水的良性社會(huì )循環(huán)與城市水資源

摘要：水是生命之源。水是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展不可少的和不可替代的資源，所以水資源應成為人類(lèi)可持續利用的寶貴資源。地球上水的循環(huán)，可分為水的自然循環(huán)和水的社會(huì )循環(huán)。水的自然循環(huán)有多種，對人類(lèi)最重要的是淡水的自然循環(huán)。水從海洋蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽被氣流輸送到大陸，然后以雨、雪等降水形式落到地面，一部分形成地面水，一部分滲入地下形成地下水，一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。地面水和地下水最終流回海洋，這就是淡水的自然循環(huán)。

'關(guān)鍵詞：社會(huì )循環(huán) 城市水資源 水資源

 

水是生命之源。水是人類(lèi)社會(huì )發(fā)展不可少的和不可替代的資源，所以水資源應成為人類(lèi)可持續利用的寶貴資源。地球上水的循環(huán)，可分為水的自然循環(huán)和水的社會(huì )循環(huán)。水的自然循環(huán)有多種，對人類(lèi)最重要的是淡水的自然循環(huán)。水從海洋蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽被氣流輸送到大陸，然后以雨、雪等降水形式落到地面，一部分形成地面水，一部分滲入地下形成地下水，一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。地面水和地下水最終流回海洋，這就是淡水的自然循環(huán)。

城市是人口和工業(yè)集中的地方。城市用水主要是人們的生活飲用水和工業(yè)用水。城市由天然水體取水，供人們生活和工業(yè)使用，用過(guò)的水又排回天然水體，這就是水的社會(huì )循環(huán)，在水的社會(huì )循環(huán)過(guò)程中，用過(guò)的水中常會(huì )有許多廢棄物。一般天然水體都是一個(gè)生態(tài)系統，對排入的廢棄物有一定的凈化能力，稱(chēng)為水體的自?xún)裟芰�。由于社�?huì )循環(huán)的水量不斷增大，排入水體的廢棄物不斷增多，一旦超出了水體的自?xún)裟芰�，水質(zhì)就會(huì )惡化，從而使水體遭到污染。受污染的水體，將喪失和部分喪失使用功能，從而影響水資源的可持續利用，并加劇水資源短缺的危機。水環(huán)境污染，現已成為世界性的重大問(wèn)題，而我國的水環(huán)境污染尤其嚴重，已使國民經(jīng)濟遭受重大損失。

對城市污水進(jìn)行處理，使其排入水體不會(huì )造成污染，從而實(shí)現水資源的可持續利用，稱(chēng)為水的良性社會(huì )循環(huán)。城市由未受污染的天然水體取水，一般是比較經(jīng)濟的，因為為滿(mǎn)足用水對水質(zhì)的要求（特別是生活飲用水）而進(jìn)行的水處理比較易行。當水資源短缺危機出現時(shí)，為減少由天然水體取水的量，可以采取循環(huán)回用使用過(guò)的污、廢水的方法。將清潔的冷卻水循環(huán)使用于工業(yè)用水，比較簡(jiǎn)單，也比較經(jīng)濟。將含廢棄物較多的城市污水和工業(yè)廢水回用于工業(yè)，為滿(mǎn)足工業(yè)用水水質(zhì)要求而進(jìn)行的水處理會(huì )復雜得多，且也比較昂貴。將盡量多的污、廢水回用于工業(yè)，可以顯著(zhù)減少由天然水體的取水量，緩解水資源危機。

現代的水處理新技術(shù)，已能將城市污水處理到符合人們生活飲用水水質(zhì)標準要求的程度。在國外，已建起了一定規模的水處理實(shí)驗廠(chǎng)，也就是說(shuō)，現在在技術(shù)上有可能實(shí)現城市污水回用做生活飲用水，甚至做到城市污、廢水的零排放，這不僅將最大限度地緩解水資源危機，并完全消除城市對水環(huán)境的污染。在載人宇宙飛船中，已經(jīng)實(shí)現了水的封閉循環(huán)和零排放。美國公共法規92-500規定，到1983年美國實(shí)現城市污水零排放作為全國性目標（后來(lái)美國已由這一目標后退）。當然，要將城市污水回用做生活飲用水，以及實(shí)現城市污水的零排放，費用是很高的。但是，這說(shuō)明城市水資源短缺，只是相對的，并且主要是一個(gè)經(jīng)濟問(wèn)題。

從水的良性社會(huì )循環(huán)角度看，人們生活和工業(yè)生產(chǎn)用過(guò)的污、廢水排入天然水體以前需要經(jīng)過(guò)處理，為此需要花費一定的費用。如果回用污、廢水的處理費不高于上述回用費用，無(wú)疑是比較合理的，否則便需從多種方案中進(jìn)行選擇。

