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西安市水环境治理思路和工程措施探析

2022-10-31司训练赵佩玉

资源节约与环保 2022年9期
关键词:西安市用水污水

司训练 赵佩玉

(西安石油大学经济管理学院 陕西西安 710065)

引言

水资源一直被认为是人类在生产和生活中广泛利用的资源,尤其是在城市作为人类社会发展和成熟的标志物时,其对水资源的利用和需求尤为庞大。水是关键的环境因素之一,区域水资源的现状、污染的排放与防治等工作,都是水环境其最直接的反映[1]。“十二五”以来,国家开始高度重视环境保护,在习近平生态文明思想的带领下,各级人民政府开始高度重视对水环境的治理和生态环境的保护。现在,随着现代城市基础设施建设和现代化进程的加快,城市的规模和居住人口逐渐扩大,不仅使得饮用水量增加,也使得城市底下水的循环和自然补给更新产生不利影响。同时,城市的河道水质标准低劣、污染严重等问题加剧了生态环境的恶化,这导致了水资源的短缺,甚至关系到了人民的生产生活。因此,水环境的治理和保护成为当前政府和公众关注的焦点。

西安市素有“八水绕长安”之称。但自汉朝以来,西安市开始出现了水污染的问题。直至上世纪80 年代后期至90 年代中期,西安市一直饱受水荒之苦。从2000 年初,黑河水库成了西安市引水调水工程主要的供应源,缓和了西安市的水资源短缺,近年来,西安市也持续贯彻实施习近平生态文明思想,将生态文明融入现代化建设中。但治理水质是一项困难且耗时的工作,在整个治理过程中,治理是重点,治理后有效、科学的管理也是治理工作成功的保障,需要系统的进行水环境整治,确保水治理获得所预期的收益。

1 西安市水环境现状及存在的问题

1.1 西安市水环境污染现状

西安市水资源少,且分布不均匀,目前属于中国的缺水城市之一。2018 年,西安市的自然地表水资源总量为51649 万立方米,地下水资源的总量为14205 万立方米。全市水资源总量为78962 万立方米[2]。人均水资源约为260 立方米,水资源低于国际公认的人均水资源绝对量500 立方米。根据西安市统计局发布的《西安统计年鉴(2014-2019 年)》,收集和提取有关用水量和污水排放的数据,从工业用水、生活用水和水污染三个方面对西安市水污染现状进行分析。

1.1.1 工业用水现状

选取2013-2018 年西安市的工业用水数据,计算各年的工业用水所占比例、工业废水处理率及工业用水的利用率。

计算公式如下:

用水总量①=工业用水总量+生活用水总量(式1);工业用水所占比例=(工业用水总量/用水总量)×100%(式2);工业废水处理率=(工业废水处理量/工业废水排放量)×100%(式3);工业用水利用率=(1-工业废水排放量/工业用水总量)×100%(式4)

通过上述公式,计算得出2013-2018 年西安市工业用水的现状,结果如表1 所示。

从表1 的计算数据看,自2013 年以来,西安市的工业用水总量和工业废水排放量逐年减少;工业用水在城市用水总量中的占比随着西安市建设进程加快、人口增多,呈大幅的下降。西安市的工业废水处理率,逐年上升,并在2017 年,达到最高。但2013-2018 年的工业用水利用率却在逐年下降,工业用水量和工业废水排放量几乎持平。

表1 2013-2018年西安市工业用水现状

这一现象表明投入工业生产的大量用水,得不到充分利用,工业用水浪费现象严重,也对用水需求提出更大的考验。

1.1.2 生活用水现状

通过选择2013-2018 年西安市生活用水的数据,计算出各年的生活用水所占比例、生活污水处理率以及生活用水的利用率。

计算公式如下:

生活用水所占比例=(生活用水总量/用水总量)×100%(式5);生活污水处理率=(生活污水处理量/生活污水排放量)×100%(式6);生活用水利用率=(1-生活污水排放量/生活用水总量)×100%(式7)

通过上述公式,计算得出2013-2018 年西安市生活用水的现状,结果如表2 所示。

表2 2013-2018年西安市生活用水现状

根据表2 的计算结果,自2013 年以来,西安市生活用水总量和生活污水排放量逐年上升。

随着居民用水量的增加,生活用水所占比例必然提升。但生活用水增加并没有改善生活污水的处理现状,数据表明,生活污水的处理率呈下降趋势,这反映了有关污水处理的工作存在一定的缺陷。此外,由于居民对保护和节约水资源意识淡薄而导致的生活用水利用率下降问题也在逐渐暴漏。因此,如何对生活污水进行处理,如何从节水、保水方面进行水资源的保护,在水资源管理中非常重要。

