水资源利用与保护7节水理论与技术

第七章节水理论与技术本章主要介绍节约用水涵义、法规与管理；工业、城镇生活和农业节水指标体系与措施；污（废）水性质、分类、排放与利用现状，预测与利用规划、污水资源化技术。本部分的重点是工业和城镇生活和农业节水指标体系与措施、污水资源化技术；难点是工业和城镇生活和农业节水指标体系与措施、污水资源化技术与措施。第六章节水理论与技术第一节节水内涵与现状分析第二节城市节水第三节工业节水第四节农业节水第五节污水再生回用第一节节水内涵与现状分析一、概述三、节约用水的法律法规二、节约用水的涵义四、节约用水现状一、概述（一）用水过程中存在的主要问题（二）我国21世纪水资源保护与可持续利用的总体目标（三）解决水资源短缺的重要途径一、概述（一）用水过程中存在的主要问题1）用水效益不高农业灌溉用水效率低下，灌溉的效率普遍低于50％，农田灌溉水量超过作物需水量的1／3甚至一倍以上。我国滴、喷灌面积仅占总灌溉面积的13.2％。全世界为20%。一、概述（一）用水过程中存在的主要问题2）节水观念淡薄。用水计量不完善，水价偏低，给水管线年久失修，节水设备与技术推广幅度与程度不够，城市生活用水浪费相当突出。水资源短缺,用水效益不高一、概述（二）我国21世纪水资源保护与可持续利用的总体目标总体目标是：“积极开发利用水资源和实行全面节约用水，以缓解目前存在的城市和农村严重缺水危机，使水资源的开发利用获得最大的经济、社会和环境效益，满足社会、经济发展对水量和水质日益增长的需求。同时在维护水资源的水文、生物和化学等方面的自然功能以及维护和改善生态环境的前提下，合理充分地利用水资源，使得建设与水资源保护同步发展。”一、概述（三）解决水资源短缺的重要途径解决水资源短缺、缓解水资源供需矛盾的重要途径唯一出路是在农业、工业、城市生活等方面全方位节约利用水资源，发挥有限水资源的最大效益和潜力。二、节约用水的涵义关于“节约用水”(WaterConservation)，20世纪70～80年代，美国内务部、水资源委员会、土木工程师协会从不同角度给予解释与说明。1）美国内务部（1978）将节约用水定义为：有效利用水资源，供水设施与供水系统布局合理，减少需水量；2）1979年提出：减少水的使用量，减少水的浪费与损失，增加水的重复利用和回用；3）1983年美国政府重新说明：“减少需水量，提高水的使用效率并减少水的损失和浪费，为了合理用水改进土地管理技术，增加可供水量。”二、节约用水的涵义（2）我国《城市与工业节约用水理论》对“节约用水”内涵的定义：是在合理的生产力布局与生产组织前提下，为最佳实现一定的社会经济目标和社会经济的可持续发展，通过采用多种措施，对有限的水资源进行合理分配与可持续利用。二、节约用水的涵义（3）节约用水的定义综合起来，“节约用水”可定义为：基于经济、社会、环境与技术发展水平，通过法律法规、管理、技术与教育手段，以及改善供水系统，减少需水量，提高用水效率，降低水的损失与浪费，合理增加水可利用量，实现水资源的有效利用，达到环境、生态、经济效益的一致性与可持续发展。二、节约用水的涵义（4）节约用水的内函节水不同于简单的消极的少用水。是依赖科学技术进步，通过降低单位目标的耗水量，实施水资源的高效利用。二、节约用水的涵义（4）节约用水的内涵“节约用水”内涵中有关减少用水量和需水量，是指用水对象在一个完整周期内的总耗水量较少。（1）对生产用水，这个周期是从开始投入，实现产出目标后直至下一周期的投入之前。（2）对农业来说，这个周期应从上一农作物收获日直至本农作物收获日。（3）总耗水量中应包含灌溉水与非灌溉水。二、节约用水的涵义（5）节约用水的三个方面、三个环节为了解决水资源日趋尖锐的供需矛盾这一矛盾，达到水资源可持续利用，需要三个环节、三个方面：节水政策、节水意识、节水技术三个环节密切配合；农业节水、工业节水、城市节水三个方面多管齐下。