非常规水源利用现状、问题与对策
2019-09-23王建华柳长顺
王建华,柳长顺
(中国水利水电科学研究院,100038,北京)
非常规水源包括再生水、雨水、咸水、海水等,被誉为保障经济社会发展的第二水源。加大非常规水源开发利用是缓解水资源供需矛盾、统筹解决水资源问题的重要举措,国际社会对此高度重视。美国再生水利用比较普遍,加利福尼亚州再生水灌溉回用比例达到69%,佛罗里达州达到63%。以色列再生水灌溉利用量超过4亿m3,占灌溉用水量的40%,未来将达到8亿m3。新加坡再生水与海水淡化水量占全国供水量的65%,2060年将提高到85%。澳大利亚从千禧年干旱开始将雨水和废污水提升水质作为供水水源。近年我国非常规水源利用发展较快,但仍存在诸多问题,需要下大力气创新发展。
一、非常规水源利用现状
近年我国非常规水源利用稳步推进,再生水、海水利用呈快速增长态势,雨水利用保持稳定,咸水利用趋于减少。据水利部门统计,2017年我国非常规水源实际供水量为83.63亿m3,占全国供水总量的1.38%。
1.再生水利用
再生水就是污水经过适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以再次利用的水。目前,不同部门或领域对此表述不完全一致,建筑物或建筑小区再生水利用多用“中水”进行表述。为避免歧义,本文统一使用再生水进行表述。
近年,特别是水污染防治计划实施以后,我国污水处理水平与处理量稳定提高,再生水利用量逐年增加。根据全国水资源公报统计,我国再生水利用量由2005年10.90亿m3增加到2017年的66.10亿m3,占供水总量比例由2005年的0.19%提高到2017年的1.09%。广东、北京、山东、江苏四省(直辖市)再生水利用量占全国利用总量的60%以上。北京市再生水利用量由2005年2.6亿m3增加到2017年的 10.5亿 m3,2018年达到10.8亿 m3。
据住建部门统计,2017年全国设市城市与县城污水排放量为587.46亿m3,建成污水处理厂3 781座,污水处理能力达1.89亿m3/d,再生水生产能力0.40亿m3/d;年处理污水量551.26亿m3,再生水利用量78.15亿m3,再生水利用率14.18%。北方16个省(自治区、直辖市)再生水生产能力与集中污水处理厂污水处理能力的比例为32.52%,再生水利用量45.21亿m3,再生水利用率19.76%,比全国平均水平高5.5个百分点。京津冀再生水利用率为36.32%。再生水主要用于河湖景观补水、农田灌溉、工业用水及市政杂用等领域。目前,全国设市城市与县城92%的污水处理厂具有污水二、三级处理能力,出水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的一级标准限值,已达到再生利用的基本要求。
2.雨水利用
雨水利用指进入河道之前,直接或通过修建集雨场地和微型蓄水工程(水窖、水柜)对天然降水进行收集、存储并加以利用。传统上,雨水利用统计范围为农村集雨工程供水量,主要供水对象为农村饮水与灌溉。近年,随着我国农村饮水安全与提质增效工程的实施,集雨工程供水量基本维持不变。2005年全国集雨工程供水量为 11.0亿 m3,2017年为 12.10亿m3。部分省(自治区)集雨工程供水量逐步减少,不再进行统计。
近年全国大力推进海绵城市建设,通过人工强化的滞蓄净化等方式控制城市建设下垫面降水径流,部分用于绿地灌溉、城市环卫、景观用水等。严格来说,绿化等利用的水量属于雨水利用的范畴。目前,对这部分水量尚没有系统权威的统计。
3.咸水利用
咸水包括矿化度2~5 g/L的微咸水与矿化度大于5 g/L的其他咸水。根据第二次水资源评价成果,全国微咸水区面积20.77万km2,多年平均年地下水补给量为97.8亿m3,其中新疆、河北、山东、内蒙古微咸水区多年平均年地下水补给量分别为22亿m3、11.7亿 m3、11 亿 m3、9.3 亿 m3,其他省份补给量较少;其他咸水区面积9万km2,多年平均年地下水补给量42.7亿m3。目前咸水利用以微咸水利用居多。微咸水主要用于农业灌溉、水产养殖、工业(如电力冷却、造纸、印染等)或经过淡化处理后用于饮用。近年随着我国农村饮水安全与提质增效工程、灌区续建配套与节水改造工程的实施,微咸水利用量快速下降。2005年微咸水利用量为5.8亿m3,2017年利用量仅为 2.03 亿 m3(见图 1)。
