（水利水电工程专业论文）延安市水资源优化配置中节水方案的研究.pdf

摘要 摘要 节水是水资源配置供需二次平衡中的主要措施，节水是缓解水资源短缺、供 需矛盾的长期有效途径，节水是水资源可持续利用的重要组成部分，其核心是提 高用水效率，减少用水浪费、减少污水排放量。节水可以减少排污，即减少了增 加用水量所需的供水工程的投资，又减少了排污量，节省污水治理费，净化了环 境资源、水环境，有利于土地资源、生物资源等，有利于人们的生存和身体健康。 2 0 世纪9 0 年代中期以来。延安市石油、煤炭大力开发、石化等高耗水工业 规模的急剧扩大，经济迅速发展，以及近年来城镇化率的提高、人口的增长，使 得延安市水资源的供给与经济发展之间的矛盾突显，水资源短缺造成的供需矛盾 日益尖锐，水资源短缺已成为延安市经济发展的“瓶颈”。工业用水挤占了几乎 全部农业用水，工业废水的不达标排放，造成地表、地下水资源的污染，境内 2 3 的河流受到污染，属类及以下水，水质污染进一步加剧了水资源短缺的局 面。 本文在收集水文资料基础上，评价延安市1 9 6 0 2 0 0 0 年多年平均水资源量， 彻底了解延安市水量家底。分析各行业现状用水特点及存在问题，挖掘各行业节 水潜力，结合国内外各行业节水水平及将来的发展目标，制定出延安市不同行业 节水用水定额及不同规划年节水方案，并计算出不同规划年节水方案的节水量、 节水投资、节水效果，提出经济可行的节水方案，同时提出实现该节水方案的保 障措施。对延安市未来2 0 3 0 年的各行业用水提供了经济可行的依据。为缓解 延安市水资源和经济发展之间矛盾以及延安市经济可持续发展具有重要意义。 关键词：水资源优化配置；节水定额：节水目标：节水投资及效果；保证措施 a b s t r a c t a b s t r a c t s a v 吣o nw i t c ri st t l em a i nm e 也o dt os o l v et 1 1 ep r o b l e mb e t 、v e e ns u p p l ya l l d n e e dd l m n gd i s t r i b l n i n gw a t e rf e s o l l r c ei nt l l es e c o n db a l a i l c ep e r i o d 锄di ti sa l s oa l o n g t e 珊卸de a c c t i v ew a y t or e l i e v et h es h o n a g eo f w a t e rr e s o u r c e m e a i l w t l i l e ，“i s a ni m p o n a n tp a r to fc o n t i n l l 。l b l eu t i l i z eo fw a t e rw h o s ek e yp o i n ti st oi m p r o v et h e e f f i c i e n c yo fw a t e r ，r c d u c et l l ew a s t eo fw a t e r ，d e c f e a s et h ew a t e rn o wv o 】u m eo f w a s t ew a t e b1 e s s e nt 1 1 ei n v e s m l 翎to fw a t e rs u p p l ye n g i n e 酣n g ，t os a v em o n e yo f h 锄e s s i n gw a s t ew a t e r ，b c a u t i f y 也ee r i r o 岫e mi e s o u r c ea n dw a 把re n 、，i m 啪e n t ， b e t t e rt 1 1 es o i lr e s o u r c e ，b i o l o g yr e s o u r c ea n ds oo n i naw o r d ，h u m a nb e i n gc a n b e n e 6 tal o t 行o ms a v m go nw a t e r 7 n l es c a l eo fi n d u s 订yo fy i m a nc i t y1 1 a se n l a r g e dm p i d l ys i n c et h em i d d l eo f n i n e t yo f 2 0 t hc e r r h l r yo i l ，c o a l 锄dc h e m i s 町协d u g t r yc a nc o n s 啪em o r ew a t e rt h a l l o t l l e r s t h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m y ，1 1 l em o u i n i n 哥u po fp o p u l a t i o n ，t h em 曲m t eo f t o w na l lm a k et 1 1 en e e do f w a t e