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健康水循環(huán)框架下的區域水資源綜合規劃方法及應用
論文關(guān)鍵詞：健康水循環(huán) 供需平衡 再生水 水資源保護 節制用水
論文摘要：提出了在健康水循環(huán)思路下的以供需水預測、節制用水、水資源保護為基礎的，綜合考慮水資源配置的水資源綜合規劃方法，改變了傳統的根據水量需求單純擴大供水規模的以需定供規劃方式。在水資源總量有限的條件下，從依靠技術(shù)提高用水效率、調整工產(chǎn)業(yè)結構、降低用水定額、兼顧用水與生態(tài)用水等方面對需水加以控制管理；從一次性水源向再生性水源轉變，挖掘供水潛力；對飲用水水源地和一般水體涵養保護、供水排水、污水處理、再生回用進(jìn)行全過(guò)程管理，實(shí)行地表水、地下水統一保護。最后，以北京市新城順義區為對象進(jìn)行了區域水資源綜合規劃。
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，我國水資源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出，這就要求對水資源的利用方式應當由以前水廠(chǎng)一用戶(hù)一排放的單向利用轉變?yōu)樗畯S(chǎng)一用戶(hù)一再生的循環(huán)利用，即實(shí)現水資源的健康循環(huán)，使水資源的社會(huì )循環(huán)與自然循環(huán)能夠相互協(xié)調。
1水資源規劃研究現狀
20世紀60年代0年代，人類(lèi)對水資源的開(kāi)發(fā)利用模式強調以自我發(fā)展為中心，導致河道斷流、地下水位下降、植被遭到破壞、生物多樣性銳減。人們逐步認識到與水資源的內在聯(lián)系，在進(jìn)行水資源規劃時(shí)更多地考慮了水資源、生態(tài)環(huán)境與社會(huì )經(jīng)濟之間的相互關(guān)系。目前國外水資源規劃方法主要遵循可持續發(fā)展的原則，將防止生態(tài)系統進(jìn)一步惡化和改善生態(tài)系統質(zhì)量放在最優(yōu)先的位置，在水資源管理過(guò)程中積極地開(kāi)展水環(huán)境質(zhì)量的改善工作。水資源的規劃重點(diǎn)放在控制水資源需求量上，采取多種節水措施，以保證現有水資源發(fā)揮最大效益，只有當現有水資源量不足、確實(shí)需要增加水資源量時(shí)，才考慮開(kāi)發(fā)新的水資源或尋求替代水源(如再生水)。水資源規劃的目標則轉變?yōu)闈M(mǎn)足現狀和將來(lái)經(jīng)濟社會(huì )開(kāi)發(fā)的適度水資源需求量。同時(shí)，在規劃過(guò)程中應用經(jīng)濟措施和價(jià)格手段，以及公眾參與的透明規劃方式逐漸成為發(fā)展趨勢。
國內在很長(cháng)的一段時(shí)間內采取以需定供的水資源規劃方法，這種方法隱性認為水資源量是取之不盡、用之不竭的，由此也造成了如河道斷流、地面沉降、海水入侵、土地鹽堿化等不良后果。在2002年以后，全國進(jìn)行了新一輪的水資源綜合規劃編制工作，針對我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展對水資源的迫切需要，進(jìn)一步查清水資源數量、質(zhì)量及其時(shí)空分布，在維系良好生態(tài)系統的基礎上實(shí)現水資源的供需平衡。
2規劃目標及方法
2．1規劃目標
健康水循環(huán)框架下的區域水資源綜合規劃應當為區域內水資源可持續利用和管理提供依據，根據經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護對水資源的要求，提出水資源合理開(kāi)發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護和綜合治理的總體布局及實(shí)施方案，促進(jìn)、資源、環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展，以水資源的可持續利用支持經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展。
