水的良性社會循環(huán)與城市水資源
摘要：水是生命之源。水是人類社會發(fā)展不可少的和不可替代的資源，所以水資源應(yīng)成為人類可持續(xù)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)和水的社會循環(huán)。水的自然循環(huán)有多種，對人類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：社會循環(huán) 城市水資源 水資源
水是生命之源。水是人類社會發(fā)展不可少的和不可替代的資源，所以水資源應(yīng)成為人類可持續(xù)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)和水的社會循環(huán)。水的自然循環(huán)有多種，對人類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，用過的水又排回天然水體，這就是水的社會循環(huán)，在水的社會循環(huán)過程中，用過的水中常會有許多廢棄物。一般天然水體都是一個生態(tài)系統(tǒng)，對排入的廢棄物有一定的凈化能力，稱為水體的自凈能力。由于社會循環(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凈能力，水質(zhì)就會惡化，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(xù)利用，并加劇水資源短缺的危機(jī)。水環(huán)境污染，現(xiàn)已成為世界性的重大問題，而我國的水環(huán)境污染尤其嚴(yán)重，已使國民經(jīng)濟(jì)遭受重大損失。
對城市污水進(jìn)行處理，使其排入水體不會造成污染，從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，稱為水的良性社會循環(huán)。城市由未受污染的天然水體取水，一般是比較經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)闉闈M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(dāng)水資源短缺危機(jī)出現(xiàn)時，為減少由天然水體取水的量，可以采取循環(huán)回用使用過的污、廢水的方法。將清潔的冷卻水循環(huán)使用于工業(yè)用水，比較簡單，也比較經(jīng)濟(jì)。將含廢棄物較多的城市污水和工業(yè)廢水回用于工業(yè)，為滿足工業(yè)用水水質(zhì)要求而進(jìn)行的水處理會復(fù)雜得多，且也比較昂貴。將盡量多的污、廢水回用于工業(yè)，可以顯著減少由天然水體的取水量，緩解水資源危機(jī)。
現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)要求的程度。在國外，已建起了一定規(guī)模的水處理實(shí)驗(yàn)廠，也就是說，現(xiàn)在在技術(shù)上有可能實(shí)現(xiàn)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(jī)，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(xiàn)了水的封閉循環(huán)和零排放。美國公共法規(guī)92-500規(guī)定，到1983年美國實(shí)現(xiàn)城市污水零排放作為全國性目標(biāo)（后來美國已由這一目標(biāo)后退）。當(dāng)然，要將城市污水回用做生活飲用水，以及實(shí)現(xiàn)城市污水的零排放，費(fèi)用是很高的。但是，這說明城市水資源短缺，只是相對的，并且主要是一個經(jīng)濟(jì)問題。
從水的良性社會循環(huán)角度看，人們生活和工業(yè)生產(chǎn)用過的污、廢水排入天然水體以前需要經(jīng)過處理，為此需要花費(fèi)一定的費(fèi)用。如果回用污、廢水的處理費(fèi)不高于上述回用費(fèi)用，無疑是比較合理的，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(jī)，可行的有以下途徑：
（1）節(jié)水
我國許多地區(qū)，由于水價過低等原因，一方面水資源短缺，一方面又存在著大量浪費(fèi)水的現(xiàn)象，所以節(jié)水，杜絕浪費(fèi)，是緩解水資源危機(jī)的首要任務(wù)。在水資源短缺地區(qū)，應(yīng)發(fā)展節(jié)水型工業(yè)，各種工業(yè)宜采用節(jié)水型工藝，減少單耗。生活方面采用節(jié)水型用水器具。提高器具質(zhì)量，加強(qiáng)管理，減少跑冒滴漏。一般城市管道漏損量很大，可達(dá)10%以上，所以減少漏損是非常重要的。
