我国城市水资源综合利用现状.docx
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我国城市水资源综合利用现状
水资源综合利用规划研究综述
目录
一、我国水资源现状及形势[1]1
1.1水资源形势：
1
1.2水污染形势：
2
1.3水资源利用率：
2
1.4我国水资源综合规划任务及目标[6]：
4
二、国内外水资源利用战略规划部署5
2.1国外5
2.2国内8
三、城市传统水资源规划症结[2-3]：
11
3.1城市水资源规划模式症结：
11
3.2城市水规划内容症结：
11
四、国内水资源综合规划实施案例[4]15
4.1北京顺义区水资源综合规划：
15
4.2中新天津生态城水资源规划[15-17]：
16
五、雨水系统规划研究[9]19
5.1城市雨水系统现状分析：
19
5.2国外雨水综合管理进展20
5.3我国雨水管理进展24
参考文献（部分）：
26
一、我国水资源现状及形势[1]
1.1水资源形势：
根据2004年全国水资源调查评价成果显示，全国多年平均（1956—2000年平均）年水资源总量为28412亿m3，其中地表水资源量为27388亿m3，地下水资源与地表水资源不重复量为1024亿m3，我国水资源总量居世界第6位；人均水资源量2100m3，为世界平均的28%；亩均耕地水资源量1400m3，为世界平均水平的一半。
我国目前年用水总量已经突破6000亿立方米，大约占水资源可开发利用量的74%。
综合考虑各种可行供水措施，到2030年用水高峰时，全国多年平均供水总量达7113亿m3，占水资源可开发利用量的87%。
随着我国人口增长、城镇化进程和新农村建设加快、经济平稳较快发展、经济结构优化调整和人民生活水平日益提高，未来一个时期对水的需求及保障能力的要求将不断提高，水资源短缺的形势严峻。
1.2水污染形势：
2010年全国废污水的排放总量达到了750亿吨，河流水质的不达标率接近40%，其中丧失了利用价值的劣五类水占了20%。
水质污染和水环境破坏引发的水量流失将加剧水资源短缺形势。
1.3水资源利用率：
尽管我国的水资源利用效率有较大幅度提高，但与发达国家和世界先进水平相比还有较大差距。
我国与世界部分国家和地区水资源利用效率比较见表1。
1.4我国水资源综合规划任务及目标[6]：
国家发改委、水利部编制的《全国水资源综合规划（2010-2030年）》在保护生态环境和保障水资源可持续利用的前提下，综合评价我国水资源条件、环境承载能力、城市发展要求等因素，通过经济合理、技术可行的措施，确定水资源可利用量上限控制性指标约为8140亿m3，约占水资源总量的29%，在此基础上，以全面建设节水型社会，维护河湖健康；坚持统筹兼顾，合理配置水资源；坚持水资源综合管理，实行最严格的水资源管理制度为原则，制定了我国水资源规划目标。
规划目标和现状对比表见下表：
主要指标
现状（2008年）
2020年
2030年
全国用水总量
5910亿m3
6700亿m3
7000亿m3
万元国内生产总值用水量
195m3
120m3
70m3
万元工业增加值用水量
130m3
65m3
40m3
农田灌溉水利用系数
0.45
0.55
0.6
2012年8月6日，国务院以国发[2012]40号印发《节能减排“十二五”规划》（以下简称《规划》）。
对“十二五”时期的污染减排工作提出了3项主要任务，包括：
调整优化产业结构、推动能效水平提高、强化主要污染物减排。
确定了5个方面的主要污染物减排重点工程，包括：
1）城镇污水处理设施及配套管网建设、现有设施升级改造、污泥处理处置设施建设为重点，提升脱氮除磷能力。
2）以制浆造纸、印染、食品加工、农副产品加工等行业为重点，继续加大水污染深度治理和工艺技术改造。
加强重点流域和城镇饮用水水源地的综合治理。
推动受污染场地、土壤及其周边地下水污染治理，重点推进湘江流域重金属污染治理。
3）推进脱硫脱硝工程建设。
完成5056万千瓦现役燃煤机组脱硫设施配套建设，对已安装脱硫设施但不能稳定达标的4267万千瓦燃煤机组实施脱硫改造，完成4亿千瓦现役燃煤机组脱硝设施建设，对7000万千瓦燃煤机组实施低氮燃烧技术改造。
4）开展农业源污染防治。
5）控制机动车污染物排放。
通过实施减排重点工程，“十二五”时期共形成420万吨化学需氧量、277万吨二氧化硫、40万吨氨氮、358万吨氮氧化物减排能力。
二、国内外水资源利用战略规划部署
2.1国外
2.1.1美国水资源规划战略思想的转变[2]：
为加强水资源的综合管理,美国国家水资源委员会于60年代和70年代先后组织了两次全国性水资源评价。
