第２５卷第１２期
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西部干旱半干旱地区水资源再生利用分析
李梅。黄廷林．王晓昌
（西安建筑科技大学环境与市政工程学院．陕西西安７１００５５）
２００３年ｌ２月
摘要：结合西部干旱半干旱地区的地域特点、水文特征和水资源开发利用状况，分析论述了该地区水资源短缺与水污染加剧这一
矛盾所决定的西部地区水资源开发利用的特点及其对地区经济发展的制约，认为水资源的再生利用是解决西部地区水资源危机的一条
有效途径。以城市污水为再生水源，根据该区域特点，提出了西部干旱半干旱地区水资源再生利用的研究内容。
关键词：水资源；污水再生回用；城市污水；干旱半干旱地区中图分类号：Ｘ２６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１—２１４１（２００３）１２—００２２—０３
随着经济的发展、人口的增加、生活水平的不断提高，世界范围内淡水资源的需求和消耗不断增加。同时，大量的生活污水、生产废水未经处理或处理未达标就排放水体。造成水体的严重污染、水质恶化．加剧了水资源的短缺，许多国家和地区相继出现了“水资源危机”…。我国属世界１２个贫水国家之一，人均水资源占有量２４００ｍ３，只有世界人均占有量的１／４＿２＿…，全国有近８０％的城市缺水，每年因缺水而造成的经济损失达１２００亿元。水资源短缺已成为我国经济发展的制约因素。尤其在西部地区．其地理位置与气候特点决定了该地区的水资源更为短缺．特别是在城市．水资源已经严重制约着经济的发展和人民生活水平的提高。
可替代的作用。水资源是经济发展的命脉，解决好水的问题．经济腾飞才有保障。水资源危机已引起世界各国的关注和重视．进入２１世纪．我国水资源供需矛盾进一步加剧．到２０１０年．全国缺水约为１３．７％．水资源紧缺已严重制约着我国国民经济的发展。一方面，缺水直接影响了居民生活质量和水平的提高．另一方面，水资源短缺也造成了巨大的经济损失．据估计．我国因缺水而减少的工业产值达１２００亿元／ａｎ“…。由于水资源的短缺和水污染的加剧．西部干旱半干旱地区水资源面临的形势已经非常严峻．水资源危机已成为影响我国社会可持续发展、制约西部开发的关键因素。在西部大开发中．解决水资源不足的问题是一个重要的课题。
西部干旱地区水资源特点及其开发利用状况
西部干旱地区水资源特点
在我国的西部．干旱和半干旱地区约占我国总面积的１／４，
３西部干旱半干旱地区水资源的再生利用
根据西部地区水资源开发潜力有限的特点．水资源的再生利用则是一条解决西部水资源短缺的有效途径，而且符合“在可持续发展的前提下开发和利用水资源”的原则。水资源的再生利用比远距离引水投资低．有明显的经济效益；它还减少了城市对天然水资源的耗量，解决了污水排放问题，减轻了对环境的污染；同时带来了可观的环境和社会效益…。“。按建设部规划．到２０１０年，全国回用水量可达：｛ｏ亿ｍ３。这一回用量相当于全国城市缺水量的一半．而且再生水量还有增加趋势．对缓解水资源危机将发挥重要作用口“．有利于城市的经济发展和社会的可持续发展。
再生水资源包括污水（城市污水、工业废水及建筑小区生活污水）资源和降水资源。
是我国水资源最为贫乏的地区ｎ］，水资源有以下特点卜““：①
降水量小，时空分布不均匀。西部平原地区降水量最少．一般年降水量在１００～３００ｍｍ左右；②冰川发育较广泛。冰川是西北干旱地区水资源的一种特殊存在形式，高山冰川的总面积达到３．２万ｋｍ２；⑧水资源总量较小．地域分布极不平衡。１．２西部干旱地区水资源的开发利用状况
西部的水资源特点决定了西部水资源开发利用潜力有限，西北干旱地区地表水资源的平均引水率已高达５６％，远远超过我国的平均水平（我国的水资源开发利用率已达１９％，接近世界平均水平的３倍），说明该地区可供开发利用的水资源已经很有限了，过渡的开发不仅会引起水环境的恶化，还会造成下游地区的沙漠化、地下水位下降导致的地面沉降等地质环境问题．影响社会的可持续性。
