一、中国的淡水资源的现状
1、我国淡水资源总量较多,但按人口、耕地平均占有水平很低与世界上许多国家相比,我国淡水资源问题比较严重,尽管我国河川径流总量居世界第六位,仅低于巴西、苏联、加拿大、美国和印度尼西亚,但是由于我国国土辽阔,人口众多,按人口、耕地平均,人均和亩均占有量均低于世界平均水平。人均占有量为世界人均占有量的1/4左右,亩均占有量仅为世界亩均占有量的3/4。据对149个国家和地区的最新统计,中国人均占有量已经退居世界110位。因此,正确处理好水及人和人及于水两方面的关系比世界上任何一个国家都艰巨复杂。
2、我国淡水资源在地区上分布不均,水土组合不平衡。我国的水量和径流深的分布总趋势是由东南沿海向西北内陆递减,并且与人口数耕地的分布不相适应。81%集中分布在长江及其以南地区,而耕地面积仅占全国的36%;淮河及其以北地区耕地面积占全国64%。
3、我国降水及河川的年内分配集中,年际变化大,连丰连枯年份比较突出。我国主要河流都出现过几年来水较丰和几年来水较枯现象。例如黄河在过去几十年中曾出现过连续9年(1943—1951)的丰水期;在近几十年内也曾出现过连续28年(1972—1999)的少水期,其中断流21年,而且在1991到1997年间是年年断流,总断流时间是717天,平均每年断流102.4天。降水量和径流量在时程上的这种剧烈变化,给淡水资源的利用带来困难。要充分利用淡水资源势必修建各种类型的水利。
4、是淡水资源污染波及全国。如果从淡水资源人均占有量上说,中国缺水主要是指北方区域的话,那么,淡水资源的污染却是一个具有全国性的问题。而且,越是丰水区和大城市,越是人口密集地区,往往污染越是严重。结果丰水区出现水质性缺水的现象。这是中国淡水资源更为严重的问题。最近,中国水利部门对全国约700条大中河流近10万公里的河段进行水质检测,结果是近1/2的河段受到污染,1/10的河段被严重污染,不少河水已失去使用价值。另据调查,目前全国有90%以上的城市水域,受到不同程度的污染;在部分流域和地区,水污染已从江河支流向干流延伸、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展、从城市向农村蔓延、从东部向西部扩展。近年来中国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加,全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨,其中约80%未经处理直接排入水域。
5、用水效率低和过度开发并存。首先是用水效率低,而且,越是缺水的地方,效率就越低。比如,严重缺水的黄河流域,农业灌溉大量采用的还是大漫灌方式。宁夏、内蒙灌区,每亩农地平均用水量都在1000立方米以上,比节水灌区高几倍到十几倍;农业用水利用率普遍偏低,目前,生产单位粮食的用水量是发达国家的2倍~2.5倍。农业用水如此,工业用水也是如此。目前中国工业用水重复利用率远低于先进国家75%的水平,单位GDP用水量是先进国家的十几倍到几十倍,一些重要产品单位耗水量也比国外先进水平高几倍,甚至几十倍。
6、对淡水资源过度开采的情况日趋严重。比如海河流域,海河流域是中国人口最密集的地区之一,包括北京、天津、河北大部分地区和山东、山西、内蒙、河南部分地区,区域内有26个大中城市。这个地区也是中国最为缺水的地区,人均只有293立方米。这些年来,这里的社会经济的状况发生了很大变化。同20世纪50 年代比,人口增加一倍,灌溉面积增加6倍,GDP增加30多倍,使得总用水量增加了4倍,大大超过淡水资源的承载力。结果,地表水、地下水长期过度开采,开采率达到98%,远远超出40%的警戒线。据水利部提供的数据显示,全国地下水超采区已从20世纪80年代的56个,扩展到目前的164个,超采面积也由8.7万平方公里扩展到18万平方公里;年均地下水超采量超过100亿立方米,有6万多平方公里的地面出现不同程度的沉降。一方面,中国的淡水资源就不够丰富;另一方面,用水的浪费,水质的严重污染,使得可用淡水更加紧张。从上个世纪80年代以来,中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国,对农业和国民经济带来了严重影响。据统计,在正常年景下,中国缺水总量估计已达400亿立方米,“十五”期间,农田受旱面积年均达到3.85亿亩,平均每年因旱减产粮食350亿公斤。全国农村有3.2亿人饮水不安全。有400余座城市供水不足,较为严重缺水的有110座,缺水和水的污染,对环境和人的身心健康都产生严重的影响。
二、淡水资源开发利用和保护措施
面对淡水资源的严峻挑战,中国的决策层和普通百姓都开始行动起来。在“十一五”规划中我们可以看到,中国政府已经清醒地认识到中国淡水资源对社会经济发展的制约和挑战,告诫人们要增强忧患意识,并提出了树立科学发展观、改变经济增长方式等非常重要的、有针对性的指导方针。值得注意的是,“十一五”规划,第一次提出了有关淡水资源必须完成的具体管理指标,比如,单位工业增加值用水量降低30%,农业灌溉用水有效利用系数提高到0.5,主要污染物排放量减少10%。
(一)是加快南水北调工程进度。
中国闹水荒,主要是指北方。特别是近20年来的自然变化和人类活动的影响,淡水资源南多北少的趋势更加严重。这种由自然、地理、气象等因素所形成的淡水资源分布情况,单用软科学的办法是很难解决问题的。必须用硬办法。正在进行中的南水北调工程,就是硬办法之一。“十一五”规划明确提出,要加快南水北调工程。
(二)是进一步全面推进节水型社会建设。
建设节水型社会,是“十五”计划就提出的一项战略措施。并且取得了明显成效。它是解决中国干旱缺水问题最根本、最有效的战略举措,也是促进经济增长方式转变的重要手段和基本途径。进入“十一五”以后,同过去相比的一个显着特点,就是在深化节水型社会的建设中,特别强调了以科学发展观为统领和改变经济增长方式,不再是GDP决定一切,而是把包括节水指标、治污指标在内的综合性指标,作为考核干部政绩的依据。
(三)是加快淡水资源管理体制改革和机制创新。
1、完善流域管理与行政区域管理相结合的淡水资源管理体制。重点是合理划分流域与区域管理的事权。加强流域取用水总量控制、水功能区监督和水量调度管理职能,探索建立流域科学决策民主管理机制。同时,加快淡水资源统一管理进程,对有关资源管理的职能进行归并,强化各区域淡水资源监督管理的能力。鼓励用水户参与用水管理,通过多种形式使用水户参与到水量分配、水价制定等水管理事务中来,促进政府调控、市场引导、公众参与的节水型社会管理体制的形成。
2、推进水务体制改革。重点是,建立健全政企分开、政事分开、责权明晰、运转协调的水务管理体制。在国家政策指导下,积极推进水务产业化与市场化进程,逐步建立政府主导、社会筹资、市场运作、企业开发的水务良性运行机制。建立多元化、多渠道、多层次的水务投融资机制。加强政府对水务市场的监管,构建有利于水务行业市场化、产业化发展的宏观政策环境和配套改革措施。整合水务产业,培育跨区域的大型水务集团,推进水务行业产权制度改革。
