城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概論

1、城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概論         09-02-26 16:12:00     作者：楊青山    編輯：studa20摘要：在當今全球城市化的進程越來越快，城市需水量日漸增加，水污染狀況有增無減，資源型與水質(zhì)型缺水城市越來越多的情況下，傳統(tǒng)的或現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃觀念已不能保證城市流域水資源污染和區(qū)域自然水環(huán)境遭受破壞。提出城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃新概念，目的是要建立起現(xiàn)代城市的給排水規(guī)劃理

2、念，為實現(xiàn)節(jié)能減排，構(gòu)建“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”城市打下基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：水資源； 規(guī)劃； 給水排水； 循環(huán)利用 Abstract：With the development of urbanization the urban water demand is keeping increasing, meanwhile water pollution becomes more serious. Now there's more and more water resource or water quality-induced water shortage , therefore the tr

3、aditional or present concept on urban water supply and drainage planning could not satisfy the demand to protect the urban water resource and regional natural water environment. In the paper the new concept on urban water supply and drainage planning is proposed so as to set up the modern urban wate

4、r and water drainage planning concept and make the basis for realization of energy-saving and emission-reduction and the construction of resource-saving and environmental-friendly city. Keywords：water resource； planning； water supply and drainage 隨著全球城市化的進程，城市需水量日漸增加，水污染狀況有增無減，水量性缺水也逐漸向資源性與水質(zhì)性缺水轉(zhuǎn)變。本

5、文提出城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念，主要是基于對目前現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃在規(guī)劃理念上一種轉(zhuǎn)變的探討。 傳統(tǒng)的或現(xiàn)行的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃的基本要求是：如何滿足城市生產(chǎn)與生活用水的需求和保證排水快速安全；而城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念是：除保證城市生產(chǎn)與生活用水的需求和安全外，是將一個城市或一個區(qū)域的供水或污水廢水都把它看成是一種資源，而對這種資源進行系統(tǒng)的規(guī)劃，使之合理的進行處理與循環(huán)利用，達到本區(qū)域或本流域的水環(huán)境平衡，保持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)筑資源節(jié)約型，環(huán)境友好型城市。 1水資源循環(huán)概念 水是循環(huán)性資源，亦是可以再生的資源。根據(jù)其客觀規(guī)律和循環(huán)的方式

6、，我們可以把它分為自然循環(huán)與社會循環(huán)。 1.1自然水循環(huán) 水在自然界中以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種方式存在，在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈范圍內(nèi)處于往復(fù)不停的循環(huán)運動狀態(tài)中。在太陽輻射和地心引力的作用下，水從海洋蒸發(fā)變成云（水汽），又以雨、雪等方式降落到地面，部分蒸發(fā)，部分滲入地下或匯成地下徑流和地表徑流，最終又回歸大海。水的這種周而復(fù)始的循環(huán)運動稱為水的自然循環(huán)。 自然水循環(huán)的特點：自然水循環(huán)是一個相對穩(wěn)定的、而又錯綜復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，不論是大循環(huán)還是小循環(huán)，都和氣候、土壤、地質(zhì)地貌和植被條件等自然因素有關(guān)。還受到山塘、水庫等人為因素影響。水資源的質(zhì)與量及其分布狀況是自然歷史發(fā)展的產(chǎn)物；在水的自然循

7、環(huán)中，不但存在水量的平衡關(guān)系，而且還存在著水質(zhì)的動態(tài)平衡關(guān)系，即水質(zhì)的可再生性。 在大自然循環(huán)條件下，全球的水量循環(huán)是平衡的。據(jù)近期資料報道，全球的循環(huán)水量為496000Km3。其中，海洋蒸發(fā)水量425000 Km3，陸地（包括陸地水面以及土地）蒸發(fā)水量71000 Km3；全球水分蒸發(fā)水量496000 Km3；海面降雨量385000 Km3，陸地降雨量111000 Km3，全球水分總降雨水量496000 Km3?？偨涤晁颗c總蒸發(fā)水量是平衡的。另外，在海域與陸地水量平衡方面，陸地降雨量比陸地蒸發(fā)量多40000 Km3，這部分水量即為入海徑流量。海域水面蒸發(fā)量比海域水面降雨量多40000 Km3

8、，所損失的水量由入海徑流量補充，同樣形成水量平衡。 根據(jù)海水、地表水和地下水的儲水量及其循環(huán)水量，我們不難估算出各種水體的水量循環(huán)關(guān)系及其全部交換一次的平均循環(huán)周期時間。一般情況下，大氣中的儲水以及河流水是交換最為活躍的水體，平均交換周期分別為10d和11d。而冰帽和冰川的平均交換周期最為漫長，達8000年/次。 1.2社會水循環(huán) 水的社會循環(huán)是指在水的自然循環(huán)中，人類不斷地利用其中的地下徑流或地表徑流滿足生活與生產(chǎn)活動之需。循環(huán)系統(tǒng)主要由給水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)3個子系統(tǒng)組成。給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)好比是一個城市或區(qū)域的動脈和靜脈，兩者不可偏廢任何一方。給水系統(tǒng)中若過度取水，河流生態(tài)需水量就