1.1.3 水污染现状

通过2013-2018 年《西安统计年鉴》中关于工业用水和生活用水的数据,计算各年的用水总量、污染总排放量①、工业废水的比例、生活污水的比例、水污染率和再生水利用率。

计算公式如下:

污水总排放量=工业废水排放量+生活污水排放量(式8);工业废水所占比例=(工业废水排放量/污水总排放量)×100%(式9);生活污水所占比例=(生活污水排放量/污水总排放量)×100%(式10);水污染率=(污水总排放量/用水总量)×100%(式11);再生水利用率=(再生水利用量/再生水生产量)×100%(式12)

通过上述公式,计算得出2013-2018 年西安市水污染的现状,结果如表3 所示。

表3 2013-2018年西安市水污染核算结果

表3 的结果表明,西安市的用水总量较平稳,污水总排放量却逐年增加,这一现象说明西安市在污水排放的处理上需进一步加强。数据结果中,工业废水所占的比重逐渐下降,而生活污水所占的比例却逐年增加,并占有较高的比例,这说明西安市在工业污水的处理方面管理较好而在生活污水的排放和治理上需要投入更多的人力、物力和财力。

关于再生水的利用,在意识到水资源节约和保护的重要性初期,有关部门关于再生水的处理、人民关于再生水的利用都得到重视,再生水的利用率高达96.62%,而后再生水的利用率却在逐年降低。尤其在技术更加先进的当下,再生水生产量及质量的逐年提高,有关政府部门如何利用再生水,企业和公民如何强化再生水的使用意识,是再生水利用率提高、水资源得到充分使用的关键。

1.2 西安市水环境存在问题

(1)水资源的总量偏少。作为原本就是全国缺水城市之一的西安市,在商业化和城市移民的增多的现状下,对水资源的需求更加迫切。所以如何对现有水资源进行节约和保护是西安市水环境面临的最重要的问题。

(2)城镇生活污水和垃圾多。全面建成小康社会,城镇化是关键,涉及到资源的经济利用。但农村人民生活质量的提高,城市化进程的加快,带来的却是居民因生活、生产产生的污水和垃圾日益增多的现象,并且成为影响农村环境和水体质量的重要因素。

(3)工业废水处理不当。由于工业产生大量的污水,污水处理厂和污水处理装置的任务超负荷、处理设备利用率低。此外,下水管网的铺设和污水处理厂的建设不符合城市规划整体,设计缺乏前瞻性,部分地区污水处理设备过载,区域有空位[3]。

(4)人口变化。人口变化对城市水基础设施的发展提出了双重挑战[4]。2018 年初,西安落户要求放宽,西安市户籍人口增长加速。因此对西安市资源的利用,水基础设施提出更高的要求。并且随人口增加而来的是人口行为变化导致的生活污水排放量的逐渐增加。所以如何进行污水的处置,如何保持水环境不受破坏,是当前西安市面临的挑战。

2 西安市水环境治理路径

2.1 西安市水环境治理思路

西安市认真贯彻落实习近平的生态文明思想,全面落实并建立河湖长制。治理过程严格遵照“治、用、保、引、管”的水系治理总体思路,和“全流域综合治理、生态全面化恢复、景观改善完整化、展现人文化景观”的具体路径,对流域和水环境进行综合治理[5]。

其中“治理”是针对水环境的综合整治;“保护”是对水资源及治理成果的保护;“部署” 则是将西安市的水系进行治理思路和措施的整体安排;“使用” 强调在西安市水资源如此匮乏的情况下,为节约和使用水资源而采取的一系列措施;“管理” 是为实现水环境长效管理目标,对全面治理后的水资源制定系统的监管措施。通过对全流域的综合整治、全面化的生态恢复、完整化的景观改善,力争展现最美的人文化景观。

针对西安市水环境存在的问题,西安市提出三步走的策略:(1)首先从根源进行治理,从污染源出发加强污水处理,到2020 年解决垃圾和黑臭河问题,初步改善严重区域的污水和垃圾问题。(2)将西安市的水系作为一个系统进行整治,实现三年内治理“劣水”,提高水的流动性和自净能力。(3)从全局的角度出发,在治理的基础上,对水环境的生态、景观、文化进行全面恢复,五年内实现“全面改善”水环境。通过上述的改善和恢复,以期到2022 年恢复生态“八水绕长安”之美。

