北京市非傳統(tǒng)水資源利用的實踐與前景

王 軍，劉 京，王 強

(北京市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，100045，北京)

北京天然水資源十分有限，時空分布極不均勻，人均水資源占有量不足300 m3，是一座水資源嚴重短缺的城市。特別是自1999年以來出現(xiàn)連續(xù)干旱，本地可利用水資源量比多年平均可利用水資源量減少約20%。南水北調(diào)引水進京的推遲，城市規(guī)?？焖侔l(fā)展，進一步加劇了水資源供需矛盾。為緩解水資源短缺問題，北京市提出積極開展污水資源化、城市雨洪利用等工作，利用非傳統(tǒng)水資源替代清潔水資源，將開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源作為北京水資源可持續(xù)發(fā)展的基本策略。

一、北京市非傳統(tǒng)水資源利用的實踐

2009年北京市總用水量為35.5億 m3，其中地表水 4.6億 m3，地下水21.8 億 m3，外調(diào)水 2.6 億 m3，再生水6.5億m3，再生水用量占總用水量約18%，非傳統(tǒng)水資源在北京市水源供應(yīng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是在再生水利用和雨水利用兩個方面開展了大量的實踐。

1.再生水利用

北京市的再生水利用始于20世紀80年代，1987年北京市發(fā)布《北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法》，該辦法規(guī)定在全市范圍內(nèi)建筑面積2萬m2以上的賓館、飯店和建筑面積3萬m2以上的其他公共建筑需配套建設(shè)中水設(shè)施，隨后一大批建筑中水回用設(shè)施建成并投入使用。北京市大規(guī)模使用再生水是從21世紀初開始的，2000年建設(shè)了高碑店污水處理廠再生水利用工程，為第一熱電廠、高碑店熱電廠和南護城河供應(yīng)再生水，工程規(guī)模為47萬m3/d。2003年以來，北京市將再生水納入全市年度水資源配置計劃中，利用量逐年加大，利用范圍不斷拓展，再生水利用進入一個快速發(fā)展階段。2009年全市利用再生水6.5億m3，再生水利用率達到59%，再生水已經(jīng)成為北京市水資源的重要組成部分。目前北京市再生水主要用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、河湖環(huán)境和市政雜用等方面。

全市再生水利用主要集中在中心城，2009年中心城再生水利用5.1億 m3，其中工業(yè)利用 1億 m3，下游農(nóng)業(yè)灌溉及水環(huán)境改善利用2.1億m3，河湖環(huán)境利用1.8億m3，市政雜用0.2億m3。2009年再生水利用情況見表1。

截至2010年，中心城建成了第六水廠（17 萬 m3/d）、酒仙橋（6 萬 m3/d）、方莊（1.0 萬 m3/d）、清河（8 萬 m3/d）、吳家村（4 萬 m3/d）、肖家河（2 萬 m3/d）、北小河（6 萬 m3/d）、盧溝橋（10 萬 m3/d）等8座再生水廠，總供水能力為54萬m3/d。

自2000年以來，隨著再生水廠的建設(shè)，逐步配套建設(shè)了再生水管道系統(tǒng)。至2011年3月，已建成再生水管線約629 km，其中運行再生水管線約471 km，再生水管網(wǎng)主要覆蓋北京中心城三環(huán)以外地區(qū)，服務(wù)范圍北至昌平回龍觀，南至大興德茂莊，西至石景山，東至朝陽區(qū)高安屯，管線以各再生水廠為中心向服務(wù)地區(qū)延伸。目前廠網(wǎng)一體的再生水供水區(qū)域格局已基本形成，為再生水供水提供了基礎(chǔ)保障。

2.雨水利用

北京多年平均年降水量約585 mm，據(jù)測算北京中心城每年可利用雨量達到2.3億m3。雨水利用不僅可以緩解水資源緊張，在一定程度上還能起到削減城市洪峰、減輕城市洪澇災(zāi)害、改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境等作用。

北京市從20世紀90年代初就開始了雨洪利用的研究,特別是2000年開始的中德合作“北京城區(qū)雨洪控制與利用技術(shù)研究與示范”項目,對于城市雨洪利用研究和應(yīng)用起到了積極的推動作用。很多研究成果已經(jīng)開始在溫泉環(huán)保園、奧運公園中心區(qū)、亦莊新城、黃村工業(yè)園區(qū)等地區(qū)廣泛應(yīng)用。

