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我国城市供排水现状与问题

Tag:供排水  
一、城市用水及供排水设施建设情况

  (一)城市用水效率逐步提高。


  1.城市用水人口和建成区面积大幅度增长。快速的城市化进程为城市供水和排水设施建设、城市水业发展带来了极大的机遇和挑战。与1990年相比,2004年城镇人口由3.02亿人增加到5.43亿人,增长80%;城镇化率由26.41%增加到41.8%;城市用水人口由1.56亿人增加到3.03亿人,增加近1倍;城市用水普及率由48%增加到88.8%。与此同时,城市建成区面积由12856平方公里增加到30406平方公里,增加了1倍多。


  2.城市用水总量趋于平稳。城市用水主要包括生产用水、居民家庭用水和公共服务用水等。在城市用水人口和建成区面积快速增长的同时,城市用水总量并没有同步增长(城市年供水总量变化见图1)。1990—2005年,全国城市由467个增加到661个。城市供水总量由382.34亿立方米增加到1994年的489.46亿立方米峰值后,一直在466亿—476亿立方米之间波动。2004年和2005年分别达到490.3亿立方米和502.1亿立方米。



  城市生产用水在1994年达到313.61亿立方米峰值后持续下降,2005年降至209.8亿立方米,占城市用水总量的比例由68.8%下降到41.8%;城市居民家庭生活用水水平不断提高,由135.4升/人日增加到144.62升/人日。全国城市居民家庭用水由108.7亿立方米增加到2003年172.7亿立方米;公共服务用水始终保持在60亿—70亿立方米左右(见图2)。


  城市人均综合用水量(包括生活、生产和公共服务用水),是表征城市用水效率的一个重要指标。这一数字由1990年的230.47立方米/人年(631.4升/人日)持续降低到2005年的153.43立方米/人年(420.34升/人日),下降了30%左右。


  城市用水总量趋于平稳,是现阶段全国城市用水的主要特征。其原因主要是:产业结构不断优化升级,高耗水产业发展得到有效控制;水价提高起到了引导节水的作用;强化了节约用水管理;科技进步有力地支撑了用水效率的提高等。


  (二)城市供水水源结构和供水结构变化。


  1.在城市供水水源中,地表水所占比例提高。地下水开采量有所增加。1990—2005年城市取地下水的能力由4450.4万立方米/日增加到6331.21万立方米/日,增长了2236.77万立方米/日;日取地表水的设施能力由9769.9万立方米增加到18065.9万立方米,增加了8295.95万立方米,是取用地下水增量的3.8倍。地表水供水能力逐步提高,占总供水能力的比例由68.7%增加到74.39%,而取地下水的比例则由31.3%下降到25.61%(见图3)。


  2.市政公共供水和单位自建设施供水的比例发生变化。1995年以前,全国城市各单位自建设施供水能力始终大于市政公共供水企业的供水能力。1990年单位自建设施供水能力为市政公共供水日供水能力的1.42倍。1996年以后市政供水企业日供水能力开始超过单位自建设施能力,到2005年为单位自建设施供水能力的2.35倍。引起这一变化的原因,是由于城市加强了地下水资源管理,有效地控制了单位分散开采地下水,使得有限的地下水资源得到了更有效的开发利用。


  (三)城市供水设施建设持续增长,供水保障程度有所提高。


  1.城市供水设施建设持续增长。城市供水设施固定资产年投资由1991年的24.83亿元增加到2005年的214.08亿元,保证了供水设施建设的增长。1990—2005年,全国城市供水能力由1.422亿立方米/日增加到2.472亿立方米/日,增长了74%。由于城市供水能力的增长,城市用水的保证程度不断提高。


  2.城市用水“供需比”基本平衡。城市用水“供需比”即城市日供水能力与最高日需水量的比值,是衡量一个城市供水设施对供水保障程度的重要参数。这一比值从1990年的1.04上升到2004年的1.39,这是保障城市供水的正常范围(见图4)。20世纪80年代中期全国城市用水的“供需比”曾降低到0.86,那时不少城市经常出现用水高峰时要定时供水或停水局面,这一情形已不再出现。



  (四)城市排水设施建设加快,水环境质量有所改善。


  1.排水设施建设投资增长幅度较大。2000年首次出现了城市排水设施建设投资超过城市供水投资的情景。1991年、1998年和2005年相比,城市排水水设施固定资产年投资则由9.55亿元分别增加到154.52亿元和368.03亿元(2003年375.16亿元)。2000年以后投资增长幅度明显加快。1990年与2005年相比,城市排水设施建设投资占供排水总投资的比例由27.8%上升到62%(2003年67.47%);城市供水投资则由72.2%下降到38%(2003年32.6%)(见图5)。


  2.城市排水管网和污水处理厂建设明显加快。1990~2000年城市平均每年新建排水管道8400公里。进入21世纪后,建设速度更为加快,全国城市平均每年新建排水管道近20000公里。城市排水管道由1990年的5.78万公里增加到2005年24.1万公里。在此期间,城市污水处理厂建设也有了大幅度增加,由80座增加到792座。在1995年以前,全国城市平均每年新建成污水处理厂12.2座,1995年以后,平均每年新建成污水处理厂73座,是原来每年建设的6倍。


