水資源開發利用分析論文

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水資源開發利用分析論文

1水循環經濟的概念與特征

1.1水循環經濟的概念

關于水循環經濟的概念,到目前為止學術界并未明確提出,大多數是在循環經濟的概念基礎上,從城市或產業的角度提出了一些近似的概念。

陳琨[1]從實施水循環經濟的模式方面,提出水資源循環經濟應該至少包括兩層內涵:一是在用水環節,對于跑、冒、滴、漏、污實現最小量化,最大限度地實現水的凈化、回收、循環利用,達到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循環規律,在區域范圍內,通過經濟、工程技術、立法等手段調整水的時空合理分布和利用,維護水的自然循環系統,使水資源得以永續利用。張鋇[2]從社會水循環的角度,提出了水產業循環經濟的概念,他認為,水產業的循環經濟應是一種在對水資源不斷循環利用基礎上的經濟發展模式,其中污水處理資源化、減量化和無害化,是水產業循環經濟的一條重要原則和標志。

正確而又合理的水循環經濟定義是水循環經濟系統分析、核算與制定水循環經濟發展模式的基礎。綜上所述,在對水循環經濟及其應用這一研究過程中,雖然各位學者給水循環經濟所下的定義,規定的研究對象、研究范圍等都有所不同,然而隨著社會的進步和研究成果的大量問世,彼此間的差異將逐步縮小。本文認為,水循環經濟首先是一種先進的水資源經濟發展模式,它是建立在社會水循環系統分析的基礎上,遵循循環經濟的思想,按照水資源節約、水環境友好的原則,在人們在生產和生活過程中,在水資源開發利用的各個環節,始終貫穿“減量化、再利用、再循環”的原則,重視采用新技術、新材料、新工藝,并以完善的制度建設、管理體制、運行機制和法律體系為保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地減輕和降低污染,來實現社會發展的最終可持續性。

1.2水循環經濟的特征

根據水循環經濟的定義,通過傳統水資源利用模式和水循環經濟模式的對比分析可以得出,水循環經濟作為一種先進的經濟發展模式具有如下特征。

1.2.1發展目標上追求效率、效益和可持續的統一性

水循環經濟模式在發展目標追求水資源利用的效率、效益和可持續性三者的統一,要求水資源利用模式必須按這三大目標進行重新構建。

(1)效率特征要求水資源利用注重節水,節水應在不降低人民生活質量和經濟社會發展能力的前提下,在先進科學技術的支撐下,采取綜合措施減少用水過程中的損失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水資源。

(2)效益特征表現在中觀上水資源配置的高效益,要構建節水型經濟系統和節水型社會系統。例如,非農產業的用水效益大大高于農業,低耗水產業的用水效益高于高耗水產業,經濟作物的用水效益高于種植業,這要求通過結構調整優化配置水資源,將水從低效益用途配置到高效益領域,提高單位水資源消耗的經濟產出。

(3)可持續性是指水資源利用充分考慮了對生態環境的保護,不以犧牲生態環境為代價,這是水循環經濟模式追求的最高目標??沙掷m性主要體現在宏觀層面,要求區域發展與水資源承載能力相適應,塑造持續發展型社會;要求一個流域或地區量水而行,以水定發展,打造與當地資源稟賦相適應的產業結構;要求通過統籌規劃、合理布局和精心管理,協調好生活、生產和生態用水的關系,將農業、工業的結構布局和城市人口的發展規模控制在水資源承載能力范圍之內。

1.2.2管理環節上追求供水、用水和排水等環節的健康循環

發展水循環經濟的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環境,水循環經濟要求水資源利用的各個環節和途徑都應追求健康循環,且貫穿于整個水的社會循環過程中。水循環經濟的健康、良性循環特征體現在水資源利用的各個環節中,需要貫徹以下三個基本原則。

(1)輸入端的減量化原則(Reduce)。要求在供水環節,減少進入生產和消費流程的水資源量,即用較少的水資源投入滿足既定的生產或消費需求,在經濟活動的源頭就做到節約水資源和減少污染。在生產中,要求采用清潔生產技術、節水技術和節水實踐,從而減少生產過程中對水資源的需求量;在生活中,要求人們使用節水器具和采用節水實踐來減少對水資源的過度需求,從而達到減少廢水排放的目的。