1968年第一次全国水资源评价按传统的水需求出发,即需水与国民经济和人口的发展基本上是同步增长的原则,预测1965~2000年全国国民生产总值年增长率为3.1%~3.7%,全国总取水量年增长率约为3.2%,则2000年和2020年总取水量分别是1965年的近3倍和5倍多。
这种用水政策引起的用水经济、水污染和水文生态问题显然是难以承受的。
美国在1978年第二次全国水资源调查评价中,其指导思想和需水量预测方面,发生了重大的战略转变，评价的指导思想突出了环境问题，政策的中心强调了节水和水的循环利用以削减需水量的增长。
以加强制造工业循环用水为重点的第二次全国水资源评价的重大战略转变中,规划2000年与1975年比较,25年内总人口增加24%,国民生产总值（GNP）增长114倍,而全国总取水量目标要求,非但没有增加,反而减少约9%。
其中制造工业的平均循环用水率由1975年的54.3%提高到2000年的94.1%，取水量减少62%,约为第一次评价的1/4。
在制造工业规划总用水量基本相同（即工业技术进步因子基本相同）的前提下,第一次预测的2000年取水量和污水排放量分别高达31028和2165亿m3/d,分别是第二次评价的4倍和14倍。
因此,提高工业循环用水率不但减少取水量,缓解缺水困境,同时对于减少污水处理量,控制水污染具有极为重要的意义。
2.1.2美国城镇节水[2-3]：
为了推动和规范城镇供水企业采取节水措施。
降低需水量,从而取消、减少或推迟供水基建项目的建设，美国环保局于1998年颁布了城镇公共用水的《节水规划指南》,规定凡供水系统申请州饮用水周转贷款基金的,都必须报送符合该指南的设施规划，并由《美国安全饮用水法修正案》保障实施。
指南对不同规模公共供水系统,分别提出不同最低限度的节水措施和规划步骤。
其中对服务人口在1万以上的供水系统要求最高,对供水企业制定了一系列的节水措施要求,包括：
a）提供用户改装更换的成套节水器具;
b）普遍安装水表;进行管网压力控制;
c）供水记帐,确定未能记帐的供水损失与漏失量并采取相应降低措施;
d）按用户类别记录制水成本并据此定价,向用户提供信息和教育；
e）进行用水审计,协助大用户分析用水的费用——有效性,达到节水、节能、减污的综合效果;
f）提高绿化灌溉用水效率,制定干旱季节或紧急事故时的用水标准与法规;
g）在节水的同时,实现电力、药剂等其它资源的节约。
美国城市节水中,马萨诸塞州的大波士顿地区的节水成效被认为是美国最全面、最成功的计划之一。
大波士顿地区人口250万。
80年代出现缺水,1987年用水量416亿m3,至1991年更换了10万户节水器具后,用水量降为3186亿m3,节水16%。
按250万人口计算,人均用水由504L/d降至424L/d。
计划在以后的几年内,把安装节水器具的家庭再扩大到33万户。
如果按上述10万户的节水效果推算,改装33万户的用水器具后,将节水2亿多m3,比1987年的总用水量减少50%以上。
所以,有的美国专家认为,根据大波士顿的经验,每年人均用水125m3（342.5L/d）,便可满足城市生活、工业和商业用水的需求。
如果实现这个目标,将是城市用水的一次革命。
加拿大滑铁卢市,以节水代替从格兰德河和120km休伦湖调水的计划,不但保护了生态环境,还节省了计划投资8000万美元的污水处理厂建设。
加拿大安大略省计划20年内用水零0增长。
2.1.3国外可替代水源开发状况[7-8]：
a）污水治理回用:
到2000年,美国加州污水处理厂已经有234个,年利用循环水近6亿m3,覆盖3500万人口、4800个集中供水地区。
美国水循环再利用的实施在操作层面上,靠的是几个水循环工程的示范。
主要包括惠蒂尔峡谷（WhittierNarrows）地下水循环工程，二十一水工厂（WaterFac-tory21）地下水循环工程和欧文大农场（IrvingRanch）高层办公楼水循环工程等
日本东京于1984年出台水再利用指导方针,在此方针指导下,东京要求建筑面积超过3万m2,或日用水量达到100m3的建筑物都要利用循环水。
目前全日本大约65%的人口使用再制水,年均利用循环水1.5亿m3。
b）海水利用:
海水可以直接用作冷却水、电厂冲灰水、某些化工行业的直接用水、市政卫生冲洗用水等。
世界上许多沿海国家,工业用水量的40%~50%用海水代替淡水。
日本、美国、意大利、法国、以色列等每年都大量直接利用海水。
1980年全世界共有海水淡化装置2205台,淡化能力为884万m3/d,1987年增加到6300台和1504万m3/d。
到1995年底,全世界已有海水淡化设备11000台（套）,日淡化海水总量达2000万m3。
c）雨水利用:
目前的雨水利用,多数国家已从解决缺水地区的人畜饮水,发展到系统规划、设计、开发、管理等方面的研究上,雨水利用已成为开发新水源的有效途径。
在以色列南部的内盖夫沙漠中,雨水是惟一的水源,虽然年降水量仅100mm,却发展了农业并建立了城市,成为沙漠文明的典范。
2.1.4国外再生水利用事业发展及规划
国外再生水利用的法律制度
a）多元化和多层次的法律体系充分适应再生水利用管理需求
以美国为例，联邦及各州政府制定了多元化和多层次的法律体系充分适应再生水利用管理需求，在缺水地区以最大限度利用水资源为导向，在水资源相对丰富地区以促进更加经济的排污管理为导向。
b）再生水用途或饮用水禁止用途作出规定
规定强制使用再生水和不得使用饮用水的用途，是发展再生水利用、扩大再生水利用市场空间、为再生水项目提供明确市场预期的必需。
c）对各种用途再生水水质标准和监管作出规定
美国对各种用途水质、处理工艺、管网建设等技术标准，以及对水处理、水分配、用水设备和环境、健康问题进行的监管程序，其规定都非常详细。
d）消除再生水利用的水权冲突
e）规范再生水项目供需各方的权利义务
美国的相关规定覆盖了再生水供应商、批发商、零售商和用户，涉及费率和固定收费、折扣、服务条款和其他特定使用情况的协议。
国外再生水利用项目规划
世界卫生组织（WHO）对再生水规划制定的导则以及2004年修订的《美国再生水利用指南》的规划部分，代表性地反映了国外再生水规划的基本内容。
与再生水作为非常规、替代性水源的特殊性相对应，再生水项目规划集中关注可行性、合规性、比较性、成本有效性和技术环节的完整性。
其主要做法如下：
a）再生水利用项目规划以可行性分析为核心
b）再生水项目规划以合规性为基本前提
c）再生水项目规划以全面比较作为基本方法
d）再生水项目规划要求努力实现成本有效性
e）再生水规划必须实现技术环节的完整性
2.2国内
2.2.1国内水资源规划战略转变[1]
国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法,这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的,由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化、生物多样性锐减等不良后果。
近年来，面对我国水资源短缺的严峻形势，考虑未来技术进步因素和节水水平情况，我国借鉴西方国家发展经验，开始重新研究制定新时期我国水资源开发、利用、节约、保护的总体部署，加强水资源科学管理，促进水资源可持续利用。
自2002年起，国家发改委、水利部在全国范围内组织开展水资源综合规划编制工作，2004年完成《中国水资源及其开发利用调查评价》，2010年《全国水资源综合规划（2010-2030年）》得到国务院批复。
规划提出按照总量控制、定额管理、高效科学、合理可行、生态良好的原则，强化用水需求管理，严格控制需求过快增长。
规划以流域和区域水资源和水环境承载能力为控制，综合考虑全面强化节水、水价等各项需水影响因素，全国经济社会需水总量年均增长率控制在0.5%以内。
确定水资源可利用量上限控制性指标约为8140亿m3，约占水资源总量的29%。
在严格控制用水总量的前提下，规划以流域水资源可利用量为控制，在满足生态环境用水要求和退减挤占的生态环境用水的同时，按照提高水资源节约和循环利用水平的要求合理确定供水量，改变传统的根据水量需求单纯扩大供水规模的以需定供规划方式。
规划指出，未来供水量增加的途径主要是通过现有工程设施的挖潜配套与优化调度，在有水资源开发潜力地区适当建设新水源工程，以及加强污水处理回用、海水淡化及直接利用等。
实行最严格水资源管理制度，建立用水总量控制制度，是党中央从我国基本水情国情出发作出的重大战略决策。
《全国水资源综合规划（2010—2030年）》对2020年和2030年全国用水总量控制指标进行了规划安排。
根据规划安排，按照综合规划口径，在多年平均情形下，2020年和2030年全国用水总量力争控制在6700亿m3和7000亿m3以内。
2012年11月，党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策，报告强调：
“把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程”,由此，生态文明建设不但要做好其本身的生态建设、环境保护、资源节约等，更重要的是要放在突出地位，在经济建设、政治建设、文化建设、社会建设全过程中融入生态文明理念、观点、方法。