2003年3月北京市發(fā)布了《關(guān)于加強建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定》,從政策法規(guī)上鼓勵、促進城市雨洪利用設(shè)施的建設(shè)。截至2010年年底，全市共建成雨洪利用工程1 350處，蓄水能力 2 853萬m3，累計集蓄利用雨洪水7 500萬m3。其中北京中心城區(qū)已完成的雨水利用工程有683項。在683項雨水利用工程中，公園共建設(shè)105項，機關(guān)建設(shè)202項，街道建設(shè)84項，企業(yè)建設(shè)195項，學校建設(shè)97項，年綜合利用雨水量達 1 260萬 m3。

表1 北京市2009年再生水利用情況表

二、北京市非傳統(tǒng)水資源利用的前景分析

目前北京市已基本沒有水資源儲備，北京市水資源緊缺形勢很難在短期內(nèi)逆轉(zhuǎn)。為了保障首都北京的可持續(xù)發(fā)展，必須堅持“節(jié)流、開源、保護并重”的方針，在節(jié)流的基礎(chǔ)上合理開源，除保證2014年實現(xiàn)南水北調(diào)中線引水進京目標外，在開源方面還要積極開發(fā)利用再生水、雨洪水、海水等非傳統(tǒng)水資源。在非傳統(tǒng)水資源利用方面應(yīng)以再生水利用為重點，強化再生水作為首都重要水源的作用，加快推動再生水輸送骨干管線建設(shè)，增強再生水配送能力，優(yōu)化配置再生水應(yīng)用范圍，擴大利用規(guī)模和利用量。同時，積極推進雨洪利用設(shè)施的建設(shè)，并開展海水淡化的前期研究和工程建設(shè)。

1.再生水利用

未來幾年，北京市再生水利用的主要方向首先應(yīng)優(yōu)先用于工業(yè)生產(chǎn)，特別是熱電廠冷卻水的使用；其次，作為城市河湖的補充水源，全面改善城市水環(huán)境，并滿足下游河道景觀及農(nóng)業(yè)灌溉的需要；第三，城市綠化用水、道路澆灑用水、建筑沖廁用水也是北京近期再生水利用的重要方面；第四，要積極探索新的再生水用途，加強再生水回灌地下水的研究。

預(yù)計到2015年，北京中心城再生水量年需求量為6.70億m3，其中工業(yè)、城市綠化、道路澆灑、小區(qū)沖廁等年利用量為1.50億m3，河湖景觀年需水量為2.2億m3，下游河道景觀及農(nóng)業(yè)灌溉年需水量為3.0億m3。

為了提高出水水質(zhì)，增加再生水使用量，更多地替代清潔水源，未來5年規(guī)劃將現(xiàn)狀10座污水處理廠 （即清河、北小河、酒仙橋、高碑店、吳家村、盧溝橋、小紅門、方莊、肖家河、北苑污水處理廠）升級改造并擴建為再生水廠，同時新建回龍觀、鄭王墳、東壩、定福莊、垡頭、五里坨、豐臺河西等再生水廠。

中心城所有污水(再生水)處理廠必須具有深度處理工藝，使出水水質(zhì)的主要指標達到Ⅳ類水體的標準及國家相關(guān)再生水水質(zhì)標準。到2015年年末，規(guī)劃中心城再生水廠數(shù)目為22座，再生水廠處理規(guī)模達到408萬m3/d。

在再生水管網(wǎng)建設(shè)方面包括兩部分：一是完善為工業(yè)、綠化和城市雜用水供水的市政再生水管網(wǎng)，規(guī)劃建設(shè)再生水管道共約200 km。二是建設(shè)為河湖生態(tài)景觀供水的再生水管道系統(tǒng)，通過新建調(diào)水管道，保障城市主要河湖景觀用水需求，同時為下游地區(qū)農(nóng)田灌區(qū)提供水源，實現(xiàn)再生水的“一水多用，循環(huán)利用”。即將實施的四大再生水調(diào)水工程包括：清河再生水廠調(diào)水工程、酒仙橋再生水廠調(diào)水工程、高碑店再生水廠調(diào)水工程、小紅門再生水廠調(diào)水工程（見圖1）。調(diào)水工程實施后，可以增加城市河湖環(huán)境用水量，使永定河及中心城清河、壩河、通惠河、涼水河等主要河道形成良好的生態(tài)水環(huán)境，為周邊水岸經(jīng)濟的發(fā)展創(chuàng)造條件。

