朱曉春

（水利部海河水利委員會，天津 300170）

非常規(guī)水作為常規(guī)水的補充水源，已經被越來越多的國家所認可。海河流域水資源短缺，科學合理地開發(fā)利用非常規(guī)水既節(jié)約了淡水資源，也是對當?shù)厮Y源的有益補充，對于緩解流域水資源供需矛盾、改善生態(tài)環(huán)境十分必要。

1 非常規(guī)水的界定和定義

非常規(guī)水也稱為非傳統(tǒng)水資源、邊緣水等。非常規(guī)水是指區(qū)別于一般意義上的地表水、地下水的水源，包括微咸水、再生水、海水、雨洪水等。這里主要是對流域內的微咸水、再生水和海水利用進行了重點調查。

微咸水是指礦化度（M）為2 g/L＜M≤3 g/L的淺層水。再生水是指城市生活污水和工業(yè)廢水經過污水處理廠二級處理或深度處理后，達到國家相關再生水水質使用標準和水量要求，并用于工業(yè)、農業(yè)、河湖景觀和城市雜用等特定用途的用水。海水是指海洋中的水資源。海水利用包括海水淡化和海水直接利用兩種方式。

2 流域非常規(guī)水利用面臨的形勢

2.1 水資源短缺形勢要求加快利用非常規(guī)水

流域水資源總量370億m3，人均占有量272 m3，僅為全國平均水平的1/8、世界平均水平的1/24。根據(jù)最新的流域水資源評價結果，1980—2000年水文系列與1956—1979年水文系列相比，海河流域地表水資源量減少了41%。流域現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用率總體上已超過100%，平原每年超采地下水約80億m3，地表水開發(fā)利用率達到了67%，遠遠超過國際公認40%的合理上限，水資源短缺形勢十分嚴峻。

解決流域水資源短缺的主要途徑是開源節(jié)流，要以強化節(jié)水和優(yōu)先利用長江水為前提，以當?shù)氐乇硭Y源可利用量和地下水可開采量為控制，積極開發(fā)利用非常規(guī)水。即一是大力開展全面節(jié)水，提高水資源利用效率；二是要優(yōu)先利用南水北調來水；三是要積極開發(fā)利用非常規(guī)水。目前，海河流域的節(jié)水水平已經處于全國的先進水平，節(jié)水潛力有限；南水北調來水主要解決的是部分城市缺水問題，對于非受水區(qū)的缺水問題難以解決，如流域內的黑龍港運東地區(qū)和沿海地區(qū)，應積極合理地開發(fā)利用當?shù)氐姆浅Ｒ?guī)水。

2.2 非常規(guī)水利用面臨著重要的發(fā)展機遇

海河流域的水資源問題已成為制約流域國民經濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的主要因素之一。尋求和開發(fā)利用可替代的水資源，已引起流域內各省市的廣泛關注。海河流域平原區(qū)具有豐富的微咸水資源。開發(fā)利用微咸水可以減少對深層地下水的開采，抑制地下漏斗的發(fā)展，緩解由此造成的地面下沉、地下水環(huán)境惡化現(xiàn)象；同時，開發(fā)利用微咸水，可以騰出地下庫容，加大降雨的入滲量，淡化淺層地下水質。

城市廢污水具有不受氣候影響、水量穩(wěn)定可靠、保證率高等優(yōu)點，經過凈化處理后，可回用于工業(yè)、農業(yè)、河湖景觀和城市市政等對水質要求不高的行業(yè)。隨著流域水污染防治工作的深入，廢污水處理和再生利用量會不斷提高，城市污水被看作為“第二水源”進行開發(fā)利用。

海水利用也存在有利條件和機遇。一是伴隨海水利用的技術不斷成熟，海水利用成本將不斷降低；二是以節(jié)水為核心的水價機制的逐步形成將有效地抑制淡水資源的消費，從而形成引導海水利用特別是工業(yè)大規(guī)模利用海水的動力；三是流域海岸線長920 km，天津濱海新區(qū)、河北曹妃甸新區(qū)、河北滄州渤海新區(qū)及山東黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)分布于濱海地區(qū)，具備海水利用的便利條件。

