可持续的城市水环境建设策略

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1、可持续的城市水环境建设策略

2、第1　1.前言近二十年来，由于经济的持续快速发展，以用水量和污水排放量急剧增加，水资源短缺和水污染严重为特征的水危机，已经成为我国社会和经济发展中最突出的制约因素。我国城市目前所面临的区域范围内持续恶化的水短缺和水污染问题，在今后的五十年中，将随着人口的稳定增加、城市化进程的近一步加快、贫困地区工业化的推进以及全球气候变化的影响，成为我国二十一世纪所面临的最紧迫的环境问题。2.当前解决城市水危机的主要策略在解决城市水短缺过程中，在主体上，我国长期以来实行的是以开源为主的战略，主要体现在大批调水和蓄水工程的建设上，使我国成为目前世界

3、上拥有水库最多的国家。虽然这些工程在缓解区域水资源短缺中曾发挥重要作用，然而这一战略并没有从根本上改变我国长期水短缺的局面，相反由于大规模水利设施所引发的不适宜的区域开发，或区域开发模式中由于各种设施缺乏集成管理和协调的程序与机制，造成了许多重大的社会和生态问题。在我国解决城市水污染的战略上，基本上延续了欧美近百年来的思想实践，即以污水（或污泥）的空间转移和污染物与其传输介质水的分离为核心。由于认识的历史原因以及水污染控制设施的超长期使用，这一思想及其发展表现了强烈的传统和历史沉积特征。近年来，随着人们对环境问题认识的空间尺度扩大和整体性的深化，传统城市排污

4、系统的设计思想面临着越来越多的质疑和挑战。首先，从全球物质循环的角度来看，现有的城市排污系统，无法修复和弥补人类活动对氮、磷等物质在自然循环过程中的强烈扰动。例如，即使采用最可行的技术，现有的排污系统仍将导致20％的氮，5％的磷以及90％的钾最终散失在水环境系统中，以目前全球磷和钾储量计算，10代人后磷和钾将面临被耗竭的危险，另一方面，由于钾的匮乏使得污泥作为农业化肥使用的品质受到较大影响；虽然自然界中氮的是无限制的，但无论是氮的利用还是从水介质中的去除方式都需要较大的能源投入，因此从本质上看，这一循环过程是非经济性的；同时目前通行的污水生物消化和反消化过程

5、由于反应的不完全，极易导致NOX的产生，从而成为影响局域环境和全球气候变化的因素之一。3.可持续的城市水环境建设策略根据上节的讨论，在解决我国水危机中有若干战略值得我们给予考虑，这些战略将对我国城市水环境基础设施的长期形态产生重大影响，进而影响解决我国水危机的方式、方法和效益，现将其简单讨论如下。首先，我们需要明确解决我国水危机的优先战略选择应是节水战略，节水不仅可以有效地减少对水资源的需求，同时也可以相应地降低城市排污负荷，减轻城市对区域水环境的水量和水质上的双重压力。节水战略的选择在这里包含了两个方面的内涵，第一，我国既是水资源紧张的国家，但也是人均用水

6、量和单位产值用水量较大的国家，在工业行业，落后的生产工艺和管理水平，导致了我国的相应产品的用水量往往是发达国家的几倍甚至几十倍；我国的农业用水是水资源的使用主体，但我国的水资源利用系数仅有0.4，是发达国家的一半；即使在生活用水方面，现代的家庭节水器也为我们提供了巨大的节水潜力，有分析表明，使用目前市场上最有效的节水器具，人均生活用水量可以减少到36L／day，在冲水龙头的设计中，目前的技术已可从9.38L／min降至1.875L／min；第二，节水战略的实施可以避免无效的长期工程投资，近50年来的实践表明，人类对各种长期用水需求的预测具有偏高的倾向，而且偏

7、高较多。其次，我们应适度推行水回用战略，世界各国越来越多的实践表明，在规范的技术保证下，再生水是一种安全可靠的替代水源，是解决城市水危机的重要战略选择。家庭单元用水量平衡分析表明，约占居民生活污水50％的家庭“灰水”（即洗涤、洗浴的废水）可以经济有效地实现回用，目前有越来越多的实践将城市集中处理的污水经深度处理后，应用于工业冷却水或城市生态景观用水。通过建立水的单元、小区或区域循环系统，可以同时控制和减少系统内的污染负荷排放，与远距离调水相比，污水回用和节水战略均具有明显的长期技术比较优势和较小的长期投资风险。最后，在新兴城市、中小城市和城镇以及城市边缘小区

8、应积极推广生态排污系统建设战略。这是一种全新的排污系统，其主要思想在于从物资循环的角度，改变传统的污染废物收集———处理流程为分离和资源回用过程，通过分散的、自然生态的和人工设施生态化手段，综合解决和利用城市排放物和暴雨径流，建设生态城市和绿色基础设施。生活污水中营养物资的绝大部分集中在黑水中，特别是小便废水中。因此，实现黑水与灰水、或进一步的小便水（作为制药和化肥原料）分离，可以让粪便回田，而灰水与初期雨水可以通过物理或生态工程（如湿地）共同处理，这样不仅可以较好实现物质循环，而且由于雨污混合减少庞大的管网投资和繁琐的生物处理过程。同时源分离所带来的真空厕

9、所和干式厕所的应用，将使水资源的使用量减少到最小程度