理论教育 国外城市与工业节水概况及中国城市水资源可持续开发利用

国外城市与工业节水概况及中国城市水资源可持续开发利用

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:从下面列举的一些国家城市节水概况中,不难看到许多可供借鉴的经验。此外,节水还意味着减少给水系统的运行管理费用。城市节水主要针对水的3种供需情况:长期、干旱期(短期)和非常时期。显然,短期节水的关键是事前的周密计划和明确有效的措施。(二)韩国韩国的年可用水资源量仅为全部水资源量的22%,目前总计用水量约282亿m3,其中灌溉用水54%,市政用水17%,工业用水9%,维持河流流量20%。

国外城市与工业节水概况及中国城市水资源可持续开发利用

节水作为解决城市水资源短缺问题的优先对策,是受到广泛关注的世界性议题,无论是经济发达国家发展中国家都概没能外。从下面列举的一些国家城市节水概况中,不难看到许多可供借鉴的经验。诸如,城市节水的实际意义和作用,实现城市节水的计划、途径、措施和步骤,城市水资源与节水管理体制等。

(一)美国

在美国,节水的重要性据认为是:第一,确保用水量低于供水量;第二,减少费用。因此,有的城市或地区都是以减少长期(平均)用水和短期(高峰)用水为目标。例如,南加利弗尼亚的大都会供水区每年约用1000万美元以减少平均用水量,克罗拉多的博尔登市则致力于减少其高峰用水量(1990年的高峰用水量达水处理能力的98%)。显然,减少平均用水量和高峰用水量都有助于减少建设给水系统的投资。此外,节水还意味着减少给水系统的运行管理费用

为了节水,美国通常采取如下步骤或措施:

1.确立节水目标

确立节水目标的简易方法即是从当前的供水量与未来需水量的差距中寻求目标、发现一定时期内在水的供给和需求中所需解决的问题。例如,若2005年需建立一个水库以满足增长15%需水量的要求,这样减少“15%的需水量”便可能成为城市节水目标,节约这部分用水量即可推迟或减少相应的投资和运行费用。

2.确定当前和将来的用水情况

确定当前和将来的用水情况的目的在于通过分析用水情况来精心选择节水对象,并获得最大的节水效益。通常用水情况包括以下几种。

(1)各类用户(家庭、工业企业等)当前和未来的平均用水量,最大日、最大时用水量。

(2)用水地区(市区、郊区等)。

(3)用水结构(组成)。

(4)未计量水量。

(5)各类用户对供水的要求(包括供水可靠性)。

城市节水主要针对水的3种供需情况:长期、干旱期(短期)和非常时期。

3.针对不同供需情况采取不同的对策

(1)针对水的长期供需情况,主要应采取能为用户接受且行之有效的节水设施。实际情况表明,这类设施的节水效果可高达10%~15%,但必须合理选用,如选用不当也会事与愿违。例如,20世纪70年代,美国曾提倡使用低流量沐浴喷头,起初人们表现出很大的积极性,但10年以后的调查表明,大部分低流量沐浴喷头已被拆除。

(2)针对干旱期供需情况,应更加注重于节水宣传教育的短期效果。例如,使人们了解水的供需状况并积极响应。1976~1977年间,在加利弗尼亚的短期节水效果达60%。显然,短期节水的关键是事前的周密计划和明确有效的措施。

(3)非常时期通常指系统故障、水源污染或灾害等情况而言。这时可能出现短期供水不足或完全中断。应付这种状况的关键在于采取应急措施,迅速进行宣传教育、传播信息。

4.采取节水措施

(1)住宅节水措施包括:①调查了解住宅用水情况,如确定用水大户、判定其用水和用水器具状况,并提出改进建议与措施;②采用节水器具,如节水型水龙头、沐浴喷头、冲洗水枪、节水型卫生洁具等。

(2)公共市政用水节水措施,如限制庭园绿化用水,限制商贸服务业用水,节约空调、游泳池、公共卫生间、公共浴室用水,等等。

(3)节约工业用水,包括改进生产工艺,改造用水设施等。

(4)减少未计量水量,包括在输配水过程中的管网漏失水量、给水系统自用水量、非法用水量等。

(二)韩国

韩国的年可用水资源量仅为全部水资源量的22%,目前总计用水量约282亿m3,其中灌溉用水54%,市政用水17%,工业用水9%,维持河流流量20%。据有关预测,2001年需水量将增加17%,届时水资源的储备量仅为需求量的5.8%。

