方先金
(北京市市政工程科學技術研究所,北京市西城區大帽胡同號,100035,中國)
我國是一個水資源貧乏的國家,人均水資源擁有量只有2200m3,僅為世界平均水平的1/4,在世界銀行連續統計的153個國家中居第88位。同時,我國水資源在時間和地區分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地區人均水資源擁有量低於聯合國可持續發展委員會確定的1750m3用水緊張線,其中9個地區低於500m3的嚴重缺水線。水資源短缺已成為制約我國經濟和社會發展的重要因素。
1水資源可持續利用面臨的問題
1.1水資源總量緊缺
50年來,全國用水總量從1949年的1000多億m3增加到1997年的5566億m3,其中農業用水佔75.3%,工業用水佔20.2%,城鎮生活用水佔4.5%,人均綜合年用水量從不足200m3增加到458m3。目前,全國每年缺水近400億m3,其中,農業缺水300億m3,因旱致災,年均減少糧食200多億千克;城市和工業缺水60億m3,影響工業產值2300多億元,全國668座城市有400多座缺水,有110個城市嚴重缺水。特別是1999年以來,我國北方地區持續乾旱,給工農業生產造成較大的影響,也給城市、農村居民生活用水造成很大的困難。2001年6月上旬旱情最為嚴重時,全國受旱面積一度達到4.2億畝(1畝=100m2),由於持續乾旱,水源不足,造成城鄉人民生活用水緊張,有2198萬城鎮人口和3300萬農村人口及1450萬頭大牲畜發生飲水困難。天津、長春、大連、青島、唐山和煙台等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅,許多水庫、河流出現從來沒有過的斷流和乾枯。今後隨著人口的增長、生活水平的提高、城市化的加快,水資源供需矛盾將更加突出,據預測,我國用水高峰將在2030年前後出現,2030年我國人口將達到16億人,糧食總產量需達到7億t,年用水總量為7000億~8000億m3,全國每年缺水將在700億m3左右。
氣候變化對我國水資源可利用量也產生了負面影響。據1950~1997年的降水和氣溫資料分析,我國近20年來呈現北旱南澇的局面。20世紀80年代華北地區持續偏旱,京津地區、海灤河流域、山東半島10年平均降水量偏少10%~15%。進入20世紀90年代,黃河中上游地區、漢江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少約5%~10%,黃河花園口的天然來水量初步估計偏少約20%,海灤河和淮河的年徑流量也都明顯偏少。北方缺水地區持續枯水年份的出現,以及黃河、淮河、海河與漢江同時遭遇枯水年份等不利因素的影響,加劇了北方水資源供需失衡的矛盾。據相關研究,未來50年由於人類活動產生的溫室效應,全球年平均氣溫可能升高,氣溫升高將使地表蒸發量提高,水資源量將相應減少。
1.2水資源分布不均
我國水資源在時間和空間分布上很不平衡。長江流域及其以南地區國土面積只佔全國的36.5%,其水資源量佔全國的81%;黃淮海流域人口、糧食產量和國內生產總值都佔全國的1/3左右,但其多年平均水資源僅佔全國的7.2%。受季風氣候的影響,各地的降水量年內分配極不均勻,大部分地區每年汛期4個月的降水量佔全年降水總量的70%左右,很容易形成春旱夏澇。水資源在時間和空間分布上不平衡給水資源充分利用帶來了一定的難度。
1.3水資源浪費嚴重
我國一方面水資源嚴重短缺,另一方面卻浪費嚴重。長期以來,「以需定供」的水資源非可持續利用模式是造成水資源短缺的人為原因。盲目發展第一、第二產業,特別是片面追求糧食增產和重工業的發展,造成產業結構的不合理,水資源利用效率偏低,使本來就緊缺的水資源問題更加嚴重。
目前,我國農田灌溉面積中渠灌面積佔75%左右,而渠系損失約為50%,農田蒸發損失約為17%,實際利用量僅有33%左右。由於大多數地方採用傳統的灌溉模式,每畝實際灌水量達到450~500m3,超過了實際需水量的1倍左右,浪費極為嚴重。我國主要依靠降水的旱作耕地面積約12億畝,其中70%分布在降水量250~600mm的北方地區,由於蓄水和保水等基礎設施不足,農田對自然降水的利用率僅為56%左右。按最新統計估算,我國農田灌溉用水的利用率僅有1.0kg/m3,旱作耕地的水分利用效率為0.60~0.75kg/m3,全國農業用水的平均效率為0.8kg/m3,綜合經濟效益為0.2美元/m3,而以色列已超過1美元/m3,差距十分明顯。現階段我國農業水資源利用不符合水資源可持續利用的要求。
我國工業用水效率總體水平仍然較低,2001年我國萬元工業產值取水量為90m3,約為發達國家的3~7倍;工業用水重復利用率約為52%,遠低於發達國家80%的水平。2000年全國城市人均生活用水量達220.2L/d,遠高於發達國家的人均生活用水量。社會各界的水憂意識不強,浪費水資源的現象仍很嚴重,這說明節水措施尚未有效落實,節約用水的技術和管理水平不高。近十年來,我國根據經濟可持續發展戰略對經濟結構調整雖已初見成效,但水資源消耗利用模式尚未發生實質性變化。
1.4水污染形勢嚴峻
目前我國污水處理率還較低,大量的城市和生活污水未經處理直接排入江河湖庫水域,使全國大部分水域和近50%的重點城鎮的集中飲用水水源受到不同程度的污染,其中水污染比較嚴重的城鎮98個,主要分布在三河三湖流域。由於水污染一些水源被迫停止使用,尋找新的水源,從而加劇了城市缺水。水污染還影響到供水水質,損害居民的身體健康。目前,全國水土流失面積356km2,占國土面積的37%。全國地下水多年平均超采74億,已形成164個地下水超采區,部分地區出現地面沉降,海水入侵等問題。許多重要河流、湖泊污染嚴重,由於污染而引發的水事矛盾不斷增加。水污染嚴重影響我國的水資源可持續利用,影響我國經濟社會的可持續發展。
2實現我國水資源可持續利用應採取的措施
我國政府十分重視水資源可持續利用,明確指出:水資源可持續利用是我國經濟社會發展的戰略問題。多年來,針對我國水資源特點和水資源利用中存在的問題,採取了一系列措施來保證水資源的可持續利用。
2.1合理利用水資源
我國水資源可持續利用的根本出路在於堅持可持續發展戰略,變「以需定供」的傳統開發模式為「量水而行、以水定需」的水資源可持續利用的模式。立足於可利用水資源的保護和合理利用,根據水資源承載能力,確定經濟社會發展結構,確保各種水域的可持續利用,對經濟結構進行戰略調整,在水資源充裕和緊缺地區採用不同的經濟結構。大力發展節水、省能、高附加值的高新技術產業和服務業。根據我國水資源的時空分布特點合理發展農業,採取必要的退耕還林,使生態系統得到改善,保證水資源的供需平衡。
2.2合理調配水資源
根據我國降水年內分布不均的特點,應修建大量的蓄水設施,以充分利用水資源。目前,全國共建水庫8.5萬座,使年供水能力大大提高。蓄水設施一方面能將雨季多餘降水貯存起來,供乾旱季節使用。另一方面可以減少洪水災害,保證經濟的發展。在地域上,我國的水資源南多北少,南方水資源充裕,北方水資源嚴重不足。南水北調工程是解決我國北方地區水資源缺水矛盾,實現水資源合理配置的重大戰略工程。南水北調東、中、西三條線路將與長江、黃河和海河相互聯接,形成水資源合理配置的總體格局,達到南北調配、東西互濟的水資源配置目標。三條調水線路年調水總量380億~480億m3,可基本改變我國黃淮海地區水資源嚴重短缺的狀況,保證我國水資源總體上可持續利用。
2.3大力開展節水工作
我國歷來重視節約用水工作,20多年前,國家就提出了要實行開源與節流並重的方針,認真開展了節約用水工作,並制定了一系列節約用水的法規和標准,建立了節約用水的管理制度,也形成了比較健全的管理體制,城市節約用水工作取得了一定的成績,到2000年全國設市城市累計節約用水300多億m3,使近5年來城市用水總量基本無增長,改變了城市用水量隨經濟發展同步增長的趨勢。但是,目前我國農業用水利用率還較低、工業萬元產值用水量和城市居民日平均用水量還較高,節水的潛力還較大。在農業方面,應發展和推廣農業節水技術,減少農田的深層滲漏和地表流失量,減少單位面積的用水量,減少田間和輸水過程中的蒸發和蒸騰量,提高灌溉和降水的水分利用效率,不斷提高單位水資源的產量和效益。在工業節水方面,應在調整工業生產結構的同時,改進生產工藝,提高用水重復率,減少萬元工業產值的用水量。為了保證節水工作,要制定和完善相關的政策法規,建立一套符合市場經濟原則的體制和機制,對現有水價偏低進行改革,建立水資源的宏觀控制和微觀定額體系,形成總量控制與定額管理相結合的水資源管理體制。
2.4大力發展污水處理和再生回用工作
水污染加劇了我國水資源短缺形勢,直接威脅著飲用水的安全和人民的健康,影響到工農業生產和農作物安全,造成的經濟損失約為國民生產總值的1.5%~3%。水污染已成為不亞於洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。水污染早在20世紀70年代已經顯現出來,但沒有引起足夠的注意,採取的措施不夠恰當有力,因此出現了今天的嚴重局面。如再不及時採取有效對策,將嚴重影響我國水資源可持續利用。長期以來採用的以末端治理、達標排放為主的工業污染控制戰略,已被國內外經驗證明是耗資大、效果差、不符合可持續發展的戰略。應大力推行以清潔生產為代表的污染預防戰略,淘汰物耗能耗高、用水量大、技術落後的產品和工藝,在工業生產過程中提高水資源利用率,削減污染排放量。對於工業和城市生活排水造成的點源污染,應大力發展污水處理工程,使我國的污水處理率在2000年34.3%的基礎上進一步提高。對於面污染源包括各種無組織、大面積排放的污染源,如含化肥、農葯的農田徑流,畜禽養殖業排放的廢水、廢物等,其控制應與生態農業、生態農村的建設相結合,通過合理使用化肥、農葯以及充分利用農村各種廢棄物和畜禽養殖業的廢水,將面源污染減少至最小。應積極開展污水資源化再利用工作,提高污水再生回用率。