城市污水水质稳定可靠．只有０．Ｉ％的污染物质．而且就近
可得，易于收集¨““．是理想的再生水水源．在水资源的再生回用的研究中．应以城市污水为重点。
２水资源及其再生利用对社会经济的制约
水作为一种特殊的资源．在人类社会和经济发展中具有不
收稿日期：２００３
０２—１１
污水资源的再生回用与社会、经济、环境、资源等许多因素有关，是一个复杂的系统问题。污水资源的回用与再生技术方法、措施、城市的经济发展状况、水环境污染状况、城市人口规
作者简介：李梅（１９６８－－），女、内蒙古包头市人，工程师，博士研究生。主要研究水资源保护，水处理及微污染控制。
模等一些客观因素有关ｎ…９；此外．由于再生水是一种特殊的水资源．是将城市污水进行深度处理后回用到适宜的位置．人们的思想受传统观念的影响，对再生水的认识上还存在误区．
梅等：西部干旱半干旱地区水资源再生利用分析
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所以，它还与回用水用户的接受程度、政府的支持鼓励政策及管理体制等一些主观因素有关。在西部干旱半干旱地区．对水资源的再生回用的研究应重点考虑以下内容。
３．１．１
再生回用水质标准
污水作为再生回用的前提是提供适合于回用的水质，根据水的再生回用途径、利用方向，制定回用水质标准。城市回用水有以下几个利用方向：工业用水，城市杂用水，农业灌溉．其中工业是回用水大户。制定建立适合我国西部干旱半干旱地区实际情况和经济特点的工业冷却水和工艺用水．城市清洁、绿化、冲厕、洗车等用水，或城市景观用水，河湖、地下水的补水以及农灌等各种再生回用水水质标准。有了相关的标准，就可以根据回用水水质要求选择相应的处理技术和方法。３．１．２再生回用水的处理技术
随着水处理技术的发展，能达到一定水质要求的水处理技术还是比较成熟的，城市水处理的二级出水在经混凝、沉淀、过滤、消毒作为再生处理是常规的处理方式，而膜处理、活性碳吸附、反渗透、离子交换、电渗析等方法能获取好的出水水质。但处理费用较高Ｅ
２“。根据我国国情，针对目前污水深度处理回
用流程长（常规处理＋深度处理），存在重复处理环节的问题．研究高效能组合技术，以最短流程使污水一次化处理达到回用水水质标准；因此，常规污水处理工艺的强化、组合及高效低能处理技术、自然资源和廉价资源的开发利用ｎ“，能耗、物耗和二次污染最少化的污水新工艺［２２］都是西部干旱半干旱地区污水资源化技术方面研究的主体。
针对西部干旱半干旱地区日照充足，干旱少雨，多风，冬季低温，地域辽阔的特点和经济相对落后的现状．探索水再生回用处理系统的高效节能措施，在系统中尽可能利用可再生能源如（太阳能、风能）。利用闲地、荒地；土地处理和稳定塘可以作为该地区的处理方案。
土地处理是利用土壤一微生物～植物组成的生态系统对废水中的污染物进行一系列的物理～化学一生物净化过程，是一种高效节能、经济并符合生态原理的废水处理利用系统Ｈ３］；稳定塘基建投资小，耗能少。运行费用低，但占地面积大［２“，西北地区有可利用的闲置土地，可以满足这一条件。合理利用自然生态系统的净化功能，发展低成本、低能耗的城市废水处理技术，使城市污水通过一次性处理能达到回用水要求．所以土地处理和稳定塘等自然净化处理技术是适合西部干旱和半干旱地区特点的污水再生利用的处理技术，可作为该地区的污水回用方案。
３．１．３再生水资源的优化配置
城市污水的再生回用，主要包括再生和回用两个环节，再生是解决水质问题．回用是解决水量的分配问题。水质是通过再生技术和再生水项目的投资来实现的。现阶段全国污水回用率平均达到１０％，西部地区可能还低于此值，随着城市污水处理率的提高和缺水程度的加剧，再生回用水量将会增加。
一定的再生水量如何在市场经济模式中实现最优配置并产生最大的综合效益是一个值得研究的问题。由于西北地区气候干旱、自然降水稀少、蒸发速度快，该地区相对南方而言，自
