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健康水循環(huán)框架下的區(qū)域水資源綜合規(guī)劃方法及應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞：健康水循環(huán) 供需平衡 再生水 水資源保護 節(jié)制用水
論文摘要：提出了在健康水循環(huán)思路下的以供需水預(yù)測、節(jié)制用水、水資源保護為基礎(chǔ)的，綜合考慮水資源配置的水資源綜合規(guī)劃方法，改變了傳統(tǒng)的根據(jù)水量需求單純擴大供水規(guī)模的以需定供規(guī)劃方式。在水資源總量有限的條件下，從依靠技術(shù)提高用水效率、調(diào)整工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、降低用水定額、兼顧用水與生態(tài)用水等方面對需水加以控制管理；從一次性水源向再生性水源轉(zhuǎn)變，挖掘供水潛力；對飲用水水源地和一般水體涵養(yǎng)保護、供水排水、污水處理、再生回用進行全過程管理，實行地表水、地下水統(tǒng)一保護。最后，以北京市新城順義區(qū)為對象進行了區(qū)域水資源綜合規(guī)劃。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國水資源緊缺問題越來越突出，這就要求對水資源的利用方式應(yīng)當(dāng)由以前水廠一用戶一排放的單向利用轉(zhuǎn)變?yōu)樗畯S一用戶一再生的循環(huán)利用，即實現(xiàn)水資源的健康循環(huán)，使水資源的社會循環(huán)與自然循環(huán)能夠相互協(xié)調(diào)。
1水資源規(guī)劃研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)60年代0年代，人類對水資源的開發(fā)利用模式強調(diào)以自我發(fā)展為中心，導(dǎo)致河道斷流、地下水位下降、植被遭到破壞、生物多樣性銳減。人們逐步認(rèn)識到與水資源的內(nèi)在聯(lián)系，在進行水資源規(guī)劃時更多地考慮了水資源、生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟之間的相互關(guān)系。目前國外水資源規(guī)劃方法主要遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，將防止生態(tài)系統(tǒng)進一步惡化和改善生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量放在最優(yōu)先的位置，在水資源管理過程中積極地開展水環(huán)境質(zhì)量的改善工作。水資源的規(guī)劃重點放在控制水資源需求量上，采取多種節(jié)水措施，以保證現(xiàn)有水資源發(fā)揮最大效益，只有當(dāng)現(xiàn)有水資源量不足、確實需要增加水資源量時，才考慮開發(fā)新的水資源或?qū)で筇娲?如再生水)。水資源規(guī)劃的目標(biāo)則轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足現(xiàn)狀和將來經(jīng)濟社會開發(fā)的適度水資源需求量。同時，在規(guī)劃過程中應(yīng)用經(jīng)濟措施和價格手段，以及公眾參與的透明規(guī)劃方式逐漸成為發(fā)展趨勢。
國內(nèi)在很長的一段時間內(nèi)采取以需定供的水資源規(guī)劃方法，這種方法隱性認(rèn)為水資源量是取之不盡、用之不竭的，由此也造成了如河道斷流、地面沉降、海水入侵、土地鹽堿化等不良后果。在2002年以后，全國進行了新一輪的水資源綜合規(guī)劃編制工作，針對我國社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源的迫切需要，進一步查清水資源數(shù)量、質(zhì)量及其時空分布，在維系良好生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)水資源的供需平衡。
2規(guī)劃目標(biāo)及方法
2．1規(guī)劃目標(biāo)
健康水循環(huán)框架下的區(qū)域水資源綜合規(guī)劃應(yīng)當(dāng)為區(qū)域內(nèi)水資源可持續(xù)利用和管理提供依據(jù)，根據(jù)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護對水資源的要求，提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護和綜合治理的總體布局及實施方案，促進、資源、環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
2．2規(guī)劃方法