3、创新淡水资源管理的内在机制。其中包括,充分发挥市场在淡水资源管理中的作用,通过经济手段的运用,促进全社会建立节水防污的内在激励机制。积极推进水价改革,建立科学合理、促进淡水资源高效利用的水价形成机制。开征中央电厂和农业用水淡水资源费,研究制定促进节水的淡水资源费收取机制。合理提高水利工程供水水价和城市供水水价。全面开征污水处理费,并调整费用水平。实行用水超计划、超定额累进加价制度,适当拉开高耗水行业和其他行业用水差价。制定水权交易市场规则,规范水权转让价格,推进水权有偿转让,实现超用加价、节约有奖、转让有偿。据了解,到2010年,中国将初步建立起我国节水型社会的法律、行政、经济技术政策、宣传教育体系,万元GDP用水量降低20%;全国农业灌溉水有效利用系数从0.45提高到0.5,全国农业灌溉用水基本实现零增长;单位工业增加值用水量降低30%;服务业用水效率接近同期国际先进水平。我们坚信,这些目标一定能够达到。
一、 中国 的淡水资源的现状
1、我国淡水资源总量较多，但按人口、耕地平均占有水平很低与世界上许多国家相比，我国淡水资源 问题 比较严重，尽管我国河川径流总量居世界第六位，仅低于巴西、苏联、加拿大、美国和印度尼西亚，但是由于我国国土辽阔，人口众多，按人口、耕地平均，人均和亩均占有量均低于世界平均水平。人均占有量为世界人均占有量的1/4左右，亩均占有量仅为世界亩均占有量的3/4。据对149个国家和地区的最新统计，中国人均占有量已经退居世界110位。因此，正确处理好水及人和人及于水两方面的关系比世界上任何一个国家都艰巨复杂。
2、我国淡水资源在地区上分布不均，水土组合不平衡。我国的水量和径流深的分布总趋势是由东南沿海向西北内陆递减，并且与人口数耕地的分布不相适应。81％集中分布在长江及其以南地区，而耕地面积仅占全国的36％；淮河及其以北地区耕地面积占全国64％。
3、我国降水及河川的年内分配集中，年际变化大，连丰连枯年份比较突出。我国主要河流都出现过几年来水较丰和几年来水较枯现象。例如黄河在过去几十年中曾出现过连续9年（1943—1951）的丰水期；在近几十年内也曾出现过连续28年（1972—1999）的少水期，其中断流21年，而且在1991到1997年间是年年断流，总断流时间是717天，平均每年断流102.4天。降水量和径流量在时程上的这种剧烈变化，给淡水资源的利用带来困难。要充分利用淡水资源势必修建各种类型的水利。
4、是淡水资源污染波及全国。如果从淡水资源人均占有量上说，中国缺水主要是指北方区域的话，那么，淡水资源的污染却是一个具有全国性的问题。而且，越是丰水区和大城市，越是人口密集地区，往往污染越是严重。结果丰水区出现水质性缺水的现象。这是中国淡水资源更为严重的问题。最近，中国水利部门对全国约700条大中河流近10万公里的河段进行水质检测，结果是近1/2的河段受到污染，1/10的河段被严重污染，不少河水已失去使用价值。另据调查， 目前 全国有90%以上的城市水域，受到不同程度的污染；在部分流域和地区，水污染已从江河支流向干流延伸、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展、从城市向 农村 蔓延、从东部向西部扩展。近年来中国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，全国 工业 废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨，其中约80%未经处理直接排入水域。
5、用水效率低和过度开发并存。首先是用水效率低，而且，越是缺水的地方，效率就越低。比如，严重缺水的黄河流域，农业灌溉大量采用的还是大漫灌方式。宁夏、内蒙灌区，每亩农地平均用水量都在1000立方米以上，比节水灌区高几倍到十几倍；农业用水利用率普遍偏低，目前，生产单位粮食的用水量是发达国家的2倍~2.5倍。农业用水如此，工业用水也是如此。目前中国工业用水重复利用率远低于先进国家75%的水平，单位gdp用水量是先进国家的十几倍到几十倍，一些重要产品单位耗水量也比国外先进水平高几倍，甚至几十倍。
6、对淡水资源过度开采的情况日趋严重。比如海河流域，海河流域是中国人口最密集的地区之一，包括北京、天津、河北大部分地区和山东、山西、内蒙、河南部分地区，区域内有26个大中城市。这个地区也是中国最为缺水的地区，人均只有293立方米。这些年来，这里的社会经济的状况发生了很大变化。同20世纪50 年代比，人口增加一倍，灌溉面积增加6倍，gdp增加30多倍，使得总用水量增加了4倍，大大超过淡水资源的承载力。结果，地表水、地下水长期过度开采，开采率达到98%，远远超出40%的警戒线。据水利部提供的数据显示，全国地下水超采区已从20世纪80年代的56个，扩展到目前的164个，超采面积也由8.7万平方公里扩展到18万平方公里；年均地下水超采量超过100亿立方米，有6万多平方公里的地面出现不同程度的沉降。一方面，中国的淡水资源就不够丰富；另一方面，用水的浪费，水质的严重污染，使得可用淡水更加紧张。从上个世纪80年代以来，中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国，对农业和国民经济带来了严重影响。据统计，在正常年景下，中国缺水总量估计已达400亿立方米，“十五”期间，农田受旱面积年均达到3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿公斤。全国农村有3.2亿人饮水不安全。有400余座城市供水不足，较为严重缺水的有110座，缺水和水的污染，对环境和人的身心健康都产生严重的影响。
二、淡水资源开发利用和保护措施
面对淡水资源的严峻挑战，
（一）是加快南水北调工程进度。
中国 闹水荒，主要是指北方。特别是近20年来的 自然 变化和人类活动的 影响 ，淡水资源南多北少的趋势更加严重。这种由自然、地理、气象等因素所形成的淡水资源分布情况，单用软 科学 的办法是很难解决 问题 的。必须用硬办法。正在进行中的南水北调工程，就是硬办法之一。“十一五”规划明确提出，要加快南水北调工程。
（二）是进一步全面推进节水型 社会 建设。
建设节水型社会，是“十五”计划就提出的一项战略措施。并且取得了明显成效。它是解决中国干旱缺水问题最根本、最有效的战略举措，也是促进 经济 增长方式转变的重要手段和基本途径。进入“十一五”以后，同过去相比的一个显著特点，就是在深化节水型社会的建设中，特别强调了以科学 发展 观为统领和改变经济增长方式，不再是gdp决定一切，而是把包括节水指标、治污指标在内的综合性指标，作为考核干部政绩的依据。
（三）是加快淡水资源管理体制改革和机制创新。
1、完善流域管理与行政区域管理相结合的淡水资源管理体制。重点是合理划分流域与区域管理的事权。加强流域取用水总量控制、水功能区监督和水量调度管理职能，探索建立流域科学决策民主管理机制。同时，加快淡水资源统一管理进程，对有关资源管理的职能进行归并，强化各区域淡水资源监督管理的能力。鼓励用水户参与用水管理，通过多种形式使用水户参与到水量分配、水价制定等水管理事务中来，促进政府调控、市场引导、公众参与的节水型社会管理体制的形成。
2、推进水务体制改革。重点是，建立健全政企分开、政事分开、责权明晰、运转协调的水务管理体制。在国家政策指导下，积极推进水务产业化与市场化进程，逐步建立政府主导、社会筹资、市场运作、 企业 开发的水务良性运行机制。建立多元化、多渠道、多层次的水务投融资机制。加强政府对水务市场的监管，构建有利于水务行业市场化、产业化发展的宏观政策环境和配套改革措施。整合水务产业，培育跨区域的大型水务集团，推进水务行业产权制度改革。