二、节约用水的涵义（6）节水政策与节水意识（1）节水政策包括多个方面，其中制订科学合理的水价和建立水资源价格体系是节水政策的核心内容。（2）增强节水意识必须从节水教育宣传做起，尤其是注意对青少年的教育宣传，使他们从小就真正认识珍惜水资源的重要意义。二、节约用水的涵义（四）节约用水基本措施节约用水\计划开采\合理用水（1）建立合理的、有利于节水的收费制度，引导居民节约用水、科学用水。（2）提倡生活用水一水多用，积极采用分质供水，改进用水设备。（3）不断推进工业节水技术改造，改革落后的工艺与设备，采用循环用水与污水再生回用技术措施，建立节水型工业，提高工业用水重复利用率。（4）推广现代化的农业灌溉方法，建立完善的节水灌溉制度。三、节约用水的法律法规（1）1973年原国家建委发布了关于加强节约城市用水的意见；（2）1979年9月第五届全国人民代表大会常务委员会第11次会议通过的《中华人民共和国环境保护法》(试行)中规定“严格管理和节约工业用水、农业用水和生活用水，合理开采地下水，防止水源枯竭和地面沉降”。（3）1980年原国家城市建设总局发布了“城市供水工作暂行规定”，明确供水部门在节约用水中的职责。三、节约用水的法律法规（4）1981年国务院批转了京津地区用水紧急会议纪要；（5）1984年，国务院颁发了“关于大力开展城市节约用水的通知”对城市节约用水的管理体制和职责做出具体规定。（6）1988年7月1日实施的《中华人民共和国水法》明确规定“国家实行计划用水，厉行节约用水。各级人民政府应当加强对节约用水的管理，各单位应当采用节约用水的先进技术，降低水的消耗量，提高水的重复利用率”。三、节约用水的法律法规（7）1988年，经国务院批准，建设部发布“城市节约用水管理规定”。这是我国城市建设领域内的一项重要的行政法规。（8）1990年7月的全国第二次城市节约用水会议，将节约用水作为基本国策。（9）1995年，召开第三次全国城市节约用水会议；（10）1998年，建设部颁布“中国城市节水2010年技术进步发展规划”。四、节约用水现状（一）发达国家1）美国从20世纪80年代开始，总用水量及人均用水量均呈逐年渐少的趋势。年总用水量80年代为6100×108m3，1990年减少到5640×108m3；年人均用水量从2600m3，减至2240m3。工业用水量由年人均的500m3，减至420m3。2）日本20世纪60年代以来，工业用水量于70年代末，农业用水于80年代初，分别达到零增长和负增长四、节约用水现状（二）中国1）农业用水所占的比例较大，在70％以上。2）随着工业生产的迅速发展和生活水平的不断提高，工业和生活用水量增长较快。3）长期以来，水的利用效率极低，造成大量宝贵水资源损失与浪费。四、节约用水现状（二）中国4）经过多年的节水努力，全国城市工业用水方面有了长足的进步。北方主要大中城市，如北京、天津、大连、青岛等，工业用水的重复利用率达70％以上。5）中国的生活用水节水水平极低，基本无任何具有一定规模的节水措施。农业节水灌溉成为节约水资源的重要措施受到关注。近十几年来，先进的适合我国国情的节水灌溉技术与措施逐步得到研究、示范、推广与应用，不断促进农业节水发展。第二节、城市节水一、城市用水量定额和指标体系二、节水指标种类与计算三、城市节水措施一、城市用水量定额和指标体系(一)城市用水量的组成综合生活用水（居民、公共建筑）工业企业生产用水与工作人员生活用水消防用水浇洒道路绿地用水一、城市用水量定额和指标体系（二）城市用水定额城市用水定额主要有：工业用水定额、居民生活用水定额、综合生活用水定额（包括公共建筑用水定额）、浇洒道路绿地用水定额。一、城市用水量定额和指标体系（三）用水定额的制定和修订（1）用水定额制定的原则用水量定额要充分体现科学性、先进性、法规性和经济合理性。科学性，就是要以科学的态度取得准确的技术资料，并应用现代科学知识和技术进行数据处理，充分认识到水在使用中的特殊性，以使用水定额能够合理、科学地反映企业或行业生产过程或城市生活中的用水水平。