(2)過程控制的再利用原則(Reuse)。為了提高水資源的利用效率,要求從上一工序或過程排出的水資源能夠直接為下一工序或過程所用,水資源在生產過程中盡量多次重復利用。在生產中,要求企業采用清潔生產和先進技術,以便于排出的水能夠不經任何處理就能為另一用途所用;在生活中,鼓勵人們采取措施將生活水重復使用后用于沖廁、灌溉等用途。

(3)輸出端的再循環原則(Recycle)。要求生產和消費過程中的污水重新變成可以利用的資源而不是無用的廢水。廢水資源化通常有兩種方式:一是水資源循環利用后形成與原來相同的產品,二是水資源循環利用后形成不同的新產品,廢水資源化后形成不同的產品可用于不同的用途。再循環原則要求水資源相關者將失去功能的廢水恢復功能,從而可以再利用,以使水資源整個流程實現閉合。

1.2.3利用手段上追求科學技術、經濟與行政手段的一體化

先進的科學技術是循環經濟的核心競爭力,如果沒有先進技術的輸入,水循環經濟所追求的經濟和環境多目標將難以從根本上實現。水循環經濟的技術支持體系由五類構成,包括替代技術、減量化技術、再利用技術、污水資源化技術、系統化技術等。

有效的經濟政策是水循環經濟發展的重要推動力和必要保障。水循環經濟發展模式要求應充分發揮市場機制對水資源配置的基礎作用,充分利用價格、稅收和財政等各種經濟手段,包括建立征收水資源稅制度、上下游生態補償制度、污水資源化稅收優惠制度等,從而實現符合水循環經濟發展要求的3R原則。

法律和法規作為一種強制手段可以有效地推動水循環經濟的發展,也是所有發達國家普遍采用的重要手段。從目前法制建設的需要來看,我國在水循環經濟立法中存在著很多立法空白,極大地影響了水資源循環利用的順利進行,迫切需要制定新的法律法規來規范各種水資源利用的行為,例如:建立《節水型社會基本法》、《污水資源化利用管理條例》等法律和制度,是水循環經濟發展模式在管理手段上的重要特點。2水循環經濟國內外研究進展

在水循環的研究與實踐應用方面,近年來許多國家和地區結合自己的實際做了大量的工作。這些國家和地區包括:澳大利亞、美國、加拿大、納米比亞、日本、歐盟成員國以及西亞、非洲、拉丁美洲等國家。Asano等[3]認為水資源需求的數量和調配的范圍隨著人類生活與社會生產力的發展而不斷擴大,一方面社會生產力的發展需要擴展水資源的調配范圍;另一方面社會生產力的發展也提高了調水的經濟和技術實力。Metcalf[4]從污水再生的角度系統論述了污水處理、處置和回用的基本原理。Beekman[5]從節水減污的角度系統論述了水體保護、循環利用的基本原理。Lund[6]對調水的成本與風險交易以及對自然、經濟的影響進行了分析。Glenn-Marie[7]建立了國家層面水資源循環體系和水實物量核算投入產出表,并用于南部非洲國家(如納米比亞)的水資源核算,進而分析水資源對各部門經濟的影響,提出產業發展政策。

其中,澳大利亞無論在水循環研究方面,還是實踐方面,都頗為成功。從1977年開始,澳大利亞有關部門便開始著手再生水項目的可行性研究,為了成功舉辦2000年悉尼奧運會,澳大利亞政府相繼出臺了《國家水資源管理戰略框架》和《NSW城市和社區循環水利用導則》,并建立了相應的循環水管理機構、管理制度和標準;目前,在澳大利亞大約有500個污水處理廠,其中有一半從事循環水的開發,每年大約有150GL到200GL的廢水被循環利用。2004年,在澳大利亞國會資助下,澳大利亞技術科學與工程學院出版了《澳大利亞的水循環研究》報告。這份研究報告介紹了澳大利亞當前水循環利用情況,主要強調生活和工業廢水的處理程度和循環利用問題。報告討論了一系列問題,既有國際的,又有國內的經驗,并提出了未來水循環利用和管理的24條建議:水循環的定義、水循環經濟的必要性、循環水的水權問題、相關制度和標準的修訂和建立、循環水項目的可行性研究、循環水成本與價格方案與操作辦法、對污水處理過程的技術創新、循環水項目的投融資方式、國家水資源管理機構改革、公眾參與循環水項目的必要性等[8]。

