王 瑋

(石家莊市環(huán)境監(jiān)測中心，河北 石家莊 050022)

1 石家莊水資源現(xiàn)狀

石家莊位于山西地臺和渤海拗陷的過渡地帶。石家莊市域內天然地表水體主要由河流、湖塘和濕地構成，主要河道有七條，河流總長1536.4 公里。境內天然湖泊、坑塘遍布平原各縣，總面積達10.62 平方公里。天然濕、洼地集中分布在崗、黃水庫之間和南甸河下游，面積約5.80 平方公里。石家莊市屬于嚴重缺少的城市，境內河流常年干涸河段約占27%，季節(jié)性有水河段約占23%，V 類以上水質的河段占常年有水河段的66.7%，基本呈現(xiàn)“有河皆涸，有水皆污”的狀況，地表水體污染形勢嚴峻。具體說來，石家莊的水資源包括以下兩個方面:水資源和水環(huán)境。

1.1 石家莊市水資源情況及其綜合評價

1.1.1 降水

“十一五”期間市域內年降水量在地域分布上相差不大，市域內降水具有一個突出特點，即年際變化的懸殊性。降水的這個特點，對地下水資源的形成和利用均是不利的。經(jīng)統(tǒng)計計算，石家莊市年降水量如圖1 所示，“十一五”期間市域內平均降水量466.7 毫米，比多年平均值減少3.6%。最大降水量739.5 毫米，從五年降水量變化看，起伏較大。2007年降水量最少，僅有386.2 毫米，2008年降水量最多，達到627.1 毫米。

1.1.2 水資源量

與石家莊市區(qū)密切相關的為滹沱河。滹沱河全長540 公里，流域面積30891 平方公里，是一條流量較豐富的河流，大氣降水是流域內地表水的主要來源。由于大氣降水年際間變化較大，河流徑流量的變化極為懸殊。為了調蓄水量，控制水患，提高水利化程度，五十年代末在滹沱河上游修建了崗南和黃壁莊水庫兩座大型水庫。兩庫庫容分別為13.35 億立方米和10.67 億立方米。在水資源嚴重短缺的情況下，崗南、黃壁莊兩庫庫水已成為滹沱河中、下游城市生活用水和工農業(yè)用水所企盼的唯一本地地表水源，在95%保證率情況下兩庫多年調節(jié)水量為1.29 億立方米。

圖1 石家莊市年降水量

石家莊市座落在滹沱河沖積扇的頂部及滹沱河與太平河沖、洪積扇的交迭部位。五十年代以前滹沱河常年流水，平均徑流量為23 億立方米，是石家莊市地下水的重要補給源。在滹沱河上游相繼攔截建成崗南和黃壁莊水庫后，滹沱河的徑流量大大減少，1980年以后常年干涸無水，這一人為的影響使石家莊市地下水補給條件大大降低。扣除開采補給系統(tǒng)區(qū)域內的農業(yè)生產(chǎn)、農村生活和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水，可供城市利用的地下水資源可利用量約為2.4 億立方米/年。

1.1.3 綜合評價

石家莊市的水資源如要暴露的問題有兩個，一是降水的年分布變化較大;二是地表河流徑流嚴重不足。

1.2 石家莊市水環(huán)境情況及其綜合評價

1.2.1 石家莊市水環(huán)境情況

石家莊市境內受監(jiān)測控制的河流總長為576 公里，其中常年干涸河段約占27%，季節(jié)性有水河段約占23%。在常年有水的河段中，屬V 類以上水質的河段占66.7%，因此，我市地表河流基本呈現(xiàn)“有河皆涸，有水皆污”的狀況，地表水體污染形勢嚴峻，石家莊市河流水體污染物分擔率如圖2 所示。

圖2 石家莊市河流水體污染物分擔率

石家莊市主要地表河流水質的有機類和氮類污染最重，其中綿—冶河水系的有機類、氮類均為中度污染;石津渠水系的有機類、氮類均為輕度污染;洨河、汪洋溝、磁河以及滹沱河水系的有機類和氮類均為嚴重污染。重金屬類污染較輕，這幾條地表河流均為輕度污染。

1.2.2 綜合評價

石家莊市境內河流水質不容樂觀，各污染因子中除總鉛、總銅、總硒沒有出現(xiàn)超標樣品外，其余指標均出現(xiàn)過不同程度的超標，其中以石油類、氨氮、生化需氧量、化學需氧量、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)為主要污染物。各斷面水質均受到不同程度的污染，水體主要表現(xiàn)為有機類污染和氮類污染。

