天津市非常規(guī)水資源利用現(xiàn)狀分析

劉 杰，郭晶晶，馬云霞

（1.天津市水務(wù)局，天津 300074；2.華北水利水電學(xué)院，河南鄭州 450011；3.水利部海河水利委員會(huì)，天津 300170）

水資源問題是一個(gè)世界性的問題，在我國(guó)尤為突出。我國(guó)水資源總量豐富，淡水資源總量為28 000億m3，占全球水資源總量的6%，河流總長(zhǎng)度達(dá)42萬km，平均徑流深234 mm；多年平均年降水總量61 889億m3，折合年降水深648 mm。但我國(guó)人均水資源量只有世界人均的1/4，排名第121位，被列為13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，我國(guó)的總用水量約為7 000億～8 000億m3，而屆時(shí)全國(guó)實(shí)際可利用的水資源量?jī)H為8 000億～9 000億m3，水資源開發(fā)利用接近極限。因此，尋找除地表、地下水以外的其他可利用水資源顯得尤為緊迫。

非常規(guī)水資源是指在傳統(tǒng)水利觀念下不被列為開發(fā)利用對(duì)象的供水水源類型，一般包括雨水、中水、再生水、海水、礦坑水等。非常規(guī)水資源的開發(fā)利用則主要指對(duì)以上水源的開發(fā)和利用。

1 國(guó)內(nèi)外非常規(guī)水資源利用進(jìn)展和趨勢(shì)

1.1 雨水利用

自20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始重視雨水的利用，通過研究雨水資源化技術(shù)、制定雨水資源化相關(guān)法律法規(guī)等措施逐步實(shí)現(xiàn)城市雨水資源化。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家已建立了完善的屋頂蓄水系統(tǒng)和由入滲池、井、草地、透水地面等組成的地表回灌系統(tǒng)，將收集的雨水用于沖廁、洗車、澆灑庭院、洗衣和回灌地下等，雨水資源化技術(shù)及程度較高。我國(guó)真正意義上的城市雨水資源化研究與應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代開始，于90年代發(fā)展起來的。為了解決西北干旱缺水地區(qū)的用水問題，20世紀(jì)80年代我國(guó)開始實(shí)施了許多雨水利用工程，如甘肅省的“121”工程和集雨節(jié)灌工程、寧夏回族自治區(qū)的水窖節(jié)灌工程等，使雨水集蓄利用形成了一定的規(guī)模。

1.2 中水利用

世界上很多發(fā)達(dá)國(guó)家都把城市污水開辟為城市的第二水源。美國(guó)在1977年《水法》中規(guī)定，凡申請(qǐng)聯(lián)邦城市污水治理項(xiàng)目補(bǔ)助者，必須同時(shí)提出進(jìn)行污水回用的可行性研究報(bào)告，否則不予審批。加利福尼亞州的《水質(zhì)控制法》規(guī)定，當(dāng)有中水可以利用時(shí)，禁止使用自來水進(jìn)行綠地澆灌。日本作為城市中水利用技術(shù)的起源地，研究開發(fā)應(yīng)用中水利用技術(shù)已有40年的歷史，設(shè)備和技術(shù)均居世界領(lǐng)先水平。日本在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始建設(shè)中水道系統(tǒng)，利用中水沖刷廁所、澆花園和草地、沖洗馬路和汽車，或作景觀消防用水，取得了顯著成效。目前，日本新建的政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)辦公大樓以及會(huì)館、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等公共建筑物基本上都設(shè)置了中水道。我國(guó)對(duì)城市污水處理與利用的研究早在1958年就列入國(guó)家科研課題，60年代關(guān)于污水灌溉的研究已達(dá)到一定水平；70年代中期，我國(guó)進(jìn)行了以污水回用為目的的城市污水深度處理試驗(yàn)；80年代，隨著城市水資源的日益短缺，我國(guó)許多城市相繼開展了污水回用工程，不少公共建筑建設(shè)了污水回用裝置，取得了可喜的成果。但是，我國(guó)污水處理設(shè)施、配套管網(wǎng)的不足以及公眾對(duì)中水認(rèn)識(shí)的偏見等，給中水的進(jìn)一步開發(fā)利用造成了極大的困難。

