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中国水环境保护与水资源可持续利用
王洪臣
中国人民大学环境学院 二零一一年六月
中国水环境保护与水资源可持续利用 一.水的重要性
二.中国的水问题 三.中国水问题的成因
四.中国水问题的解决对策 五.典型地区对策分析 六.国际经验
一.水的重要性
上善若水，水善利万物而不争。《道德经》（老子）
化身形于大地，融生命于万物。
到江送客棹,出岳润民田。
上善若水，厚德载物。
人们赞美水，是因为水的重要。没有水的世界是不可想象的。适宜的气候需要水
水体在夏季能吸收和积累热量，使气温不致过高；在冬季则能缓慢地释放热量，使气温不致过低。生命离不开水
成人体重的60-70%，儿童体重的80%是水，以便保持生理代谢并维持体温。所有的工农业生产活动都离不开水
水是支撑一个地区农业文明、工业文明、社会文明、生态文明
乃至政治文明等各种文明的基础。
水必须有合格的质量和足够的数量才能满足要求。基本水质：
饮用水水质、灌溉水质、工艺水质、生态水质 基本水量：
饮用水量、农业用水量、工业用水量、生态需水量
基本水质是合格的，基本水量是足够的，才能可持续发展 二.中国的水问题
中国的水问题总体上体现为：
水质不合格
∞
水污染
水量不足
∞
水资源紧缺
水污染
水资源紧缺
水污染 + 水资源紧缺 → 水危机
（一）中国的水污染
全国水资源分为10个一级片区
近岸海域污染严重
2008年，全国地表水污染依然严重 ：
七大水系水质总体为中度污染 ；
湖泊（水库）富营养化问题突出 ；
近岸海域水质总体为轻度污染。
新一轮地下水质评价：总体水质较好，部分地区水质恶化。
2009年，全国地表水污染依然较重 ：
七大水系水质总体为中度污染 ；
湖泊（水库）富营养化问题突出 ；
近岸海域水质总体为轻度污染。
新一轮地下水质评价：总体水质较好，部分地区水质恶化。
（一）中国的水污染（河流）
200条河流409个断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为
55.0%、24.2%和20.8%。
珠江、长江总体良好，松花江为轻度污染，黄河、淮河（09为轻度）、辽河为中度污染，海河为重度污染。
海河水系63个断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占28.6%；Ⅳ类水质断面占14.3%、Ⅴ类水质断面占6.3%；劣Ⅴ类水质断面占50.8%。
（一）中国的水污染（湖库）
28个国控重点湖（库）中，Ⅳ类占21.4%；Ⅴ类占17.9%；劣Ⅴ类占39.3%。太湖、滇池、巢湖三大湖水质总体为劣Ⅴ类，总体处于中度富营养状态。
南四湖、镜泊湖和鄱阳湖为Ⅳ类，洞庭湖为Ⅴ类，达赉湖、洪泽湖和白洋淀为劣Ⅴ类。
昆明湖为Ⅳ类水质，西湖、东湖、玄武湖、大明湖为劣Ⅴ类。
（一）中国的水污染（海域）
近岸海域四类、劣四类总面积为37665平方千米。渤海近岸海域为轻度污染；东海近岸海域为中度污染。在渤海和东海海域，辽东湾和胶州湾海域水质差，一、二类海水比例低于60%； 其它海湾水质极差，劣四类海水比例均占了40%以上； 其中杭州湾最差，劣四类海水比例高达100%。
（一）中国的水污染（地下水）
按分布面积统计，有63%的地下水资源可供直接饮用，17%需经适当处理后方可饮用，12%为不宜饮用但可作为工农业供水水源，约8%的地下水资源不能直接利用，需经专门处理后才能利用。
部分平原地区的浅层地下水污染比较严重；滨海地区水质最差。
全国约有7000万人仍在饮用不符合饮用水水质标准的地下水。
（一）中国的水污染（污水排放）
2008年，全国废水排放总量为572.0（589.2）亿吨，比上年增加2.7%；
化学需氧量排放量为1320.7万吨，比上年下降4.4%；
氨氮排放量为127.0万吨，比上年下降4.0％。
（二）中国的水资源紧缺状况（2008年水资源量）
年降水量654.8毫米，降水总量为62000亿，44.2%形成水资源 全国水资源总量为27434亿，每平方公里产水29万 地表水资源量26377亿，折合年径流深278.6毫米 地下水资源量为8122亿（矿化度≤2g/L）北方6区占16.8%，南方4区占83.2%
境外流入233亿；流出6057亿，入国界河647亿；入海16100亿 500座大型水库和2980座中型水库蓄水总量为3083亿