rs u p p l ys h o n t h es t u a t i o ni sb e c o m i n gm o r el l 】唱e n t a r l dw a t e rs h o r t a g eh a sb e c o m et 1 1 eb ( ) n l e - n e c kw h i c hp r e v e m st h ed e 、屯l o p m e n o f e c o n o m yo f y a i l a nc i t y i i l d u s t r i a lw a t e rs e i z e st 1 1 el a 唱ep o n i o no f a g r i c u l t 埘址w a t e r ， u n q u a l i f i e dw a t e rd i s c h a 唱eo fi n d u s t r i a lw a s t ew a t c rp o l l u t e sb o 也e a n h ss u r f 如ea n d u n d e r g r o l 】i l dw a t e rr e s o u r c e s w h a ti sw o r s e ，a b o u t2 ，3r i v e r so f y 粕蛐c 耐h a v eb e e n p o l l u t e d ，t l l ed e g r e co fp o l l u t i o nb d o n gt ot l l ef i f u lg r a d e 1 1 1 ep o l l u t i o no fw a t e r q u a l 蚵m a k e sm es i t u a t i o nw o r s e t h ee s s a yb a s e so ns e l e c t i n g 抽f o n n 撕o no f h y d r o l o g i ca l l dv a l u e st h eq u 融t i t yo f p e f e 衄i a ja v e r a g ew a t e rr c s o u r c eb e 铆e e n1 9 6 0 2 0 0 0 t h ea u l h o rk n o w s w e l la b o u t w a t e rr c s o u r c eo fy 孤a nc i t ya 1 1 da i 瑚y z e st l l ec u r i n ts i t i l a t i o nr e g a r d i n gt ov a r i o u s i n d u s t r i e s ，c h a r a c t e r i s t i co f w a t e ru s a g e ，t l l ep r o b l e m si ne x i s t e n c ea n dt r i e st of i n do u t t h ep o t e n t 训o fs a v i n go nw a t e r a c c o r d i n gt oi n t e m a t i o n a la n dd o m e s t i ce x p e r i e n c e a st o s a v i n go nw a t e ra n dt h e 如t l l r ep u r p o s e ，s o m ep l a n so fs a v i n go nw a t e ra r e p r o v i d e d ，s u c ha sm a k i n go u tr e a s o n a b l ew a t e rf a t i n ga n dd i f f c r c n tt y p i c a ll a y o u t p r o g r a m n l ep l a nm u s tb ce c o n o m i c a la i l df e a s i b l ea n dc o n c r e t e f o ri n s t a n c e ，山e q u a n t i t yo fs a v i n go nw a t e ri sc a 】c u l a t e d ，t h ei n v e s t i n e n t ，t h ee 脏c ta r ea l s os t a t e di n t h ea r t i c l e a ih es a m et i m e ，s o m ep r o t c c t i v em e a s u r e sm u s tb ec 砌e do u tt or e a l i z e t h ep l a n n ep l a nw i l lp l a y sa ni m p o n a n tr o l et os e t t l et h ec o n t 豫d i c t i o nb e l w e e n w a t e rr e s o u r c ea n dd e v e l o p m e n te c o