1.3 礦坑水利用

礦坑水是指在礦產(chǎn)資源開采過程中從巖層中涌出的水。礦井水本來是清潔的水，但由于生產(chǎn)污染，變得色澤渾濁、懸浮物含量高、沉積物量大，如果未經(jīng)處理排放則會(huì)對(duì)河流造成嚴(yán)重的污染。

煤礦通常生產(chǎn)煤水比為1∶0.5～1∶5，個(gè)別礦井達(dá)1∶10以上，礦坑水日涌水量少則幾千立方米，多則數(shù)萬立方米。我國(guó)有70%的煤礦區(qū)面臨缺水，其中40%嚴(yán)重缺水，但礦坑水流失嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤礦每年排水總量達(dá)38億m3，但其利用率還不足30%。礦坑水被當(dāng)作水害加以防治，大量的礦井水白白地流失，不僅造成了水資源的大量浪費(fèi)，而且還嚴(yán)重污染了自然環(huán)境。把礦坑水作為資源加以利用，是解決礦區(qū)水資源日趨緊張的重要途徑。

1.4 海水利用

目前，世界海水淡化的產(chǎn)量大約是5 000萬m3/d。其中，中東地區(qū)占55%，美國(guó)占15%，歐洲占9%，亞洲占8%，中國(guó)海水淡化產(chǎn)水量不足20萬m3/d，不到世界總量的3‰。當(dāng)前，全世界海水冷卻水量已經(jīng)超過7 000億m3，日本工業(yè)冷卻水總用量的60%為海水，每年高達(dá)3 000億m3；美國(guó)大約25%的工業(yè)冷卻用水直接取自海水，年用量約1 000億m3；而我國(guó)海水冷卻水年用量?jī)H約330億m3，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有很大差距。因此，我國(guó)海水利用還有很大的發(fā)展空間。

2 天津市非常規(guī)水資源利用現(xiàn)狀

和全國(guó)水資源狀況相比較，天津市的水資源形勢(shì)更為嚴(yán)峻。天津市多年平均降水量由北向南遞減，為720～560 mm，年內(nèi)降水多集中在七八月份，約占全年降水量的65%左右。天津市水資源總量15.7億m3，人均本地水資源占有量160 m3，遠(yuǎn)低于世界公認(rèn)的人均占有量1 000 m3的缺水警戒線，也是全國(guó)人均水資源占有量最少的省市，水資源短缺已成為天津市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素。因此，在天津市進(jìn)行非常規(guī)水利用的研究與應(yīng)用尤為重要。

近年來，天津市的非常規(guī)水利用事業(yè)飛速發(fā)展，天津市建設(shè)了一系列的雨水收集、污水處理回用和海水淡化工程，鼓勵(lì)用水單位和個(gè)人利用非常規(guī)水資源。

2.1 集水工程

天津市承擔(dān)著海河流域75%的洪水宣泄任務(wù)。早在上世紀(jì)80年代初，天津就提出了“以蓄代排”的思路，并先后建設(shè)3座大型水庫、11座中型水庫和一批小水庫、橡膠壩等工程，把農(nóng)田澇水蓄存起來，為農(nóng)業(yè)抗旱提供了寶貴的水源。近幾年，又通過建設(shè)一批城市集雨工程，合理利用城市瀝水，如梅江居民區(qū)集雨示范工程，年集雨量50萬～60萬t，為該小區(qū)的環(huán)境用水提供了水源。在洪水資源化方面，2001年天津市投資1.8億元建設(shè)了106 km的天津市北水南調(diào)工程，利用汛期北部的洪水解決南部靜?？h干旱問題。另外，通過大力發(fā)展山區(qū)微型集雨工程建設(shè)和修建蓄水閘、蓄水橡膠壩，進(jìn)一步增加雨洪水利用量。

