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城市化進(jìn)程中水源安全問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)

發(fā)布作者:王浩  來(lái)源:給水排水微信  發(fā)布時(shí)間:2016/4/6 13:30:53

隨著城鎮(zhèn)化率及城鎮(zhèn)居民用水量的不斷提高、北方地區(qū)的連續(xù)干旱,城市供水短缺狀況加劇,水源水量不足、保證率不高,地下超采嚴(yán)重,不僅給城鎮(zhèn)居民生活造成困難,也影響了城市的整體發(fā)展,成為我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一

1.城市化對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的影響

我 國(guó)正經(jīng)歷著快速的城市化過(guò)程,1978年以來(lái),我國(guó)城鎮(zhèn)常住人口從1.7億人增加到7.3億人,城鎮(zhèn)化率從17.9%提升到53.7%,城市數(shù)量從193 個(gè)增加到658個(gè),形成了武漢、成都、南京、東莞、西安、沈陽(yáng)、杭州、哈爾濱、香港、佛山等11座特大城市以及上海、北京、重慶、天津、廣州、深圳6個(gè)人 口超過(guò)1000萬(wàn)的超大城市。

長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀、長(zhǎng)江中游、成渝、海峽西岸、中原、哈長(zhǎng)、遼中南、關(guān)中、山東半島等國(guó)家級(jí)城市群日益突出,僅僅是長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀三大城市群,就以2.8%的國(guó)土面積集聚了18%的人口,創(chuàng)造了36%的GDP,成為帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要平臺(tái)。

城市的擴(kuò)張與城市群的形成極大地改變了水循環(huán)的基本模式,水循環(huán)已從“自然”模式占主導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤白匀?人工”二元模式,城市水循環(huán)的“自然-社會(huì)”二元水循環(huán)程度逐步加深,呈現(xiàn)出四大特征:

一是城市社會(huì)水循環(huán)通量擴(kuò)張。隨著城市人口的增加和城市面積的擴(kuò)張,城市社會(huì)水循環(huán)通量不斷增加,尤其是生活用水通量不斷增加,給供水安全保障帶來(lái)了壓力。

二是城市社會(huì)水循環(huán)排放集中。城市是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中生產(chǎn)和消費(fèi)最為集中的地方,城市高強(qiáng)度用耗水過(guò)程帶來(lái)污廢水的大規(guī)模排放。如城市的水污染防治不能滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,大規(guī)模污染負(fù)荷進(jìn)入水體將帶來(lái)嚴(yán)重的水污染問(wèn)題,進(jìn)而加劇城市水資源短缺的矛盾。

三 是城市社會(huì)水循環(huán)路徑延展。城市社會(huì)水循環(huán)的路徑由原始的“取—用—排”過(guò)程逐步延展為“取水—給水處理—配水—一次利用—重復(fù)利用—污水處理—再生—排 水”。城市社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部通常包括若干個(gè)閉路循環(huán)子系統(tǒng),如城市再生利用子系統(tǒng)、企業(yè)循環(huán)用水子系統(tǒng)以及社區(qū)中水利用子系統(tǒng)等,其結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,不確 定性日益增加,也帶來(lái)了多環(huán)節(jié)的水質(zhì)防控風(fēng)險(xiǎn)。

四是城市社會(huì)水循環(huán)與自然水循環(huán)分離特性明顯。隨著文明的發(fā)展和衛(wèi)生的要求,城市通常建設(shè)了大規(guī)模的管網(wǎng)系統(tǒng),具體包括供水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)、雨水管網(wǎng)、再生水管網(wǎng)、直飲水管網(wǎng)等,這些復(fù)雜的管網(wǎng)系統(tǒng)改造減少了地下滲漏量,使得社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)與自然水循環(huán)系統(tǒng)不斷分離。

由于城市的重要地位、職能及其所具備的鮮明特征,城市水源無(wú)論在類(lèi)型選擇、供水范圍、供水方式、供水規(guī)模、供水系統(tǒng)及安全保障方面都與農(nóng)村存在較大的不同,隨著城市的快速發(fā)展,給城市水源安全保障帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

2.城市水源安全現(xiàn)狀與問(wèn)題

城 市水源地的選擇通常有兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn),一是水質(zhì)良好、水量充沛;二是在保證安全取水的前提下,就近取水。我國(guó)大部分地區(qū)以河流、湖泊為重要的飲用水水源地。 我們國(guó)家一直高度重視城市水源安全保障工作,取得了顯著的成效,但目前城市水源安全仍然面臨嚴(yán)峻的形勢(shì),水安全保障水平與全面建設(shè)小康社會(huì)的要求還存在著 較大差距:

一是隨著城鎮(zhèn)化率及城鎮(zhèn)居民用水量的不斷提高、北方地區(qū)的連續(xù)干旱,城市供水短缺狀況加劇,水源水量不足、保證率不高,地下超采嚴(yán)重,不僅給城鎮(zhèn)居民生活造成困難,也影響了城市的整體發(fā)展,成為我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一;

二是水源污染嚴(yán)重、生態(tài)惡化。目前全國(guó)城市水域大部分受到污染,有機(jī)污染凸現(xiàn),藻類(lèi)暴發(fā),水性疾病種類(lèi)增多,發(fā)病率升高,嚴(yán)重威脅人民的生命健康;

三是飲用水水源突發(fā)污染等事故增多,應(yīng)急能力不足,應(yīng)急預(yù)案與機(jī)制不完善。

2.1.水量問(wèn)題依然較為突出

人 多水少、時(shí)空分布不均是我國(guó)水資源基本特征,全國(guó)人均水資源占有量?jī)H2100m3,僅為世界平均水平的28%,在聯(lián)合國(guó)2006年對(duì)192個(gè)國(guó)家和地區(qū)評(píng) 價(jià)中,位居第127位。全國(guó)正常年份缺水約500億m3,海河、黃河、遼河、西北和東部沿海城市等地缺水嚴(yán)重,缺水范圍在蔓延。在全國(guó)658個(gè)城市中,缺 水城市達(dá)300多個(gè),其中嚴(yán)重缺水城市114個(gè),日缺水量達(dá)1600萬(wàn)m3。

據(jù)不完 全統(tǒng)計(jì),1950年以來(lái)全國(guó)共發(fā)生較大的城市缺水事件100多起,其中屬于資源型缺水的約占65%,主要是北方缺水地區(qū)和沿海地區(qū)缺乏淡水資源的城市;屬 于工程型缺水的約占20%,屬于水質(zhì)型缺水的約占5%,屬于混合型缺水的約占10%,主要是長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和淮河流域的城市。

據(jù)水利部調(diào)查評(píng)估的175個(gè)全國(guó)重要飲用水水源地,涵蓋31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)中144個(gè)地級(jí)以上城市,涉及供水人口4.06億,約占全國(guó)城市總供水人口的62%?偣┧327億m3,約占全國(guó)城市總供水量的80%。

從 地域來(lái)看,東南和華南地區(qū)供水量較為豐富,分別約占全國(guó)總量的30%和27%,而西北、西南、華北和東北地區(qū)的供水量較為短缺,其中水資源較為缺乏的華北 地區(qū)以地下水為主要水源,存在長(zhǎng)期超采導(dǎo)致地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,地下水水源地保護(hù)和治理難度大、歷時(shí)長(zhǎng),是一個(gè)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)。

2.2.水質(zhì)狀況仍然存在風(fēng)險(xiǎn)

根 據(jù)2014年水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)分析,全國(guó)Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的比例為72.8%,Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)湖泊個(gè)數(shù)占評(píng)價(jià)湖泊的比例只有32.2%,Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)占 評(píng)價(jià)水庫(kù)座數(shù)比例為80.8%,其中635座水庫(kù)進(jìn)行了富營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)價(jià),37.3%的水庫(kù)處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。在國(guó)家整體水質(zhì)一般的情況下,部分水源地仍受到 污染威脅。

部分水源地流域范圍內(nèi)的點(diǎn)源污染未得到根本遏制,保護(hù)區(qū)內(nèi)存在非法入河排 污口,河道型水源地排污口與取水口交錯(cuò)分布;部分湖庫(kù)水源地面源污染形勢(shì)嚴(yán)峻,據(jù)調(diào)查,90個(gè)全國(guó)重要飲用水水源地的二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)存在含磷的洗 滌劑、農(nóng)藥和化肥等農(nóng)業(yè)面源污染,存在危險(xiǎn)廢物、生活垃圾堆放和處置場(chǎng)所等問(wèn)題,面源污染治理難度大;內(nèi)源污染隱患嚴(yán)重,77.5%的參評(píng)湖庫(kù)型水源地中 營(yíng)養(yǎng)化及輕度富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題嚴(yán)重,局部庫(kù)灣、入庫(kù)支流存在游船和裝卸碼頭污染、庫(kù)底泥污染、水庫(kù)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等內(nèi)源污染隱患。

2.3.應(yīng)急備用能力薄弱

我 國(guó)多數(shù)城市供水為單一水源供水,應(yīng)急能力低下,還不能滿(mǎn)足城市飲用水需求,且很多具有嚴(yán)重潛在污染危害的工廠布局在河流兩岸、城市區(qū)域內(nèi)或者水源地附近的 環(huán)境敏感區(qū),遇到突發(fā)污染事故和特枯年或連續(xù)干旱年情況下,難以保障供水安全,例如,水利部評(píng)估的168個(gè)水源地中具備應(yīng)急備用能力有124個(gè),只占總數(shù) 的73.8%,應(yīng)急供水能力需進(jìn)一步提高。