面临水资源匮乏、河流水质恶化和更高的供水水质标准,节水是绝对必要的。为此,韩国政府于1990年制定了一项由建设部负责的节水规划,以加强水的需求管理、节约用水水污染控制。

据称,韩国目前尚处于节水的初级阶段,其主要作法是:废水回用;减少未计量水量;开展节水设计。进一步的节水措施是:对水回用潜力做出评价;鼓励工业节水;改变水的价格政策;确立节水系列产品;宣传教育;对潜在节水措施进行费用效益分析。

1.污水(废水)回用

污水回用是节约用水的主要途径,回用水主要用作冲洗卫生间、浇洒道路、景观用水和工农业用水。对于生活污水,可分为“灰水”(洗浴排水)和“黑水”(卫生间排水)两部分,并采用一种分流系统将“灰水”处理后用于冲洗卫生间(约可节水20%)。

韩国政府于1992年规定:

(1)确立一项全国范围的10年供水规划,其中包括水的循环利用和回用节水计划。

(2)在上述规划基础上,每个行政区将制定一项相应的10年供水规划。

(3)鼓励用水量超过500m3/d的城市公用事业用户和1000m3/d工业企业实行水的回用。

(4)对回用水系统的投资者予以鼓励(如贷款、降低水费等)。

(5)制定设计标准和运行操作规程

为此,已由隶属于建设部的半官方机构——韩国住房公司建立公寓楼的回用水(实为中水)示范工程。“灰水”采用过滤—活性炭吸附系统处理,可提供263m3/d用于冲洗卫生间的回用水。另在韩国最大的综合企业——洛特世界(包括购物街、百货商场、旅馆民俗村、体育中心、室内游乐场、湖畔花园)建立了一个1850m3/d的回用水系统,以提供冲洗卫生间和冷却用水。该回用水系统投资回收期为3年。此外,还建有5个先进的回用水系统(设于2座旅馆、1个工业企业、1个医院和1个休闲中心)在运行使用,其处理能力为200~600m3/d。

通过上述措施,韩国的污水(废水)处理率可望由目前的31%提高到1996年的65%,并拟开展污水处理厂出水回用的可行性研究

2.减少未计量水量

未计量水量通常包括:漏失、水表漏计、冲洗管网、消防、非法取用、因水质不佳而被排放和因水表损坏而未计量的水量。据1991年分析,全国未计量水量占总供水量的比例达34.7%,其中管网漏失量为20.2%。

为此,韩国建设部确定了一项减少未计量水量的10年计划,以求至2001年将未计量水量减少到20%,管网漏失水率由20.2%降至12%。其主要措施为:

(1)减少管网漏失水量。

(2)采取预防措施,包括建设“无漏失管网”,测绘1/500的管网图(分布、材质、使用时间),采用水泥衬里的球墨铸铁管、不锈钢管或铜管等室外室内管道,控制管网水压(0.15~0.4MPa),及时更换水表,对用户进行宣传教育和培训。

(3)早期检漏,建立经常性的维修制度,加强维修。

(4)采取行政手段,如建立漏失监测控制部门,在汉城44个区内昼夜服务,对检漏人员实行补贴,建立检漏处理专业公司,采取防止非法用水的措施等。

3.实行阶段累进收费的水费制度

使水费接近于其真正价值,以达到节水和控制水污染的目的。季节性收费制度也将予以考虑。

4.采取各种节水措施,推广节水器具

5.宣传教育

从1986年起即开始在学校社会实施从少儿开始的节水宣传教育,使他们从小就认识水的价值以树立强烈的节水意识,并促使家庭节约用水。广泛开展社会节水宣传教育活动,韩国水资源发展公司宣布每年7月1日为节水日。

(三)以色列

由于水资源极度匮乏以及经济发展对水需求的增长,节约用水在以色列受到高度重视。以色列的节水工作主要依靠推行一系列行政、法制和技术措施。

以色列已将全国水资源统一成一个综合服务于全国所有地区的供水网络。各种水源包括回用水,在很大程度上都按其可用性及对水的需求加以利用,几乎不考虑其空间分布。因此,以色列实际上已建立了“最小系统损失,最大整体利用率”的全国水资源管理系统。(www.daowen.com)