3污水再生回用是實現水資源可持續利用的有效途徑
污水再生回用是經濟可靠的開源節流措施,與跨流域調水、海水淡化、雨水蓄用等開源措施相比,污水再生回用具有經濟性和可靠性。人類使用過的水,污染雜質只佔0.1%左右,比海水3.5%少得多,其餘絕大部分是可再用的清水。跨流域調水和雨水蓄用工程投資較大,並需投入大量資金控制水體進一步污染,跨流域調水還會對現有的生態系統產生影響。在我國現有經濟條件下,跨流域調水和雨水蓄用只能逐步進行。污水再生回用的本質是實行循環用水和分質用水,將污水經再生後回用到水質要求較低的用戶。隨著工業化的加速發展,人們生活水平不斷提高,水污染范圍也在擴大、污染程度加深,社會經濟發展和環境污染之間形成一對尖銳的矛盾。發展污水再生回用、減少廢水排放量是解決環境問題最有力的措施。另外,為滿足用戶的需要,再生水必須符合相應的水質標准,為此,需對污水處理廠二級出水進行深度處理,從而減少了污染物總量,減輕了廢水對環境的壓力。
污水再生回用應嚴格按回用對象和目的控制回用水水質,以確保回用水的安全性。為此,我國制定了一系列相關回用標准。如生活污水經二級處理後能夠達到《污水綜合排放標准》,但不能作為生活雜用水或工農業用水;若考慮回用,必須進一步處理。當污水回用於農田灌溉,水質指標應該滿足《農田灌溉水水質標准》;當污水回用於城市景觀,水質指標應該滿足《再生水回用於景觀水體的水質標准》;當污水回用於城市生活雜用,水質指標應該達到《生活雜用水水質標准》;工業污水回用水質指標應該滿足相應的工業用水標准等。
城市供水量的80%變為污水排入城市下水道,收集起來再生處理後,70%可以安全回用;二者合計,約城市供水量的56%可以轉變成再生水,返回到城市水質要求較低的用戶,替換出等量的清潔水,相應地增加城市一半以上的供水量。廢水是一種非常寶貴的資源,挖潛能力巨大。我國2000年全國污水排放量為620m3,這是很大的再生水資源。污水再生回用立足於自有水資源增加城市供水量,是實現水資源持續利用的有效措施。污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺。
為了保證水資源可持續利用,支持經濟可持續發展,針對我國水資源存在的問題,近十多年來,通過國家科技攻關,以及缺水城市為解決水污染和水資源短缺做出的努力,國內已經建成一批不同工藝、不同回用對象的城市污水回用示範工程。表1列出了華北地區部分城市污水回用工程情況統計結果。目前我國污水回用工程主要回用對象為污水處理廠內部用水、市政雜用、河道補水、綠化、工業用水等,尚未回用於地下回灌和飲用水源。北京市2001年完成的高碑店污水處理廠出水回用工程是我國目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程實踐表明:污水再生回用是解決水資源可持續利用的有效途徑。
表1華北地區部分城市污水回用情況單位:萬m3/d
4我國污水再生回用最大工程
4.1工程概況
高碑店污水處理廠回用工程是目前我國最大污水再生回用工程,該工程於1999年3月至8月完成該項目的前期研究工作,並完成了可行性研究,1999年10月完成項目立項和審批;2000年1月完成該工程的初步設計和審批工作,2月完成施工圖設計,同年4月開始施工,2001年5月完成工程施工,2001年6月完成調試和試運轉,2001年7月開始供水。
高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠,處理能力為100萬m3/d。該廠污水系統流域面積96km2,服務人口240萬人,匯集北京市南部城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。該處理廠採用前置缺氧段活性污泥法工藝,即在推流式曝氣池前設置缺氧段,其目的是改善污泥性質,防止污泥膨脹。該廠出水水質水量穩定,其二級出水已接近相關的回用水水質標准。但該回用工程運轉前,高碑店污水處理廠二級出水直接排入通惠河下游,除每年約5500萬m3用於農業灌溉外,剩餘的出水每年超過3億m3沒有得到利用,這是很大的水資源浪費。為了緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾,實現北京市水資源可持續利用,支持國民經濟可持續發展戰略,北京市政府決定開發該廠污水資源。高碑店污水處理廠回用工程使用回用水的區域達141km2,回用水用戶涉及到工業、公園綠化、道路噴灑和沖刷、河湖補水等。
4.2工程規模和技術方案
本工程近期規模為30萬m3/d,遠期規模為47萬m3/d。在回用工程技術方案確定中盡可能地利用現有設施,以降低工程投資。具體設計方案如下:高碑店污水處理廠二沉池出水經新建泵站(規模47萬m3/d)提升後用兩條管道分別輸送到高碑店湖(規模30萬m3/d)和水源六廠(規模17萬m3/d)。送至高碑店湖的處理水通過第一熱電廠現有深度處理設施進一步處理後供該廠冷卻用水;送至水源六廠的處理水在該廠進行深度處理後,一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠;一部分通過新建管道輸送到西便門和東便門。在水源六廠現有供水管道和新建管道沿線設取水口,並新建回用水支線,供市政雜用取水。
4.3回用水水質技術保障措施
由於高碑店污水處理廠建設時,國家對城市污水處理廠出水要求中還沒有氮和磷的指標控制,因此,目前該廠出水中氮和磷的含量較高,這會直接影響回用水水質,必須對該廠進行技術改造,進一步提高該廠出水水質。改造規模為50萬m3/d,即對高碑店污水處理廠一期工程(50萬m3/d)進行改造。該改造工程分兩步進行。第一步改造後使出水水質優於目前第一熱電廠冷卻水取水水源高碑店湖的水質,出水中BOD、COD、總磷和氨氮分別達到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使該廠50萬m3/d滿足高碑店湖Ⅳ類水體的水質要求。第一步主要改造工作量包括曝氣池改造和污泥處理系統的改造。原曝氣池為1/12為厭氧區,其餘為好氧區,改造後原池2/9為缺氧區及厭氧區(水力停留時間共為2h),其中進水端分出一停留時間為15min的強化吸附區。其餘仍為好氧區(水力停留時間7.25h)。原污泥系統中剩餘污泥泵入初沉池,其混合污泥再進污泥濃縮池濃縮後消化脫水,因濃縮污泥池停留時間較長,處於厭氧狀態,磷又被釋放出來,通過上清液回到污水中,因此達不到除磷的目的。改造後,原有濃縮池改為濃縮酸化池,濃縮酸化池上清液做為碳源排入水處理系統;將消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集後進行化學除磷。
高碑店污水處理廠二級出水水質水量穩定,達到設計要求,但還不能滿足市政雜用水標准,而綠化用水和道路噴灑等市政雜用水水質對人類健康和城市環境會產生影響,因此,市政雜用水必須在回用前進行深度處理,以滿足相應標准。在設計中將深度處理選擇在水源六廠。水源六廠現有日處理能力17萬m3/d的深度處理設施,主要採用機械加速澄清、砂濾和消毒等工藝處理過程,其出水可滿足相應用戶要求。由於北京市工業結構的調整,目前該廠平均實際供水量不足5萬m3/d,尚有12萬m3/d處理能力沒有得到利用。另外,水源六廠離市政雜用水用戶較近,市政雜用水深度處理設在水源六廠利用其剩餘處理能力,可滿足市政雜用水近、遠期規模需求,在該廠深度處理後的水質能滿足市政雜用水水質要求。
4.4主要回用對象
按規劃要求,該工程近期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水20萬m3/d,遠期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水30萬m3/d。近期通過北京市水源六廠供東郊工業區和焦化廠5萬m3/d,供城市綠化、道路噴灑和沖刷、市區河道景觀用水等市政雜用水共5萬m3/d。遠期通過水源六廠供工業和市政雜用水水量將擴充到17萬m3/d。
4.5主要工程內容和投資
本工程總投資3.6億元,其中征地拆遷費約1億元,工程費用為2.18億元,工程建設內容主要為:
(1)高碑店污水處理廠內47萬m3/d的泵站一座。
(2)高碑店污水處理廠改造。
(3)高碑店污水處理廠至高碑店湖輸水管:DN1800mm,長1480m。
(4)高碑店污水處理廠至水源六廠管道:DN1400mm,長4766m。
(5)市政雜用水配水管:DN1200mm,長6791m;DN1000mm,長1431m;DN800mm,長4615m;DN600mm,長2845m;D=500mm,長2880m。
(6)水源六廠改造:包括深度處理設施改造、蓄水池清淤和護砌、污泥池擴建、供水泵站改造、進出水口的改造、增加自控和電氣設備等。
(7)園林供水支線管道。
4.6工程效益
該工程每年可節約清潔水資源16673萬m3,節約自來水3650萬m3/a,相當於節約了建設一座10萬m3/d的自來水廠的投資4億元。該工程達到了開源節流的目的,為北京市城市綠化面積擴大和道路噴灑壓塵創造條件,對環境綜合治理具有較大的作用,環境的改善還會帶來了周圍地區的土地增值。該工程在一定程度上緩解了北京市水資源短缺的矛盾。該工程的巨大經濟和環境效益,推動了北京市節水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用規劃,7個污水回用工程正在進行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用實踐表明:污水再生回用符合環境保護和水資源可持續利用戰略,是解決水資源可持續利用的有效途徑。