隨著水資源的日益緊缺,在中國,許多城市將廢水循環利用作為滿足日益增長水資源需求的一項重要的戰略措施,對于水資源節約利用、社會經濟系統水循環利用的研究也逐漸開展起來,但仍處于起步階段,研究深度不夠,成果較少。代表成果主要有:陳志愷[9]的“堅持科學發展觀建設節水防污型社會研究”,賈紹鳳[10]的“社會經濟系統水循環研究進展”和陳琨[1]的“我國實施水循環經濟模式的途徑”等,這些成果對節水型社會的建立、社會經濟系統水循環的研究方向、社會經濟系統水循環的評價、水循環經濟發展模式進行了研究。在實踐方面,廢水循環利用主要在以下幾方面:農業灌溉,同時改善河流質量;作為工業冷卻水;市政用水,如草地和樹林;酒店和居民區沖洗廁所;經過處理的廢水再利用于城市景觀綠化;為了更加明確再生水項目執行的可行性,許多水資源短缺和污染嚴重的城市,如北京、天津、太原、大連和青島,已選擇部分地方和工業園區作為試點。

綜上所述,隨著水資源危機逐漸加劇以及人類對可持續發展目標的追求,傳統的以“擴大水資源供給”為目的的工程水利管理方式以及對水資源不合理的開發、利用方式已經不能適應可持續發展戰略對水資源合理開發利用的要求。傳統的單一管理方式逐步向水資源與經濟社會協調利用的循環經濟方式轉變,水資源與社會經濟之間關系的研究也逐步由過去的單一水文學向多學科交叉延伸。

3水循環經濟研究的新理論支柱

關于水循環經濟研究的理論基礎呈現出多學科交叉發展,可持續發展理論、物質代謝理論以及產業生態學理論逐步成為該領域研究的主要理論支柱。

3.1可持續發展理論

產業革命以來,人類活動對自然的兩重性愈加明顯,隨著人口問題、資源問題、環境問題——即全球問題的提出,可持續發展成為我國,也成為全世界二十一世紀發展經濟的主題。這就要求要將水資源合理開發利用提高到人口、經濟、資源和環境共同協調發展的高度來認識??梢?,“可持續發展”的思想將推進水資源的開發和管理,并由此構成未來水資源管理的新理論。

首先,可持續發展理論要求水資源利用要關注流域尺度或區域驚尺度的可持續發展。由于水資源與水環境系統以流域尺度為基本單元,可持續發展在協調水環境系統與經濟系統的關系時,必須以流域整體思想為指導?;謴秃椭鸩礁纳屏饔蛩Y源環境系統的功能,是謀求可持續發展的必由之路。

其次,可持續發展理論要求定量描述并分析水環境系統與經濟系統的關系,使得水環境核算研究成為當前水環境經濟領域的最前沿課題。水環境核算包括實物量核算與價值量核算,實物核算是建立在水循環定量分析的基礎上,用實物單位描述經濟系統與水資源的輸入輸出關系;價值核算集中在水環境價值的內涵、類型及量化方法上,水資源價值核算將為水權、水價、排污權等水環境保護市場機制的形成奠定理論基礎。

最后,可持續發展理論要求水資源利用從循環經濟的角度考慮。循環經濟作為生態效率高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的經濟生產模式,在全球范圍受到廣泛的重視,是對可持續發展的重要貢獻。

3.2物質代謝理論

人類社會發展的實質是物質生產和消費方式在不同時期的動態演進,也是人類對自然世界不斷進行改造的歷史。早在19世紀中葉,馬克思就曾注意到城市迅速發展導致養分循環代謝斷裂的問題(MetabolicRift),并且指出人類社會與自然界之間存在著相互制約、相互影響的重要生態關聯[11]。但這以后,很少有學者在此基礎上進一步提出物質代謝研究的重要思想或分析方法。

直到20世紀60年代,Kneese與Ayres以及Leontief等經濟學家重新意識到現代經濟社會中物質代謝過程的重要性,明確指出應當盡早開展關于物質流系統的研究,并且基于經濟學理論和投入產出方法分別提出了物料平衡分析的初步方法,用以解釋經濟系統的生產與消費以及外部性問題,從而推動了物質代謝研究開始逐漸應用于識別產業經濟結構及其導致的環境影響。1988年Ayres首次提出物質代謝(IndustrialMetabolism,也叫產業代謝)的概念,并且指出所謂物質代謝就是現代經濟體系運用勞動力要素將原材料轉化為產品與廢物的一系列物質過程的集合,這標志著物質代謝研究范疇正式確立并得到廣泛認可[12]。