從政策導向上，國家發(fā)改委明確規(guī)定，在缺水地區(qū)新上電廠、化工、鋼鐵等工業(yè)項目，禁止使用地下水，嚴格控制地表水，提倡使用非常規(guī)水。近幾年，海河流域新建電廠、煤化工廠等工業(yè)項目基本都使用再生水、海水。

3 流域非常規(guī)水2009年利用量及近10年的用水趨勢

3.1 流域非常規(guī)水2009年利用量

2009年全流域非常規(guī)水利用量為11.54億m3，不足全流域總供水量的3%。其中，污水處理回用量8.42億m3，微咸水2.5億m3，海水淡化及海水直接利用折淡量0.62億m3。

流域微咸水資源量17.7億m3，2009年流域平原區(qū)微咸水利用量為2.5億m3，僅占其資源量的15%。2009年流域城鎮(zhèn)生活和工業(yè)用水量達到90.26億m3，產生廢污水約49億m3，經處理污水量25億m3（其中再生水7億m3），僅占廢污水量的50%。2009年流域海水淡化及海水直接利用折淡量僅為0.62億m3，全國達到60億m3/a，海水利用率很低。

受經濟、技術和管理等因素的影響，流域現(xiàn)狀非常規(guī)水利用仍然處于較低的水平和起步階段，但發(fā)展非常迅速，需求也特別強烈。

3.2 流域非常規(guī)水近10年的用水趨勢

為了緩解水資源緊張狀況，2000年以后流域內各省市相繼開始開發(fā)利用非常規(guī)水。2000年流域非常規(guī)水利用量為3.63億m3、海水直接利用量為6.03億m3，到2009年非常規(guī)水利用量增加到11.06億m3、海水直接利用量為21.83 m3。流域近10年的非常規(guī)水利用量，見表1。

4 流域非常規(guī)水利用現(xiàn)狀

4.1 微咸水利用

微咸水可廣泛用于種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)冷卻以及通過凈化解決農村飲用水困難等。通過調查，流域的微咸水主要用于生活、咸淡混合發(fā)展養(yǎng)殖和種植、工業(yè)冷卻等。

（1）用于生活：河北省黑龍港運東地區(qū)2001年在黃驊市試驗開發(fā)了小型咸水、微咸水淡化技術，采用反滲透法和電滲析法把淺層咸水的礦化度從3～5 g/L降低到1 g/L以下，達到了國家規(guī)定的飲用水標準，解決了農村飲水困難。淡化水成本為3.64元/m3，每桶水成本為0.07元，供本村群眾0.3元/桶，比市場價（每桶2元）低1.7元，每人每年飲水費20元左右，一般農戶均可以承受。天津大港石化公司居民生活小區(qū)實現(xiàn)雙管線分開供水，非飲用水全部使用地下微咸水和不宜飲用的高氟水。2002年10月，滄州市水務局在水利工程處職工宿舍樓打井開發(fā)地下咸水（礦化度2 890 mg/L），并建輸水管網送水入戶。除飲用、洗漱外，凡可用咸水替代的用水，如洗菜、洗碗、洗衣、沖廁、拖地等均用咸水。經過15個月實驗，平均每月每人生活用水4.07 m3，其中自來水 1.7 m3、占 42%，咸水 2.37 m3、占 58%。 2004年滄州市環(huán)衛(wèi)局在市區(qū)123座公共廁所改用咸水沖廁，每處打配一眼30 m的咸水機井，每廁日用水3 m3，一年可節(jié)省自來水13萬m3。德州市利用微咸水的單位有學校、中小飯店、醫(yī)院、商場、保險公司、建筑施工企業(yè)等，據(jù)測算市區(qū)微咸水利用量在500萬m3左右。

