重新认识中国的水资源、水污染和水利用

1．中国现状

1.1 水资源严重短缺

水资源总量为2.81×104亿吨，占世界第6位，而人均占有量却居世界第108位，是世界上21个贫水和最缺水的国家之一,人均淡水占有量仅为世界人均的1/4。基本状况是人多水少、水资源时空分布不均匀，南多北少, 沿海多内地少, 山地多平原少, 耕地面积占全国64.6％的长江以北地区仅为20％, 近31％的国土是干旱区(年降雨量在250mm以下),生产力布局和水土资源不相匹配，供需矛盾尖锐，缺口很大。600多座城市中有400多个供水不足，严重缺水城市有110个。随着人口增长、区域经济发展、工业化和城市化进程加快，城市用水需求不断增长，将使水资源供应不足、用水短缺问题，必然成为制约经济社会发展的主要阻力和障碍。

1.2 水资源污染严重

改革开放初期的只注重发展速度、忽视环境影响的粗放型发展模式，使水资源遭受严重污染：流经城市河段普遍受到污染，三江 (辽河、海河、淮河) 和三湖（太湖、滇池和巢湖）均受到严重污染，蓝藻时常暴发；在七大水系100个国控省界断面中,Ⅰ-Ⅲ类、Ⅳ-Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为36％、40％ 和24％。浙江中部海域、长江口外海域、渤海湾和珠江口等地赤潮频发，对沿岸鱼类和藻类养殖造成巨大经济损失。90％以上地下水遭到不同程度的污染，其中60％污染严重，城市地下水约有64％遭受严重污染，33％的城市地下水为轻度污染。全国污水排放总量呈逐年增加趋势，2006年到2009年分别为536.8、 556.8、571.7 和589.2亿吨。华北地下水重金属超标，局部地区地下水有机物污染严重，地下水饮用水源安全受到巨大威胁。更为严峻的是一些地区城市污水、生活垃圾和化肥农药等相互渗漏渗透，使地下水环境更加恶化，解决水污染的难度加大。

1.3 水资源的重复循环利用率偏低

工业生产用水效率低，导致成本偏高，产值效益不佳，单方水的GDP产出为世界平均水平的1/3。农业灌溉水有效利用系数为0.48左右。尽管在北京、天津等大城市实现了水的循环利用，工业用水的重复利用率超过90％，工业用水重复利用率超过80％，但全国大多数城市工业用水仍然浪费严重，平均重复利用率只有30-40％ ，2009年全国城市生活污水集中处理率平均为63.42％，无法与先进国家相比。加强污水技术改造和扩大重复利用的空间很大。

1.4 水资源的宣传和管理不到位

长期以来，水资源短缺现状的宣传教育力度不够，科学有效使用水资源的引导和督察不到位，工农业和生活用水管理处于缺失状态，水的立法工作严重滞后，再加上偏低的水价，各行各业及居民生活用水浪费现象普遍存在，民众节水意识淡薄，水资源管理工作有待加强。从未来发展看，水资源供需矛盾将更加尖锐。2010年总需水量为7300亿吨，可供水量仅有6200—6300亿吨，缺水量1000亿吨，城市缺水总量为60亿吨。发展节水型农业和工业，减少工业和生活污水排放，加强用水立法和监督机制，是当前一项重要工作。

2．应对中国水资源短缺的措施

2.1 应全面保护和审慎开采地下水

20世纪70-80年代的地下水开采量分别为572和748亿吨/年，20世纪末达到1058亿吨，之后维持在1000亿吨以上，每年以25亿吨的速度增加。全国657个城市中有400多个以地下水作为饮用水源，北方地区65％的生活用水，50％的工业用水和33％的农业灌溉用水来自地下水。北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃和新疆等许多地区地下水均处于超采状态。2008年已形成大小不等的地下水降落漏斗222个（浅层133个，深层78个，岩溶11个），主要分布在华北和华东地区，而在华北平原形成的地下漏斗约为3—5万平方公里，已成为世界区域性最大的漏斗分布区。在118个大中城市中64％的地下水属于较重度污染，33％的属于轻度污染。地下水已不同程度遭受有机和无机有毒有害物的污染，并呈现由点向面、由浅到深、由城市到农村不断扩展的趋势，北方污染程度比南方严重。从京津地区、长江三角洲、珠江三角洲等的“三致”（致癌、致畸、致突变）有机污染物到中东部城市和老工业基地的“五毒”（挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬）和其他重金属元素和石油烃的污染都非常严重，很多地方被迫打深井饮“深层”地下水， 但这可能造成地表沉降下陷、地层断裂、海水入侵和土壤盐渍化等地质灾害，并对城市基础设施构成严重威胁。因此，增加地下水开采无法从根本上解决水资源短缺的难题。

