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水资源概况

时间:2022-06-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:第十章 城市水资源循环经济管理实例2010年,城市供水量508亿立方米,约占全国供水量的8.5%,用水人口3.8亿,约占全国人口的28%,城市水资源对于城市经济社会发展和生活、生产至关重要。本章以甘肃省张掖市为例,展示城市水资源循环经济管理的实际应用。

第十章 城市水资源循环经济管理实例

2010年,城市供水量508亿立方米,约占全国供水量的8.5%,用水人口3.8亿,约占全国人口的28%,城市水资源对于城市经济社会发展和生活、生产至关重要。城市用水包括工业用水、2010年,全国人均用水量为450m3,低于美国(1150m3,2007年)、加拿大(1468m3,2002年)、澳大利亚(1149m3,2002年)等发达国家;万美元国内生产总值(当年价格)用水量约为900m3,美国为491m3,日本为186m3,法国为305m3,英国为66m3,远高于世界一些发达国家。我国用水结构是典型的“一、二、三”产业次序,与美国的“二一三”产业用水次序相比,我国的城市水资源循环经济管理工作需要从整体系统架构进行规划、设计和实施。本章以甘肃省张掖市为例,展示城市水资源循环经济管理的实际应用。

第一节 城市水资源现状分析

一、水资源概况

(1)地表水资源

张掖市境内河流均为西北内陆河,分属疏勒河(西部)、黑河(中部)、石羊河(东部)三个内陆河水系,均发源于祁连山北麓,多呈由南向北流向,各河大致平行,有独立的出山口,其径流经山前洪积戈壁,终于农业绿洲区。东部石羊河流域的西大河、东大河、西营河流出山口后,分别至武威、金昌两市境内;西部疏勒河流域的白杨河、石羊河流入玉门市;中部黑河流域西段讨赖河、洪水河、马营河、丰乐河出山后流入酒泉市、嘉峪关市境内;其余河流均在张掖境内(图10-1)。各河流水源主要为祁连山区的大气降水,通过降水、冰雪融水及山区地下水等途径混合补给。河川径流量的年际变化主要受降水的制约,同时还受冰川补给和流域蓄水的影响,年降水时空分布很不均衡,由西北向东南随海拔高程增高而递增。

图10-1 张掖市河流水系图

分布在全市境内五县区(肃南县除外)河流有26条,年径流量24.75亿m3,其中,黑河干流15.8亿m3,梨园河2.37亿m3,其他沿山支流6.58亿m3。年径流量在0.1亿m3以上的河流有13条,年径流量1亿m3以上的河流有6条。黑河是全市最大的河流,年径流量15.8亿m3,全长928km,自源头至莺落峡长313km为黑河上游区,或崇山峻岭,或高山峡谷;从莺落峡出山口至正义峡流程204km为黑河中游区;自正义峡口进入下游,归宿于居延海,流程长411km,经重复利用后,通过张掖盆地出口正义峡,每年可向下游输送水量约9.5亿m3

(2)地下水资源

张掖市地下水埋藏与分布总的规律是:自山前至盆地内部,地下水埋藏深度由深变浅。山前洪积扇带的地下水位埋深变化比较大,扇顶靠近山前地带地下水水位埋深大于200m;细土平原区地下水水位埋深小于50m。

据甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院分析,出山河流在透水性极强的山前洪积扇群带大量渗漏补给地下水,径流量小于0.5亿m3的河流几乎渗失殆尽,较大河流的渗失率达32%~34%。地下水沿地形坡降向细土平原运动,沿沟壑呈泉水大量溢出地表,汇入黑河成为地表水。黑河河床是个地下水排泄通道,在正义峡,地下水全部溢出转化为河水。市内泉水主要形成于细土平原带各个泉沟和黑河河床之中,主要分布于甘州区和临泽县,泉水在“河水-含水层-河水”的水循环系统中多次渗入和溢出。全市地表水和地下水多次转化,并多次重复利用,具有内陆河水资源利用的典型特征。

依据“地下径流流入与泉水、蒸发相平衡”的水均衡模式计算平原区地下水补给量,境内平原区地下水总补给量为16.7亿m3。按补给来源分,沟谷潜流与雨洪入渗占15.9%、河床入渗占33.4%、渠系入渗占34.5%、田间入渗占9.4%、降水凝结水入渗占6.8%。平原区地下水通过泉水溢出、蒸发蒸腾、人工开采,排泄量17.4亿m3。地下水补给量小于排泄量,地下水负均衡,地下水位呈整体缓慢下降趋势。按现状用水格局条件计算,该区地下水允许开采量为7.68 亿m3。其中,甘州区2.227亿、临泽县1.023亿m3、高台县1.31亿m3、山丹县0.62亿m3、民乐县1.83亿m3、肃南明花区0.67亿m3、祁丰区0.001亿m3

综合来看,张掖市可利用地表水资源量24.75亿m3,净地下水资源量1.75 亿m3,全市可利用水资源总量26.50亿m3。人均占有可利用水资源量仅有1250m3(略高于甘肃省平均水平1150m3),亩均511m3(高于甘肃省平均水平367m3),分别为全国平均水平的57%和29%,是典型的资源型缺水地区,尤其是山丹县,人均水资源量只有600m3

二、用水现状分析

(1)利用概况

近年来,全市先后实施了黑河近期治理、病险水库除险加固、农村饮水安全、大中小型灌区续建配套与节水改造、小型农田水利工程、农牧区节水灌溉增效示范、中小河流治理、农村水电及水电农村电气化和小水电代燃料生态保护等八大类水利工程建设项目。目前,全市已建成万亩以上灌区24处,建成中小型水库48座,塘坝34座,总库容2.14亿m3;建成干、支渠814条4323km;建成农村饮水工程297处,年供水能力约3800多万吨;建成中小水电站73座,装机容量79万千瓦;兴建提灌站141处,总装机3598千瓦,配套机电井6228眼;建成条田13.6万公顷,灌溉面积保持25.3万公顷。全市现已形成了以中小型水利设施为骨干、推进高效节水为重点、地表水地下水综合开发利用并举、渠井林田相配套的水利体系运行格局。

2000年~2009年张掖市水资源利用结构变化情况(图10-2),表明全市水资源利用总量基本稳定,农业用水在全市水资源利用中占绝对比例,在80%以上。

图10-2 2000年~2009年张掖市水资源利用结构图(单位:亿m3)

从全市水资源利用来源看(图10-3),表明全市用水主要取自地表水资源约占3/4以上。近5年来,在总水量基本保持稳定的前提下,地表水资源取水量略有减少,地下水资源略有增加。

(2)存在问题

1)水资源供需矛盾相对突出

张掖市降雨稀少,蒸发强烈,用水主要依靠过境水。同时河川径流年内分配不均,一方面造成每年夏灌期间发生严重的“卡脖子”旱,另一方面由于黑河分水方案存在技术弊端,调度指标过高,留给中游的耗水指标只有6.3亿m3,调水曲线不尽合理,省际分水与当地灌溉用水矛盾突出,客观上加剧了水资源供需矛盾和黑河分水的实施难度。

2)水体污染与水源地生态环境保护状况不容乐观

张掖市现状工业废水排放量约1385万吨,达标排放率仅1.53%,且污染物含量较高。此外,全市每年化肥施入量约30万吨,通过各种途径进入干流,出山口干流水质为Ⅰ类,中下游降为Ⅱ~Ⅲ类。尽管目前水污染尚不很严重,但随着区域工业发展和用水量的增加,水污染的潜在威胁不容忽视。