3、创新淡水资源管理的内在机制。其中包括，充分发挥市场在淡水资源管理中的作用，通过经济手段的运用，促进全社会建立节水防污的内在激励机制。积极推进水价改革，建立科学合理、促进淡水资源高效利用的水价形成机制。开征中央电厂和农业用水淡水资源费， 研究 制定促进节水的淡水资源费收取机制。合理提高水利工程供水水价和城市供水水价。全面开征污水处理费，并调整费用水平。实行用水超计划、超定额累进加价制度，适当拉开高耗水行业和其他行业用水差价。制定水权交易市场规则，规范水权转让价格，推进水权有偿转让，实现超用加价、节约有奖、转让有偿。据了解，到2010年，中国将初步建立起我国节水型社会的 法律 、行政、经济技术政策、宣传 教育 体系，万元gdp用水量降低20％；全国农业灌溉水有效利用系数从0．45提高到0．5，全国农业灌溉用水基本实现零增长；单位 工业 增加值用水量降低30％；服务业用水效率接近同期国际先进水平。我们坚信，这些目标一定能够达到。
一、 中国 的淡水资源的现状
1、我国淡水资源总量较多，但按人口、耕地平均占有水平很低与世界上许多国家相比，我国淡水资源 问题 比较严重，尽管我国河川径流总量居世界第六位，仅低于巴西、苏联、加拿大、美国和印度尼西亚，但是由于我国国土辽阔，人口众多，按人口、耕地平均，人均和亩均占有量均低于世界平均水平。人均占有量为世界人均占有量的1/4左右，亩均占有量仅为世界亩均占有量的3/4。据对149个国家和地区的最新统计，中国人均占有量已经退居世界110位。因此，正确处理好水及人和人及于水两方面的关系比世界上任何一个国家都艰巨复杂。
2、我国淡水资源在地区上分布不均，水土组合不平衡。我国的水量和径流深的分布总趋势是由东南沿海向西北内陆递减，并且与人口数耕地的分布不相适应。81％集中分布在长江及其以南地区，而耕地面积仅占全国的36％；淮河及其以北地区耕地面积占全国64％。
3、我国降水及河川的年内分配集中，年际变化大，连丰连枯年份比较突出。我国主要河流都出现过几年来水较丰和几年来水较枯现象。例如黄河在过去几十年中曾出现过连续9年（1943—1951）的丰水期；在近几十年内也曾出现过连续28年（1972—1999）的少水期，其中断流21年，而且在1991到1997年间是年年断流，总断流时间是717天，平均每年断流102.4天。降水量和径流量在时程上的这种剧烈变化，给淡水资源的利用带来困难。要充分利用淡水资源势必修建各种类型的水利。
4、是淡水资源污染波及全国。如果从淡水资源人均占有量上说，中国缺水主要是指北方区域的话，那么，淡水资源的污染却是一个具有全国性的问题。而且，越是丰水区和大城市，越是人口密集地区，往往污染越是严重。结果丰水区出现水质性缺水的现象。这是中国淡水资源更为严重的问题。最近，中国水利部门对全国约700条大中河流近10万公里的河段进行水质检测，结果是近1/2的河段受到污染，1/10的河段被严重污染，不少河水已失去使用价值。另据调查， 目前 全国有90%以上的城市水域，受到不同程度的污染；在部分流域和地区，水污染已从江河支流向干流延伸、从地表向地下渗透、从陆域向海域发展、从城市向 农村 蔓延、从东部向西部扩展。近年来中国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加，全国 工业 废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨，其中约80%未经处理直接排入水域。
5、用水效率低和过度开发并存。首先是用水效率低，而且，越是缺水的地方，效率就越低。比如，严重缺水的黄河流域，农业灌溉大量采用的还是大漫灌方式。宁夏、内蒙灌区，每亩农地平均用水量都在1000立方米以上，比节水灌区高几倍到十几倍；农业用水利用率普遍偏低，目前，生产单位粮食的用水量是发达国家的2倍~2.5倍。农业用水如此，工业用水也是如此。目前中国工业用水重复利用率远低于先进国家75%的水平，单位gdp用水量是先进国家的十几倍到几十倍，一些重要产品单位耗水量也比国外先进水平高几倍，甚至几十倍。
6、对淡水资源过度开采的情况日趋严重。比如海河流域，海河流域是中国人口最密集的地区之一，包括北京、天津、河北大部分地区和山东、山西、内蒙、河南部分地区，区域内有26个大中城市。这个地区也是中国最为缺水的地区，人均只有293立方米。这些年来，这里的社会经济的状况发生了很大变化。同20世纪50 年代比，人口增加一倍，灌溉面积增加6倍，gdp增加30多倍，使得总用水量增加了4倍，大大超过淡水资源的承载力。结果，地表水、地下水长期过度开采，开采率达到98%，远远超出40%的警戒线。据水利部提供的数据显示，全国地下水超采区已从20世纪80年代的56个，扩展到目前的164个，超采面积也由8.7万平方公里扩展到18万平方公里；年均地下水超采量超过100亿立方米，有6万多平方公里的地面出现不同程度的沉降。一方面，中国的淡水资源就不够丰富；另一方面，用水的浪费，水质的严重污染，使得可用淡水更加紧张。从上个世纪80年代以来，中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国，对农业和国民经济带来了严重影响。据统计，在正常年景下，中国缺水总量估计已达400亿立方米，“十五”期间，农田受旱面积年均达到3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿公斤。全国农村有3.2亿人饮水不安全。有400余座城市供水不足，较为严重缺水的有110座，缺水和水的污染，对环境和人的身心健康都产生严重的影响。
二、淡水资源开发利用和保护措施
面对淡水资源的严峻挑战，
（一）是加快南水北调工程进度。
中国 闹水荒，主要是指北方。特别是近20年来的 自然 变化和人类活动的 影响 ，淡水资源南多北少的趋势更加严重。这种由自然、地理、气象等因素所形成的淡水资源分布情况，单用软 科学 的办法是很难解决 问题 的。必须用硬办法。正在进行中的南水北调工程，就是硬办法之一。“十一五”规划明确提出，要加快南水北调工程。
（二）是进一步全面推进节水型 社会 建设。
建设节水型社会，是“十五”计划就提出的一项战略措施。并且取得了明显成效。它是解决中国干旱缺水问题最根本、最有效的战略举措，也是促进 经济 增长方式转变的重要手段和基本途径。进入“十一五”以后，同过去相比的一个显著特点，就是在深化节水型社会的建设中，特别强调了以科学 发展 观为统领和改变经济增长方式，不再是gdp决定一切，而是把包括节水指标、治污指标在内的综合性指标，作为考核干部政绩的依据。
（三）是加快淡水资源管理体制改革和机制创新。
1、完善流域管理与行政区域管理相结合的淡水资源管理体制。重点是合理划分流域与区域管理的事权。加强流域取用水总量控制、水功能区监督和水量调度管理职能，探索建立流域科学决策民主管理机制。同时，加快淡水资源统一管理进程，对有关资源管理的职能进行归并，强化各区域淡水资源监督管理的能力。鼓励用水户参与用水管理，通过多种形式使用水户参与到水量分配、水价制定等水管理事务中来，促进政府调控、市场引导、公众参与的节水型社会管理体制的形成。
