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水资源优化配置与生态环境综合治理的研究 6(2)

来 源:中华水网   发布时间:2011-04-15 移动版

北 京 市 近 年 来 也 对 雨洪 利用进 行了 研究 和推广 , 自 然 科学 基金 资 助 的重 大 项 目 “ 北 京 市水资源开发利用的 关键问题 之 一 雨洪 利用研究 ” ,为 城 区 雨洪 利用 提 供 了 理 论 与 技术 基 础 和 决 策 依 据 。 沧州市 城 区 浅层 地下 咸 水,可抽 取 用 于 工业 循环 水、 冷却 水,用 于生 活 的 冲 厕 、 洗 菜 、 洗 车 等 , 从 而 腾 出 地下 库 容 , 利用 汛 期 降 雨 补充 地下 水,用 咸 补 淡 , 形成良性 循环 , 起 到 削 洪 、补源的作用。

( 2 ) 城 区 雨洪 可利用量

雨洪 可利用量是 在 汛 期 降 雨 中 扣 除 雨 期 蒸 发、 产 流 前 湿润 下 垫 面 损 失 量 后 ,可 能 被拦 蓄入 渗 或 集 蓄 利用的水量。在 数 值 上 城 区 雨洪 可利用量 等 于城 区 雨洪出 境 量。市 区 的 综合 径 流 系 数 V=0.6 ,城 区 平 水年 (P=50 % ) 径 流 量 540.6 × 80 % × 60 % × 0.6 × 4 × 10 7 × 10 -3 =622 万 m 3 。

( 3 ) 城 区 雨洪 利用 规 划

利用 雨洪 径 流 , 需 建 雨 污 分 流 的 雨 水 集 蓄 排放 系 统 . ① 屋顶 雨 水 集 蓄 利用 屋顶 —— 人 工 湖 系 统 直 接 收 集 屋顶 雨 水,经过过 滤 后 引入 人工 湖 ( 绿 地 ) , 一方 面 增加水 面面积 , 另 一方面 还 可用 于 浇 灌 草坪 和回 补 地下 水。 屋顶 —— 渗井 回灌 系 统 , 即 用管 道 与 落 水管 连 结 , 直 接 收 集 屋顶 的 雨水经过 滤 后 引入 渗井 回灌 地下 水。 规 划 到 2010 年沧州市 新 增建 城 区 面积 23km 2 ,其 中 屋顶 面积 约 513 万 m 2 。 40 % 的 屋顶 面积将 修 建 渗井 回灌 系 统 或人 工 湖 渗井 系 统 。 需 修 建 屋顶 渗井 或人 工湖 渗井 1700 个 , 同时 结 合 旧 城 区改 造, 将 其 中 15 % 的 旧 屋顶 配 套 修 建 约 350 个 屋顶 渗井 或人 工 湖 渗井 。到 2010 年 将 使 城 区 减 少 径 流 量 110 万 m 3 , 基 本 用 于回 补 地下 水 和 草坪 灌溉 用水。