图10-3 2000年~2009年张掖市水资源利用来源比例图

3)黑河中游生态环境出现局部恶化

黑河调水以来,迫于受旱压力,地下水开采量逐年上升,人工绿洲和生态湿地面积萎缩,泉水锐减,防风固沙林带成片枯死,地下水资源开发利用面临十分严峻的形势。在黑河水量统一调度、保护下游额济纳旗生态的同时,中游地区生态已有失衡之势。在41.3万公顷灌木林中,30%已退化为灌丛草原,祁连区东部森林带下限往上退缩了400m,上游山地草场退化面积占可利用草场的50%,植被覆盖率降低了30%~38%。水源涵养功能下降,水土流失严重,生态状况堪忧。

4)水资源缺乏统一管理,用水结构不尽合理,综合利用效率不高

河流上下游之间没有很好地做到统一规划,辖区分割管理,现有水资源不能合理配置,全市尚未从建成统一的水资源规划与管理体系;地表水和地下水不能统盘考虑,地表水利用率高达65.9%,对地下水开采不合理,存在着盲目打井开荒,造成地下水位局部严重下降;城乡之间供水分属不同机构管理,管理过程中行政干预较多,水资源优化配置难度较大。农业一直是张掖用水的绝对主体,这造成农业灌溉用水需求持续增长,农业在国民经济中仍处于低产出、高耗水的地位,工业项目少、用水效益不高、用水结构不合理,单方水的GDP产出率偏低,水资源利用经济效益非常低下。引水口门过多、渠系完好率低、工程配套差、用水方式粗放等多方面。张掖市现状农田灌溉定额为666m3/亩,远高于全国平均水平421m3/亩,工业用水重复利用率仅为45%,也远低于全国72%的平均水平。

第二节 城市水资源循环经济管理指针

一、总体思路

依据国家相关法律法规,基于张掖市先期创建节水型社会的各项措施,以实现张掖市水资源可持续生态利用为目的,以“水资源的统一管理、水资源保护与采购、水资源循环经济利用”为核心,加强对现有地表水和地下水资源的保护和有序开采,挖掘现有已利用的水资源潜力;运用政府调控和市场运作两个手段统一综合管理区内水资源;规划区域自然系统和经济系统的水循环利用体系。通过产业结构和产业布局的调整,加强需水管理和推广新技术新工艺等措施,建设形成包括循环经济主导产业和生活节水在内的节水型社会,不断提高区域水资源和水环境承载力,以水资源优化配置满足经济社会发展的水资源需求,以水资源可持续利用保障经济社会的可持续发展。

二、基本原则

(1)统筹兼顾与统一管理相结合

坚持以水定产业结构与布局,以水定发展方向,统筹考虑水资源的开发、利用和保护,妥善处理全市经济发展与人民生活和生态环境保护之间的关系。统筹协调城市与乡村、工业-农业-生活-生态、山区与平原区、近期与长远等方面的关系,统一管理和调配全市现有水资源。

(2)优先节水与适度开源相结合

积极调整产业结构,大力推广节水新技术,发展节水农业、节水工业和节水现代服务业,提高水资源利用效率和效益。同时,要科学规划、开发建设新的蓄水、引水、提水等骨干水利工程,开展苦咸水净化和再生水综合利用,采购和充分利用虚拟水(也称固定水或嵌入水,即嵌入或固定到产品中的水,包括外购的农产品和食物中的水,以“虚拟”的形式包含在产品中的看不见的水,与实体水资源相区别)资源。

(3)节水、治污与资源化相结合

坚持节水、治污与水的资源化并重,推广水资源循环经济利用模式,转变现有水资源利用方式,科学定量设计取、用水量,充分重视区域“二元水循环”,重视对可再生的水资源和微污染水源(如雨水等)的挖潜利用,特别是挖掘张掖市水资源的社会循环功效潜力,鼓励用水大户积极采用水系统集成优化利用模式,提高全市水资源的单位产出率和产出效益。

(4)制度建设与工程建设相结合

树立新的治水理念,坚持以改革促发展,制度建设与工程建设两手抓,深化管理体制和运营机制的改革,理顺体制、完善法制、依法治水、强化管理。加快节水和水资源循环利用基础设施改造更新步伐,对现有设施进行全面系统的续建配套与改造升级,提高工程建设水平。

(5)政府调控与市场运作相结合

正确处理宏观调控与市场调节的关系,充分发挥政府在水资源配置中的宏观调控作用,建立健全保障节水型社会建设的法规、政策以及水权市场交易规则,合理确定水资源的宏观控制指标和微观定额指标以及调控水价,避免在水资源统一调配管理中出现“政府失效”。在明确初始水权的基础上,通过对水价的市场调节,引导水资源向节水、高效领域配置,规避水权交易出现市场无法高效率地分配商品和劳务的情况或市场力量无法满足公共利益的状况。

三、主要目标

根据张掖市未来循环经济发展规划,协调供需水之间矛盾,确定全市循环经济型用水目标。保障黑河水量调度目标的实现。逐步实现水量调度由初期的特殊管理向今后的常态管理的过渡和转变,保障流域综合治理规划目标的实现。在试点基础上,强化政府组织主导作用,健全多部门协作机制,深化体制改革与制度创新,健全市场经济调节,促进水环境的不断改善,提高水环境的承载能力。

对张掖市未来循环经济发展中的农业灌溉、工业生产、居民生活、生态环境等方面的科学、合理协调组织,根据全市水文循环条件,对用水水质要求的分类,按照“环境水体→城乡居民生活、特种生产和农业种养殖→般工业生产→般农业灌溉→生态景观用水→环境水体”的顺序循序利用,构建具有张掖特色的循环经济型用水模式。

抓住黑河流域综合治理和建设节水型社会的有利时机,坚持市场配置,定额管理,节流优先,治污为本,高效用水,以提高水的利用效率为核心,以高用水行业为重点,以企业为主体,加大结构调整和技术改造力度,强化农业节水和工业节水管理,创建节水型种植、生产、加工产业链。以提高水资源利用效率和效益为根本出发点,强化生活和生产过程中水资源的节约和保护意识,将城市生活用水和推广先进的节水材料相结合,建立总量控制与定额管理运行机制,加大城镇居民用水卫生器、公益事业、商业、饮食服务业等用水定额控制及再生水利用,强化城镇生活节水管理,实现全社会在生活生产和消费用水上的高效合理,支撑全市循环经济规划的顺利实施,进而确保区域经济可持续发展。

水资源可持续生态利用的具体目标主要有:

万元GDP水耗规划近期为513m3/万元,中远期为235m3/万元;万元工业增加值取水量规划近期为150m3/万元,中远期为110m3/万元;灌溉水有效利用系数规划近期为0.60,中远期为0.75;供水管网漏失率规划近期降至10%,中远期降至5%以内;节水器具普及率规划近期达到80%,中远期达到95%以上;工业用水重复利用率规划近期为90.3%,中远期为95.7%;城市污水集中处理率规划近期达到100%,城市污水回用率达到95%。

第三节 城市水资源循环经济管理主要内容

张掖市先期已经开展了节水型社会创建的相关活动,这里认为仅仅是节水层面的对水资源的利用还不够,应将水资源的利用视为一个复杂系统,对其进行统一综合管理,不仅仅是节水,还应包括如水资源统一管理、水资源保护与开发利用、充分高效利用水的二元循环,特别是水的社会循环等,在全市循环经济发展规划的实践中,应按照“3R”原则实现水资源的可持续生态利用,将水资源作为区域可持续发展的重要支撑之一统筹规划。

一、水资源的统一管理

依据《水资源统一管理》(全球水伙伴技术文员会技术文件【第4号】)中对水资源统一管理的定义,并基于水资源的资源特性、流域特性、功能特性、服务特性,确定了水资源统一管理的目的在于为水资源综合开发、优化配置、高效利用和有效保护的科学组合和最佳的经济、社会和生态效益,统筹安排好生活、生产、生态三者的用水,保障人口、资源、环境和经济的协调发展,更好地服务于国民经济各类产业和各个领域,为国民经济和社会发展的各项目标和任务提供支撑和保障。同时,根据水资源的二元属性,水资源统一管理可分为水资源自然系统管理和水资源社会系统管理。