2.2 中水利用

天津市是我國(guó)最早利用中水的城市之一。目前，天津市市區(qū)和各區(qū)縣均建設(shè)了與管網(wǎng)配套的污水處理廠，如創(chuàng)業(yè)環(huán)保股份有限公司紀(jì)莊子污水處理廠、創(chuàng)業(yè)環(huán)保股份有限公司東郊污水處理廠、創(chuàng)業(yè)環(huán)保股份有限公司咸陽路污水處理廠、津南區(qū)環(huán)興污水處理廠、大港區(qū)污水處理廠等。2007年，市中心城區(qū)污水處理率達(dá)到80%，城市再生水深度處理能力17萬m3/d，1 500萬m2居民住宅實(shí)現(xiàn)了雙水入戶。

2.3 海水淡化工程

在海水利用方面，天津大港電廠和天津堿廠從上世紀(jì)70年代就開始利用海水。天津市依托臨海優(yōu)勢(shì)，通過產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，設(shè)立了海水淡化專項(xiàng)發(fā)展資金，對(duì)海水淡化項(xiàng)目發(fā)放全額貼息貸款。目前，已成功建設(shè)日產(chǎn)20萬m3淡水的北疆電廠等一批海水淡化工程，年海水直接利用量14億m3；天津海晶集團(tuán)反滲透海水淡化科技示范工程已建成投產(chǎn)，日產(chǎn)淡水1 000 m3。

2.4 咸水、微咸水利用

20世紀(jì)70年代以來，天津市就一直致力于研究推廣微咸水和咸水的利用。目前，天津大港城區(qū)全部采用中水管道，實(shí)施引灤水和地下水雙管線分開供水，除飲用水外，其他生活用水全部使用地下微咸水和不宜飲用的高氟水替代好水。靜海縣西部朱家村建立了微咸水農(nóng)田灌溉綜合利用研究試驗(yàn)區(qū)，目前已建成1.67 hm2微咸水灌溉試驗(yàn)小區(qū)和150 hm2擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)，主要試驗(yàn)冬小麥返青后咸水直灌方式，并取得初步成果。在靜?？h東部地區(qū)規(guī)劃大量開采淺層地下咸水，由控制性的地面沉降形成局部低洼濕地，一方面通過增加降雨入滲補(bǔ)給使咸水逐步淡化，另一方面局部低洼濕地的形成將會(huì)極大地改變當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3 天津市非常規(guī)水資源利用取得的成績(jī)、存在問題及建議

3.1 取得的成績(jī)

自2000年天津市被列為節(jié)水型社會(huì)建設(shè)試點(diǎn)后，天津市的非常規(guī)水利用事業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。截至2009年，天津市工業(yè)用水重復(fù)利用率提高到86%，萬元工業(yè)增加值用水量降至20 m3，城市自來水日供水量由1999年的220萬m3降至152萬m3，節(jié)水型社會(huì)建設(shè)取得了明顯成效。

天津市近年來的非常規(guī)水資源研究與應(yīng)用實(shí)踐所取得的成績(jī)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1.1 法律法規(guī)建設(shè)初具規(guī)模

2002年，天津市頒布施行全國(guó)第一部地方性節(jié)水法規(guī)，與有關(guān)水資源利用的其他十余件法規(guī)和規(guī)章一起，初步形成了節(jié)水型社會(huì)建設(shè)法規(guī)體系，使節(jié)水逐步走上了法治化軌道。隨著節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的深入開展，天津市陸續(xù)出臺(tái)了節(jié)水型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)水型居民生活小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)和用水定額標(biāo)準(zhǔn)，配合節(jié)水技術(shù)服務(wù)和對(duì)老居民區(qū)免費(fèi)更換安裝節(jié)水器具等活動(dòng)，由此受到了廣大企業(yè)和居民的歡迎，不少企業(yè)積極開展節(jié)水技術(shù)改造。

3.1.2 實(shí)現(xiàn)了涉水事務(wù)統(tǒng)一管理

天津市改組了原有的水資源管理機(jī)構(gòu)，成立了市節(jié)水型社會(huì)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，將城市節(jié)水辦等涉水部門統(tǒng)一并入水利局，組建全市節(jié)約用水辦公室，實(shí)現(xiàn)了全市地表水、地下水、城鄉(xiāng)節(jié)水和控制地面沉降工作的統(tǒng)一，做到了統(tǒng)一編制節(jié)水規(guī)劃、統(tǒng)一下達(dá)用水計(jì)劃、統(tǒng)一制定節(jié)水政策、統(tǒng)一實(shí)施有效管理。