②道 路 雨 水利用 道 路 雨洪 利用 措 施主 要有 : 一是 采 用 透 水 材料修 建 停 车场 和广 场 的 地 面 , 增加 降 雨入 渗 量。二是 铺 装 透 水 路 面 的 人行 道 ,减 少 下 雨 时 人行 道 上的 径 流流 失 。 石 家 庄 市 新 建 或 翻 修 人行 道 已 采 用 透水 路 面 。 三 是 修 建 道 路 蓄 水 入 渗 回灌 利用系 统 , 收 集 公 路 上的 降 雨 径 流 , 回灌 地下 水 或 蓄 存 用 于灌溉路 边 花 草树木 。北 京 市实验, 在人行 道 上 铺 设 透 水方 砖 可减 低 暴 雨 的 径 流 速 度 、 流 量, 延 长 时 滞 , 汛 雨 利用率 为 35 - 40 % 。 沧州市 规 划 到 2010 年 新 建 停 车场 、 广 场 和人行 道 建 成 透 水 地 面 , 20 % 现 有 较 大 停 车场 、 广 场 和人行 道 改 造为 透 水 地 面 。沧州市 现状 道 路 、 广 场 用 地 349.51hm 2 ( 广 场 2.82 hm 2 ) , 规 划 到 2010 年 道 路 、 广 场 用 地 704.23 hm 2 ( 广场 30.18 hm 2 ) ,实施 雨洪 利用而增加 地下 水补 给 量 9 万 m 3 ,减 少 径 流 量 36 万 m 3 。 ③ 绿 地 草坪 滞 蓄 汛 雨 绿 地 雨洪 利用 措 施主 要 是 改 高 草坪 为 平 草坪 或 低 草坪 , 增加 绿 地 的 降 雨入 渗 量,减 少 径流流 失 。 根据 试 验 结 果 , 低 于 地 面 的 草坪 通 过 地下 1 米 界 面 的 入 渗 量 占 降 雨 与 灌 水 总 量的 30 %以 上,是 平 草坪 的 1.61 倍 ,高 草坪 的 4.88 倍 。 沧州市 区 现状 绿 地 69.15 hm 2 ,到 2010 年达到 804.53 hm 2 , 新 增 735.38 hm 2 。 新 建 草坪不高 于 路 面 ,高 草坪围栏 加高 10 — 20cm , 降 雨入 渗 补 给 系 数 较 平 草坪 和 高 草坪 分 别增加 0.1 和 0.2 。 规 划 到 2010 年 绿 地 雨洪 利用增加 地下 水补 给 量 76 万 m 3 ,减 少 汛 期 径 流 量 190 万 m 3 。 ④ 增加 城 市水体 增加 城 市水体 面积 ,不 仅 美 化 环境 , 也 可增加 防 洪 能 力 。 沧州市规 划 到 2010 年 南 运 河 西 侧 有人 民公 园 、 胜 利 公 园 , 南 运 河 东 侧 有 南湖 公 园 , 均 依 南 运 河而建,可 以 互 通 互游 , 再 建一 些 滞 蓄雨洪 工 程 , 增加 城 市水体。 沧州市 需 建 雨 污 分 流 集蓄 排放 系 统 ,可 以 削 减 雨洪 峰 值 。到 2010 年增加 200 万 m 3 蓄 水 容积 ,可调 蓄 75 万 m 3 雨洪 , 增加 入 渗 量 37.5 万 m 3 。 以 上 采 用 屋顶 、 道 路 、 绿 地 、 滞 洪 等 雨洪 利用 措 施后 ,到 2010 年, 汛 期 削 减 径 流 量 411 万 m 3 , 增加 地下 水补 给 量 232.5 万 m 3 ,使 生 态 环境 得 到 修 复与 改 善 。 3 、污水利用

(1) 工业、 生 活 污水 排放现状

本 市 城 区 水污 染 主 要 是 排放 工业 废 水 和生 活 污水 所致 。 城 区 有 84 个排 污 企 业 和 31.92 万城 市 人口 。主 要 排 污 行 业是 化 工、造 纸 、 纺织 和 机 械加工 等 。 据 1999 年调 查 : 用水量 5773 万 m 3 / a , 其 中 , 工业 3327 万 m 3 / a 、 生 活 2446 万 m 3 / a 。排 污量 2713 万 m 3 / a , 其 中 ,工业 1292 万 m 3 / a 、 生 活 1421 万 m 3 / a 。 入 河污水量 2252 万 m 3 / a , 占 污水 排放总 量的 83 % 。 其 余 没 有 入 河的污水主 要 是 就 地 排 入 了 渗井 、 渗 坑 或 因 排污 口 距 河 道较 远 , 在 沟 渠 中 渗 漏 蒸 搞 好 工业 清 洁 生产 , 既 防 治水污 染 , 又 大 量减 少 污水 排放 。 国家 提 出的污 染 物 总 量 控 制 大目 标, 其 中 重 要目 标 之 一, 就 是污 染 源 生产 全 过 程控 制, 即 实 现 清 洁 生产 。 推行 清 洁生产 , 包括 调 整 经 济 结 构 , 淘汰落 后 的 生产 工 艺 和 设备 ,加 快 技术 改 造, 鼓励 、 引 导 企 业 采 用 清 洁 生产技术, 完 善 与 之 相 适 应 的经 济 政 策 ,加 大技 改 资 金投入 ,加 强 清 洁 生产 审 计 , 抓 好 清 洁 生产 示范 企 业 和 示范工 程 。 ② 增建污水 处 理 厂 及中 水 回 用管 网 根据 沧州市 区南 水北调 城 市水资源 规 划 , “ 十 五 ’ 期间 , 启动 建 设 氧化 沟 处 理工 艺 的二 级 污水 处 理 厂 , 按 城 区 污水 排放现状 , 以 南 运 河为界, 分 运东 和 运 西 两 大 污水 排放 系 统 ,污水处 理 厂 与污水 排放 系 统 工 程将配 套 建 设 , 污水 处 理 厂 发 展规 划 见 表 23 。 2030 年沧州市 城 市污水实 现 “零” 排放 , 把 处 理 后 的清 洁 水 排 入 河 道 。 配 套 建 设 与 之 规 模 相应 的污水 回 用管 网 , 回收 利用 再生水 , 实 现 污水资源 化 。