為解決水資源短缺危機，可行的有以下途徑：

（1）節水

我國許多地區，由于水價(jià)過(guò)低等原因，一方面水資源短缺，一方面又存在著(zhù)大量浪費水的現象，所以節水，杜絕浪費，是緩解水資源危機的首要任務(wù)。在水資源短缺地區，應發(fā)展節水型工業(yè)，各種工業(yè)宜采用節水型工藝，減少單耗。生活方面采用節水型用水器具。提高器具質(zhì)量，加強管理，減少跑冒滴漏。一般城市管道漏損量很大，可達10%以上，所以減少漏損是非常重要的。

節水不僅可減少從天然水體的取水量，緩解水資源危機，并且可減少供水和給水處理費用。此外，節水還可同時(shí)減少排水量和污、廢水處理費用。據測算，隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程和經(jīng)濟的發(fā)展，城市用水量會(huì )不斷增加，相應地排水量也會(huì )不斷增加，為實(shí)現水的良性社會(huì )循環(huán)，城市供排水所需費用將增大到國民經(jīng)濟難以承受的程度，只有節水，顯著(zhù)減少城市供、排水量，才能將費用降下來(lái)，所以不僅水資源貧乏地區要節水，水資源充足的地區也要節水，在國外，這也成為目前發(fā)達國家的共識。從戰略角度，節水應受到高度重視。

（2）污、廢水回用 前已述及，污、廢水回用可以減少城市由天然水體的取水量，緩解水資源危機，所以污、廢水回用也是節水的重要方面�？尚械奈�、廢水回用有多方面，工業(yè)企業(yè)');">企業(yè)內部水的循環(huán)利用和重復利用是應用最廣的一種，但是我國在這方面與發(fā)達國家尚有不少差距。

城市污水回用于工業(yè)，需要進(jìn)行比排入天然水體更復雜的水處理，但對水資源短缺的地區，它在許多方案中仍是比較經(jīng)濟合理的一種，在國外已是一種成熟技術(shù)，但在我國尚處于起步階段，今后潛力是很大的。將城市污水回用于公用設施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地，景觀(guān)用水，澆灑道路等，一般稱(chēng)為中水道技術(shù)，也是很值得推廣的。

（3）優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、合理調配

城市附近的農業(yè)灌溉用水，用水量很大，大都取自天然水體。城市用水為滿(mǎn)足人們生活飲用需要，也要求取自天然水體。在水資源短缺地區，這就形成了城市和農業(yè)爭水的矛盾。如將城市污水回用于農業(yè)灌溉，將原來(lái)用于灌溉的水供給城市，就能緩解爭水矛盾和水資源危機。我國已有不少城市污水用于農田灌溉，但有的使用未經(jīng)處理的污水或雖經(jīng)處理但水質(zhì)尚達不到灌溉要求的水灌溉，結果使農產(chǎn)品受到污染，是有待改進(jìn)的。如將城市污水經(jīng)適當處理，使其水質(zhì)滿(mǎn)足農業(yè)灌溉的要求，則城市污水回用于農業(yè)灌溉是可以得到迅速發(fā)展的。

（4）海水

海水可大量用于工業(yè)冷卻用水，從而減少城市對淡水的需求。對沿海地區的城市，利用海水是緩解水資源危機的重要途徑。

（5）雨水

雨水是一種重要的淡水資源�，F代大城市市區面積很大，大部分地面為不透水鋪面覆蓋，遇到暴雨會(huì )形成洪澇災害。如將雨水部分貯積起來(lái)，則可獲得可觀(guān)的水資源。對年降水量為500mm的半干旱地區，1km2年降水體積為50萬(wàn)m3，例如100 km2市區面積，年降水體積可達5000萬(wàn)m3。在城市住宅小區或適當地方貯積雨水，可用于澆灑綠地、道路、水景以及下滲補充地下水，改善生態(tài)環(huán)境，并緩解水資源危機。

（6）飲用水除污染

由江河取水的城市，若水質(zhì)受到上游城市或其他污染源的污染而不宜再作水源時(shí)，稱(chēng)作水質(zhì)型水資源短缺�，F代的飲用水除污染技術(shù)，能將受到一定程度污染的源水處理到符合生活飲用水水質(zhì)標準的要求，為此只要在現有城市自來(lái)水傳統處理工藝基礎上，再增加除污染處理設施就可以了，為此當然需要增加一些費用，但比城市污水的處理費用要低。飲用水除污染，可以緩解水質(zhì)型水資源危機。但要完全解決水質(zhì)型資源危機，需要大力治理污染源，即需要對城市排出的污、廢水進(jìn)行處理。對一個(gè)水系而言，上游城市由水系水體取水，用過(guò)后又排入水系，下游城市再由水系水體取水，這可稱(chēng)為水的間接回用�，F代的城市化進(jìn)程和經(jīng)濟發(fā)展，已使水的這種間接回用達到很高的比例。例如，對美國這樣水資源充沛的國家，80年代已有40%的水被城市和工業(yè)用過(guò)一次，所以對排入水體的城市污、廢水進(jìn)行處理，是實(shí)現水的良性社會(huì )循環(huán)的重要環(huán)節。