9、不能滿足，或者用后的污、廢水不經(jīng)處理或處理不到位都會影響自然水循環(huán)。 1.3社會水循環(huán)與自然水循環(huán)的關(guān)系 社會水循環(huán)是自然水循環(huán)的一個附加組成部分，對自然水循環(huán)產(chǎn)生強烈的相互交流作用，不同程度地改變世界上水的循環(huán)運動。開發(fā)利用水資源是人類對水資源時空分布進行干預(yù)的直接方式，在人類大興水利帶來巨大生產(chǎn)效益和能源效益的同時，社會水循環(huán)對自然水循環(huán)帶來的負面影響也日益顯現(xiàn)出來。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：水循環(huán)的途徑被改變（時空變化），人工水庫、人工運河、大壩、長距離跨流域引水等水利工程都大規(guī)模地截流水量，改變水循環(huán)的途徑，使下游河段過水量減少，甚至干涸，導(dǎo)致河流對地下水補給量銳減?？缌饔虻恼{(diào)水，會加大

10、地表水分支流域，水流的分散性增強，有可能影響地表水的更新周期和運動節(jié)律；水循環(huán)量發(fā)生變化。人類提取的徑流量每年達到全球可更新水資源量的10左右，顯著地改變了地表河流的入海量，使得不同層次區(qū)域上水循環(huán)量發(fā)生了顯著的變化。水質(zhì)的變化，水體經(jīng)過人類用水循環(huán)的干擾后，在水中化學物質(zhì)的種類和數(shù)量上都有了極大的增加。污染源包括未處理的污水、化學排放物以及農(nóng)田中沖刷的和滲入地下的農(nóng)用化學品。 2我國社會水循環(huán)現(xiàn)狀與傳統(tǒng)城市給排水規(guī)劃觀念的反思 目前，我國總體上來看，社會水循環(huán)仍是一種粗放式、單向流的循環(huán)機制。即從流域上游或地下水含水層取水，經(jīng)過用戶一次利用之后，大部分排放至下游水體中。在整個水循環(huán)過程中，水

11、只是一次性得到利用，并沒有形成負反饋機制。全國可開采水資源總量的58已經(jīng)被使用，工農(nóng)業(yè)發(fā)展和生活用水的增長全部依靠增加水資源的開采量來得到滿足。但是，這些用于農(nóng)業(yè)，農(nóng)灌尾水和農(nóng)田徑流挾帶著大量的化肥、農(nóng)藥回歸水體，城市用戶產(chǎn)生的大量污水大部分直接排放，不斷地加大了對自然水循環(huán)的干擾，從而造成了兩者之間的尖銳矛盾。      09-02-26 16:12:00     作者：楊青山    編輯：studa20據(jù)預(yù)測，全國可開采利用的水資源，不考慮從西南調(diào)水，扣除生態(tài)環(huán)境用水后約

12、為80009500X108m3，到2050年，全國需水量可能達到70008000X108m3，屆時將接近可開采量的極限。到21世紀中葉，預(yù)計我國城市污水仍有較大增長，見表1，其中生活污水增長量占據(jù)了總增長量的較大份額。 從表1可以看出，全國未來城市污（廢）水排放量將繼續(xù)增加，屆時城市污水排放的污染物負荷將對城市排水設(shè)施提出嚴峻的挑戰(zhàn)。如果不能達到污水處理設(shè)施的快速普及和提高處理率、深度及超深度污水處理率、再生回用水應(yīng)用率，未來水循環(huán)狀況將更加嚴峻。據(jù)此，傳統(tǒng)的城市給水排水規(guī)劃觀念已不能滿足社會水循環(huán)的要求，必須從城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展的高度來重新思考城市給排水專業(yè)的規(guī)劃理念。 就傳

13、統(tǒng)的城市給水規(guī)劃而言，給水規(guī)劃是以滿足城市用水量要求，保證供水水質(zhì)為最終目的，常把重點放在尋找水源上。但由于區(qū)域水資源受到污染，或暫時受到污染，水源水質(zhì)不能滿足城市供水水源的水質(zhì)標準要求，在一時難以選擇到理想的水源時，許多城市不是如何想辦法治理和防止區(qū)域流域污染，而仍是從源頭、上游取水?？偟膩砜矗擎?zhèn)發(fā)展取水用水一直沿用這樣一種線性思維：從近處取水不足時從上游或周圍地區(qū)調(diào)水，用后排放、廢棄；水資源仍不足時，考慮從更遠一些的地方去調(diào)水。這種思維方式的流行，促使很多地方建設(shè)的引水工程其規(guī)模越來越大，距離越來越遠，而把城市河流變成了天然下水道。這種用水策略越來越依賴城市內(nèi)陸腹地河流上游地區(qū)水源的可用

