我國水利水電工程施工節(jié)水現(xiàn)狀分析及對策研究

李方平 鄧瑞 王孟 吳楠 翟紅娟

摘要：節(jié)水是解決我國水資源短缺問題和落實國家水安全戰(zhàn)略的重要舉措。因耗水量、廢污水排放量大，水利水電工程施工是我國節(jié)水工作開展、節(jié)水行動方案落實的重點關(guān)注領(lǐng)域。以國內(nèi)外節(jié)水研究成果為基礎(chǔ)，梳理水利水電工程施工用水節(jié)水現(xiàn)狀，分析了水資源循環(huán)利用效率不高、施工節(jié)水工藝落后、用水定額和用水管理落實不強等問題，研究提出了制定施工期用水節(jié)水規(guī)劃和制度、實行施工用水定額管理和用水計量、優(yōu)化施工工藝和施工方式、加強廢污水循環(huán)利用等施工期節(jié)水對策建議。研究成果對于優(yōu)化施工布置和施工工藝，保護生態(tài)環(huán)境，推動落實節(jié)水優(yōu)先治水方針和國家節(jié)水行動方案具有參考價值。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;施工節(jié)水;用水定額;施工工藝;施工期

中圖法分類號：TV213.4

文獻標志碼：A

文章編號：1006-0081（2020）12-0063-05

水利水電工程施工節(jié)水是踐行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時期治水思路的重要舉措?！肮?jié)水優(yōu)先”是新時期治水思路的首要內(nèi)容，進入新時代，我國日益重視節(jié)水事務(wù)管理和節(jié)水規(guī)范建設(shè)，先后制定出臺了《全民節(jié)水行動計劃》《城鎮(zhèn)節(jié)水工作指南》《節(jié)水型企業(yè)評價導則》《國家節(jié)水行動方案》《水利部關(guān)于開展規(guī)劃和建設(shè)項目節(jié)水評價工作的指導意見》等一系列節(jié)水政策與規(guī)范性文件。特別是2019年《國家節(jié)水行動方案》構(gòu)建了我國農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)等領(lǐng)域節(jié)水的基本框架，是今后一段時期我國節(jié)水工作開展的主要依據(jù)。因此，我國節(jié)水法治建設(shè)基本實現(xiàn)了有法可依，節(jié)約用水逐步成為水資源開發(fā)、利用、保護、配置、調(diào)度的前提。然而，水利水電工程施工作為“用水大、耗水大、排水大”的重點領(lǐng)域，采取更加有效的節(jié)水模式，一方面可實現(xiàn)節(jié)約用水，促進水資源高效利用，另一方面可減少廢污水排放量，進而降低廢污水處理成本。因此，作為節(jié)水工作開展和節(jié)水法治建設(shè)的“試驗田”，已有節(jié)水政策規(guī)范既可成為指導我國水利水電工程施工節(jié)水法治宏觀管理不可或缺的藍本，也可為我國開展施工節(jié)水提供重要的政策指導。

作為節(jié)水工作開展的新領(lǐng)域，水利水電工程施工節(jié)水沒有可以借鑒的系統(tǒng)工作基礎(chǔ)，更缺乏相關(guān)研究成果。一些國內(nèi)學者在農(nóng)業(yè)節(jié)水、工業(yè)節(jié)水、生活節(jié)水、建筑施工節(jié)水等行業(yè)、領(lǐng)域開展了相關(guān)節(jié)水研究，對于水利水電工程施工期節(jié)水具有較強的指導意義，但是這些成果對水利水電施工節(jié)水的專門性研究罕有涉及，對施工節(jié)水模式、方案的研究更為少見。為彌補當前水利水電工程施工節(jié)水模式研究的空白，本文在國內(nèi)外節(jié)水研究進展的基礎(chǔ)上，圍繞水利水電工程施工節(jié)水現(xiàn)狀和問題開展了分析研究，提出了水利水電工程施工期的節(jié)水模式，可為優(yōu)化水利水電工程施工布置和施工工藝、優(yōu)化水廠規(guī)模、降低廢水處理成本、保護生態(tài)環(huán)境等提供技術(shù)支撐。