我國城市污水的二級處理率至今僅為不到15%，再加上工業(yè)廢水及農業(yè)面污染源，致使城市水域90%受到污染。所以城市水質(zhì)型水資源危機是我國普遍存在的現象。據測算，即使到2050年，我國城市污水處理率達到80%，由于城市污、廢水量相應增加，那時(shí)水環(huán)境污染狀況仍得不到根本改善，如果不進(jìn)行飲用水除污染，人們肯定難以接受長(cháng)達數十年飲用受污染水。所以，飲用水除污染與污染源治理應該同時(shí)給以重視。但現實(shí)是，污染源治理已受到高度重視，而飲用水除污染卻重視不足，特別是未給予資金支持，致使我國城市受污染水源的飲用水除污染率僅為1%左右，不能不說(shuō)是一個(gè)偏差。

若將水的間接回用作為水的社會(huì )循環(huán)的一部分來(lái)看，上游城市污水處理的程度與下游城市取水的水質(zhì)有關(guān)。所以，在經(jīng)濟上存在一個(gè)上游城市污水處理與下游城市飲用水除污染處理總費用的問(wèn)題。顯然，上游城市污水處理程度愈高，即費用愈多，下游城市的飲用水除污染處理費用就會(huì )愈少。極端情況是，上游城市污水處理的程度使排放的水質(zhì)達到天然水體的水質(zhì)，下游城市只需對源水進(jìn)行常規處理而不需再增設飲用水除污染設施，但這時(shí)上游城市污水處理費用會(huì )高到經(jīng)濟發(fā)展現階段無(wú)法承受的地步。將上游城市污水處理程度和費用適當降低（當然還要兼顧其他方面的影響），這時(shí)排出的污水對水體水質(zhì)會(huì )造成一定程度的污染，下游城市就需要增加飲用水除污染費用，但總費用會(huì )比上述極限情況低許多，可能是目前比較合理的方案。所以，飲用水除污染應是整個(gè)水環(huán)境污染治理的一環(huán)。

（7）遠距離調水

當城市出現水資源危機時(shí)，也可以由遠處的水體調水。當然遠距離調水需要比較高的費用，且與調水的距離相關(guān)，即調水距離愈長(cháng)，費用愈高。遠距離調水應在充分節水的基礎上進(jìn)行。因為若不節水，用水浪費嚴重，用水效率低，必然要調更多的水，并且調來(lái)的水也會(huì )有相當部分被浪費掉，不能充分發(fā)揮調水效益。調水愈多，城市污水增加的也愈多，不僅增大調水費用，同時(shí)也增大了污水處理和排放的費用，若不能同步建設污水處理設施，還會(huì )加重對水體的污染。

遠距離調水應與節水及污、廢水回用進(jìn)行經(jīng)濟比較。城市節水及污、廢水回用在許多情況下比遠距調水經(jīng)濟。對水質(zhì)型水資源短缺，遠距離調水應與飲用水除污染進(jìn)行經(jīng)濟比較。據測算，在城市自來(lái)水廠(chǎng)因進(jìn)行飲用水除污染而增加的投資約和25～50km輸水投資相當，即當調水距離超過(guò)25～50km時(shí)，其投資將比飲用水除污染工程投資要高。為降低遠距調水的成本，有的工程采用明渠輸水，據調查明渠輸水大多數會(huì )受到污染，調來(lái)的水也需進(jìn)行飲用水除污染處理，使水的成本更高。

水對于人類(lèi)社會(huì )，雖然是不可替代的，卻是可以再生的。水在城市用水過(guò)程中，不是被消耗掉了，即水量上不發(fā)生變化（理論上），而只是水質(zhì)發(fā)生了變化，失去了使用功能。用水處理的方法改變水質(zhì)，使之無(wú)害化、資源化、特別是再生回用，就能實(shí)現水的良性社會(huì )循環(huán)，既減少了對水資源的需求，又減少了水的排放，減少對水環(huán)境的污染，一舉兩得，這對人類(lèi)社會(huì )發(fā)展是有重大意義的。美國工程院在世紀之交，以改善人類(lèi)生活質(zhì)量為評選標準，評出20世紀20項最重大工程技術(shù)成就中，“水處理”在電氣化、汽車(chē)、飛機之后，排名第4，足見(jiàn)其重要性。

遠距離調水，對水資源有限的地區，只能愈調愈少，是資源消耗型的做法。水如再生回用，實(shí)現水的良性社會(huì )循環(huán)，才是資源節約型的做法。只有將遠距離調水與水的再生回用進(jìn)行經(jīng)濟上的、技術(shù)上的和工程可行性等全面論證的基礎上統籌考慮，才是合理的。

鑒于人們決策時(shí)對城市節水及污、廢水再生回用的認識不足，有必要制定優(yōu)先進(jìn)行城市節水及污、廢水再生回用的政策，促使城市水資源的可持續利用和水工業(yè)發(fā)展步入節水型的軌道。

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