n o m ya n dp r o m o t et h ec o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n t 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 二，咕r 扣 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：士蜀拄翌导师签名： 第1 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 作为我国革命圣地的延安市已经一改原来贫穷落后、人烟稀少的面貌，特别 是近年来随着石油的大量丌发，石油、煤炭工业的大力、快速的发展，延安市经 济近几年来发生了天翻地覆、突飞猛进的变化。工业大幅度、快速度的发展是经 济发展的主导因素，随着高耗水二 业规模的扩大、经济快速增长向水的供给提出 了很大的需求。由于延安市地处黄土高原，属暖温带与中温带过渡区的高原大陆 性季风气候，年降水量偏少，在4 8 3 4 m m 6 3 0 8 m m 之间。降水量年际变化较 大，多集中在6 9 月份，占全年总降水量的7 0 左右，加之支离破碎的黄土面 貌受暴雨的冲蚀，使地表径流形成含沙量很高的洪水流失掉，造成可利用的水资 源量很少。 根据9 8 年对延安市的水资源统计可知，延安市在全省的土地面积比重为 1 8 ，耕地面积比重为9 3 ，人口比重为5 5 ，而水资源量仅占全省的3 1 7 ， 且耕地亩均地表水资源量3 0 4 6 5m 3 ，人均占有地表水资源量7 3 6 7 5m 3 ，分别 占全省耕地亩均地表水资源量8 9 2 2m 3 的3 4 1 5 和人均拥有地表水资源量 1 2 7 7 7 5m 3 的5 7 6 6 。因此，延安市是陕西省本资源最贫乏的地区之一，区域 水资源量严重不足，人均占有地表水量7 3 6 7 5 m 3 ，低于国际规定的中度缺水的 卜_ f 幔1 0 0 0 m 虬”，属重度缺水地区。延安市河流的天然水质溶解性总固体、总硬 度、p l 值较高，部分河流属于德咸水，且随着经济的发展、人类对环境的破坏， 境内五大河流中有三条以上主要河流的水质为、v 、劣v 类水；现有水库大 都是6 0 年代兴建的“三边”工程，大多数存在渗漏、淤积等隐患病害，属于病 险水库。而且因泥沙含量大，大部分水库淤积严重，蓄水能力低，失去使用功能。 一方碰经济发展对水的需求加大，一方丽本地区工程缺乏，降水量少，水质 恶劣使供水水量少，延安市水资源存在短缺问题。工程型缺水、资源型缺水和水 质型缺水以及三者的相互交织使延安市水的安全供应问题己成为威胁延安人民 生命安全的和社会经济迅速发展的“瓶颈”。为解决延安市水资源与地区经济发 展之间的供需矛盾满足延安市的可持续发展，研究延安市水资源优化配胃，本 课题主要从节水措施来提出缓解延安市经济发展与水资源矛盾的方案。 课题主要从节水措簏来提出缓解延安市经济发展与水资源矛盾的方案。 北京工业大学工学硕士学位论文 1 1 研究的目的和意义 延安市目前农业主要靠天吃饭，灌溉很少，农业要增产、发展需要水：石油 等工业迅猛发展需要大量的水；城市居民生活水平提高，城镇化率提高需要多用 水；环境改善也需要水。而延安市水资源量少质劣，供需之间有很大的缺口，从 节水方面寻求解决供需之间尖锐矛盾的方法，确保延安市的经济发展。 延安市的现状用水特点：农业靠天吃饭，节水灌溉工程由于地势及投资原因 发展规模很小，农业节水的潜力很小，这和我国大部分地区农业是节水的大头相 比具有明显的特点；石油等工业的租放发展、水重复利用率较低使工业有很大节 水余地；城市生活节水器具普及率低，城市管网老化、漏损严重，具有一定的节 水潜力，但因该地区水资源历来缺乏，造成农村、城市生活的用水定额普遍低于 现行陕西省制订的用水定额标准。这就提出了如何实现在长期缺水地区建立节水 型社会中的“总量控制，定额管理”的管理方法的理论与方法问题。 制定合理用水定额、寻求水资源匮乏的地区建设节水防污型社会的特色的解 决措施，对于缺水地区的水资源管理具有创新的意义。本课题通过研究延安市现 状节水水平、寻求节水点、挖掘节水潜力，寻求延安市经济可行的节水方案，保 障延安市水资源和经济的协调发展。 1 2 主要研究内容及研究重点 1 2 1 主要研究内容 延安市现状水资源评价，现有水资源量及可供使用的水资源能力；延安市 现状用水、各行业现状用水水平分析、当前用水存在的问题：延安市各行业节水 潜力分析，各行业合理节水情况下的用水定额；延安市水资源优化配置中可持续 发展的节水理论、措施和经济可行的节水方案。 1 2 2 研究重点 制定各行业节水用水定额、方案；提出可行的促进节水的措施。 第2 章水资源优化配置 2 1 基本概念 第2 章水资源优化配置 2 1 1 水资源合理配置 随着水资源合理配置实践的不断深化，水资源合理配置的概念逐步明确，其 内涵日益丰富，仍在不断发展之中。黄淮海流域水资源合理配置中提出水资 源合理配置的定义为：在水资源生态经济系统内，按照可持续性、有效性、公平 性和系统性原则，遵循自然规律和经济规律，对特定流域或区域范围内不同形式 的水资源，通过工程或非工程措施，对多种可利用水资源在宏观调控下进行区域 间和各用水部门间的科学调配1 2 】。 