2、推进水务体制改革。重点是，建立健全政企分开、政事分开、责权明晰、运转协调的水务管理体制。在国家政策指导下，积极推进水务产业化与市场化进程，逐步建立政府主导、社会筹资、市场运作、 企业 开发的水务良性运行机制。建立多元化、多渠道、多层次的水务投融资机制。加强政府对水务市场的监管，构建有利于水务行业市场化、产业化发展的宏观政策环境和配套改革措施。整合水务产业，培育跨区域的大型水务集团，推进水务行业产权制度改革。
3、创新淡水资源管理的内在机制。其中包括，充分发挥市场在淡水资源管理中的作用，通过经济手段的运用，促进全社会建立节水防污的内在激励机制。积极推进水价改革，建立科学合理、促进淡水资源高效利用的水价形成机制。开征中央电厂和农业用水淡水资源费， 研究 制定促进节水的淡水资源费收取机制。合理提高水利工程供水水价和城市供水水价。全面开征污水处理费，并调整费用水平。实行用水超计划、超定额累进加价制度，适当拉开高耗水行业和其他行业用水差价。制定水权交易市场规则，规范水权转让价格，推进水权有偿转让，实现超用加价、节约有奖、转让有偿。据了解，到2010年，中国将初步建立起我国节水型社会的 法律 、行政、经济技术政策、宣传 教育 体系，万元gdp用水量降低20％；全国农业灌溉水有效利用系数从0．45提高到0．5，全国农业灌溉用水基本实现零增长；单位 工业 增加值用水量降低30％；服务业用水效率接近同期国际先进水平。我们坚信，这些目标一定能够达到。
关键词:海水淡化 产业发展 发展展望 天津
中图分类号:TP747 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0227-01
水资源是基础性自然资源,水资源可持续利用是关系到社会、经济发展的重大战略问题。我国是一个水资源缺乏的国家,近10年来人均水资源拥有量仅有2101.59m3,约为世界平均水平的1/4,且时空分布不均[1]。天津市水资源更加缺乏,人均水资源量仅有160m3,仅为全国水平的7.6%,已对天津市及滨海新区社会经济的发展呈现出明显影响[2]。天津市海水淡化技术水平、建设规模走在全国前列,积极发展海水淡化,增加淡水资源供应量,对提高天津地区的供水安全具有重要的现实意义和战略意义。
1 海水淡化技术发展现状
技术方面,海水淡化有多级闪蒸、低温多效和反渗透为三大主流技术,随着技术进步,工程规模不断扩大,成本也持续下降。在我国,除了多级闪蒸成本较高未进行深入研究外,经过多年的研究开发积累,形成了具有完全自主知识产权的低温多效海水淡化技术、反渗透海水淡化集成技术和部分关键设备的制造技术[3]。在天津、青岛、玉环等地建成了自主研发设计的热法和膜法海水淡化工程,技术已经成熟。
2 天津市海水淡化产业的发展
天津是我国较早开展海水淡化技术研究的地区之一,有多家科研机构和高等院校从事海水淡化技术及相关学科的研究工作,海水淡化研发能力和技术成果在国内居领先水平。近年来,在低温多效与反渗透海水淡化技术方面开展了多项部级、市级研究项目,形成了完全自主知识产权的低温多效技术、反渗透集成技术及部分关键设备制造技术。天津市也发展成为我国海水淡化技术研发中心之一。
天津市海水淡化产业的发展走在全国前列,2006年即了《天津市海水淡化产业发展规划》,明确提出“以海水淡化作为有效解决天津水资源短缺,保障天津市水资源安全供给、实现水资源可持续开放利用的重要途径”,并对海水淡化发展规模、发展重点、区域布局等进行了规划。规划的对天津市海水淡化产业发展起到了积极的促进作用,涌现了众多海水淡化企业,初步形成了海水淡化产业集群,产业链正在完善。
3 天津市海水淡化产业发展环境及面临的主要问题
天津市有一系列适宜海水淡化产业发展的良好环境。其一,随着天津市社会经济的快速发展和滨海新区开发开放步伐加快,水资源短缺问题日益明显,海水淡化市场需求量大。其二,天津市水价较高,已超过或接近海水淡化的造水成本,市场在一定程度上可以承受海水淡化水价格。其三,天津市非常重视海水淡化产业发展,是我国最早进行海水淡化产业发展规划的地区之一,目前正在研究促进海水淡化产业发展的系列政策。其四,天津市具有优势的海水淡化技术研发机构及高等院校,初步形成了海水淡化产业集群,有着工程建设、管理运营的丰富经验,可为海水淡化产业发展、项目建设提供良好的技术支撑。
同时,天津市海水淡化产业的发展也面临若干问题。首先,自主技术在市场中处于弱势,目前本市已建成的海水淡化项目,多由国外公司承建或主要设备采用国外技术。其次,产业发展面临国内竞争,国内多个沿海省市积极发展海水淡化产业,进行产业发展规划,研究促进产业发展的相关政策,并把研发自主技术作为主要发展方向。再次,产业发展制度和激励政策需要进一步完善。虽然国家和天津市已有多个法律法规或政策性文件鼓励海水淡化产业发展,但仅有所得税“三免三减半”与企业有明确利益关系,由于海水淡化企业盈利能力有限,该项政策的实际促进作用也不是非常明显。
4 促进天津市海水淡化产业发展的对策建议
(1)完善产业发展政策,营造良好制度环境。要在深入调查国内外海水淡化产业发展现状和趋势,准确把握海水淡化企业运营管理技术前沿的基础上,研究促进海水淡化产业健康发展的系列政策措施。其一,对海水淡化水生产企业给予积极的财政补贴政策。其二,实行税收减免和优惠政策。其三,要调整和创新产业发展政策,对不利于产业发展的政策进行清理和调整,并加强政策系统性、配套性和可操作性。(2)加强核心技术研发,促进自主技术示范。要进一步提高自主技术的研发能力,特别是对海水淡化共性技术、关键技术进行研究攻关,提高海水淡化装备制造水平和国产化率,降低海水淡化装备制造成本。一是提高研发设计自主创新能力,重点组织部级科研院所、高等院校、重点企业进行联合攻关,支持关键技术研发。二是构建海水淡化产业技术体系,包括工艺优化技术、节能降耗技术、装备制造技术等,为产业发展提供技术支撑。三要创新“产、学、研”合作体制与机制,加快科研成果转化,推动国产技术工程示范。(3)加强区域合作,整合产业链,优化产业布局。依据本市海水淡化产业发展优势和特点,强化区域经济合作的理念,打破行政区划的限制,以建设海水淡化大市场体系为导向,创新产业管理体制、运行机制、运作模式与合作方式,加强海水淡化技术研发、产品设计、生产和销售等方面的合作,积极建立战略合作伙伴关系,在坚持互利双赢基础上,实现产业功能互补和产业链对接。
5 天津市海水淡化产业发展展望
(1)市场发展空间大,用于市政供水的海水淡化项目有望成为海水淡化产业发展的主体。随着天津城市化进程和以及滨海新区南港工业区、临港工业区等建设的加快,海水淡化产业面临巨大的发展机会和市场空间,市政供水项目可望成为海水淡化产业发展的主体。(2)海水淡化建设项目的实施工艺主要以低温多效和反渗透两大技术为主。低温多效工艺对水质的适应性好、产量稳定,但需要和发电厂或其他有低品位蒸汽的企业结合才适用;反渗透只需用电一种能源即可生产淡水,但对源水温度比较敏感,天津海域冬季水温低会对生产造成一定影响。因此,在较长的一段时间内,低温多效、反渗透工艺仍会同时存在,反渗透工艺由于其技术不断成熟和建设的灵活性更具优势,将呈现较快的增长趋势,此外热膜耦合、热电联产也有望在工程中得到应用。(3)在建设融资运营模式方面,由于海水淡化厂投资远大于自来水厂,占用资金量较大。这样,一方面可以节约国家和地方用于基础设施的投资,另一方面可为民间资本提供投资机会促进市场的健康发展。
参考文献
[1] 秦天玲,严登华,宋新山.我国水资源管理及其关键问题初探[J].中国水利,2011.