表1 海河流域近10年非常規(guī)水供水情況

（2）用于咸淡混合發(fā)展養(yǎng)殖和種植：在天津濱海地區(qū)利用地下咸水養(yǎng)殖河蟹、魚和對蝦，避免了因海水污染對養(yǎng)殖業(yè)造成的影響。黃驊市引進苦咸水養(yǎng)殖南美白對蝦、鋸緣青蟹和俄羅斯鱘魚獲得成功。黃驊市研究利用鹽堿地和地下咸水栽培食用菌技術。

直接開采礦化度為1～3 g/L的微咸水進行灌溉在流域中東部平原區(qū)已非常普遍。自20世紀80年代以來，河北省水利科學研究所南皮試驗區(qū)利用淺層咸水抗旱灌溉，取得了重要成果。試驗研究表明，旱作物灌溉咸水可成倍增產。

（3）用于工業(yè)生產：根據(jù)工業(yè)用水的用途不同、對水質的要求不同，微咸水可用于對水質要求不高的工業(yè)循環(huán)冷卻水。河北省滄州市金?；渲止?，為解決水源問題，于1999年興建了由30眼120～250 m深咸水井組成的咸水水源地，用于工業(yè)生產。天津制堿廠既利用咸水冷卻降溫，又利用咸水作鹽溶劑。

4.2 流域污水處理廠建設情況及再生水的利用現(xiàn)狀

（1）污水處理廠建設情況：海河流域的污水處理廠建設由來已久，早在1959年北京市就建設了具有初級處理能力的高碑店污水處理廠 （20萬m3/d）和酒仙橋污水處理廠（1.5萬m3/d）。1986年4月，天津市紀莊子污水處理廠建成投入運行，是全流域最早的處理工藝最完整的污水處理廠，也是當時我國建成的規(guī)模最大的城市污水處理廠。截至2009年底，全流域已建成并投入運行的城鎮(zhèn)污水處理廠307座，總處理能力達到1 610.27萬t/d，分別占全國的15.4%和16%，全流域平均日污水處理量達到1 166.08 t。

（2）再生水利用現(xiàn)狀：2009年，全流域再生水利用量為8.42億m3，其中北京市再生水利用量為6.5億m3、占總利用量的77%。以北京市為例進行調查，再生水主要用于工業(yè)生產、農業(yè)灌溉、河湖環(huán)境利用以及市政雜用等。

工業(yè)利用：2009年中心城工業(yè)利用再生水1.0億m3，主要用于熱電廠的冷卻循環(huán)。目前，北京中心城內熱電廠的冷卻用水已經全部用再生水替代，其中第一熱電廠、華能電廠利用再生水0.7億m3，石景山、高井、鄭常莊、太陽宮熱電廠利用再生水0.27億m3，高安屯垃圾焚燒場、北辰熱力、焦化廠等其他工業(yè)用戶利用再生水0.03億m3。

農業(yè)利用：2009年中心城再生水用于農業(yè)灌溉的水量為2.1億m3，主要集中在通州、大興兩個區(qū)。大興區(qū)通過小紅門污水處理廠提升泵站及涼鳳灌渠輸水利用再生水約7 000萬m3，通州利用再生水約1.4 億 m3。

河湖環(huán)境利用：北京市區(qū)現(xiàn)有可以用再生水補水的湖泊有圓明園、陶然亭、大觀園等16座公園。2009年中心城河湖補水利用再生水1.8億m3，其中利用深度處理的再生水為5 000萬m3。

市政雜用：2009年中心城市政雜用利用再生水0.2億m3，主要是園林綠化和小區(qū)沖廁。目前，第六水廠和已建成的清河、酒仙橋、北小河、吳家村、方莊再生水廠周邊小區(qū)用戶有102個，日再生水用量約1.5萬m3，年利用再生水約540萬m3。園林綠化利用再生水1 410萬m3，道路澆灑、洗車等利用再生水約50 萬 m3。