進入20世紀90年代,產業生態學的建立和進一步發展為物質代謝理論和成果應用提供了切實的理論依據,促進了現代物質代謝分析技術的發展與繁榮,使得人們逐漸認識到現有的物質生產和消費模式,即物質社會代謝的結構與組織形式,是導致人類社會與自然生態系統之間尖銳沖突的本質根源。由此,以優化或重組物質代謝過程為目標,從根本上轉變現行經濟結構使之更加符合自然生態規律,已成為實踐可持續發展道路的主流方向之一。同樣,水循環經濟發展模式的研究也需要分析生產、消費等環節的水資源物質流代謝過程,從根本上提出符合水資源節約、高效的經濟發展模式,因此,物質代謝理論成為了水循環經濟研究的基礎理論之一。

3.3產業生態學理論

產業生態學主要以物質和能量代謝為主要研究內容。其主要采用物質利用強度、物質生產力、循環利用率三種指標分析社會經濟的物質代謝效率[13]。以生產部門的水資源為例,物質利用強度通過分析部門水資源消耗強度與其相應的經濟產出在整個經濟系統中所占比例,識別水資源利用效率;物質生產力則將水資源投入作為生產力要素之一,采用單位水資源的產品或產值指標來衡量水資源生產力水平。水資源利用強度越低、水資源生產力水平越高,說明經濟體系對于水資源投入的依賴性越小,系統的封閉性越好;水資源循環利用率則用于表征經濟系統內部產生的“廢水”或“水污染物”的再循環、再利用程度,循環利用率越高,說明耗散損失進入環境的水污染物越小,經濟活動對水資源、水環境的壓力就越小,而系統的穩定性也越高。

應當指出,雖然自然生態系統的構成與運行模式為重新組織現代經濟生產方式與消費提供了一個參照系,但是到目前為止產業生態學并未提出標準的社會經濟發展模式來保證這一戰略目標的實現,目前關注的焦點問題主要包括:(1)自然生態系統的資源代謝過程的組織和協調機理如何?對于現代社會的生產和消費以及污染物的循環利用有哪些現實意義?例如,水資源在社會經濟系統中的代謝規律如何進行定量描述?如何提高廢水循環利用率?(2)自然生態系統中的物質分解和再利用的方式有哪些?它們對發現水循環利用的新途徑有哪些啟示?例如,如何避免經濟系統中污水回收和再利用過程本身也可能導致的環境污染?盡管產業生態學理論尚未發展完善,但是其提出的一系列理論方法為水資源的社會經濟系統分析和循環經濟發展模式制定提供了重要參考價值,使水資源循環經濟按照自然生態系統的組成結構、運行規則重構社會經濟系統成為可能和可行。4水循環經濟研究新方法與手段

在對水循環與經濟發展關系研究的方法上,由于水的流動與循環,水環境系統與水社會經濟系統在不同時空尺度下進行能量、物質的交換并交互影響,現代水資源與經濟發展關系研究必須從系統的角度出發,研究水環境系統與水社會經濟系統的整體行為、演化規律及其相互作用,從區域、流域方面加強水資源循環、定量分析。為此,物質流分析技術(MaterialFlowAnalysis,MFA)與投入產出分析技術(Inputandoutput,I/O)成為了水循環經濟研究的主流方法。

4.1物質流分析技術(MFA)

物質流分析是根據工業代謝和社會代謝的概念,依自然環境為經濟社會系統提供的物質輸入,通過加工、貿易、使用、回收、廢棄等過程形成的系統內存儲,以及返回到自然環境中的物質輸出等環節過程進行各類物質統計。根據物質守恒定律,整個系統中的輸入量應等于輸出量與存儲量之和。物質流分析中,主要衡量的是社會經濟系統中的物質投入、產出和物質利用效率,只考慮通過研究系統邊界的物質輸入/輸出流,而對系統內部的物質流動結構不再細化反映。物質流分析提供了關于環境與經濟體系運行機制的整體理解,使得決策者能夠確定關鍵問題所在、選擇優先控制目標和相應政策方案,從而通過改善整個經濟體系的物質代謝效率來解決生態環境問題。因此,物質流分析已成為20世紀90年代以來環境管理和政策制訂的重要技術方法,廣泛為發達國家和國際組織所采用[14]。