2009年，成立了天津市水務(wù)局，整合了水利、供水、排水三大行業(yè)，統(tǒng)一優(yōu)化配置全市水資源，實(shí)現(xiàn)了全市涉水事務(wù)統(tǒng)一管理。

3.1.3 興建了一批示范工程，以點(diǎn)帶面取得良好效果

天津市修建了多座污水處理廠，建設(shè)了海水淡化工程、中水利用工程等，獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。如，以天津財(cái)經(jīng)大學(xué)為試點(diǎn)，在全國(guó)率先推廣應(yīng)用智能IC卡節(jié)水控制系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生飲水、洗浴進(jìn)行計(jì)量，節(jié)水率達(dá)60%以上。目前，全市23所高校普及了這個(gè)系統(tǒng)，年節(jié)水近百萬噸。

3.1.4 大力宣傳非常規(guī)水知識(shí)，使公眾對(duì)非常規(guī)水資源有了初步認(rèn)識(shí)

政府通過張貼公益廣告、組織市民參觀非常規(guī)水利用示范工程和通過電視、廣播等媒體進(jìn)行宣傳的方法使人們逐步認(rèn)識(shí)了非常規(guī)水資源，意識(shí)到節(jié)約用水和利用非常規(guī)水的重要性。

3.2 存在問題及建議

天津市非常規(guī)水利用實(shí)踐取得了多方面的成績(jī)，但畢竟天津市研究和使用非常規(guī)水的時(shí)間不太長(zhǎng)，不可避免地會(huì)存在一些問題和缺陷。

3.2.1 水價(jià)形成機(jī)制尚需完善

天津市居民生活用水的水資源費(fèi)僅0.63元/t，水資源費(fèi)占綜合水價(jià)的比例為16.15%。而北京市居民生活用水的水資源費(fèi)為1.10元/t，水資源費(fèi)占綜合水價(jià)的比例約為30%，兩者相差很大。天津市水資源費(fèi)占水價(jià)的比重較小，這在一定程度上導(dǎo)致了天津市水資源的廉價(jià)。從全國(guó)看，天津市水價(jià)處于中等偏下水平。自來水價(jià)格低必然不利于水資源的節(jié)約和非常規(guī)水在洗車、沖廁、噴灑綠地和路面等方面的使用。

天津市在工業(yè)用水等方面已經(jīng)采用了動(dòng)態(tài)水價(jià)，但生活用水使用的還是固定水價(jià)，水價(jià)不會(huì)隨用水量的增多而提高。而世界上很多國(guó)家生活用水水價(jià)都是由固定水價(jià)和計(jì)量水價(jià)兩部分組成的。如，以色列的生活用水量配額是每個(gè)家庭每年100～180 m3，在配額內(nèi)的水價(jià)約為0.7～1.0美元/m3，超額部分的水價(jià)為1.6美元/m3。這樣既可以節(jié)約自來水的使用量，又可以促進(jìn)用戶對(duì)雨、污水的利用。因此，天津市政府應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行水價(jià)改革，使生活用水水價(jià)更為合理。

3.2.2 配套設(shè)施不健全

天津市以往的建筑在設(shè)計(jì)時(shí)都未曾考慮將雨污水進(jìn)行收集利用，多數(shù)建筑物都有較好的排水設(shè)施，但缺少蓄水設(shè)施，更沒有中水處理回用設(shè)施，不能將雨污水進(jìn)行收集和處理后加以利用。這大大限制了雨污水利用的推廣。另外，天津市污水亂排現(xiàn)象嚴(yán)重，很多單位直接把污水排入河流，不僅嚴(yán)重污染了天津市的水環(huán)境，還造成了水資源的巨大浪費(fèi)。

因此，天津市必須重視中水回用系統(tǒng)、排水管網(wǎng)等非常規(guī)水利用配套設(shè)施的建設(shè)，采取一定的經(jīng)濟(jì)、工程和法律措施，促進(jìn)中水回用設(shè)施的推廣，進(jìn)行大規(guī)模的地下排水管網(wǎng)改造，使雨污水順利進(jìn)入污水處理廠和其他的中水回用系統(tǒng)，使每個(gè)家庭、每個(gè)單位都能用上非常規(guī)水。