2．2規劃方法
區域水資源綜合規劃方法的技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。在傳統規劃方法——現狀評價(jià)、供需平衡分析、方案比選的基礎上，以“健康、循環(huán)”為核心進(jìn)行規劃。
“健康”即在規劃的全過(guò)程中體現生態(tài)保護的理念。
在需水預測中，除進(jìn)行生產(chǎn)和生活需水預測外，還應進(jìn)行生態(tài)需水預測，其目標為各個(gè)生態(tài)系統的健康等級不低于現狀，多數能夠有所改善。
增加了水資源保護的規劃內容，通過(guò)水資源污染現狀調研及預測，結合保護目標，制定污染源治理及地表水、地下水的保護措施，重點(diǎn)是建立規劃區污水收集、處理和回用系統的布局方案。
在建立水資源配置方案集的過(guò)程中，應以生態(tài)環(huán)境保護作為衡量標準之一，去除無(wú)法滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境保護目標的方案。
在規劃方案比選過(guò)程中，除考慮傳統的水資源量和因素外，還應加入生態(tài)環(huán)境保護因素，共同進(jìn)行多目標的優(yōu)化決策，形成推薦的規劃方案�！把h(huán)”的核心是規劃區內污水的收集、處理、再生和回用。再生水回用應根據需水預測成果分析可應用再生水的項目，確定不同回用目標的水質(zhì)要求及水量需求，由此確定不同規劃水平年再生水廠(chǎng)的規模、工藝、分布和服務(wù)范圍。
雨水收集利用也是“循環(huán)”的有機組成部分，同時(shí)也是面源污染治理的有效手段，應在規劃區內因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。
在健康水循環(huán)的框架下，應改變傳統“以需定供”的規劃理念，通過(guò)“節制用水”抑制需水預測中不合理的部分，減少需水量。產(chǎn)業(yè)結構調整、節約用水和提高用水效率是節制用水的主要手段。通過(guò)對及進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結構調整，控制高耗水行業(yè)的發(fā)展規模，鼓勵耗水量小、利用率高的行業(yè)發(fā)展;通過(guò)節約用水的分析來(lái)減少不合理的需水量。
通過(guò)上述圍繞“健康、循環(huán)”而建立的水資源綜合規劃，將得到由強化節水的需水方案和包含替代水源的供水方案所組成的水資源配置方案集。綜合考慮水資源、社會(huì )經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境等多因素后可得到優(yōu)化的水資源配置方案。
3應用案例
3. 1背景介紹
根據《北京市城市總體規劃》，順義區將作為北京市東部的重點(diǎn)發(fā)展新城之一，承擔主城區疏解出來(lái)的部分城市功能，是未來(lái)北京東北部城市化發(fā)展的核心地區。隨著(zhù)順義區的快速發(fā)展，對水資源的需求將會(huì )發(fā)生較大變化，進(jìn)行新的水資源規劃，協(xié)調水資源、社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系，勢在必行。為此，在健康水循環(huán)的框架下研究和制定了順義區的水資源綜合規劃，確定了2010年-2030年順義地區工業(yè)、城市及農業(yè)的發(fā)展規模、結構與用水布局，在綜合考慮總體用水和供水方案后，給出了順義區水資源總體布局方案，對地下水、地表水、污水處理及再生水等各種供用方式進(jìn)行了規劃，同時(shí)也對工業(yè)、農業(yè)、生活、生態(tài)的用水來(lái)源進(jìn)行了規劃，滿(mǎn)足了順義地區對水資源的需求。
3. 2相關(guān)規劃成果
①需水預測及節制用水