另外,我國(guó)尚未建立各相關(guān)部門(mén)協(xié)調(diào)一致的 飲用水安全應(yīng)急機(jī)制,在水污染事故分級(jí)、應(yīng)急預(yù)案制定、應(yīng)急機(jī)制、結(jié)果監(jiān)測(cè)、信息發(fā)布等都沒(méi)有明確的法律規(guī)定。針對(duì)全國(guó)重要飲用水源地水污染突發(fā)事件應(yīng)急 處置還缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的要求;應(yīng)對(duì)特大干旱及突發(fā)飲用水污染事件的技術(shù)裝備、物資和人員儲(chǔ)備不足,相關(guān)培訓(xùn)和演練活動(dòng)未形成常態(tài)化,反應(yīng)與應(yīng)急處置的能力有待進(jìn)一步提高。

3.城市水源安全保障路徑

針對(duì)城市水源安全保障的水量、水質(zhì)和風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,需要建立多水源保障體系、全過(guò)程水質(zhì)防控體系和應(yīng)急儲(chǔ)備管理體系,全面支撐保障城市水源安全。

3.1.建立多水源保障體系

多元化水源供給格局是城市廣泛采用的供水安全方式,一是要加強(qiáng)地下水恢復(fù)和涵養(yǎng),建立地下水水資源儲(chǔ)備制度,充分調(diào)蓄利用雨洪水,增加雨水入滲補(bǔ)源量和替代自來(lái)水量;利用調(diào)蓄工程建設(shè)地下水儲(chǔ)備;利用濕地和蓄滯洪區(qū),涵養(yǎng)回補(bǔ)地下水。

二是要強(qiáng)化地表水源儲(chǔ)備,充分利用多水源供水條件,實(shí)現(xiàn)多調(diào)水,多存水。

三是要增加非常規(guī)水源利用量,建設(shè)非常規(guī)水利用的基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)施“海水開(kāi)源”工程,發(fā)展海水淡化,采用市場(chǎng)化方式推動(dòng)海水淡化利用工程;完善再生水利用政策,實(shí)行鼓勵(lì)機(jī)制;建設(shè)海綿型城市,實(shí)施立體多層次多功能分流分滯雨洪利用措施。

同時(shí),城市要實(shí)行環(huán)狀管網(wǎng)供給,避免單一線路損壞對(duì)水源供給的影響,合理的規(guī)劃水源與水廠以及水廠與用戶(hù)的配置關(guān)系。

3.2.建立全過(guò)程水質(zhì)防控體系

河 道作為水資源、水環(huán)境的重要載體,既珍貴又脆弱,既依賴(lài)本地區(qū)的保護(hù)又極易受上游及沿岸經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響。目前我國(guó)在水環(huán)境污染物總量控制缺乏與排放標(biāo)準(zhǔn)、 地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)、相統(tǒng)一的水環(huán)境容量核定與分配方法,需要基于流域水循環(huán)的總量控制體系,實(shí)現(xiàn)環(huán)境倒逼,實(shí)施“源頭減排、過(guò)程阻斷、末端治理”全過(guò) 程污染防控模式。

在“源頭減排”環(huán)節(jié),以“低污染、低消耗、高效益”為導(dǎo)向,基于水 循環(huán)的總量控制體系,引入環(huán)境倒逼機(jī)制,促進(jìn)資源節(jié)約、污染減排、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,堅(jiān)決退出不適宜城市發(fā)展的劣勢(shì)產(chǎn)業(yè)和“三高”企業(yè),加強(qiáng)社會(huì)水循環(huán)全過(guò)程高效利用,推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)。隨著生活水資源利用量和排污量的增加,要加強(qiáng)現(xiàn)有生活污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè),實(shí)施城鎮(zhèn)截污納管,雨污分離,污水集中處理。

通過(guò)厭氧發(fā)酵、生物處理、農(nóng)田循環(huán)利用等多種技術(shù)的應(yīng)用,從源頭進(jìn)行農(nóng)業(yè) 污染控制。通過(guò)采取規(guī)模養(yǎng)殖,畜禽糞便集中收集、儲(chǔ)存和發(fā)酵制肥等綜合利用技術(shù),提高糞便資源利用。通過(guò)干清糞工藝、厭氧發(fā)酵和生物處理等措施,實(shí)施污水 治理和綜合利用工程。重點(diǎn)抓好工業(yè)轉(zhuǎn)型,加快高污染行業(yè)的淘汰落后和整治提升,減少水資源使用量,減少污染物入河總量。

