天津市非常規水資源利用現狀分析

劉 杰，郭晶晶，馬云霞

（1.天津市水務局，天津 300074；2.華北水利水電學院，河南鄭州 450011；3.水利部海河水利委員會，天津 300170）

水資源問題是一個世界性的問題，在我國尤為突出。我國水資源總量豐富，淡水資源總量為28 000億m3，占全球水資源總量的6%，河流總長度達42萬km，平均徑流深234 mm；多年平均年降水總量61 889億m3，折合年降水深648 mm。但我國人均水資源量只有世界人均的1/4，排名第121位，被列為13個人均水資源最貧乏的國家之一。據預測，到2030年，我國的總用水量約為7 000億～8 000億m3，而屆時全國實際可利用的水資源量僅為8 000億～9 000億m3，水資源開發利用接近極限。因此，尋找除地表、地下水以外的其他可利用水資源顯得尤為緊迫。

非常規水資源是指在傳統水利觀念下不被列為開發利用對象的供水水源類型，一般包括雨水、中水、再生水、海水、礦坑水等。非常規水資源的開發利用則主要指對以上水源的開發和利用。

1 國內外非常規水資源利用進展和趨勢

1.1 雨水利用

自20世紀60年代，發達國家已經開始重視雨水的利用，通過研究雨水資源化技術、制定雨水資源化相關法律法規等措施逐步實現城市雨水資源化。目前，發達國家已建立了完善的屋頂蓄水系統和由入滲池、井、草地、透水地面等組成的地表回灌系統，將收集的雨水用于沖廁、洗車、澆灑庭院、洗衣和回灌地下等，雨水資源化技術及程度較高。我國真正意義上的城市雨水資源化研究與應用是從20世紀80年代開始，于90年代發展起來的。為了解決西北干旱缺水地區的用水問題，20世紀80年代我國開始實施了許多雨水利用工程，如甘肅省的“121”工程和集雨節灌工程、寧夏回族自治區的水窖節灌工程等，使雨水集蓄利用形成了一定的規模。

1.2 中水利用

世界上很多發達國家都把城市污水開辟為城市的第二水源。美國在1977年《水法》中規定，凡申請聯邦城市污水治理項目補助者，必須同時提出進行污水回用的可行性研究報告，否則不予審批。加利福尼亞州的《水質控制法》規定，當有中水可以利用時，禁止使用自來水進行綠地澆灌。日本作為城市中水利用技術的起源地，研究開發應用中水利用技術已有40年的歷史，設備和技術均居世界領先水平。日本在上世紀80年代就已經開始建設中水道系統，利用中水沖刷廁所、澆花園和草地、沖洗馬路和汽車，或作景觀消防用水，取得了顯著成效。目前，日本新建的政府機關、學校、企業辦公大樓以及會館、公園、運動場等公共建筑物基本上都設置了中水道。我國對城市污水處理與利用的研究早在1958年就列入國家科研課題，60年代關于污水灌溉的研究已達到一定水平；70年代中期，我國進行了以污水回用為目的的城市污水深度處理試驗；80年代，隨著城市水資源的日益短缺，我國許多城市相繼開展了污水回用工程，不少公共建筑建設了污水回用裝置，取得了可喜的成果。但是，我國污水處理設施、配套管網的不足以及公眾對中水認識的偏見等，給中水的進一步開發利用造成了極大的困難。

1.3 礦坑水利用

礦坑水是指在礦產資源開采過程中從巖層中涌出的水。礦井水本來是清潔的水，但由于生產污染，變得色澤渾濁、懸浮物含量高、沉積物量大，如果未經處理排放則會對河流造成嚴重的污染。

