張杰：城市水系統健康循環理論與方略的研究

時間：2009-12-08 來源：水世界 作者：張杰

我們把污水中的渣子看成是污染物和廢物，把廢水看成污濁之水，這種理念是正確的嗎？如果把污水中的氮磷有機物及各種雜質看成資源進行回收，把污水看成寶貴的淡水資源進行再循環，而不只是收集、末端處理和排放污水的任務，兩種不同觀點就賦予了排水系統兩種相反的任務，就會產生排水系統的革命。排水系統應該升華為污水再生、再利用、再循環，區域雨水儲存、滲透、利用與排除，植物營養物的循環利用，能源物質回收。城市排水系統的功能必須變革。

城市水資源的概念已經多元化了，以前一直把自然徑流看成我們的水資源，對污水再生、其它非傳統資源并沒有重視，我們的城市水資源，雖然還是流域內自然水資源，但是人類取用水資源必須有節制，應與生態平衡和水資源可持續利用為原則，超過了這條底線就產生了水危機，如果社會用水達到了健康循環，每個城市都可以就近取用天然徑流，就不必用科技力量長距離源頭取水，更不需要跨流域爭奪他流域的水資源。長距離、跨流域調水將強烈改變自然水循環的規律，會帶來意想不到的生態平衡和環境問題。第二方面，城市污水再生資源，如果我們將城市污水廠變成再生水廠，就可以產生再生廠，建立城市再生廠供應系統，可以替代自來水用于工業、景觀和非生活用水，城市污水的產生量一般是用水量的70%左右，而城市用水量之中為我們直接飲用和身體密切接觸的水量僅占全部用水量的30%，其余的都是可以用再生水所代替的，城市需水量取用資源水的徑流量就會大大減少，城市污水是城市第二水源。第三方面，節水資源，減少水量消耗和改變用水方式，降低城市用水需求，也可以視為一種資源，確實減少了城市對水需求的壓力，也是城市不可伙食的水源。此外、城市雨水和沿海城市的海水都可以作為城市水資源。

我們提出了循環城市水系統的模式，在人類經歷數千年漫長的否也經濟之后和快速發展之后，人們越來越認識到解決資源短缺和可持續發展的問題唯一的出路是建立循環型社會，其中水的循環利用是循環性社會的基礎，創立循環型城市水系統的模式是我們的任務，在循環型城市水系統中不但有安全可靠的供水系統，還有完善的污水再生、再利用系統，自來水從采取到排放到下游水體之間已經高效的利用多次，通過高質量排放再生水使社會用水循環與資源水位循環密切的聯系起來，除此之外還應該有營養物質的健康循環系統，經發酵分解生產有機肥料，回歸農田。城市水資源和植物營養素的健康循環，就構成了循環城市的基礎，在一個流域內城市間上下游城市共享人類水資源，充分體現流域水資源利用方面的公平性、共享性和人與自然的和諧，保障河流生命和有活力的生態系統，形成了以流域為單位地理單元的水資源共享模式。

什么是城市水系統健康循環呢？內涵有兩方面：一是城市水系統健康循環，另一個是城市食物資源消耗的健康循環，城市水系統的健康循環要就城市用水和食物消耗同時達到健康循環，城市用水健康循環就是在水的社會循環中應該尊重自然循環的規律，控制源頭污染，同時將用過的污水進行再凈化，實行再利用、再循環，使得上游地區的用水循環不影響下游水域的水體功能，水的上游循環不損害資源水文循環規律，維持城市以及流域的健康水循環，實現水資源的可持續利用。城市食物資源的消耗的循環主要是食物中富含的氮磷鉀營養素的循環，是自然界植物營養素循環的分支，城市物質資源流的健康循環，就是不切換、不損害植物營養素的自然循環，不產生植物營養素的流失。

三、城市水系統健康循環實施方略

城市健康水循環第一方略是節制用水，在水資源開發利用中，不僅要節省、節約用水，還要根據地域的水資源狀況制定調整產業布局，促進工業改革，提倡節水產業和清潔生產，通過法律、行政、經濟和技術手段，在宏觀上控制社會水循環的流量，節制自然取水量，減輕社會循環對自然循環的干預，實行節制用水、節約用水。

第二方面，城市污水的再生、再利用與再循環，城市污水是寶貴的淡水資源，突破污水處理達標排放的傳統理念，建立含污水處理、深度凈化、管道輸送在內的以城市污水為源水城市再生水供應系統，實現城市污水的再生再利用和再循環，將城市污水變成了城市的穩定的第二水源。再生水除作為本城市主要資源之外，經過深度凈化的高質量的再生水還可以排入水體，作為下游城市水源的一部分。以流域為地理單元，在流域城市中規劃各個城市污水再生系統，與流域水功能相結合，實現流域內城市群間水資源的重復和循環利用，就會獲得整個流域最佳的水資源生態效益、經濟效益和社會效益。污水廠污泥回歸農田做農業肥料，存在著氮磷鉀的循環，一般從生產者、消費者、分解者再到生產者，污泥富含植物營養素，回歸農田是它的正當歸宿，是自然界物質循環的規律所決定的�；謴统鞘杏晁�水文循環的途徑，天然降水是維系整個陸地生態系統的基礎，是地表、地下徑流的來源，在城市總體規劃中，應該充分考慮雨水的土壤滲透、調節和儲存，應充分利用天降水補充地下水，以維護城市雨水自然循環的途徑。污染復合源頭分離，源頭分離減輕污染復合，顯然是最簡單、最經濟的辦法，不但要提倡工業企業清潔生產，廢棄物的再生利用，生活垃圾如果能通過微生物分解產生營養素氮磷鉀等，再供農業生產食物，供人們消費，這樣人們的食物就可以閉路循環了，人類就回到了自然生態的生物系之中。最后，流域水循環的綜合管理，相互依存，互相制約，存在著因果關系，水環境不是每個城市和某個地區的，流域的，因此管理水環境基本地理單元應該是流域，在明確的流域地域內建立跨部門、跨行政區域的權利機構，貫徹《水法》，保護江湖流域水環境的健康。這種流域管理，政府和2002年《水法》中規定的我國水資源實行流域管理與行政區劃管理相結合的制度。

四、應用實例

多年來做了幾個城市水資源和城市中水道的規劃，深圳、北京、大連，還有國家中長期規劃中的城市水系統健康循環的研究，在這方面貫徹的主要思想：節制用水、污水再生、再利用、再循環，規劃城市中水道系統。北京市在全國率先實行了循環水務理念，取得了相當豐富的成果，其他城市也在這方面做了大量的工作，在污水再生、再利用、再循環方面得到了共識，在這方面有突飛猛進的發展。另一個主要問題是城市污水廠污泥和有機垃圾問題，我一貫主張應該回到農田，因為來自于農田，我們不能切斷植物營養素的循環來污染水體，當然這方面有很多困難，我認為這些困難是技術性困難，而不是規律性，如果不把它做肥料，就違背了自然循環的規律，是不可抗拒的。困難經過大家努力和攻關是可以解決的。

我就簡單介紹到這，謝謝大家！

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