城市未来节水规划.docx

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城市未来节水规划

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经济视野课程教育研究全国新书目语数外学习现代物业新建设法制博览青少年科技博览青岛教育学院学报钦州师范高等专科学黔东南民族师范高等濮阳教育学院学报彭城职业大学学报从20世纪70年代开始,北京的水资源供需矛盾开始突出.尽管那时市区公共供水能力比解放初增加了28倍,但同时城市人口增长了4倍多,而人均日用水量增加了5倍,仅此一项就抵消了增加的供水量.1981年,北京市政府颁发了京政发,1981,77号文件,正式成立北京市节约用水办公室.北京的节水管理从此进入到了行政管理到强化管理,直至科学管理的历程.三十多年间,为加强节水的基础工作,配合1983版、1993版和2004版“北京城市总体规划”的编制,分别于1986年、1996年和2006年编制了三版节约用水规划.本文将分别介绍这三版节水规划,分析在各自时代背景下节水规划编制的特点和技术演进,对北京的节水规划作个总结.

11986版“北京城市用水的节水研究”

1.120世纪80年代初面临的用水和节水形势根据北京市统计局《北京六十年》的数据统计,1949年北京市的土地面积为1255km2,常住人口420万人,地区生产总值2.77亿元.市区城市用地109km2,市区住宅1354万m2,各类公共建筑556万m2,城镇居民人均居住面积4.75m2.20世纪50年代经过五次扩大市界,1958年后总面积达到16807.8km2.表1列出了1949年和1980年主要社会经济指标和用水指标的对比,1,.新中国成立后的前30年,用水量的增速远快于相应社会经济指标的增速,说明城市用水的增长在满足规模增长的图1是根据1949—1995年城市生活用水、工业用水和总用水量做出的北京城市用水曲线图.这些曲线的斜率为用水量的年际变化,依照斜率的变化特征大体可以反映不同时间段的政治、政策、经济和社会情况.1949—1981年间大体可以分为三个阶段:

1949—1962年、1963—1973年、1974—1981年.第一阶段:

1949—1962年,新中国刚刚成立,其间政治、经济和社会变化导致了城市用水的增长率高达29%,城市用水总量从1949年的1067万m3/年增加到1962年的2.96亿m3/年.快速城市化导致大量农村人口涌入,城市生活用水年平均增长率达26%.同时这一时期也是北京工业用水高速发展时期.北京从无到有初步建立起冶金、电力、化工、机械、造纸、纺织等工业基础.工业用水年均增长率为35%,特别是1958年至1961年大跃进时期,用水增长率更达到44.9%.这一时期,北京市可用水资源量远远大于城市用水需求量,工业用水需要多少就可满足多少,基本上没有节水需求,可以称为水资源的自由开发阶段.第二阶段:

1963—1973年,由于受文革的影响,北京市经济发展缓慢,工业用水量也处于稳定状态,生活用水年均增长率降到2.6%,工业用水年均增长率降到8.7%,总用水量年均增长率降到6.0%.第三阶段:

1974—1980年,经济发展开始从文化大革命中复苏.计划生育政策开始实行,部分工业开始对用水限制.这是北京工业用水量最大的一段时期.工业用水由1973年9.73亿m3激增到1980年的13.48亿m3.工业节水处于起步阶段,工业用水复用率由1974年38%提高到1980年的60%.北京的缺水形势随着城市用水的增加开始凸显.进入20世纪70年代,由于市区地下水长期严重超采,地下水位持续下降,城市地下水厂的供水能力急剧衰减,70年代后期不得不在距市区40.8km以外的潮白河冲积扇打井引水,建水源八厂.密云水库的水过去主要供天津城市用水及京冀农业用水.进入80年代,华北地区持续干旱,北京连续出现水荒,1981年国务院决定密云水库的水不再供天津.1983年7月14日中央批准《北京城市建设总体规划方案》,2,,确定密云水库将作为今后北京城市生活供水的主要水源.“除必须增加的城市生活用水,需由密云水库供水外,其他各项用水,只能在现有用水规模的基础上,本着城乡兼顾、保证重点的原则,统一规划,合理调配.要贯彻开源、节流、水源保护并重的方针进行水源的建设和利用”.