关键词：海水淡化 技术比较 产业前瞻
中图分类号：TP747 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0052-02
随着淡水资源的紧缺，世界各国争相发展海水淡化产业。目前中东国家中的沙特、以色列等国家70%的淡水资源来源于海水淡化，美国、韩国等也积极发展海水淡化产业。2011年海水淡化新开工项目投资额达到100亿美元，2012年达到120亿美元，预计到2016年将达到180亿美元以上[1]。我国是13个贫水国之一，人均淡水资源占有量仅为世界平均的1/4，作为确保我国淡水资源的一项战略措施，海水淡化产业将蓬勃发展。
1 主流淡化技术特点比较
目前世界上主流海水淡化技术有：多级闪蒸（MSF）、多效蒸馏（MED）和反渗透（RO）。MSF技术最成熟，单机淡水容量也最大，达到7.6×104 m3/d[2]。同时其动力消耗较大，每生产一吨淡水耗电量为3.25～4.5 kWh。因为MSF工作温度高，设备的结构和腐蚀速度快，需投入大量化学试剂或采用价格昂贵的耐腐蚀材料，因此成本高。MSF工作范围小，为其设计值的80%～110%，且由于高腐蚀性，传热管易破裂，将导致产品水受污染；MSF设备初期投资大。
MED单机产水能力为3.6×104 m3/d。其能耗极低，每生产一吨淡水耗电量仅为0.9～1.2 kWh。因为原理不同，传热系数比MSF高，所需传热面积也更少；同时MED的工作范围大，一般可以达到设计值的40% ～110%；MED设备初期投资较MSF小。
RO技术最大单机容量为2.1×104 m3/d，根据不同预处理工艺，吨水电耗在3.0～4.0 kWh之间。由于反渗透过程不存在相变，不用将水蒸发后再凝结，因此，其初期投资及造水成本均更低。RO技术主要控制压力与反渗透膜，其装置相对简单，维护方便。但RO对源海水要求较高，需进行严格的预处理，反渗透膜更是需要定期更换。不同地区不同季节甚至同一天中不同时间段，海水温度差异较大，当水温很低时，预处理需要将海水加热，如无廉价热源，RO制水成本将大幅增加。
2 国内外选用技术的差异
从各国选用的海水淡化方法对比可看出，MSF多集中在海湾国家，如沙特阿拉伯、阿曼等[3]。具体原因是，海湾地区拥有丰富的石油资源，电厂利用廉价的油田气发电，再建立起水电联产模式，从汽轮机抽蒸汽进行海水淡化，因此能耗费用极低。同时，MSF单机容量最大，淡化产量高，技术也最成熟。另外，海湾地区夏天时的水温高达40多度，含盐量更是达到4×104 mg/L，再加上该地区石油污染严重，这些都限制了RO的应用。
RO的市场则主要分布在除海湾和南美外的世界其他地区。欧洲的海水淡化就主要采用RO，日本现有淡水技术也主要采用RO。美国在处理苦咸水方面RO技术应用最广，且一直到2025年的淡水生产规划基本上都采用膜法。如今随着纳滤、超滤、微滤技术的迅猛发展和广泛应用，更为RO装置的长期稳定运行提供了保证。
而我国的海水淡化工程则主要选用RO和MED技术，MSF虽在国际上占有较多份额且历史悠久，但由于其高能耗和高投资等方面原因，基本不被采用。截止2012年，我国的海水淡化工程中，RO约占67%，MED约占27%[4]。
3 国内外海水淡化技术差距
截止2008年，世界海水淡化总体规模已达到6 421×104 m3/d，而截止2010年10月，国内淡化装置规模也仅有50×104 m3/d。从单机规模看，国外多级闪蒸、低温多效、反渗透也分别达到7.6×104、3.6×104和2.1×104 m3/d，正在建设和酝酿的有9×104 m3/d、4.5×104 m3/d和2.7×104 m3/d的单机规模。而国内自行设计的仅为1.2×104 m3/d、1.25×104 m3/d和1.0×104 m3/d[5]。
我国已建成的海水淡化工程中，自主完成建设的只占30%左右。如果以产水量计算，甚至还不到13%。我国的RO系统中，有80%的反渗透膜仍从国外进口。MED设备中的蒸汽喷射泵，至今也只有几家公司进行研究。国产的阻垢剂在使用效果上也明显劣于国外产品。
设备制造方面，我国从事海水淡化设备设计制造的企业刚刚起步，企业生成能力和规模有限，更没有形成成熟的产业链。由于海水具有腐蚀性，设备原材料大部分依赖进口。加工工艺和加工精度上与国际先进制造企业还有较大差距，市场竞争力不足。
在水务市场上，当前我国已经形成了一套比较完备的水务体系，自来水可以享受保护性价格优惠。但由于海水淡化产业形成规模较晚，淡化水仍被独立于现有自来水价格体系之外。虽然我国海水淡化产业处于发展期，但由于民间资本进入这个行业门槛高、投资回报周期长等，投资者大多持观望态度。此外，我国现有的城市管网普遍为铸铁，而海水淡化生产的水普遍呈酸性，对现有的管网将造成腐蚀。因此，我国的海水淡化产业发展现状同经济社会的发展要求仍存在着较大差距。
4 我国海水淡化产业发展前景
2012年2月国务院下发了《关于加快发展海水淡化产业的意见》，2012年5月，国家发改委了《国家发展改革委办公厅关于开展海水淡化产业发展试点示范工作的通知》，开展海水淡化产业示范工程建设。2012年8月国家有关部门又联合了《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》，提出到2015年，我国海水淡化产业规模要达到220～260万吨/日，对海岛新增供水量的占比要提高到50%以上；海水淡化设备制造自主化率提高到70%；并建立起较为完善的海水淡化产业链。从《2013―2017年中国海水淡化产业深度调研与投资战略规划分析报告》来看，未来十年内海水淡化市场规模有超过5倍的成长空间，发展潜力巨大。因此，可以预期，“十二五”期间我国海水淡化装备制造业产值将达180亿元，相关工程配套产值可达90亿元，售水产值为183亿元[6]。
5 结论
经过以上对比与分析，多级闪蒸技术在海湾地区应用最广，反渗透技术在欧美、日本等地区应用最广，我国是低温多效技术应用得最多。同时，我国的海水淡化产业无论是在产业规模还是在单机规模上与发达国家还有很大的差距，但是我国海水淡化项目的规模也正在逐渐扩大。目前几种海水淡化技术都进入成熟阶段，对于技术的选择不存在唯一性，总体来说单独设计的海水淡化厂适宜采用反渗透法，如果有电厂配套，则采用低温多效技术更加经济；若作为10万吨级高需水量的厂矿企业供水水源，采用多级闪蒸则更加经济可靠。相信随着研究的深入和示范项目的开展，我国的海水淡化技术在未来必定会更具竞争力。
参考文献
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关键词：海水淡化；发展现状；问题及对策
中图分类号：F4 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2012）30-0088-02
作为基础的自然资源和战略性的经济资源，水资源的可持续利用，是经济和社会可持续发展的重要保证，而淡水紧缺已成为全球面临的危机。我国淡水资源人均占有量仅为世界平均值的l/4，被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。青岛市是我国北方严重缺水的沿海城市之一，水资源人均占有量仅340吨，相当于全国人均占有量的13%，尽管引黄济青工程在一定程度上缓解了城市用水矛盾，但随着城市发展，对淡水的需求日益增加，淡水的紧缺已成为制约蓝色经济发展的重要因素[1，2]。
