編者按：近年來，北京經(jīng)濟(jì)實(shí)力持續(xù)提升，社會發(fā)展不斷取得新成就。且政府大力投入生態(tài)治理，積極提升水環(huán)境質(zhì)量。然而，北京水資源的天然條件本就十分有限。就人均水資源占有量而言，北京在全世界超大型城市中排名靠后。所產(chǎn)生的水資源赤字顯然將嚴(yán)重制約北京未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為此，一系列舉措被施用于彌補(bǔ)巨大的水資源赤字，如，提倡節(jié)水、雨水回收、再生水回用、南水北調(diào)等等。然而，北京節(jié)水空間已然接近飽和，雨水回收杯水車薪，再生水回用獨(dú)木難支，南水北調(diào)事倍功半。面對此情此景，海水淡化則顯得異軍突起，目前已經(jīng)成為中東地區(qū)、歐美國家沿海、近海解決水資源短缺的重要手段，且單位制水成本與運(yùn)行能耗不斷降低。對此，早在2012年，應(yīng)國際水協(xié)（IWA）當(dāng)時的會刊《Water 21》之邀，就北京水資源利用現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢做過英文闡述?，F(xiàn)將文章主要內(nèi)容與觀點(diǎn)整理為中文，以發(fā)展眼光回溯文章主要內(nèi)容與觀點(diǎn)。10年后的今天再看，海水淡化確實(shí)不失為一種一勞永逸解決北京水資源短缺問題的重要路徑。

前言

目前，北京是國內(nèi)對GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）貢獻(xiàn)率最大地區(qū)之一，但同時也是世界上水資源最匱乏的地區(qū)之一。北京人均水資源占有量少于100 m3/人，是國內(nèi)平均水平的1/24和世界平均水平的1/90。由此來看，水資源匱乏已嚴(yán)重制約了北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而北京未來經(jīng)濟(jì)命運(yùn)將在很大程度上取決于可獲得的水資源能否滿足日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。因此，眼下最重要的是應(yīng)重塑北京，以水為中心建設(shè)和發(fā)展城市，及時升級改造城市基礎(chǔ)設(shè)施，以提升水資源利用率及可持續(xù)性。

從自然條件來看，北京地處半溫帶和半干旱地區(qū)，年均降雨量585 mm（雨季為6~9月，集中了85%的年均降雨量）；陸地與水面年均蒸發(fā)量分別為467 mm和947 mm。然而，自然總產(chǎn)水量仍遠(yuǎn)滯后于對它的消耗量，例如，2009年總用水量為36億m³（地下水占62%，地表水占20%，循環(huán)水占18%），而總產(chǎn)水量僅為22億m³，水資源赤字高達(dá)14億m³。對此，北京市已經(jīng)采取了一些基本措施來改善嚴(yán)重的缺水問題。除了強(qiáng)調(diào)日常節(jié)約用水和雨水回收外，政府還實(shí)施了再生水回用和南水北調(diào)計劃，且也將考慮把海水淡化作為一種潛在的解決方案。

節(jié)水與定額

北京用水情況大致分為3類：生活用水（包括居民用水、公共用水和生態(tài)用水等）、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。

數(shù)據(jù)顯示（圖2），生活用水占比最大，其次是農(nóng)業(yè)用水。其中，隨著節(jié)水政策發(fā)布、節(jié)水設(shè)備安裝，從生活用水中發(fā)掘額外節(jié)水潛力已變得較為困難；退耕還林、旱作農(nóng)業(yè)及安裝節(jié)水設(shè)備使得農(nóng)業(yè)用水量已大幅下降（降幅約為35%），未來可通過再生水灌溉來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)水；工業(yè)節(jié)水已通過工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整得以實(shí)現(xiàn)，即，任何高耗水的工業(yè)都已完全被禁止，目前僅存在微觀尺度上的節(jié)水潛力。

