區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系的構建與實踐

文、圖/胡洪營 許春華 李鋒民 石磊

區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系的內涵及意義

我國是一個缺水國家，北方尤甚。北方地區(qū)不僅存在資源稟賦意義上的水資源短缺，而且水環(huán)境生態(tài)功能退化而導致的“水質性”缺水問題也日益嚴峻。以海河流域為例，2012年海河區(qū)水質為劣，Ⅰ~Ⅲ類水河長比例為34.6%，劣Ⅴ類水河長比例為46.1%?！八|性”缺水威脅人類身體健康，增加了處理費用并帶來了新的水質安全威脅。

為破解經(jīng)濟發(fā)展和水資源短缺、水環(huán)境污染三者之間的矛盾，同時平衡工業(yè)、市政和生態(tài)環(huán)境用水三者需求，我們需要構建新型的區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系。所謂區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系是建立在循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念下的一種水資源利用模式，按照“減量化、再利用、再循環(huán)”3R原則開展生產(chǎn)與消費環(huán)節(jié)的節(jié)水減排、污水再生處理以及再生水生態(tài)利用，構建區(qū)域經(jīng)濟尺度上水社會循環(huán)與自然循環(huán)的有機銜接和耦合體系，促進水資源的節(jié)約利用、高效利用和循環(huán)利用以及水生態(tài)系統(tǒng)的健康安全。

區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系區(qū)別于傳統(tǒng)體系的重要之處在于強化了水的生態(tài)再生利用。傳統(tǒng)水循環(huán)體系中，再生水的不同用途相互獨立，利用效率不高，其社會循環(huán)利用和生態(tài)利用難以兼顧，同時忽視了再生水的自然屬性，導致水質安全難以保障且公眾難以接受。區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟體系強化了水生態(tài)再生環(huán)節(jié)，主要措施包括建設人工濕地、河道工程等，將工程處理后的再生水通過這些生態(tài)工程進一步實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)再生，從而促進再生水的河流、湖泊、濕地等生態(tài)利用與水質凈化和水質安全保障。

區(qū)域再生水的利用體系的構建可以充分結合該流域污水處理廠、人工濕地以及結合濕地形成的近自然生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮它們在水質凈化過程中的作用和生態(tài)儲存的功能。再生水在近自然生態(tài)系統(tǒng)的進一步處理與儲存可以提高再生水的生態(tài)安全性能，形成提升城市景觀生態(tài)形象的生態(tài)景觀帶，增加再生水在自然界中停留時間，實現(xiàn)了再生水的生態(tài)安全回用以及與城市景觀的有機結合。以此理念構建的區(qū)域再生水循環(huán)利用體系，可以實現(xiàn)多目標多層次再生水的回用，緩解流域水資源短缺以及開采率過高問題，減少了入河污染物的排放量，實現(xiàn)了水生態(tài)、水污染治理與水資源的協(xié)調統(tǒng)一及有機融合。

山東徒駭河、馬頰河流域水循環(huán)經(jīng)濟體系實踐

山東省自“十一五”期間就倡導推行“治、用、?！敝挝垠w系來進行水循環(huán)經(jīng)濟體系的建設，如圖1所示。

圖1 山東省 “治、用、?！敝挝垠w系示意圖

徒駭河、馬頰河流域主要城市聊城市、德州市“十二五”期間積極完善“治用?！绷饔蛑挝垠w系，把污染源治理、廢水集中深度處理、再生水區(qū)域循環(huán)利用體系構建和人工濕地等生態(tài)工程建設相結合，以污水處理工程的保障廢水收集和再生，以再生水區(qū)域循環(huán)體系的構建保障水資源的節(jié)約和污染物的減排，以濕地等生態(tài)工程的建設作為生態(tài)環(huán)境改善、景觀效果提高的有效途徑，實現(xiàn)流域水環(huán)境質量的持續(xù)改善。2013年、2014年聊城市和德州市分別代表山東省參加了國務院組織的《重點流域水污染防治專項規(guī)劃年度實施情況考核》，取得了海河流域第一名，也是全國9大流域第一名的好成績。

圖2 茌平再生水循環(huán)體系的構建方案示意圖

2012年徒駭河、馬頰河流域直接或間接排入的城市污水處理廠共17座，該年度污水處理廠處理量約為70.5萬m3/天，再生水回用量約為13.6%，其中4.7%為工業(yè)回用，8.9%為景觀回用。流域內再生水利用模式單一，流域內污水處理廠再生水利用主要集中在景觀環(huán)境、工業(yè)用水的再生利用，沒有形成區(qū)域層面上再生水利用的模式。2012年流域內再生水管線較少，僅少數(shù)的工業(yè)再生水大用戶鋪設了再生水管線?；A設施的滯后更加制約了再生水的進一步利用。除此以外，流域內再生水的使用缺少政策激勵以及政府引導。