1水利水電工程施工節(jié)水現(xiàn)狀

1.1施工節(jié)水研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外圍繞農(nóng)業(yè)節(jié)水、工業(yè)節(jié)水、生活節(jié)水、建筑施工節(jié)水等行業(yè)、領(lǐng)域開展了相關(guān)節(jié)水研究，包括節(jié)水目標和方法，而對于水利水電工程施工期節(jié)水則沒有系統(tǒng)、成熟的研究。在水利水電工程施工方面，節(jié)水一直未得到重視。針對砂石加工系統(tǒng)，國內(nèi)有學者提出了干法和濕法生產(chǎn)工藝，采用干式制砂生產(chǎn)工藝或者半干法生產(chǎn)工藝可在一定程度實現(xiàn)節(jié)水的目的，但同時應(yīng)考慮干法工藝帶來的粉塵污染。針對混凝土養(yǎng)護工藝，有學者提出了新的方法，如提高外加劑的摻量或使用高效高減水率的外加劑，嚴格混凝土配比制度，嚴防混凝土加水過多使表面離析，可在一定程度上減少水的消耗量。目前，水利水電工程施工期產(chǎn)生的廢污水處理方式不同，部分工程將處理后的廢污水直接排放，部分工程則針對處理后的廢污水進行回用，廢污水循環(huán)利用也是施工期實現(xiàn)節(jié)水的有效途徑之一。國外研究方面，與水利水電工程施工節(jié)水相關(guān)的研究主要集中在工業(yè)節(jié)水和綠色施工等方面。工業(yè)節(jié)水方面，國外主要通過改進節(jié)水工藝和設(shè)備、加強污水治理和污水回用、減少取水量和排污量等措施實現(xiàn)節(jié)水減污的目的。綠色施工方面，R.B.Fuller提出施工中要通過科學方法和先進技術(shù)，使用最少的資源來改善環(huán)境。Seunghyun Lee以精益生產(chǎn)理論為基礎(chǔ)，形成了施工過程的分析方法，用以減少施工過程的資源浪費。C.K.Vidan-aaraehchi提出要加強施工過程中的廢污水回用以及施工用水管理等措施，實現(xiàn)建設(shè)施工的可持續(xù)發(fā)展。一系列相關(guān)研究為開展水利水電施工節(jié)水工作提供了初步探索和實踐基礎(chǔ)。

1.2施工節(jié)水要求

因水利水電工程施工期用水階段性強、耗水量大、廢污水產(chǎn)生量大，其施工節(jié)水成為我國節(jié)水工作開展和節(jié)水行動方案落實的重要領(lǐng)域。圍繞施工節(jié)水，我國頒布了《綠色施工導則》《建筑工程綠色施工評價標準》等標準規(guī)范，明確將節(jié)水作為衡量綠色施工的約束性指標。針對水利水電工程節(jié)水，水利部發(fā)布了《建設(shè)項目水資源論證導則（試行）》《水利水電建設(shè)項目水資源論證導則》，要求在開展水利水電建設(shè)項目取水許可和水資源論證時，進行取用水合理性和節(jié)水潛力分析，對于施工期，提出了要通過優(yōu)化施工用水工藝、加大廢污水回用率等落實節(jié)水措施。2019年，水利部印發(fā)了《關(guān)于開展規(guī)劃和建設(shè)項目節(jié)水評價工作的指導意見》，強調(diào)對于水利工程項目，要求重點分析水資源配置方案的節(jié)水符合性，評估節(jié)水措施的可行性以及節(jié)水措施的實施效果等。因此，一系列政策規(guī)范標準既對水利水電工程施工節(jié)水的開展提供了指導藍本，也對水利水電工程施工節(jié)水的實施提出了更高要求。

1.3主要問題

開展施工節(jié)水和加強水資源的有效利用是綠色施工的基本要求。我國《綠色施工導則》《建筑工程綠色施工評價標準》明確提出，在滿足質(zhì)量保證等要求的前提下，加強施工過程中水資源的節(jié)約利用。水利水電工程施工具有規(guī)模大、施工時間長、耗水量大、廢水產(chǎn)生量大等特點，需要加強對施工各個環(huán)節(jié)水資源的用途管制和回收利用。然而，從理論研究和節(jié)水現(xiàn)狀來看，我國水利水電施工節(jié)水技術(shù)和管理水平有待進一步提升，存在問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）施工過程中水資源循環(huán)利用效率不高。用水粗放、水資源利用效率不高是水利水電施工用水存在的突出問題。一是砂石加工系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)等產(chǎn)生的廢污水處理與回收利用率不高，水利水電工程產(chǎn)生的廢污水污染物濃度較高，如旭龍水電站施工廢污水中SS濃度一般為500～4000mg/L，砂石料加工廢水SS濃度高達50000mg/L，產(chǎn)生的廢污水需按照污水處理工藝處理后才能達到回收利用的標準，需建設(shè)廢污水處理設(shè)施。而水利水電工程所處地區(qū)一般相對偏遠，加上水資源充足、水價相對便宜，考慮到投入的廢污水處理設(shè)施成本高于新鮮耗水水費，部分企業(yè)可能選擇廢污水直接外排，對環(huán)境產(chǎn)生污染。二是基坑降水、洞室廢水等利用不足。施工現(xiàn)場中基坑降水、洞室廢水等大部分被作為廢水直接外排，沒有得到充分利用。三是對雨水、中水、再生水等非常規(guī)用水的利用效率不高，收集利用設(shè)施不完善。