2.2 海水直接利用工作要加大力度

英、法、荷、意等国在火力发电、核电、冶金以及石油化工等行业的脱硫、回注采油、制冰和印染等方面，以及生活方面的冲厕、冲灰、洗涤、和消防等方面直接利用海水代替淡水。2010年世界海水直接利用量近6000亿吨，淡水资源节约效果显著。

在中国沿海的电力、化工、石化等领域，海水用于直流冷却和循环冷却、消防系统用水、海水冲厕等方面。2010年，海水直接利用量550亿吨，其中用作冷却水的占90％左右，其贡献率为16—24％。到2020年将达到1000亿吨，贡献率将提高至26—37％。海水直接用于化工、石化等行业领域的份额，相对于其体量和规模来讲，还远远不够，有待提升的空间很大。直接利用海水，将是解决沿海水资源短缺的主要措施之一。

2.3 海水淡化技术有待升级和推广

全球设有海水淡化厂1万多家，近1／40地区的世界人口靠淡化海水作为饮用水。已形成以多级闪蒸、低温多效和反渗透为代表的三大海水淡化主流技术。全球海水淡化日产量约为6348万吨，电耗在3度/吨以下，淡化水成本约0.5美元/吨，而海水淡化过程中产生的附加值，每年能提海盐5000万吨、镁和氧化镁260多万吨及溴20万吨。

中国海水淡化技术已进入加速发展期,主要采用低温多效和反渗透技术淡化海水。2010年日产淡水60万吨，成本相对较高，淡化海水价格从6元到10多元/吨不等，影响了其推广和应用,沿海居民用作饮用水的仅占海水淡化工程供水总量的13.6％。从区域分布看，在建和待建的多个海水淡化项目，大部分集中在浙江、山东、辽宁大连、天津等地，其中唐山曹妃甸工业区阿科凌、大连红沿河电站、青岛百发、浙江大唐乌沙山电厂等万吨级及以上海水淡化项目建成后，淡水能力将达到220万吨/日。到2020年，海水淡化量将实现250—300万吨/日的目标。目前海水淡化技术需要解决的技术和应用问题是：

首先，关键设备制造及新技术开发有待完善和攻克难关。如用反渗透法时，关键部件包括能量回收设备、反渗透膜和高压泵，分别约占设备总投资的1/3。须将浓水侧的高压加以回收以达到节能降耗的目的，当前，能量回收装置(能量回收率分别在50—80％和91—95％的离心式和正位移式) 全靠进口，90％的反渗透膜和大部分高压泵也依赖进口。国产日产千吨级的能量回收装置（能量回收效率在93—95％）、国产化反渗透膜（脱盐率约为99.4％）与国外膜的质量（脱盐率约为99.7％）相差不大，但高压蒸用新材料、级间抽汽和其他新技术的应用也有待提高 。

其次，海水浓水的处理技术有待改进和提高。海水经热法和膜法淡化后，除淡水外，还有约50％的浓水需排放，它是含各种化学药剂（杀菌剂、混凝剂和助凝剂、缓蚀阻垢剂、消泡剂和还原剂等）的复杂体系，直接排到海里，将造成热污染或化学污染。总体来说，浓盐水处理用关键设备已达到国外先进水平，但在高性能反渗透膜、预处理技术、大型高压泵与能量回收系统等方面还有差距。此外，低温多效蒸馏超大型蒸汽喷射器。

三相流海水均匀喷淋布液系统、传热强化及材料优化、装备腐蚀与防护、运行软件，多级闪式水平、浓盐水体积以及环境特征等处理费用约占总淡化成本的5—33％左右，需科学攻关才能解决有关问题。

2.4 苦咸水淡化能力有待提高

当前，世界各国苦咸水淡化方法，主要有蒸馏法 (多效蒸馏、多级闪蒸和压气蒸馏 )、膜法 (反渗透和纳滤) 和电渗析法（电渗析和频繁倒极电渗析)等多种，其中膜技术占绝对优势（反渗透占76％，电渗析占15.6％，多级闪蒸占2％，其他占5％）。目前超过15个国家的100多个科研机关正在从事苦咸水利用与淡化方面的研究工作。

