浅谈城市流域水资源循环利用
摘要：在当今全球城市化的进程越来越快，城市需水量日渐增加，水污染状况有增无减，资源型与水质型缺水城市越来越多的情况下，传统的或现行的城市给水排水专业规划观念已不能保证城市流域水资源污染和区域自然水环境遭受破坏。提出城市流域水资源循环利用，目的是要建立起现代城市的给排水规划理念，为实现节能减排，构建“资源节约型，环境友好型”城市打下基础。
关键词：水资源；规划；给水排水；循环利用
Abstract ：With the development of urbanization the urban water demand is keeping increasing, meanwhile water pollution becomes more serious. Now there's more and more water resource or water quality-induced water shortage , therefore the traditional or present concept on urban water supply and drainage planning could not satisfy the demand to protect the urban water resource and regional natural water environment. In the paper the new concept on urban water supply is proposed so as to set up the modern urban water and water drainage planning concept and make the basis for realization of energy-saving and emission-reduction and the construction of resource-saving and environmental-friendly city.
Keywords ：water resource； planning； water supply and drainage
随着全球城市化的进程，城市需水量日渐增加，水污染状况有增无减，水量性缺水也逐渐向资源性与水质性缺水转变。本文提出城市流域水资源循环利用概念，主要是基于对目前现行的城市给水排水专业规划在规划理念上一种转变的探讨。
传统的或现行的城市给水排水专业规划的基本要求是：如何满足城市生产与生活用水的需求和保证排水快速安全；而城市流域水资源循环利用概念是：除保证城市生产与生活用水的需求和安全外，是将一个城市或一个区域的供水或污水废水都把它看成是一种资源，而对这种资源进行系统的规划，使之合理的进行处理与循环利用，达到本区域或本流域的水环境平衡，保持社会经济的可持续发展，构筑资源节约型，环境友好型城市。
一、水资源循环概念
水是循环性资源，亦是可以再生的资源。根据其客观规律和循环的方式，我们可以把它分为自然循环与社会循环。
1) 自然水循环
水在自然界中以固态、液态、气态三种方式存在，在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈范围内处于往复不停的循环运动状态中。在太阳辐射和地心引力的作用下，水从海洋蒸发变成云（水汽），又以雨、雪等方式降落到地面，部分蒸发，部分渗入地下或汇成地下径流和地表径流，最终又回归大海。水的这种周而复始的循环运动称为水的自然循环。
自然水循环的特点：①自然水循环是一个相对稳定的、而又错综复杂的动态系统，不论是大循环还是小循环，都和气候、土壤、地质地貌和植被条件等自然因素有关。还受到池塘、水库等人为因素影响。水资源的质与量及其分布状况是自然历史发展的产物；②在水的自然循环中，不但存在水量的平衡关系，而且还存在着水质的动态平衡关系，即水质的可再生性。
2) 社会水循环
水的社会循环是指在水的自然循环中，人类不断地利用其中的地下径流或地表径流满足生活与生产活动之需。循环系统主要由给水系统、用水系统、排水系统3个子系统组成。给水系统与排水系统两者不可偏废任何一方。给水系统中若过度取水，河流生态需水量就不能满足，或者用后的污、废水不经处理或处理不到位都会影响自然水循环。
3) 社会水循环与自然水循环的关系
社会水循环是自然水循环的一个附加组成部分，对自然水循环产生强烈的相互交流作用，不同程度地改变世界上水的循环运动。开发利用水资源是人类对水资源时空分布进行干预的直接方式，在人类大兴水利带来巨大生产效益和能源效益的同时，社会水循环对自然水循环带来的负面影响也日益显现出来。主要表现在以下几个方面：①水循环的途径被改变（时空变化）；②水循环量发生变化。③水质的变化，水体经过人类用水循环的干扰后，在水中化学物质的种类和数量上都有了极大的增加。
二、我国社会水循环现状与传统城市给排水规划观念的反思
目前，我国总体上来看，社会水循环仍是一种粗放式、单向流的循环机制。即从流域上游或地下水含水层取水，经过用户一次利用之后，大部分排放至下游水体中。在整个水循环过程中，水只是一次性得到利用，并没有形成负反馈机制。全国可开采水资源总量的58％已经被使用，工农业发展和生活用水的增长全部依靠增加水资源的开采量来得到满足。但是，这些用于农业的水挟带着大量的化肥、农药回归水体，城市用户产生的大量污水大部分直接排放，不断地加大了对自然水循环的干扰，从而造成了两者之间的尖锐矛盾。