这就要求在城市规划层面将生态文明建设融城市经济社会领域全面考量，同步规划，从污染治理、环境修复转变为节约优先、保护优先、自然恢复。
关于生态文明建设的途径方式，十八大报告强调：
“着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展”。
2.2.2国内节水建设[3]
我国节水成绩巨大,1983年~1997年主要城市节水242.45亿m3,近10年来都保持每年节水20多亿m3,相当于每年少建设600万m3/d的供水工程（当然还包括相应规模的排水工程）,但是在未将节水量转换为供水规模的削减并实现以前,却不能说已经把这笔巨额投资节省下来了。
在我国当前情况下,实现这一转换,需要供水企业管理与经营体制改革的到位,以及有关规划、设计等方面,特别是当地供水企业和节水办坚持不懈的努力。
2.2.3国内替代水资源开发状况[6]：
其他水源开发利用主要有雨水集蓄利用、微咸水利用、污水处理回用、海水利用等。
现状全国雨水集蓄利用水量10亿多m3，主要在黄淮海区及长江珠江上游山丘区，预计2030年全国雨水集蓄利用水量将达到20亿m3。
现状全国微咸水利用量近5亿m3，主要在黄河和海河区，预计2030年全国微咸水利用水量将超过10亿m3。
现状全国污水回用量约20亿m3，2030年全国设市城市污水处理率将达到90%以上，全国城镇生活与工业废污水处理率达70%以上，废污水集中处理后的排放量将超过770亿m3，直接回用于工业和城镇公共用水的水量133亿m3。
现状全国海水直接利用330亿m3，2020年达到1000亿m3；预计2030年全国海水直接利用量将达到1500亿～2000亿m3，折合成淡水替代当量50亿m3左右。
我国其他水资源利用情况见下表：
水平年
雨水集蓄
微咸水利用
污水处理回用
海水淡化
其他水源利用总量
海水直接利用
2008年
9.6
4.9
20.3
0.3
35.2
330
2030年
20.4
10.6
132.6
2.1
165.7
1500
注：
数据采用2008年数据
2.2.4我国再生水事业发展：
截至2010年，我国共建成再生水厂343座，再生水管道总长5519km，再生水生产能力1967万m3/d，当年城市污水处理回用总量为28.3亿m3。
再生水利用主要用于农业灌溉、工业、景观环境和市政等方面。
我国再生水利用事业利用特点：
一是再生水事业整体发展水平较低。
再生水利用率不足10%，水质要求较高的高端利用少，主要限于少数严重缺水的大城市；再生水利用的法律制度远未完善；再生水利用的市场条件、融资渠道和产业基础均不充分；再生水利用的社会认知滞后。
二是发展再生水事业的紧迫性非常突出。
最严格水资源管理制度实施、水环境保护力度加大、污水处理设施能力快速扩张，都对我国再生水事业快速发展提出紧迫的要求。
2005—2009年，我国累计建成的污水处理厂数量和处理能力分别增长了120%和75%，处理总量已经与美国相当。
这显示了再生水事业巨大的发展潜力和压力。
三是我国再生水利用主要依靠地方性创新自下而上推动。
在规划、融资、相关法规建设方面，较之中央层面，地方政府表现更为活跃。
这种发展方式在现阶段有其必要性和优势。
三、城市传统水资源规划症结[2-3]：
3.1城市水资源规划模式症结：
目前，除城市总体规划、分区规划及控制性详规中对水资源和市政给排水规划的体现外，城市与水资源相关的专项规划主要包括：
水利部门编制的水资源规划；环保部门编制的水环境保护规划；市政部门编制的供排水规划等。
规划门类多，规划专业性强，但在规划模式上存在以下问题：
3.1.1规划任务单一，规划综合性低：
处在控制执行层面上的城市控制性详规和市政给排水规划设计中，仍主要以水资源配置适应城市发展要求为规划任务，与城市水资源规划、水系规划、生态规划等协调度不够，在规划层面上割裂了城市水系统与城市生态系统的完整性和相关性。
另一方面，市政工程规划中供水、污水、雨水及再生水各系统的相互衔接不足，没有形成统一的规划部署。
近年来，国内部分学者通过数学模型分析和实例验证得出效益最佳的水资源优化配置结果，结果表明在区域范围内将水资源与水污染控制、供水与排水作为一个整体进行综合规划,有助于水循环系统内在协调机制的探寻和宏观调控,并能够合理协调人类用水需求、生态环境可持续发展与工程经济效益等多方面关系,可望达到社会、经济与环境资源的优化配置。
3.1.2规划可执行程度低：
在城市控制性规划阶段，一方面缺少对区域资源禀赋、环境容量、规划布局、开发强度、产业结构等综合评价研究，将水资源利用、水污染控制、市政供水排水、雨水及再生水系统作为整体进行优化配置组合形成的综合性研究规划。
另一方面，在少数已有的区域水资源综合规划中，缺少控制性内容和执行细则，使得规划与建设脱节，成为概念性规划。
