解决绝对缺水，开发其他水源成果

进入21世纪，我国水资源供需矛盾将进一步加剧，据预测，2030年全国总需水量将达1万亿m3，全国将缺水4000亿～4500亿m3，到2050年全国将缺水6000亿～7000亿m3。值得说明的是，在1949～1994年的46年间，我国的供水量仅增加4000亿m3，在此期间水资源开采利用较容易，难度较小，如果在今后30余年水资源供水量增加4000亿～4500亿m3（或者50多年增加6000亿～7000亿m3），完成这项任务非常艰巨。因为总需水量已接近并逐渐超过可利用淡水资源量的极限，节约固然非常重要，但节约达到合理最低限时，解决绝对缺水（最低合理用水量超出最大可利用开发量）寻找开发其他水源也是必然选择。

（1）雨水利用。雨水被称为“城市的第二水源”。据测算，北京城区每年可利用的雨水达2亿m3，相当于60个昆明湖。德国的雨水利用研究始终位于世界前列。德国法律要求任何种类的新建小区无论工业、商业还是居住小区，均需带有雨水利用设施。日本早在20世纪90年代初就有10多个城市推广雨水综合利用系统，建有专门的雨水库。美国的科罗拉多州、佛罗里达州和宾夕法尼亚州都制定了《雨水利用条例》，规定新开发区暴雨洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区强制就地滞洪蓄水。我国雨水利用方面也取得了长足进步，但总体上处于试点阶段。在技术经济方面，北京有规划小区的实例分析表明：该小区的雨水利用工程造价为71.12元/m3，约比传统直排系统增加1倍多。此外运行维护费用约1元/m3。雨水利用系统虽然不能直接体现出经济上的优势，但可以减少初期雨水对水体的污染、削减洪峰流量、涵养地下水，具有广泛的环境和生态效益。

（2）海水利用。海水利用主要有三个方面。一是海水代替淡水直接作为工业用水和生活杂用水，用量最大的是作工业冷却用水；其次还可用在洗涤、除尘、冲灰、冲渣、化盐制碱，印染等；还可直接用作生活杂水，如海水冲厕。二是海水经淡化后，提供高质淡水，供高压锅炉用，淡化水经矿化作饮用水；海水淡化就是除去咸水中的盐，或将淡水透析出来。大致有5类办法：①蒸馏：让盐分留下，水蒸气凝结成水；②冻结：让咸水结冰，盐和冰分离开来；③反渗透：让咸水的水在巨大的压力下通过特殊的膜，留下盐；④离子迁移；⑤化学法。海水淡化，耗电耗能，成本很高，但是意义重大，很有前景。三是海水综合利用，即提取化工原料。世界上许多沿海国家，工业用水量的40%～50%为海水，日本1967年工业用水总量567.7亿m3/a，海水约占60.81%。美国1980年工业海水用量达到140亿m3。前苏联和欧洲国家都大量地利用海水作为工业冷却水。我国沿海城市直接利用海水作工业冷却水已有60余年的历史。大连、青岛、天津、烟台、秦皇岛、上海、威海等沿海城市都已大量地利用海水。

第一个海水淡化工厂于1954年建于美国，现在仍在得克萨斯的弗里波特（Freep-ort）运转着。在中东缺水国家，海水淡化工程早已开始，许多国家兴建了大型海水淡化厂。沙特是世界上最大的淡化海水生产国，全国的海水淡化总量占世界海水淡化量的21%左右，蓄水池共有184个，拥有6.4亿m3蓄水能力；阿联酋年海水淡化量占全球淡化海水总量的12.5%，全国淡水需求总量的70%靠海水淡化获得。法国塞纳河边有一家公司制造成功一种简单的手动水泵式的海水淡化装置，将1L海水变成1kg淡水，仅仅需要10min。2003年，全球有海水淡化厂1.3万多座，海水淡化日产量约3500万m3左右，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水；直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿m3；替代了大量宝贵的淡水资源。我国海水利用已有一定基础和规模。一是火电厂和核电厂直接利用海水作为工业冷却水已有一定规模。2003年我国利用海水作冷却水用量达330亿m3左右，应用最多的行业是电力、石化、化工等，电力企业利用海水作冷却水量约占全国海水作冷却水总量的90%左右。二是海水淡化规模逐步增加。已建成运行的海水淡化水产量约为3.1万m3/d（苦咸水淡化水产量为2.8万m3/d），在建和待建的工程规模为38.1万m3/d。三是海水淡化成本迅速下降。海水淡化主体设备造价较10年前下降了近一半，吨水成本已经降到5元左右。四是海水制盐作为传统的海水化学资源综合利用产业，海盐产量已达到1800万t。