5結論
我國是一個水資源貧乏的國家,隨著經濟發展和城市化進展的加快,水資源短缺的矛盾已經成為我國水資源可持續利用和管理中亟待解決的問題。我國水資源可持續利用面臨水資源總量不足、分布不均、水利用率低和水污染等問題,實現我國水資源可持續利用的出路在於堅持可持續發展戰略。應根據我國水資源特點進行水資源合理利用和配置,變「以需定供」的傳統開發模式為量水而行、以水定需的水資源可持續利用的模式,根據水資源承載能力,對經濟結構進行戰略調整;同時,應繼續發展節水技術,減少生產過程的水資源浪費,大力發展污水處理和再生回用工作,提高污水處理率和處理效果。污水再生回用可以減少污染物總量,增加供水能力,是經濟可靠的開源節流措施。幾年來污水再生回用實踐表明:污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺,是實現水資源可持續利用的有效途徑。
Ⅱ 大連市城市排水與污水處理管理辦法
第一章總則第一條為了加強城市排水與污水處理的管理,保障城市排水與污水處理設施安全運行,防治城市水污染和內澇災害,根據《城鎮排水與污水處理條例》《大連市城市市政設施管理條例》,結合本市實際,制定本辦法。第二條本市行政區域內城市排水與污水處理的規劃與建設、設施養護與安全,排水管理、污水處理及相關管理活動,適用本辦法。第三條市及區(市)縣城市建設主管部門按照規定的許可權,負責本行政區域內城市排水與污水處理的監督管理(以下稱排水主管部門)。相關工作可以由城市排水與污水處理管理機構實施(以下稱排水管理機構)。
具有行政管理職能的市人民政府派出機構根據授權,負責管理區域內的城市排水與污水處理管理工作。
市及區(市)縣人民政府有關部門在各自的職責范圍內,負責和城市排水與污水處理管理有關的工作。第四條城市排水與污水處理工作應當遵循尊重自然、統籌規劃、配套建設、保障安全、綜合利用的原則。第五條政府投資的城市排水與污水處理設施,建設經費納入政府投資計劃。
排水主管部門組織建設以及管理的城市排水與污水處理設施(以下稱市政排水管網),維護與運行費用依法納入年度城市維護費計劃。
鼓勵社會資金參與城市排水與污水處理設施的建設、運營、維護。第六條鼓勵在城市排水與污水處理中採用新技術、新材料、新工藝、新設備,支持城市排水與污水處理的科學技術研究,提高城市排水與污水處理水平。第二章規劃與建設第七條排水主管部門應當會同有關部門結合城市自然地理環境、生態環境和經濟社會發展水平,依據有關總體規劃並銜接相關專項規劃,編制本行政區域城市排水與污水處理規劃,報本級人民政府批准後組織實施,並報上一級排水主管部門備案。
經批准公布實施的城市排水與污水處理規劃不得擅自變更;因經濟社會發展確需修改的,應當按照原審批程序報批。第八條城市排水與污水處理規劃應當包括排水與污水處理目標與標准、排水量與排水模式、污泥處理、污水再生利用、內澇防治等內容。
內澇防治應當綜合考慮降雨規律、暴雨內澇風險等因素,合理布局雨水滯滲、調蓄及強排設施。第九條城市排水與污水處理規劃確定的城市排水與污水處理設施建設用地,不得擅自改變用途。第十條排水主管部門應當按照城市排水與污水處理規劃和海綿城市建設要求,制定城市排水與污水處理設施建設、改造年度計劃,報本級人民政府批准後組織實施。第十一條從事城市排水與污水處理設施建設工程勘查、設計、施工和監理等單位,應當具備相應的資質,相關專業技術人員應當依法取得執業資格。第十二條城市排水與污水處理設施建設工程以及其他需要和市政排水管網相連接的建設工程,應當符合城市排水與污水處理規劃以及海綿城市建設要求,並嚴格執行國家有關規定、標准和技術規范。
城鄉規劃主管部門在為前款規定的建設工程依法核發建設用地規劃許可證時,應當就排水設計方案是否符合要求,徵求排水主管部門的意見。排水主管部門應當在五個工作日內提出意見。第十三條城市排水與污水處理設施建設工程應當按照國家有關規定辦理工程質量監督手續。
施工單位應當做好城市排水與污水處理設施隱蔽工程的質量檢查和記錄。隱蔽工程隱蔽前,建設工程質量監督機構接到施工單位通知的,應當通知排水管理機構。第十四條與建築物、構築物相配套的城市排水與污水處理設施,應當與主體工程同步設計、施工,經驗收合格後方可投入使用。
建設單位依法組織城市排水與污水處理設施建設工程竣工驗收,應當邀請排水管理機構參加。第十五條城市道路建設、改造以及舊城區改造,應當同步進行雨水、污水分流設施的建設與改造。在已經實行雨水、污水分流的地區,雨水管網、污水管網不得混接或者將污水排入雨水管網。第十六條建築物、構築物、住宅小區、道路、停車場、廣場、公園、綠地等,應當結合海綿城市建設的要求,因地置宜設置雨水收集、凈化和利用設施,削減雨水徑流,提高雨水積存、蓄滲、消納能力。
建設雨水蓄滲、利用設施,應當綜合考慮雨水徑流削減、徑流污染控制以及雨水資源化利用。
Ⅲ 十四五城鎮污水處理及資源化利用發展規劃
法律分析:《規劃》明確,到2025年,基本消除城市建成區生活污水直排口和收集處理設施空白區,全國城市生活污水集中收集率力爭達到70%以上;城市和縣城污水處理能力基本滿足經濟社會發展需要,縣城污水處理率達到95%以上;水環境敏感地區污水處理基本達到一級A排放標准;全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上,京津冀地區達到35%以上,黃河流域中下游地級及以上缺水城市力爭達到30%;城市污泥無害化處置率達到90%以上。
法律依據:《中華人民共和國水污染防治法》 第四十九條 城鎮污水應當集中處理。
縣級以上地方人民政府應當通過財政預算和其他渠道籌集資金,統籌安排建設城鎮污水集中處理設施及配套管網,提高本行政區域城鎮污水的收集率和處理率。
國務院建設主管部門應當會同國務院經濟綜合宏觀調控、環境保護主管部門,根據城鄉規劃和水污染防治規劃,組織編制全國城鎮污水處理設施建設規劃。縣級以上地方人民政府組織建設、經濟綜合宏觀調控、環境保護、水行政等部門編制本行政區域的城鎮污水處理設施建設規劃。縣級以上地方人民政府建設主管部門應當按照城鎮污水處理設施建設規劃,組織建設城鎮污水集中處理設施及配套管網,並加強對城鎮污水集中處理設施運營的監督管理。
城鎮污水集中處理設施的運營單位按照國家規定向排污者提供污水處理的有償服務,收取污水處理費用,保證污水集中處理設施的正常運行。收取的污水處理費用應當用於城鎮污水集中處理設施的建設運行和污泥處理處置,不得挪作他用。
城鎮污水集中處理設施的污水處理收費、管理以及使用的具體辦法,由國務院規定。
Ⅳ 我國污水處理率是多少
根據發展和改革委員會、住房城鄉建設部、環境保護部編制的《「十二五」全國城鎮專污水處理及再屬生利用設施建設規劃》,到2015年,全國所有設市城市和縣城具有污水集中處理能力,城市污水處理率提高到85%。縣級市處理率達到70%,縣城污水處理率平均達到70%,建制鎮污水處理率平均達到30%。
此外,到2015年,直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%,城鎮污水處理設施再生水利用率達到15%以上。
現在也就是80%左右
Ⅳ 實現城市廢水資源化有什麼方法
1.城市廢水資源化的意義近20年來,經濟的持續快速發展和人口的膨脹加劇了對水的需求,造成世界范圍水資源短缺。水資源短缺威脅著人類的生存和發展,已成為全球人類共同面臨的最嚴峻的挑戰之一。
為解決困擾人類發展的水資源短缺問題,開發新的可利用水源是世界各國普遍關注的課題。城市廢水水質、水量穩定,經處理和凈化以後可以作為新的再生水源加以利用。世界上不少缺水國家把城市廢水的資源化作為解決水資源短缺的重要對策之一,圍繞城市廢水的資源化與再生利用開展了大量的研究,包括廢水回用途徑的分析與開拓,廢水資源化工藝與技術研究,回用水水質標準的建立,回用水對人體健康的影響,促進廢水資源化的政策與管理體系等。
城市廢水如不加以凈化,隨意排放,將造成嚴重的水環境污染。如將城市廢水的凈化和再生利用結合起來,去除污染物,改善水質後加以回用,不僅可以消除城市廢水對水環境的污染,而且可以減少新鮮水的使用,緩解需水和供水之間的矛盾,為工農業的發展提供新的水源,取得多種效益。許多國家和地區把城市廢水再生水作為水資源的一種重要組成,對城市廢水的資源化進行了系統規劃,例如美國佛羅里達州的南部地區、加利福尼亞州的南拉谷那、科羅拉多州的奧羅拉、沙烏地阿拉伯、義大利及地中海諸國等。實踐表明,城市廢水經處理後可以用於農業、城市和工業等領域。作為緩解水資源短缺的重要戰略之一,城市廢水資源化顯示了光明的應用前景。
2.廢水資源化途徑與再生水水質標准(1)廢水資源化途徑根據城市廢水處理程度和出水水質,經凈化後的城市廢水可以有多種回用途徑。大體可分為城市回用、工業回用、農業回用(包括牧漁業)和地下水回灌。在工業回用中,主要可用作冷卻水;城市回用中有城市生活雜用水、市政與建築用水等;農業用水則主要是灌溉用水。
(2)再生水水質標准對於城市廢水的回用工程,最重要的是再生水的水質要滿足一定的水質標准。回用對象不一樣,所規定的標准也不一樣。以下介紹幾種廢水回用途徑及相應的水質標准。
①回灌地下水:再生水回灌地下蓄水層作飲用水源時,其水質必須滿足或高於國家生活飲用水衛生標准(GB5749—85)。美國加利福尼亞州衛生署於1976年制訂了再生水回灌地下水的建議水質標准,1977年進一步對水質標准進行了修訂。考慮到難生物降解有機物對地下水質影響以及對人體健康的危害,除一般常規監測指標外,還要求對苯、四氯化碳等20種有機物和6種農葯有機物進行監測。