煤礦通常生產煤水比為1∶0.5～1∶5，個別礦井達1∶10以上，礦坑水日涌水量少則幾千立方米，多則數萬立方米。我國有70%的煤礦區面臨缺水，其中40%嚴重缺水，但礦坑水流失嚴重。據統計，我國煤礦每年排水總量達38億m3，但其利用率還不足30%。礦坑水被當作水害加以防治，大量的礦井水白白地流失，不僅造成了水資源的大量浪費，而且還嚴重污染了自然環境。把礦坑水作為資源加以利用，是解決礦區水資源日趨緊張的重要途徑。

1.4 海水利用

目前，世界海水淡化的產量大約是5 000萬m3/d。其中，中東地區占55%，美國占15%，歐洲占9%，亞洲占8%，中國海水淡化產水量不足20萬m3/d，不到世界總量的3‰。當前，全世界海水冷卻水量已經超過7 000億m3，日本工業冷卻水總用量的60%為海水，每年高達3 000億m3；美國大約25%的工業冷卻用水直接取自海水，年用量約1 000億m3；而我國海水冷卻水年用量僅約330億m3，與發達國家相比尚有很大差距。因此，我國海水利用還有很大的發展空間。

2 天津市非常規水資源利用現狀

和全國水資源狀況相比較，天津市的水資源形勢更為嚴峻。天津市多年平均降水量由北向南遞減，為720～560 mm，年內降水多集中在七八月份，約占全年降水量的65%左右。天津市水資源總量15.7億m3，人均本地水資源占有量160 m3，遠低于世界公認的人均占有量1 000 m3的缺水警戒線，也是全國人均水資源占有量最少的省市，水資源短缺已成為天津市經濟社會可持續發展的主要制約因素。因此，在天津市進行非常規水利用的研究與應用尤為重要。

近年來，天津市的非常規水利用事業飛速發展，天津市建設了一系列的雨水收集、污水處理回用和海水淡化工程，鼓勵用水單位和個人利用非常規水資源。

2.1 集水工程

天津市承擔著海河流域75%的洪水宣泄任務。早在上世紀80年代初，天津就提出了“以蓄代排”的思路，并先后建設3座大型水庫、11座中型水庫和一批小水庫、橡膠壩等工程，把農田澇水蓄存起來，為農業抗旱提供了寶貴的水源。近幾年，又通過建設一批城市集雨工程，合理利用城市瀝水，如梅江居民區集雨示范工程，年集雨量50萬～60萬t，為該小區的環境用水提供了水源。在洪水資源化方面，2001年天津市投資1.8億元建設了106 km的天津市北水南調工程，利用汛期北部的洪水解決南部靜海縣干旱問題。另外，通過大力發展山區微型集雨工程建設和修建蓄水閘、蓄水橡膠壩，進一步增加雨洪水利用量。

2.2 中水利用

天津市是我國最早利用中水的城市之一。目前，天津市市區和各區縣均建設了與管網配套的污水處理廠，如創業環保股份有限公司紀莊子污水處理廠、創業環保股份有限公司東郊污水處理廠、創業環保股份有限公司咸陽路污水處理廠、津南區環興污水處理廠、大港區污水處理廠等。2007年，市中心城區污水處理率達到80%，城市再生水深度處理能力17萬m3/d，1 500萬m2居民住宅實現了雙水入戶。

2.3 海水淡化工程

在海水利用方面，天津大港電廠和天津堿廠從上世紀70年代就開始利用海水。天津市依托臨海優勢，通過產業發展政策，設立了海水淡化專項發展資金，對海水淡化項目發放全額貼息貸款。目前，已成功建設日產20萬m3淡水的北疆電廠等一批海水淡化工程，年海水直接利用量14億m3；天津海晶集團反滲透海水淡化科技示范工程已建成投產，日產淡水1 000 m3。