(1)水资源的自然系统管理

1)地表水与地下水的统一管理

在张掖市农田灌溉中,采用井渠结合的联合形式,对地表水的引用,含水层抽水和回灌进行合理调度,达到灌溉水源的优化利用,在部分地区建设引水、调水工程,与原有的井灌区联成一个系统,而在一些自流灌区,由于地表水资源不足,可在灌区进行机井建设。通过地表水与地下水的统一调度管理可起到:①调蓄地表径流;②调控地下水位;③改善地下水质的作用。

2)土地与水资源的统一管理

充分利用区域内“自然-人工”二元水循环的特点,在水资源总体规划和管理中应考虑土地利用和植被(包括作物的选择)可以影响水的自然分布和水质状况。对可用水资源进行总体分配时应当考虑生态系统的水质和水量要求。促进集水区和河流流域管理是从自然系统的角度将集水区和流域作为进行水资源综合管理的逻辑规划单元的一种确认。

将水资源与绿洲、湿地、沙化土壤、水土保持等综合考虑,从本地区循环经济发展的实际出发,以水为中心制定发展指标和土地开发规模,特别要提高水土资源的匹配效率。防止水资源的过度开发造成不可逆转的生态环境退化和在水资源充足情况下土地过度开发造成的沙漠化;要保持多沙河流的河道沙动力特征基本平衡,减少泥沙来源和土壤侵蚀的速度与强度。坚持生物措施与工程措施相结合,落实退耕还林和植树种草的措施;大型灌区,特别是自流引水灌区,无论在灌区规划、设计和运行管理中,都必须坚持灌排结合,防止盐份在灌区的不断积累,坚持地表水和地下水的联合利用,通过对灌区的水盐联调,制止和缩小灌区的土壤水渍和次生盐碱化。

3)水量与水质的统一管理

水资源管理要求开发满足一定水质要求的足量的水。因此,水质管理是水资源综合管理的基本组成部分,水质恶化降低了下游用户的可用资源量。建立具有将水量和水质综合起来的能力的体制可以影响人类系统在生产、减少和处理废物方面的方式。充分发挥分布在黑河等河流上的水库的联合调蓄功能,实现河道内上下游水量与水质的协调、平稳,不仅可满足沿线用水单位对水量的需求,同时可以充分发挥水体的自净能力,改善河道水质和满足防洪要求。尽快制定科学合理、公正公平的中游地区黑河水量分配方案,制定具体的实施办法和保障措施,真正做到中游地区黑河水资源的均衡受益,来保障中游地区经济社会的同步发展,共同建设小康社会;同时为了解决黑河流域资源型缺水问题,改善生态环境,保持张掖市经济和社会持续稳定发展,争取跨流域调水。

4)河流上游与下游的统一管理

张掖市的自然环境直接影响流域水资源的用水总量控制,为使黑河干流县(区)间的水量分配合理,上、下游水资源实现统一管理,需建立总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制,具体措施是在年取水量大于2000万m3的引水口增设水文站,为确定地下水开采对黑河径流的影响,在现有地下水文观测站网基础上对相应井灌区新增布设50眼地下水文观测井,同时还应建立系统的用水取水计量设施体系。另外,根据河流季节性变化,充分挖掘现有的水资源潜力,将原有上中游和靠近河流的利用地表水灌溉的渠灌区改造为渠井结合灌区,节省下来的地表水在全流域统一调配,从黑河流域综合治理和生态环境继续改善的长远考虑,要从根本上解决黑河的问题,有赖于国家继续对黑河流域综合治理进行投入,全面启动实施《黑河流域水资源开发利用和保护规划》,即“二期规划”,加快干流骨干工程和中游河道整治、口门合并等工程建设。加快黄藏寺、正义峡等干流骨干工程建设,提高水量调度调控能力。同时,要加快黑河干流河道整治和引水口门合并改造,定期开展黑河上游水文预报、中下游地下水位监测,提高黑河水量调度科技水平。此外,根据水资源承载力,按照“以供定需、以水定产”对沿河两岸用水指标进行控制和考核。

(2)水资源的社会系统管理

1)政府调控与市场运作相协调

一是政府应建立高效的水资源市场运作机制,加强政府对水资源规划、水价、水权、水量、水质的统一管理。一方面要充分认识张掖市供水建设模式和水资源管理体制的独特性,抓好行业管理和科学规划的前提下,对各种引水工程和水利设施,由政府部门成立专门机构进行相对集中的统一管理,以利于政府有效地行使社会经济管理职能,增强抵抗御水旱灾害风险的能力。如针对黑河干流缺乏骨干调蓄工程,水资源管理和统一调度困难。以往黑河分水多采用“全线闭口、集中下泄”的传统办法。因此,政府应修建必要的水库调蓄工程将有利于流域水资源的统一调度和管理,保障区域水资源配置方案和国务院分水方案目标的实现。如兴建黑河干流调蓄工程,包括正义峡水库、大孤山水库等控制性骨干工程,在梨园河上兴建梨园堡水库工程,既替代部分现有的平原水库,又使“草、梨、西”工程配套运行,为保证正义峡下泄水量创造条件。另一方面,对污(废)水的再生利用完全可以向国内外投资者或民营企业开放。在管理手段上,对自来水供应,污水处理等产业可实行“特许经营”制度,通过特许授权和合同契约方式,规范政府同企业之间的关系,明确双方的法律地位,以及双方的权利与义务。鼓励社会资金、境外资本以独资、合资等形式从事公用事业特许经营。

二是对水资源实行科学合理的配置,要抓住宏观调控,放开微观管理水资源具有公益性、生态性和不可替代的特征,不仅要满足人民生活、生产、社会稳定和维系生态系统平衡的需要,还要协调各用水单位的利益,发挥综合效益。根据张掖市水资源的特点,应当建立一种以政府宏观调控,民主协商为主,市场调节为辅的水资源配置机制,充分发挥政府调控和市场配置的双重作用,保障水资源配置的科学合理性。一方面,政府要通过对水权交易市场的干预,保证水资源的合理分配和利用,特别对初始水权的分配,政府宏观调控及民主协商意义极为重大。政府通过组织社会各方的广泛参与,增加了水权及水量分配的透明度,保证了水权分配的“代内公平”;另一方面,对水市场中的一些微观管理行为,如水权的交易、水资源量的转让等,政府完全可以交给市场,让市场机制起作用。

三是对水资源的开发利用,要抓住关键的管理职能,放开具体的建设行为搞好本地水资源的开发利用,政府要重点抓好规划及政策法规的制定,协调好水资源开发、利用过程中的各类矛盾,协调各种利益冲突,提高水资源的利用效率,而对各类具体的建设行为,则严格实行业主负责制。要改变过去政府部门设立“建设指挥部”的做法,政府不要包揽工程建设过程中的具体事务,这一方面削弱了政府的管理职能,另一方面也会给今后的工程管理带来诸多的不利。

四是强化节约用水,搞好水资源的优化配置,需要培育出比较完善的水资源循环市场体系,发挥市场机制的作用,以协调好水资源开发利用中的生态、经济和社会效益。政府应制定有利于发展循环经济的政策,运用各种政策加大对循环经济性企业及工业园区的支持力度,促进企业发展清洁生产,引导企业和社会共同推动循环经济的发展。企业需要把水资源循环利用纳入经营战略中,自觉地在生产经营各环节采取相应的技术和管理措施,实施清洁生产和水资源的循环利用。公众需要改变传统的消费观念和生活方式,把循环经济的内涵自觉地纳入到日常生活中,使全社会各行各业、各个社区、千家万户之间形成能量和物流的多层次交换网络,走上社会整体良性循环的轨道。