2 石家莊市水資源保護利用和水環(huán)境問題治理途徑

2.1 水資源保護利用途徑

2.1.1 節(jié)約優(yōu)先的水資源利用策略

隨著城市水資源的日益緊俏，環(huán)境資源節(jié)約問題已被人們不得不重視。水系統(tǒng)規(guī)劃的總體目標可概括為:以節(jié)水為核心，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和循環(huán)利用，構建高效、安全、人水和諧的健康水系統(tǒng)。通過各種節(jié)水措施，降低或減少城鎮(zhèn)人均水耗，在不降低居民生活舒適度的前提下，盡可能減少對外部新鮮水資源的依賴。節(jié)水措施主要包括建筑內安裝雙沖洗低容量沖水馬桶、節(jié)水龍頭等節(jié)水裝置和節(jié)水器具，合理確定水價并實施梯級水價以調動居民的節(jié)水積極性，推廣節(jié)水概念和方法并加強居民的節(jié)水宣傳，提高城市供水的管理及監(jiān)測水平，減少供水管網(wǎng)漏失等。

2.1.2 污水再生利用

面對日益嚴峻的水資源形勢，污水回用是解決城市和工業(yè)用水短缺的一條有效途徑。國外從20 世紀30年代開始實踐城市污水回用技術，20 世紀70年代初美國開始大規(guī)?；赜梦鬯?，在日本、以色列、南非、俄羅斯、澳大利亞、意大利等水資源較為短缺的國家，污水回用的開展也很普遍。國內很多缺水城市也采取了將城市污水再生后作為第二水源的措施，北京、天津、大連等一些大型缺水城市率先大力推進再生水回用事業(yè)，并取得了明顯的成效。

一般城市可集中利用的再生水主要是污水處理廠的出水，再生水量通常取污水廠進水量的70%～75%。再生水優(yōu)先利用范圍根據(jù)城市的實際需水情況，包括建筑雜用水、道路廣場和綠地澆灑用水、生態(tài)補水、消防用水等。其中建筑雜用水、道路廣場和綠地澆灑用水宜采用管道統(tǒng)一供水，管道上預留灑水車的取水口。同時，再生水的利用要根據(jù)其用途確定再生水水質。

2.1.3 降水徑流調節(jié)技術

德國是徑流調節(jié)比較成功的國家，境內有萊茵河在內的多條河流，水系發(fā)達，因此德國有關徑流調節(jié)的一些技術和經(jīng)驗非常值得借鑒，具體如下:①降水徑流收集技術:德國聯(lián)邦和各州有關法律規(guī)定，受到污染的降水徑流必須經(jīng)處理達標后方可排放，且雨水處理費用與處理同等數(shù)量的污水同等昂貴。德國一般將來自不同面積上的降水徑流分別收集，對來自屋頂?shù)鹊膹搅鳎约犹幚砘虿唤?jīng)處理即直接用于沖洗廁所、灌溉綠地或或構造水景觀等;對來自機動車道等面積上的徑流，則要處理達標后方可排放。這樣，一方面減輕了污水處理的壓力，又通過利用雨水減少了大量的自來水供應。②降水徑流傳輸與貯存技術:在德國徑流的傳輸主要有兩種形式，即地表明溝傳輸和地下管道傳輸。德國降水徑流貯存的形式多樣，有家庭利用雨水等采用的塑料蓄水池或預制混凝土等;也有社區(qū)環(huán)境利用雨水等采用的構造水景觀或人工湖等;還有為增加雨水入滲將綠地或花園做成起伏的地形或采用人工濕地等?？傊聡鴮⒂晁膫鬏敽蛢Υ媾c城市景觀建設與環(huán)境改善融為一體，既有效利用了雨水資源、減輕了污水處理廠對雨水處理和自來水供水的壓力，又增加了城市景觀，起到了“一舉而三役濟”的作用。