2.4 咸水、微咸水利用

20世紀70年代以來，天津市就一直致力于研究推廣微咸水和咸水的利用。目前，天津大港城區全部采用中水管道，實施引灤水和地下水雙管線分開供水，除飲用水外，其他生活用水全部使用地下微咸水和不宜飲用的高氟水替代好水。靜海縣西部朱家村建立了微咸水農田灌溉綜合利用研究試驗區，目前已建成1.67 hm2微咸水灌溉試驗小區和150 hm2擴大試驗區，主要試驗冬小麥返青后咸水直灌方式，并取得初步成果。在靜海縣東部地區規劃大量開采淺層地下咸水，由控制性的地面沉降形成局部低洼濕地，一方面通過增加降雨入滲補給使咸水逐步淡化，另一方面局部低洼濕地的形成將會極大地改變當地生態環境，產生良好的經濟效益和環境效益。

3 天津市非常規水資源利用取得的成績、存在問題及建議

3.1 取得的成績

自2000年天津市被列為節水型社會建設試點后，天津市的非常規水利用事業得到了蓬勃發展。截至2009年，天津市工業用水重復利用率提高到86%，萬元工業增加值用水量降至20 m3，城市自來水日供水量由1999年的220萬m3降至152萬m3，節水型社會建設取得了明顯成效。

天津市近年來的非常規水資源研究與應用實踐所取得的成績主要表現在以下幾個方面。

3.1.1 法律法規建設初具規模

2002年，天津市頒布施行全國第一部地方性節水法規，與有關水資源利用的其他十余件法規和規章一起，初步形成了節水型社會建設法規體系，使節水逐步走上了法治化軌道。隨著節水型社會建設的深入開展，天津市陸續出臺了節水型企業標準、節水型居民生活小區標準和用水定額標準，配合節水技術服務和對老居民區免費更換安裝節水器具等活動，由此受到了廣大企業和居民的歡迎，不少企業積極開展節水技術改造。

3.1.2 實現了涉水事務統一管理

天津市改組了原有的水資源管理機構，成立了市節水型社會建設領導小組，將城市節水辦等涉水部門統一并入水利局，組建全市節約用水辦公室，實現了全市地表水、地下水、城鄉節水和控制地面沉降工作的統一，做到了統一編制節水規劃、統一下達用水計劃、統一制定節水政策、統一實施有效管理。

2009年，成立了天津市水務局，整合了水利、供水、排水三大行業，統一優化配置全市水資源，實現了全市涉水事務統一管理。

3.1.3 興建了一批示范工程，以點帶面取得良好效果

天津市修建了多座污水處理廠，建設了海水淡化工程、中水利用工程等，獲得了不錯的成績。如，以天津財經大學為試點，在全國率先推廣應用智能IC卡節水控制系統，對學生飲水、洗浴進行計量，節水率達60%以上。目前，全市23所高校普及了這個系統，年節水近百萬噸。

3.1.4 大力宣傳非常規水知識，使公眾對非常規水資源有了初步認識

政府通過張貼公益廣告、組織市民參觀非常規水利用示范工程和通過電視、廣播等媒體進行宣傳的方法使人們逐步認識了非常規水資源，意識到節約用水和利用非常規水的重要性。

3.2 存在問題及建議

天津市非常規水利用實踐取得了多方面的成績，但畢竟天津市研究和使用非常規水的時間不太長，不可避免地會存在一些問題和缺陷。

3.2.1 水價形成機制尚需完善

天津市居民生活用水的水資源費僅0.63元/t，水資源費占綜合水價的比例為16.15%。而北京市居民生活用水的水資源費為1.10元/t，水資源費占綜合水價的比例約為30%，兩者相差很大。天津市水資源費占水價的比重較小，這在一定程度上導致了天津市水資源的廉價。從全國看，天津市水價處于中等偏下水平。自來水價格低必然不利于水資源的節約和非常規水在洗車、沖廁、噴灑綠地和路面等方面的使用。

天津市在工業用水等方面已經采用了動態水價，但生活用水使用的還是固定水價，水價不會隨用水量的增多而提高。而世界上很多國家生活用水水價都是由固定水價和計量水價兩部分組成的。如，以色列的生活用水量配額是每個家庭每年100～180 m3，在配額內的水價約為0.7～1.0美元/m3，超額部分的水價為1.6美元/m3。這樣既可以節約自來水的使用量，又可以促進用戶對雨、污水的利用。因此，天津市政府應該繼續進行水價改革，使生活用水水價更為合理。