區(qū)域水資源綜合規(guī)劃方法的技術(shù)路線如圖1所示。在傳統(tǒng)規(guī)劃方法——現(xiàn)狀評價、供需平衡分析、方案比選的基礎(chǔ)上，以“健康、循環(huán)”為核心進行規(guī)劃。
“健康”即在規(guī)劃的全過程中體現(xiàn)生態(tài)保護的理念。
在需水預(yù)測中，除進行生產(chǎn)和生活需水預(yù)測外，還應(yīng)進行生態(tài)需水預(yù)測，其目標(biāo)為各個生態(tài)系統(tǒng)的健康等級不低于現(xiàn)狀，多數(shù)能夠有所改善。
增加了水資源保護的規(guī)劃內(nèi)容，通過水資源污染現(xiàn)狀調(diào)研及預(yù)測，結(jié)合保護目標(biāo)，制定污染源治理及地表水、地下水的保護措施，重點是建立規(guī)劃區(qū)污水收集、處理和回用系統(tǒng)的布局方案。
在建立水資源配置方案集的過程中，應(yīng)以生態(tài)環(huán)境保護作為衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，去除無法滿足生態(tài)環(huán)境保護目標(biāo)的方案。
在規(guī)劃方案比選過程中，除考慮傳統(tǒng)的水資源量和因素外，還應(yīng)加入生態(tài)環(huán)境保護因素，共同進行多目標(biāo)的優(yōu)化決策，形成推薦的規(guī)劃方案�！把h(huán)”的核心是規(guī)劃區(qū)內(nèi)污水的收集、處理、再生和回用。再生水回用應(yīng)根據(jù)需水預(yù)測成果分析可應(yīng)用再生水的項目，確定不同回用目標(biāo)的水質(zhì)要求及水量需求，由此確定不同規(guī)劃水平年再生水廠的規(guī)模、工藝、分布和服務(wù)范圍。
雨水收集利用也是“循環(huán)”的有機組成部分，同時也是面源污染治理的有效手段，應(yīng)在規(guī)劃區(qū)內(nèi)因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。
在健康水循環(huán)的框架下，應(yīng)改變傳統(tǒng)“以需定供”的規(guī)劃理念，通過“節(jié)制用水”抑制需水預(yù)測中不合理的部分，減少需水量。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)約用水和提高用水效率是節(jié)制用水的主要手段。通過對及進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，控制高耗水行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，鼓勵耗水量小、利用率高的行業(yè)發(fā)展;通過節(jié)約用水的分析來減少不合理的需水量。
通過上述圍繞“健康、循環(huán)”而建立的水資源綜合規(guī)劃，將得到由強化節(jié)水的需水方案和包含替代水源的供水方案所組成的水資源配置方案集。綜合考慮水資源、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境等多因素后可得到優(yōu)化的水資源配置方案。
3應(yīng)用案例
3. 1背景介紹
根據(jù)《北京市城市總體規(guī)劃》，順義區(qū)將作為北京市東部的重點發(fā)展新城之一，承擔(dān)主城區(qū)疏解出來的部分城市功能，是未來北京東北部城市化發(fā)展的核心地區(qū)。隨著順義區(qū)的快速發(fā)展，對水資源的需求將會發(fā)生較大變化，進行新的水資源規(guī)劃，協(xié)調(diào)水資源、社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系，勢在必行。為此，在健康水循環(huán)的框架下研究和制定了順義區(qū)的水資源綜合規(guī)劃，確定了2010年-2030年順義地區(qū)工業(yè)、城市及農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)與用水布局，在綜合考慮總體用水和供水方案后，給出了順義區(qū)水資源總體布局方案，對地下水、地表水、污水處理及再生水等各種供用方式進行了規(guī)劃，同時也對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)的用水來源進行了規(guī)劃，滿足了順義地區(qū)對水資源的需求。
3. 2相關(guān)規(guī)劃成果
①需水預(yù)測及節(jié)制用水
在生產(chǎn)需水預(yù)測過程中，考慮了順義區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，限制了高耗水行業(yè)的發(fā)展，合理抑制了需水量。