  3.城市污水处理能力和污水处理率稳步提高。1996—2005年城市污水处理能力由1153万立方米/日增加到5725万立方米/日,增加了近5倍;其中,84%采用二级生物处理工艺。1991年城市污水排放总量299.7亿立方米,2005年上升到359.5亿立方米;污水年处理总量则从1991年的44.5亿立方米持续增加到2005年的186.8亿立方米,增加了4.2倍;污水处理率也由14.9%增加到51.95%。城市水环境质量总体上恶化的趋势得到控制。一些城市水环境质量有了明显的改善。


  二、需要引起重视的几个问题


  (一)对城市缺水问题的讨论。


  在多种因素的综合影响下,城市用水效率不断提高,人均综合用水量还将持续下降。这不仅是我国城市用水的变化规律,也是世界发达国家用水变化所经历的过程。应依据水是可以再生的原理,发挥价格杠杆作用,通过不断提高水价的办法,促使水资源短缺城市增加重复用水去解决新增用水需求。


  应以城市用水现状和发展规律为基础,解决城市缺水问题。目前,在一些政府文件和媒体上,经常见到关于我国城市缺水问题的这种说法:“我国660个城市中有400个城市缺水,其中100个城市严重缺水,每年因缺水造成的损失超过2000亿元……”这样的说法是不准确的!事实上,一般年份全国城市基本上可以保证供水需求;城市供水设施能力保证高峰日供水量尚有20%-50%的富余。但我国确实存在部分城市水资源相对短缺的问题,特别是北方和沿海城市,在连续干旱年份,水资源短缺威胁着城市用水安全和可持续发展。对于用水或缺水预测,关系到对城市未来供水设施建设和投资决策。目前,不少城市在规划未来用水时,较多地采用城市用水与经济发展、人口或建成区面积同步增长的关系,尽管也考虑了一定的弹性系数,但预测城市缺水的结果往往与客观实际差异甚大。因此,必须认真研究现阶段我国城市用水变化的客观规律,对城市用水的未来需求、缺水程度等作出恰如其分的评价,在此基础上进行相关决策才可能避免较大的失误。


  (二)关于城市供水水质问题。


  2004年10月建设部组织对全国36个重点城市进行的供水水质监督检查结果令人十分担忧:在采集到的634个水样中,对照原有的“生活饮用水标准”,市政公共供水全分析样品的合格率为90.11%,二次供水合格率为80.83%,各类单位自建供水设施供水合格率只有45.12%。


  新颁布的国家“生活饮用水卫生标准”即将实施。与1985年国家标准相比,新标准检测项目在原有35项基础上将增加70余项,包括有机物、农药、消毒副产物等毒理指标和微生物指标。项目检测条件要求高。但目前大部分城市还没有办法对相当一部分检测项目进行检测。为满足新标准,相当部分城市供水处理工艺需要进一步改造。


  对城市供水水质的监督管理,直接涉及公众健康和安全。为适应新标准的办法实施,应进一步加强现有城市供水设施工艺改造和旧管网更新力度;加快供水水质监测设施建设,提高水质监测能力;除建设主管部门加强供水水质管理和卫生部门的监督外,应像国家食品药品相关质量监督部门对食品药品等的监督管理一样,制定定期监督检查制度,加大检测频率,加强公众的参与和监督。


  (三)地下水的合理开发利用问题。


  地下水水质好,有多年丰歉调节作用,供给稳定,以及取用处理成本低和供水相对安全可靠等优点。我国地下水资源比较丰富,约占全国水资源总量的1/3,从而成为北方城市的重要供水水源。目前,在地下水资源较丰富的河北、内蒙古、山西、山东和陕西等省(区),以地下水作为城市主要供水水源的供水能力占总供水能力的比例分别为73.8%、63.9%、70.0%、52.5%和53.8%。北京、陕西、内蒙古、辽宁、黑龙江、山东、河南、陕西和新疆等地的比例也在30%—50%之间。


  地下水开发利用中出现了一些不可忽视的问题,需要引起重视。一方面由于过量超采地下水,导致以城市为中心的地下水位下降漏斗不断扩大连成一片,并诱发地面沉降、海水入侵等环境问题;另一方面由于地下水补给区植被破坏,湖塘湿地萎缩、干涸,城市固化不透水地面大量增加,河道和灌渠衬砌不透水护坡等原因,使地下水原有补给通道被阻隔,原有水流循环体系遭到破坏;此外地表水污染、未经处理的垃圾堆放等,也使部分地区地下水遭受不同程度的污染。


  长期以来,我国实施着地下水的低价政策,事实上在引导、鼓励过量开采地下水;多头管理也导致地下水的过量开采;目前采取的管理措施,只是着眼于限制或控制地下水的开采量,没有收到预期效果。究其原因是对地下水在自然循环中对生态系统的影响和作用缺少深刻认识,对地下水补给、径流、贮存与合理开发利用要在从总体上保持平衡并未认识。认识上存在的误区,管理上的缺位,导致政策和措施上的局限性。