然生态、景观、绿化、浇洒道路等用水量大．这几方面的用水可以用再生水替代?具有较大的环境效益和经济效益．在西部干旱半干旱地区水资源的再生利用中．对再生水回用于不同部门、不同用途进行合理配置．以获取环境、经济和社会的最佳综合效益；对再生水资源和其他形式水资源在质和量两方面进行合理配置．与社会发展状况和自然条件的相适应：在市场机制条件下．用经济杠杆、竞争机制来实现再生水合理的使用．依据利润最大的均衡原理．确定相应最大利润下水资源再生的最佳投入［。‘２５］；寻求再生水资源回用的优化配置模式．以适应该地区发展规划。与环境、经济、社会协调发展。３．１．４再生水资源的价值
运用经济手段管理水资源．实现资源的有效配置是可持续发展重要内容之一，研究水资源等自然资源价值体系是实现国民经济持续、快速发展的一个不可逾越的过程。再生水是水资源的一种特殊形式，它的价值是再生水资源经济管理的核心．是进行再生水资源核算及将其纳入国民经济核算体系的关键。再生水资源价值的研究对再生水资源走向市场、促进节约用水与污水资源化、加强市场行为和经济杠杆作用具有积极的作用和重要的意义。
再生水资源价值的研究中．以现有的水资源价值理论为基础，运用劳动价值论、效用价值论，生态价值论，对再生水的价值理论进行研究；以现有的水资源价值模型为基础．以影子价格模型、边际机会成本模型、供求价格模型、模糊数学模型等为基础模型。根据再生水资源的特殊性．建立再生水资源价值模型。同时既要重视水量的供需状况．还要重视水质对价值的影响；不仅重视再生水的正价值．还要重视它的负价值心“”－．建立合理可行的价值模型。
３．１．５民众对再生水的接受程度
污水回用在我国还是新生事物．人们受传统观念的影响，对再生水的认识不深。认为使用再生水有风险性，还没有认识到污水的再生回用除了作为一项公益事业，它还能够带来可观经济效益、环境效益和社会效益，其问接效益和长远利益更是难以估量的，所以在西部干旱地区．还需加程科普知识和环保意识的宣传力度。
除了主观上的意识，用户对再生水的接受程度还受几方面因素的影响：再生水水质给人的感官舒适度、再生水回用的风险性心８’２…、再生水的价格、城市的缺水程度和民众的素质。其中在风险评价的研究中．根据再生水回用方向，提出反映地区特性的再生水使用风险评价指标。例如，用于工业的再生水．对产品质量、设备寿命的影响；回用于城市杂用的再生水．水与人体接触的可能性和危害性，进行人体健康的风险评价；用于浇洒道路、绿化、景观用水的再生水可能有些污染物、细菌挥发到大气中对空气质量造成的影响；用于农灌的再生水对土地、粮食作物造成的影响；以及再生水的回｝日过程中．对局部地区带来的二次污染等等。用户对再生水的接受与否～定程度上有主观意识作用，应该重视民众的心理感受．这是居民生活质量的一个方面［３０］。推广污水回用．需给回用水用户一个客观可信的水质保证，在价格上与自来水相比，也应具有明显的优势；低廉的
庆环境科学
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价格将会促进用户对再生水的使用。
研究中可运用模糊数学、统计方法等理论与方法对不能定量的因素进行分析．给出城市对再生水的接受程度。３．１．６国家和地方政策
再生水回用项目需政府支持．要研究制定符合城市特点的法律措施、社会规范和经济政策。首先，政府应根据西部地区干旱半干旱地区的特点，制定合理的水资源费、自来水水价、再生水水价，排污收费标准等；制订适度超前的再生水标准、规范∞“”】；规定再生水的回用行业与回用方向；对使用回用水的单位，给予优惠政策；建立国家专项节水基金．支持、鼓励污水回用项目．国家、地方政府积极配合解决再生水项目建设投资渠道‘３…。
要大规模推广再生水回用，政府加强科普宣传、公共意识教育。出台支持性政策，必要时采取行政措施，鼓励支持再生水的回用项目。
３．１．７管理体制