3.2.3 非常規(guī)水利用缺乏激勵(lì)措施和制度保障

目前，非常規(guī)水利用在我國(guó)才剛剛起步，天津市的非常規(guī)水利用也只處于探索階段，各種相關(guān)的技術(shù)法規(guī)都尚未出臺(tái)。政府雖鼓勵(lì)非常規(guī)水利用，但至今仍無切實(shí)可行的行政法規(guī)為非常規(guī)水利用提供制度保障。而在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)非常規(guī)水利用的激勵(lì)措施和制度已經(jīng)非常完善，如德國(guó)的征收雨水排放費(fèi)制度、日本的補(bǔ)助金制度等，這在很大程度上保障了非常規(guī)水利用推廣工作的順利開展。因此，政府應(yīng)該對(duì)企業(yè)和個(gè)人的非常規(guī)水利用工程提供一定的資金和政策支持，促進(jìn)非常規(guī)水利用的推廣和普及。

3.2.4 非常規(guī)水利用缺少強(qiáng)制性處罰措施

在對(duì)促進(jìn)非常規(guī)水利用發(fā)展的行為提供經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及政策支持的同時(shí)，也必須對(duì)阻礙非常規(guī)水資源利用的行為采取強(qiáng)制性的限制、處罰等措施，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行這些措施。對(duì)天津市的特殊行業(yè)用水來說，2005年3月24日開始施行的《天津市節(jié)約用水條例》中規(guī)定“營(yíng)業(yè)性洗車場(chǎng)（點(diǎn)）應(yīng)當(dāng)使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的再生水。禁止使用地下水、自來水沖洗車輛。取用河道、水庫水沖洗車輛的營(yíng)業(yè)性洗車場(chǎng)（點(diǎn)），必須建設(shè)循環(huán)用水設(shè)施，經(jīng)節(jié)水辦公室驗(yàn)收合格后方可運(yùn)營(yíng)”。但目前天津市還有不少洗車行沒有采用循環(huán)用水系統(tǒng)，主要原因是不少洗車行由于規(guī)模小利潤(rùn)少而不愿意在設(shè)備上投資。政府應(yīng)進(jìn)一步嚴(yán)格執(zhí)法，對(duì)這些與政府政策相悖的行為進(jìn)行控制和處罰，這樣才能為非常規(guī)水利用事業(yè)的順利發(fā)展掃清障礙。

3.2.5 公眾意識(shí)有待進(jìn)一步提高

天津市往往是政府在唱獨(dú)角戲，市民對(duì)非常規(guī)水資源還缺乏了解，普遍對(duì)非常規(guī)水存在偏見。對(duì)此，政府應(yīng)有意識(shí)地對(duì)公民進(jìn)行節(jié)水教育。為進(jìn)一步促進(jìn)非常規(guī)水利用的推廣，建議政府和水行政主管部門進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳使用非常規(guī)水所贏得的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，向廣大市民介紹國(guó)內(nèi)外成功的非常規(guī)水利用實(shí)例，減少人們對(duì)非常規(guī)水利用的顧慮，樹立使用非常規(guī)水的信心，切實(shí)幫助廣大群眾認(rèn)識(shí)、了解非常規(guī)水，積極參與到非常規(guī)水的使用中去。

4 結(jié)語

近年來，天津市在非常規(guī)水利用相關(guān)法律法規(guī)制訂、示范工程建設(shè)、管理和宣傳等方面取得了可喜的成績(jī)，走在了國(guó)內(nèi)的前沿。但由于我國(guó)整體水平較低，天津市非常規(guī)水利用相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)水平還有很大差距，仍處于較低階段，存在著水價(jià)機(jī)制不合理、配套設(shè)施不健全、缺乏適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)罰措施以及市民意識(shí)不夠強(qiáng)等問題。隨著非常規(guī)水利用獎(jiǎng)罰措施和水價(jià)形成機(jī)制等政策的完善、相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)以及公眾節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)，天津市非常規(guī)水資源利用事業(yè)必將會(huì)取得更大的進(jìn)步，為天津市帶來更大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。