2.2 西安市水环境治理工程措施

2.2.1 水治理工程

近年来,西安市政府非常重视水环境的质量控制,坚持从源头治理,截流治污治水。通过拦截污水、升级和重建污水处理厂,使得农村地区的水环境得到改善,Ⅴ类水和黑臭河湖水质消失,主要城区达到Ⅳ级标准,重点地段达到Ⅲ类标准。在水治理方面,从三个方面进行管理:扎实开展“河长制”工作、加强涉水企业的环境监管、加大对突出水源问题的整治力度。为了控制黑臭水域,西安市要求加快城市黑臭水域处理项目的实施。未与下水道管网连接的新建住宅区和市区的公共建筑物不能交付使用;对城市进行开发规划和建设时,要事先组织有关部门对废水处理设备设施等进行规划,确保同步建设。

目前在水治理方面存在的问题包括:(1)存在“黑臭水域” 现象及部分监测断面的水质恶化或指标超标问题。(2)水污染管理任务面临较大困难,污染治理工作任重而道远。

2.2.2 水利用工程

水利用工程,专为节水而设计。根据“提高水的净化能力、提高人们节约用水的意识、提高水的可用性”等原则,严格控制居民用水量,增强人们合理使用地表水的意识,充分利用循环水、限制地下水的开采、拦截储存降雨和洪水。通过集水、节水等措施以达到改善用水和提高用水效率的目的。在节水方面,西安市制定合理的节水计划,力争先达到省级,再进一步达到国家级节水城市标准。2019 年6 月27 日,在西安市节水型城市建设技术验收大会上,验收专家小组提到:近年来,西安市依照生态学和绿色发展优先的原则,努力建设适宜居住和工作的山水之城,采用多种措施促进节水型城市的建设。通过合理的结构、有效的监督和强有力的投资,争取达到节水城市评价标准。2019 年7月12 日,西安市被评为陕西省节水城市,这得益于其强有力的措施:

(1)完善的水管理系统。西安市目前将水管理的工作任务分解开来,形成“各自管理、综合治理”的模式。同时,西安市还启动多个水监测管理系统,节水工作从管理、保护、使用等方面都有效化和标准化。此外,西安对水价进行调整,建立了有效的节水系统。

(2)多管齐下、综合施策的工程。西安市各单位在生活、生产和生态三个层面采取多样化的节水措施。生活用水方面,积极开展“大学节水、住宅节水、公共机构节水”等节水单元建设活动;工业用水方面,在工作场所制定计划,建立促进产业用水节约的模式。生态用水方面,提高中水利用率,加强生态节水。其次,西安市促进海绵城市建设,且最大限度地发挥科研优势,积极推进生物处理水的膜处理和三维渗透等先进技术。

(3)全民参与,携手同行。由于市民缺乏节水意识,社会整体未形成节水氛围,水资源的节约效果会大大降低。因此,西安市通过节水知识宣讲、组织节水培训等活动,向社会各界宣传节约用水的重要性,积极倡导人民群众主动提高节水意识,使每个公民都成为节约用水的宣传者、实践者和传播者。

2.2.3 水连通工程

通过引水调水实现流域间水资源的调动,使水系相互连通,从而达到优化水资源、提高利用率的作用。西安市作为缺水型城市,调水引水工程在其水资源供应中发挥着至关重要的作用。以引乾济石公司水源地调水工程为例,其主要任务是输送水和发电。在供水高峰时期,日供水量达80 万立方米,年供水量达2000多万立方米,最高达2700 万立方米。如今,随着西安市的不断发展和人口的持续增长,供水量每天都在增加,该项目的任务日益加重,已日渐成为西安市发展进程中的又一生命线工程。引乾济石公司水源地调水工程用最短的建设期、最少的投资,得到最高的效益。通过类似跨区域调水工程,实现西安市水资源供应充足,保障居民正常生产生活。

3 工程案例探析-以西安市皂河为例

3.1 西安市治理工程系统

西安市在面对水环境问题时,积极采取系统的治理工程进行治理,从控源截污、内源治理、生态补水、生态修复、景观提升以及管理等方面统一规划。皂河的整治范围为从皂河源头到渭河入口,包括整条河流和整个流域。采取一系列治理措施,对整个流域实施系统性的全面修复。具体治理工程措施如下:

(1)控源截污。西安市要求污水必须处理达标才能进行排放,且污水处理设施的布置需在城市开发建设时期进行规划,避免后期出现规划不力等问题。皂河在水污染控制和管理监控方面,主要是对雨水和下水道管网的安装、升级、维修及污水处理厂的扩建。

(2)内源治理。西安市制定河底淤泥清理计划,对清理的底泥实施管理,严格要求底泥不能用作水处理时的材料,对水中的垃圾和浮游物也进行定期清理,清理出来的垃圾等必须交由相关单位进行妥善处置。在皂河内部污染源治理中,主要是加大河道的疏浚。

(3)生态补水。西安市加强整个供水的生态管理,在水动力调节的基础上,对污水随意排放的行为进行控制,以使河流和湖泊不通过排水通道回流。同时,主张利用再生水和雨水对生态用水进行补给。皂河的水补给,主要是利用引水调水设施将其他河流的生态水引入皂河,实现对皂河生态水的补给。

(4)生态修复。西安市加强沿河湖泊建设,创造出美丽的绿色生态景观。要求根据实际情况,对河流的生态环境进行建设和改造,创造适宜多种生物生存繁衍的环境。充分利用城市市区雨水排出口集水区域内的建筑集群、道路、广场等,采用“渗透、停滞、存储、净化、利用和排水”方式进行建设改造。关于水域的自然改善,皂河采取了改善生物、修复动植物和改善环境处理等措施,以改善其自然状况。

(5)景观提升。西安市主要从以下四个方面进行景观提升:一是优化景观效果。改善新建园林绿化建设水平,通过转换和升级相关技术创造出充满活力的城市和历史景观。二是改善城市生态。加快小型公园的绿色建设,促进林区绿化。三是增设便民设施。为了改善环境并满足人民生活需求,在绿地和广场增加座位、街灯、垃圾箱等基础设施;四是加强日常维护。增加园林日常维护投资,消除不正确的维护现象。在皂河内部水源控制、生态水补给、生态恢复都取得成效的基础上,进一步改善皂河景观。选择合适的河岸作为试点,实施美化覆盖、景观节点、慢行步道等工程。

(6)长效管理。为了落实水环境管理项目成果,西安市建立了水环境管理长效机制,加强监督和检查。对城市的黑臭水域实行特殊的环境治理行动。按照调查、调任、特别检查、约谈、监督的原则,实施地方监督的特别行动。在保障措施方面,西安市从强化组织领导、严格问责、加大财政支持、优化审批流程、完善信用管理、加强科技支持、鼓励公众参与等七个方面进行保障。为确保皂河治理工程的实施,西安市政府建立专门的指挥部门,为皂河整治工作保驾护航。

3.2 皂河治理工程现状及存在问题

皂河起源于长安区,终止于渭河,全长35.85 km。皂河作为陕西人民母亲河——渭河的十条支流之一,由于同时接收多个污水处理厂的尾水,使得政府从管理渭河开始,其治理工作就成了重中之重。政府修建污水处理厂、关闭造纸厂、建设人工湿地等一系列措施都没有改善皂河的污染情况。下一步,西安市将按照中央政府、省政府的污染治理总体要求全面实施,对城市污水、垃圾等进行全方位清理,并建设水景观设施。

西安市皂河治理工程现存在以下问题:(1)财政资金投入有限;(2)生态治理理念缺乏实践;(3)落实实施的工程项目少;(4)临城中村建设的工厂污水排放流程未达标[6]。

4 西安市水环境治理的对策建议

4.1 法制建设层面

(1)完善法律体系。完善的法律法规体系为水环境综合治理工作长期运行提供了强有力的保证。在水环境管理中,应充分发挥地方立法权,支持并完善法律法规,专注于解决水环境领域的问题。落实如排污许可证、饮用水安全保证等法律政策,加快如河流湖泊的保护和管理、湿地公园建设与保护、志愿服务等相关工作[7]。

(2)加强执法力度。政府的执法部门应加大生态环境保护的监察力度,强制淘汰落后且高消耗、高污染的技术设备。严厉查处存在未经批准擅自进行建设、未经验收合格进行生产及水污染排放超标等现象的水环境违法行为企业或工厂,并充分运用罚款、没收、生产限制、关闭、行政拘留等手段进行惩治。相关部门应组织建设更具权威、更为专业的水环境执法队伍,构建城镇水环境执法监督网络体系,完善水环境行政执法和司法合作机制,全面提高水环境执法监督水平。