水资源合理配置的客观基础，是宏观经济系统、水资源系统和生态环境系统 在其发展过程中相互依存与相互制约的定量关系，这一关系集中体现在用水竞争 性和投资竞争性上。水资源合理配置的本质，。是按照自然规律和经济规律，对流 域水循环及其影响水循环的自然和社会因素进行多维整体调控。水资源合理配置 的目标，是兼顾水资源开发利用的当前和长远利益、兼顾不同地区和部门间的利 益、兼顾水资源开发利用的社会、经济、环境利益，以及兼顾效益在不同受益者 之间的公平分配。 2 1 2 水资源优化配置 水资源优化配置是在水资源合理配置基础上，根据资源、环境、经济协调发 展的原则，运用系统方法和优化方法，以高效利用为目标，按照流域和区域水资 源总体规划，在政府宏观调控下，运用市场机制，加强需水管理和用水定额管理， 以供定需，优化经济结构和生产布局，实行水资源总量控制。通过工程与非工程 措施的有效组合对水资源进行合理配置，力求不同形式的水资源、水资源与其他 资源、水资源区域间的配置合理，以及生活、生产和生态用水的配置合理，达到 经济效益、社会效益和生态环境效益三者的统一p j 。 水资源优化配置通过工程与非工程措施有机结合对不同形式、不同地区的水 资源在生活、生产和生态用水之间进行合理分配，达到经济、生态和环境效益的 统一。 2 2 水资源优化配置研究进展 具体的水资源配置行为而言，核心内容包括三个方面，一是水资源配置的理 论与模式，二是水资源配置的操作方法和实践手段，三是水资源配置的后效性评 价与识别。 从1 9 4 9 年以来，我国水资源配置大致经历了三个阶段，第一阶段( 1 9 4 9 1 9 6 5 ) ，是供水不收费，水资源配置由国家按需无偿配置；第二阶段( 1 9 6 5 1 9 7 8 ) ， 是在水资源所有权益和经营权益有所体现，但仍属于计划经济下的水资源低价配 置模式；第三阶段( 1 9 7 8 年至今) ，是我国水资源产权配置制度改革和政策变迁 的时期，经济杠杆成为主要的调控手段之一。另外，多元化配置也逐渐发挥效应。 2 3 水资源优化配置的原则 水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等活动，必须以生态系统为 依托，以可持续性、有效性、公平性和系统性为原则进行科学配水。 ( 1 ) 可持续原则为实现水资源的可持续利用，区域发展模式要适应当地水 资源条件，水资源开发利用必须保持区域的水土平衡、水盐平衡、水沙平衡、水 化学平衡和水生态平衡。只有在当地水资源利用达到承载能力时，才考虑跨流域 调水措施。在考虑跨流域调水时，应坚持“三先三后”的方针，即先节水后调水， 在受水区充分节水的前提下考虑从外流域的调水量；要先治污后通水，同步考虑 各地的供水增加与污水处理能力的增加；要先生态后用水，要保证用水量的增加 不会造成受水区生态环境恶化，并在可能的基础上逐步改善。 ( 2 ) 有效性原则。通过各种措施提高参与生活、生产和生态过程的水量的有 效程度。增加对降水的直接利用；减少水资源转化过程和用水过程中的无效蒸发； 一水多用和综合利用，增加单位供水量对农作物、工业产值和g d p 的产出：减 少水污染、增加有效水资源量，特定水质等级的水只能用于符合供水标准的用途； 遵循市场规律和经济法则，按边际成本最小的原则来安排各类水源的开发利用模 式和各类节水措施，力求在各项节流措施、各项开源措施和节流与开源之间的边 际成本大体接近。 第2 章水资源优化配置 ( 3 ) 公平性原则增加地区之间、近期和远期之间、用水目标之间，用水人 群之间对水量和水环境容量的公平分配。各地区之间要统筹全局，合理分配过境 水量；远近期之间，近期原则上要不断减少乃至停止对深层地下水的开采，作为 未来的应急水源；用水目标上，要优先保证最为必要的生态用水项，在此基础上 兼顾经济用水和一般生态用水，同时在经济用水中要在保障供水的前提下兼顾综 合利用；在用水人群中，要注意提高农村饮水保障程度并保护城市低收入人群的 用水。 ( 4 ) 系统性原则在流域间、流域内和水系等三个系统层次上对水资源进行 合理配置。在流域间层次上，将黄淮海流域作为统一的配置对象，进行水资源合 理配置；在单一流域层次上，统一调整流域内各行政区之间的用水权益关系；在 水系层次上，对干流和支流的水资源统一配置，对地表水和地下水统一配置，对 当地水和过境水统一配置，对原生性水资源和再生性水资源统一配置，对降水性 水资源和径流性水资源统一配置。从而在不同层面上，将水量平衡和水环境容量 平衡联系起来考虑问题，将流域水资源循环转化过程和国民经济用水的供、用、 耗、排过程联系起来考虑问题，用系统的原则来指导水资源合理配置。 2 4 配置的理论与方法 ( 1 ) 以现状供水能力为基础的水资源供需一次平衡水资源供需一次平衡分 析，在供水方面是以现状供水能力并考虑多年平均水资源量的衰减、在需水方面 是以现状用水水平且不考虑新增节水措旎的前提下，来分析用水需求增长情况下 的水资源供需矛盾。