中国水资源量总体良好？
（二）中国的水资源紧缺状况（2008年供水量）总供水量5910亿，占当年水资源总量的21.5% 地表水源占81.2%，地下水源占18.3%，其他水源占0.5% 北方6区占44.4%；南方4区占55.6% 南方地表水源占90%以上；北方地下水源占有较大比例
华北的河北、北京、山西、河南4个省市占总供水量的50%以上 80%利用浅层地下水；20%为深层承压地下水
广东、浙江和山东等地直接利用海水411亿，主要作为火（核）电的冷却用水
（二）中国的水资源紧缺状况（2008年用水量）
全国总用水量5910亿，生活用水占12.3%，工业用水占23.7%，农业用水占62.0%，生态与环境补水占2.0%（人工措施补水）
与2007年比较，增加91亿，生活用水增加19亿，工业用水减少7亿，农业用水增加65亿，生态与环境补水增加14亿
（二）中国的水资源紧缺状况（2008年单位用水量）
全国人均用水量为446立方米，城镇人均生活用水量（含公共用水）为每日212升
农村居民人均生活用水量为每日72升
万元国内生产总值用水量为193立方米
农田实灌面积亩均用水量为435立方米
万元工业增加值用水量为108立方米
按可比价计算，2008年全国万元国内生产总值用水量和万元工业增加值用水量分别比2007年下降了7%和9%
（三）中国的水危机（水少但需求大）
中国水资源总量占世界总量的6%
国土面积占世界陆地总面积的6.4%
耕地面积占世界耕地总面积的7.2%
然而，中国需要养育世界20%的人口(人-粮食-水）
维持世界的经济总量的6.5%
中国人均水资源占有量仅为世界平均值的28%
单位耕地的水资源量为世界平均值的70%
（三）中国的水危机（分布高度不均）
中国水资源时空分布不均，水资源与人口、耕地分布不相匹配
北方地区人口占全国45％，耕地面积65％，水资源仅占19％
水资源时间分布极不均匀，全年约60%-80%的径流量都集中在汛期的3-4个月内
时空分布的不均匀使得水资源开发利用更为困难
水资源可利用量仅为水资源总量的30%左右（？）
（三）中国的水危机（用水量大可用量小）
农业灌溉效率低、单位工业耗水量大，加之人口多
中国成为世界用水第一大国
总量已近枯竭：
总可用量 27000 × 30%（？）= 8000
已用量
6000
用水量还在增加！2025年人口16亿，用水量8000亿
时空分布不均 + 水污染导致水质性缺水 → 严重水危机！
（三）中国的水危机（严重的后果）
粮食安全受到威胁
确保7亿吨粮食底线是政治，需增加1500亿农业用水
经济发展难以维持
经济发展是政绩，也是政治，会继续用水
当用水量接近可用水量时，为了生存，生态水量将为零
没有基流，生态环境趋于崩溃（不是政治？）
河流断流、湖泊萎缩、地质沉陷、海水在河口入侵、……
水冲突影响社会和谐与稳定 → ？政治 三.中国水问题的成因
导致中国水问题的原因很多：
根本原因是水少，用水多。
家大、业大、人多，必然用水多。
我们要成为大国，成为强国，成为强大的国，用水还得多。
科学发展观的第一句话是：发展是第一要务。
因此，研究水问题的对策，不只是为保护环境，主要为了发展。
四.中国水问题的解决对策
开源？
没有源了，基本开完了。
节流？
工业单位产值耗水量已降低到10年前的三分之一，进一步降低需要巨大的技改投资和技术进步，或者整个产业结构的升级；
生活用水总体不能再少了，少了不卫生；
农业用水降低1000亿，需投入4万亿（？）提高灌溉效率，维持产量
生态用水已经基本为零了，也就不用减了。杀富济贫，资源再分配？西藏之水救中国？贝加尔湖？
原来富的也开始变贫了，且投资巨大，进展缓慢，生态后果未知 海水淡化？
淡化成本高，每立方米8元，需远距离输配。解决中国水问题的根本对策在哪里？ 根本对策是实现水的 循环利用！
而循环利用的的关键节点是 污水处理。
温总理号召：污水要全收集、全处理、全回用。
水资源总量
27000 亿 可用水资源总量
8000 亿 现在用水量
6000 亿
未来用水量
8000 亿（2025年）
现在污水量
570
亿（水利部数据758亿）未来污水量
800 亿（2025年）
27000
8000
800 800亿污水将污染27000亿水资源，从而无法保证8000亿的用水量
建设现代排水系统，将800亿立方米污水全部收集，全部处理，全部深度处理再生，恢复使用功能，是实现水资源可持续发展，解决中国水问题的根本对策。