從物質流分析和水循環經濟的相互關系來看,物質流分析的調控作用主要體現在以下幾個方面:

(1)減少水資源供應總量。在社會經濟活動中,需水的多少直接決定水資源的供應量和對生態環境的影響程度,水資源消耗的減少意味著水資源供應的減少,其對整個社會經濟和環境的意義是極為重要的。通過物質流分析,可以發現各部門、各環節水資源輸入量的多少,進而通過技術和管理手段,不斷提高水資源利用率和增加水資源循環利用量。

(2)提高水資源利用效率。水資源利用效率反映了水資源消耗與經濟發展之間的關系,其中生產技術和工藝是提高水資源利用效率的核心。通過物質流分析,我們可以分析和掌握水資源消耗和產值之間的關系,并通過技術、工藝改造和更新,減少水資源的消耗定額,達到盡可能少的水資源消耗獲得預期經濟與環境可持續發展的目的。

(3)增加水資源重復利用量。通過對生產過程的水資源利用的物質流分析,尋求提高水資源的重復利用率的途徑,可以增加水資源的循環使用量,延長水資源的使用壽命,減少水資源的初始投入,從而最終減少水資源的投入量。企業內部、產業間的水資源重復利用,中水回用,雨水和污水資源化利用等都是提高水資源重復利用的重要內容和形式。

(4)減少最終水污染排放量。實際上,在社會經濟活動中,通過提高水資源利用率、增加水資源循環利用量,不但可能減少水資源投入總量(新鮮水量),同時也可以實現減少污水排放的目的。因此,在發展水循環經濟的過程中,可以通過提高水資源利用率和循環利用率,實行節約用水,達到減少水污染物排放的目的。

4.2投入產出分析技術(I/O)

投入產出分析起源于美國經濟學家瓦西里•列昂惕夫的“投入產出分析”。列昂惕夫1931年開始研究“投入產出分析”,主要用于研究美國的經濟結構,1968年聯合國把它推薦為國民經濟核算方法,現已在許多國家得到推廣和應用。我國于1974年開始編制了部分產品的1973年投入產出表。一些省市和一些大中城市也編制了投入產出表。1988年底完成了國家1987年的投入產出表的編制工作。同時,各省、市、自治區(除西藏、臺灣外)也都編制了本地區的1987年投入產出表。這些投入產出表不同程度地為中央和地方各有關部門應用于管理、決策,并取得了顯著成效[15]。

投入產出模型應用于資源環境問題的研究開始于20世紀70年代,Leontief和Ford[16]用投入產出模型研究空氣污染問題,Carter和Ireri[17]用地區間投入產出模型研究加利福利亞和亞利桑那州的水資源調配問題,Thoss和Wiik[18]用投入產出模型研究水資源管理問題,Hendricks[19]用投入產出模型研究水資源的供需平衡問題,謝梅等人[20]用投入產出模型研究北京的城市水資源系統,陳錫康[21]建立了山西省水資源經濟投入產出模型并研究水資源價值問題。

將水資源和環境問題納入投入產出模型中進行研究,為觀察經濟活動的水資源消耗強度和水污染物排放強度(即計算水資源消耗系數和水污染物排放系數)提供了前提,同時也為進一步利用投入產出表的消耗系數,將水資源消耗和水污染物排放置于國民經濟各部門的普遍聯系之中,為水循環經濟的物質流分析和價值流核算、循環水價格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以將投入產出模型與計量經濟模型相結合,預測社會經濟各部門未來水資源消耗量和水污染物產生量、排放量,根據水循環經濟發展目標,提出產業結構調整的合理化建議,為水資源可持續發展經濟模式的探索奠定了基礎。

5水循環經濟研究的重點問題

水循環經濟研究的目標首先是建立科學的水循環經濟理論體系;其次是技術體系適宜,經濟保持適度發展;第三是選擇合適的水循環經濟發展模式;第四是要建立良好的水循環經濟管理體制和經濟運行機制,這也是今后一個時期水循環經濟需研究的重點問題。