②工業回用:再生水的工業回用主要有3個方面:回用作冷卻水、工藝用水以及鍋爐補給水。回用作冷卻水的再生水水質應滿足冷卻水循環系統補給水的水質標准;回用作工藝用水時,由於工藝的不同,水質也千差萬別,應根據不同工業的不同工藝,滿足其相應的水質標准;用作蒸汽鍋爐補給水的水質與鍋爐壓力有直接關系。再生水往往需要經過補充處理後才能用作鍋爐補給水。
③農業回用:再生水的農業回用主要用於灌溉。通常對灌溉用水的水質要求為:不傳染疾病,確保使用者和公眾的衛生健康;不破壞土壤的結構與性能,不使土壤退化或鹽鹼化;不使土壤中的重金屬和有害物質的積累超過有害水平;不得危害作物的生長;不得污染地下水。為了使再生水回用農業的水質符合以上要求,以保障人民身體健康,促進農業持續發展,世界衛生組織以及各國均制訂了污水灌溉農田的水質標准。我國最新頒布了「農田灌溉水質標准(GB5084—92)」。
3.城市廢水資源化實例作為解決水資源短缺的重要對策之一,國內外對城市廢水的資源化與回用都十分重視,並取得了許多成功的經驗。以下列舉一些廢水資源化的成功實例,以供我國廣大缺水地區在探索、研究和推廣廢水資源化中借鑒和參考。
(1)美國的廢水再生與回用美國城市廢水的再生與回用起步較早。全美有再生水回用點536個,其中加州有238個。下面介紹美國廢水再生與回用的幾個實例。
①加利福尼亞州橘子縣21世紀水廠再生水回灌地下:該城市由於超量開采地下水,造成地下水位低於海平面,促使海水不斷流向內陸,致使地下淡水退化不宜飲用。為防止地下水位下降造成海水入侵,美國加州橘子縣早在1965年就開始研究將三級處理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子縣為此興建了「21世紀水廠」,該廠設計能力為5678米3/天。原水為城市污水二級處理出水,進一步經沉澱、過濾和活性炭處理後回灌地下水。由於回灌地下總溶解性固體的限制為500毫克/升,因此一部分再生水在回灌地下水之前還採用反滲透法進行了脫鹽。21世紀水廠的凈化水通過23座多點注入管井分別注入4個蓄水層,與深層蓄水層井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。該項工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市廢水經深度處理後能夠達到飲用水水質標准;工程經長期運行證明穩定、可靠。
②佛羅里達州聖彼得斯堡的廢水再生與回用:該市是城市廢水回用的先驅之一。1978年實施了雙配水系統,供給用戶兩種質量的水(飲用水和非飲用水),再生水開始用於非飲用水目的的使用。1991年該市向7000多戶家庭及辦公樓提供再生水(8×103)米3/天,並用做公園、操場、高爾夫球場灌溉用水以及空調系統冷卻水和消防用水。該市共有4座廢水處理廠,總處理能力達(270×103)米3/天,採用活性污泥生物處理工藝,並附加有鋁鹽混凝、過濾及消毒處理,雙管輸水系統管道共長420千米。通過10口深井將多餘的再生水注入鹽水蓄水層,一年間平均約有60%的再生水注入深井。由於使用再生水,節約了優質水,因此盡管該市入口增加了10%,但飲用水仍能滿足供應。
③亞利桑那州派洛浮弟核電站回用再生水作冷卻水:該核電站是美國最大的核電站。第一期三個反應堆分別於1982、1984及1986年投產,每個發電能力為1270兆瓦。此外擬再建兩個反應堆。核電站地處沙漠,嚴重乾旱,因此採用再生水作為冷卻水。再生水來自兩座城市廢水處理的二級生物處理出水。輸至核電站再經補充處理,使之達到所需水質。該核電站採用冷卻水系統,補給水約(200×104)米3天。
(2)日本的廢水再生與回用日本近20多年來在廢水再生和利用方面進行了大量研究開發和工程建設。1986年城市廢水回用量達(6300×10)米3/年,佔全部城市廢水處理量的0.8%。再生水主要回用於中水道、工業用水、農田灌溉、河道補給水等。各種用途及其所佔的比例為:中水道系統為40%、工業用水29%、農業用水15%、景觀與除雪16%。中水道系統是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中辦公樓、學校為大戶。學校佔18.l%、辦公樓佔17.3%、公共樓房佔9.2%、工廠佔8.4%。中水道再生水主要用於沖洗廁所(佔37%)、沖洗馬路(佔16%)、澆灌城市綠地(佔15%)、冷卻水(佔9%)、沖洗汽車(佔7%)、其他(景觀、消防等)為16%。
(3)其他國家的廢水再生與回用世界上第一座將城市廢水再生水直接用作飲用水源的回收廠設在納米比亞的首都溫德和克市。該回收廠於1968年投產,第一階段產水量為2300米3/天,正常處理能力可達4500米3/天,後增至6200米3/天。水為城市廢水廠二級生物處理出水,處理流程如下:
深度處理水的水質經嚴格的水質監測,證明符合世界衛生組織(WHO)及美國環保局發布的標准。以色列屬半乾旱國家。再生水已成為該國的重要水資源之一。100%的生活廢水和72%的城市廢水已經回用。據1987年資料,全國廢水總量(832.5×10)立方米,處理量達(2.18×108)立方米,處理率接近90%。再生水用作灌溉達(1.046×108)立方米(佔42%),回灌地下為(0.7×108)立方米(佔29%左右),排海水量(0.7×108)立方米(佔29%左右)。廢水處理後貯存於廢水庫。全國共修建127座廢水庫,其中地面廢水庫123座,地下廢水庫4座。廢水進行農業灌溉之前一般通過穩定塘系統處理。有些城市將城市二級生物處理出水再經物化處理後回用於工業冷卻水。此外,廢水經深度處理後回灌地下水,再抽出至管網系統,或並入國家水資源調配系統,輸送至南部地區,或用於一般供水系統,最南部地區甚至將它作為飲用水源。
由於採取了上述廢水回用的措施,以色列大大提高了水資源的有效利用,從而緩和了水資源短缺對社會經濟發展的制約作用。科威特利用經三級處理後的城市廢水進行農業灌溉。印度目前至少有200個農場利用城市廢水進行灌溉,面積達23000公頃。
(4)我國的廢水再生與回用我國長期以來有利用生活污水灌溉農田的經驗,先後開辟了1042多個大型污水灌溉區。在我國北方乾旱地區,利用污水灌溉農田,可充分利用其水肥資源發展農業生產,確實收到了一定效果。但由於一些污灌區地址選擇不當,設計不合理,廢水預處理不夠,又缺乏水質控制標准和及時的監測,出現了土壤、農作物及地下水的嚴重污染,威脅著人體健康和安全。若干年前,曾開展大規模的污灌區環境質量綜合評價工作,研究與制訂了污水灌溉與污泥用於農田的各項環境標准與規定,已將污水農業利用引向科學的道路。由於我國不少地區,如北方地區水資源緊缺,迫切需要把城市廢水作為第二水源加以回收利用,實現廢水資源化。為此,國家組織了有關開發城市廢水資源化工藝的科技攻關,研製成套技術設施,建立示範工程,並逐步推廣應用。攻關內容包括工業回用、市政景觀利用的水質預處理技術、水質標准、衛生安全評價、中小城鎮和住宅小區污水回用技術的研究等。一些成果已在天津紀莊子污水處理廠改造工程中應用,並在天津、太原、大連等城市建設了污水回用工程。例如,大連春柳廢水處理廠的二級生物處理出水經深度處理後用於冷卻水;太原楊家堡廢水處理廠採用生物填料接觸氧化池處理城市污水用於冷卻水;北京高碑店熱電廠亦將高碑店污水處理廠的出水作為冷卻水水源。經過十多年來的努力,我國在城市廢水資源化以及回用方面取得了一定的成績,為今後更大范圍的推廣應用奠定了堅實的基礎。隨著我國城市廢水處理廠的普及與興建,廢水再生利用規模和速度亦將迅速發展。
Ⅵ 大連的環境污染情況
2013年,大連市生態環境質量總體穩定。按照AQI評價,市區空氣質量優良天數290天,優良率為79.5%;全市酸雨頻率有所上升;全市主要集中式飲用水源地各項評價指標均符合地表水類標准;河流水質以、類為主,復州河蔡房身大橋斷面、登沙河登化斷面水質較差;聲環境質量、電磁輻射水平保持穩定;生態環境質量總體保持優良,全市主要污染物排放量有所下降。
大連市區空氣質量優為79天,佔全年21.7%;良為211天,佔全年57.8%;污染天數為75天,佔全年20.5%,其中輕度污染為50天,中度污染為15天,重度污染為10天。25天的中度污染以上天氣中,受大范圍霧霾影響21天,受春節燃放煙花爆竹影響2天,受本地氣象條件較差影響2天。各測點中甘井子點位污染天數所佔比例最大(22%),其次是青泥窪橋點位,雙D港點位污染天數所佔比例最小。市區空氣中首要污染物以PM2.5為主。
全市功能區環境雜訊總達標率為89.4%,比上年上升0.4個百分點。旅順口區、瓦房店市、普蘭店市和庄河市聲環境質量較好,達標率為100%;中心城區、長海縣和金州新區雜訊達標率在45.0%~93.8%之間,超標區域主要為居住文教區、商業區和道路交通干線兩側區域。
全市廢氣中二氧化硫排放量11.93萬噸,煙(粉)塵排放量6.42萬噸,氮氧化物排放量14.91萬噸。
全市廢水排放量5.75億噸(不含循環海水),其中工業廢水排放量2.62億噸,生活污水排放量3.13億噸。化學需氧量排放量17.28萬噸,氨氮排放量1.41萬噸,石油類排放量466.82噸。
全市工業固體廢物產生量531.11萬噸,綜合利用處置率99.97%。全年綜合利用量470.31萬噸,其中綜合利用往年貯存量0.01萬噸;處置量60.67萬噸,其中處置往年貯存量0.01萬噸,一般工業固體廢物貯存量0.15萬噸。
市區生活垃圾產生量139.24萬噸,無害化處理率87.9%。
Ⅶ 我國水資源開發利用程度的警示線國際公認的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用以
我國水資源開發利用程度的警示線探討
李 東