14、性。但這種可用性面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。尤其是河流上游地區(qū)的用水增加，而下游地區(qū)可利用水資源量不斷下降，同時水質(zhì)也在不斷惡化。 這種傳統(tǒng)用水模式的弊端是：大量的長距離調(diào)水工程，帶來日益增長的巨額費用，造成越來越重的財政負擔和水價的上漲；可供用水量會日益衰減，水質(zhì)安全問題難以保證；河流生命將逐步喪失，景觀和地貌會加速改變；城市和地區(qū)之間的沖突和潛在糾紛會日益增加。 在傳統(tǒng)的排水模式方面，城市排水則是以防止雨洪內(nèi)澇、排除和處理城市污水、保護城市公共環(huán)境和本區(qū)域流域水質(zhì)為目的，普遍認為污水是有害的，應(yīng)盡快排除到城市下游。這種觀念導(dǎo)致的結(jié)果往往是保護了局部的生活環(huán)境，危害了廣大流域地區(qū)。這種傳統(tǒng)排水模式

15、的弊端是：對城市排水規(guī)劃理念的認識不明確，內(nèi)容過于粗糙，排水規(guī)劃只是簡單地根據(jù)用地規(guī)劃和城市道路規(guī)劃劃分排水區(qū)域，確定排水體制，大致勾勒出排水主干線和污水處理廠的位置，沒有進行必要的區(qū)域水資源方案論證和綜合協(xié)調(diào)，缺乏科學合理的方案比較；傳統(tǒng)城市排水規(guī)劃只局限于單一的排放而不具備水資源循環(huán)利用與持續(xù)發(fā)展的觀念，沒有確立雨水、污水亦是一種資源以及要優(yōu)先利用然后再排放的思想；局限于本城市或本區(qū)域的排水規(guī)劃，缺乏流域綜合開發(fā)與利用的觀念；城市排水規(guī)劃與市政污水與雨水處理設(shè)施建設(shè)缺乏有效的協(xié)調(diào)和配合；缺少雨水污水資源化利用的技術(shù)配套措施。 總之，在我國傳統(tǒng)的城市給排水規(guī)劃理念中，比較多地受到“改造自然”

16、、“人定勝天”等思想的影響，沒有把人類作為流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的一部分來加以研究和考察，片面地強調(diào)滿足人類社會發(fā)展的愿望，以致干擾甚至破壞了流域和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和均衡。 3城市可持續(xù)發(fā)展的社會水循環(huán)理念 其實，在流域的城市群中，大多數(shù)城市都是臨水而建，通過若干年的建設(shè)與發(fā)展，從城市功能上基本連成一體，一個城市的下游同時是另一個下游城市的上游。作為良好的水環(huán)境并不是局部地域而是整個流域。 在一座城市中，健康的水循環(huán)是要求城市具有完備的給水排水系統(tǒng)，既要有安全、可靠的供水系統(tǒng)，為居民提供潔凈的飲用水，又要有污水收集、處理、深度凈化、有效利用與排除系統(tǒng)。 如何建立城市可持續(xù)發(fā)展的社會水循環(huán)理念，在與傳

17、統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)相比，至少在理念上具有以下三個方面的根本性變化。 3.1系統(tǒng)性理念 系統(tǒng)性本來是自然界中事物普遍具有的一種特性，以上講的城市給排水工程，從取水、凈化、到使用排放，其實就是一個完整的系統(tǒng)工程。如果我們用一種系統(tǒng)的思維模式和觀點去重新審視我們的城市排水系統(tǒng)，也許會使我們更加接近掌握自然界和人類社會發(fā)展的某些客觀規(guī)律，從而為解決目前城市發(fā)展中所面臨的水危機提供一種更加綜合、可行的策略。而城市流域水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃概念就是將城市水系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，從整體上來考慮城市需水、用水、再生循環(huán)、排水以及居民生活條件、食品供應(yīng)等方面的問題，不再把這些城市發(fā)展所帶來的問題孤立和割

18、裂開來，而是系統(tǒng)地考慮城市流域范圍內(nèi)的水資源流、營養(yǎng)物質(zhì)流與能量流的合理分配和持續(xù)發(fā)展。 3.2資源的循環(huán)利用理念 自然界中沒有廢物，各種物質(zhì)應(yīng)該都能得到循環(huán)利用。在城市水系統(tǒng)工程中建立資源循環(huán)型是城市給排水系統(tǒng)的一種新的嘗試和努力。它不是傳統(tǒng)城市給排水概念上的一次性利用后排放的單向流，而是變成一種循環(huán)利用的閉環(huán)系統(tǒng)。即將首次利用之后的污水，收集起來進行處理，從而獲取滿足一定使用功能的再生水。這些再生水又通過專門的需配水系統(tǒng)，供給城市工業(yè)、市政等用水部門得到重復(fù)、循環(huán)地利用。 3.3內(nèi)在的可持續(xù)性理念 20世紀，我們不斷地修筑水壩，建設(shè)引水渠道，實施遠距離輸水工程，以尋求更多的新水源來滿足城市擴張和人口增長的需要。使水環(huán)境越來越退化，水資源越來越短缺，致使城市發(fā)展對周圍環(huán)境的影響和壓力越來越大，社會水循環(huán)已經(jīng)逐漸成為