水資源一般是指:通過水循環逐年可以得到更新的,并且易于為人類使用的淡水資源,包括地表水、地下水和土壤水,其補給來源為大氣降水。我國水資源人均占有量僅為世界的1/3,而且分布極不均勻,用水量較大,用水結構不合理,污染問題嚴重。近年來,水資源問題已經成為制約我國經濟社會發展的瓶頸。因此,尋求合理的水資源利用方式,提高水資源利用效率,已經成為迫在眉睫的問題。
一、水資源循環概述
(一)水資源循環的內涵
水資源的循環包括水的自然循環和水的社會循環。水的自然循環是指水在自然界中以固態、液態、氣態三種存在方式,通過蒸發,凝結成云,再形成雨雪降落回到水體天然生態系統的過程。水的社會循環是指在其自然循環的過程當中,人類不斷利用地表徑流和地下水來滿足生產和生活的需要而造成的人為的循環,包括農業用水、工業用水和居民生活用水三個子系統,本文認為,水資源循環的內涵是以遵循生態循環體系的客觀要求為前提,以循環經濟的理念和模式為基礎,將循環經濟的思路貫穿到水資源的開發、供應、輸送、使用、排放、處理和回用的全過程中,通過清潔生產、生態工業鏈等方式,運用價格機制、激勵政策、法規體系等手段,促使人們在農業、工業、城市生活和生態環境用水的各個環節中,在節約的基礎上循環用水,通過循環用水來促進節約,形成兼顧經濟、社會、環境三大效益的水資源循環利用模式。
(二)水資源循環的特點
水資源循環的特點應當是以“減量化、再利用、再循環”為原則,以科學技術的進步為推動力,以水資源的可持續利用為目標,通過不斷改進工藝和技術設備,將節約用水和循環用水滲透到生產、生活和生態用水的各個環節和領域,從而提高水資源的利用效率,實現水資源的循環利用。
(三)水資源循環技術創新的意義
創新是技術進步的必然選擇。目前我國的社會生活及生產過程對水資源的使用過分依賴,與水資源利用的技術水平較低有著直接的關系。我國現有的技術水平尚不能滿足發展水資源循環的需要,關于水資源的許多工程技術問題都還需要進一步的研究,因此,必須通過不斷的技術進步來實現水資源的循環利用,而創新是技術進步的源泉,只有創新才能推動發展,所以對水資源循環技術的創新是實現水資源循環利用的必然選擇。
二、水資源循環利用技術現狀及問題
水資源的循環利用技術在不同的領域有著不同的具體表現。水資源循環不僅指水資源在農業、工業和城市生活等人工生態系統的循環利用,還包括對水的天然生態系統的保護、合理開發以及水資源在人工生態系統和天然生態系統的反復循環。
(一)關于農業循環用水技術現狀及問題
我國農業用水量占據全國用水總量的2/3以上,因此,發展農業循環用水技術具有重要的戰略意義。農業用水主要包括水源、渠系輸水、田間灌水、土壤保水以及作物用水五個環節,我國目前在田間灌水技術領域的發展取得了一定的成果,如新疆生產建設兵團創新完成的擁有自主知識產權的膜下滴灌技術系統,集成了地膜覆蓋技術和滴灌技術,為我國干旱地區的農業發展提供了新的技術平臺。但是,從農業循環用水的整體技術來看,仍然存在著許多問題。
我國農業循環用水技術的應用程度非常有限。噴灌和微灌等節水灌溉技術的應用面積僅占灌溉面積的2.6%左右,遠遠沒有達到農業循環用水的要求。土壤保水和作物用水環節取得的一些技術成果轉化應用速度非常有限,難以得到大面積推廣和應用。大部分單項技術之間的集成和連接脫節,沒能形成可以發揮整體效益的技術集成體系和適宜于不同地區農業生態狀況的技術應用模式,不利于水資源循環利用的發展。
(二)關于工業循環用水技術現狀及問題
工業冷卻用水量占工業用水總量的80%左右,因此發展高效冷卻節水技術是工業循環用水的重點。循環冷卻水在循環使用的過程中濃縮到一定倍數時必須排出一定的濃縮水,而補充一些新鮮水。排出的濃縮水要重新進入水循環系統中必須經過廢水回用技術的處理。目前對于工業廢水的深度處理技術,研究和應用最多的是物理處理技術,主要包括混凝、砂濾、微絮凝、吸附、超濾、反滲透和離子交換等。
目前沿海一些淡水資源缺乏的城市,開發利用海水代替淡水作為工業冷卻水已經取得了初步成效。海水冷卻技術包括海水直流冷卻技術和海水循環冷卻技術。我國基本具備了擁有自主知識產權的海水冷卻的關鍵技術,但海水直流冷卻技術尚存在著一些問題如取水量大、工程一次性投資大、排污量大、海水污染明顯等,而海水循環冷卻技術在我國尚處于研究和工程示范階段,與國外先進的海水冷卻塔技術還有著一定的差距。
(三)關于城市生活用水技術現狀及問題
城市生活節水的主要技術途徑是采用節水型用水器具和防漏防滲管道等。節水型用水器具包括節水型水龍頭、節水型便器系統、節水型淋浴設施等等。循環用水的技術主要有再生水利用技術和城區雨水、海水、苦咸水利用技術等等。目前城市生活用水中每年因輸配水管和用水器具漏水引起的損失占據了生活用水的很大一部分,有些城市僅此一項損失的水高達20%。因此,加強城市輸水環節技術的開發對實現城市生活用水的循環有著總要的戰略意義。