4.3 海水利用

海水利用包括海水淡化和海水直接利用兩種方式。

（1）海水直接利用：海水直接利用是以海水為原水，直接替代了淡水作為工業(yè)冷卻循環(huán)用水和生活用水等。主要包括海水直流冷卻利用、海水循環(huán)冷卻利用、大生活海水利用、海水養(yǎng)殖、海水農業(yè)及海水用于改善城區(qū)水環(huán)境。

天津大港電廠和天津堿廠從上世紀70年代就開始利用海水。目前，已成功建設日產20萬m3淡水的北疆電廠等一批海水淡化工程，年海水直接利用量14億m3；天津海晶集團反滲透海水淡化科技示范工程已建成投產，日產淡水1 000 m3。天津北大港電廠直流冷卻利用海水，年用水量14.00億m3，可替代淡水0.30億m3。天津市塘沽區(qū)天津堿廠溶堿利用海水1萬t/d，年替代淡水0.04億m3。目前北大港電廠直流冷卻利用海水14.00億m3，還有兩套日產3 000 m3淡水閃蒸海水淡化裝置，1990年5月至2000年共生產淡水1 700萬m3、年均生產淡水量170 萬 m3。

（2）海水淡化：海水淡化是指采取工藝措施從海水中獲取淡水，工藝措施以蒸餾法和膜法應用較多，蒸餾法以多級閃蒸（MSF）為主，膜法以反滲透（RO）為主。海水淡化處理后供給工業(yè)及民用；經過特定工藝淡化后的高質淡水供高壓鍋爐、電子產業(yè)及食品工業(yè)；淡化水經礦化后也可作瓶裝、桶裝飲用水等。

在建和已投入使用的海水淡化廠包括天津市的北疆電廠淡化海水廠、大港新泉海水淡化有限公司、河北省的國華滄東發(fā)電有限責任公司等。北疆電廠海水淡化廠位于漢沽區(qū)，采用水電聯(lián)產的方式生產淡化水。目前生產淡化海水不足2萬t/d，全部為自用。大港新泉海水淡化廠由新加坡凱發(fā)集團投資，采用膜法反滲透工藝，目前產水量為7萬～8萬t/d，全部供給大港區(qū)海洋石化園區(qū)400萬t乙烯項目。河北國華滄電有限責任公司是國內第一家大規(guī)模引進海水淡化設備的電力企業(yè)，海水直接利用量達到4萬m3/d，海水淡化能力已達2.3萬m3/d，不僅滿足了電廠運營的用水品質及用量，還具備了外供能力。

5 流域非常規(guī)水利用存在的問題

流域非常規(guī)水的利用近10年有了很大增長，國家和各省市也相繼出臺了很多的政策鼓勵使用非常規(guī)水，但還存在一些問題，主要有4個方面：

5.1 非常規(guī)水利用投入成本高

開發(fā)微咸水、處理污水、海水淡化均需要大量的投資，由于投入成本高，使得開發(fā)利用的規(guī)模有限。流域微咸水分布面積大，但由于多數(shù)地區(qū)含水層薄、單井出水量小、儲存量小，不易形成規(guī)模開采。再加上地下水限采制度不嚴，群眾對利用微咸水、咸水的積極性不高。污水處理廠投入、運行成本高，收取污水處理費低，使污水處理廠建成后開工率低。海水淡化水成本雖已降到目前的5元/m3左右，加上輸水成本，海水淡化水的水價仍然偏高。

5.2 非常規(guī)水利用缺乏統(tǒng)一規(guī)劃

非常規(guī)水作為傳統(tǒng)水資源的補充，是水資源開發(fā)利用的一個組成部分。目前，流域內大多數(shù)省市在制定水資源綜合利用規(guī)劃時缺乏對非常規(guī)水利用的統(tǒng)一規(guī)劃。為了加大非常規(guī)水利用的力度，各省、市制定水資源綜合規(guī)劃時要將非常規(guī)水作為主要的水源納入規(guī)劃。