  (四)城市供水管网漏损控制问题。


  城市供水管网漏损水量难以直接测量。按我国《城市供水管网漏损控制及评定标准》定义,城市供水漏损率为城市供水总量与有效供水量(售水量与免费供水量之和)之差占供水总量的百分比。其差值实际上包括了漏耗损失、计量误差和未授权用水等。近些年来中国城市供水损失率有增加的趋势。其中市政公共供水损失率由2001年的15.73%上升到2005年18.2%;而城市(单位自建)供水设施管网漏损率2001年和2005年的值分别为53.7%和46.0%,即约有一半的水被损失掉了,仅占城市供水总量30%的单位自建供水设施的漏损水量却占全国城市漏损量的50%。说明城市供水漏损的大户是城市单位自建供水设施的管网。


  不同城市单位供水规模的供水管网长度差异很大。为比较城市供水损失控制管理水平,国际上常用单位管长供水损失率(立方米/公里·小时)来衡量比较管网漏耗等的控制情况。我国城市市政公共供水单位管长供水损失水量的绝对值为欧洲发达国家的4.3倍左右,比世界各国平均值还高65%(见表1)。这说明,中国城市供水管网漏损控制的潜力还很大。



  城市供水管网漏损率并非降得越低越好,存在一个“经济漏损率”,即相对一定资金投入的最小漏损率。根据我国目前实际,供水管网漏损基准值定为12%比较合适。中国城市供水管道漏损率较高的直接原因是:有相当一部分管道铺设年代久远,老化严重;在相当长的时期内我国使用了性能和质量较差的灰铸铁管;管道施工质量、管道基础和接口质量等也对漏损产生直接影响;供水管道漏损控制机制和控制体系缺位,缺少供水漏损控制的动力则是供水管网漏损率高的深层次原因。


  三、关于城市水务发展的一些思考


  总体看,城市供水能力不断提高,污水处理在技术上也没什么问题。但目前需要解决的问题是,污水处理厂的运营主体定位、运营维护费用以及政府作用等。


  (一)总体思路。


  ——水资源开发利用坚持开源与节流并重,节流优先、治污为本、科学开源、综合利用的原则,为城市提供安全可靠用水保障和良好的水环境。


  ——转变传统用水方式,充分利用水可再生的特征,大力发展再生水的利用,提高用水效率。以保证有限的水资源来支持社会和经济的可持续发展。


  ——采取综合措施,防治水污染,保护城市供水水源和水生态系统,减少地下水不合理开发引起的地质灾害。


  ——采取综合措施确保城市水务系统的供给安全和水质安全,维护社会稳定。


  (二)需要采取的对策措施。


  ——鼓励建设地下水、地表水和多水源的城市供水系统,提高城市供水资源保证率;建立枯水季节和连续干旱年的供水应急预案;加强供水系统的安全和卫生防护,提高供水系统的可靠性;北方水资源短缺的城市应建设污水再用处理设施,雨水收集与利用设施;有海、咸水资源的城市应考虑充分淡化海咸水的利用。积极推进区域供水,发挥供水规模效益,促进水资源合理配置,推动城乡供水一体化;继续提高城市和城市郊区的供水普及率。


  ——加强法规、标准和规范体系建设,依法规划、建设和管理城市水务;按照《城市供水水质管理规定》要求,严格执行新颁发的《生活饮用水卫生标准》,积极改造净水工艺,健全城市供水水质检测网络,加强城市供水水质监督和管理。


  ——继续加强节约用水管理,建立科学水价体系,形成节约用水的水价激励机制和价格体系;进一步提高地下水资源费的征收标准;所有城市应尽快征收污水处理费,水资源短缺城市要实行超计划用水高额累进加价制度。加强对城市单位自建供水设施供水管网漏损的监督管理,加快城市老旧管网改造,采取综合措施,对供水管道的规划、选材、设计施工、日常维护,进一步减少供水管网漏损。


  ——积极推进城市污水处理设施建设,对封闭或半封闭的受纳水体应建立具有除磷脱氮功能的污水深度处理设施;独立于城市排水管网的居民区或工厂应采用分散的、多种人工与生态净化设施相结合的方法就地处理。


  ——依靠技术进步,研发和推广应用新材料、新工艺和新设备,提倡采用不用水或少用水的生产工艺,提高工业生产用水重复利用率;提高农业用水、工业用水和生活用水效益;加强城市供水排水管网建设和更新改造;引进、开发和推广强度高、水力条件好,施工简便、可靠程度高的新型管材和多种管道维护、更新技术和设备。推广应用节水型用水器具;积极采用现代信息技术与控制技术改造和装备城市供水排水系统,提高系统服务质量,运行效率和安全可靠性。


  ——运用多种媒体,大力宣传和动员广大群众积极参与建设节水型企业、节水型城市和节水型社会的活动。