5.1水循環經濟理論體系構建的研究

水循環經濟理論體系的構建是水循環經濟走向實踐的重要基礎,需要從以下幾個方面著手:(1)不斷地尋求理論創新,建立起符合社會經濟規律的水循環經濟理論與方法體系,從而更好地指導水循環經濟發展的實踐;(2)加強對水循環經濟發展模式的研究和經濟學分析,從而不斷提高水循環經濟模式的運行效率,促進水循環經濟模式的推廣;(3)加強對于流域、區域、城市和工業園區等水循環經濟發展的長期分析,探索水循環經濟發展的內在規律,并逐步試點示范,從而更好地服務于水循環經濟發展戰略與政策的制訂;(4)加強對于水循環經濟運行的多角度分析,如市場、價格、技術、規劃、法律等,從而不斷充實和完善水循環經濟的內容體系;(5)加強水循環經濟與相關學科的對比與借鑒研究,從而不斷推進水循環經濟理論的完善與發展。

5.2水循環經濟發展模式選擇問題的研究

水循環經濟發展模式的選擇體現在水循環體系的各個環節之中,包括供水、生產和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是節水,減少對自然水資源的索取,二是減少排放,減少對自然水生態的擾動。水循環經濟發展模式在人類實踐中早有應用,如節水器具,節水的綠色建筑,還有各種中水的回用等??傮w來看,對這些模式的研究和分析還不夠深入,沒有更好地提煉總結,尤其是從經濟學角度的分析還有待加強。由于水循環經濟概念出現的時間較短,還難以評價各種模式實施的效果,這也都需要加以系統分析[1]。

(1)節約用水模式研究。長期以來我國農業采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪費嚴重??梢?,我國農業節水潛力相當可觀,應大力研究和分析農業節水模式,通過節水灌溉和節水農業相結合的辦法實現農業節水。要加強對工業行業節水的經濟學研究,通過產業布局的調整和產業結構的調整,達到水資源節約利用和水環境污染控制的目的。在城鎮,要加強水的循環利用研究,控城鎮生活的用水浪費,減少城市給水管網和用水器具漏水損失,充分發揮節水的潛力。要研究和分析各種節水模式的成本和效益,通過成本和效益的比較,選擇最優的節約用水模式。

(2)清潔生產模式研究。近年來,世界上大力推廣清潔生產,廣泛采用循環利用經過處理的工業廢水。由于采取這一措施,20年來,日本和德國的工業用水的數量沒有增加。美國鋼鐵業在每噸鋼需要的280t水中,只有14t是注入的新水,其余用的都是循環水。至2000年,我國工業廢水的重復利用率已經達到70%以上,但與世界先進水平的90%~95%相比,還有不少的差距。根據我國目前的工業用水效率預計,2020年我國工業的年用水量將由現在的1100億m3增加到2000億m3,增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業用水過程的研究,多角度地選擇清潔生產模式,改進工藝和流程,進一步提高多次重復循環用水,提高用水的效率。

(3)污水資源化模式研究。工業廢水資源化的觀念是對傳統工業廢水末端治理的革命,是工業廢水治理的努力方向;城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理,分散處理的主要場所是居民住宅的屋頂。通過在城市建立中水系統,將生活、生產污水處理之后再次使用,從而節約大量的日常用水。經處理過的回用中水,主要可用于沖廁、體育場館、高爾夫球場、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設備冷卻、工業用水及其他可接受其水質標準的用水。我國90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工業廢水)以每年6.5%的速度增加,預計到2020年城市污水產生量將達到600億t以上。因此,污水資源化應是我國21世紀城市水循環經濟的著眼點,需要大力研究污水處理技術水平和污水資源化應用的方向。

(4)雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因,在我國北方地區,尤其是西北黃土高原的部分地區極度缺水。按可利用水資源統計,當地人均可利用水資源占用量只有110m3,是全國可利用水資源占有量720m3的15.3%,是世界人均可利用水資源占有量2970m3的3.7%。目前在我國的西部地區有近1000萬人的飲用水極度困難。數百年來,西部地區居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經驗,使他們得以在這里生存。面對發展的需要,這種傳統的集水方式受到了資金短缺的制約。為此,今后需要大力開展對西北地區雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。