（2）施工布置和節(jié)水工藝相對落后。水利水電施工用水涉及到多個環(huán)節(jié)，比如砂石加工系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)等，這些工序耗水量大，但現(xiàn)有的水利水電施工節(jié)水工藝尚不完善，采用的施工方法節(jié)水效果不理想，如混凝土養(yǎng)護，目前大多采用大面積澆（灑）水方式，混凝土、砂漿攪拌用水常常因計量不準確而造成用水過量。其次，廢污水處理工藝需要進一步優(yōu)化，比如對于砂石加工系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，目前常采用“石粉回收預(yù)處理+絮凝沉淀+機械脫水”的處理工藝，仍存在廢水處理效果不佳問題?？傮w而言，水利水電工程施工布置和工藝相對落后，廢污水處理工藝有待改進，水資源利用效率總體不高。

（3）用水定額和用水管理落實不強。用水定額管理和取水計量是水利水電施工節(jié)水精細化管理的基礎(chǔ)?！端筷P(guān)于印發(fā)鋼鐵等十八項工業(yè)用水定額的通知》《建筑給水排水設(shè)計標準》等標準規(guī)范中規(guī)定了工業(yè)、建筑用水定額或相關(guān)要求。針對水利水電工程施工用水定額，目前尚無專門的定額指標，主要參考相關(guān)行業(yè)標準，因此，需要完善水利水電工程施工用水標準體系。同時，現(xiàn)有水利水電工程施工用水相對粗放，用水定額與用水管理制度尚未真正得到落實，已有節(jié)水標準強制性約束效力不夠。目前，國內(nèi)各水利水電工程施工人員和移民生活用水定額一般采用120～150L/（人·d），公共建筑用水標準按居民生活用水的10%。

（4）施工現(xiàn)場用水管理不完善。目前，大多數(shù)的水利水電工程施工用水節(jié)水缺乏完善的責任機制，用水管理沒有落實到具體的責任人;施工現(xiàn)場節(jié)水工作有待進一步規(guī)范化、制度化，以形成對施工現(xiàn)場用水管理的強制性約束。用水獎懲機制不完善，缺少對節(jié)約用水的激勵機制。生活區(qū)、辦公區(qū)生活用水的節(jié)水型用水器具普及程度不高，節(jié)水衛(wèi)生器具和配水器具有待進一步推廣。

2水利水電工程施工節(jié)水研究意義

我國已初步建立起以工業(yè)-農(nóng)業(yè)-城鎮(zhèn)為重點領(lǐng)域的節(jié)水行動框架，節(jié)水工作開展保持良好的狀態(tài)，但通過我國水利水電工程施工節(jié)水理論研究與節(jié)水現(xiàn)狀可以看出，仍存在著施工節(jié)水工藝落后、施工廢污水回收利用率不高、施工節(jié)水管理尚不夠精細化等問題。因此，基于節(jié)水優(yōu)先的治水思路，水利水電工程施工期間采取科學的節(jié)水方案，能夠優(yōu)化施工布置和施工工藝、降低工程成本、保護生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化水廠規(guī)模等。

2.1優(yōu)化施工布置和施工工藝

施工布置和施工工藝優(yōu)化既是施工期節(jié)水的實踐目標，也是落實節(jié)水工作的重要舉措。我國《國家節(jié)水行動方案》《綠色施工節(jié)水標準》等標準規(guī)范也明確提出工程施工應(yīng)合理布局，采用先進的節(jié)水工藝。因此，應(yīng)通過合理布設(shè)廢水沉淀池、雨水收集池等節(jié)水設(shè)施，采用先進的砂石干法加工工藝和混凝土養(yǎng)護方法等施工工藝，提高施工技術(shù)管理水平和施工效率，實現(xiàn)國家節(jié)水行動和綠色施工標準的節(jié)水理念和目標要求。

2.2降低工程成本

開展水利水電工程施工節(jié)水工作能夠取得直接的經(jīng)濟效益。通過節(jié)約用水的實施，不僅可以節(jié)約水利水電工程施工用水量，減少供水系統(tǒng)的建設(shè)和運行成本，而且可以減少廢污水的排放量，降低污水收集處理系統(tǒng)的建設(shè)和運行成本。另外，通過非常規(guī)水資源利用以及分質(zhì)供水的實施，也減少了供水系統(tǒng)的建設(shè)和運行成本。