(黃河水利委員會水文局 河南鄭州 450004)
摘要:國際公認的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用以及「洪水資源化」的前提下的設立的標准;目前我國水資源開發利用程度平均接近25%,但南北差異很大極不平衡,北方河流長時期水資源利用程度高達80%,甚至更高;隨著我國廢污水的處理程度的大幅度提高,水利工程的建設和「洪水資源化利用」的常態化,結合中國特點與實際,經分析我國水資源開發利用程度的警示線可適當提高,我國北方設高為60%,南方也可維持在40%。
關鍵詞: 水資源開發利用程度(率) 警示線 中水利用 洪(雨)水利用
1. 水資源開發利用率的概念
1.1 水資源開發利用率定義
水資源利用程度的主要指標為「水資源開發利用率」。
水資源開發利用程度,即水資源開發利用率,是指流域或區域耗水量占水資源總量的比例,是水資源利用中的耗水程度。
通常從水資源規劃利用角度,水資源開發利用率是指供水能力,即保證率為75%時可供水量與多年平均水資源總量的比值,是表徵水資源可利用程度的一項指標。
從水資源利用統計分析計算的角度,除了實際耗水量,也可採用供水量與總的水資源量之比,體現的是水資源量被耗用即供用水利用的程度。
水資源開發利用又可分為河川徑流(簡稱地表水)水資源開發利用和地下水資源開發利用,一般以河流為單元只統計地表水資源開發利用,流域為單元時綜合統計,或分別統計,但不特別指出時(如綜合利用率),也僅是指地表水資源開發利用;比如一條河流的開發利用就是指該河流的地表水資源開發利用。
由於河流來水並不是一成不變的,又有豐水年、枯水年和平水年之分,所以在計算當年實際河流水資源開發利用率時,隨著水量的變化又有所不同。當然,一年裡也有豐水與枯水期,豐水期即汛期的水水庫攔蓄後枯水期使用。
1987年9月11日國務院辦公廳轉發了國家計委和水電部「關於黃河可供水量分配方案報告的通知」。黃河可供水量分配方案為依據黃河河川徑流量為370億m3。黃河可供水量是扣除輸沙水量及生態水量,亦稱河道外的可利用量。
如黃河斷流最嚴重的1997年利津入海徑流量只有18.6億m3,當年地表水資源利用率高達80%,當然這里指的是消耗程度,也就是說80%的水被耗用掉,那麼當年的利用程度更高一些,因為利用量中有一部分回歸河道並沒有被消耗。
1.2國際公認的水資源利用程度的警示線
2002年新修訂「中華人民共和國水法」,中國人大司法解釋權威性提出:國際上一般認為的對一條河流的開發利用不能超過其水資源量的40%的警示線。
該數值是大范圍長時段的平均值。對於不同年份以及年內不應該是一個固定數據,同時具有兩個明顯特徵:各時段各地區是不一致的;隨著經濟的發展水利工程發展、科學技術發展,雨水利用遍地開花與大型工程洪水集中利用、污水處理後中水利用等各種手段得到應用,應該說該警示線數據也不是一成不變的,隨著社會經濟發展而隨之改變;同時,中國屬於嚴重缺水國家並且旱澇頻繁不可能完全照搬所謂的國際上警示線。
2. 我國水資源開發利用現狀
我國水資源開發利用程度接近25%,從全國而言,不完全一樣,呈現「北高南低」,南方特別是西南,水資源豐富而利用量少,利用程度低,而北方尤其是西北乾旱地區和華北地區利用程度高。
2.1 北方水資源開發利用率較高
北方主要河流已超過50%,其中海河流域和黑河流域個別年份已超過90%。黃河、海河、遼河、淮河的水資源利用率一般都超過了國際警示線,其中海河和淮河每年大約引黃河水100億m3,部分內陸河超過100%。
2007年甘肅省水資源公報:水資源開發利用程度,即毛用水量與水資源量(自產地表水與不重復地下水之和)之比。全省為45.8%;內陸河流域為100.2%;黃河流域為37.8%;長江流域為4.1%。
淮河水資源公報:2008年淮河流域地表水資源開發利用率為49.9%(地表水資源開發利用率是指地表水供水量佔地表水資源量的百分比),山東半島地表水資源開發利用率為19.9%,淮河片地表水資源開發利用率為45.6%。
2008年海河流域天然徑流量為126.93億m3,地表水供水量123.10億m3,扣除跨流域調水43.25億m3,當地地表水供水量79.85億m3,地表水資源開發利用率為62.9%
2.2 南方水資源開發利用率普遍較低
根據中國水資源公報,2008年從國境外流入我國境內的水量為233億m3;從國內流出國境的水量為6057億m3,流入國際邊界河流的水量為647億m3;全國入海水量為16101億m3。
從2008年來看,每年我國超過2.2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用入海出境了。
南方水資源開發利用程度低,長江流域僅為18%。
根據雲南水資源公報2008年全省水資源開發利用率(水資源開發利用率為河道外供水量與多年平均水資源量的比值)為6.9%。
2007年珠江流域片水資源開發利用率為20.2%,但個別地區經濟發達地區也超過80%,其中經濟發達的珠江三角洲的水資源開發利用率最高,達83.1%。
2.3 我國水資源開發利用率地區差異大
我國水資源開發利用率呈現北高南低與降雨帶與人類活動關系密切。
因受人口密度、經濟結構、作物組成、節水水平、水資源條件等多種因素的影響,各地區的用水指標值差別很大。
1999年中國水資源公報根據水資源量計算和供用水統計成果,並考慮跨流域調水、水庫蓄水變數和地下水儲存變數等因素的影響,對九大流域片地表水控制利用率(地表水源供水量佔地表水資源量的百分比)進行了估算。地表水控制利用率也是地表水資源開發利用率。松遼河片為24%(其中遼河流域為52%),海河片為94%,黃河片為76%,淮河片為78%,長江片為15%,珠江片為18%,東南諸河片為14%,西南諸河片為2%,內陸河片為34%(其中河西內陸河為80%)。
總之,我國水資源開發利用程度地區分布不均,「北高南低」,隨氣候和人類活動而變化,乾旱年高,豐水年低,隨社會發展總用水量增加。
3. 我國乾旱缺水狀況決定了必然需要大量水資源
我國是一個乾旱缺水嚴重的國家,我國的人均水資源量只有2300 m3,僅為世界平均水平的1/4,位列世界第121位,是全球人均水資源最貧乏的國家之一,是聯合國認定的「水資源緊缺」國家。
我國年年有乾旱,平均不到3年發生一次重特大旱災,尤其經常發生區域性特大旱災。正是我們重視水利工程的建設,「水利是農業命脈」,大興水利,在許多大旱之年仍然奪取農業大豐收,使我國糧食產量逐年創新高。
我國又是幅員遼闊的國家,各地氣候等自然條件差異很大,西南、東南沿海地區因受季風和台風影響,降水量相對比較豐富,水資源量也就相對較為豐富,但北方特別是西北,尤其是西北內陸地區降水量稀少,水資源量匱乏,人均水資源量僅為全國平均數的1/8—1/10。過去,我國旱災高發的區域主要在乾旱缺水的北方地區,特別是西北地區。近幾年,在傳統的北方旱區旱情加重的同時,南方和東部多雨區旱情也有所發生,甚至在擴展和加重。
2010年中國西南大旱范圍波及中國西南五省市區(雲南、貴州、廣西、四川及重慶)並蔓延到湖南等省市。旱災影響范圍已由傳統的農業擴展到工業、城市、生態等領域,工農業爭水、城鄉爭水、超采地下水和擠占生態用水現象越來越嚴重,特別是人畜飲水嚴重困難,花費很大人力物力。
據氣象專家分析,這是有氣象資料以來,西南地區遭遇的最嚴重乾旱。乾旱的原因是降水少、氣溫高,兩重原因共同作用,加上持續時間很長,導致自然災害造成損失嚴重。
4. 我國水資源受海洋季風控制降水時空分布不均
要充分認識水資源性天然可再生資源。在太陽和地球表面熱能的作用下,地表上的水不斷被蒸發成為水蒸氣,進入大氣環流,隨著氣流運移與上升,冷暖氣流的交匯,水蒸氣遇冷又凝聚成水滴,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,這個周而復始的過程,稱為水循環。在大氣環流的影響下,把海洋和大陸的水循環溶成一體,我國水資源補給來源主要為季風大氣降水,東南季風、西南季風是形成我國降水的主要水源,把太平洋、印度洋的水汽輸送到我國西南、東南廣闊地區,特別是東南季風深入到我國中西部地區,連我國新疆降水也是西風環流把大西洋的水汽輸送過來。比如台風是一個典型的海陸水循環的氣象現象,台風輸送大量的海洋水汽,短時間帶來大量降水,形成暴雨,給所到陸地造成災害。
河流來水並不是一成不變的,受降水影響,有豐、枯之分。而我國幅員遼闊,東西南北氣候差別大,同時受到環流和季風影響,降水年際年內都變化非常大,導致我國水資源從空間分布不均、時間上年際有豐枯差異、年內多集中於汛期。
從年內角度看,我國大部分地區降水主要集中在汛期,其降水量佔全年降水量的60%以上,經對汛期和冬季降水統計,扣除雪山冰川融水(降雪降雨又有補充)外,中國水資源每年更新來源於海洋季風大氣降水超過90%以上。
正因為洪水期為了防洪,每年我國超過2萬億m3河川徑流水資源沒有被利用流入海或出境了。
5. 人類活動的影響著我國警示線標準的設立
5.1 大中型水庫攔蓄洪水
只有通過建立高壩大庫有更多的蓄水庫容,才有可能實現「洪水資源化」。我國建設了小浪底,特別是三峽水利樞紐工程具備了特大型水庫的建設經驗和能力,具有調節洪水能力大庫高壩大系統骨幹工程作基礎,依靠關鍵技術作支撐。
洪水資源化就是把入海汛期洪水攔截下來留在陸地以備利用,增加水力發電量、作為社會供水和生態環境用水等。在黃河流域用來調水調沙,即利用洪水通過水庫調度水沙把庫區和河道內的泥沙排入大海。把洪水大量蓄在陸地有利於對抗海洋的升高趨勢。
在我國很多地方形成了傳統的看法,洪水是災害,要盡快排走、入海為安;沒有把洪水當做資源,「興利與除害結合」也僅是說利用非洪水資源和防大洪水。洪水給人類帶來過巨大災難,同時洪水也可利用,即具有水害和水利雙重特性。