3.2.2 配套設施不健全

天津市以往的建筑在設計時都未曾考慮將雨污水進行收集利用，多數建筑物都有較好的排水設施，但缺少蓄水設施，更沒有中水處理回用設施，不能將雨污水進行收集和處理后加以利用。這大大限制了雨污水利用的推廣。另外，天津市污水亂排現象嚴重，很多單位直接把污水排入河流，不僅嚴重污染了天津市的水環境，還造成了水資源的巨大浪費。

因此，天津市必須重視中水回用系統、排水管網等非常規水利用配套設施的建設，采取一定的經濟、工程和法律措施，促進中水回用設施的推廣，進行大規模的地下排水管網改造，使雨污水順利進入污水處理廠和其他的中水回用系統，使每個家庭、每個單位都能用上非常規水。

3.2.3 非常規水利用缺乏激勵措施和制度保障

目前，非常規水利用在我國才剛剛起步，天津市的非常規水利用也只處于探索階段，各種相關的技術法規都尚未出臺。政府雖鼓勵非常規水利用，但至今仍無切實可行的行政法規為非常規水利用提供制度保障。而在一些發達國家，對非常規水利用的激勵措施和制度已經非常完善，如德國的征收雨水排放費制度、日本的補助金制度等，這在很大程度上保障了非常規水利用推廣工作的順利開展。因此，政府應該對企業和個人的非常規水利用工程提供一定的資金和政策支持，促進非常規水利用的推廣和普及。

3.2.4 非常規水利用缺少強制性處罰措施

在對促進非常規水利用發展的行為提供經濟、技術及政策支持的同時，也必須對阻礙非常規水資源利用的行為采取強制性的限制、處罰等措施，并嚴格貫徹執行這些措施。對天津市的特殊行業用水來說，2005年3月24日開始施行的《天津市節約用水條例》中規定“營業性洗車場（點）應當使用符合國家標準的再生水。禁止使用地下水、自來水沖洗車輛。取用河道、水庫水沖洗車輛的營業性洗車場（點），必須建設循環用水設施，經節水辦公室驗收合格后方可運營”。但目前天津市還有不少洗車行沒有采用循環用水系統，主要原因是不少洗車行由于規模小利潤少而不愿意在設備上投資。政府應進一步嚴格執法，對這些與政府政策相悖的行為進行控制和處罰，這樣才能為非常規水利用事業的順利發展掃清障礙。

3.2.5 公眾意識有待進一步提高

天津市往往是政府在唱獨角戲，市民對非常規水資源還缺乏了解，普遍對非常規水存在偏見。對此，政府應有意識地對公民進行節水教育。為進一步促進非常規水利用的推廣，建議政府和水行政主管部門進一步加強宣傳使用非常規水所贏得的社會效益、環境效益和經濟效益，向廣大市民介紹國內外成功的非常規水利用實例，減少人們對非常規水利用的顧慮，樹立使用非常規水的信心，切實幫助廣大群眾認識、了解非常規水，積極參與到非常規水的使用中去。

4 結語

近年來，天津市在非常規水利用相關法律法規制訂、示范工程建設、管理和宣傳等方面取得了可喜的成績，走在了國內的前沿。但由于我國整體水平較低，天津市非常規水利用相對于國外先進水平還有很大差距，仍處于較低階段，存在著水價機制不合理、配套設施不健全、缺乏適當的獎罰措施以及市民意識不夠強等問題。隨著非常規水利用獎罰措施和水價形成機制等政策的完善、相關配套設施的建設以及公眾節水意識的增強，天津市非常規水資源利用事業必將會取得更大的進步，為天津市帶來更大的經濟、生態和社會效益。