5.3 非常規(guī)水利用缺乏相應的鼓勵和扶持政策

隨著流域經濟社會的不斷發(fā)展，水資源短缺問題逐步加重，流域內大多數(shù)城市對非常規(guī)水的作用和意義認識逐步提高。但是，由于缺乏確實可行的鼓勵和扶持非常規(guī)水利用的政策措施，非常規(guī)水的利用沒有足夠的運行保障資金和配套運行資金，使得非常規(guī)水利用受到很大的限制。

5.4 非常規(guī)水利用缺乏統(tǒng)一的管理法規(guī)和相關標準

當前，污水處理再生利用、海水淡化、微咸水淡化等項目大部分屬于企業(yè)行為，規(guī)模較小，尤其是海水淡化和微咸水淡化多數(shù)還處于示范階段。由于示范工程的國家資金投入不足，示范工程的推廣具有一定的局限性。國家雖然制定了鼓勵非常規(guī)水利用的宏觀政策，但還沒有形成類似于自來水工程的具體扶持政策、管理法規(guī)和相關的標準。

6 加強利用非常規(guī)水利用的對策

6.1 加強非常規(guī)水利用的政府宏觀調控管理

非常規(guī)水利用既是資源問題，也是經濟問題。為此，應充分發(fā)揮政府宏觀調控在非常規(guī)水利用中的推動作用。如，加快結構調整、優(yōu)化用水結構，積極引導非常規(guī)水作為工業(yè)冷卻水和生活沖廁用水以及城市景觀用水；政府促使把非常規(guī)水的使用納入到水資源利用規(guī)劃、沿海地區(qū)經濟發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中；利用水價政策，調動各地區(qū)使用非常規(guī)水的積極性。

6.2 加快非常規(guī)水利用的配套技術研究

一方面，積極收集整理現(xiàn)有非常規(guī)水利用方面的經驗和成果，進行適宜適時適地的積極推廣；另一方面，加強對非常規(guī)水利用的動態(tài)監(jiān)測研究：在農業(yè)灌溉方面，結合地區(qū)特點建立非常規(guī)水灌溉綜合技術研究，同時做好使用非常規(guī)水對當?shù)赝寥篮铜h(huán)境影響的監(jiān)測；在城市景觀方面，做好利用非常規(guī)水對當?shù)厮h(huán)境影響的長期監(jiān)測。

6.3 加大宣傳力度，提高對使用非常規(guī)水的必要性和可行性的認識

各級政府、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)等要積極宣傳非常規(guī)水利用的重要性和戰(zhàn)略意義。非常規(guī)水豐富的地區(qū)，根據(jù)非常規(guī)水的現(xiàn)狀、開發(fā)利用情況，總結非常規(guī)水利用的經驗、成果，進行示范推廣，利用多種渠道宣傳非常規(guī)水的使用，提高人們使用非常規(guī)水的必要性和可行性的認識。同時，將非常規(guī)水納入到當?shù)爻Ｒ?guī)水的統(tǒng)一調度和配置，以促使非常規(guī)水的使用逐步推廣。

6.4 加大非常規(guī)水使用的資金投入力度

微咸水、再生水、海水淡化使用都需要資金的投入。政府應積極引導、進行補貼，鼓勵企業(yè)投資開發(fā)利用非常規(guī)水。對于再生水和微咸水利用，應該建立穩(wěn)定規(guī)范的政府投資渠道。根據(jù)微咸水、再生水設施的性質，制定相應的政府投資補助標準；統(tǒng)籌安排污水處理費和水資源費；對于公益性生態(tài)環(huán)境補水由政府通過水資源費進行補貼。對從事有關海水利用特別是海水淡化的企業(yè)給予高新技術產業(yè)的信貸、稅收方面的優(yōu)惠政策；鼓勵大型企業(yè)集團、科研院所和大專院校積極開展海水淡化科技研發(fā)，并給予財政補貼和資金支持，提高自主創(chuàng)新能力和大幅度降低裝備制造成本；鼓勵企業(yè)開展海水淡化的項目，逐步形成海水淡化的社會化應用市場。

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