【分享】15分钟全面认识水资源现状及其未来发展方向

本文扼要描述中国水资源现状，並研究分析其成因，强调指出目前中国地表水的使用和地下水的开采已趋饱和状态，且面临严重污染治理问题。因此，要开发新水源摆脱缺水困境，必须健全水立法和监管体系，出台保护水生态和治理水污染的优惠政策，研发和引进国外先进的技术工艺设备以及科学的治水理念.将污水治理、海水直接利用、海水和苦咸水淡化和雨水实现资源化等作为开辟新水源的攻关目标，不仅可以改善中国的水生态环境，治理水污染，而且有助于从根本上解决中国的缺水问题，进而为经济社会持续健康发展提供所需的水资源。

1.中国现状

改革开放后，中国工业得到快速发展，但“大量生产、大量消费、大量废弃”的粗放发展模式，使得单位资源产出水平较低，仅相当于美国的1/10，日本的1/20，环境污染严重，单位GDP二氧化硫和氮氧化物排放量是发达国家的8-9倍。工业万元产值用水量103吨，是发达国家的10-20倍，吨钢耗水20吨-40吨，而发达国家仅为6吨左右。

以牺牲环境和浪费资源换取眼前利益的短视行为，使环境质量遭受了空前的重创：沙漠化面积174万平方公里，90%以上天然草原退化、生物多样性减少，水土流失面积356平方公里，1/5城市空气污染严重，1/3国土面积受到酸雨影响，流经城市的河段普遍受到污染;固废、汽车尾气、有机污染物污染持续增加，水源、空气、土壤等污染日益恶化，主要污染物排放量超过环境承载能力，并形成新旧污染与二次污染交相复合的态势，水质性缺水呈现恶化趋势，对生态系统、食品安全、人类健康构成严重威胁。

1.1水资源严重短缺

水资源总量为2.81×104亿吨，占世界第6位，而人均占有量却居世界第108位，是世界上21个贫水和最缺水的国家之一,人均淡水占有量仅为世界人均的1/4。基本状况是人多水少、水资源时空分布不均匀，南多北少,沿海多内地少,山地多平原少,耕地面积占全国64.6%的长江以北地区仅为20%,近31%的国土是干旱区(年降雨量在250mm以下),生产力布局和水土资源不相匹配，供需矛盾尖锐，缺口很大。600多座城市中有400多个供水不足，严重缺水城市有110个。

1.2水资源污染严重

改革开放初期的只注重发展速度、忽视环境影响的粗放型发展模式，使水资源遭受严重污染：流经城市河段普遍受到污染，三江(辽河、海河、淮河)和三湖(太湖、滇池和巢湖)均受到严重污染，蓝藻时常暴发;在七大水系100个国控省界断面中,Ⅰ-Ⅲ类、Ⅳ-Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为36%、40%和24%。浙江中部海域、长江口外海域、渤海湾和珠江口等地赤潮频发，对沿岸鱼类和藻类养殖造成巨大经济损失

1.3水资源的重复循环利用率偏低

工业生产用水效率低，导致成本偏高，产值效益不佳，单方水的GDP产出为世界平均水平的1/3。农业灌溉水有效利用系数为0.48左右。尽管在北京、天津等大城市实现了水的循环利用，工业用水的重复利用率超过90%，工业用水重复利用率超过80%，但全国大多数城市工业用水仍然浪费严重，平均重复利用率只有30-40%，2009年全国城市生活污水集中处理率平均为63.42%，无法与先进国家相比。加强污水技术改造和扩大重复利用的空间很大。

1.4水资源的宣传和管理不到位

长期以来，水资源短缺现状的宣传教育力度不够，科学有效使用水资源的引导和督察不到位，工农业和生活用水管理处于缺失状态，水的立法工作严重滞后，再加上偏低的水价，各行各业及居民生活用水浪费现象普遍存在，民众节水意识淡薄，水资源管理工作有待加强。从未来发展看，水资源供需矛盾将更加尖锐。

2.应对中国水资源短缺的措施

解决水资源短缺的主要措施：建设节水型社会。做好工农业及生活用水等节水工作，加强水生态环境的保护与治理，做好非常规水源的开发利用，加大海水的直接利用，保障地下水资源合理使用，将污水变为可用资源，实现零排放和污水资源化，支配使用好现有水资源。

　　2.1 应全面保护和审慎开采地下水

　　

　　20世纪70-80年代的地下水开采量分别为572和748亿吨/年，20世纪末达到1058亿吨，之后维持在1000亿吨以上，每年以25亿吨的速度增加。全国657个城市中有400多个以地下水作为饮用水源，北方地区65%的生活用水，50%的工业用水和33%的农业灌溉用水来自地下水。北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃和新疆等许多地区地下水均处于超采状态。2008年已形成大小不等的地下水降落漏斗222个(浅层133个，深层78个，岩溶11个)，主要分布在华北和华东地区，而在华北平原形成的地下漏斗约为3—5万平方公里，已成为世界区域性最大的漏斗分布区。在118个大中城市中64%的地下水属于较重度污染，33%的属于轻度污染。地下水已不同程度遭受有机和无机有毒有害物的污染，并呈现由点向面、由浅到深、由城市到农村不断扩展的趋势，北方污染程度比南方严重。因此，增加地下水开采无法从根本上解决水资源短缺的难题。