青岛海岸线长730.6km，海水清澈透明，水质优良，具有发展海水淡化产业的自然优势；沿海发电厂、化工厂较多，具备建设电水联产的条件，便于海水淡化的大规模应用。
一、发展现状
2005年7月，国家发改委、国家海洋局、财政部联合的《海水利用专项规划》指出：到2020年，海水淡化产能将达到250-300万吨/日。2012年2月6日国务院办公厅“加快发展海水淡化产业的意见”，指出通过加强关键技术及装备的研发和工程示范，到2015年，使我国海水淡化能力达到220-260万立方米/日，且海水淡化原材料和装备制造的自主创新率达到70%以上，关键技术、装备、材料的研发和制造能力达到国际先进水平。2012年，科技部《“十二五”海水淡化科技发展重点专项规划》，计划通过5年的实施，使我国海水淡化科技整体上接近世界先进水平。近年来，青岛市也开始重视海水淡化技术与经济等方面的研究工作，海水淡化技术研究和产业化方面取得了重大突破。
青岛市海水淡化产业主要呈现出以下特点。
（一）起步晚，发展快
青岛首个海水淡化厂于1998年在黄岛电厂建立，次年投产，揭开了岛城海水淡化的序幕。尽管如此，青岛市海水淡化规模迅速扩大，到2012年底，海水淡化规模可达13万吨/天以上。
1998年黄岛电厂与天津海水淡化与综合利用研究所合作进行海水淡化研究，建立了300吨/天的热法海水淡化装置。紧接着，2002年华欧海水淡化有限公司在黄岛电厂建立3000吨/天的低温多效海水淡化装置，2004年3000吨/天的反渗透海水淡化工艺投产，2005年建成10000吨/天的反渗透海水淡化装置。至此，黄岛电厂成为国内首家全部采用海水淡化水解决电厂用水的发电企业。其它方面，2006年，田横岛建成年产淡水10万吨的太阳能海水蒸馏淡化工程；2010年，青岛碱业公司建立日处理海水2万吨的海水淡化装置；2012年，百发10万吨/天的海水淡化项目即将投产，淡化水并入市政管网用作市政用水。
（二）科技实力雄厚
青岛是我国海水淡化研究的发源地，在海水淡化技术研究与产业化方面形成了良好基础和先发优势。目前青岛市涉及海水综合利用技术研发的机构有中国海洋大学、中科学海洋所、国家海洋局一所、725研究所及以华欧集团为代表的拥有自主知识产权的生产企业等20多家，具备雄厚的发展海水淡化产业的科技支撑条件。特别是在海水淡化的利用的关键技术之一——防腐与防生物附着领域，拥有雄厚的研发实力和良好的基础条件。2008年山东省首家海水综合利用技术工程中心在中国海洋大学成立，我国高从■院士领导科研人员在海水淡化关键膜材料研制、海水淡化预处理与后处理、纳滤海水软化、海水资源综合利用等方面取得了重要成果，大大推动了青岛市海水淡化技术发展。另外，2006年以来，国际海水淡化与水再利用大会已在青岛举办了6届，每年都吸引相关领域的专家学者、企业家和投资商来青参会，就海水淡化装备与配套的创新、脱盐膜材料的研究进展与发展趋势等内容进行交流研讨，促进产学研管的有机结合，推进产业化进程。
（三）产业政策支持力度较大
2005年，青岛市被国家确定为海水淡化与综合利用示范城市和产业化基地。2006年，青岛实施了全国第一个城市海水淡化产业发展规划。2011年，国务院正式批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》，作为中国第一个蓝色经济区核心区域的龙头城市和国家海水淡化试点城市，青岛市加快海水淡化与水再利用方面的步伐；2012年，《青岛市蓝色经济区建设发展总体规划纲要》指出，降低海水淡化成本，扩大海水淡化规模和使用范围，探索淡化海水进入市政管网进行城市供水的运营模式，把海水淡化水作为市政供水的重要补充水源。可见政策导向已经对海水淡化产业的发展给予了充分的支持。
二、存在问题
尽管青岛市海水淡化产业发展迅猛，但还存在许多问题。
（一）多套海水淡化装置停产或未满负荷运行
经过十几年的发展，早期建立的海水淡化设备在技术和设计方面相对落后，尽管到目前为止青岛海水淡化装机容量可达13万吨/天，但许多设备存在不能开工或不能满负荷运行的状态。如黄岛电厂1998年建立的热法海水淡化设备已经不复存在，2002年建立的3000吨/天的低温多效海水淡化设备已经停产多年，其后建立的共计13000吨/天的反渗透海水淡化设备处于半开工状态。据黄岛电厂相关工作人员介绍，由于海水淡化规模远大于电厂需水量，而多余淡化水暂未并入市政管网，因此设备常处于半开工状态。
（二）海水淡化产业链较短
目前已经建成的海水淡化项目主要用于工业用水，但是浓海水综合利用很少，用途较为单一。青岛碱业公司的海水淡化项目采用“纯碱生产—海水淡化—浓海水化盐制碱—热电联产一体化”的发展模式，每年可以节省6万吨工业用盐，节电1/3，节约化学用品近50%。这为青岛海水淡化产业链的延伸起到了积极的促进作用。海水淡化一体化循环经济模式不但可以解决淡水资源短缺的问题，浓海水还可用于制盐，提取溴、钾、镁、铀等资源。
（三）浓海水排放入海可能引发的海洋环境问题未引起重视
浓海水不仅含盐量高，而且含有预处理引入的化学物质，如杀菌剂、混凝沉淀剂等。尽管目前并未有浓海水排放造成海洋环境重大变化的报道，但浓海水排放可能引发的海洋环境问题正越来越受相关学者关注。我国北方沿海地区多为封闭或半封闭的海湾，海水的循环流动性较差，但随着海水淡化规模的不断扩大，海水淡化浓海水排放引起的海洋环境污染问题应该会越来越明显。有研究表明，海水浓度的升高会威胁到特定藻类的生存，对海洋生态环境有一定的破坏作用[3]。
三、发展对策
（一）加大海水淡化产业政策执行力度
立足青岛海水淡化具备的优势，完善淡化水应用服务体系，将海水淡化的实际应用逐步扩大。如：加快淡化水作为市政用水的步伐，并完善相应的水质检测、标准体系。
（二）完善海水淡化产业链
以海水淡化技术为核心，促进海水淡化产业链发展，形成海水淡化工程设计与安装、高性能机械设备研发与制造、腐蚀与防护材料与工程、高分子材料、浓盐水综合利用（浓盐水盐田制盐、苦卤提取钾盐、溴素、镁盐等化学资源）的海水淡化产业群。
（三）加大科研投入
1.加大海水淡化关键设备的研发
我国海水淡化产业大发展的同时，海水淡化核心部件发展不足，我国海水淡化设备的国产化率最高只有70%以下，核心部件（如：反渗透膜、高压泵、能量回收装置等）主要靠从国外进口，这也造成了我国海水淡化成本一直居高不下。
2.加大海水淡化预处理、后处理技术的研发和应用
开发适应新的高性能膜组器应用的预处理工艺[4]，如新的防垢、消毒、防污染的工艺技术、药剂和设备等，这是反渗透成功应用所必不可少的。如中国船舶工业总公司725所研制的具有自主知识产权的海水预处理防生物附着装备——“电解产生次氯酸钠海水预处理装置”，通过原位生成杀菌剂防止海洋生物对海水利用设施的影响，已经应用于国内大型海水工程并列入国家发改委产业化项目。中国海洋大学海水综合利用技术工程中心正着手开展在海水淡化过程中使用双极膜在线产酸、碱的研究，通过原位产生酸、碱脱除碳酸根离子防止结垢和调节海水pH，该技术具有明显的经济性。
四、结语
海水淡化产业的发展需要政策的引导和较大的科研投入，随着水资源短缺的加剧，海水淡化产业显得越来越重要。依托青岛环境资源的巨大优势，大力发展海水淡化产业对于缓解淡水资源紧张，实现生态资源可持续发展，建设节约型社会以及蓝色经济的持续稳定发展具有重要的意义。
参考文献：
[1]苑祥伟，于军亭，张克峰，李梅.青岛市海水利用的主安装分析与对策措施[J].净水技术，2011，（6）.