1.2节水事业的起步1981年北京市市政府下发京政发,1981,77号文件《关于加强城市节约用水的通知》,通知指出:

市人民政府决定成立北京市节约用水办公室,原计划节约用水领导小组及其办公室撤销.市节约用水办公室设在公用局,节水办的任务是在市人民政府的统一领

导下,会同有关部门制定节约用水管理办法;督促各单位采取切实有效的节水措施;检查各用水单位节水任务完成情况;推广先进经验,开展群众性的节水工作等,把使用城市自来水及自备井水等单位的节水工作都管起来.在此阶段继续坚持每年召开全市节水动员大会,并以市政府名义下发节约用水的通知,在1981年当年召开了两次全市大会,并对全市自备井统一安装水表,按量查表收取水资源费,下达用水计划,超计划用水加价收费,同时采取以下措施:

一是建立健全法规规章.从1981年至1991年市人大、市政府发布了10多项与节水有关的法律法规,这些法律法规的颁布实施又赋予了节水办越来越多行政职能,从内容上涵盖了节水的行政管理、技术管理、经济管理等.二是节水计划管理不断完善.从开始的单纯下达用水计划到实行计划用水超计划加价收费制度,并且不断扩大计划用水单位,到1987年实现了非居民用水单位全部实行计划用水,对超计划用水部分按不同比例不同月份分别加价1,100倍.三是节水技术不断规范.按照

法规规章的规定,用水单位要进行水平衡测试,符合条件的要建设中水设施,间接冷却水必须循环使用,使用冷却塔必须达到规定的技术参数,水龙头、卫生便器必须达到规定的水量等.四是使用政府批准的特殊行政手段.由于这一阶段供水严重不足,在夏季供水高峰期水量严重短缺时经市政府批准对部分单位实行强制性的关闸停水,后改为限时限量用水,在最严重时一天关闸停水的单位每天损失产值150万元左右.

1.31986版“北京城市用水的节水研究”1983年《北京城市建设总体规划方案》批复之后,相应的专业专项规划启动编制.在水源规划和供水规划的基础上,于1984年下半年开始“北京城市用水的节水研究”,作为国家“六五”期间科技公关项目第三十八项“华北地区水资源评价和开发利用研究”的分课题,第一次全面系统地分析了城市总用水、可用水资源、供需平衡分析和节水潜力,通过节水投资和效益分析,提出了缓解城市水资源短缺的对策建议.1986年完成的这项研究堪称是北京城市节水研究的第一版,3,.

1.3.1研究范围与工作内容1986版“北京城市用水的节水研究”的分析对象是北京市区和远郊卫星城的生活用水以及全市工业用水.现状基准年是1984年,规划年是1990和2000年.在总体规划、水源规划和供水规划的基础上,收集整理了大量资料和数据,又重点对1980年以来城市生活、工业用水节水的新情况进行了大量的补充调查,形成了1949—1984年城市生活、工业历年的用水系列资料;1981—1984年全市四千多个工厂产值、用水、万元产值取水量的资料;103个工厂的水平衡测试资料;49个工厂的节水投资和节水成本的典型调查;全市18个公共用水行业、173个典型单位的用水定额的调查;219个单位的用水、节水潜力、节水投资的抽样调查;不同类型住宅居住用水的典型调查.在扎实细致的调查基础上,对北京城市生活、工业现状用水水平、节水效益、节水措施、用水增长趋势、节水潜力进行了全面的分析研究,提出了1990—2000年城市生活工业用水、节水水平的预测方案;1990—2000年城市节水措施、节水投资及经济效益的估算.此外还对1990—2000年北京城市总用水、水源形势及城市可用水源进行了供需平衡分析,提出解决水源紧缺的对策和建议.图2是根据北京市自来水公司自来水年报中的中心城生活售水量和石景山自来水公司的生活售水量加自备井生活用水总量,不含海淀山后及丰台河西的水量制成的中心城生活用水量变化图.图3和图4则分别是自来水和自备井水量变化曲线图.在1953—1962年间,“一五”和“二五”计划期间生活用自来水及自备井水总量平均年递增率为22.98%;1962—1976年期间平均年递增率为3.80%;1976—1981年期间平均年递增率7.44%.1981年以后大力节约用水和控制打井,总用水量增长平缓,1981—1989年间平均年递增率为2.55%,其中自来水增长率为3.53%,自备井水增长率为0.65%.

