解决北方缺水问题,南水北调似乎不如处理下海水
图片:Yestone.com 版权图片库地球真的缺乏淡水吗?
人均每年可用水量 1000 立方米以下视为缺水,会制约经济发展和影响人的健康。从这个角度来看淡水资源是够用的,问题是分布不均匀。
以我国为例,每年可用水资源总量约 28000 亿立方米,居世界第六位,人均 2100 立方米,为世界人均的四分之一。但其中约 80%的淡水资源分布于南方,北方地区缺水严重(见下图,World Bank 2007,题主说的中西部是不缺水的,西藏人均可用水量全国第一),其中北京近年来年均用水量 36 亿立方米,当地可用水资源总量仅 21 亿立方米(人均不足 100 立方米,属绝对缺水地区,比很多中东和非洲国家还低),缺口达 15 亿立方米,只能过度开采地下水(10 亿立方米以上)以及从外地供水。
至于节约用水,在保证正常生活的前提下值得鼓励和推广,主要意义是节约能源和钱,自来水的运输、处理以及产生的污水进行处理都要消耗能源,在节水方面,个人认为作用很有限。我国目前淡水资源主要用于农业(63%)和工业(24%),生活用水仅占 13%,见下图(The 4th edition of the United Nations World Water Development Report ),
其中农业用水只有约 40%得到有效利用(发达国家 70-80%),工业用水循环利用率 40%(发达国家 75%-85%,相应节约 2/3 用水量),调整产业结构,提高用水效率,比我们勒紧裤腰带节约生活用水有效得多。以北京为例,1999-2010 年,农业用水由 19 亿立方米降至 12 亿立方米,工业用水由 11 亿立方米降至 5.2 亿立方米。
还有就是自来水输送过程中的渗漏占全国总用水量的 1.5%,渗漏率是巴西、俄罗斯的两倍,英国的十倍。
开源方面,目前已经采用的是污水处理产生的再生水(中水),北京 2010 年已经有 6.8 亿吨处理后的中水用于农业灌溉、景观水和工业循环水。其次,我国目前 43%的河水和 77%的主要湖泊水是 IV 类水或以下,自然水体的保护可增加相当于 18%总用水量的淡水资源。另外,对北京天津等地,海水淡化的成本已经和南水北调的成本差不多(5-6 元每立方米),香港海水冲厕的经验也可以借鉴,可节约 1/3 的生活用水。
水资源问题,政府规模的管理和政策,远比个人的节约用水行为有效。
北京的城市自来水源自哪里?
北京的用水量 2000 之前超过 40 亿立方米,近几年基本稳定在 35 亿立方米左右。2010 年为 36 亿立方米,来源:地下水的正常开采 + 超采占 62%,地表水占 20%(部分来自外地),中水回用占 18%;用途:生活用水 19 亿立方米,农业用水 12 亿,工业用水 5.2 亿。
未来的可能性:
1. 加大污水处理能力,增加可回用中水。2010 年有 6.8 亿立方米,将来可增至 10 亿立方米,主要用于景观水和农业用水;
2. 南水北调。主要问题是成本,大规模供水之后,预估输送成本在 5 元 / 立方米以上,到北京之后还有处理成本,如果按目前标准征收水资源费用和污水处理费用,价格估计在 10 元以上,当然北京人民是喝得起的,问题是南水北调的其他供水地如河北是否喝得起是个问题。还有一个问题是安全问题,全程运输路线达 1000km 以上,目前中国地下水和土壤的重金属污染等问题严重,沿途还有各种地质问题和气候问题等等。
(以上数据和观点主要来自郝晓地老师的演讲EventDetail,里面很多有价值的数据来不及记下来,刚刚发现他早就发表了Water21 - June 2012 (14.3) pp39-42)
3. 海水淡化。比较成熟的处理技术可达 5-6 元 / 吨,将来很可能更低,从渤海湾送到北京 100km,怎么看前景和可操作性都比南水北调好。另外香港目前用海水冲厕,可节约 1/3 的淡水资源,处理成本远低于自来水,郝老师在跟我老板吹水时谈到,可以把海水冲厕和海水淡化结合起来,而我们实验室做的是高盐度污水(1/3 海水 +2/3 淡水)处理的研究,后来两位大佬就愉快地决定了北京市未来的给排水蓝图,XD。
为什么不能从海水中提取淡水解决大城市(如北京)的水资源稀缺问题,而一定要南水北调,是因为成本太高吗?
就北京、天津等地而言,海水淡化的前景好于南水北调。目前比较成熟的海水淡化技术成本可达 4-5 元 / 吨,南水北调至北京保守估计运输成本在 6 元以上,加上处理成本,肯定高于海水淡化加运输的成本,而且海水淡化的水质也比较可靠。
至于为什么不用,是因为规划的时候估算的海水淡化成本远高于南水北调,当时对调水成本过于低估,也没有预估到海水淡化主要成本是处理成本,而随着技术的发展处理成本肯定会降低。
补充几点:
量的问题是市场决定的,不是技术能力不足,如果政府愿意以支持南北水调的力度来支持海水淡化,海水淡化是绝对可行的;中线工程跟西线工程没有必然关系,即使西线工程是必要的,也不能说明中线工程不可以被海水淡化代替。
此外,海水淡化已经很成熟了,南水北调的成本是按还贷期限、设备折旧费、运输成本、管理成本等等计算出来的,不是建好直接用就行。渤海湾运水到北京 100km,天津就更不用说了,跟一般水库到自来水厂的距离差不多,这些都是可以量化进行计算的,不会算也可以查资料。
转载请注明:微图摘 » 解决北方缺水问题,南水北调似乎不如处理下海水