　　2.2 海水直接利用工作要加大力度

　　英、法、荷、意等国在火力发电、核电、冶金以及石油化工等行业的脱硫、回注采油、制冰和印染等方面，以及生活方面的冲厕、冲灰、洗涤、和消防等方面直接利用海水代替淡水。2010年世界海水直接利用量近6000亿吨，淡水资源节约效果显著。

　　在中国沿海的电力、化工、石化等领域，海水用于直流冷却和循环冷却、消防系统用水、海水冲厕等方面。2010年，海水直接利用量550亿吨，其中用作冷却水的占90%左右，其贡献率为16—24%。到2020年将达到1000亿吨，贡献率将提高至26—37%。海水直接用于化工、石化等行业领域的份额，相对于其体量和规模来讲，还远远不够，有待提升的空间很大。直接利用海水，将是解决沿海水资源短缺的主要措施之一。

　　2.3 海水淡化技术有待升级和推广

　　全球设有海水淡化厂1万多家，近1/40地区的世界人口靠淡化海水作为饮用水。已形成以多级闪蒸、低温多效和反渗透为代表的三大海水淡化主流技术。全球海水淡化日产量约为6348万吨，电耗在3度/吨以下，淡化水成本约0.5美元/吨，而海水淡化过程中产生的附加值，每年能提海盐5000万吨、镁和氧化镁260多万吨及溴20万吨。

　　中国海水淡化技术已进入加速发展期,主要采用低温多效和反渗透技术淡化海水。2010年日产淡水60万吨，成本相对较高，淡化海水价格从6元到10多元/吨不等，影响了其推广和应用,沿海居民用作饮用水的仅占海水淡化工程供水总量的13.6%。到2020年，海水淡化量将实现250—300万吨/日的目标。目前海水淡化技术需要解决的技术和应用问题是：

　　首先，关键设备制造及新技术开发有待完善和攻克难关。如用反渗透法时，关键部件包括能量回收设备、反渗透膜和高压泵，分别约占设备总投资的1/3。须将浓水侧的高压加以回收以达到节能降耗的目的，当前，能量回收装置(能量回收率分别在50—80%和91—95%的离心式和正位移式) 全靠进口，90%的反渗透膜和大部分高压泵也依赖进口。国产日产千吨级的能量回收装置(能量回收效率在93—95%)、国产化反渗透膜(脱盐率约为99.4%)与国外膜的质量(脱盐率约为99.7%)相差不大，但高压蒸用新材料、级间抽汽和其他新技术的应用也有待提高 。

　　其次，海水浓水的处理技术有待改进和提高。海水经热法和膜法淡化后，除淡水外，还有约50%的浓水需排放，它是含各种化学药剂(杀菌剂、混凝剂和助凝剂、缓蚀阻垢剂、消泡剂和还原剂等)的复杂体系，直接排到海里，将造成热污染或化学污染。此外，低温多效蒸馏超大型蒸汽喷射器、三相流海水均匀喷淋布液系统、传热强化及材料优化、装备腐蚀与防护、运行软件，多级闪式水平、浓盐水体积以及环境特征等处理费用约占总淡化成本的5—33%左右，需科学攻关才能解决有关问题。

　　2.4 苦咸水淡化能力有待提高

　　当前，世界各国苦咸水淡化方法，主要有蒸馏法 (多效蒸馏、多级闪蒸和压气蒸馏 )、膜法 (反渗透和纳滤) 和电渗析法(电渗析和频繁倒极电渗析)等多种，其中膜技术占绝对优势(反渗透占76%，电渗析占15.6%，多级闪蒸占2%，其他占5%)。目前超过15个国家的100多个科研机关正在从事苦咸水利用与淡化方面的研究工作。

　　中国苦咸水资源较为丰富，总面积为1.6兆平方公里，具有开采应用价值的微咸和中咸苦咸水资源量为20.05亿吨/年，其中微咸苦咸水为14.4亿吨/年，中咸苦咸水为5.65亿吨/年。以苦咸水淡化技术生产淡水，可作为淡水资源的重要补充。

　　2.5 污水资源化是解决缺水的主攻方向

　　工业废水排放达标率一直在90%以上，工业用水重复利用率在80%以上，城市生活污水处理率在50%左右。工业和生活废水、化学需氧量和氨氮的排放量，从2006到2010年呈下降趋势，治污能力在提高。2010年城市污水再生水量占城市污水总量的比例为8.5%，到2015年将争取达到10%。2010年全国城市污水回收利用率为8.5%，与城市用水的需求有相当大的缺口。目前已具备技术力量和经济实力来进行污水治理资源化的工作。实现污水治理资源化，提高水重复利用率，是今后长期治理污水的工作重点，是解决水资源短缺的根本出路。