(四)關于水體天然生態環境現狀及問題
我國長期以來的用水規劃均是以工農業為主,忽視生態環境用水需求。對人工生態系統起著支撐作用的水體天然生態系統正在逐漸退化,如果不及時更新用水觀念,關注水體天然生態系統,實現水資源的可持續利用就只能是一句空話。下面以三峽庫區為例探討一下水體天然生態系統中存在的問題。
三峽工程是世界上最大的水利樞紐工程,自建成以來,三峽水庫水體自凈能力較建庫前增大約3倍,其防洪、無排放發電和航運效益為經濟發展和改善庫區的水體生態環境做出了巨大貢獻。但是,三峽工程對水體生態環境也帶來了一些不利的影響。庫區兩岸排放的工業廢水、每年漲水帶入江中的生活垃圾、農藥化肥的使用不當、船舶事故及白色污染排放等等給三峽水體的生態環境造成了極大的污染。此外由于排入水中的氮、磷等營養物質不斷增加,防止庫區水的富營養化也是我們必須考慮的一個問題。
我國目前對水污染控制技術和水環境保護技術的研究取得了一定的成果,但是要從根本上解決水體的生態環境問題,必須全面推廣清潔生產技術,從源頭防止污染的發生,形成一個良性的水資源循環流動體系,實現經濟與生態的和諧發展。
三、水資源循環技術創新的政策保障
(一)建立高效有序的水資源管理體制
目前大部分地區水資源的開發利用尚處于無序狀態,水資源短缺與浪費現象共存。工業用水擠占農業用水,農業用水又擠占生態用水,由于水權不明晰,爭水搶水現象時有發生,缺乏統一的調控和管理,這對水資源循環利用的發展是極為不利的。所以要加強和完善政府的水資源一體化的宏觀調控功能,建立高效有序的水資源管理體制,對農業、工業、城市生活和生態環境的用水需求進行合理配置,使不同的區域和部門之間協調起來,在對水資源有序開發的基礎上實現水資源在整個水體生態環境中的良性循環。
(二)保證投融資渠道的暢通
技術創新需要大量的資金支持,因此暢通的融資渠道是進行水資源循環技術創新的前提條件。實施在財政、金融、稅收等方面的優惠扶持,進行直接或間接投資,是政府部門在技術創新中最主要、最普遍的職能,也是科學技術實現創新和發展最直接、最有力的推動。目前我國水資源循環技術創新最主要的投融資方式有政府對科研項目直接進行投資、對技術創新項目提供低息貸款、采取優惠的稅收政策等等。除此之外,政府可以對水資源循環技術創新投資額較大的企業進行適當的補貼,或者通過爭取國際援助,挖掘國際資金市場的巨大潛力,為水資源循環技術創新提供充足的資金。
(三)提供創新的后備保障
1.加強法制建設。目前我國關于水資源循環技術的法律、法規還比較薄弱,水資源循環技術的創新缺乏有力的支持和保護。政府應當逐步完善和健全與技術創新相關的法律、法規,使創新過程中出現的問題和糾紛有法可依,加強執法力度,做到有法必依。還要建立專利制度,為技術創新和知識產權提供有效的保護。
2.創新技術的選擇。水資源循環技術的創新應當放在重點節水領域,并針對農業、工業、城市生活和水體天然生態環境用水過程中存在的具體問題,結合各領域和各地區的實際情況,因地制宜,開發適合我國國情的循環用水技術。此外還要注意單項用水技術的集成,通過技術之間的聯系和優化配置發揮出整體優勢,形成水資源循環利用的技術體系。
3.創新風險的規避。在技術創新的過程中,由于外部環境的不確定性和創新項目本身的難度和復雜性,使創新活動隨時可能中斷或失敗。為了推動水循環技術創新的發展,政府應當引入風險機制,建立風險資本,組織風險投資機構,減輕和轉移水循環技術創新的風險。
(四)完善創新的服務體系
1.培養創新型人才。水資源循環技術創新需要大量優秀的創新型人才,政府應當充分依托我國的教育資源,加大對創新型人才的培養力度,開展多種形式的技能培訓,不斷提高技術人員的創新意識和創新能力。
2.暢通的信息渠道。一個良好的創新環境,必須有暢通的信息渠道作支撐。要充分利用現代化的信息技術和網絡技術提供國內外最新技術動態,搭建市場需求信息平臺,使創新根據市場的需求有的放矢,從而降低創新的風險。
3.建立水資源循環技術創新成果的轉化應用和推廣渠道。技術創新不是目的,而是實現水資源循環的手段。歸根結底,技術創新的成果只有應用到實際的生產、生活和生態用水過程當中,才能推動水資源循環經濟的發展,發揮其經濟、社會和環境效益。
4.提高群眾的節水意識。只有群眾在實際行動中做到主動節水,才能把創新成果的效益發揮到最大,更好地為實現水資源的循環而服務。
四、結束語
隨著知識經濟時代的來臨,高新技術在推行水資源循環過程中的作用日益顯著。目前我國的水循環技術創新能力的總體水平還有待提高,技術創新的政策保障還存在著諸多問題,需要進一步完善。我們應當充分學習和借鑒國際先進經驗,以建設創新型國家為契機,完善技術創新的政策保障體系,深化對水資源循環技術創新問題的研究,建立兼顧經濟、社會和環境效益的水資源循環利用模式,實現水資源的永續利用。
(作者單位:重慶大學經濟與工商管理學院)