1.城市化對水循環(huán)系統的影響
我國正經(jīng)歷著(zhù)快速的城市化過(guò)程,1978年以來(lái),我國城鎮常住人口從1.7億人增加到7.3億人,城鎮化率從17.9%提升到53.7%,城市數量從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(cháng)三角、珠三角、京津冀、長(cháng)江中游、成渝、海峽西岸、中原、哈長(cháng)、遼中南、關(guān)中、山東半島等國家級城市群日益突出,僅僅是長(cháng)三角、珠三角、京津冀三大城市群,就以2.8%的國土面積集聚了18%的人口,創(chuàng )造了36%的GDP,成為帶動(dòng)我國經(jīng)濟增長(cháng)的重要平臺。
城市的擴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”模式占主導逐漸轉變?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,呈現出四大特征:
一是城市社會(huì )水循環(huán)通量擴張。隨著(zhù)城市人口的增加和城市面積的擴張,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)濟發(fā)展中生產(chǎn)和消費最為集中的地方,城市高強度用耗水過(guò)程帶來(lái)污廢水的大規模排放。如城市的水污染防治不能滿(mǎn)足社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展要求,大規模污染負荷進(jìn)入水體將帶來(lái)嚴重的水污染問(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—重復利用—污水處理—再生—排水”。城市社會(huì )水循環(huán)系統內部通常包括若干個(gè)閉路循環(huán)子系統,如城市再生利用子系統、企業(yè)循環(huán)用水子系統以及社區中水利用子系統等,其結構日趨復雜,不確定性日益增加,也帶來(lái)了多環(huán)節的水質(zhì)防控風(fēng)險。
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(zhù)文明的發(fā)展和衛生的要求,城市通常建設了大規模的管網(wǎng)系統,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,這些復雜的管網(wǎng)系統改造減少了地下滲漏量,使得社會(huì )水循環(huán)系統與自然水循環(huán)系統不斷分離。
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、供水規模、供水系統及安全保障方面都與農村存在較大的不同,隨著(zhù)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。
2.城市水源安全現狀與問(wèn)題
城市水源地的選擇通常有兩個(gè)主要標準,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。我國大部分地區以河流、湖泊為重要的飲用水水源地。我們國家一直高度重視城市水源安全保障工作,取得了顯著(zhù)的成效,但目前城市水源安全仍然面臨嚴峻的形勢,水安全保障水平與全面建設小康社會(huì )的要求還存在著(zhù)較大差距:
一是隨著(zhù)城鎮化率及城鎮居民用水量的不斷提高、北方地區的連續干旱,城市供水短缺狀況加劇,水源水量不足、保證率不高,地下超采嚴重,不僅給城鎮居民生活造成困難,也影響了城市的整體發(fā)展,成為我國城鎮化進(jìn)程中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一;
二是水源污染嚴重、生態(tài)惡化。目前全國城市水域大部分受到污染,有機污染凸現,藻類(lèi)暴發(fā),水性疾病種類(lèi)增多,發(fā)病率升高,嚴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,應急能力不足,應急預案與機制不完善。
2.1.水量問(wèn)題依然較為突出
人多水少、時(shí)空分布不均是我國水資源基本特征,全國人均水資源占有量?jì)H2100m3,僅為世界平均水平的28%,在聯(lián)合國2006年對192個(gè)國家和地區評價(jià)中,位居第127位。全國正常年份缺水約500億m3,海河、黃河、遼河、西北和東部沿海城市等地缺水嚴重,缺水范圍在蔓延。在全國658個(gè)城市中,缺水城市達300多個(gè),其中嚴重缺水城市114個(gè),日缺水量達1600萬(wàn)m3。
