陕西省非常规水资源利用可行性及供需空间分析.pdf
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1、第 卷第 期年 月水利与建筑工程学报 ,:收稿日期:修稿日期:基金项目:陕西省水利科技计划项目“陕西省非常规水资源利用现状评估及推行对策研究”();中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司重大科技项目()作者简介:张高锋(),男,硕士,高级工程师,主要从事水文水资源规划等方面工作。:通讯作者:寇嘉玮(),女,硕士,工程师,主要从事水资源规划及管理等方面工作。:陕西省非常规水资源利用可行性及供需空间分析张高锋,寇嘉玮,杨建宏,魏蠧(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西 西安 ;陕西省水资源与河库调度中心,陕西 西安 )摘要:随着水资源刚性约束的强化,非常规水资源作为“第二水源”的作用不断凸
2、显。加强非常规水资源利用,是实施国家节水行动的重要举措。为了充分挖掘陕西省非常规水资源开发利用潜力,针对再生水、雨水、微咸水和矿井疏干水 类陕西省主要的非常规水资源,从水量、水质、技术等角度分析了利用的可行性,并从需求空间和供水空间 个方面估算了利用空间,为陕西省促进非常规水资源利用提供理论支撑。关键词:陕西省;非常规水资源;利用;技术可行性;供需空间中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,;,):,:;非常规水资源与传统的地表水、地下水等常规水资源不同,主要有雨水、海水、空中水、矿井水、苦咸水等 。随着水资源在经济社会发展中刚性约束的不断凸显,非常规水资源利用逐渐引起人们的普遍关注。习近
3、平总书记在关于黄河流域生态保护和高质量发展的讲话中提出,坚持生态优先、绿色发展,坚持定水量水,因地制宜、分类施策,促进水资源节约集约利用。年中央一号文件和 年国务院三号文件明确提出,鼓励并积极发展中水、雨水、咸水、海水淡化和直接利用等非常规水源的开发利用。年,习近平总书记在中央财经领导小组第五次会议上提出了“节水优先、空间平衡、系统治理、两手发力”的方针,对非常规水源的开发利用提出了新的更高要求,指明了发展方向。相关研究方面,上世纪 年代初期,再生水回用技术引起各国的关注,美国、日本、新加坡等国在再生水处理技术和再生水厂规模方面逐渐走在世界前列 ,我国从 年至“十五”期间陆续开展了一系列污水资
4、源化利用技术与示范工作 。世纪 年代起,日本的“空中花园”和地下雨水储存池、美国的 雨水管理条例 和“低影响开发”理念、德国的雨水利用设计标准均提供了雨水利用的有益借鉴 ,我国的相关研究始于 世纪 年代到 年代,年鸟巢和水立方雨水回收利用系统的启用标志着我国城市雨水利用达到了国际先进水平 。微咸水利用始于 年,近代以色列、阿联酋、美国、意大利等沿海国家国家对微咸水进行了深入研究并建设了一批微咸水淡化厂 ,上世纪 年代我国利用微咸水开展灌溉试验 ,对微咸水淡化技术进行系统研究,目前天津大港新泉微咸水淡化工程是亚洲最大的微咸水淡化厂 。矿井水的研究始于上世纪 年代,德国、英国、美国、俄罗斯等国对矿
5、井疏干水处理工艺进行了研究 ,上世纪 年代我国在大同、平顶山、徐州、淮北、陕北等矿区建设了煤矿疏干水处理净化站 。截至 年底,陕西省再生水、雨水、微咸水、矿井水利用工程能力分别为 、;全年非常规水资源供水量共 ,占全省供水总量的 ,其中再生水、雨水、微咸水、矿井水利用工程供水量分别为 、。生态环境用水是非常规水源第一大用户,年非常规水利用量是第二大用户工业利用量的 倍。陕西省作为缺水地区,特别是关中地区的咸阳、渭南、西安,地表水资源开发利用率已超过了国际公认的 的水资源开发生态警戒线,局部地区地下水存在超采,经济社会发展用水矛盾日益突出。但以再生水、雨水、微咸水和矿井疏干水为主要类型的非常规水