徒駭河、馬頰河流域實現(xiàn)再生水的區(qū)域循環(huán)利用具有得天獨厚的條件。首先，流域內的城市污水處理廠目前均達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，具備了再生水回用的條件；其次，每個城市污水處理廠均建有人工濕地進行進一步凈化處理，這既可以進一步提升水質，又可以和當?shù)鼐坝^建設相結合，起到保障水質安全的屏障作用。針對徒駭河、馬頰河流域再生水現(xiàn)狀及存在的問題，結合流域發(fā)展現(xiàn)狀，構建高效、安全、經(jīng)濟的區(qū)域再生水利用體系是流域再生水利用發(fā)展的方向。

茌平縣城區(qū)再生水循環(huán)利用構建案例

茌平縣位于聊城，位居百強縣第75位，工業(yè)經(jīng)濟發(fā)達（2014年數(shù)據(jù)）。2011年，茌平縣污水再生利用率很低，其次工業(yè)用水地下水取用比例較高（達75%），工業(yè)廢水排放量占總排放量的74%。；城區(qū)主要河流生態(tài)受損，水體自凈能力較弱，城區(qū)內部分支流河道斷流，河道連通性較差，部分河道之間缺乏有效的連通和互動；城區(qū)規(guī)劃中的環(huán)城水系還未聯(lián)通，城區(qū)生態(tài)用水缺乏，水生態(tài)環(huán)境狀況整體需要改善，水循環(huán)利用系統(tǒng)尚未形成。

針對茌平縣存在的水環(huán)境問題，結合茌平規(guī)劃中環(huán)城水系的建設、規(guī)劃中金牛湖（茌平縣城區(qū)工農(nóng)業(yè)用水水源地）的建設，以及茌平縣供水現(xiàn)狀、用水現(xiàn)狀、排水現(xiàn)狀，提出以城市污水處理廠穩(wěn)定達標排放為基礎，以人工濕地、環(huán)城水系等為水質安全保障措施，以保護茌平縣域地表水環(huán)境、構建城區(qū)宜居生態(tài)環(huán)境為核心目標，以再生水梯級利用、多元化利用為節(jié)約水資源手段，構建茌平再生水循環(huán)體系（如圖2所示）該方案涵蓋了茌平縣城區(qū)“十二五”期間主要的環(huán)保及城建基礎設施建設項目：茌平第一污水處理廠、第二污水處理廠升級改造項目、茌中河人工濕地工程、環(huán)城水系建設項目、金牛湖工程、工業(yè)再生水利用工程等。茌平第一污水處理廠、第二污水處理廠出水匯集后進入深度處理工程穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準。污水處理廠深度處理的出水進入城市污水處理廠后潛流濕地和茌中河河道走廊人工濕地，經(jīng)濕地進一步處理后的水回用于規(guī)劃建設的環(huán)城水系，改變環(huán)城水系單純以黃河水作為補充水源的規(guī)劃。將環(huán)城水系建設為環(huán)城水生態(tài)功能景觀帶，通過生態(tài)系統(tǒng)增加水體在自然生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)，最后流入金牛湖，作為茌平縣工農(nóng)業(yè)補充水源。該方案實施后城區(qū)水量平衡見圖3（以2011年數(shù)據(jù)為基礎進行預測）。

圖3 再生水循環(huán)體系實施后城區(qū)水平衡預測（單位：萬m3/年）

該方案主要特點如下：

（1）再生水的安全生態(tài)利用

該方案的顯著特點是再生水的安全生態(tài)利用，即污水處理廠再生水經(jīng)過濕地系統(tǒng)處理、環(huán)城水系處理與存儲再進入金牛湖。近自然生態(tài)系統(tǒng)的進一步處理與儲存可以提高再生水的安全生態(tài)性能。

（2）再生水梯級、多元化回用

再生水的梯級、多元化回用是該方案的另一大特點。茌平污水處理廠部分再生水直接回用于電廠作為循環(huán)冷卻水，其余再生水進入茌中河人工濕地工程及環(huán)城水系，進一步得到處理的同時也作為城市景觀生態(tài)用水，增加了再生水在自然水體中停留時間及生態(tài)安全性，同時環(huán)城水系作為縣城區(qū)工業(yè)用水水源、農(nóng)業(yè)用水水源、市政澆灑及綠化用水，實現(xiàn)區(qū)域內再生水的梯級利用和多元化回用。

（3）水生態(tài)、水污染治理與水資源的協(xié)調統(tǒng)一

該方案的另一特點是緩解了徒駭河、馬頰河流域典型縣域缺水問題、減少了入河污染物的排放量，實現(xiàn)了水生態(tài)、水污染治理與水資源的協(xié)調統(tǒng)一及有機融合。