據不完全統計,1950年以來(lái)全國共發(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和沿海地區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(cháng)江三角洲、珠江三角洲和淮河流域的城市。
據水利部調查評估的175個(gè)全國重要飲用水水源地,涵蓋31個(gè)?。ㄗ灾螀^、直轄市)中144個(gè)地級以上城市,涉及供水人口4.06億,約占全國城市總供水人口的62%??偣┧?27億m3,約占全國城市總供水量的80%。
從地域來(lái)看,東南和華南地區供水量較為豐富,分別約占全國總量的30%和27%,而西北、西南、華北和東北地區的供水量較為短缺,其中水資源較為缺乏的華北地區以地下水為主要水源,存在長(cháng)期超采導致地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,地下水水源地保護和治理難度大、歷時(shí)長(cháng),是一個(gè)長(cháng)期艱巨的任務(wù)。
2.2.水質(zhì)狀況仍然存在風(fēng)險
根據2014年水資源公報統計分析,全國Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)占評價(jià)河長(cháng)的比例為72.8%,Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)湖泊個(gè)數占評價(jià)湖泊的比例只有32.2%,Ⅰ~Ⅲ類(lèi)水質(zhì)占評價(jià)水庫座數比例為80.8%,其中635座水庫進(jìn)行了富營(yíng)養狀況評價(jià),37.3%的水庫處于富營(yíng)養狀態(tài)。在國家整體水質(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的點(diǎn)源污染未得到根本遏制,保護區內存在非法入河排污口,河道型水源地排污口與取水口交錯分布;部分湖庫水源地面源污染形勢嚴峻,據調查,90個(gè)全國重要飲用水水源地的二級保護區和準保護區內存在含磷的洗滌劑、農藥和化肥等農業(yè)面源污染,存在危險廢物、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;內源污染隱患嚴重,77.5%的參評湖庫型水源地中營(yíng)養化及輕度富營(yíng)養化問(wèn)題嚴重,局部庫灣、入庫支流存在游船和裝卸碼頭污染、庫底泥污染、水庫水產(chǎn)養殖業(yè)等內源污染隱患。
2.3.應急備用能力薄弱
我國多數城市供水為單一水源供水,應急能力低下,還不能滿(mǎn)足城市飲用水需求,且很多具有嚴重潛在污染危害的工廠(chǎng)布局在河流兩岸、城市區域內或者水源地附近的環(huán)境敏感區,遇到突發(fā)污染事故和特枯年或連續干旱年情況下,難以保障供水安全,例如,水利部評估的168個(gè)水源地中具備應急備用能力有124個(gè),只占總數的73.8%,應急供水能力需進(jìn)一步提高。
另外,我國尚未建立各相關(guān)部門(mén)協(xié)調一致的飲用水安全應急機制,在水污染事故分級、應急預案制定、應急機制、結果監測、信息發(fā)布等都沒(méi)有明確的法律規定。針對全國重要飲用水源地水污染突發(fā)事件應急處置還缺乏統一、規范的要求;應對特大干旱及突發(fā)飲用水污染事件的技術(shù)裝備、物資和人員儲備不足,相關(guān)培訓和演練活動(dòng)未形成常態(tài)化,反應與應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
針對城市水源安全保障的水量、水質(zhì)和風(fēng)險問(wèn)題,需要建立多水源保障體系、全過(guò)程水質(zhì)防控體系和應急儲備管理體系,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,一是要加強地下水恢復和涵養,建立地下水水資源儲備制度,充分調蓄利用雨洪水,增加雨水入滲補源量和替代自來(lái)水量;利用調蓄工程建設地下水儲備;利用濕地和蓄滯洪區,涵養回補地下水。
二是要強化地表水源儲備,充分利用多水源供水條件,實(shí)現多調水,多存水。