五是把市场机制引入到水资源管理之中,形成与市场经济相适应的水资源管理运行机制。主要是引导和培育水权交易市场,建立水权交易规则,培育水价形成机制以及与市场相关要素相协调的管理运行机制等。张掖市率先在农业用水中推行“水票制度”,即在用水指标下达的前提下,实行先购票、后供水,水过帐清,公开透明,有效维护了灌水秩序。此外,张掖市还制定了交易规则,出台了与水权交易相关的管理办法,成立管理机构,明确职责,较好的规范了交易行为;并利用价格杠杆,有效的控制水价,建立了水价机制。随着市场机制的引入,真正做到节约用水。

2)跨部门跨行业的统一管理

水资源综合管理的一个关键要素是在决策过程中综合考虑各部门的意见和利益,并对不同用水行业和部门的关系问题给予适当关注。通过与各级政府直属的所有相关部门以及位于流域不同地区的其他行业用水单位进行协商,达成一致意见。只有这样才能规划整个流域的水分配,避免把水资源不适当地分配给某一部门,而可产生较高价值的用水户却得不到水服务。如果将提出的所有要求(数量和质量)公开,一切对所有利益共享者来说是透明的,那么,确定哪些有利于实现可持续水资源管理就是可行的。

为了确保与水有关的各部门以及整个流域内水管理工作的协调,需要建立正式的合作及信息交换的机制和方法。这种协调机制应位于最高政策级别,政策的实施是那些直属机构、私营机构以及社区组织的事情,它们最能充分利用独立决策和规模经济的优势。为保证综合的效率,需要在有关机构之间建立适当的财务联系,为跨部门的行动提高激励作用(图10-4)。

图10-4 水资源跨部门跨行业统一综合管理示意图

3)实体水与虚拟水的统一管理

充分利用张掖市的现有实体水资源如地表河流、湖库、湿地等以及地下水资源,按照水资源规划根据用水定额和配额,采取必要的节水措施提高用水效率和效益。同时,根据张掖市目前主要是农产品出口大于农产品进口的现状,做适当调整,对生产、出口含虚拟水量较大的产品产业进行控制或精深加工,提高单位水的产出效益和水资源的重复利用率;扩大虚拟水产品的进口规模,缓解地区水资源压力。对消耗虚拟水较多的加工产业应进行水资源评估,权衡未来地区水资源对该类产业(如煤化工产业等)或企业的支撑供给能力。

4)取水与用水的统一管理

取水管理。取水管理是统筹安排、全面规划天然河道、湖泊、水库与地下水层的取水,尽量满足各类用户的需求;兼顾上下游、左右岸的利益,合理公平地分配水资源。政府通过实行取水许可制度和收取水资源费来直接进行取水管理。取水许可制度是行政计划管理手段,收取水资源费是经济管理手段。由于水的随机性,在干旱年份或在缺水年份,取水冲突现象非常突出。对于上下游的取水冲突,上游取水者不仅要着力于自己的发展,还要兼顾下游的利益,管理者有责任帮助下游发展经济和合理开发利用水资源,下游在享受上游水资源的益处时,有义务分摊一部分水资源保护和开发的合理费用,同时要注重节约用水。对于跨越几个行政管理区的河流取水冲突,一般有三种机制:一是各个区按照固定的取水量从河流中取水,二是各个区按照一定的比例从河流中取水,三是采用拍卖的形式拍卖取水量。实际上取水冲突涉及优先使用权问题,我国的优先取水权是根据水对人民生活、社会发展及国民经济的重要程度确定的。在满足了人民生活用水的目标以后,依次按照不同级别的优先权按比例提取。在实际拟订水资源收费标准时,既要做到有利于水资源的管理,又要兼顾到经济运行和人民群众的实际承受能力;同时考虑不同地区、不同部门经济发展水平、社会环境效益与用水的具体情况,统筹兼顾,区别对待。

用水管理。用水管理是以供定需。水资源是有限的,且增加供水量的难度在不断加大,因为开源需要的投入不断增多且增加的供水量有限。而需水量在不断增加,因此,只有依靠控制需水量的增长来改善供求关系。这就要求水行政主管部门强化需水管理,深入研究来水、供水、用水过程,实现三者之间的优化组合。水资源的供水水源包括空中水、地表水、地下水、污水资源化,有条件的地区还包括区域间调水和资源化。水资源的需求主要指农业、工业、生活用水和环境(保持水环境自净能力的需要)、生态(保持生态平衡)用水。需水预测需要考虑水资源丰枯波动、人口增长、工业结构状况、农业灌溉面积、灌溉定额、技术进步,经济发展速度、方向、政策等因素。由水行政主管部门负责制定省、自治区之间的水量分配方案,并要求用水单位申报和审批年度用水计划。同时水量分配必须要处理好公平性与有效性的关系,应在保障公平性的前提下,追求有效性。为了保证水资源的可持续利用,人类的用水不可能无限制地增长,其需水总量是两种趋势综合利用的结果:一是用水规模扩大导致的需水总量增加趋势,二是单位面积或单位产品耗水降低产生的需水总量减少的趋势。两种趋势的均衡状态是需水量零增长(用水不再增长,但水资源的使用效益可不断提高,以满足社会、经济与生态环境协调发展的需要)状态。但是出现零增长的时间和用水规模取决于各国的社会经济状态与自然资源条件而异。针对我国的供需情况,必须采取各种控制需水量增加的措施,如:科学编制农、林、牧、渔和农村生活用水定额;主要工业行业的单位产品用水量和万元产值用水量;城市生活用水定额等。以此为基础,管理中对超计划用水提高水价,从而推行计划用水和节约用水。使总用水量低于各地区不同时间相应的经济与科技条件下提供的最大可供水量,从而实现总需水量的缓慢增长甚至负增长。

5)工程节水与社会节水统一管理

节水管理的主要任务是在不同水平年与需水和开源相配合,协调生产、生活和生态用水,共同建立安全可靠的水资源供给与节水型经济社会发展保障体系,达到区域水资源供需的基本平衡。节水管理措施分为社会经济类与工程技术类。社会经济类管理包括政策、法制管理;建立节水型用水标准化体系;建立国家、地方、用水户多元化,多渠道投资体系;实行地区差价的水价和水资源征收政策等。工程技术类包括改进地表水和地下水的监测与调度管理;设计和执行高效节水灌溉制度;按节水灌溉要求设计、实施新建和配套改造的灌溉项目;加快城市供水管网技术改造,降低管网漏失率,推广安装使用节水器具;建立节水技术跟踪、分类、评价信息系统。对绿色水应采取工程节水与生物节水相结合的节水措施、提高用水效率和效益。如培育抗旱节水和水分高效利用的动植物和微生物品种,利用各种抗旱节水栽培和管理措施,提高生物链过程由微生物→植物→动物的不同能量级生物的水分利用效率,产生出更多和质量优良的食物和价值;将水分高效利用从旱地农业向较湿润地区和盐碱滩涂湿地以及河湖等水资源利用方向全面开拓,将提高粮食水分利用效率向提高经济水分利用效率的层次发展,发展高效农林复合型绿洲农业,特别是农产品出口等。