现代排水系统：全收集、全处理、全回用，参与水资源配置，是水循环的组成部分．所谓的排放标准将直接与水环境质量标准接轨．
传统排水系统一般被理解为：将污水收集处理后达标排放 到2009年底，中国建成，70000 公里排水干线 ；
1998 座污水处理厂，总处理能力1.1立方米/日。正在建设着，2010年将建成，95000公里排水管线；
1977座污水处理厂，总处理能力5522万立方米/日。到时，污水处理率将超过85%，虽然还需建设15000-20000座
村镇小型处理设施，但总量不大，传统排水系统的建设将趋于结束。
随着发展，排水系统不再是单纯控制水污染，内涵多了：
雨污收集、污水处理、再生利用、污泥处置 人类社会和自然环境对排水系统的要求高了：
全收集、全处理、全回用 可理解为：
通过对雨污水的收集实现对污染物的全收集；
通过处理实现对水和水中所有物质的全回用。我们说，传统排水系统已经转变为
现代排水系统。
现代排水系统的任务：
满足公共服务的需求：
排水服务、公共卫生、排涝、水污染控制、再生利用… …
协助水的正常水文循环
将社会循环融入自然循环
协助物质的正常生态循环
碳、氮、磷、硫… …
在中国构建现代排水系统的过程中，需要解决
雨污水完全收集、污水深度及超深度处理、污泥处置及正确地资源化等问题。
雨污水的完全收集需要解决以下问题：
基于初期雨水处理的排水体制问题
合流制系统的控制问题
渗入/入流（I/I）及渗泄漏问题
河湖倒灌问题
管理手段不足
污水变成了新水，雨水将变成新污水
有机污染物达标率尚可，基于一级A或一级B的氮磷无机营养物质达标率低；
即使达标后排放，水环境质量仍不能改善，致使污水处理设施不断处于改造中；
污水经再生处理后，仍不能满足使用要求，实际为“半再生”。
本质上，排放标准应与水环境质量标准接轨，才能
维持正常的水文循环，实现水资源的可持续。
二级标准
一级B
传统生物处理技术
一级A
CODcr
≤ 30
mg/L
NH4+-N ≤ 0.5
mg/L
TN
≤ 5（8）
mg/L
深度处理技术
TP
≤ 0.2
mg/L
CODcr
≤ 20
mg/L
NH4+-N ≤ 0.1
mg/L
TN
≤ 1.0
mg/L
极限去除技术
TP
≤ 0.05
mg/L
传统生物处理工艺的优化技术（在实践中研究）
传统有机污染物质去除工艺的优化技术
传统无机营养物质去除工艺的优化技术
深度处理技术（需要技术进步中减低能耗与物耗）
高级氧化处理技术
高级物化处理技术
深度生物处理技术（如曝气生物滤池、反硝化滤池等）
极限处理技术（需要研发）
TDS的降低？
可持续污水处理技术
碳循环技术（避免CO2)磷循环技术（磷回收）
氮循环技术（避免N2O)硫循环技术（硫回收）
中国年产污泥3000万吨（80%），处理处置刚开始
环境问题
卫生问题
需要减量化、稳定化、无害化
基于物质的生态循环
需要正确地资源化：回到土地
污泥传统处理工艺的优化技术
高效厌氧消化技术
（缩短停留时间！）
高效生物发酵技术
（降低能耗、物耗及土地消耗！）
污泥中有毒有害物质去除技术
重金属去除与钝化
持久性有机物的破解
五.典型地区对策分析
北京
昆明
合肥
等地已经开始了现代排水系统的建设。
随着经济社会的发展，认识的提高，其他措施的碰壁，全国必将全面开始现代排水系统的建设。
北京市现代排水系统的建设已经开始
全部污水处理厂进行深度或超深度处理改造
出水水质基本达到地表水环境质量Ⅳ类标准
建设水循环系统
雨污收集系统的改造
污泥处理处置与正确地资源化
总投资60-80亿人民币
现代排水系统除了满足人们日常生活需求，控制水污染，还将成为解决中国水问题的根本对策，是人类社会可持续发展的关键环节。
六.国际经验
（一）澳大利亚
澳洲的水资源量逐年减少，空间分布严重不均 提出全面的水循环战略，并正在实施。目前的污水处理循环利用率为26% 成立了国家污水处理后做为饮用水的技术联盟
提出了7步技术策略
（二）新加坡
水资源完全依赖马来西亚
提出全面的水循环战略，并已经实施。目前的污水处理循环利用率为50% 提出了新水-NEWATER 概念
（三）以色列
提出全面的水循环战略，并已经实施。
目前的污水处理循环利用率为75%，农业节水技术先进。
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