在生產(chǎn)需水預測過(guò)程中，考慮了順義區經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構調整，限制了高耗水行業(yè)的發(fā)展，合理抑制了需水量。
生態(tài)需水預測的目標是各生態(tài)系統的健康等級不低于現狀，尤其是重點(diǎn)保護地區。生態(tài)需水預測分別討論了河流、林地、濕地、城區綠地、城鎮景觀(guān)水體的生態(tài)需水。通過(guò)計算給出了順義區的生態(tài)需水量及參與水資源供需平衡分析的水量。
節制用水除應用產(chǎn)業(yè)結構調整手段外，還對工業(yè)、農業(yè)和生活的用水節水進(jìn)行了，制定了工業(yè)、農業(yè)和生活的節水標準與指標，由此進(jìn)行了節水潛力計算并給出了可行的節水措施。2030年順義區工業(yè)、農業(yè)和生活相對節水潛力如圖2所示。
根據生產(chǎn)、生活和生態(tài)需水的預測及節制用水分析匯總得到基本方案與強化節水方案下的順義區需水量(如圖3所示)。
②水資源保護
首先，結合水功能區劃及現狀水質(zhì)，確定了地表水分階段保護目標，并計算了相應的納污能力。根據對污染源現狀的調研，進(jìn)行了污水及污染物排放量的計算和預測。由此制定了相應時(shí)期污水處理廠(chǎng)的布局、規模及處理深度方案。
其次，從、城鎮生活、畜禽養殖污染源治理和水監測、綜合整治等方面對地表水資源保護策略進(jìn)行了規劃;由開(kāi)采量和主要污染物因子控制提出了地下水資源保護對策。
�、酃┧A測
根據順義區的水資源評價(jià)，預測了不同規劃年順義區地表水和地下水的可供水量，同時(shí)根據實(shí)際情況給出了雨水集蓄利用方案。
在污水集中處理處置方案的基礎上，對再生水用途及回用潛力進(jìn)行了分析，主要回用于生態(tài)用水，同時(shí)兼顧、工業(yè)及市政雜用用水。
�、芩Y源總體布局
由需水預測、節制用水、水資源保護及供水預測的研究成果，給出了順義地區的6個(gè)水資源配置方案，綜合水資源量、和生態(tài)環(huán)境等指標，經(jīng)過(guò)供需平衡分析以及不同方案的比選，給出了推薦的水資源配置方案，并形成了水資源的總體布局(見(jiàn)圖4)。
�、菀巹潓�(shí)施的效果評價(jià)
通過(guò)綜合評價(jià)給出了水資源綜合規劃的推薦方案，該方案實(shí)施后，順義區水資源供需不平衡的情況將逐漸得到緩解，地下水儲量虧損、地表水生態(tài)惡化等情況將逐漸恢復，最終形成水資源與、、生態(tài)環(huán)境之間的和諧關(guān)系。
規劃實(shí)施后，將集中力度實(shí)施水資源保護方案，其中包括城鎮污水集中治理工程、水環(huán)境綜合整治工程以及地下水源保護工程等，以上工程實(shí)施后順義區地表水環(huán)境質(zhì)量狀況將有很大改觀(guān)，水質(zhì)達到水環(huán)境功能區劃目標要求，地表水因水質(zhì)原因而無(wú)水可用的狀況會(huì )徹底改變，地表水環(huán)境安全得到保障。除此之外，地下水也將逐步得到回補，水質(zhì)也將有所保證。
4結論
介紹了基于健康水循環(huán)的區域水資源綜合規劃方法，針對社會(huì )經(jīng)濟飛速發(fā)展、水需求量不斷增大與水資源量不足的矛盾，提出通過(guò)調整產(chǎn)業(yè)結構、節約用水、提高用水效率來(lái)合理地抑制需求，分析了產(chǎn)業(yè)結構與水資源需求之間的關(guān)系；通過(guò)水資源保護使得水環(huán)境質(zhì)量逐步改善；通過(guò)開(kāi)發(fā)替代水源及充分挖掘供水潛力來(lái)增加可供水量，從而實(shí)現水資源、生態(tài)環(huán)境與社會(huì )經(jīng)濟相互調的可持續發(fā)展。
應用該方法對北京市新城順義區進(jìn)行了水資源規劃，在需水預測、節制用水、供水預測和水資源保護研究的基礎上，以水資源合理配置的推薦方案為基礎，確定了、城市及的發(fā)展規模、結構與用水布局，在綜合考慮總體用水和供水方案后，給出了順義區水資源總體布局方案。
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