其目的是充分暴露未来供需中可能发生的最大缺口，为合理 配置节水、治污、挖潜及其他新增供水措施的分析工作提供定量基础。 ( 2 ) 以当地水资源承载能力为基础的水资源供需二次平衡水资源供需二次 平衡分析，是在一次平衡分析的基础上，立足于当地水资源，通过加大产业结构 调整力度和新增各项节水措施等来压缩需求的增长速度。通过治污回用和新建供 水工程等开源措施挖潜供水潜力，从而使一次平衡下的供需缺口有较大幅度地减 小。 ( 3 ) 以外调水补充当地水为基础的水资源供需三次平衡水资源供需三次平 衡分析，是在二次平衡分析的基础上，进一步考虑跨流域调水补充当地缺水后， 将当地水与外调水作为一个整体进行合理配置后的平衡分析。 北京工业大学工学硕士学位论文 2 5 水资源优化配置的基本手段 ( 1 ) 空间配置根据国民经济布局、供水水源和缺水状况，合理确定供水范 围。其重点是解决延安地区水土资源严重不相匹配的问题，使水资源保障条件与 生产力布局相互问更加适应。 ( 2 ) 时间配置根据水资源年内、年际的变化规律，通过水库、湖泊、地下 含水层的调节，以满足需水在时间上的要求。其重点是通过建设水库、各类小型 和微型的水利设施，解决春季天然来水过少，与灌溉农业的用水需求严重不相适 应的问题。 ( 3 ) 目标配置根据用水户的用水特定和重要性，确定各供水目标的供水次 序，进行部门之间的水量分配。协调各类用水目标，解决经济建设用水挤占生态 环境用水，城市与工业用水占用农牧业用水，以及水资源多目标利用中的竞争性 用水等问题。 ( 4 ) 水量配置地表水、地下水、再生水、微成水、海水淡化、外调水等多 种水源的合理调配。协调多种供水水源、提高供水总量和供水保证率，同时减少 无效蒸发，高水高用、分质利用、补偿调节，以节约资源和能源。 ( 5 ) 水质配景按用户对水质的不同要求，按原生水、中水、再生水等分质 配水。分质供水是在采用工程手段实现水资源合理配置的同时，辅以法律、经济、 科技、行政等方面的非工程措施。 上述水资源空间配置、时间配置、目标配置、水量配置、水质配置内容，是 实现水资源供需平衡的基本手段。 2 6 节水与水资源优化配置的关系 水资源的优化配置是要解决水资源的供需矛盾，均衡水资源区域间、行业间、 用户闻的水量分配，达到经济效益、社会效益和生态环境效益三者的统一，而节 水是解决水资源供需矛盾问题的一有效措施，是一项革命性措施，是水资源优化 配置中优先考虑的方法，因此节水与水资源优化配置具有密切的关系。 2 7 本章小结 介绍水资源优化配置的基本概念，水资源优化配最的基本原则、方法、理论 第2 章水资源优化配置 等。水资源优化配置是水资源可持续利用的必有之路，节水与水资源优化配置具 有密切关系，是水资源优化配置的第二次平衡的主要方案。 第3 章国内外节水水平与发展趋势 第3 章国内外节水水平与发展趋势 3 1 我国节水的现状水平与发展趋势 3 1 1 我国现状节水水平 31 。11 农业节水现状 ( 1 ) 农业节水工程现状到2 0 0 5 年底，全国节水灌溉工程面积已达到3 2 亿亩，占有效灌溉面积的4 0 ，其中喷、滴灌和微喷灌面积6 4 0 0 万亩，管道输 水灌溉面积9 6 0 0 万亩，渠道防渗面积1 6 亿亩；另外，还推广坐水种等非工程 节水面积22 4 亿亩，占有效灌溉面积的2 8 5 。 ( 2 ) 节水水平2 0 0 0 年我国农田亩均灌水量4 7 8 m 3 ，吨粮用水量7 0 1m 1 1 9 9 9 年) ，与1 9 8 0 年相比分别下降了1 7 8 和3 7 】，亩实灌水量下降了1 0 4 m 3 ，年 节水3 7 6 亿m 3 。2 0 0 0 年我国农业万元g d p 用水量为2 6 6 2m 3 ，比1 9 8 0 年下降 9 0 2 ，比1 9 9 3 年下降5 2 。扣除物价上涨因素比1 9 8 0 年下降了5 8 6 ，比1 9 9 3 年下降2 7 4 。 ( 3 ) 存在问题尽管近几年来我国节水灌溉发展很快，取得了一定成绩，但 农业用水浪费现象仍然十分严重，西北部分地区灌水定额高达每亩l l o om 3 ，最 高亩灌水量达2 0 0 0 m 3 ，与发达国家相比，用水效益相当低下。我国与世界上一 些国家农田灌溉用水情况比较见表3 一l 【4 j 。 农业节水主要存在的问题是： 认识尚未到位水资源短缺的严重性，冰资源短缺对国民经济、社会经济 和生态环境造成的影响还未引起人们的足够重视。一些地区为了眼前利益和短缺 经济效益，仍在过量和超采地下水，大水漫灌仍然存在。有的流域由于上游用水 得不到控制，己造成生态环境的严重恶化。 政策研究不够节水灌溉方面的政策、法规和规章制度建设相对滞后，农 业灌溉用水管理体制不适应市场机制的要求。特别是如何用经济政策鼓励和调动 农民的节水积极性，政府对发展节水农业和推广节水灌溉应采取哪些扶持政策、 以及对粗放用水应实施怎样的约束机制研究得还很不够。节水的立法工作相对滞 后。 技术水平较低全国节水灌溉面积只占有效灌溉而积的l ，3 ，渠道防渗和管 技术水平较低仝国节水灌溉面积只占有效灌溉面积的i ，3 ，渠道防渗和管 表3 1 我国与世界农田灌溉水量比较 t a b l e 3 - l i g a t i o nl a o d0 f a 印c u l t l l r eo nc h i n a dw 训d 灌水量占总用水灌溉面积 亩灌水量 国家年份各注 亿m 3 亿亩 m 。 