節(jié)水不僅可減少從天然水體的取水量，緩解水資源危機(jī)，并且可減少供水和給水處理費(fèi)用。此外，節(jié)水還可同時減少排水量和污、廢水處理費(fèi)用。據(jù)測算，隨著我國城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用水量會不斷增加，相應(yīng)地排水量也會不斷增加，為實(shí)現(xiàn)水的良性社會循環(huán)，城市供排水所需費(fèi)用將增大到國民經(jīng)濟(jì)難以承受的程度，只有節(jié)水，顯著減少城市供、排水量，才能將費(fèi)用降下來，所以不僅水資源貧乏地區(qū)要節(jié)水，水資源充足的地區(qū)也要節(jié)水，在國外，這也成為目前發(fā)達(dá)國家的共識。從戰(zhàn)略角度，節(jié)水應(yīng)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(jī)，所以污、廢水回用也是節(jié)水的重要方面。可行的污、廢水回用有多方面，工業(yè)企業(yè)');">企業(yè)內(nèi)部水的循環(huán)利用和重復(fù)利用是應(yīng)用最廣的一種，但是我國在這方面與發(fā)達(dá)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(fù)雜的水處理，但對水資源短缺的地區(qū)，它在許多方案中仍是比較經(jīng)濟(jì)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(shè)施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地，景觀用水，澆灑道路等，一般稱為中水道技術(shù)，也是很值得推廣的。
（3）優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、合理調(diào)配
城市附近的農(nóng)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(qū)，這就形成了城市和農(nóng)業(yè)爭水的矛盾。如將城市污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉，將原來用于灌溉的水供給城市，就能緩解爭水矛盾和水資源危機(jī)。我國已有不少城市污水用于農(nóng)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(dá)不到灌溉要求的水灌溉，結(jié)果使農(nóng)產(chǎn)品受到污染，是有待改進(jìn)的。如將城市污水經(jīng)適當(dāng)處理，使其水質(zhì)滿足農(nóng)業(yè)灌溉的要求，則城市污水回用于農(nóng)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(qū)的城市，利用海水是緩解水資源危機(jī)的重要途徑。
（5）雨水
雨水是一種重要的淡水資源�，F(xiàn)代大城市市區(qū)面積很大，大部分地面為不透水鋪面覆蓋，遇到暴雨會形成洪澇災(zāi)害。如將雨水部分貯積起來，則可獲得可觀的水資源。對年降水量為500mm的半干旱地區(qū)，1km2年降水體積為50萬m3，例如100 km2市區(qū)面積，年降水體積可達(dá)5000萬m3。在城市住宅小區(qū)或適當(dāng)?shù)胤劫A積雨水，可用于澆灑綠地、道路、水景以及下滲補(bǔ)充地下水，改善生態(tài)環(huán)境，并緩解水資源危機(jī)。
（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，稱作水質(zhì)型水資源短缺�，F(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)的要求，為此只要在現(xiàn)有城市自來水傳統(tǒng)處理工藝基礎(chǔ)上，再增加除污染處理設(shè)施就可以了，為此當(dāng)然需要增加一些費(fèi)用，但比城市污水的處理費(fèi)用要低。飲用水除污染，可以緩解水質(zhì)型水資源危機(jī)。但要完全解決水質(zhì)型資源危機(jī)，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。對一個水系而言，上游城市由水系水體取水，用過后又排入水系，下游城市再由水系水體取水，這可稱為水的間接回用�，F(xiàn)代的城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已使水的這種間接回用達(dá)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)用過一次，所以對排入水體的城市污、廢水進(jìn)行處理，是實(shí)現(xiàn)水的良性社會循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。
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(nóng)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(jī)是我國普遍存在的現(xiàn)象。據(jù)測算，即使到2050年，我國城市污水處理率達(dá)到80%，由于城市污、廢水量相應(yīng)增加，那時水環(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達(dá)數(shù)十年飲用受污染水。所以，飲用水除污染與污染源治理應(yīng)該同時給以重視。但現(xiàn)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，不能不說是一個偏差。