2.3保護生態(tài)環(huán)境

節(jié)約用水，從內(nèi)容上講包括減少水資源使用量、加強水的循環(huán)利用、廢污水的處理利用、非常規(guī)用水的利用等多種內(nèi)涵，涉及水量節(jié)約和水質(zhì)保護等方面。水利水電工程施工期廢污水排放量大，若直接外排將會改變受納水體水質(zhì)。而廢污水的回用作為節(jié)約用水的重要途徑，能夠有效減少廢污水直接排放對環(huán)境的不利影響，改善水環(huán)境?？茖W合理的水利水電工程施工節(jié)水方案，將供水、用水、節(jié)水和污水處理統(tǒng)一規(guī)劃考慮，可以在一定程度上減少污水排放對河道和施工環(huán)境的污染，提升水環(huán)境質(zhì)量和用水水質(zhì)。

2.4優(yōu)化水廠規(guī)模

實施水利水電工程施工節(jié)水，砂石料加工、修配系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)等施工期用水可以回用一部分廢污水量，減少新鮮水耗水量，通過對取用水量的分析與比對，采用施工節(jié)水后，能夠有效減少新鮮水耗水，進一步優(yōu)化水廠供水規(guī)模。

3水利水電工程施工節(jié)水模式探討

3.1制定施工期用水節(jié)水規(guī)劃和制度

在水利水電工程施工現(xiàn)場平面布置圖設(shè)計時，應(yīng)當提前制定施工期現(xiàn)場用水節(jié)水規(guī)劃，綜合考慮用水、排水、廢污水處理等因素，加強對廢污水回收利用、非常規(guī)用水利用的布局，合理布設(shè)廢污水處理設(shè)施、水循環(huán)利用設(shè)施、排水管網(wǎng)、雨水收集設(shè)施等水資源回收利用設(shè)施，編制水利水電工程施工期用水節(jié)水工作實施方案。

建立水利水電工程施工現(xiàn)場用水節(jié)水制度，制定施工生產(chǎn)、生活用水節(jié)水管理辦法，規(guī)定施工期生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)用水節(jié)水規(guī)則以及處罰措施，以規(guī)范施工布置區(qū)施工人員的用水節(jié)水行為。建立施工現(xiàn)場節(jié)水目標責任制，以項目經(jīng)理為施工現(xiàn)場第一節(jié)水目標責任人，明確生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)節(jié)水負責人和監(jiān)督、執(zhí)行人員，負責具體落實各崗位節(jié)水工作管理職責和施工現(xiàn)場節(jié)水日常巡查等任務(wù)。加強水利水電工程施工現(xiàn)場節(jié)水宣傳，重點在現(xiàn)場施工營地的食堂、浴室、員工宿舍、衛(wèi)生間等生活區(qū)設(shè)置節(jié)約用水標識。

3.2實行施工用水定額管理和取用水計量

用水定額是用水節(jié)水管理的微觀控制指標，具有很強的技術(shù)性。水利水電施工具有用水量大、廢污水排放量大等特點，實施用水定額和取水計量可以對水利水電工程施工現(xiàn)場用水節(jié)水工作實行精細化管理，實現(xiàn)用水節(jié)約化。參考或依據(jù)《水利部關(guān)于印發(fā)鋼鐵等十八項工業(yè)用水定額的通知》《建筑施工計算手冊》《城市用水定額管理辦法》《建筑給水排水設(shè)計標準》等相關(guān)標準規(guī)范以及國家相關(guān)施工用水定額，對水利水電工程施工期所需的工程用水、生活用水分別確定用水定額管理指標，依據(jù)用水定額指標，對施工期實行以用水定額和指標為依據(jù)的計劃用水管理，以指導工程現(xiàn)場施工用水;將用水定額納入施工合同簽訂條款，進行計量考核，以此約束合同方履行節(jié)水義務(wù)。建立健全取用水計量制度，依據(jù)我國建筑工程綠色施工相關(guān)要求，對水利水電工程施工現(xiàn)場生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)等安裝單獨計量表，實施分開計量，建立用水節(jié)水統(tǒng)計臺帳。

依據(jù)《建筑工程綠色施工評價標準》等相關(guān)要求，在水利水電工程施工現(xiàn)場辦公區(qū)、生活區(qū)推廣使用節(jié)水器具，根據(jù)用水水量，合理布設(shè)施工現(xiàn)場供水管網(wǎng)，加強對管網(wǎng)和用水器具日常檢修，完善供水管網(wǎng)和器具檢漏制度，減少漏損率，提高水資源利用效率。

