2021-4-9 | 環境經濟論文
作者:王國友 譚靈芝 單位:重慶工商大學
隨著水資源的日益緊缺,國內外許多城市和研究者對于水資源節約利用以及對社會經濟系統影響的研究和實踐逐漸開展起來。Beekman[1]從節水減污的角度系統論述了水體保護、節水利用的基本原理。Lund[2]對節水的成本與風險交易以及對產業結構、社會經濟發展的影響進行了分析。美國哥倫比亞大學的Glenn[3]建立了國家層面水資源循環體系和水實物量核算投入產出表,并運用于南部非洲國家(如納米比亞)的水資源核算,進而分析水資源對各部門經濟的影響,并提出相應的產業發展政策。馬忠玉、蔣洪強等[4]就建設我國節水防污型社會的內容與原則進行了論述;高明杰等[5]利用區域節水高效種植結構調整的多目標模糊優化模型,闡釋了節水效益對提高農作物產量的效果及意義;柴宏祥等[6]構建了適合我國西部地區綠色建筑節水項目全生命周期過程綜合效益模型。在實踐方面,世界上最大的水資源節約循環利用項目出現在水資源緊缺的國家和地區,例如中東、澳大利亞、美國西南部;或出現在那些對廢水和水污染物處理非常嚴格的地方,如美國的佛羅里達、法國和意大利的沿海及內陸地區。雖然我國城市水系統現狀與達成水資源節約利用還有很大差距,但是面對我國水資源、水環境的嚴峻形勢,水危機已經受到國人越來越多的關注,并引起了政府部門的高度重視。大連、深圳、北京和天津等城市相繼進行了較為系統的水資源節約利用和水環境恢復的研究和實踐,是我國城市節水經濟模式的初步應用。近年來,在水系統中增加再生水回用或其他非傳統水資源(如雨水、海水、微咸水)利用的子系統,以提高水資源的循環利用效率得到廣泛關注。本研究將著重對再生水回用模式進行理論分析,找出發展再生水循環模式的主要途徑。以重慶市為例,通過分析再生水利用模式,因地制宜地選擇和發展再生水經濟模式。采取積極的節水政策措施,以農業節水支持工業化和城市化建設,工業反哺農業,大力節約用水和提高水資源利用率,有利于解決重慶市水資源供需矛盾和水環境惡化的根本問題,從而實現經濟增長方式的根本轉變和經濟、社會、環境的協調發展。重慶市再生水利用模式對沿江地區多個大中城市在生活用水可持續供應、節水以及水循環經濟等方面也具有重要的示范作用。
1研究區概況
重慶市介于105°17′—110°11′E,28°10′—32°13′N之間,位于青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶,氣候屬亞熱帶季風性濕潤氣候。重慶市東西長約470km,南北寬約450km,面積為8.24×104km2,共轄40個區縣。在轄區內,北有大巴山,東有巫山,東南有武陵山,南有大婁山,地形由南北向長江河谷傾斜,山地、丘陵面積約占90%,高差達2000m以上。重慶市地處長江上游,水資源相對豐富。與水資源豐富并存的另一種情況是水資源開發利用水平低,利用率不高,水污染嚴重。據統計,農業用水占70%,高于全國平均水平;而工業用水占30%,低于全國平均水平,用水行業結構不盡合理。農業地區水利設施缺乏;工業主要以用水量較高的汽車、化工等重化工業為主,污水處理能力有限,水污染嚴重;重慶市水資源利用效率整體不高,優水差用、中水不用等水資源浪費現象長期存在。可以預期,今后重慶市的城市用水量必定會有一個大的提高,其水污染狀況對長江中下游的影響越來越大,水資源供求矛盾會越來越突出。
2再生水回用模式分析
城市再生水回用是將污水進行凈化處理后,進行直接或間接的回用,使之成為城市水資源的一個重要組成部分。城市污水再生回用一方面可以作為一種水源,緩解城市對新鮮水的需求;另一方面也減少了排向城市自然水體的污染物量,為城市水環境的改善提供了一個契機。因此,污水資源化及再生水回用應是我國新時期城市水循環經濟發展的著眼點,必須加速我國污水管理模式的轉變,大力提升污水處理技術和提高污水資源化的應用水平。
2.1我國污水再生回用現狀及潛力
我國對于城市污水處理和回用的研究,早在1958年就開始列入國家科研課題,20世紀60年代關于污水灌溉研究達到了一定水平。20世紀70年代中期進行了城市污水以回用為目的的污水濃度試驗,20世紀80年代初,在北京、大連、西安等缺水城市相繼開展了污水回用于工業和民用的試驗與研究,還修建了中水回用試點工程并取得了積極成果。例如,北京市高碑店污水處理廠利用處理后的城市污水用于電廠冷卻水,北京市環保所和北京市政設計院先后在大院內和住宅小區內開展了中水回用試點工程,起到了良好的示范和推廣作用[7]。在我國污水再生回用的發展過程中,還存在許多問題:(1)盡管已認識到污水資源化的作用,但在實踐上還沒有將其擺在重要位置上;(2)污水處理率和處理水平很低,與歐美各國的80%~90%的處理率存在很大差距;(3)資金缺乏。污水處理回用需要很大的資金,在運轉上也需要很大的投入,由于系列配套設施不全,污水處理水平深度不夠;(4)缺乏完善的再生水市場,盡管水價不斷地進行調整,但再生水的價格還沒有競爭力,建立科學合理的再生水價體系是非常必要的;(5)再生水回用的產業政策和法規制度還不健全,鼓勵污水處理和回用的稅收、財政政策不健全,對污水回用的安全評估制度沒有建立起來。目前我國有400多個城市缺水,正常年份缺水達6.00×109m3,預計2030年缺水量將達到4.00×1010m3~5.00×1010m3。而目前全國城市污水年排放量大約為4.14×1010m3,城市污水處理率和二級處理率分別僅為30%和15%,污水回用率則更低。根據國家“十一五”環境保護規劃的要求,到2010年我國城市污水集中處理率要達到60%以上,如果污水回用率平均達到20%,則“十一五”末期污水回用量至少可達到3.50×1010m3/a,這可解決全國城市缺水量的1/2以上。由此可見,我國污水再生回用的潛力巨大。
2.2再生水回用改變水循環的經濟分析
在傳統城市水循環系統中,加入再生水回用系統,必將對整個水循環系統的污染物和處理費用產生影響,為了說明再生水回用對整個水循環的意義,有必要對增加再生水回用后的水循環模式進行環境經濟分析[8]。城市污水再生回用系統的構成如圖1所示。