在“過(guò)程阻斷”環(huán)節(jié),實(shí)施生活污染全過(guò)程阻斷,加強(qiáng)現(xiàn)有生活污水處理設(shè)施,加強(qiáng)配套管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)。家庭生活用水根據(jù)主要用途和對(duì)水質(zhì)的不同要求,可分為飲用、生活和環(huán)境,可以按用水的清潔程度增加水的利用率,從而減少污染物的排放。

將小區(qū)居民洗浴廢水集中處理后,達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)回用于小區(qū)的綠化澆灌、車(chē)輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等。實(shí)施農(nóng)業(yè)污染全過(guò)程阻斷,建立灌溉-排水-濕地農(nóng)田綜合管理系統(tǒng),通過(guò)修建田間濕地,結(jié)合農(nóng)田地下排水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉水循環(huán)凈化。

實(shí)施工業(yè)水循環(huán)及污染過(guò)程阻斷,以資源稟賦、環(huán)境影響為約束,推動(dòng)工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式和生態(tài)工業(yè)體系的建立,以經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為正向驅(qū)動(dòng),加快工業(yè)技術(shù)進(jìn)步、強(qiáng)化工業(yè)環(huán)境管理,實(shí)現(xiàn)工業(yè)水循環(huán)及污染過(guò)程的阻斷。

在 “末端治理”環(huán)節(jié),要大幅度提升污水收集處理水平,在強(qiáng)化傳統(tǒng)污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)污染物全過(guò)程的生物處理技術(shù)。提高污水處理水平,促進(jìn)再生水利用,對(duì)污水處理廠進(jìn)行升級(jí)改造,引進(jìn)膜處理、臭氧處理等先進(jìn)技術(shù)和工藝,爭(zhēng)取將污水處理廠出水水質(zhì)提高到地表水Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施基于自然完整性的水系修復(fù),綜合運(yùn)用并實(shí)施水質(zhì)處理、生態(tài)護(hù)岸、雨洪處理、景觀處理等技術(shù),在兼顧城市防洪排澇、供水、航運(yùn)、生態(tài)、娛樂(lè)、開(kāi)發(fā)等不同功 能要求的同時(shí),嚴(yán)格執(zhí)行城市水系管理辦法的規(guī)定,加強(qiáng)對(duì)水系及城市濕地的保護(hù),對(duì)河道水體進(jìn)行生態(tài)化改造,重建河湖生境。推廣并利用國(guó)際領(lǐng)先的高效污染物 末端治理技術(shù),采用土壤滲濾污水凈化技術(shù)、人工濕地凈化技術(shù)、高效去污地下生態(tài)壩、PGPR原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)等,在遵循水循環(huán)、水化學(xué)、水生態(tài)完整性理論 基礎(chǔ)上,還須探索并應(yīng)用新技術(shù)、新方法、新材料和新工藝。

3.3.建立應(yīng)急儲(chǔ)備管理體系

建 立健全水資源戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備體系,對(duì)于已有地下水水源地的城市,城市用水要優(yōu)先使用地表水,減少地下水利用,將地下水作為應(yīng)急水源。對(duì)于已有水庫(kù)型水源地城市, 在保障防洪安全的條件下,適當(dāng)提高水庫(kù)蓄水量,預(yù)留備用庫(kù)容,作為城市應(yīng)急水源;或者兩個(gè)以上水庫(kù)型水源地互為應(yīng)急水源。

對(duì) 于城市飲用水水源較為單一,在連續(xù)干旱年、特殊干旱年及突發(fā)污染事故情況下風(fēng)險(xiǎn)程度高的城市,應(yīng)謀劃城市應(yīng)急飲用水水源和儲(chǔ)備水源,如應(yīng)急調(diào)水方案、調(diào)運(yùn) 應(yīng)急水源、超采地下水等措施。建立城市水源預(yù)警體系,根據(jù)水旱災(zāi)害、水源地污染、地震災(zāi)害、突發(fā)事件等因素等,劃分城市供水應(yīng)急預(yù)案,包括基本應(yīng)急預(yù)案、 緊急應(yīng)急預(yù)案和極端應(yīng)急預(yù)案。

開(kāi)展水源地水生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制試點(diǎn)建設(shè),探索解決并真正形 成“誰(shuí)利用誰(shuí)保護(hù)、誰(shuí)受益誰(shuí)補(bǔ)償”的水源地保護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制,完善補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)體系和補(bǔ)償方式。發(fā)揮政府主導(dǎo)作用,積極吸收各利益相關(guān)方的參與,共同致力于改善水 源地水量、水質(zhì)、水生態(tài)各方面指標(biāo)改善,推動(dòng)水源地所在區(qū)域和用水區(qū)域協(xié)調(diào)共贏發(fā)展。

作者:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源所/王浩


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