6)新鲜水与受污染水的统一管理

针对全市农业灌溉、工业企业生产、城乡居民生活、生态环境等不同用途的水资源利用,因根据对水量和水质的要求做到循环利用,尽可能减少对新鲜水资源的消耗,推广采取高效节水型农灌设施。同时要加强对城区雨洪水等微污染水的收集、净化和利用;对生产企业的生产废水进行处理再生后回用到符合相应水质要求的部门,对城镇居民生活污水进行集中收集、处理后回用到市政冲洗、景观绿化等人体非全身性接触的用水单位和农业灌溉用水。开展水污染防治、控制污染总量和划分水功能区。水资源管理机构应按照有关规定和城市总体规划的有关要求,组织编制水污染防治规划,特别是畜禽和水产养殖污染的综合治理。积极推行清洁生产,加快工业污染防治从以末端治理为主向生产全过程控制的转变。使工业企业由主要污染物达标排放转向全面达标排放。保护好生活饮用水水源地,完善江河湖库水体和地下水水质监测网,对城市和企业污水处理设施运行进行监督。加强排污口监督管理,分河段和水域分别定出安全纳污量,实行排污总量控制,同时监测排污量。规定超标准排污单位必须缴纳收取排污费,并负责治理,以保证环境用水具备自净能力。科学划分水功能区,满足不同功能对水质的不同要求,从而减少污水的处理量,并相应降低处理级别的要求。

7)实施水资源分类分级优化配置管理

在今后的水资源管理中,要进一步加强对深层地下水的开采以及承压水超采的限制,一方面在取水(水权)许可中严加限制,另一方面可通过提高水资源费等手段提高取水成本。其次,在流域水管理中还有必要建立鼓励水资源优质优用,污水监管的管理模式。如,一般生活污水经过处理后达到农业用水标准的,可以再利用;农业退水经过必要的处理后,还可以进一步用作湿地、河口冲淤等生态环境用水。而水资源优质优用的目的,则是通过对不同水质水资源的合理利用,增加可利用水量。其关键在于,污染的控制方式。一方面,需要通过清洁生产降低污染物总量,严格控制生态环境污染,提高水资源质量;另一方面,需要合理利用导污、治污、天然降解等治污手段,最大限度地合理提供生态环境用水。

二、水资源的保护与采购

(1)水资源的保护

1)水体污染防治

尽管张掖市的造纸、化工、食品工业和城市生活污水,虽然排污量不大,但污染物含量高,达标排放率低。张掖市应抓紧制定流域水资源保护规划,严格污水排放标准,实行入河排污许可制度和污染物入河总量控制制度。严格限制高耗水、重污染企业发展,对“十五小”重污染企业和污水不能达标的企业实行关停,逐步实行清洁生产,禁止超标废水直接进入水体,固体废物污染环境。

甘州、高台、临泽等县区的农村地区应严格控制化肥和农药的使用。控制和治理农业面源污染,科学使用和减少化肥、农药的用量,对保护水源水质至关重要。而要控制化肥、农药的用量,必须推广科学施肥技术和合理使用农药技术,大力推广高效、低毒、低残留农业投入品,如推广使用复合肥、BB肥、硅肥和生物有机肥,降低化肥用量,提高有机肥使用量,限制使用碳酸氢铵氮。推广科学施肥技术和合理使用农药技术,实施测土配方施肥技术、减少化肥、农药、农膜用量,提高有机肥使用量,限制使用碳酸氢铵。规划近期末,单位化肥施用纯量强度由21kg/亩降至13kg/亩;单位农药施用纯量强度由0.2kg/亩降至0.12kg/亩,根据各畜禽养殖场不同的生产规模和基础设施条件,分别采取资源化、无害化和减量化的治理办法,推广畜禽养殖沼气示范工程和农业循环经济发展模式,防治畜禽粪便和污水对附近环境的污染。

此外,加快建设临泽、高台、山丹、民乐、肃南县的县城生活污水处理设施并投入运行,确保城区生活污水集中收集处理。运用3S空间技术对全市现有的河流、湖库和地下水的水文特征、水环境质量、水生生物等进行动态监测管理,制定应急响应预案。对城市重要的工业、生活、城镇集中水源地取水口、重点排污口安装远程监控设施,进行数据传输的控制,建立地下水资源动态自动监测系统,发布监测区的水情预报和预测。

张掖三闸、碱滩,临泽小屯、平川,高台宣化、南华等地,浅层地下水氟含量1mg/L~3mg/L,为高氟水分布区。在高氟含水层之下,往往有优质地下水分布。开采深部地下水,完全可以取得符合国家卫生标准的饮用水,为确保本区地下水的水质,采取的措施是有效地隔离上、下水层。

2)水源涵养区保护

一是对水源涵养林的保护。加大祁连山森林生态系统的保护、恢复与重建,使物种、植被、生物多样性得以保护,森林资源得以恢复,林地面积不断扩大,从根本上增强“水源涵养”这个最主要的生态服务功能。有效扩大祁连山森林面积,提高涵养水源生产力。采取封山育林等手段,不断扩大森林面积,培育森林资源,同时对不同龄级的天然林和天然次生林通过更新造林、病虫害防治和森林经营管理等技术的综合应用,促进林木生长,改善林分质量,提高森林的生产力,切实保护和管理好灌木林,把灌木林作为营林工作的重点,按计划恢复和发展灌木林。加强对祁连山湿地的保护,对林区湿地严禁开垦、填埋、采矿、污染水源,特别是要逐步恢复水域湿地植被。同时,加大湿地保护的宣传力度,强化公众的湿地保护意识和资源忧患意识。加强祁连山水源林经营管理水平,推广遥感技术、地理信息系统和全球定位系统技术(3S技术),开展全方位的祁连山森林资源生长状态、消长动态、森林火险监测及有害生物监测。

此外,张掖市北部山前区域荒漠植被保护对防止绿洲沙化,保障农田安全具有重要意义。在继续作好防风固沙林建设的同时,禁止在划定的植被保护区内搞开发建设,强化对荒漠植被保护,使其发挥防护绿洲的重要生态功能。

二是对城市湿地的保护。对张掖市天然湿地实施抢救性保护和恢复工程,坚决遏制乱垦乱牧等现象。加强对湿地及其周边区域的生态植被、生物多样性、土壤、气象、水文和地下水的监测。强化社会公众教育和科普宣传,构建社会参与社区管理的模式。开展湿地科学研究与实验,发展湿地经济缓解湿地保护与农田用水的矛盾、争取国家生态补偿资金和项目,积极申报国际重要湿地保护项目,使全市湿地成为张掖水资源涵养和保护的重要屏障。

三是增强水资源对绿洲城镇发展的支撑保障功能。张掖市绿洲城镇,对水资源具有强烈的依赖性(图10-5),水资源的数量和质量决定绿洲城镇生态环境的优劣,水资源的不合理利用可导致绿洲城镇的迁徙或衰落。因此,在坚持节水性、生态性、开放性、比较优势性和结构优化等原则下,张掖绿洲城镇应发展节水防污型模式、商贸枢纽型模式、特色农业型模式和生态型模式,使绿洲城镇发展与水资源利用之间达到和谐状态,而不再是一种拮抗状态。