(5)海水淡化模式研究。我國擁有1萬8千多公里的海岸線和300多萬平方公里的海洋管轄區,海水利用和淡化是解決淡水緊缺問題的有效途徑。據測算,中國城市的用水中約80%是工業用水,工業用水中約80%是工業冷卻用水。如果能夠用海水替代現有工業冷卻用淡水總用量的30%,就可以使沿海城市節約近20%的淡水資源,同時減少冷卻水對環境的污染。我國的海水淡化起步于20世紀60年代,目前在技術上還不夠成熟。今后,需要加強對海水淡化技術、海水對工業設備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產業化等方面的研究,使海水淡化利用成為我國解決缺水問題的重要選擇之一。

5.3水循環經濟技術創新問題的研究

“節流”與“開源”是解決水資源短缺的兩個主要途徑,在水資源供應不斷減少的今天,其核心在于水的循環利用,即通過污水資源化、雨水資源化、節約用水等措施,增加水資源的間接供應,盡量減少水的使用量,這樣不僅可以減少無效需求,減輕供水壓力,還可以相應減少污水排放和污水處理的負擔,減少對環境的污染。為此,循環用水可以說是實現水資源可持續利用的重要戰略措施。循環用水需要采取工程、技術、經濟和管理等各項綜合措施,特別需要不斷更新的污水處理技術、節水技術與設備的支持。

技術創新是為了實現一定的系統目標,考慮系統內外客觀因素的制約,對各種可能得到的技術手段進行分析比較,不斷研究和尋找新的最佳方案。對水循環經濟的技術創新研究,主要是從事技術科學的學者,要將水循環經濟的理念與思路引入水的供應、輸送、使用、排放、處理和回用等過程中,通過對循環過程中水資源消耗、水循環利用、污水處理、水污染排放的分析,提出減量化、再使用、再循環的工程流程或技術建議。

例如,在社會經濟系統中用水部門與行業中,各用水部門與行業都存在節水技術與相關設備;在污水處理廠,要實現污水的資源化利用,必須不斷更新處理設施和技術,以提高污水的處理水平;同樣,要實現污水的循環利用,需要對飲用水、循環水的管道系統進行技術改造。從經濟學的角度,還需要考慮不同技術項目的成本與效益,如引入新的生產流程與工藝以提高水循環利用效率所需要的投入及預期產出。對于企業和區域社會經濟發展來看,還要對比分析采取水循環技術的長期成本和短期成本,從而確定水循環技術的可行性。這些工作,需要根據各地的水資源條件、經濟社會發展狀況、科學技術水平等因素,對各類循環水的技術和設備進行系統的分類,并提出相關的技術識別評價指標,以為水循環經濟的發展提供理論指導。

5.4水循環經濟管理體制及經濟機制問題的研究

長期以來,我國實行水資源分部門管理的體制,水量與水質、地表水與地下水等分割管理,水資源的分割管理導致部門職能交叉、政出多門、推萎扯皮、管理效率低下等諸多弊端。隨著社會經濟近年來的快速發展,不少地區的水短缺和水污染等水問題日顯嚴重,傳統的水資源分割管理模式越來越成為制約水資源可持續利用的障礙。加強水循環經濟管理體制和經濟機制問題的研究是實踐水循環經濟工作的突破口,更是實現社會經濟可持續發展目標的迫切要求。水循環經濟管理體制和經濟機制的研究包括循環水權制度的研究、循環水權交易市場的研究、循環水價的研究、水循環經濟政府財政和稅收的研究、有關循環水的法律法規的建立和完善研究等。論文摘要:在分析水循環經濟的概念和基本特征、回顧國內外水循環經濟與水資源合理開發利用歷史演進和研究進程的基礎上,陳述了可持續發展理論、物質代謝理論和產業生態學理論是水循環經濟研究的三大新理論支柱。從現代水資源合理開發利用研究必須從系統定量的角度研究水資源系統與水社會經濟系統的整體行為、演化規律及其相互作用的角度,指出了物質流分析技術(MFA)與投入產出分析技術(I/O)是水循環經濟研究的主流方法。分別闡明了水循環經濟理論體系構建的研究、水循環經濟技術創新問題的研究、水循環經濟發展模式選擇問題的研究、水循環經濟管理體制及經濟機制問題的研究是當前水循環經濟研究的四項重點內容。

關鍵詞:水循環經濟;開發利用;可持續發展;發展模式