(3)健全河长制监管的相关法律。研究并制定用于监督和管理现有河湖长制的相关法律和监管系统,及时高效的监测评估河长制目标及任务的完成情况。从对河湖长行为的规范和监督开始,提高相关人员的工作积极性与主动性。在此基础上,加快引进各流域生态保护条例,充分响应“一河一策”的指导,并协同各流域当地情况来共同达到水环境整治的目的。

4.2 治理措施层面

(1)潜心研究前瞻技术。通过相关专项计划(如特殊项目和基金),加快研究开发低成本高水平的家用污水处理、主要产业废水处理、饮用水中有毒物质追踪、危险化学事故应急处理及地下水污染修复等技术的步伐。通过评估识别水环境损害情况及有害物质,研究高浓度循环水以补充淡水资源等措施,减少水质污染对人类健康的危害[8]。

(2)加强设计和规划,保护生态环境。西安市的水环境综合治理工作需要以生态学为基础,遵循自然发展规律,不得破坏水环境的基本运行规律。根据水环境发展现状加强规划设计,划分功能区深入研究河水流通问题,起草污染控制措施并发布污染控制任务,确保水处理达到标准[9]。为了使河网的整体功能满足自然环境开发的要求,还需设计水环境景观进一步拓展河道功能[10]。此外,强调水系的连通性,对西安市境内水域进行整体布局,并协同相关地制定治理方案,以便提高水的流动性和自净能力。

(3)注重污水和垃圾处理设施的整体规划。防止污染的关键在于控制污染源[7]。在科学地预测各地区污水处理量的基础上,结合城中村、城区道路设计,合理铺设污水管网、建设污水处理厂及垃圾回收处理中心。并因地制宜地对西安市城区雨水与污水系统进行分流改造,避免污水截流不完全而排入地表河污染水体。新城区、开发区的管网为避免计划不周无法与已建管网相连接的情况,从设计初就应进行严密的规划。对于无法铺设污水配套管网的城镇和街区,应配备移动污水处理站,提高污水处理率。同时,为促进废弃物的再利用,建立家庭废弃物和建筑废弃物的集中处理场所,防止垃圾的随意倾倒和乱堆乱放。

(4)开发新水源,缓解水资源短缺问题。在水生态、水保护建设和调水工程项目不受损害的前提下,促进非传统水资源的开发和利用。为提高用水效率,需关注如何加强非常规水资源的开发和利用、增加水处理效率并提高二次水使用率。此外,开发先进的技术实现雨水和污水的分流,以加强海绵城市的建设。

4.3 公民意识层面

(1)充分利用网络媒体平台,确保数据及时公开。建立信息发布平台,向公众通报城市水环境情况。对于水污染、水治理的各项数据及时通过广播、电视、报刊及新媒体平台及时公开,保障市民的知情权,提高市民水环境保护意识。

(2)建立公众监督平台,允许公众发挥监督作用。鼓励和邀请公众为西安市水环境的建设建言献策。为公众建立可进行监督建议的平台,并在平台上设定污染条例,应邀公民进行补充和改善,给提出建设性意见的公民一定的报酬奖励。对及时举报并经核查属实的水资源污染问题的举报者进行奖励,对污染者进行适当的处罚。

(3)进行水资源保护的教育宣讲,提高人们的环境保护意识。目前,公民参与水环境治理的人数不多、热情不高,水环境保护意识依然淡薄。通过节约用水及水环境保护的知识宣传,鼓励公众参与水环境管理活动[11]。生态与水环境保护知识的普及教育可使公众更直接的了解水环境的现状及其存在的问题,建立一种危机感、紧迫感和责任感,从而使公民自发参与水环境管理。

结语

城市水环境治理工程一直被定义为一项复杂而系统的工作。在设计初就应明确项目定位;在设计中,制定合理有效的调查方案,并积极进行现场调查考证,结合规划要求确定项目目标,选择合理的方案对策,强调流域管理理念,把握详细设计;设计后完善可达性分析,形成完整合理的整治方案。目前西安市存在较大的水污染问题,并在治理过程中存在单一整治、效果不佳等问题,加之西安市人口的不断增多,让原本就缺水的城市,水资源变得越发紧缺,保护水资源和管理水质工作愈发重要。在后续工作中,西安市需从根源消除污染、创新治理技术、减缓污染速度、增加宣传、鼓励市民参与等方面出发,集结全民的力量,西安市“八水绕长安”的壮观景象定会早日再现。

注释:①由于西安市统计年鉴中有关用水的资料只包括工业用水和生活用水,没有包括农业、人工生态环境补水等用水,因此,用水总量仅包括工业用水和生活用水。

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