这种传统用水模式的弊端是：①大量的长距离调水工程，带来日益增长的巨额费用，造成越来越重的财政负担和水价的上涨；②可供用水量会日益衰减，水质安全问题难以保证；③河流生命将逐步丧失，景观和地貌会加速改变；④城市和地区之间的冲突和潜在纠纷会日益增加。
在传统的排水模式方面，城市排水则是以防止雨洪内涝、排除和处理城市污水、保护城市公共环境和本区域流域水质为目的，普遍认为污水是有害的，应尽快排除到城市下游。这种观念导致的结果往往是保护了局部的生活环境，危害了广大流域地区。这种传统排水模式的弊端是：①对城市排水规划理念的认识不明确，内容过于粗糙，排水规划只是简单地根据用地规划和城市道路规划划分排水区域，确定排水体制，大致勾勒出排水主干线和污水处理厂的位置，没有进行必要的区域水资源方案论证和综合协调，缺乏科学合理的方案比较；②传统城市排水规划只局限于单一的排放而不具备水资源循环利用的观念，没有确立雨水、污水亦是一种资源以及要优先利用然后再排放的思想；③局限于本城市或本区域的排水规划，缺乏流域综合开发与利用的观念；④城市排水规划与市政污水与雨水处理设施建设缺乏有效的协调和配合；⑤缺少雨水污水资源化利用的技术配套措施。
总之，在我国传统的城市给水排水规划理念中，比较多地受到“改造自然”、“人定胜天”等思想的影响 ，没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察，片面地强调满足人类社会发展的愿望，以致干扰甚至破坏了流域和区域生态系统的协调和均衡。 三、现代城市流域水资源循环利用理念
提出城市流域水资源循环利用概念，主要是基于对目前现行的城市给水排水专业规划在规划理念上一种转变的探讨，是实现现代城市给排水规划概念的关键，
在现代城市供水系统的规划与设计中，新的供水规划理念是：首先考虑的是任何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水量与水环境容量，全面提高水资源使用效率；在缺水城市和地区，要向当地政府和规划部门提出调整产业结构及控制用地规模，限制大耗水工业的发展，提高工业重复用水率；对与城市供水存在一定矛盾的上游农业区应积极发展节水农业，包括调整种植结构、产业结构使之与资源条件相匹配并推行节水灌溉，为下游城市提供丰裕的水资源环境；在城市用水规模预测中把工业节水指标考虑进去，并使工业复用水率这一主要节水控制指标落到实处；城市取水规划应立足于依靠本地区河流的水资源来解决，最大限度地控制远距离调水，在保证生态用水量的情况下控制取水规模。一般认为取水量不超过径流量的40％是较为合适的；在缺水严重的地区，利用再生水补给，增加相应份额的生态用水量；上游城市的用水和排水不影响下游城市的用水，实现水资源共享，每个城市既需要限制取水的数量，也要控制排水的数量和质量，不至于污染下游河段，从而保证整条河
流的水资源利用是可持续的。
这种新的供水规划理念的特点：①以流域为单元的水资源统筹利用模式。做到统筹兼顾上下游城市、人类和河流生态系统的用水，更大程度地体现了流域水资源的公平性和共享性。②水资源的共享与循环利用。城市用水的主要水源要在本地区河流流域内解决，就要求改变一次性用水的直流模式，在城市流域范畴上实现水的利用、再生与循环；③经济、安全的供水系统。本地水资源的可持续发展，可以减轻对外流域水资源的依赖性，相应地也就提高了本地用水的可靠程度。
在新的排水规划理念中，首先应该考虑的是如何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水环境容量，根据地形与地貌，以流域来划分排水分区，确定排水体制，制定排放标准以及处理工艺路线，提出节能减排目标，提高水资源使用效率。
在进行城市总体规划时，要及时编制区域水资源规划。排水规划应改变以往总是服从于总体规划，被动地与城市总体布局相配套的工作观念和工作方式。应主动探索，为总体规划提出与区域水资源规划和排水规划密切相关的合理化建议；要积极与水利、城市防洪等专业规划配合，合理利用水资源；要树立流域观念，打破行政区划，站在全流域的高度来考虑城市及区域排水规划。
为了适应现代排水系统功能的变革，现今的城市排水系统将由污水收集系统、污水处理再生系统、再生水供水系统和优质处理水排放系统所组成。与传统的排水系统相比，它增加了污水再生与回用的内容，提高了污水处理程度，由污水二级处理提高到污水深度处理甚至超深度处理，达到再生水的要求。应对整个城市的功能分区、工业分布、排水管网及污水处理现状等做周密调查，调查现有的和预测潜在的再生水用户的地理位置及水量与水质要求，并将这种结果反应到专项规划中。将污水处理厂视为再生水厂，改变将污水处理厂摆放在城市最下游进行高度集中处理的传统做法。
目前，许多国家都非常重视雨水的收集与利用，在我国的缺水地区已开始考虑利用雨水，但还没有被人们普遍接受。合理地收集、蓄存、调节和利用，对改善市区的气候环境，削减城市流域洪峰，降低城市污染，对城市流域的影响都是十分有利的。
四、结束语
城市流域水资源循环利用与可持续发展规划的研究，目的是在传统的城市给水排水专业规划的基础之上，提出一些新的城市给水排水规划理念。在当今人类面临越来越严重的水危机情况下，采取更多的城市流域水资源循环利用的措施，为构建“资源节约型，环境友好型”城市打下良好基础，让人类和社会得以更好地可持续发展。
参考文献 ：
[1] 王西琴 《河流生态需水理论、方法与应用》.
[2] 任伯帜等 《水资源利用与保护. 》
[3] 张杰等 《水健康循环原理与应用》.
[4] 吴群河等 《区域合作与水环境综合整治》