由于全国95%的天然水资源已被开发,因此国家水资源的增加主要依靠高度而复杂的管理及开发非常规水源,如废水回用、含盐水和海水淡化。一旦废水被全部回用(目前已达70%),则实行更大规模的人工降雨、开发小型天然水源、含盐水或海水淡化将更为可行。

以色列政府一直致力于加强水资源的控制及其有效利用,先后颁布了以水法为中心的一系列法规,如水计量法、水灌溉控制法、排水及雨水控制法等。这些法规对用水权、水计量和水质控制等有一系列的严格规定。

以色列国会授权农业部负责水的有关事务,实施水法。由政府指定专员领导的国家水务委员会负责执行水法规条款,其工作涉及规划、运行、用水效率、用水分配、用水控制、经济纠纷及其他事务。此外,水务委员会还通过城市水务局、以色列水工程设备中心而发挥作用,另有许多公众团体,如水协会、计划委员会、水务法庭也参与水务管理。

1990年,以色列的城市用水量约为4.5亿m3,其中75%为居民生活用水,其余为公共市政用水,预计2000年城市用水将达到6.4亿m3,人均用水量标准190L/d,其中住宅用水量仅60L/d。

控制住宅用水,无论从法规或行政措施上讲比控制其他用水更为复杂。这方面的措施,除实行用水计量外,不外是节水宣传教育、建立累进收费制、开发实用有效的家用节水器具。

经验表明,如果没有制度的保证,宣传教育的效果通常难以持久,而它又是采取其他节水措施的先决条件。例如以色列在1986~1987年、1990~1991年开展的两次节水宣传教育群众性活动都使城市用水量显著下降,但是公众节水意识随后再度淡化,用水量又迅速回升。不过,即使是1986~1989年3年的短期节水效果,节约水费也高达5700万美元,并且推迟了一条长而昂贵的输水管线的建设,其作用仍不容忽视。

城市节水的措施除对公共场所及机构实行按用水定额供水外,还包括水费机制和技术措施。

(1)在水费制度上,法令规定有3种水费:基本配给水费、超过基本配给水量的附加水费、更高的水费(基本配给费的3倍),另对带有花园的住宅实行特殊收费。

(2)在节水措施上,主要为推广应用节水器具,如规定所有卫生间一律设置冲洗水箱(较冲洗阀节水50%);推广两档式冲洗水箱(4.5L和9L),约节水40%;拟推广小容量两档式冲洗水箱(3L和6L);引进限流沐浴喷头(8~10L/min),节水7%~8%;设置水龙头流量调节器;改进水龙头,使漏失量最小且便于安装、维修;采用带有蒸发冷却器的回流泵。

据估计,城市地区总的未计量水量占12%~13%。为加强城市用水(节水)管理,设立由国家水务委员会、内政部和地方水务局联合成立的城市水务局,其任务是:推进市政水资源部门的组织,实现供水系统现代化,为地方主管部门提供技术支持,监督市政水工程规划建设、审批市政部门制定的总计划。

(四)智利圣地亚哥

圣地亚哥的城市供水由EMOS S.A给水排水联合企业承担,其生产能力为216万m3/d(25m3/s)。与城市节水有关的主要问题是:

1.实行合理的给水与排污收费制度

(1)固定收费(每月按户收取)。

联网费        0.24美元

给水费        0.58美元

排污费        0.33美元

每月总计       1.15美元

(2)变动收费(按每立方米水量收取)。

给水费        0.14美元

过量消耗水量的水费  0.35美元

(以每年12月至次年3月,多于40m3/月计)

排污费(按给水量计) 0.07美元

据认为,上述水费反映了水的真正价值,这种收费制度本身即意味着对节水的促进,更深远的刺激是对夏季过度消耗水量的收费。后者也是夏季水的真正价值的反映,而不是惩罚。另据称,制定水费标准时只能依据水的有效成本,无效成本(如水漏失所增加的成本)不应通过水费转嫁给消费者。这表明,合理的节水政策的促进作用主要应体现在供水企业一方。