4.海水利用
海水利用包括海水淡化利用与直接利用。海水淡化利用就是将海水进行脱盐生产淡水。海水直接利用就是以海水为原水,直接替代淡水作为工业和生活用水,主要作为火(核)电的冷却用水。近年,我国海水利用迅速发展,工程规模进一步扩大。海水淡化工程总规模由2005年的3.1万t/d增加到2017年的119万t/d;淡化水量由 0.08亿 m3增加到 3.40亿 m3;直接利用量由237.2亿m3扩大到1 022.7亿m3。目前,海水淡化水用于工业、生活与绿化等用水的比例分别为66.56%、33.11%、0.33%。 目前,广东、浙江、福建、山东每年海水利用量超过50亿m3。
二、非常规水源利用存在的主要问题及其原因
2015年国务院印发实施的《水污染防治行动计划》(又称“水十条”)要求将再生水、雨水和微咸水等非常规水源纳入水资源统一配置,明确到2020年,缺水城市再生水利用率达到20%以上,京津冀区域达到30%以上。2019年印发实施的《国家节水行动方案》要求,在缺水地区加强非常规水源利用,到2020年,缺水城市再生水利用率达到20%以上;到2022年,缺水城市非常规水源利用占比平均提高2个百分点。对标上述要求,我国部分地区非常规水源利用还存在较大差距,未来任务更加艰巨。非常规水源利用存在的主要问题是缺乏强制性手段,加之管理、工程、经济等多种因素制约,使得利用规模难以迅速扩大。主要原因如下:
1.政策强制性不够
在顶层设计层面,由于非常规水源的资源属性在很长一个时期并未得到足够重视,导致全国层面缺乏系统的制度、政策和规划。2010年国务院批复的《全国水资源综合规划》中,将再生水等非常规水源作为传统水源短缺时的一种补充水源,部分地区未配置非常规水源。在实际操作层面,非常规水源利用涉及水利、住建、农业农村、自然资源等多个部门,非常规水源利用尚未纳入各级政府及相关部门考核中。
图1 历年微咸水利用量
2.配套设施滞后
以再生水利用为例。目前,在污水处理厂出水已符合再生利用基本要求的情况下,全国再生水设施出力率(再生水利用量/再生水生产能力)为53.16%,北方16个省(自治区、直辖市)为44.00%,京津冀仅为41.84%,制约因素就是再生水输送管网不配套。再生水输送一般都需要修建独立的管网设施,再生水用户往往分布在城市市区,建设中存在投资大、建设难度大的问题。大部分地区的再生水设施及管网建设资金融资渠道单一,往往和城市基础建设资金绑定,市场投融资机制不成熟。再生水利用工程建设缺乏专项资金渠道,导致再生水设施建设缓慢,配套管网覆盖率更低,再生水利用规模小。
3.扶持政策供给不足
再生水、海水淡化成本较高,目前缺乏有利于非常规水源利用的价格、财税等扶持政策。此外,宣传教育滞后,公众对非常规水源利用接受程度不高,存在诸多认识误区,如再生水不能灌溉作物与林草,海水淡化水不能饮用等。
三、加快构建以配额制为核心的非常规水源利用政策体系
针对上述问题,借鉴相关行业与其他国家的做法和经验,建议实行非常规水源利用配额制,即根据不同地区水资源紧缺程度和非常规水源情况,对非常规水源利用量或比例做出强制性规定,并配套相关政策,切实推进非常规水源利用。主要措施对策如下:
1.分解细化非常规水源利用目标配额
(1)科学设定全国配额总目标
按照非常规水源利用潜力,确定全国非常规水源利用量目标值。据测算,到2030年全国非常规水源利用量达到300亿m3以上是合理的、可行的,约占供水总量的5%。其中,再生水利用量200亿m3,雨水利用量(含海绵城市蓄水利用量)70亿m3,海水淡化量 15亿 m3,微咸水 15亿 m3。 到 2025年,全国非常规水源利用量应当达到200亿m3以上,约占全国供水总量的3.3%。
(2)分解确定区域配额指标