洪水資源化的提出意在防洪減災、除害與興利有效地結合起來,實現「給洪水出路,讓部分洪水為我所用」的治水戰略,進一步促進人水和諧發展。
坦率說洪水是不能完全控制的,也是無法完全根治的,盡管我國在大江大河已經建立了有效的防洪體系,洪水難題仍將是中國長期的心腹之患;既然不能掌控洪水,那麼我們可以利用工程措施和「管理洪水」,採取包括「洪水資源化」為主要內容的措施綜合治理洪水。洪水利用和洪水資源化在我國水資源相對緊缺顯得尤為重要。
我國水庫調節能力有限,比如黃河上僅有龍羊峽為多年調節水庫,而著名的三峽水庫也只是季調節水庫。
我國正在大力開發水利水電清潔能源,主要河流已經做了規劃,建議在可行性的基礎上適度提高壩高增加庫容,為防洪和洪水利用增加有效的「公益性」庫容。一方面多蓄洪水達到防洪目的、另一方面多發電彌補水電因枯水期帶來的調峰、同時也為社會供水和跨流域供水提供的可能。如長江流域以三峽水庫以上可分為三級,在干支流前端的水庫作為一級,可在汛期中蓄洪,中間大量水庫依次8月中下旬蓄洪、三峽水庫和丹江水庫可在9月蓄洪,這樣就形成了汛期中後期的蓄洪達到了梯級利用洪水發揮更大的效益。
5.2 集水工程
雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存,以備人類所用的一種方法。
雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻。
收集雨水用於人畜飲用和農業生產,我國2010年西南大旱部分地區的水窖發揮的很大作用。水資源匱乏的甘肅省開展雨水集蓄利用技術的研究及推廣工作,2009年已累計建成各種蓄水窖253萬眼,穩定解決了252萬人的飲水困難,發展集雨節灌農業457萬畝,在雨水利用方面積累了豐富的經驗和技術。在治理水土保持也發揮巨大作用,淤地壩與層層梯田能夠達到「水不下山」。
雨洪利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。北京市從2003年就制定並執行了《關於加強建設工程用地內雨水資源利用的暫行規定》,要求以後所有新建、改建、擴建工程均應加入雨水利用工程的建設,否則有關部門將不予驗收。
5.4 跨流域調水工程
中國水資源分布的一個重要特點是南方水多、北方水少,空間分布很不平衡。河川徑流主要來自降水,影響中國大部分地區降水的是來自西太平洋的東南季風和印度洋、孟加拉灣的西南季風。
跨流域調水工程水資源與洪水資源化重新分配有了保障。
毛澤東同志視察黃河提出「南方水多,北方水少,如有可能,借一點來是可以的。」
南水北調總體規劃推薦東線、中線和西線三條調水線路。通過三條調水線路把長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯系起來,構成以「四橫三縱」為主體的總體布局,以利於實現我國水資源南北調配、東西互濟的合理配置格局。規劃設想三條調水線路的多年平均年調水總規模448億m3,其中東線148億m3,中線130億m3。
把南水北調工程近期的主要供水對象確定為城市,可逐步置換擠占農業及生態用水,限制超采地下水、利用豐水年增加北調水量,恢復和改善地下水環境,增加農業、生態用水量。
根據近期規劃結果,2020年,全國將從跨流域調水工程中利用118億m3的水量來支持地下水超采治理,壓縮相應的地下水開采量。
5.5污水處理與利用
國際公認的水資源利用程度的警示線不考慮廢污水處理與利用的前提下的設立的標准。
根據國際普遍情況,在一般情況下社會用水大約有70%最終會轉變成污水,重新排入河流系統。因此,如果水資源的利用率為40%,那麼就大約有28%的污水排入河流,與原來的60%未使用過的河水相融合,整條河流就幾乎增加了一半的污水,對河流造成了比較嚴重的污染。這里的社會用水中主要污染物來源於工礦企業和城市生活。
國際普遍情況並不一定適合我國的具體情況,我國北方地區水資源開發利用程度高達80%,經過二十多年的不懈努力,河流生態逐步得到恢復,特別是污水處理再利用或達標排放或零排放,因此,所謂的國際上公認的水資源利用程度的警示線早已或已經不適應現實情況,建議我國水資源開發利用程度的警示線可設為50%較為合適。
污水處理再利用量是指經過城市污水處理廠集中處理後的污水回用量,不包括工業企業內部廢污水處理的重復利用量。中水又稱再生水、回用水,是指城市污水和工業廢水經凈化處理,水質改善後達到國家城市污水再生利用標准,可在一定范圍內使用的非飲用水。如果能將這些廢污水通過處理轉化為中水無疑將是一塊巨大的資源。提高污水處理率,增加污水利用量,污水資源化邁入進行大量使用階段。
根據中國水資源公報,2008年全國總用水量5910億m3,用水消耗總量3110億m3,綜合耗水率(消耗量佔用水量的百分比)為53%,2008年全國廢污水排放總量758億t;廢污水排放量是指工業、第三產業和城鎮居民生活等用水戶排放的水量,但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。
提高其他水源如污水資源化、海水淡化利用量,未來將有超過1000億m3潛力。
6. 結語
我國現在水資源開發利用程度接近25%,但流域之間差異很大。
國際上公認的一個流域或國家的水資源利用程度的警示線是40%,是在不考慮廢污水處理與利用的前提下的設立的標准,並且我國北方河流長時期水資源利用程度超過此警戒線,有些年份高達80%,甚至更高。
隨著我國廢污水的處理程度的大幅度提高,中水達標排放或零排放,雨洪工程和海水淡化,跨流域調水工程,以及隨著水利工程高壩大庫骨乾性工程的建成,「洪水資源化利用」的必將常態化,結合中國特點與實際,我國水資源開發利用程度的警示線可適當提高,我國北方設高為60%,南方也可維持在40%。
跨流域調水與國際河流開發利用、減少入海徑流、「洪水資源化」,通過建立高壩大庫容骨幹工程達到這一目的,通過工程措施應對氣候異常「超標准洪水」,結合管理科學化智能化,汛期前後「電調」嚴格服從於「水調」,有利於大江大河的長治久安提供工程性保障措施。
參考文獻:略。
Ⅷ 大連市甘井子區地下水資源開發利用及海水入侵問題分析
楊紹南
(遼寧水文地質工程地質勘察院,大連,116037)
摘要甘井子區是大連市的郊區,是水資源先天不足的地區。多年來,甘井子區的工業、農業、水產業、養殖業處在穩步發展的階段,地下水富集區的開發利用處在超采狀態,尤其是在20世紀70、80年代蔬菜業的蓬勃發展,大量地汲取地下水,致使海水入侵面積不斷擴大,入侵的程度逐步加重。近些年來隨著市場經濟的發展,甘井子區的產業結構也進行了一定程度的調整,目前甘井子區正在實施新的管理體制,加快振興老工業基地、全面建設「大大連」,大大加快郊區變市區、農民變市民的城市化、工業化歷史進程,農業用水量大幅度下降,地下水水質有所改善。但是,長期的、季節性超采已是地下水開發和海水入侵成為一對矛盾。本文針對該區水文地質條件、海水入侵問題,提出地下水開發利用的對策建議,使甘井子區有限的地下水資源得到合理的開發利用。
關鍵詞地下水開發利用海水入侵
前言
甘井子區是大連市的郊區,總人口約40餘萬,有11個街道和6個鎮。東西長40km,南北寬35km,面積464.51km2。呈馬蹄形環抱大連的三個城市區,即中山、西崗、沙河口三區。在地貌上屬於遼東半島南部,為千山山脈的西南的延伸端,瀕臨黃海、渤海,形成兩海之間丘陵起伏的半島地形。
區內丘陵區海拔在50~400m,山地最高海拔為405m。較平坦的洪積裙一般存在於丘陵的山麓,坡度2°~5°,分布於大辛寨子及南部。坡洪積平原呈條帶狀分布於周水子—大辛寨子,牧城驛—營城子一帶,地勢平坦開闊,地面標高約5m。是區內最大的平原區,著名的周水子國際機場就分布在此地。
1水文地質條件概況
本區屬北半球暖濕帶半濕潤季風氣候區,表現出四季分明,雨熱同季,冬無嚴寒,夏無酷暑,氣候溫和的特點。多年平均氣溫24℃。全區多年平均降水量622mm,年內降水量不均,其中7、8、9月份相對集中,約佔全年降水量的64%。年平均蒸發量約1500mm,其中月平均蒸發量是5月份,最大為225mm。
本區地表水系不甚發育,共有河流有13條,分屬黃、渤海水系,均為獨立入海的河流,也是季節性河流。流域總面積為317.42Km2,總長128.6Km。區內主要河流有馬蘭河、夏家河、泉水河。境內水資源貧乏。年平均總降水量2.99×108m3。多年平均地表徑流深138mm。徑流總量6365×104m3。
甘井子區屬水資源貧乏區,區內的地層主要是震旦系的灰岩、石英岩、板岩、頁岩和侵入的輝綠岩,還有上覆的第四系。依據區內地下水賦存介質可分為三種地下水類型,即第四系鬆散岩類孔隙水,碳酸鹽岩裂隙岩溶水和基岩裂隙水,其中碳酸鹽岩裂隙岩溶水是甘井子區的主要地下水類型。
1.1第四系鬆散岩類孔隙水
分布於第四系鬆散岩組的河流相沖積谷地砂礫石及山前坡洪積扇裙亞砂土含礫石堆積物,第四紀堆積物厚度在3~15m,含水層厚度較薄,一般在溝谷低窪區的含水層富水性較好。賦存的地下水位埋深在2~3m,開采井多以大口井的方式開采,單井涌水量在100m3/d左右,由於分布面積小,供水意義不大。
1.2碳酸鹽岩裂隙岩溶水
是甘井子區主要的地下水類型,由震旦系的石灰岩、含藻及泥質灰岩、白雲質灰岩、硅質結核灰岩等組成含水岩組。其富水性受蓄水構造、岩溶發育程度控制,單井涌水量在100~1000m3/d,地下水位埋深3~6m。主要分布於南關嶺北部、大連灣、周水子、黃龍尾、大辛寨子西北、革鎮堡中部等地。
1.3基岩裂隙水
含水岩組的岩性包括震旦系板岩、石英岩、頁岩。地下水賦存在岩石的風化裂隙、構造裂隙和成岩裂隙中,在山區以泉的形式出露,泉流量0.01~0.22l/s。在板岩或石英岩為主的地層中鑽孔,單井涌水量大多數小於100m3/d,以石英岩和板岩地層為含水層的鑽孔,深度在200m的單井涌水量一般為50~100m3/d,地下水為埋深在3~7m,主要分布於紅旗、凌水、辛寨子西南。