4 、海水利用 ( 1 )国内 外 海 水利用

日本 、 美国、 法 国、 俄罗斯 和 一 些 欧洲 发达国家 沿海城 市的 电力 、 冶 金 、 化 工、 石 油 、 煤炭 、建 材 、 食 品 等工业 以海 水作 冷却 水已达 90 %以 上。 日本 电力 冷却 用 海 水 1980 年为 1500 亿 m 3 ,至 2000 年已增 至 2000 亿 m 3 。 海 水 淡化 利用 也 已 在 全 球 120 多 个 国家进行 , 全 世界已 有 1.36 万 座 海 水 淡化 厂 , 日产淡 水 2700 万 m 3 。 其 中 沙 特 、 以色列 等 中 东 国家 其 淡 水资源 70 % 来自海 水。 沙 特 已建 立 了 25 个大 型 海 水 淡化厂 , 有 世界 最 大 的多 级 闪 蒸 海 水 淡化 工 程 , 日产淡 水 45 万 m 3 。 西 班牙 多效 蒸 馏 海 水 淡化 工 程 , 日产 35 万 m 3 。 世界 最 大 反 渗 透 膜 海 水 淡化 工 程 在以色列 , 日产 35 万 m 3 。 修 建 了 世界 最 长 海 水 淡化 输 水管 线 ( 直 径 1.5m , 长 166km) ,把 淡化 水 输 送 到 首 都 利 雅 得 。 阿 联 酋长 国 2 / 3 饮 用水 靠海 水 淡化 。 我 国 沿海城市 直 接 利用 海 水作工业 冷却 水 也 已 有 近 70 年的 历史 。 大 连 、 青岛 、 烟 台 、威 海 、 广 东 、上 海和 天津 等 城 市发 展 比 较 快 , 现 年利用 海 水量 约 100 亿 立方 米 。 利用 海 水的 行 业主 要 包括 发 电 、 化 工、 石 油 、 冶 金 、 纺织 及 水 产 养殖 业。 沿海 一 些城 市 和 企 业已经开始 利用 海 水 替代生 活 杂 用水。 青岛 每 天 海 水利用量 242 万 m 3 , 年利用量为 8.83 亿 m 3 。 香港 特 区从五 十年 代 末 就 开 始 利用 海 水 冲 厕 , 目 前, 每 天冲 厕 海 水用量已达 56 万 m 3 , 占 香港 生 活 杂 用水的 70 % 。 天津 市 塘 沽 海 水 厂 的 海 水不到 0.6 元/ m 3 , 如 果 发 电 厂 自 己 抽 海 水利用 还 不到 0.2 元/ m 3 。 我 国 海 水 淡化 利用 起 步 虽 然 比 较 晚 ,但发 展 较 快 , 目 前已 有 几 个 较 大型 淡化 工 程 , 如 天津 大 港 电 厂 研究 出我 国 第 一 台 1200m 3 / h 多 级闪 蒸 海 水 淡化装置 、 山 东 黄 岛 电 厂 和 浙江嵊泗岛 生产 的 1000m 3 / h 反 渗透 淡化装置 , 同时 还 发 展了 几 十家 具有 一 定规 模 的 海 水 淡化 企 业, 海 水 淡化 年 产 已经 超 过 1000 万 m 3 ,河 南 昌 德 公 司 研制的 耐 海 水 腐蚀的高 性 能 特 种 铝 合 金 管 居 世界 领 先水 平 。 天津 日产 2 万 m 3 低 温 多效 海 水 淡化 工 程 ,是 我 国 最 大 的 海 水 淡化 项 目 。 海 水 淡化 的 成 本 已 由 上世 纪 70 年 代 的 20 元 降 至 现 在 5 元左右 。 清 华 大 学与 烟 台 市 合 作的 核 能 海 水 淡化 工 程 , 设 计 每 m 3 成 本 3.7 元 。 沧州市 有 98km 海岸线 , 海 堤 长 度 111.705km, 有 着 丰富 的 海 水资源, 但是 由 于 过 去 对 海 水资源 缺 乏 开发 意 识 , 海 水开发利用 还处于 起 步 阶 段 。主 要是 滩涂 盐 业 生产 , 其 次是 海 水 养殖 。而 海 水 淡化 工作 近 几 年 才 着 手 进 行 , 还 包括 苦 咸 水 淡化 。