图10-5 张掖绿洲城镇分布图

(2)水资源的采购

1)加强实体水资源开采管理

为支撑全市循环经济的发展,一方面兴建黑河干流骨干调蓄水库,增强水量调控能力;另一方面应实施“引大济黑”工程,从大通河上游引水至黑河东岔八宝河,从根本上解决黑河流域资源型缺水问题。在进行生态需水量调查和实行节水技术的同时,应该加强境内黑河流域水文循环和水量平衡方面的研究。根据地下水保护重点及开采现状,划定地下水禁采区、限采区。在禁采区禁止开采地下水,对现有的开采井要逐年进行关闭;在限采区内严格控制地下水开采规模。对开发建设项目严格实行水资源论证制度和环境评价制度,禁止新上高耗水、高污染的建设项目;对新打机井严格按照规定和要求进行审批;对地下水超采区,要按照行业用水定额,对取水单位逐步削减取水量,逐步恢复地下水资源采补平衡。加强水资源开采管理:①在纯井灌区,按照“报废一眼,新批一眼”、“先报废,后审批”、“先论证,后审批”的原则,进行论证、审批。②在井河混灌区,实行以河水灌溉为主,机井补充为辅的原则。③对河灌区,除政府和水务局同意发展高新节水农业、设施农业项目、集中畜牧养殖区项目外,其他一律不予审批新打机井。④严禁开荒,对新开荒地和没有水权的三荒地,一律不予新打机井配水。⑤在城市规划区集中供水管网覆盖地区,不予审批新打机井。⑥建筑施工、基础降水、城市园林绿化等需要临时用水的,须向水行政主管部门申请,取得临时用水指标。⑦建设水源热泵系统必须进行水资源论证和水环境评价,并加强水质监测,确保回灌水量,防止水环境污染。⑧对年取水量大于50万m3的大中型建设项目取水的,必须进行建设项目水资源论证。⑨新打机井必须安装取水计量设施,对报废旧井注销取水许可证,并进行填埋处理。⑩对各类机井进行建档立卡工作,实现“五个一”的管理目标,即“一井、一证、一表、一号、一卡”。

为了保障城镇及工业供水,对规划的五处水源地,加强监管,不得超限开采。黑河滩水源地:位于张掖城西6km,规划开采量10万m3/d~20万m3/d;张掖城东水源地:位于城东1km,规划开采量5万m3/d~10万m3/d;临泽县城水源地:位于县城以南3km,规划开采量1万m3/d~5万m3/d;高台县城水源地:位于南华,规划开采量1万m3/d~5万m3/d:民乐县城水源地:位于城南9km的总寨,规划开采量1万m3/d左右;山丹县城水源地:位于城南3km处,规划开采量1万m3/d左右。

2)调整虚拟水资源贸易战略

从经济贸易中隐含虚拟水量来看,张掖市为虚拟水净输出地区。作为甘肃省重要的商品粮生产基地,张掖市输出的主要是种植业、畜牧业等直接和完全耗水强度大的产品,相当部分水资源随商品以虚拟水的形式进入全国市场,而输入的则主要是制造业、电力、服务业和建筑业等虚拟水含量相对较少的产品,因此才造成了商品贸易顺差,虚拟水贸易逆差的局面。

鉴于此种局面,应调整经济结构,在本地发展需水量少和对生态环境有利的产业,虚拟水量较小的产品外销,同时,从富水地区外购虚拟水较多的产品和生活消费品,以避免或减缓地区出现水赤字,减缓对水资源的需求。还可利用当地粮食库存较多的有利条件,对退耕还林(草)地区的农民给予了一定的钱粮补贴以及采取跨流域调水工程引入实体水资源等。这些都是对干旱区的张掖而言,较为适宜的虚拟水调整战略。

三、水资源的循环经济利用

“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径,在可用水资源比较匮乏的河西地区,其核心在于水的循环利用,即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施,增加水资源的间接供应,尽量减少水的使用量,这样不仅可以减少无效需求,减轻供水压力,还可以相应减少污水排放和污水处理的负担,减少对环境的污染。在全市各产业园区内规划设计污水处理与再生和雨水收集利用系统;在城区逐步推广建设雨水收集与市政中水回用体系。鼓励市政景观、绿化、冲洗等对水质要求不高的用水单位优先使用能满足用水需要、水价较低的中水;在农村试点推广一批农业水资源高效利用示范基地。通过一批废水资源化项目的落实,使汉中逐步构建成为水资源高效利用型生态城市。

为此,循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施,特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。水资源循环经济利用不仅要考虑水源与水阱(水的汇集入口)在水量上是否平衡,在水质上是否满足,还应考虑两者在地域空间上和实现的经济成本、技术可达性等方面是否可行。针对张掖市水资源循环经济利用(主要是社会循环)的特点,考虑到地域空间上和水资源循环经济利用的可能性,基于循环经济“3R”原则,从农灌与水保、工业生产、城乡社会生活、雨洪水和微咸水的资源化四个方面并结合张掖市节水型社会的深入创建进行规划。根据实际调研分析,在农灌、水保和工业生产等领域侧重于节水和水的循环高效利用,污(废)水、雨洪水、微咸水经资源化后,可作为张掖市的第二水源大力开发和充分利用。

(1)农灌与水保的循环经济用水

1)协调区域农业种植与生态保护关系

将张掖市的区域发展与流域综合治理规划紧密结合起来,对当地经济社会宏观布局进行战略性调整。一方面大力压缩山区普通粮食作物、川区带田种植和高耗水作物,禁止发展高耗水低效益作物和产业;另一方面调整粮经种植比例,重点发展酿酒葡萄、啤酒花、中药材、优质牧草等高效经济作物,提高农产品的质量与效益。同时必须严格控制人口增长,加大政策扶持力度,发展特色经济。在城市和工业建设中,贯彻节水优先、治污为本、多渠道开源战略,充分考虑干旱区的特点,禁建耗水量大和污染严重的项目。各级地方政府要切实落实好退耕还林还草的各项政策措施,发展特色和高效农牧业,解决好农民的增收问题。进一步推广灌溉试验成果,各县(区)要结合各自实际,引导农户在合理调整种植结构的同时,重点围绕发展制种、番茄、草畜等产业链,充分发挥灌溉试验的引领示范作用,积极推广灌溉试验成果。

在生态系统恶劣的黑河流域进行生态系统的修复和保护应因地制宜大力开展灌区节水改造,提高水利用效率,不再扩大农田灌溉面积,积极调整作物种植结构,提高灌溉效率和农业节水率。根据不同农业生产发展现状和水资源供给条件,选择适宜的农业种植模式,祁连山地区应发展林草、耕作、工程三大措施相统一的综合水土保持体系和生态农业开发体系。绿洲地区应发展高效节水灌溉农业,最大限度地提高水资源利用效率。高台、民乐灌溉条件较差,应建立“草、畜、粮”相结合的农业体系,实现水土资源的综合利用。同时对用水少、效益高的草畜、果蔬、制种、轻工原料四大主导产业予以大力支持,建设以“生态农业”为理念的新经济模式。

2)推广现代农业水循环经济利用技术

在农业园区内水的循环经济利用主要包括农业节水、园区内水资源的循环综合利用农业园区的在划定的一定范围内的县(区)、灌区、乡村,建成一定面积的高标准高效节水工程,如滴灌、喷灌、微喷、波涌灌、管道灌溉等,作为节水现代农业示范区,并带动、辐射和推动全市高效节水工程的发展。张掖市的将现有的农业节水灌溉模式,保墒节水模式和管理节水模式结合推进张掖市的高效节水现代农业的建设和发展。利用已有的节水科研成果,以工程节水技术、农艺节水技术、生物节水技术为平台,根据河源来水和干旱发生特点及农作物的需水耗水规律,采取综合技术措施,提高农田用水的效率和效益。推广应用以农田整治、输水节水和田间节水为重点的节水灌溉技术。推广应用小畦灌溉、滴灌、喷灌等常规、高效节水技术,减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失。推广全膜覆盖、半膜覆盖为重点的覆盖保墒培肥技术,改善土壤微生态水热环境,减少农田土壤水分蒸发损失。推广抗旱的优良农作物新品种以及配套的栽培技术,提高作物自身抗旱节水的能力及作物水分生产效率,减少作物水分奢侈性蒸腾消耗。推广平衡施肥与抗旱保水剂应用为主的化学调控节水技术,通过大面积实施以肥调水、以剂保水措施,减少叶面蒸腾作用,提高肥料利用率和水分利用率。此外,兴建的小水池、小水窖和塘坝,在村镇中的污水需经过氧化塘处理后,回用于农作物和林草灌溉。

