东北地区包括黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙东四盟,总面积约110万km2。东北地区两大主要河流松花江和辽河流域水资源总量1377亿m3,人均水资源量约1287 m3/a。约为我国人均水量的1/2。

东北地区工农业发达,一直是我国重要的粮食基地和工业基地,在中国经济和社会发展史上曾写下浓墨重彩的光辉一页。但是农业和工业的快速发展对水环境造成了严重的压力,加剧了水资源供需矛盾。

辽河流域,除源头之外,大、小河川都是V类和劣V类水体,地下水也受到了不同程度的污染。辽宁省各水域,尤其是浑太流域,城市污水成为了水环境的主要污染源。太子河观音阁水库为Ⅱ类水体,到本溪市下游河段就变成劣Ⅴ类水体,致使参窝水库水质连灌溉标准都不能满足,水资源不能得到重复利用。由此辽宁省本来就缺乏的水资源就更加紧缺。

松花江流域水环境也在劣化。不同水域水质也遭到不同程度污染。松花湖是吉林市、长春市等各中心城市的集中水源。近年来湖上辉发河、蛟河等流域十余座城镇以及湖区周边旅游、农业面源污染,致使湖水污染趋势明显,N、P指标已到Ⅳ类甚或劣于Ⅳ类,高锰酸钾指标为Ⅲ类,湖湾已有富营养化现象。Ⅱ类水体已成历史。虽然现在湖水还可以做为城市水源,但危险严重存在。一旦松花湖变成第二个滇池,吉林省的可持续发展将无从谈起,也将危害于松花江干流流域。

二松吉林下游九台江段水质已达Ⅳ类。沿二松、嫩江和松花江干流各大中城市,吉林市、长春市、德惠市、松原市、齐齐哈尔市、大庆、哈尔滨、佳木斯的城市污水都没有得到很好的处理和再生利用、没有达到城市供水排水系统的健康循环,造成了上游城市污染下游城市,城市群间江水不能重复利用,水质污染困扰着江滨诸城的局面。

要缓解东北地区水资源紧缺的状况,首先要消除水质污染,恢复良好的水环境。为此我们必须遵守水的自然循环规律,减少人为干扰,也就是各城市各地区水的社会循环要步入健康循环的轨道。

根据这种情况,我们在参与今年中国工程院《东北地区水土资源配置、生态环境建设》(简称“东北水资源”项目)研究中,提出了流域内城市群间重复和循环利用的水资源利用观。在这次研究中,将一改过去沿用的行政区概念的水资源配置、配给方式,采取全流域的水资源重复利用与水环境保护研究模式。这种模式将克服过去流域内所属不同地区行政割据的局面,可以更好地统筹流域上、中、下游的产业布局、水资源利用以及污水处理及再生利用等策略。

4.结语

水是可再生的循环性自然资源,要使水资源永续地满足人类社会发展的需求,就必须减少水的社会小循环对自然大循环的干扰的度,或者使“干扰度”处于水的自然大循环可承载的范围之内。

经过多年探索,从最初的污水处理到深度处理回用,我们逐渐认识到解决综合水危机、实现水资源可持续利用的根本途径在于实现城市水系统健康循环(健康社会水循环)。实现水系统健康循环的基本策略包括节制用水、污水深度处理与有效利用、污水厂污泥回归土地、修复城市雨水水文循环、控制面源污染以及实现水资源统筹管理等。其中,城市范畴上的污水深度处理与利用即再生水供应系统是关键,是我国水环境恢复的切入点。

虽然我国城市水系统现状与达成健康循环相比还有很大差距。但是面对我国水资源、水环境的严峻形势,水危机已经受到国人越来越多的关注,引起了政府部门的高度重视。大连、深圳、北京、东北地区等地相继进行的较为系统的水资源利用和水环境恢复的研究和实践,是城市水系统健康循环理论雏形的初步应用,已经在通往社会用水健康循环的道路上迈出了坚实的一步,随着今后理论的进一步完善和实际经验的积累,中国最终将开创21世纪水资源和水环境健康发展的新纪元。

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作者单位:哈尔滨工业大学市政环境工程学院。

 
图2 水系统健康循环实施策略示意图 Fig.2 Implementation Strategy for Healthy Water Cycle

[责任编辑:yeguiren]

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