1 9 8 03 5 8 08 0 76 ，1 35 8 3 中国 1 9 9 33 4 4 06 6 26 4 85 3 l 2 0 0 03 4 6 76 3 17 2 44 7 9 美国 1 9 9 01 9 6 04 2 俄罗斯 1 9 9 02 6 92 3 日本 1 9 9 04 5 05 0 澳大利亚 1 9 8 5 4 83 3 印度 1 9 7 53 9 3 09 2 7 法国 1 9 9 05 71 5 罗马尼亚 1 9 9 41 5 35 9 意大利 1 9 9 03 3 l5 9 2 0 世纪8 0 年代 2 2 0 6 0 3 4 16 4 6 全世界 2 0 0 0 年 2 5 8 5 04 0 76 3 6计划 道输水灌溉等方式仍占主导地位，喷灌、微灌等高效节水灌溉方式仅占有效灌溉 面积的3 1 ，与发达国家相比还有很大差距。节水灌溉设备品种少，质量低， 技术监督和质量检测工作亟待加强，节水灌溉制度的研究和应用仍是薄弱环节。 资金投入不足实现全国节水灌溉发展目标和对全国灌区进行以节水为中 心的改造，是一项规模宏大的工程，每年至少投入1 0 0 亿元。大型灌区普遍老化、 失修严重，节水改造所需资金尚无稳定的投资渠道，尽管国家每年安排了一定的 大型灌区节水改造资金，但地方配套资金往往不能完全到位，远不能满足灌区节 水改造的需求。 。 灌溉水价偏低目前，水资源( 包括地下水、地表水) 缺乏统一管理，农 业灌溉水价只有成本的三分之一，国有灌区的灌溉水价平均每m 3 只有2 分多钱， 因水价偏低，既不能发挥价格杠杆的作用，也不利于节水灌溉的普及推广。 3 1 1 2 工业节水现状 ( 1 ) 节水现状早在2 0 世纪7 0 年代党中央、国务院就明确提出，解决城镇 用水问题应坚持“开源与节流并重，近期以节流为主”的方针。1 9 8 3 年全国第 第3 苹国内外节水水平与发展趋势 一次节约用水会议召开以后，我国城镇的节约用水工作，逐步走上了健康发展的 轨道。 节水工作初步建立了法规体系，形成了管理网络8 0 年代开始，城镇节水 采取“三管齐下”的措施，一是取消包费制，二是普遍安装水表，三是提高水价， 并通过加强节约用水宣传、强化计划用水管理、厉行节水措旌，迫使企业采取循 环用水，一水多用，提高水的重复利用率。 工业用水年均增长率已逐步走上了“以供定需”、控制需求的道路。 工业合理用水的水平有了较大提高从1 9 8 0 年至2 0 0 0 年，工业万元产值 取水量由9 3 3 m 3 ( 含火电) 下降到7 8m 3 ，下降了9 1 6 ；工业万元增加值取水 量由2 2 8 8n 1 3 ( 含火电) 下降到2 8 8m 3 ，下降了8 7 4 ，扣除物价上涨因素，下 降了7 1 ，平均年下降6 ；其中从1 9 8 0 1 9 9 3 年下降5 2 2 ，年均下降5 5 ： 1 9 9 3 1 9 9 7 年下降2 7 1 ，平均年下降7 6 ；1 9 9 7 2 0 0 0 年下降1 6 g 平均 年下降5 9 。 工业用水的重复利用率不断提高全国工业用水重复利用率1 9 9 3 年约 4 5 、1 9 9 8 年约为5 5 。 污水排放量减少1 9 9 8 年县及县以上工业总废水2 9 8 亿1 3 ，比1 9 9 5 年减 少7 5 亿l n 3 ，其中处理回用1 8 9 亿m 3 ，占总废水6 3 4 ，比1 9 9 5 年提高了2 7 6 ； 工业废水排放量1 7 1 亿m 3 ，比1 9 9 5 年减少5 1 亿m 3 ，比1 9 9 0 年减少7 8 亿1 3 ， 有效地减轻了环境污染。 ( 2 ) 存在问题工业节水虽取得了初步成就，与国外相比还存在着许多问题： 工业节水的总体水平与世界发达国家相比还很低以重复利用率指标计， 我国目前城镇工业( 不含火电) 为6 3 ，全部工业( 含乡镇企业) 还不足5 5 ， 而美国制造业已达9 4 5 ，日本制造业1 9 8 9 年为7 5 3 ；以工业万元增加值( 人 民币) 用水为指标，美国为3 9 2m 3 ，日本为3 4 3 m 3 ，英国为3 1 3m 3 ，法国7 6 5 m 3 ，意大利5 4 9m 3 ，德国4 3 1 m 3 ，我国为2 8 8m 3 。 节水在行政区发展极不平衡2 0 0 0 年万元增加值取水量( 含火电) 计，天 津为7 1m 3 ，北京为1 4 1m 3 ，河北为1 2 lm 3 ，山东1 1 7 m 3 ，而广西为6 2 4 m 3 ，江 西8 8 0 m 3 ，青海4 7 3m 3 ，黑龙江5 7 lm 3 4 】。 许多企业，尤其是中小企业设备陈旧，技术和管理落后，重复利用率低， 节水水平还处在国际2 0 世纪五六十年代水平。 j 京工韭大掌王学硬士学谴论文 农村工业普遍节水水平较低农村工业总体取水量大，目前取水量约为城 泰一般工渡取零量的鼹猿；重复囊瘸搴低( 1 9 9 3 年铰受1 9 ) ，浪费水严黧； 废水处理熊力低下，污染严重，加之有的地方领鼯缺乏全局观念，环境意识差， 助长了水资源的浪费和污染，严重汾染了水环境。 