依托重点项目建设,整合项目资源,推进县区节水示范园建设。根据各县区经济发展和自然条件的差异,因地制宜、分类指导,有针对性地推广重点节水措施。平川灌区:光热土地资源丰富,但水资源严重短缺,降雨时空不均,要突出保水、蓄水,节水灌溉技术,重点采取基本农田整治、渠道工程建设、地膜覆盖、垄作沟灌等技术措施,重点推广膜下滴灌、膜上灌、垄作沟灌等田间节水灌溉技术;沿山冷凉灌区;气候寒冷,降雨量少,要突出保墒和培肥,重点采取基本农田整治、渠道工程建设、地膜覆盖、保护性耕作等技术措施,重点推广麦类机械微垄沟灌、马铃薯垄作沟灌和保护性耕作等节水技术;节水示范园核心区与示范区,要推广应用综合节水技术,优化配置水资源,实行计划用水、科学灌溉。在果树种植、高效农业、设施农业、创汇农业中大力推广微喷灌和滴灌技术,实现机井灌区管灌化,大株作物滴灌化,设施及创汇农业微灌化。

3)加强农业用水计量管理

加强用水计量设施建设,一方面要强化地下水的监管,提高机电井监管水平,落实已有制度和法规,进一步加强地下水资源监管力度。井灌区用水要推行井口计量,逐步引进并安装远传智能水表。另一方面要加快建设末级渠道量测水设施,开展斗渠以下取水计量设施建设,完善计量管理工作。逐步实现斗渠以下灌溉用水计量准确、分配公平,为斗渠以下灌溉用水提供了更加准确的计量手段。采取具体措施,落实两套指标体系要充分发挥已建信息化项目,在水资源配置阶段对其总量进行控制管理,同时加大田间建筑物及末级渠道计量设施的建设,认真落实执行各项灌溉定额,确“总量控制、定额管理”两套指标落到实处。

4)调整富集虚拟水的农产品贸易战略

虚拟水是以“无形”的形式寄存在其他商品中,其便于运输的特点使贸易变成了一种可以缓解水资源短缺的有用工具,尤其是针对我国西北干旱区实际可以考虑借鉴。张掖市地处河西干旱区,可借鉴约旦和以色列等一些干旱国家的成熟经验,缩减目前全市虚拟水贸易进出口顺差,逐步调整使虚拟水贸易进出口呈现逆差,减少富集虚拟水分较高的农产出口,有意识地多进口的此类产品,即制造出含水量少的产品,对外出口,以交换进口虚拟水产品,从而提升本区水资源承载经济社会发展的能力。

(2)工业生产的循环经济用水

1)合理规划高耗能产业布局与发展规模

根据全市的水资源情况进行城镇规划,做到规模合理、人口适中、环境优美,经济繁荣。严格控制人口的增长,控制水资源的盲目开发,控制“三废”的排放。在对张掖市的产业结构进行规划布局时,须充分考虑地区水资源和水环境的承载能力。应鼓励和吸引发展对水资源需求少、对水环境友好的产业,严格控制高耗水产业的发展。农业的发展要与水资源相适应,采取先进灌水技术,提高用水效率,提倡节水高效农业。在工业上,根据水资源状况加快经济结构调整步伐,限期关停并转一批耗水量大的工业企业,严格限制高耗水型工业项目的发展,尽快形成节水型经济结构。除了产业结构调整外,还要改造生产工艺,采取循环用水、清洁生产等节水措施。对于城乡生活用水,要推行节水器具,杜绝浪费,加快污水防治。把节约工业用水作为节水的重点,主要措施是重复利用工业内部已使用过的水,即“一水多用”。

2)进行水资源循环经济利用改造升级

根据水资源状况,按照以水定供、以供定需的原则,调整工业布局,优化企业的产品结构和原料结构。通过增加优质、低耗、高附加值、竞争力强的产品种类和数量,优化工业产品结构;逐步加大低耗水原料的比重,优化原料结构,提高用水效率。严格控制造纸、化工和食品等耗水量大的工业发展速度。对于耗水量较大且污染较严重的企业,对其发展规模和数量进行适当地调整和限制,逐步淘汰高耗水工艺和高耗水设备,围绕工业节水发展重点,加快节水技术和节水设备、器具及污水处理设备的研究开发;重点节水技术研究开发项目,列入地方重点创新计划和科技攻关计划;采取有效措施,大力推广工业节水新技术、新工艺和新设备;组织重大节水技术示范工程,推动企业进行节水技术改造。把污水回用作为资源来开发,实行较高的水资源价格和高额的水污染排污费,促使企业采取措施变过去的用水“工程型”为“资源型”、“生态型”。要加强研究新工艺、新技术,解决工业污水的循环利用问题,通过在城市建立中水回用系统,将生活、生产污水处理之后再次使用,当地政府可采用降低回用水价的方法鼓励居民使用回用水,从而节约大量的新鲜水。按照“清洁生产促进法”规定,建立部门之间清洁生产的合作机制,各政府相关部门各负其责把清洁生产纳入国民经济和社会发展计划,发挥政府在清洁管理和生态建设中的管理和调控作用。

3)加强工业废水综合治理

工业企业要积极推行清洁生产,实现废水减量化;促进废水循环利用和综合利用,实现废水资源化;加大投入,加快废水资源化和处理设施建设;积极推行污染治理设施社会化运营管理,加强运行监管,充分发挥已建设施的作用;科学制定区域工业废水治理规划,采取工业废水分散治理和集中治理相结合的方式,确保工业废水达标排放,逐步改善水环境,防止出现水质性缺水;建立污水处理厂,对污水进行集中处理,对废污水排放征收污水处理费,实行污染物总量控制。

(3)城市社会生活的循环经济用水

加强城市污水厂的中水回用系统、居民区公共建筑的中水回用系统、城市绿地浇灌的中水利用系统的建设,提高中水回收能力;新建住宅及市政公用设施必须配套建设中水管道系统,居民生活小区、机关事业单位、饭店(宾馆)以及建筑群密集区域必须按相关规定建立中水系统;对已建成小区进行分质供水系统的改造,新建住宅小区要配套建设分质供水系统;各企业应结合自身的生产工艺和地理位置,循序利用各种水资源;推进污水处理后的中水用于城市景观用水、都市农业花卉苗木灌溉、厕所冲洗、道路保洁、洗车和工业冷却用水等。

实行雨污分流,加大城市绿地面积和透水面积,在城郊兴建人工湖泊,建造雨水下渗设施和雨水收集;在山区、农村建设雨(洪)水截蓄设施,增大雨水就地入渗量和地面雨水的截留量,调节农作物季节性缺水。通过实施喷灌、滴灌等手段提高农作物灌溉效率和产出效益(图10-6)。

图10-6 城市污水再生与雨水收集利用体系图

按照“确保全市水资源供需基本动态均衡,确保全市水量和水质安全储备,运用‘3R’原则确保水资源高效利用”的要求,规划采取以下几项措施:

1)推广使用节水型器具

推广非接触自动控制式、延时自闭、停水自闭、脚踏式、陶瓷磨片密封式等节水型水龙头。淘汰建筑内铸铁螺旋升降式水龙头、铸铁螺旋升降式截止阀。推广节水型便器系统。推广使用两档式便器,新建住宅便器小于6升。公共建筑和公共场所使用6升的两档式便器,小便器推广和非接触式控制开关装置。淘汰进水口低于水面的卫生洁具水箱配件、上导向直落式便器水箱配件和冲洗水量大于9升的便器及水箱。推广节水型淋浴设施。集中浴室普及使用冷热水混合淋浴装置,推广使用卡式智能、非接触自动控制、延时自闭、脚踏式等淋浴装置;宾馆、饭店、医院等用水量较大的公共建筑推广采用淋浴器的限流装置。