中国苦咸水资源较为丰富，总面积为1.6兆平方公里，具有开采应用价值的微咸和中咸苦咸水资源量为20.05亿吨/年，其中微咸苦咸水为14.4亿吨/年，中咸苦咸水为5.65亿吨/年。以苦咸水淡化技术生产淡水，可作为淡水资源的重要补充。与其他国家的技术运用相比，中国淡化苦咸水的装机容量较小，自2005年以来维持在2.8万吨/天，只占世界苦咸水淡化产量（700万吨/天）的0.4 ％左右，开发利用潜力很大，开展苦咸水淡化膜法进行苦咸水淡化，有助于解决缺水的难题，此项技术应是解决中国水资源短缺主要的技术措施之一。

2.5 污水资源化是解决缺水的主攻方向

工业废水排放达标率一直在90％以上，工业用水重复利用率在80％以上，城市生活污水处理率在50％左右。工业和生活废水、化学需氧量和氨氮的排放量，从2006到2010年呈下降趋势，治污能力在提高。2010年城市污水再生水量占城市污水总量的比例为8.5％，到2015年将争取达到10％。2008年北京市再生水首次超过地表水的新用水量，占总用水量的18.4％，成为一个非常稳定的水源。当前，北京市的中水利用率为30-40％，每年利用中水6亿吨，在中国处于领先地位，但与中水利用率的理想值30-50％的目标还有一定的距离。2010年全国城市污水回收利用率为8.5％，与城市用水的需求有相当大的缺口。目前已具备技术力量和经济实力来进行污水治理资源化的工作。实现污水治理资源化，提高水重复利用率，是今后长期治理污水的工作重点，是解决水资源短缺的根本出路。

2.6 雨水资源化工作亟需重视和加强

大多数城市，主要以江河湖泊等地表水、地下水以及外调水（如南水北调）作为主要水源，对雨水的开发利用不够重视。雨水是继中水、海水之后的人类“第三水源”。中国平均年降雨总量为6.2万亿吨，除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统之外，通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为2.8万亿吨（仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚），是一个具开发价值的水资源。围绕雨水资源的综合利用，尽管中国已开展理论探索和科学研究 ，但在协调统筹雨水综合利用与排水设施规划建设、雨水综合利用与供水关系等方面还存在一些问题，相关的法律法规建设和技术规范与管理等工作滞后，各项基本设施不健全，再加上公众认识不足、公众教育缺失等原因，影响了其开发利用工作，使其重要性没有得到应有的体现。

很多大城市在雨水资源开发利用方面取得了积极成效。如起步最早的北京市，2006年，100个集雨项目共收集雨水200万吨，分别占全市年均降雨量、年用水总量的万分之二和万分之六，并且其成本比自来水低很多，每吨仅约0.1元。

3．未来展望

当前中国水资源短缺的矛盾越来越突出，此与水资源法律和监管体系建设缺失、发展理念不科学、基础水利设施建设滞后、构建节水型社会宣传引导不力等有着直接联系。今后制定解决中国水资源短缺的对策，应权衡长远发展和短期目标，建立符合中国国情和水情的法律法规和监管体系，将环境治理和经济发展同等看待，研发和引进世界上先进的水处理技术，开发新水源，提高水资源重复利用率，才可从根本上缓解水资源短缺的问题。

首先，在政策层面上，构建节水型社会，建立完备的水资源法律法规和监管制度，加强用水总量控制与再生水利用。

其次，在发展经济方面，培育符合中国国情的经济增长速度及规模，是解决中国水资源短缺的主要出路和努力方向。应摒弃过去以“大量生产、大量消费、大量废弃”为主要特征的增长方式，积极倡导确立以“低消耗、低排放、高效率”为理念的可持续循环经济发展模式。

再次，要完善地表水和地下水资源的监管体系，通过加大专项配套资金投入以及技术升级的办法，强化对水资源的保护力度，始终将水污染治理作为重要施政工作常抓不懈。

最后，要重视非常规水的利用工作。非常规水源的开发利用包括雨水和再生水利用两个方面。当务之急是做好四件事情，加强规划、增加投入、修缮设施、引进技术。改变传统思维定式，不能先污染再治理，应将保护与治理同等对待，做到将污染降到最低，把有限的资金用在刀刃上。

因此，提出符合国情的实施方案是必要和迫切的。简而言之，我国缺水问题由来已久，水生态环境恶化和污染日益严重的情势，无疑增加了恢复水生态环境和治理污染的难度，但亡羊补牢犹未晚也。而国家和各级政府制定颁布的水资源的法律法规，对水资源与经济社会发展、环境保护及可持续发展与人类健康的关系等都有科学阐述，相信中国水资源短缺问题的解决将指日可待。

原标题为《中国水资源现状及其未来发展方向展望》（有删减）

本文来自环境工程微信。

来源：给水排水

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