1.3.2关键技术在现状调研、规划分析和对策建议过程中,规划需水量预测成为了其中的关键技术.城市水资源需求预测,是涉及城市未来的、复杂的以及多种人为因素的大系统,未知条件很多,而预测方法也很多.当时我国多数城市凭借经验判断或运用统计分析方法预测,其成

果的精度,主要取决于城市基础资料的可靠程度以及影响未来用水变化的各种因素的综合判断.由于生活用水和工业用水的影响因素不同,故分开预测.生活用水预测采用了定量分析和定性分析法相结合的预测方法.定量预测中采用了时间回归法、平滑法、因果关系法、动态相关法、结合优化法等五种数学模型,以1949—1983年的数据系列进行趋势外推,得出一束预测带,从中选出上下限预测值.定性预测采用规模数据乘以相应的规划用水式中:

Q为预测年份的生活总用水量;Li为用水定额;Hi为城市人口或公共设施建筑面积规模.定量分析法模拟的预测系列,结合定性分析计算,判定采取值.综合分析确定的预测成果既有总需水量,又有居住、公共等各分项用水量,成果便于检验比较,规划使用方便.这种综合的预测方法当时在国内尚无先例.对工业需水量的预测,涉及因素较多.从1978年开始研究趋势法和相关法.这两种方法都是应用数理统计原理,将历史资料外延进行预测,其基本条件是:

（1）有相当长的历史资料,

（2）工业发展和用水比较稳定,没有急剧变化.但是当时判断北京未来的工业结构会有较大变化.另外由于水源短缺,工业用水基本上以供定需,在节水中求发展.因此趋势法不能用,相关法预测成果偏大.最后采取了各行业提高重复利用率和降低单位产值水量式中:

Q2为起始年份调查统计的万元产值取用水量;Q为预测年份万元产值取用水量;η1为起始年份工业用水重复利用率;2为预测年份工业用水计划达到的重复利用率.这种预测方法,模型直观适用.只要规划确定了,预测期间工业行业的用水重复利用率,就可以直接求出预测期产值的单位取水量.根据经济计划部门产值发展规模,预测出工业需水量.对城市今后调整轻重工业结构,调整产值比重,分析对水的需求变化,使用简便.21996版“北京城市节水2010年规划研究”

2.1研究背景1981年开展节水工作之后,对工业企业实行计划用水制度,实行超计划用水累进加价收费措施,限制各企业的取水量,促使工业取水量和用水定额逐步下降,有效地控制了城市用水增长速度.工业用水由1980年13.48亿m3下降到1991年的7.59亿m3.万元工业产值用水量大幅度下降,从1980年441m3/万元下降到1991年的99m3/万元,工业用水复用率由1981年68%提高到1991年的81%.1992—1998年,这期间工业用水量呈现微小波动,有升有降,但涨幅不大,维持在6.9,8.1亿m3之间,处于零增长期.而工业产值由1060亿元增加到1961亿元,平均每年增长12%,万元工业产值用水量从1992年65m3/万元下降到1998年的24m3/万元,工业用水复用率由1992年的82%提高到1998年的88%.这期间基本上杜绝了冷却水的直排现象,并且在设备改造和工艺回收水方面加大技改力度,工业用水定额进一步下降,详见图5.虽然工业用水得到了控制,但由于城市规模扩大,人口膨胀,生活水平提高很快,从图1中可以看出,进入20世纪90年代,城市总用水量增速加快,供需矛盾愈发尖锐.1993版的“北京城市总体规划”提出按照:

“节流、开源、保护水源并重的方针积极解决城市水源问题,采取各种有效措施,大力节水,把北京建成节水型城市”