3.3采用先進的節(jié)水工藝和施工方式

針對水利水電工程施工期節(jié)水目標實現(xiàn)，可優(yōu)先選擇利于節(jié)水的施工工藝，采用節(jié)水環(huán)保生產(chǎn)工藝替代高耗水生產(chǎn)工藝。對水利水電工程施工的砂石料加工系統(tǒng)，可以采用干式制砂生產(chǎn)工藝或者半干法生產(chǎn)工藝，有效減少濕法工藝產(chǎn)生的大量沖洗廢水，降低廢水處理系統(tǒng)設(shè)置成本。對于混凝土拌和系統(tǒng)用水，一方面可以在混凝土攪拌時摻和一定量的減水劑，選擇適應(yīng)性較好的外加劑和水泥品種，能夠有效減少耗水量的比例約為5%～20%;另一方面，可以合理控制混凝土用水配置比例，防止混凝土因加水過多造成混凝土表面離析，使混凝土保持足夠的富余強度。對于混凝土養(yǎng)護用水，可以通過采用塑料薄膜養(yǎng)護法減少水的用量和流失，也可以采用局部砌磚澆水養(yǎng)護的方式，減少重復養(yǎng)護用水量等。水利水電工程施工中，對于砂石料加工系統(tǒng)、混凝土拌和系統(tǒng)等，采用這種低耗水的生產(chǎn)工藝，能夠有效實現(xiàn)水資源的節(jié)約以及高效利用。

除了優(yōu)化生產(chǎn)工藝外，在水利水電工程施工期，充分利用工程所處的地理環(huán)境條件，采用先進的循環(huán)用水、廢污水再生利用等工藝，一方面加強工程所在地節(jié)水和水循環(huán)利用設(shè)施建設(shè)，統(tǒng)籌好供水、排水、廢污水處理、水循環(huán)利用設(shè)施的建設(shè)和運行，形成工程地用水系統(tǒng)集成優(yōu)化;另一方面，對于混凝土拌和系統(tǒng)、砂石料加工系統(tǒng)等產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和生活污水，采用DH系列高效污水凈化器、混凝沉淀法、中和沉淀法、MBR法等先進的污水處理工藝，對處理后的廢污水進行循環(huán)利用，減少新鮮水取用量和廢污水排放量。

3.4開展施工期廢污水循環(huán)利用

根據(jù)施工組織設(shè)計，水利水電工程施工廢污水主要包括施工過程中產(chǎn)生的砂石料加工系統(tǒng)廢水、混凝土拌和系統(tǒng)和養(yǎng)護廢水、修配系統(tǒng)廢水、混凝土溫控廢水、基坑廢水、生活污水等。其中，砂石加工系統(tǒng)廢水、混凝土拌和系統(tǒng)廢水、機械修配含油廢水等可以處理后回用于本系統(tǒng)，以減少新鮮水取用量;混凝土溫控廢水循環(huán)使用不外排;其他廢污水可處理后用于綠化、道路灑水、施工作業(yè)面灑水降塵、車輛沖洗等。同時，加強雨水收集、循環(huán)利用，結(jié)合工程所在地的地理、氣候、季節(jié)特點，建設(shè)雨水收集處理設(shè)施，可用于綠化、沖廁等。

4結(jié)語

水利水電工程施工節(jié)水是落實新時期節(jié)水治水思路和“國家節(jié)水行動方案”的重要舉措。在梳理國內(nèi)外節(jié)水相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)之上，分析了我國水利水電工程施工用水的現(xiàn)狀及存在的主要問題，針對突出問題提出了水利水電工程施工期的節(jié)水建議，對于優(yōu)化施工布置和施工工藝、降低工程成本、保護生態(tài)環(huán)境和優(yōu)化水廠規(guī)模具有重要指導意義。

隨著國家節(jié)水政策和節(jié)水行動的穩(wěn)步推進，水利水電工程作為節(jié)水工作開展的重要領(lǐng)域，逐漸受到重視和關(guān)注。本研究彌補了水利水電工程施工期節(jié)水領(lǐng)域研究的不足，具有一定的建設(shè)性，對同類型水利水電工程施工節(jié)水工作的開展具有指導意義。水利水電工程工藝復雜、所處的自然地理環(huán)境千差萬別，應(yīng)根據(jù)不同工程的實際情況因地制宜地制定合理的節(jié)水方案。

（編輯：李慧）