工簸蒂瘩管理王据薄弱大多孬照没袁专门豹苇求管理撬构，鹱碜懿繁东 指标，节水定额制定严漾滞后。节水资金严重缺溅，没有固定投入渠道，缺迓纵 向指导和横向交流，影响了工业节水技术的发展和应用。 工嬷毒禺窝王照绫搀不合理囊予交逶运竣紧张等蹶嚣，犬逛、嚣溜及纯 工、冶金等高耗水行业丈部分在北方缺水地区。菜些地方领导受眼前局部利菔驱 动，引进围外限制发展的造纸、化正、印染等污染严重、耗水大的行业。 承侩璃鬣，遏制垒蝗苇本、浮瘩处理豹积极蠖。 ( 3 ) 主要工业杼溅节水现状 1 ) 火力发电火力发电是我国用水量晟大的工业。主要用水有锅炉补充水、 獯蓼冷却瘩秘洚获求。1 9 斡年王鼗矮瘩重复利爨率舞5 5 ，簇孛媛臻冷蠲惫厂 重复利用率为9 5 ，赢流冷却电厂中悫流冷却水之外的其他工她用水重复利用率 约为3 0 ；单位产品敬水量为5 2 9 m 3 历k w h ( 最先进企业单位取水量仅2 3m 万k w h ，麓承最多夔大予l 0m 3 历l 【w l h ) ，翔狳塞滚冷却取农霪螽约单像产瑟 取水量为4 1 3m 3 ，万l ( w h 。 2 ) 祗油石化石油化工行业1 9 9 9 年重复利用率为8 7 5 ；炼化业水堂复利 趸率麦8 8 ；燕工l t 琢演浆驳拳量擎筠豹2 珏户。滚缩整数我国纹镪努垒监达5 e 6 o ，大部分还较低，砸国外已大予5 o ，向零摊放发展；单位产品新水量和嗣际 先进水平箍距也较大，国外原油加工单位产品新水量o 5 m 3 a ，我国最好企业达 翼1 3 9 撇最差约5 。6 蠢鹿，平均丈懿2 斑3 曩；兹爝国终为l 。6 瓣玖，我霪簸建送 企业与翻外持平，但麓的高达6 0 1m ，平均水平为1 8 6 5m 5 ，t a 3 1 1 3 生活节水现状 ( ) 藏镶生活 1 ) 城镇用水现状城镇生活用水分两类，一为家庭生活用水，即住宅用水或 居住生活用水；一为公共设施用水( 主要是第三产业用水) ，包括机关办公、商 监骚务效、宾键饭痦、蒺疗、文像钵育、学校等竣麓爱承，逐酝摄缀证及邋潞浇 洒用水。反映城镇生活用水量的指标有人均生活用水量和人均居住生活用水量， 第3 章国内外节水水平与发展趋势 人均生活用水量反映了综合生活用水水平，人均生活用水量扣除人均公共设施用 水的部分即为人均居住生活用水量，它反映了居住生活用水水平。 随着人们生活水平的不断提高，特别是改革开放以来人民生活的迅速改善、 政府对供水投入的加大和城镇人口的快速增加，城镇生活用水量迅猛增长， 1 9 8 0 1 9 9 7 年年增长率达7 9 。此后由于水价的调整和节水水平提高，1 9 9 7 2 0 0 0 年年增长率降为4 8 ；城镇生活用水占总用水比例不断上升，已由l9 4 9 年的o 6 上升到1 9 9 9 年的5 2 。 2 ) 城镇生活节水现状全国城镇人均生活用水1 9 8 0 年为l1 7 l 朋，1 9 9 3 年增 长到1 7 8u d ，年均增长3 2 8 ，1 9 9 7 年2 2 0l h ，1 9 9 3 1 9 9 7 年年均增长5 4 4 。 1 9 9 9 年为2 2 7l ，d ，2 0 0 0 年2 1 9l ，d ，1 9 9 7 年以后由于节水水平的提高，人均生 活用水增长得到了控制。与国外发达国家相比，我国城镇生活水平还较低，但用 水量相对较高，节水水平较低。目前城镇生活节水措施，主要是加强节水宣传、 实行计划用水和推广使用节水器具。 3 ) 存在问题全民节水意识薄弱，尤其是南方地区；公共设施用水管理 薄弱，跑、冒、滴漏等常流水现象屡禁不绝；供水管道损失较大，全国平均 8 左右，个别中小城镇高达4 0 ；节水器具生产规模小、价格高、质量标准 不健全，致使一些价格低廉、质量低劣的小厂产品充斥市场，阻碍了节水器具的 推广；水价偏低，不利于节水。 ( 2 ) 农村生活用水现状我国农村生活用水总量随着时间的推进在逐步增 加，农村人口的生活水平和生活质量在逐步提高，2 0 0 0 年全国农村生活日用水 量为8 9 l 1 5 j ，但用水水平总体上还不高，老、少、边、穷地区还有几千万人畜吃 水难、饮水难，一些水量较丰沛地区因水污染造成的饮水困难十分严重。目前， 农村生活用水的主要问题是保障饮用水的供给。 3 1 2 我国节水发展目标 3 1 2 1 城市节水目标 ( 1 ) 节约用水放在首位，努力建设节水型城市以水资源的承受能力确定城 市的发展规模；城市节约用水要做到“三同时、四到位”。工业水重复利用率低 于4 0 的城市，在达标之前不得新增工业用水量，并限制其新建供水工程项目。 ( 2 ) 积极推广节水型器具，提高生活用水效率，节约水资源所有新建、改 北京工业大学工学硕士学位论文 建、扩建的公共和民用建筑中，均不得继续使用不符合标准的用水器具；各单位 现有房屋建筑中不符合节水标准的用水器具，必须在2 0 0 5 年以前全部更换为节 水型器具1 4 1 。 ( 3 ) 加快城市供水管网技术改造，降低管网漏失率争取在2 0 0 5 年前完成 对运行使用年限超过5 0 年及及旧城区严重老化的供水管网的更新改造工作【4 l 。 ( 4 ) “十五”期间，所有设市城市都必须建设污水处理设施到2 0 0 5 年，5 0 万以上人口的城市，污水处理率应达到6 0 以上；到2 0 l o 年，所有设市城市的 污水处理率应不低于6 0 ，直辖市、省会城市、计划单列市以及重点风景旅游城 市的污水处理率不低于7 0 。 ( 5 ) 逐步提高、理顺、完善促进节水的水价 3 1 2 2 农业节水目标水利部提出：“十一五”期间新增节水灌溉藤积l 亿亩， 全国节水灌溉面积达到4 2 亿亩，农业灌溉水利用系数由o 4 提高到o 4 5 ，全国 平均综合亩均毛灌溉定额比现状减少2 0m 3 3 0 m 3 。到2 0 1 0 年，全国节水灌溉 面积占总灌溉面积的比重提高到7 5 ，节水灌溉面积达到5 亿亩，灌溉水利用系 。数争取达到o 5 左右，全国平均综合亩均毛灌溉定额在2 0 0 5 年水平的基础上再 减少2 0m 3 3 0 m 3 。 3 1 2 3 工业节水目标国家经贸委、水利部、建设部等六部委提出的节水目标： 工业取水量增长率：在工业增加值年均增长1o 左右的情况下，取水量增长控 制在1 2 ，其中黄淮海和内陆河流域不超过1 ；重复利用率2 0 0 5 年提到6 0 ， 2 0 1 0 年达到6 5 ； 万元工业增加值取水量到2 0 0 5 年下降到1 7 0m 3 ：2 0 1 0 年 降到1 2 0 m 3 【4 1 。 ( 1 ) 火力发电节水发展目标火力发电厂的用水( 节水) 考核指标有两个， 即装机单耗率和产品单耗率。前者是瞬时单位最大供水量，即整个供水系统的供 水能力( 出力) ，以每百万千瓦装机容量需多少供水量( m 3 ，s ) 计算，其单位为 m 3 s g w ：后者是运行指标，即每生产1 k w h 电量需消耗的水量，以l ，k w h 计【6 】。 我国对采用循环冷却水系统的大型火电厂提出的用水指标见表3 2 所示。 ( 2 ) 石化主要节水技术指标【2 】石油集团“十五”节水计划中提出了“十 五期间要达到的主要节水指标7 】：加工1 吨原油用新鲜水1 m 3 ，乙烯用新鲜 水7m 3 ；炼油化工系统水的重复利用率整体达到9 5 ，重点企业达到9 7 ； 炼油化工系统循环水浓缩倍数整体达到3 5 4 5 ，重点企业要达到5 6 ；炼 第3 章国内外节水水平与发展趋势 油化工系统凝结水回收利用率达到7 0 ，重点企业要达到8 0 ；炼油化工系 统污水回用量达到3 0 ，重点企业要达到5 0 ：油田采油污水有效回用率达 到9 5 5 。 表3 2 火电用水指标 t a b l e 3 2u s ew a t e r 咖l n d a r do f 6 r 印o w e r e l e c t i o np l a i l t 目前 2 0 1 0 年 单机容量控制指标单机容量控制指标 m wm 3 孵wm wm 3 ，s g w 1 0 011 0 00 9 5 2 0 0 3 0 0 o 9 72 0 0 3 0 0 o 9 2 5 0 0 6 0 0 0 9 5 0 0 6 0 0 6 0 0( o 8 0 先进节水型火电厂 国外同类机组水平 目前我国北方地区平均装机单耗率为1 4 2m 3 s g w 1 5 6m 3 ，s g w ，而国外 为1 om 3 ，s g w ，先进水平为o 6 5 8m 3 s g w 。 3 2 国外节水的水平与发展趋势 3 2 1 国外现状节水经验 ( 1 ) 节流，提高水资源的利用效率节流是节约水资源，提高其利用效率的 最重要途径。目前国外节流的方式主要有三种：一是利用农业节灌技术、城市节 水器具及防渗漏技术等减少使用水量；二是对污水进行处理、回用；三是推行清 洁生产技术、活动。 ( 2 ) 大力开源，增加水的供应量国外许多国家都在积极运用集雨、海水淡 化、微咸水利用和调水等主要途径来扩大水源。 ( 3 ) 加强水资源管理体制与政策的合理安排，提高节水效率国外的节水经 验表明，加强水资源管理体制建设，运用必要的政策措施，是提高和实现节水效 率的重要途径。随着经济和社会的不断发展，制度创新、建立合理的水资源管理 体系，对于节水的作用越来越大。目前，各国在水资源管理体制与政策主要有建 立合理管理机构、制定合理的水权与水费制度、充分发挥规划的统筹指导作用及 运用法律手段规范水的使用及管理等。 北京工业大学工学硕士学位论文 建立合理的水资源管理机构，实现管理节水；建立合理的水权制度和水价制 度，实现制度节水；发挥计划的作用，实现规划节水；通过立法，实现法治节水。 3 2 2 国外节水发展趋势 随着世界高新技术革命的快速发展和对节水领域的不断渗透，世界各国对水 资源的节约日益呈现新的发展趋势。 ( 1 ) 创新节水的思想观念从重视水的利用转化为重视对水的保护、对水环 境的保护、对水质的保护；从重治理转化为重预防，鼓励新产品、新技术的开发， 已保护水环境，预防污染。 ( 2 ) 运用高技术实现节水嘲随着高新技术的发展和在各个领域中的运用， 高新技术在水资源的合理利用和节水中的作用越来越大，效果更加明显，并成为 一种主要趋势。如在农业灌溉中使用地面红外线测温仪，测定作物冠层或叶面温 度