再生水资源的管理体系是再生水资源开发利用的重要环节，是众多因素和谐统一的系统工程。要对再生水资源的管理体系进行研究．设立相应的管理机构，明确管理的职责和范围。例如。工程管理机构负责建设项目的前期工作和建设过程；行政管理机构负责法律法规的制定、监督工作；经济管理机构负责再生水价格的制定、效益的分析；技术管理机构负责再生水水质的提高和水量的合理分配等等，其管理核心是综合管理【２６
在城市范围内对水源、供水、污水处理、水回用、工业用水等进行统筹规划，成立城市水规划研究设计机构．进行再生水资源的产权、开发权、使用权、经营权明确的规定，并进行统一管理．提出再生水资源的科学管理模式［３１＿”］。３．２降水资源
在西北地区，降水资源以雨水为主。通常雨水水质较好，雨水在触到地面或与污水相混合之前进行收集，雨水中只有淋洗空气截流的污染物，是比较清洁的，经简单的沉淀和过滤的方法处理就可回用于低质用水标准的各种用水之处ｎ”，比污水回用方便、经济、易行。但在城镇，由于不透水地表所占比例高，雨水收集困难．需要庞大的收集贮存设施．花费大，而且由于西部干旱半干旱地区降水少、时空分布不均匀、降水资源稳定性差，所以在该地区水资源的再生回用中，暂不考虑降水资源。
西部干旱半干旱地区水资源面临的形势非常严峻．再生水回用是解决城市缺水问题的一条有效途径，再生水回用愈来愈受到世界各国的重视。在干旱缺水国家，水资源再生利用最为出色的是以色列，该国家再生水主要回用于农业，并已产生巨大的经济、环境、社会效益．值得我们效仿。
再生水资源包括污水资源和降水资源．根据西部干旱半干旱地区降水量少、降水时空分布不均、降水难收集以及城市污水水质和水量稳定、易于收集等特点，把城市污水作为主要的再生水资源。在水资源的良性社会循环的基础上，针对西部干
旱半干旱地区的地域、社会特点以Ｊ｝ｌ乏再生水资源的特殊性．提出了水资源再生利用的研究重点：蛩探索再生回用的高效低耗技术、回用水的优化配置，同时．还耍重视公共意识、再生水的环境风险性、水质指标、政府的支持股系统的管理模式。寻求适合西部经济和社会发展的水资源再，仨利用模式．这将推动我国城市污水资源化研究的进展．促进陌部大开发战略的顺利实施。
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《中国大百科全书大气科学 ·海洋科学 ·水文科学》：水资源是指地球表层可供人 类利用的水，包括水量（水质），水域和水能资源。一般指每年可更新的水量资源。
《中国水利百科全书》：水资源是指地球上所有的气态、液态或固态的天然水。人 类可利用的水资源，主要指某一地区逐年可以恢复和更新的淡水资源。
&##& 年，《水科学进展》编辑部组织国内有关专家对水资源的定义和内涵，进行了 较为深入的笔谈，提出了如下的观点：
贺伟程：水资源主要指与人类社会用水密切相关而又能不断更新的淡水，包括地表 水、地下水和土壤水，其补给来源为大气降水。
陈家琦：作为维持人类社会存在并发展的重要自然资源之一的水资源，应当是可以 按照社会的需要提供或有可能提供的水量，并有可靠的来源，且可以通过自然界水文循
4------------------------------环不断得到更新或补偿、可以由人工加以控制，水质能够适应人类用水的要求。
陈梦熊：一切有利用价值，包括各种不同来源和形式的水，均属于水资源范畴。
刘昌明：从自然资源的观点出发，水资源可定义为与人类生产和生活有关的天然水 源。
黄万里：人类所利用的水资源包括农业用水、工业和生活用水，河槽水流是工农业 用剩的水量，不应误作全国水资源。
曲耀光：水资源是指可供国民经济利用的淡水资源，它来源于大气降水，其数量为 扣除降水期蒸发的总水量。
施德鸿：不能把降水、天然水或地表水称之为水资源，犹如不能把海水、洪水、气态 水当作水资源一样，（要）把具有稳定径流量、可供利用的相应数量的水定义为水资源。
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