我国规划至2010年，海水淡化能力要达到80万～100万m3/d；海水直接利用能力达到550亿m3/a；积极发展海水化学资源的综合利用。海水利用对解决沿海地区缺水问题的贡献率达到16%～24%；至2020年，海水淡化能力达到250万～300万m3/d；海水直接利用能力达到1000亿m3/a；大幅度扩大和提高海水化学资源的综合利用规模和水平。海水利用对解决沿海地区缺水问题的贡献率达到26%～37%，见表6-2、表6-3。由此可见，随着技术的不断进步和规模化、现代化，海水淡化的成本继续呈下降趋势，21世纪即将诞生一种新型的生产淡水的未来水产业。

表6-2　我国海水利用发展目标

表6-3　我国海水利用分地区发展目标(www.xing528.com)

续表

（3）向雾滴要水。加拿大科学家发明了一种集雾取水法，用一张聚丙烯和吸水纤维叠层织造的巨型细网，每网面积为48m2，在春夏多雾季节，每天可集水13万L，平常日子里，每天可集水1.1万L。智利的一个村庄，昔日饱受干旱缺水之苦，1992年5月应用了这种新科技，自来水管中从此不愁没水了。加拿大正将这种经济实用的技术向几十个国家推广。

（4）海底有淡水。开发新水源，是解决水危机的一个重要途径。面对咸苦浩瀚的大海，人们在望洋兴叹之余，肯定不止一次地幻想过：海中有没有淡水？能不能像钻探石油那样从海底下钻出淡水来？在波斯湾边巴林群岛，曾经用竹管从海底的涌泉汲取淡水；希腊东边的爱琴海中，也有一处涌泉，一天出淡水100万m3，人们将泉水与海水分开，用泉水灌溉了3万hm2的土地。近来，俄罗斯海洋学家探测表明，大洋底部淡水资源很丰富，其蕴藏量约占海水总量的1/5。

（5）向冰山要水。眼望着极地海面上皑皑的巨大冰山，远水解不了近渴，人们十分着急。一些缺水国家动起了脑筋。海湾6个石油国家计划从北冰洋用船拖冰山到海湾，再融化成淡水。当然，这项计划很浪漫也很大胆，技术上难度不会小，用什么船，如何拖拉，一路损耗多少，花费多少，何日实施等，都令人关注。（6）污水资源化。据统计，2000年我国城市污水排放量已达332亿m3，其中，绝大部分污水未经有效处理而排入江河湖海。全国90%以上的城市水域受到不同程度的污染，近50%的重点城镇的集中饮用水源不符合取水标准。我国北方城市大部分受到资源型缺水的困扰，南方多水地区由于受到不同程度的污染，已经呈现水质型缺水趋势，一些城市又面临“有水难用”的困境。水资源短缺和水污染严重已经成为城市可持续发展的重要制约因素。污水处理和再生利用是对水自然循环过程的人工模拟与强化。城镇供水的80%转化为污水，经收集处理后，其中70%可以再次循环使用。这意味着通过污水回用，可以在现有供水量不变的情况下，使城镇的可用水量增加50%以上，这是一笔巨大的资源。国内外的实践经验表明，城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一。污水资源化观念反映了我们在治理水污染的战略目标的重大改变，即由传统意义上的“污水处理、达标排放”转变为以水质为核心的“水的循环再用”，由单纯的“污水控制”上升为“水生态的修复和恢复”。就目前中国的水资源状况和国情看，再生水是我们最佳的“第二水源”，而且也能在一定程度上缓解了水污染问题，正所谓的“一箭双雕”。发展污水再生利用，推进污水资源化，是实现有限水资源的合理利用，增强各地区水资源自立能力和安全保障程度的必然选择，这也是国际的共识和发展趋势。