2.2 水環(huán)境問題治理途徑

2.2.1 清潔生產(chǎn)工藝

在國際上也稱為“環(huán)境友好”(Environment Friendly)的生產(chǎn)工藝，因為他們應用的原料，中間產(chǎn)品與產(chǎn)品對環(huán)境不會造成嚴重污染，即使有也是輕微的。例如，合成洗滌劑的生產(chǎn)中用不含磷洗滌劑取代含磷洗滌劑，從而在生產(chǎn)過程中消除了磷的最大污染源;在農藥生產(chǎn)中取消了六六六，DDT 等高毒性，高殘留的有機氯農藥，代之以高效、低毒、低殘留農藥的生產(chǎn);一些化工產(chǎn)品生產(chǎn)中使用汞催化劑的生產(chǎn)工藝被無汞新工藝取代等，都是將污染物消除在生產(chǎn)過程中，消除了它們對水環(huán)境的污染和在水生態(tài)系統(tǒng)中的富集及對人的潛在危害。

目前我國在污水處理技術方面有一種傾向，認為活性污泥法是最有效的，忽視和排斥了其它的處理方法和技術。其實在任何國家，都不是任何一種單一的處理方法能完全解決污水處理和水環(huán)境污染問題的，即使在發(fā)達國家，例如美國，也是采用多種處理方法來處理城市污水和工業(yè)廢水的。例如，美國共有穩(wěn)定塘上萬座，占處理污水總量的25%，它與土地處理，人工濕地等系統(tǒng)成為中小社區(qū)(城鎮(zhèn))的主要處理設施。美國在應用塘系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)的過程中研究開發(fā)和推廣應用了多種多樣的先進、科學、高效、節(jié)能、工程化和美化的新型塘系統(tǒng)(如先進組合塘系統(tǒng)、雙曝氣功率水平多塘系統(tǒng)、水力調節(jié)貯存塘、完全封閉蒸發(fā)塘、水生植物塘等)。德國、法國、加拿大、澳大利亞、巴西、東南亞、非洲也有大量的塘系統(tǒng)在應用。近十年來英國、德國、法國、荷蘭等人工濕地發(fā)展迅速，它與塘系統(tǒng)不僅成為中小城鎮(zhèn)的主要污水處理設施，而且也成為雨水處理的主要設施，以及工業(yè)廢水重要的處理技術。

2.2.2 新的處理技術

作為發(fā)展中國家，石家莊更應該重視研究開發(fā)和推廣經(jīng)濟、節(jié)能和有效的處理技術，具體設想如下:①由美國克萊姆遜大學里奇(L.G.Lich)教授研究開發(fā)的雙功率曝氣水平多塘串聯(lián)系統(tǒng)(DDMC)，是在美國通用的曝氣塘→最后凈化塘系統(tǒng)的基礎上改進而成，由首端的高曝氣功率塘(或稱完全混合塘)與其后的三個串聯(lián)的低功率曝氣塘(部分混合塘)組成，按活性污泥法的原理工作的。這種塘系統(tǒng)的優(yōu)點是通過曝氣供氧以及由此形成的活性污泥大大提高了塘的處理效率和負荷，相應的總水力停留時間僅為:4d～6d(南方～北方)，這比普通塘系統(tǒng)至少需20d～30d，最長達半年之久要少得多。另通過曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化設計與運行，可使新增的活性污泥與衰亡的活性污泥量相等，實現(xiàn)剩余污泥的零排放。②Cambi 工藝:同時實現(xiàn)污泥減量和生物氣產(chǎn)生。由Purac 開發(fā)的Cambi 工藝中，通過高溫水解過程使污泥中的有機成分從不溶解狀態(tài)轉化為溶解狀態(tài)，使有機物可用于生物降解，即厭氧消化。經(jīng)高溫水解后固體中有機物大為減少，再進行厭氧處理，促進了生物氣產(chǎn)量的增加，也可將釋放出的碳作為生物脫氮的碳源。經(jīng)Cambi 工藝產(chǎn)生的脫水污泥的總固體含量達30%～40%，可以直接進行污泥焚燒。根據(jù)污泥的來源和組分，這一工藝可以間歇地和連續(xù)地運行。

3 總結

本文針對石家莊城市的水資源出現(xiàn)的問題，從水環(huán)境和水資源兩個方面入手，結合當下國際上新出現(xiàn)的一些技術，針對具體問題提出了相應解決方案。水資源主要從“量”上入手，通過增加地表徑流的方式增加水資源量;水環(huán)境主要從環(huán)境污染的角度，提出環(huán)境治理的新的解決方案，改善的是水質。方法雖有很多，但是歸根到底要具體問題具體分析，并從根本上解決城市的水資源問題。

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