一、城市用水量定额和指标体系先进性，是使用水定额体现当前和保持今后一定时期内用水（节水）的先进水平，并注意其技术和实施的可行性。只有先进才能鞭策各企业或用户不断强化用水管理，采用先进的节水技术，逐步降低用水量；只有确实可行，才能便于用水定额的贯彻实施，使用水定额目标管理落在实处。一、城市用水量定额和指标体系法规性，表现为标准是经有关方面协调一致，经主管部门批准，以特定形式发布并必须严格遵守的一种准则或依据。一、城市用水量定额和指标体系经济合理性，是指除涉及安全、卫生和环境保护以及国防尖端技术等直接关系到大众人身安全、健康和国家整体利益外，用水定额一般应以讲求最佳社会经济效益为目标。对于国家行业标准，要体现最大的社会经济总体效益。对于企业标准，除主要考虑企业的经济效益外，也应考虑社会的全局利益。一、城市用水量定额和指标体系（2）用水定额制定的程序1）必须从适应目前我国用水与节水管理的体制和需要出发、实行以统一领导、分级管理为原则的定额制订和管理体系，充分发挥主管部门和分管部门的作用。2）要培训专门的业务人员，以科学的态度进行详细的调查、搜集资料工作。一、城市用水量定额和指标体系3）在制定用水定额的统一性技术文件指导下，在用户或产品的水量及产量统计，实测和计算的基础上，按照某一计算公式或以某一种方法(如经验法、统计分析法、类比法、技术测定法和理论计算法等)来制订用户或产品的用水定额。4）节水管理部门会同各用水主管部门对所制订的用水定额进行审查后，报经济管理部门和技术标准监督部门审批一、城市用水量定额和指标体系（3）用水定额的修订随着生产技术水平和用水水平的提高，原有的定额水平已经不适应新的生产和用水情况，或者某些产品项目的定额尚有不尽完善的地方，所以用水定额需进行定期修订。定期修订的年限一般以3年为宜。二、节水指标种类与计算一般将城市节水指标归纳为总体指标和分体指标两层。其中总体指标又分为两类共12项，前6项为水量指标，后6项为率度指标二、节水指标种类与计算分体指标分成工业节水类、城市农业节水类、生活节水类、环境保护类、节水管理类和节水经济类等六类，每一类中也可分为水量指标和率度指标(表7—1)。二、节水指标种类与计算（一）城市节水水量指标（1）万元国民生产总值取水量定义：指产生每万元国民生产总值所取用的新水量。它是综合反映在一定的经济实力下城市的宏观用水水平的指标。计算公式为：VGNP＝Vct/CGNP式中VGNP—万元国民生产总值取水量，m3／万元;Vct—报告期取水总量，m3；CGNP——报告期国民生产总值，万元。作用：报告期一般为一年。该指标淡化了城市经济结构的影响，适用于城市间的横向对比。二、节水指标种类与计算（一）城市节水水量指标(2)万元国内生产总值取水量定义：指产生每万元国内生产总值所取用的新水量。它也是综合反映在一定的经济实力下城市的宏观用水水平的指标。计算公式为：VGDP＝Vct/CGDP式中VGDP一万元国内生产总值取水量，m3／万元；Vct—报告期取水总量，m3；CGDP—报告期国内(一般为一年)生产总值，万元。二、节水指标种类与计算（一）城市节水水量指标(3)万元工业产值取水量减少量定义：指基期与报告期万元工业产值取水量的差值。计算公式为：Vp＝Vb—VtVp——万元工业产值取水量减少量，m3／万元；Vb——基期万元工业产值取水量，m3／万元；Vt——报告期万元工业产值取水量，m3／万元。二、节水指标种类与计算（一）城市节水水量指标(4)人均日生活用水取水量定义：城市人均日生活取水量是每一用水人口平均每天的生活用水量。计算公式为：VL—人均日生活取水量，L／人·d;Vlt—报告期生活用水总量，m3；N——报告期用水人数，人；T——报告期日历天数，d。1000/NTVVltL二、节水指标种类与计算（一）城市节水水量指标(5)第二、三产业每万元增加值取水量第二产业是指除农业外的工业、建筑业，第三产业是指除农业、工业、建筑业外的其他各业。第二、三产业是城市经济的主体。