三是要增加非常規水源利用量,建設非常規水利用的基礎設施,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)行鼓勵機制;建設海綿型城市,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(xiàn)路損壞對水源供給的影響,合理的規劃水源與水廠(chǎng)以及水廠(chǎng)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)本地區的保護又極易受上游及沿岸經(jīng)濟活動(dòng)的影響。目前我國在水環(huán)境污染物總量控制缺乏與排放標準、地表水質(zhì)量標準相適應、相統一的水環(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,以“低污染、低消耗、高效益”為導向,基于水循環(huán)的總量控制體系,引入環(huán)境倒逼機制,促進(jìn)資源節約、污染減排、產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟轉型,堅決退出不適宜城市發(fā)展的劣勢產(chǎn)業(yè)和“三高”企業(yè),加強社會(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(zhù)生活水資源利用量和排污量的增加,要加強現有生活污水處理設施及配套管網(wǎng)建設,實(shí)施城鎮截污納管,雨污分離,污水集中處理。
通過(guò)厭氧發(fā)酵、生物處理、農田循環(huán)利用等多種技術(shù)的應用,從源頭進(jìn)行農業(yè)污染控制。通過(guò)采取規模養殖,畜禽糞便集中收集、儲存和發(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,實(shí)施生活污染全過(guò)程阻斷,加強現有生活污水處理設施,加強配套管網(wǎng)設施建設。家庭生活用水根據主要用途和對水質(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。
將小區居民洗浴廢水集中處理后,達到一定的標準回用于小區的綠化澆灌、車(chē)輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等。實(shí)施農業(yè)污染全過(guò)程阻斷,建立灌溉-排水-濕地農田綜合管理系統,通過(guò)修建田間濕地,結合農田地下排水系統,實(shí)現農業(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)濟模式和生態(tài)工業(yè)體系的建立,以經(jīng)濟發(fā)展需求為正向驅動(dòng),加快工業(yè)技術(shù)進(jìn)步、強化工業(yè)環(huán)境管理,實(shí)現工業(yè)水循環(huán)及污染過(guò)程的阻斷。
在“末端治理”環(huán)節,要大幅度提升污水收集處理水平,在強化傳統污水處理廠(chǎng)建設和運行的基礎上,加強污染物全過(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,對污水處理廠(chǎng)進(jìn)行升級改造,引進(jìn)膜處理、臭氧處理等先進(jìn)技術(shù)和工藝,爭取將污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)提高到地表水Ⅳ類(lèi)標準。
實(shí)施基于自然完整性的水系修復,綜合運用并實(shí)施水質(zhì)處理、生態(tài)護岸、雨洪處理、景觀(guān)處理等技術(shù),在兼顧城市防洪排澇、供水、航運、生態(tài)、娛樂(lè )、開(kāi)發(fā)等不同功能要求的同時(shí),嚴格執行城市水系管理辦法的規定,加強對水系及城市濕地的保護,對河道水體進(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)完整性理論基礎上,還須探索并應用新技術(shù)、新方法、新材料和新工藝。
3.3.建立應急儲備管理體系
建立健全水資源戰略?xún)潴w系,對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,將地下水作為應急水源。對于已有水庫型水源地城市,在保障防洪安全的條件下,適當提高水庫蓄水量,預留備用庫容,作為城市應急水源;或者兩個(gè)以上水庫型水源地互為應急水源。
對于城市飲用水水源較為單一,在連續干旱年、特殊干旱年及突發(fā)污染事故情況下風(fēng)險程度高的城市,應謀劃城市應急飲用水水源和儲備水源,如應急調水方案、調運應急水源、超采地下水等措施。建立城市水源預警體系,根據水旱災害、水源地污染、地震災害、突發(fā)事件等因素等,劃分城市供水應急預案,包括基本應急預案、緊急應急預案和極端應急預案。
開(kāi)展水源地水生態(tài)補償機制試點(diǎn)建設,探索解決并真正形成“誰(shuí)利用誰(shuí)保護、誰(shuí)受益誰(shuí)補償”的水源地保護長(cháng)效機制,完善補償標準體系和補償方式。發(fā)揮政府主導作用,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)各方面指標改善,推動(dòng)水源地所在區域和用水區域協(xié)調共贏(yíng)發(fā)展。
作者:佚名 來(lái)源:中國水網(wǎng)