3.2城市水规划内容症结：
除了规划模式的症结外，传统水规划中的规划方法和使用技术也缺乏可靠研究基础，长期沿用的规划设计规范有许多已不适应环境资源条件和社会发展要求。
另外，缺乏先进规划理论的研究与技术开发。
这其中包括：
3.2.1城市传统供水规划主要症结：
a）取水供水规模问题：
传统供水系统规划主要根据规划人口数和设定的用水量定额计算需水量,从而确定供水规模,并且认为规模由需求确定,非供水系统本身所能改变。
国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法,这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的,由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化、生物多样性锐减等不良后果。
到了70年代初,美国水资源委员会已认为这种需水量与国民经济成比例地同步增长的作法,会导致大规模地开发新水源,在用水经济、水污染、水文生态后果上,都无法承受。
因此在美国第二次全国水资源评价中,要求对需水量加以管理,强调节水和水的重复利用,要求25年内取水量不增加,污水排放量减少25%。
此后美国便开始将综合资源规划法（IntegratedResourcesPlanning,简称IRP）引入供水规划中,即把供水系统需水方与供水方对需水量管理（即节水措施）最小成本的优选方案综合成为一个总体规划,降低系统的运行成本,降低对系统供水能力的要求,延长设施使用年限,减小新建工程规模,推迟或避免新的大型水源工程建设。
使节水量转换为供水规模的削减,达到节省扩建投资的目的。
b）用水指标的确定：
在目前设计中,生活需水量预测仍套用《城市给水设计规范》规定的”用水定额”。
将居民生、活用水和公共建筑用水综合在一起,用水定额选择的幅度很大;工业需水量预测不分门类,仍以城市全部工业万元产值平均用水量为估算基础,过于粗略。
另外，《城市给水工程规划规范》中给出的不同分区和规模的用水量指标变化范围较大不便于选取,而且用水量指标偏大不符合保护和节约利用水资源的要求,不能反映因节水措施的加强、水资源重复利用以及非传统水源利用而导致的实际用水量指标的下降，因此，城市节水和循环用水既没有转化为对水资源依赖的削减，也没有转换为供水规模的削减，没有达到合理节省建设投资的目的。
c）城市管网漏损问题：
控制城市供水管网漏损量是城市节水的重要环节，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%。
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。
我国城市自来水公司对制定与考核管网漏损指标,加强水表计量与管网检漏,已引起注意,但通过建立供水帐目,对未记入帐户水量进行分析,作为控制漏损的基础与依据,尚未见报道。
对于控制城市管网漏损量的规划措施，我国目前还主要集中在改进管材及施工的方法，城市管网漏损监控和供水压力控制方面的规划研究较为鲜见。
3.2.2城市雨水排水系统规划主要症结：
a）设计重现期的选取：
由于我国早期雨水排水系统设计主要借鉴苏联经验，注重节约成本，旨在以最小代价解决眼前问题，雨水系统设计标准不适应中国气候降雨特点和城市发展要求。
按照国家《室外排水设计规范》，重现期一般采用0.5～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3～5年。
然而在实际建设中，除“重要”与“严重”定义模糊外，多数城市在设计规划的时候为减少工程投入都采用了规范允许的下限。
以北京为例，建国初期北京城的排水网管设计重现期为0.5年，碰上“半年一遇”的“大雨”时就会产生积水，这完全在设计允许的范围之内。
而欧美、日本等发达国家对于重现期只规定最低限，而非一个区间：
纽约的排水重现期为10年，东京和巴黎是5年。
b）城市雨水径流的增加：
我国传统的雨水排水系统规划在“快速、高效的工程排水”原则下,着眼于快速将雨水从城市范围内排除,扩大雨水管道和城市河道横断面、减少糙率或开发分洪渠道等被认为是解决雨洪问题的最有效方法，随着城市化进程加快,城市地表不透水面积增加,天然地下水补给量减少,地表径流量增加,洪峰流量增大且时间提前,城市的防灾能力减弱，暴雨洪水灾害发生的几率大幅度增加,暴露了原有城市排水系统的弊端,反映了原有雨水处置理念与快速城市化进程的不相适应,
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