以全国非常规水源配置总体目标为约束,制定省级行政区的非常规水源利用目标,并进一步分解到市县。非常规水源具有明显的区域性特征,需要根据不同地区非常规水源可利用种类、经济社会发展水平,分别制定不同类型非常规水源配额。城市化地区重点开发利用再生水、雨水;山丘区加大雨水利用;沿海缺水城市逐步推进海水淡化并加大海水直接利用;华北平原和西北内陆河具有丰富咸水资源的地区要加大咸水的开发利用。
2.加强非常规水源利用基础设施规划与建设
相关基础设施是落实非常规水源配额的硬件支撑。根据区域非常规水源开发利用重点,编制非常规水源利用规划,并与有关规划相衔接、相协调,有针对性地加强基础设施建设,降低开发利用成本,保障水质,实现非常规水源“能产、可供、便用”。
将非常规水源开发利用基础设施作为区域总体规划、城市建设的强制性内容,纳入市政供排水体系。再生水利用规划要与水污染防治规划协调,在现有污水处理厂基础上提高处理标准,或配套建设再生水处理设施,完善供水管网,使再生水接入供水网络体系,也可直接回补河湖生态用水。海水利用规划要与海洋开发规划、供水管网规划协调,加快淡化处理厂建设,同步建设配套供水设施,可直接供给合适的用户,也可连通本地水源工程,与当地地表水源混合自然矿化后一体化供水。雨水利用规划需要结合海绵城市建设规划、海绵流域规划,做好公共设施、小区内部利用小循环,优先供给市政用水。
3.强化非常规水源配额管理与考核
强化管理与考核是落实非常规水源配额的软件保障。从行政区域、园区、取用水户等多个层次建立管理与考核制度,把配额落到实处。同时,要突出水质安全,对不符合人体直接接触标准的非常规水源要设有安全提示,有条件的要进行隔离。
(1)行政区域层面,将配额制作为实行最严格水资源管理制度的主要内容
把非常规水源利用配额达标情况作为考核指标,纳入最严格水资源管理制度统一考核。非常规水源利用总量只能增加不能减少,利用量减少的要调减考核分值。水资源综合规划外新增非常规水源不计入区域用水总量指标。未达到配额的区域按比例核减其用水总量指标,并实行取水许可区域限批,限制农业、工业建设项目和服务业新增取用水。完善非常规水源利用监测统计制度,非常规水源利用要符合供水水质要求,直接排入河湖湿地的,如果满足排水水体功能区水质管理目标要求或景观环境用水水质标准,可以计入非常规水源利用量。
(2)园区层面,强制优先利用非常规水源
工业园区和城市新区必须同步建设非常规水源利用设施,利用量要达到配额要求。严重缺水园区特定高用水行业只能使用非常规水源,不得配置常规水源。
(3)用户层面,有序推进非常规水源利用
新增取用水户,在满足利用条件下必须优先使用非常规水源,如未足额落实非常规水源利用配额指标或未签订供水协议的,则不予批准常规水源分配指标申请。已持有取水许可证的用水户,可以使用非常规水源的,限期使用非常规水源,限期内未完成改造并达到用水配额的,在批准其取水许可延续时压缩常规水源取用指标。
4.完善非常规水源利用激励机制
(1)投资倾斜
国家将非常规水源利用工程作为公益性基础设施予以支持,非常规水源利用工程建设可以享受用地、用电、贷款贴息、财政补贴等优惠政策。水利发展资金、节能减排专项资金、其他资金应当加大对非常规水源利用的支持力度。通过PPP等多种形式,鼓励与引导社会资本参与非常规水源工程建设与运营,允许非常规水源配额指标进行交易。
(2)价格支持
鼓励供用双方协商确定非常规水源供水价格。探索实行非常规水源目标价格管理,由物价部门制定区域非常规水源目标价格,供水水价低于目标价格时,对供水单位给予适当奖励;供水价格高于目标价格时,对用水单位给予适当补贴。探索实行累进补贴机制,使用非常规水源供水越多则财政补贴标准越高。
(3)税费优惠
利用非常规水源可以依法减免水资源税或水资源费。再生水、雨水、海水淡化、咸水利用等免征水资源税或水资源费。
(4)公众参与
加大科普和宣传力度,引导社会形成优先利用非常规水源的理念和环境,提高非常规水
源利用必要性的认识,改变公众对再生水等非常规水源利用的偏见,发挥好公众监督作用。
(5)立法保障
制定节约用水条例和修订水法,增加非常规水源利用有关要求。鼓励地方制定非常规水源开发利用的法规政策。