2)推广城市再生水利用技术

城市污水再生利用,宜根据城市污水来源与规模,尽可能按照就地处理就地回用的原则合理采用相应的再生水处理技术和输配技术;鼓励研究和制订城市水系统规划、再生水利用规划和技术标准,逐步优化城市供水系统与配水管网,建立与城市水系统相协调的城市再生水利用的管网系统和集中处理厂出水、单体建筑中水、居民小区中水相结合的再生水利用体系;制定和完善污水再生利用标准。发展污水集中处理再生利用技术。鼓励缺水城市污水集中处理厂采用再生水利用技术,再生水用于农业、工业、城市绿化、河湖景观、城市杂用、洗车、地下水补给以及城市污水集中处理回用管网覆盖范围内的公共建筑生活杂用水。推广应用城市居住小区再生水利用技术。缺水地区城市建设居住小区,达到一定建筑规模、居住人口或用水量的,应积极采用居住小区再生水利用技术,再生水用于冲厕、保洁、洗车、绿化、环境和生态用水等。推广应用建筑中水处理回用技术。缺水地区城市污水集中处理回用管网覆盖范围外,具有一定规模或用水量的建筑,应积极采用建筑中水处理回用技术,中水用于建筑的生活杂用水。

3)推广城市供水节水技术

推广应用预定位检漏技术和精确定点检漏技术,并根据供水管网的不同铺设条件,优化检漏方法。埋在泥土中的供水管网,应当以被动检漏法为主,主动检漏法为辅;上覆城市道路的供水管网,应以主动检漏法为主,被动检漏法为辅。鼓励在建立供水管网GIS、GPS系统基础上,采用区域泄漏普查系统技术和智能精定点检漏技术。推广应用新型管材。大口径管材(DN>1200)优先考虑预应力钢筒混凝土管;中等口径管材(DN=300-1200)优先采用塑料管和球墨铸铁管,逐步淘汰灰口铸铁管;小口径管材(DN<300)优先采用塑料管,逐步淘汰镀锌铁管。推广应用供水管道连接、防腐等方面的先进施工技术。鼓励开发和应用管网查漏检修决策支持信息化技术。鼓励在建设管网GIS系统的基础上,配套建设具有关阀搜索、状态仿真、事故分析、决策调度等功能的决策支持系统,为管网查漏检修提供决策支持。以地表水为原水的新建和扩建供水工程项目,应推广反冲洗水回用技术,选择截污能力强的新型滤池技术,配套建设反冲洗水回用沉淀水池,采用反冲洗效果好、反冲水量低的气水反冲洗技术。改建供水工程项目,应积极采用先进的反冲洗技术,通过改造和加强反冲洗系统的结构组织,采用适宜的反冲洗方式,改进滤池反冲洗再生机能。

4)推广建筑与市政循环经济用水技术

公共建筑空调应采用循环冷却水系统,冷却水循环率应达到98%以上,敞开式系统冷却水浓缩倍数不低于3;循环冷却水系统可以根据具体情况使用敞开式或密闭式循环冷却水系统。推广应用空调循环冷却水系统的防腐、阻垢、防微生物处理技术。鼓励采用空气冷却技术。推广应用锅炉蒸汽冷凝水回用技术。推广采用密闭式凝结水回收系统、热泵式凝结水回收系统、压缩机回收废蒸汽系统、恒温压力回水器等;间接利用蒸汽的蒸汽冷凝水的回收率不得低于85%;发展回收设备防腐处理和水质监测技术。鼓励工程节水技术与生物节水技术、节水管理相结合的综合技术,促进市政环境节水。发展生物节水技术,提倡种植耐旱性植物,并应采用非充分灌溉方式进行灌溉作业;绿化用水应优先使用再生水;使用非再生水的,应采用喷灌、微喷、滴灌等节水灌溉技术,灌溉设备可选用地埋升降式喷灌设备、滴灌管、微喷头、滴灌带等。发展景观用水循环利用技术,推广游泳池用水循环利用技术,推广洗车用水循环利用技术;推广采用高压喷枪冲车、电脑控制洗车和微水洗车等节水作业技术。研究开发环保型无水洗车技术。积极发展免冲洗环保公厕设施和其他节水型公厕技术。

5)充分发挥湿地生态系统的净化功能

湿地是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统,在抵御和调节洪水、控制污染和降解污染物等方面具有不可替代的作用。利用人工湿地生态系统自身协同的物理、化学和生化作用能够有效的处理污水。按照人工湿地系统处理污水的主要过程建造,将污水处理流程与观赏和科普教育设施结合,在将“死水”逐级处理变成“活水”的同时,还起到了环境科普的作用,取得了良好的经济、社会和生态效益。

(4)雨洪水、微咸水的资源化利用

雨洪水的收集与利用不仅有利于缓解张掖市水资源短缺的矛盾,还能够实现排泄、积蓄的平衡。在城镇区可采用洼地-渗渠城镇暴雨管理系统(简称MR系统)。该系统包括各个就地设置的洼地、渗渠等组成部分,这些部分与带有孔洞的排水管道(带有可调节的溢流阀)连接,形成一个分散的雨水处理系统,设在雨水径流形成的“源头”,如靠近屋面、停车场、道路等的地方。通过雨水在低洼草地中短期储存和在渗渠中的长期储存,保证尽可能多的雨水得以下渗。MR系统,即“径流零增长”,其目标是使城市范围内的水量平衡更加接近其在这片地区发展起来之前的状况。另外,还可建立了屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。农村地区也可采取如水窖等形式,来蓄积雨水,旱期使用。可应用水资源一体化管理系统,通过建筑设施把河流、水利工程、蓄水装置和分水装置连接起来,形成完整的供水网络在计算机模拟网络中,根据需要和可能按管理模式引用地表水、地表水和再生水源,使水资源得到总体最佳利用。

针对微咸水,农业灌溉与生态水保可采取清洪轮灌,清是指矿化度高的地下水(苦水或咸水),洪是指雨季的洪水(淡水)清洪轮灌就是用咸水和淡水交替灌溉,这是咸水区常用的一种灌溉方法,可有效防止土壤盐渍化发展。微咸水淡化的技术路线为水井→原水池→增压泵→过滤器→电渗析器(淡化装置)→成品水→用户管网→居民户。微咸水淡化是用提水泵从水井中提水喷淋曝气,将水中的二价铁氧化为不溶于水的三价铁的氢氧化物,经絮凝沉淀由供水泵将水送入粗滤罐,再到精滤罐进行二级过滤,然后进入电渗析膜堆脱盐,淡水收集入成品水池,废水经埋设在地下的塑料管道排入河道。创建微咸水利用的高效生态模式农业。农业利用微咸水应成为中国微咸水资源化的主要途径,而创建种(植) 养(殖)结合的高效生态模式农业则是微咸水农业资源化成功的关键。它以微咸水为依托,以土、光、热、气资源为条件,以提高经济效益、改造生态环境为目的,实现微咸水利用的最佳经济效益、社会效益、生态效益。高效生态模式农业可根据资源条件,按系统生态学的原理设计构成多种模式,如鱼-禽、鱼-粮、鱼-草、鱼-草-畜(禽)、粮-草、粮-林等。

此外,对微咸水进行农业利用,防止土壤次生盐渍化,除确定适宜的灌溉时间、灌溉水量等措施控制土壤中盐分积累外,应采用“抽咸换淡”技术防止土壤次生盐渍化,在枯水期(春旱季节)抽取地下微咸水,汛期、汛后利用雨水、河水回补,“抽咸换淡”是改造浅层咸水,增加淡水拦蓄能力的有效方法。抽水使地下水位下降,抑制潜水蒸发,加强了田间水和降水的入渗能力,促进地下水下渗,减少地下水中的盐分向地表的运移和累积,盐碱地得以改造。

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