(2) 沧州市 海 水利用 规 划

《 沧州市国 民 经 济 和 社会 发 展 第 十 个 五 年 计划 纲 要 》提 出 在沿海 100km 2 范 围 内建 设 临港 化 工 园 区 及 加 快 黄 骅 港城 区 的建 设 , 并 要求 两 区 内的 项 目 最 大 限 度 的利用 海 水, 能直 接 用的 直 接 用,不 能直 接 用的 采 取 淡化 措 施。两 区 内 基 础 设 施建 设 , 同时 铺 设 海 水、 淡 水 两套 管 网 系 统 , 工业 冷却 水及大生 活 冲 厕 用水 全 部用 海 水。

 ① 临港 化 工 园 区 20l0 年 园 区 内 计划 建 设 液 体 化 工 码头 、 化 学 品 罐 区 ,沧 化 集 团 40 万 t/a PVC 树 脂 ,沧州 大化 集 团 5 万 t TDI 与 1 0 万 t MDT 工 程等 14 项 工 程 , 总 计需 水量 8750 万 m 3 。工业用水 80 %以 上为 冷却 循环 水, 冲 厕 用水 占城 市 生 活 用水的 35% , 2010 年 园 区 直 接利用 海 水量为 6660 万 m 3

②黄 骅 港 城 区 至 2010 年 港 城 区 人口 预 计 发 展 到 5 万人 , 港 口 吞吐 量达 6000 万 t , 朔 黄 铁 路 公 司 年 运 量达 600 万 t , 需 水 总 量为 266l 万 m 3 。工业 冷却 水 及 冲厕 用水 全 部 直 接 利用 海 水,利用量为 1960 万 m 3 。

③黄 骅 电 厂 目 前 此 项 目 正 在 建 设 中 , 黄 骅 电 厂 装 机 容 量为 240 万 kw , 计划全 部利用 海 水进 行冷却 ,发 电 余 热 用 来 淡化海 水。 电 厂 采 用 海 水 直 流 冷却方 式 , 从 黄 骅 港 池 中 取 水, 取 水量 38m 3 / S ,年 取 用 海 水量 107853 万 m 3 。 另 外 , 黄 骅 电 厂 在 2010 年前建 2 万 m 3 / d 海 水 淡化 站 ,年 产淡 水 657 万 m 3 , 除 供 给 电 厂 生 活 及 锅炉 用水 407 万 m 3 外 , 其 余 水量可 供 给 港 城 区 生 活 用水。 沧州市 临港 化 工 园 区 , 黄 骅 港 城 区及 黄 骅 电 厂 2010 年 规 划 总 需 水量 119921 万 m 3 , 其 中海 水 直 接 利用量 116473 万 m 3 海 水 淡化 量 657 万 m 3 ( 表 24 )。

( 三)外流域调水 按 照 “ 先节水 后 调水, 先治污 后 通 水,先 环 保 后 用水 ” 的 原 则 , 沧州市 区 在 全面 节水、 充 分 利用当 地 水 及 非 传 统 水资源的前 提下 ,进 行 外 流 域 调水。 当 地 水与 外 调水优 化 配 置 ,高效利用, 修 复与 改 善 生 态 环境。 据 水资源 供需分 析 , 沧州市 区 2010 年 需 水 2.06 亿 m 3 , 2030 年 需 水 3.31 亿 m 3 。 当 地 可 供 水量, 2010 年 3487 万 m 3 ( 地下 水 1127 万 m 3 , 地 表 水 345 万 m 3 , 微 咸 水 415 万 m 3 , 污水 回 用 1600 万 m 3 ) , 2030 年 4957 万 m 3 ( 地下 水 1127 万 m 3 , 地 表 水 380 万 m 3 , 微 咸 水 450 万 m 3 , 污水 回 用 3000 万 m 3 )。 则 缺 水量 2010 年为 17127 万 m 3 , 2030 年为 28134 万 m 3 , 即 需 要 引 江 调水量。  

 

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