2.雨水利用

雨水利用是北京市非傳統(tǒng)水資源開發(fā)的一個重要方面。根據(jù)北京市防洪規(guī)劃，北京中心城采用“西蓄東排、南北分洪”的防洪措施，規(guī)劃利用西郊砂石坑和湖泊洼地建設(shè)滯蓄洪區(qū)，在滯蓄洪水的同時補充地下水資源。另外，近幾年北京市汛期常因暴雨積水造成大面積交通癱瘓，市政部門在加強雨水管網(wǎng)建設(shè)、提高排水能力的同時，也考慮建設(shè)一些雨水控制與調(diào)蓄設(shè)施，減少積水對交通的影響，這些設(shè)施在控制雨水流量的同時，還可用于開發(fā)利用雨水資源。

北京市將在中心城周邊建設(shè)阜石路砂石坑滯蓄區(qū)、玉淵潭湖調(diào)蓄區(qū)、紫竹院湖調(diào)蓄區(qū)、千畝湖蓄滯洪區(qū)以及北運河—潮白河系統(tǒng)、朝陽區(qū)崔各莊鄉(xiāng)、朝陽區(qū)金盞湖等雨洪利用工程。新城雨洪利用主要工程包括延慶格蘭山水二期雨洪利用、延慶媯河景觀公園雨洪利用、懷柔鎮(zhèn)雨水利用工程、雁棲鎮(zhèn)雨水利用工程、北京國門商務(wù)區(qū)景觀湖工程、通州運河商務(wù)中心區(qū)雨水收集利用工程等30余項。

今后要強化雨洪利用的政策法規(guī)建設(shè)，在居住區(qū)等開發(fā)建設(shè)區(qū)推廣透水鋪裝、綠地滲蓄、調(diào)蓄池等雨洪利用設(shè)施，每年建設(shè)100處小區(qū)雨洪利用設(shè)施。

圖1 北京市中心城近期四大調(diào)水工程示意

3.海水淡化

在海水利用方面，北控水務(wù)集團投資建設(shè)的北控阿科凌曹妃甸海水淡化工程已建成投產(chǎn)，每天可淡化海水5萬t，該工程的建設(shè)為北京市開發(fā)利用淡化海水提供了良好的借鑒。

海水淡化具有不受氣候條件影響、不受區(qū)域水資源豐枯制約的優(yōu)勢，北京市應(yīng)將開發(fā)利用淡化海水作為重要的戰(zhàn)略儲備水源，納入北京市水資源系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配，綜合利用。建議盡快在華北沿海地區(qū)建設(shè)100萬～200萬m3/d的海水淡化工程及海水淡化廠至北京的輸水管線。由于北京市不是沿海城市，需要與河北省密切合作，大力發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，積極推動淡化海水進京。

無論采用哪種海水淡化工藝，海水淡化都需要消耗大量的能源，發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)需要解決好能源供應(yīng)問題，還要妥善解決海水淡化過程中濃水的處置問題。

三、結(jié)論及建議

①再生水水源充足，水量穩(wěn)定，處理后可達到不同用戶的水質(zhì)要求。北京市的非傳統(tǒng)水資源利用應(yīng)以再生水利用為重點，強化再生水作為首都重要水源的作用，擴大利用規(guī)模和利用量。

②北京市應(yīng)結(jié)合自身氣候特點、經(jīng)濟發(fā)展水平等條件，逐步將雨水排除、排澇減災(zāi)與城市雨水資源利用相結(jié)合，以增加入滲、補充地下水為主，以建設(shè)雨水利用設(shè)施、徑流污染控制為輔，建設(shè)可持續(xù)性的城市雨水控制與利用系統(tǒng)。

③海水淡化作為北京市重要的備用水源，應(yīng)加強前期研究，并預(yù)留接入北京供水系統(tǒng)的條件。

[1]北京市水務(wù)局.北京市“十二五”時期水資源保護與利用規(guī)劃[R].2011.

[2]北京市水務(wù)局.北京市“十二五”時期排水及再生水利用規(guī)劃[R].2011.

[3]北京市發(fā)展與改革委員會.北京市利用海水淡化工程專題研究[R].2007.

[4]孫靜,阮本清,張春玲.國內(nèi)外非傳統(tǒng)水資源開發(fā)利用 [J].中國水資源，2007（7）.