6、资源利用中存在利用途径相对单一、收集处理规模不足、管理体系不完善等问题,非常规水资源利用的规模仍落后于我国沿海省份。非常规水资源利用的可行性 再生水利用可行性 再生水水量截至 年底,陕西省有城乡污水处理厂 座,再生水设施生产总能力为 ,再生水回用管网长度共计 。现有的污水处理厂不仅数量多,而且出水量大,水源受气候条件和其他自然条件影响小,稳定、可靠,作为城市第二水源具有一定的可行性。陕西省再生水工程情况见表 。表 陕西省再生水工程情况污水处理厂数量 座再生水设施生产能力()再生水回用管网长度 城市 县城 小计 再生水水质陕西省除个别尚未提标改造的污水处理厂外,绝大多数污水处理厂出水水质均达到
7、城市污水再生利用分类()中一级 标准,新建污水处理厂出水水质进一步达到准类标准,基本上能够满足生活杂用、市政道路浇洒、绿化浇灌、工业冷却、建筑施工、消防等用水要求。对于景观水体补水,特别是接触皮肤类的娱乐性景观用水,通过微滤膜处理等工艺进行处理后即可满足要求;对于工业锅炉用水、生活饮用水等对水质要求更高的用途,采用反渗透处理等工艺可达到相关要求。因此,现有的污水处理回用技术为再生水水质达标提供了技术保障,使得再生水回用水质能够满足不同用户要求。目前陕西省 座污水处理厂每年高达 的处理水量为再生水利用提供了稳定水源,未来随着污水排放量、收集率、处理率的进一步增长,再生水水源规模还会进一步增加。同
8、时随着环境保护制度的深入推进,污水处理厂出水水质将不断提升,出水水质将基本满足日常杂用、绿化浇灌、工业冷却等大多数用途要求。对于接触皮肤的娱乐性景观用水、锅炉用水、生活饮用等对水质要求较高的用水需要,国内外已有的水处理技术也完全能够实现。因此,陕西省再生水利用无论在水量、水质还是处理技术、处理工艺方面均不存在明显的短板,具有可行性。雨水利用可行性 陕西省降水资源特性陕西省地处西北内陆腹地,属温带季风气候,从北到南横跨中温带、暖温带和北亚热带三大气候带和三个干湿区。全省降水资源从南向北依次减少,多年平均降水量在 之间,汉中市镇巴县降水量最大,多年平均降水量高达 ,古长城沿线的靖边、横山、榆林等地
9、区年平均降第 期 张高锋,等:陕西省非常规水资源利用可行性及空间分析水量不足 ,榆林市定边县降水量最小,多年平均降水量仅有 。陕西省多年平均年降水日数空间分布特征与降水量基本一致,年降水日数最多出现在汉中市宁强县,高达 ,其次是镇坪和镇巴,均达到 ,陕北长城沿线降雨量不足 ,定边县为全省降水日数最少地区,仅有 。降水资源分布除南北差异较大外,年内分配也极不均匀,汛期 个月的多年平均降水量为 ,占到全年的总降水量的 。从降雨等级看,汛期和全年降水中小雨分别占 和 ,小雨日数则分别占降水日数的 和 ,小雨是全省主要降水事件。雨水利用技术可行性陕西省在 世纪末制定了“南塘、北窖、关中井”的农村水利发
10、展策略,积极发展集雨节灌工程,使天然降水的利用率由原来不足 提高到 ,补灌水的利用率达到 。截至 年底,全省雨水集蓄利用工程供水能力共 。此外,年西安市编制了 西安市雨水利用规划,并在灞生态区建设了多处雨水利用示范工程;此后,西安、铜川、宝鸡等地市各地纷纷开展了海绵城市建设;年西安市启动了总库容 、以雨水利用为主要目的的冯家湾水库可行性研究报告编制工作。陕西省降水年内分配极不均匀的特征,使得每年汛期大量的雨水资源未到有效利用。国内外现有的雨水利用技术及模式不仅为全省雨水利用提供了技术支撑,西安、铜川、宝鸡、延安等地的雨水利用工程实践为雨水利用积累了经验,促使在全省范围内开展雨水利用成为可能。微
11、咸水利用可行性 陕西省微咸水资源量及分布情况 水资源规划规范()中明确了浅层淡水对矿化度的要求,矿化度超过 的水称为微咸水。陕西省地表微咸水河流主要分布于多年平均降水量小于 的黄河流域陕北内流区、无定河水系,主要涉及 个区县,条河流。此外,在陕北内流区的定边、神木、靖边还分布有 个微咸水湖泊。陕西省地表微咸水分布情况见表 。陕西省地下微咸水主要分布在关中和陕北地区,其中关中地区地下微咸水主要分布在咸阳潼关北岸以及赤水潼关南岸,该区域地势平坦低洼,堆积物颗粒较细,地下水径流缓慢,潜水垂直交替强烈,矿化度普遍高于 。咸阳至潼关北岸的大荔固市一线以北至盐池洼、卤泊滩部分地区,矿化度更是超过 。此外,
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