上述三種類型的地下水除第四系鬆散岩類孔隙水在區內廣泛分布外,周水子以北均為碳酸鹽岩裂隙岩溶水分布區,存在良好的富水地段,但水質差異較大,而南部為基岩裂隙水分布區,富水性差,單井出水量較均勻,但張性的構造部位仍然能鑿出涌水量達400~500m3/d的深井。
1.4地下水水化學類型
區內地下水化學類型可大致分為四種:①重碳酸氯化物鈣型水。這類水分布廣,礦化度小於0.5g/l。一般分布於鞍子山、城山、歪石砬子等山區;②氯化物重碳酸鈣鈉型水。礦化度0.5~1.0g/l。分布於大辛寨子、周水子、革鎮堡及大連灣一帶;③重碳酸鈣型水。礦化度小於1.0g/l,主要分布在南關嶺駱駝山、狼山一帶;④氯化物鈉鈣型水。礦化度1.0~3.0g/l,主要分布於營城子灣、牧城灣及金州灣等濱海一帶。此外在南關嶺—泉水地段出現氯化鈉型水,礦化度大於3.0g/l。該類型地下水主要是因海水入侵而引起的。
2地下水資源開采現狀
2.1地下水開采現狀
目前全區共有工農業供水井595眼,大部分井深在100~150m,合計開采量達6.92×104m3/d。其中工業開采井為165眼,開采量達4.2×104m3/d,農業開采井430眼,開采量達2.72×104m3/d。地下水開采量占總供水量的20%。
區內地下水資源主要分布在碳酸鹽岩地區,其開采資源為8.262×104m3/d,石英岩和板岩地區的開采資源為4.32×104m3/d。合計開采資源為12.589×104m3/d。地下水實際開采量占開采資源量的54.96%,尚有5.669×104m3/d的擴大開采量。
2.2地下水開采存在問題
2.2.1開采井布局不合理
凡是臨海的低窪地段是地下水的富集區,也是地下水的超采區。尤其是儲存岩溶水的地段,這些地段的水質一般都受到污染,最嚴重的是發生海水入侵,如周水子地段在80年代中期,開采井分布不合理,呈現局部超采,由於大量開采,形成一定范圍的降落漏斗,引起海水倒灌,Cl-含量最高達2364.7mg/l。南關嶺地段地下水Cl-含量也激增,最高含量達1087.6mg/l。近幾年因產業結構調整,地下水開采程度下降,尤其是農業開采量銳減,使地下水水質有所改善。
2.2.2供水用途
依據區內的水質分布狀況,一些開采地下水的單位在供水用途上存在一定的盲目性,如利用水質較差的地下水做飲用水或鍋爐用水,這種用法對人體的健康和工業設備都有極大的危害性。
3地下水污染問題
近些年來,區內的地下水污染也日趨嚴重,污染源是廠礦企業排放的廢水及城市生活污水,另外農村施用的化肥、農葯也佔有相當的比例。
3.1工業廢水
目前雖然對多數廠家產生的污水進行處理,但是還有相當一部分企業產生的廢水仍然利用過去的明渠、管道排污,由於部分管道年久失修,滲漏污染了地下水。根據1985a資料,甘井子區主要工業廢水排放總量達23171.00×104t,主要污染物成分有:COD、懸浮物、揮發酚、氰化物、砷、汞、鉻、鎘、鉛、銅、鋅、鎳、硫化物、苯胺類、石油類等。
3.2工業廢渣
據大連市環保部門資料,20世紀甘井子區工業廢棄物量為136.0246×104t。其中,冶煉渣12.7534×104t、燃料渣20.0300×104t、有害渣27.5332×104t、礦渣54.2779×104t、工業粉塵3.7815×104t、工業垃圾17.6486×104t。
3.3生活污染
全區每年都有大量的生活污水和生活垃圾排放,尤其是生活污水除了一部分排泄入海外,還有相當一部分深入地下,污染地下水、據城建部門資料統計,年排放生活污水量1358.23×104t,這些生活污水含有多種污染成分,河流、河水及附近的地下水被污染,正是此類污染的結果。
3.4農葯及化肥
農葯與化肥的大量施用,使植物不能吸收的一部分通過降雨入滲污染地下水或通過地表徑流排入河流再污染地下水。
4海水入侵問題
4.1海水入侵現狀
目前甘井子區主要的海水入侵地區是營城子、革鎮堡、南關嶺、周水子、甘井子、毛塋子和大連灣等地,海水入侵面積達108.5km2,入侵范圍達5.9~8.6km。海水入侵使一些工業產品的質量受到影響,污染的地下水嚴重腐蝕輸水管道和鍋爐,使果類、蔬菜減產,農田不能種植,並危害水源,水井報廢。60~70年代這10多年的時間內,僅在甘井子、南關嶺、革鎮堡等地海水入侵深入陸地7.5km,入侵面積為48km2。特別是周水子、南關嶺—前、後鹽村地段最為典型。據1964年資料,當時的地下水Cl-含量50~100mg/l,到20世紀80年代經過20年的變化,其Cl-含量是原來的10倍多,甚至是20倍。許多地下水水化學類型由重碳酸氯化物鈣型水變為氯化物重碳酸鈣型水或氯化物型水。
4.2引起海水入侵的地質條件
海水入侵是一種緩變型的地質災害,侵入慢治理更慢。引起海水入侵的含水介質有兩種:一是鬆散岩類含水岩組;二是碳酸岩鹽含水岩組。其中,後一類是發生海水入侵地質災害最活躍的地層。
海水入侵的鬆散岩類含水組分布於沿海岸低窪地區的第四系鬆散層中,因分布面積小,影響范圍也一般很小,往往是大口井取水所造成的。
碳酸鹽岩含水岩組是發生海水入侵的主要岩性。區內主要岩溶發育和富水性良好的地段是革鎮堡—辛寨子、大辛寨子—周水子、友誼街、南關嶺—泉水子、後關—姚家及毛塋子等地。由於各種構造的存在,控制了岩溶的空間展布,岩石的完整性和連續性遭到破壞,岩溶作用強烈,溶隙、溶孔與溶洞密如蜂窩,而且負地形有利於匯集地下水,在地下水循環交替積極的強逕流帶均發育大溶洞或寬大的溶蝕裂隙,是儲存地下水的主要含水層,也是最易發生海水入侵的部位。
由於碳酸鹽岩具有大規模的岩溶,成為地下水的主要含水層,臨海的岩溶地下水富集區常常成為人們開發地下水的對象,長期不合理的開采造成水位下降,形成漏斗,水力梯度有利於海水倒灌補給大陸的地下淡水,產生海水入侵。
4.3引起海水入侵的原因
4.3.1開采井的不合理布局和超采是引起海水入侵的主要原因
20世紀70年代後期至80年代中期,由於開采量急劇增加,Cl-含量也隨之增加,但各個地段增加幅度不同,以南關嶺地段為例:1977年開采井92眼,1978年增至146眼,1979年為171眼,1990年下降為84眼,其中1980年該地段的開采量為5.0480×104m3/d,Cl-平均含量為887.8mg/l,1990年實際開采量是1.29×104m3/d,地下水中Cl-含量下降,平均為521.6mg/l。這樣不合理地開采地下水必然會改變局部地段的地下水動力均衡狀態,致使水質發生變化,可以看出開采量的大小是決定海水入侵程度的關鍵因素。
4.3.2降雨量的影響
本區地下水的補給來源主要是大氣降水。降雨量大、補給量大,則開采量相對減小,地下水向淡水方向轉,Cl-含量降低,反之,Cl-含量則明顯增高。
綜上,開采量和降雨量是控制海水入侵的主要因素,海水入侵的根本原因是地下水的不合理開采,使天然狀態下的地下水動力平衡遭到破壞的結果。
5對策建議
甘井子地區沒有合理而系統地開采利用地下水,其主要原因:一是地下水資源有限;二是缺乏對地下水開發的合理規劃。致使有限的地下水資源被污染,發生海水入侵,不僅對使用者造成了不必要的損失,也浪費了寶貴的地下水資源。因此,為今後合理開發地下水資源和防治海水入侵,提出以下對策建議。
5.1樹立可持續發展的觀點,科學用水,建立節水型社會體系
節水是一項復雜的系統工程,必須全社會齊動員,齊抓共管,並充分利用經濟杠桿和市場機制,建立和健全合理的水價體系,促進人們節水意識的提高。
5.2加強對工業污染、生活污染及農業污染的管理
水污染也是造成地下水缺乏的一個重要原因。區內淺層地下水的上部包氣帶,主要岩性為砂礫石含土、亞砂土、亞粘土組成,滲透性能較好,在大氣降水的淋濾作用下,地表污染物通過包氣帶下滲進入地下水含水層。
甘井子區每年排放的污水,部分未經處理就排入地表水體,致使地表水體嚴重污染。區內地表水與地下水聯系密切,使地下水在不同程度上受到污染。地下水污染區主要分布在河道的兩側,像春柳河、馬蘭河等地段的第四系地下水已受到嚴重的污染。
5.3污水資源化
污水再利用進展緩慢,截至2000年大連市共有污水處理廠5座,污水處理總能力37萬m3/d,中水回用量4萬m3/d。因此加強配套污水處理設施,加大污水資源化力度,積極使用中水,在如消防、工業冷卻、城市綠化、城市建設、城市衛生用水等。
5.4加強地下水資源的技術性管理
區內地下水的開采利用受含水層介質、邊界條件、富水性、海水入侵、開采程度、開采現狀、開采井深度等因素制約,難以建立相對集中的較大型的水源地,只能採用分散式開采方式。對全區地下水開采資源宜每3~5年進行一次復核,便於確定各地段地下水的開采分區。如,可進行海水入侵治理區、開采量削減控制區、開采量平衡區、開采量可擴大區等分區,按照分區的各自特點,調整開采井布局、開采量、開采時間,減輕海水入侵程度,合理的開發利用地下水。
依據國家水法和大連市水資源管理辦法,針對甘井子區水資源分布狀態和使用方式,堅持全面規劃、詳細調查、規范勘察、有效監督、計劃開採的原則,控制供水用途、成井類型、水量水位等目標,實施治理改造措施,建立周密的動態監測網,按行業規范對開采井和開采過程實行全面的強制性監督,安裝水表,一井一表,依表計量,以量收費,依費養管,使地下水污染和海水入侵程度逐漸減輕,達到改善水質的目的,充分而有效地利用有限的地下水資源。
參考文獻
[1]遼寧省地質礦產局.大連市城市地質系列圖說明書.沈陽:沈陽出版社,1986.
[2]大連市地方誌編篡委員會辦公室編.大連市志(自然環境、水利).大連:大連出版社,1993.
[3]大連市甘井子區地方誌編篡委員會.甘井子區志.北京:方誌出版社,1995.