生態(tài)需水預(yù)測的目標(biāo)是各生態(tài)系統(tǒng)的健康等級不低于現(xiàn)狀，尤其是重點保護地區(qū)。生態(tài)需水預(yù)測分別討論了河流、林地、濕地、城區(qū)綠地、城鎮(zhèn)景觀水體的生態(tài)需水。通過計算給出了順義區(qū)的生態(tài)需水量及參與水資源供需平衡分析的水量。
節(jié)制用水除應(yīng)用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整手段外，還對工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活的用水節(jié)水進行了，制定了工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活的節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)，由此進行了節(jié)水潛力計算并給出了可行的節(jié)水措施。2030年順義區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活相對節(jié)水潛力如圖2所示。
根據(jù)生產(chǎn)、生活和生態(tài)需水的預(yù)測及節(jié)制用水分析匯總得到基本方案與強化節(jié)水方案下的順義區(qū)需水量(如圖3所示)。
②水資源保護
首先，結(jié)合水功能區(qū)劃及現(xiàn)狀水質(zhì)，確定了地表水分階段保護目標(biāo)，并計算了相應(yīng)的納污能力。根據(jù)對污染源現(xiàn)狀的調(diào)研，進行了污水及污染物排放量的計算和預(yù)測。由此制定了相應(yīng)時期污水處理廠的布局、規(guī)模及處理深度方案。
其次，從、城鎮(zhèn)生活、畜禽養(yǎng)殖污染源治理和水監(jiān)測、綜合整治等方面對地表水資源保護策略進行了規(guī)劃;由開采量和主要污染物因子控制提出了地下水資源保護對策。
�、酃┧A(yù)測
根據(jù)順義區(qū)的水資源評價，預(yù)測了不同規(guī)劃年順義區(qū)地表水和地下水的可供水量，同時根據(jù)實際情況給出了雨水集蓄利用方案。
在污水集中處理處置方案的基礎(chǔ)上，對再生水用途及回用潛力進行了分析，主要回用于生態(tài)用水，同時兼顧、工業(yè)及市政雜用用水。
�、芩Y源總體布局
由需水預(yù)測、節(jié)制用水、水資源保護及供水預(yù)測的研究成果，給出了順義地區(qū)的6個水資源配置方案，綜合水資源量、和生態(tài)環(huán)境等指標(biāo)，經(jīng)過供需平衡分析以及不同方案的比選，給出了推薦的水資源配置方案，并形成了水資源的總體布局(見圖4)。
�、菀�(guī)劃實施的效果評價
通過綜合評價給出了水資源綜合規(guī)劃的推薦方案，該方案實施后，順義區(qū)水資源供需不平衡的情況將逐漸得到緩解，地下水儲量虧損、地表水生態(tài)惡化等情況將逐漸恢復(fù)，最終形成水資源與、、生態(tài)環(huán)境之間的和諧關(guān)系。
規(guī)劃實施后，將集中力度實施水資源保護方案，其中包括城鎮(zhèn)污水集中治理工程、水環(huán)境綜合整治工程以及地下水源保護工程等，以上工程實施后順義區(qū)地表水環(huán)境質(zhì)量狀況將有很大改觀，水質(zhì)達到水環(huán)境功能區(qū)劃目標(biāo)要求，地表水因水質(zhì)原因而無水可用的狀況會徹底改變，地表水環(huán)境安全得到保障。除此之外，地下水也將逐步得到回補，水質(zhì)也將有所保證。
4結(jié)論
介紹了基于健康水循環(huán)的區(qū)域水資源綜合規(guī)劃方法，針對社會經(jīng)濟飛速發(fā)展、水需求量不斷增大與水資源量不足的矛盾，提出通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、節(jié)約用水、提高用水效率來合理地抑制需求，分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與水資源需求之間的關(guān)系；通過水資源保護使得水環(huán)境質(zhì)量逐步改善；通過開發(fā)替代水源及充分挖掘供水潛力來增加可供水量，從而實現(xiàn)水資源、生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟相互調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。
應(yīng)用該方法對北京市新城順義區(qū)進行了水資源規(guī)劃，在需水預(yù)測、節(jié)制用水、供水預(yù)測和水資源保護研究的基礎(chǔ)上，以水資源合理配置的推薦方案為基礎(chǔ)，確定了、城市及的發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)與用水布局，在綜合考慮總體用水和供水方案后，給出了順義區(qū)水資源總體布局方案。
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