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关键词咸水;微咸水;开发利用技术;河北沧州
中图分类号 tv213.9 文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)02-0321-01
沧州是我国水资源严重短缺的地区之一。全市多年平均地表水资源量为5.74亿m3,地下水资源量为6.7亿m3,扣除重复计算量0.5亿m3,全市多年平均水资源总量为11.94亿m3。全市人均水资源占有量183m3,为全国平均值的8%,河北省平均值的61%。按照国际公认的贫水与非贫水地区定量指标,沧州为绝对贫水区。自20世纪70年代以来,为维持本地区人民的正常生活和生产,不得不大量超采深层地下水和依靠外调水源,经过30多年对地下水的过量开采,致使地下水位持续下降,地下水降落漏斗面积不断扩大,并引发了地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质问题[1]。
沧州特定的水文地质条件,使得浅层咸水、微咸水分布广泛,水量比较丰富,全市总面积14 056km2,其中2~3g/l的微咸水面积4563km2,占总面积的32%,资源量为5.9亿m3,可开采量4亿m3;3~5g/l的咸水分布面积2 085km2,占总面积的15%,资源量为2.6亿m3,可开采量为1.6亿m3;大于5g/l的咸水分布面积1 915km2,占总面积的14%,资源量为2.3亿m3,可开采量为1.2亿m3。
1咸水与微咸水的开发利用现状
由于沧州淡水资源匮乏,供需矛盾突出,为满足工农业生产的需要,从20世纪70年代初就开发利用微咸水。主要应用在咸淡混浇、解决农村人畜饮水、发展水产养殖、城镇居民生活、工业生产、抽咸补淡等方面。
20世纪70年代,首先在沧县创造性地发展了机井组,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉。之后河北省水科院又在南皮县乌马营搞咸水灌溉试点,采取直接利用2~3g/l和3~5g/l的微咸水与咸水,在干旱时给作物浇关键水,能降低土壤溶液浓度,减少土壤溶液渗透压,作物因得到必需的水分补充而增产[3]。据10年定位观测,微咸水、咸水灌溉小麦、玉米连作,产量6 960~8 355kg/hm2,比不灌的旱作增产120%~160%。
2咸水与微咸水的利用技术
2.1咸淡混浇
咸淡混浇就是在现有深井(淡水井)旁,打一眼浅机井(咸水井),利用管道一体化技术,将淡水和咸水通过一个混合罐,按一定比例混合后,进行农田灌溉。按照出水压力条件,浅深井咸淡水混合的方式主要包括无压混合和有压混合2种形式。无压混合是指浅井、深井出水分别进入混合水池,在无压状态下,通过明渠或地下管道输水至田间(图1)。有压混合是指浅井、深井出水分别在有压状态下进入混合水塔(亦称“限压通气管”)或直接通过地下管道(亦称“管道一体化混合”)输水至田间[4](图2)。
目前,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉,取得了显著的经济效益和社会效益。混合灌溉技术成果的应用在沧州市的大部分县、市得到广泛的推广应用,已发展咸淡混浇井组3 000组左右,按每个井供给控制灌溉面积13.33 hm2,灌溉定额按1 800m3,每个井组可节水1/4左右计算,这样,可控制灌溉面积400hm2左右,每个井组年可节约深层地下水1 800万m3左右。
2.2解决农村人畜饮水
近年来,沧州市为解决东部地区农村饮水困难,采取打一眼咸水浅机井,安装一套水处理设备(总投资在8~10万元),利用电渗析和反渗透技术,可把含盐量3～5g/l的苦咸水,通过淡化工艺脱盐、降氟、净化等,变成小于1.0g/l的淡水,达到国家规定的饮用水标准。每套设备可解决1 000~1 500人的安全饮水问题,到目前该技术已在黄骅、海兴、沧县、东光、吴桥、盐山、孟村、南皮、青县等县市大力推广,并已做为水利部推广项目,目前,沧州市已发展苦咸水淡化站151处,使15万人解决了饮水难的问题。
2.3发展水产养殖
充分利用地下水、咸水、微咸水和咸水淡化后的浓咸水,选择适当水产品种和养殖技术,大力发展养殖业,增加农民收入。目前沧州市海兴县已有利用咸水养殖对虾的经验。
2.4用于城镇居民生活
沧州市的城镇生活用水主要为外调水源和深层地下水,如果将咸水、微咸水用于居民生活洗涤、冲厕、洗车等,可替代生活用自来水的一半。仅沧州市区每年可少用750万m3自来水。还可将咸水用于喷洒道路、消防、游泳池、喷水池、浇灌城市草坪绿地、补充湖塘水体养鱼用水等,目前,沧州市个别小区已有成功的利用经验。
2.5用于工业生产
沧州市规划用于工业的微咸水、咸水量为840万m3。主要用于沧州市区、沧县、黄骅、中捷、大港5个县市的大中小型企业的工业循环冷却水、纺织、铸造及水泥制品等。沧化集团沧井公司23万t pvc厂,为解决水源问题,该厂于1999年投资8 000万元,兴建了由30眼120～250m深咸水井组成的咸水水源地,日淡化咸水1.8万t。原水平均含盐量12.596 g/l,产品水含盐量0.213g/l,各项指标均达到设计要求,完全能满足企业用水需要,为大量集中利用咸水提供了技术与科学依据。
2.6抽咸补淡
在汛期到来之前,抽取地下咸水微咸水,或利用或排走,把地下水位调控到4~5m,能减少潜水蒸发。腾出地下库容,加大汛期降雨入渗,增补地下淡水量,使地下水位提升到1.5~2.0m。这样既可以减少地表径流,又可以淋洗土壤中盐碱,把降雨转化为地下水资源,并淡化地下水。依据南皮县乌马营乡的经验,如此经过15~20年,可使微咸水区域的微咸水基本变为淡水,咸水也发生了明显的淡化。
3小结
咸水微咸水的利用是缓解沧州水资源短缺的一项重要措施,不仅可以节约大量的淡水资源,节省各类开支,还可以提高农作物的产量,促进国民经济的发展,更主要的是咸淡混浇技术的应用,在节约淡水资源、抽取浅层地下咸水的同时,大大改善了水环境,主要表现在以下几个方面:一是保护地下水,抑制沧州地区地下漏斗的发展,缓解由此造成的地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质现象;二是降低城区浅层地下水位,减少咸水对建筑物基底的顶托和腐蚀作用;三是促进农业、工业乃至整个国民经济的发展;四是提高人民群众的生活水平和生活质量;五是促进节水型和环境友好型社会的发展;六是调控加大地表水的入渗量,淡化浅层地下水。 编辑
4参考文献
[1] 胡荣花,冯听雨.充分利用咸水、微咸水改善沧州水环境[j].地下水,2009(5):58-59.