2.减少未计量水量

城市用水的未计量水量约为27%,为减少未计量水量,采取了下列措施:

(1)提高水量计量精度,减少计量误差。

(2)加强对输水管线和蓄水池的监测。

(3)对配水管网进行分区,并加强检漏和更新管道。

(4)建立控制非法用水的机构,仅1992年即节约用水量150万m3

3.加强节水宣传教育

如制作针对儿童和家庭主妇的节水录像带,散发各种宣传品等。

4.推广应用节水器具

通过各项节水措施,使建设新的水处理厂由1992年推迟至1996年。同样,正在运行的北部污水处理厂可推迟5年扩建。

(五)日本

日本国土总面积约37万km2,人口约1.2亿,其中城市人口占70%以上。日本水资源较丰富,人均年水资源量为5020m3,城市供水较充足,人均城市生活用水量约300~400L/d,但仍很重视节约用水,并将节约用水与水资源开发看做是保证城市正常供水和国民经济稳定发展的两个可靠支柱。这是在经历20世纪50年代、60年代严重缺水后得来的经验教训。

早在1973年,日本政府基于水是有限而贵重的资源的考虑,提出“控制水道水需求措施”,之后于1985年在“控制水道水需求”委员会的基础上发展建立了“推行建立节水型都市”委员会,积极推进节水工作。面对21世纪建成节水型城市,大力开展以下几方面工作。

1.广泛开展节约用水宣传教育工作

(1)规定每年“六·一”为全国节水日,每逢节水日,各城市以市长为首的政府官员都要走向街头开展各种宣传活动,做到“家喻户晓、老幼皆知”。以“六·一”为节水日,喻意节水应从儿童做起,节水是关系子孙后代的大事。

(2)平时以多种形式的“节水宣传品”开展节水宣传教育活动。节水宣传品的类型包括小册子、报刊、以建立节水型城市为目标的“节水指南”等。

(3)设立“水道纪念馆”,纪念馆中陈列日本水道从江户时代起的发展历史,现代水道事业的发展(如东京都水道纪念馆展示关东地区模型、利根川水系及其水库群模型、日供水182万m3的金町净水厂模型、图示19000km配水管道和大量零部件的宏大规模等),使人们安心饮用清洁水的净水工艺,以及重点介绍的各种节水措施(如东京都更换7800km旧管道,使漏失率每年下降0.12%~0.39%等)。此外还有“震灾预防计划”与应急供水设施(如东京有21座能维持每人每日饮水的基本需求的应急供水站)。这种纪念馆有计划地组织各界人士特别是学生参观,收效显著。

(4)制作各类“节水宣传标志”,例如在学生的文具用品、美术作品、家庭主妇用围裙上均有相应的节水宣传内容;在中小学课本中有专门的生动活泼的节水教育内容;介绍关于“人、森林、文明”、“地球有多少水?”、“中国的黄河治理”等方面与节水有关的知识。

(5)摄制节水影片。

2.制定保护水资源、节约用水方面的规章制度

例如,福冈市制定了“福冈市节约用水纲要”,要求植树造林、涵养水源,设立“水源森林基金”,鼓励使用节水型用水器具,要求建设大型建筑时采用中水系统、安装节水器具设备。

3.制定节水型水费体制

按日本厚生省确定的原则,实行按供水管管径和用水量累进计算水费的办法收费。水费中除日常用水水费外,还有所谓“基本水费”,它是为装表、查表和保持正常供水由用户交纳的一次性费用。对于企业,尚应交纳所谓的“加入金”(类似于我国的“增容费”)。

4.推广应用“中水”

在日本,“中水道”多集中于东京、福冈两地。据称,其污水(废水)回用率可达20%。

污水(废水)处理回用有三种情况:建筑物自身的生活杂用水处理回用;建筑群或建筑小区污水(废水)经二、三级集中处理后由水再利用中心供用户冲厕用,据称其最大处理能力可达8000m3/d;城市污水处理后回用。在第三级处理工艺中多为砂滤池过滤,也有用活性炭过滤的。

此外,还有防止水漏失和筹备建立节水型城市等。总之,日本在节约用水宣传教育和中水利用方面是值得借鉴的。

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