若將水的間接回用作為水的社會循環(huán)的一部分來看，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(jì)上存在一個上游城市污水處理與下游城市飲用水除污染處理總費(fèi)用的問題。顯然，上游城市污水處理程度愈高，即費(fèi)用愈多，下游城市的飲用水除污染處理費(fèi)用就會愈少。極端情況是，上游城市污水處理的程度使排放的水質(zhì)達(dá)到天然水體的水質(zhì)，下游城市只需對源水進(jìn)行常規(guī)處理而不需再增設(shè)飲用水除污染設(shè)施，但這時上游城市污水處理費(fèi)用會高到經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)階段無法承受的地步。將上游城市污水處理程度和費(fèi)用適當(dāng)降低（當(dāng)然還要兼顧其他方面的影響），這時排出的污水對水體水質(zhì)會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(fèi)用，但總費(fèi)用會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(yīng)是整個水環(huán)境污染治理的一環(huán)。
（7）遠(yuǎn)距離調(diào)水
當(dāng)城市出現(xiàn)水資源危機(jī)時，也可以由遠(yuǎn)處的水體調(diào)水。當(dāng)然遠(yuǎn)距離調(diào)水需要比較高的費(fèi)用，且與調(diào)水的距離相關(guān)，即調(diào)水距離愈長，費(fèi)用愈高。遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)在充分節(jié)水的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因?yàn)槿舨还?jié)水，用水浪費(fèi)嚴(yán)重，用水效率低，必然要調(diào)更多的水，并且調(diào)來的水也會有相當(dāng)部分被浪費(fèi)掉，不能充分發(fā)揮調(diào)水效益。調(diào)水愈多，城市污水增加的也愈多，不僅增大調(diào)水費(fèi)用，同時也增大了污水處理和排放的費(fèi)用，若不能同步建設(shè)污水處理設(shè)施，還會加重對水體的污染。
遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)與節(jié)水及污、廢水回用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。城市節(jié)水及污、廢水回用在許多情況下比遠(yuǎn)距調(diào)水經(jīng)濟(jì)。對水質(zhì)型水資源短缺，遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)與飲用水除污染進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。據(jù)測算，在城市自來水廠因進(jìn)行飲用水除污染而增加的投資約和25～50km輸水投資相當(dāng)，即當(dāng)調(diào)水距離超過25～50km時，其投資將比飲用水除污染工程投資要高。為降低遠(yuǎn)距調(diào)水的成本，有的工程采用明渠輸水，據(jù)調(diào)查明渠輸水大多數(shù)會受到污染，調(diào)來的水也需進(jìn)行飲用水除污染處理，使水的成本更高。
水對于人類社會，雖然是不可替代的，卻是可以再生的。水在城市用水過程中，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)，使之無害化、資源化、特別是再生回用，就能實(shí)現(xiàn)水的良性社會循環(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，這對人類社會發(fā)展是有重大意義的。美國工程院在世紀(jì)之交，以改善人類生活質(zhì)量為評選標(biāo)準(zhǔn)，評出20世紀(jì)20項(xiàng)最重大工程技術(shù)成就中，“水處理”在電氣化、汽車、飛機(jī)之后，排名第4，足見其重要性。
遠(yuǎn)距離調(diào)水，對水資源有限的地區(qū)，只能愈調(diào)愈少，是資源消耗型的做法。水如再生回用，實(shí)現(xiàn)水的良性社會循環(huán)，才是資源節(jié)約型的做法。只有將遠(yuǎn)距離調(diào)水與水的再生回用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上的、技術(shù)上的和工程可行性等全面論證的基礎(chǔ)上統(tǒng)籌考慮，才是合理的。
鑒于人們決策時對城市節(jié)水及污、廢水再生回用的認(rèn)識不足，有必要制定優(yōu)先進(jìn)行城市節(jié)水及污、廢水再生回用的政策，促使城市水資源的可持續(xù)利用和水工業(yè)發(fā)展步入節(jié)水型的軌道。
論文出處(作者):【水的良性社會循環(huán)與城市水資源】相關(guān)文章：
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