雨水回收

理論上，雨水回收是一種能夠有效抵消水資源赤字的辦法。據(jù)統(tǒng)計，市區(qū)內(nèi)（四環(huán)以內(nèi)：300 km²；五環(huán)以內(nèi)：750 km²）每年可以收集2.3億m³的雨水，這相當(dāng)于該區(qū)域總用水量的20~25%（市區(qū)總用水量約為10億m³/年）。此外，雨水回收可以與徑流污染控制和防洪技術(shù)相結(jié)合，從而能夠發(fā)展為多功能技術(shù)。此外，雨水再利用之前需要經(jīng)過一系列的工藝處理，且需要預(yù)留較大的貯存空間。正因如此，有關(guān)雨水回收、徑流污染控制和防洪技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目在北京迅速地遍地生花，政府也發(fā)布了相應(yīng)的扶持政策。

再生水回用

據(jù)統(tǒng)計，在2010年，高達(dá)6.8億m³/年的污水處理廠出水被作為再生水回用，占總供水量的18%（2005年僅占8%）。到2015年，6個主城區(qū)中的22個污水處理廠被升級改造以供應(yīng)再生水。另外，政府還將興建30座新的污水處理廠。屆時再生水的總處理和循環(huán)量將達(dá)到10億m³/年，并用作補(bǔ)充水體景觀（4.2億m³/年）、農(nóng)業(yè)灌溉（3.5億m³/年）、工業(yè)循環(huán)水（1.6億m³/年）和市政用水（0.7億m³/年），這將約占城市總供水量的1/3。

南水北調(diào)工程

盡管存在上述多種節(jié)水措施，但北京仍處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)。為此，南水北調(diào)工程應(yīng)運(yùn)而生。該工程從位于漢江（長江支流）上的丹江口水庫一直延伸至北京，管線總長度設(shè)計為1 277 km（圖3）。

然而，數(shù)據(jù)顯示，2014年南水北調(diào)工程總輸水量（約95億m³/年）中可分配給北京的也僅為10億m³/年，僅相當(dāng)于北京每年過度開采的地下水量。再者，其成本和安全性也具有爭議性。粗略估計，南水北調(diào)的輸水價格至少為9元人民幣（1.6美元）/m³，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前北京市居民用水價格（4元人民幣（0.6美元）/m3）。并且當(dāng)南水北調(diào)之水進(jìn)入沿途5個省、市時，難以避免復(fù)雜的地質(zhì)條件、自然災(zāi)害和潛在的水污染問題。這可能將威脅供水安全（包括供水源頭出現(xiàn)干旱現(xiàn)象、沿途洪澇災(zāi)害等問題）。

圖3 南水北調(diào)路線圖

海水淡化

相對于南水北調(diào)，海水淡化作為其備選方案已被建議和討論了很多年。近年來，有兩種因素增加了人們對它的興趣：一是南水北調(diào)的高輸水成本；二是已在北京附近建成的海水淡化廠的運(yùn)營效果顯示，其處理成本低至5元人民幣（0.8美元）/m³，日產(chǎn)水量5萬m3/日。即使加上管道輸水成本（管道長約230 km），其總成本也不過6元人民幣（1美元）/m³，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于南水北調(diào)。

此外，如果將海水淡化與風(fēng)能利用、鹽業(yè)化工有機(jī)結(jié)合（圖4），其可持續(xù)性將大大提高?？傊瑪M議的海水淡化工藝實(shí)際上是一個潛在的三位一體的零污染排放生態(tài)工藝。

總結(jié)

如今北京的GDP水平扶搖直上，也為其在未來成為國際大都市的雄心壯志設(shè)定了高的目標(biāo)。然而，北京的經(jīng)濟(jì)瓶頸在于供水和高效水資源管理。對此，主要存在兩種解決途徑：減少內(nèi)部消耗以及從外部引水進(jìn)京。

其中，節(jié)約用水是一個永恒的話題。雖然工業(yè)節(jié)水在微觀方面還存在潛力，但就宏觀而言，工業(yè)用水總量已基本固定，而生活用水因居民已形成的節(jié)儉習(xí)慣已不大可能再有節(jié)水余地。因此，節(jié)水也只能寄希望于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而再生水回用于農(nóng)田灌溉將是唯一的潛在節(jié)水方式。與水資源赤字相比，雨水回收只不過是節(jié)水措施中一個很小的實(shí)踐范例。南水北調(diào)則將以高昂的代價為北京注入有限之水。從長計議，海水淡化將可能逐漸成為北京可持續(xù)的可靠水資源。

注：目前中東地區(qū)海水淡化能耗已低至2 kWh/m3, 制水成本接近2元人民幣/m³。

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