Ⅸ 什麼是城市廢水資源化實例
作為解決水資源短缺的重要對策之一,國內外對城市廢水的資源化與回用都十分重視,並取得了許多成功的經驗。以下列舉一些廢水資源化的成功實例,以供我國廣大缺水地區在探索、研究和推廣廢水資源化中借鑒和參考。
(1)美國的廢水再生與回用美國城市廢水的再生與回用起步較早。美國廢水再生與回用的實例為全球的廢水回用提供了很好的參考。
①加利福尼亞州橘子縣21世紀水廠再生水回灌地下。該城市由於超量開采地下水,造成地下水位低於海平面,促使海水不斷流向內陸,致使地下淡水退化不宜飲用。為防止地下水位下降造成海水入侵,美國加州橘子縣早在1965年就開始研究將三級處理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子縣為此興建了「21世紀水廠」,該廠設計能力為5678m3/d。原水為城市污水二級處理出水,進一步經沉澱、過濾和活性炭處理後回灌地下水。由於回灌地下總溶解性固體的限制為500毫克/升,因此一部分再生水在回灌地下水之前還採用反滲透法進行了脫鹽。21世紀水廠的凈化水通過23座多點注入管井分別注入四個蓄水層,與深層蓄水層井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。該項工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市廢水經深度處理後能夠達到飲用水水質標准。工程經長期運行證明穩定、可靠。
②佛羅里達州聖彼得斯堡的廢水再生與回用。該市是城市廢水回用的先驅之一。1978年實施了雙配水系統,供給用戶兩種質量的水(飲用水和非飲用水),再生水開始用於非飲用水目的的使用。1991年該市向7000多戶家庭及辦公樓提供再生水8×104m3/d,並用作公園、操場、高爾夫球場灌溉用水以及空調系統冷卻水和消防用水。
該市共有4座廢水處理廠,總處理能力達270×103m3/d,採用活性污泥生物處理工藝,並附加有鋁鹽混凝、過濾及消毒處理,雙管輸水系統管道共長420千米。通過10口深井將多餘的再生水注入鹽水蓄水層,一年間平均約有60%的再生水注入深井。
由於使用再生水,節約了優質水,因此盡管該市人口增加了10%,但飲用水仍能滿足供應。
③亞利桑那州派洛浮弟核電站回用再生水作冷卻水。該核電站是美國最大的核電站。第一期的3個反應堆,每個發電能力為1270兆瓦。此外擬再建2個反應堆。核電站地處沙漠,嚴重乾旱,因此採用再生水作為冷卻水。再生水來自2座城市廢水處理的二級生物處理出水,輸至核電站再經補充處理,使之達到所需水質。該核電站採用冷卻水系統,補給水約200×103m3/d。
(2)日本的廢水再生與回用日本近20年來在廢水再生和利用方面進行了大量研究開發和工程建設。1986年城市廢水回用量達6300×104m3/d,佔全部城市廢水處理量的0.8%。再生水主要回用於中水道、工業用水、農田灌溉、河道補給水等。各種用途及其所佔的比例為:中水道系統為40%、工業用水29%、農業用水15%、景觀與除雪16%。中水道系統是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中辦公樓、學校為大戶:學校佔18.1%、辦公樓佔17.3%、公共樓房佔9.2%、工廠佔8.4%。中水道再生水主要用於沖洗廁所(佔37%)、沖洗馬路(佔16%)、澆灌城市綠地(佔15%)、冷卻水(佔9%)、沖洗汽車(佔7%)、其他(景觀、消防等)為16%。
至1996年,全國有2100套中水設施投入使用,用水量達32.4萬m3/d,佔全國生活用水量的0.8%。再生水中41%被用於工業用水,32%被用於環境用水,8%用於農業灌溉。
(3)其他國家的廢水再生與回用世界上第一座將城市廢水再生水直接用作飲用水源的回收廠設在納米比亞的首都溫德和克市。該回收廠將城市廢水經過深度生物處理之後作為飲用水。深度處理水的水質經嚴格的水質監測,證明符合世界衛生組織及美國環保局發布的標准。
以色列屬半乾旱國家,再生水已成為該國的重要水資源之一,100%的生活廢水和72%的城市廢水已經回用。據1987年資料,全國廢水總量2.5×108立方米,處理量達2.18×108立方米,處理率接近90%。再生水用作灌溉達1.046×108立方米(佔42%),回灌地下為0.7×108立方米(佔29%左右),排海水量0.7×108立方米(佔29%左右)。廢水處理後貯存於廢水庫。全國共修建127座廢水庫,其中地面廢水庫123座,地下廢水庫4座。廢水進行農業灌溉之前一般通過穩定塘系統處理。有些城市將城市二級生物處理出水,再經物化處理後回用於工業冷卻水。此外,廢水經深度處理後回灌地下水,再抽出至管網系統,或並入國家水資源調配系統,輸送至南部地區,或用於一般供水系統,最南部地區甚至將它作為飲用水源。
由於採取了上述廢水回用的措施,以色列大大提高了水資源的有效利用,從而緩和了水資源短缺對社會經濟發展的制約作用。
(4)我國的廢水再生與回用我國長期以來有利用生活污水用於灌溉農田的經驗。先後開辟了10多個大型污水灌溉區,灌溉面積達(130~140)×104公頃。在我國北方乾旱地區,利用污水灌溉農田,可充分利用其水肥資源發展農業生產,確實收到了一定效果。但由於一些污灌區地址選擇不當,設計不合理,廢水預處理不夠,又缺乏水質控制標准和及時的監測,出現了土壤、農作物及地下水的嚴重污染,威脅著人體健康和安全。若干年前,曾開展大規模的污灌區環境質量綜合評價工作,研究與制訂了污水灌溉與污泥用於農田的各項環境標准與規定,已將污水農業利用引向科學的道路。
由於我國不少地區,如北方地區水資源緊缺,迫切需要把城市廢水作為第二水源加以回收利用,實現廢水資源化。為此,國家組織了有關開發城市廢水資源化工藝的科技攻關,研製成套技術設施,建立示範工程,並逐步推廣應用。攻關內容包括工業回用、市政景觀利用的水質預處理技術、水質標准、衛生安全評價、中小城鎮和住宅小區污水回用技術的研究等。一些成果已在天津紀莊子污水處理廠改造工程中應用,並在天津、太原、大連等城市建設了污水回用工程。例如,大連春柳廢水處理廠的二級生物處理出水經深度處理後用於冷卻水,回用水量300m3/d;太原楊家堡廢水處理廠採用生物填料接觸氧化池處理城市污水用於冷卻水,回用水量為200m3/d;北京高碑店熱電廠亦將高碑店污水處理廠的出水作為冷卻水水源。經過10多年來的努力,我國在城市廢水資源化以及回用方面取得了一定的成績,為今後更大范圍的推廣應用奠定了堅實的基礎。隨著我國城市廢水處理廠的普及與興建,廢水再生利用規模和速度亦將迅速發展。
北京水立方2008年北京奧運會標志性場館之一的「水立方」採用了大量專門措施降低自來水消耗,減少廢水排放。全年可收集雨水1萬噸、洗浴廢水7萬噸、游泳池用水6萬噸。建築物所需的綠化、冷卻塔補水、護城河補水、沖廁、沖洗地面等用水全部通過廢水回用解決,每年可減少廢水排放量14萬噸。
水資源是經濟社會賴以存在和發展的重要條件,水是生命之源,水不僅是世間一切生物和秀美山川賴以存在的保障,也是人類和經濟社會賴以發展的條件,地球要是沒有了水,它就會像火星一樣絕不會有今日的生機盎然。水對任何一個國家都是重要的戰略資源。水資源的保證供應和安全,是一個國家戰略安全的重要方面。
隨著世界人口的增長和工業化的推進,水的需求量在不斷增加,相反自然界的水隨著自然界變暖和人類活動的加劇而越來越少。當今水危機已經遍布全球,根據聯合國的預測,2025年全球將有2/3的人面臨水的危機,缺水問題不僅會制約21世紀的經濟社會發展,而且可能會因缺水造成國家之間的矛盾沖突,甚至戰爭。
為了解決水資源短缺的矛盾,在開源、節流這兩種戰略中,節流比開源所需的資金一般要少,而且通過節流,可以減少污水排放量,減輕水污染,更可切實保護水資源,可謂一舉多得,是符合可持續發展的戰略方針的。
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污水調查報告
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本次調查分為兩個部分,一是文獻調研,即當今水污染的現狀及其危害;二是實地調查報告。
一、當今水污染現狀
1.1 不同水域的污染情況:
據《中國環境狀況公報》和水利部門報告顯示,1997年,我國七大水系、湖泊、水庫、部分地區地下水受到不同程度的污染,在所評價的5萬多公里河段中,受污染的河道佔42%,其中污染極為嚴重的河道佔12%。
1997年,全國污水排放量約416億噸,其中45%來源於城市生活污水,55%為工業廢水。在淮河流域約有75%的化學需氧量來自工業廢水,其餘來自生活污水。
1.3 污染危害
水污染危害人體健康、漁業和農業生產(通過被污染的灌溉水),也增加了清潔水供應的支出。水污染還會對生態系統造成危害——水體富營氧化以及動植物物種的損失。
一些疾病與人體接觸水污染有關,包括腹水、腹瀉、鉤蟲病、血吸蟲、沙眼及線蟲病等。改善供水衛生條件可以極大地減少此類疾病的發病率和危害程度,同時也可減少幼兒因腹瀉而導致的死亡。
1.4 污染危害的經濟價值
根據世界銀行研究表明,目前,中國大氣和水污染造成的損失價值,如果按支付意願價值估計,約為540億美元/年。約佔1995年GDP的8%。而用人力資本價值估計,大氣和水污染造成的損失每年則為240億美元,佔GDP的3.5%。
二、工廠污水處理實地調查
2.1 實地調查結果
我們首先對工廠污水現狀進行了文獻調研,然後對國內各地的工廠污水處理的情況進行了調查,主要是小組成員利用假期在各自的家鄉及附近縣市進行的。
第一站:可口可樂有限公司
我們調查的第一站是可口可樂有限公司,我們發現這里是設備齊全,操作嚴格,處理過的污水甚至可以用來養金魚,這讓我們全體組員大為驚嘆。下面是我們拍攝下來的該工廠的處理過後的污水。
第二站:福建建陽小型工廠
調查的第二站是福建建陽小型工廠。我們調查了一家造紙廠,一家電池廠,一家木材加工場,發現它們的污水處理原理和太古可口可樂公司的相同,設備則簡陋許多,不過仍可以使處理後的污水達到國家排放標准。
當地的造紙,電池,木材加工等企業,都能產生酸鹼度極高並且含各種重金屬離子的污水。一些小工廠雖然有污水處理設備,但其作用只是為了應付檢查,其它時間都不運行。當地政府部門的腐敗助長了這一風氣。當地政府目光短淺只重視它們帶來的稅收,卻不關注其嚴重的污染。
第三站:農村
隨著城市工業廢水排放問題的日益嚴重,農村工業廢水污染問題也日益引起了我們的關注。農村受工業污染後,不僅有環境的破壞,生態平衡的失調方面的問題,它還有一個特有的問題,就是造成土地的污染。土地被工業污染後,一般會肥力下降,種上莊稼,長得無精打采,甚至顆粒無收。而且,這種土地生產的糧食,其可食用性也大受懷疑。
我們的調查顯示:(1)大型企業較小企業、小工業污水處理的情況要好得多。在調查的第一站,設備齊全,操作嚴格。而在一些小工廠中,設備簡陋,並且有的設備只開一半,有的乾脆不開,放任污水自生自滅。(2)其次大城市的情況也較小城市好,北京、深圳、青島的情況要比泉州、晉江要好一些。(3)工業化的農村污染尤其嚴重。
在調查過程中我們所做的:
(1)撥打過青島和建陽的市長公開電話,盡管不知道我們誠懇的建議會不會引起注意。
(2)向小工廠的老闆提過建議,可差點挨打,難道他們的眼中只有「錢」?
(3)向親戚朋友 建議過使用無磷洗衣粉。
我們能夠做的:
(1) 使用無磷洗衣粉。
(2) 回收實驗廢液和葯品。
(3) 建議親戚朋友改掉生活中一些不好的做法。
(4) 努力學習,研究出更廉價的處理污水的方法。
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三. 心得和體會
經過了這次的研究性學習, 我們發現我們還有很多知識要學。還有很多生命中最重要的東西,要我們去珍惜,而那些正是平常我們所忽視的。現在我們知道,在平常生活中一些不被重視的小細節,有時候卻是嚴重污染我們賴以生存的環境的罪魁禍首.
還有這次的研究性學習的機會是老師給我們的,您使我們有機會接觸到這些寶貴的東西,也使我們學到了很多東西,鍛煉了我們的能力,這些都是以後在我們的生活中很重要的。我們非常感謝您,我們尊敬的老師。