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关键词咸水;微咸水;开发利用技术;河北沧州
中图分类号 tv213.9 文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)02-0321-01
沧州是我国水资源严重短缺的地区之一。全市多年平均地表水资源量为5.74亿m3,地下水资源量为6.7亿m3,扣除重复计算量0.5亿m3,全市多年平均水资源总量为11.94亿m3。全市人均水资源占有量183m3,为全国平均值的8%,河北省平均值的61%。按照国际公认的贫水与非贫水地区定量指标,沧州为绝对贫水区。自20世纪70年代以来,为维持本地区人民的正常生活和生产,不得不大量超采深层地下水和依靠外调水源,经过30多年对地下水的过量开采,致使地下水位持续下降,地下水降落漏斗面积不断扩大,并引发了地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质问题[1]。
沧州特定的水文地质条件,使得浅层咸水、微咸水分布广泛,水量比较丰富,全市总面积14 056km2,其中2~3g/l的微咸水面积4563km2,占总面积的32%,资源量为5.9亿m3,可开采量4亿m3;3~5g/l的咸水分布面积2 085km2,占总面积的15%,资源量为2.6亿m3,可开采量为1.6亿m3;大于5g/l的咸水分布面积1 915km2,占总面积的14%,资源量为2.3亿m3,可开采量为1.2亿m3。
1咸水与微咸水的开发利用现状
由于沧州淡水资源匮乏,供需矛盾突出,为满足工农业生产的需要,从20世纪70年代初就开发利用微咸水。主要应用在咸淡混浇、解决农村人畜饮水、发展水产养殖、城镇居民生活、工业生产、抽咸补淡等方面。
20世纪70年代,首先在沧县创造性地发展了机井组,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉。之后河北省水科院又在南皮县乌马营搞咸水灌溉试点,采取直接利用2~3g/l和3~5g/l的微咸水与咸水,在干旱时给作物浇关键水,能降低土壤溶液浓度,减少土壤溶液渗透压,作物因得到必需的水分补充而增产[3]。据10年定位观测,微咸水、咸水灌溉小麦、玉米连作,产量6 960~8 355kg/hm2,比不灌的旱作增产120%~160%。
2咸水与微咸水的利用技术
2.1咸淡混浇
咸淡混浇就是在现有深井(淡水井)旁,打一眼浅机井(咸水井),利用管道一体化技术,将淡水和咸水通过一个混合罐,按一定比例混合后,进行农田灌溉。按照出水压力条件,浅深井咸淡水混合的方式主要包括无压混合和有压混合2种形式。无压混合是指浅井、深井出水分别进入混合水池,在无压状态下,通过明渠或地下管道输水至田间(图1)。有压混合是指浅井、深井出水分别在有压状态下进入混合水塔(亦称“限压通气管”)或直接通过地下管道(亦称“管道一体化混合”)输水至田间[4](图2)。
目前,把深层淡水和浅层微咸水混配后,用于农业灌溉,取得了显著的经济效益和社会效益。混合灌溉技术成果的应用在沧州市的大部分县、市得到广泛的推广应用,已发展咸淡混浇井组3 000组左右,按每个井供给控制灌溉面积13.33 hm2,灌溉定额按1 800m3,每个井组可节水1/4左右计算,这样,可控制灌溉面积400hm2左右,每个井组年可节约深层地下水1 800万m3左右。
2.2解决农村人畜饮水
近年来,沧州市为解决东部地区农村饮水困难,采取打一眼咸水浅机井,安装一套水处理设备(总投资在8~10万元),利用电渗析和反渗透技术,可把含盐量3～5g/l的苦咸水,通过淡化工艺脱盐、降氟、净化等,变成小于1.0g/l的淡水,达到国家规定的饮用水标准。每套设备可解决1 000~1 500人的安全饮水问题,到目前该技术已在黄骅、海兴、沧县、东光、吴桥、盐山、孟村、南皮、青县等县市大力推广,并已做为水利部推广项目,目前,沧州市已发展苦咸水淡化站151处,使15万人解决了饮水难的问题。
2.3发展水产养殖
充分利用地下水、咸水、微咸水和咸水淡化后的浓咸水,选择适当水产品种和养殖技术,大力发展养殖业,增加农民收入。目前沧州市海兴县已有利用咸水养殖对虾的经验。
2.4用于城镇居民生活
沧州市的城镇生活用水主要为外调水源和深层地下水,如果将咸水、微咸水用于居民生活洗涤、冲厕、洗车等,可替代生活用自来水的一半。仅沧州市区每年可少用750万m3自来水。还可将咸水用于喷洒道路、消防、游泳池、喷水池、浇灌城市草坪绿地、补充湖塘水体养鱼用水等,目前,沧州市个别小区已有成功的利用经验。
2.5用于工业生产
沧州市规划用于工业的微咸水、咸水量为840万m3。主要用于沧州市区、沧县、黄骅、中捷、大港5个县市的大中小型企业的工业循环冷却水、纺织、铸造及水泥制品等。沧化集团沧井公司23万t pvc厂,为解决水源问题,该厂于1999年投资8 000万元,兴建了由30眼120～250m深咸水井组成的咸水水源地,日淡化咸水1.8万t。原水平均含盐量12.596 g/l,产品水含盐量0.213g/l,各项指标均达到设计要求,完全能满足企业用水需要,为大量集中利用咸水提供了技术与科学依据。
2.6抽咸补淡
在汛期到来之前,抽取地下咸水微咸水,或利用或排走,把地下水位调控到4~5m,能减少潜水蒸发。腾出地下库容,加大汛期降雨入渗,增补地下淡水量,使地下水位提升到1.5~2.0m。这样既可以减少地表径流,又可以淋洗土壤中盐碱,把降雨转化为地下水资源,并淡化地下水。依据南皮县乌马营乡的经验,如此经过15~20年,可使微咸水区域的微咸水基本变为淡水,咸水也发生了明显的淡化。
3小结
咸水微咸水的利用是缓解沧州水资源短缺的一项重要措施,不仅可以节约大量的淡水资源,节省各类开支,还可以提高农作物的产量,促进国民经济的发展,更主要的是咸淡混浇技术的应用,在节约淡水资源、抽取浅层地下咸水的同时,大大改善了水环境,主要表现在以下几个方面:一是保护地下水,抑制沧州地区地下漏斗的发展,缓解由此造成的地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地下水环境恶化等一系列环境地质现象;二是降低城区浅层地下水位,减少咸水对建筑物基底的顶托和腐蚀作用;三是促进农业、工业乃至整个国民经济的发展;四是提高人民群众的生活水平和生活质量;五是促进节水型和环境友好型社会的发展;六是调控加大地表水的入渗量,淡化浅层地下水。 编辑
4参考文献
[1] 胡荣花,冯听雨.充分利用咸水、微咸水改善沧州水环境[j].地下水,2009(5):58-59.
[2] 方生,代文元.华北平原有咸水区雨洪控制利用[j].南水北调与水利科技,2003,1(1):38-43.
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