摘要：水資源短缺和水體污染是水環(huán)境問題的2個主要方面，目前這2個問題在我國都沒有解決，而且還有加重趨勢，分析認為過度的水的社會循環(huán)是造成我國水環(huán)境劣化的直接原因，建立健康的社會水循環(huán)才能恢復(fù)良好水環(huán)境，從根本上解決水問題。水環(huán)境恢復(fù)的方略包括節(jié)制用水、污水深度處理和有效利用、污水廠污泥回歸農(nóng)田、恢復(fù)城市雨水循環(huán)途徑、面源污染控制以及水資源統(tǒng)籌管理等，其中，城市范疇上的污水深度處理與利用和再生水供應(yīng)系統(tǒng)是關(guān)鍵，是我國水環(huán)境恢復(fù)的切入點，介紹了國內(nèi)外在水環(huán)境恢復(fù)方面的研究進展情況并介紹了我國在編制國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃（2006-2020）以及深圳、大連和北京等地的工程實踐，最后指出今后我國水環(huán)境恢復(fù)方面的緊迫任務(wù)，包括建立相關(guān)法律法規(guī)、開展相關(guān)教育、制定規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)研究和建立示范工程等。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境；水污染控制；水資源；健康社會水循環(huán)

1 我國水環(huán)境現(xiàn)狀

我國水環(huán)境存在2大問題，一是水資源短缺，二是水污染嚴重。

我國多年平均水資源總量約為2.8萬億m3，居世界第6位，但按1997年人口統(tǒng)計，我國人均水資源量為2220m3，約為世界人均水量的1/4，列世界第121位，是全球13個人均水資源貧乏的國家之一，預(yù)測到2030年我國人口增至16億時，人均水資源量將降到1760m3，基本進入用水緊張國家的行列（按國際上一般承認的標準，人均水資源量少于1700m3的為用水緊張國家）[1]。

除了人均水資源量遍低外，我國水資源的時空分布也很不均衡，春旱夏澇時有發(fā)生，黃河、淮河、海河3流域人均水資源量僅500m3，是我國水資源最為緊張的地區(qū)。全國669個城市中，有400多個城市供水不足，其中有110個城市嚴重缺水，年缺水量約60億m3，每年因為缺水造成的工業(yè)損失超過2000億元人民幣，水污染損失占國民生產(chǎn)總值的1.5%-3.0%[1]。

我國的水污染非常嚴重，據(jù)國民環(huán)�？偩职l(fā)布的環(huán)境質(zhì)量公報，2004年7大水系的412個水質(zhì)監(jiān)測斷面中，Ⅳ—Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為30.3%和27.9%，監(jiān)測的27個重點湖庫中，Ⅴ類水質(zhì)湖庫6個，占22.2%；劣Ⅴ類水質(zhì)湖庫10個，占37.0%。其中“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質(zhì)均為劣Ⅴ類。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，水資源短缺的狀況正在逐步加劇，水污染還沒有得到有效遏制，整體水環(huán)境質(zhì)量還在不斷下滑。

2 水環(huán)境恢復(fù)原理

在沒有人類干擾的情況下，地球上絕大部分的水往復(fù)不斷地在海洋、天空、陸地之間進行著水文循環(huán)，當降雨形成的地表徑流以及火山噴發(fā)、泥石流等自然過程把雜質(zhì)帶入河流和湖泊之后，經(jīng)過自然的沉淀、稀釋以及化學(xué)和生物作用，河流和湖泊中的水會從渾濁慢慢變得清澈，這都是具有自凈能力的水的自然循環(huán)。隨著人口的不斷增加和生產(chǎn)力的不斷提高，人類對水的自然循環(huán)干擾程度越來越強烈，人類從水的自然循環(huán)過程中取水，供自己生活和生產(chǎn)使用，用過的水再排放回水的自然循環(huán)，這被稱作水的社會循環(huán)。水的社會循環(huán)是對水的自然循環(huán)的干擾，是水的自然循環(huán)的一部分[2]。

長期以來，人們對水的自然循環(huán)的脆弱性沒有足夠重視，人們?nèi)我馊∷�、隨意使用，之后產(chǎn)生的大量污水不經(jīng)處理或處理不當就肆意排放，水的社會循環(huán)嚴重干擾了水的自然循環(huán)，其結(jié)果就是我們現(xiàn)在看到的有河皆干、有水皆污的局面。

要恢復(fù)良好水環(huán)境，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，必須建立嶄新的用水模式，建立健康的社會水循環(huán)，這是解決水環(huán)境問題的正確出路[3]。

健康的社會水循環(huán)，指在水的社會循環(huán)中，尊重水的自然運動規(guī)律和品格，合理科學(xué)地使用水資源，在節(jié)制用水的同時將使用過的廢水經(jīng)過再生凈化，達到天然水體自凈能力的要求，排入自然水體后，不影響當?shù)鼗蛳掠蔚貐^(qū)水體的正常使用，對水的自然循環(huán)不產(chǎn)生負面影響，使得水的社會小循環(huán)可以與自然大循環(huán)相輔相成、協(xié)調(diào)發(fā)展，維系或恢復(fù)城市水域，乃至全流域人與自然和諧的良好水環(huán)境，使自然界有限的水資源可以不斷地滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活的用水要求，永續(xù)地為人類社會服務(wù)，從而為社會可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)條件[4]。

水環(huán)境恢復(fù)首先要求控制社會水循環(huán)的通量，這個目標的實現(xiàn)依賴于自然觀與價值觀的根本轉(zhuǎn)變，依靠人口數(shù)量的控制、水資源效率的提高、水資源的重復(fù)和循環(huán)利用以及用水習(xí)慣的改變等。

建立健康水循環(huán)實現(xiàn)水環(huán)境恢復(fù)的策略主要有以下幾個方面：節(jié)制用水、污水深度處理和有效利用、污水廠污泥回歸農(nóng)田、恢復(fù)城市雨水循環(huán)途徑、面源污染控制以及水資源統(tǒng)籌管理等。其中，城市范疇上的污水深度處理與利用和再生水供應(yīng)系統(tǒng)是關(guān)鍵，是我國水環(huán)境恢復(fù)的切入點[5]。

3 國外對水環(huán)境恢復(fù)的研究狀況

19世紀后半葉，英國開始建立公共污水處理廠。當時污水被認為是有害的，應(yīng)盡快處理、排除到城市下游。城市排水系統(tǒng)的功能是防止雨洪內(nèi)澇、排除污水和以污水二級處理來保護城市公共水域水質(zhì)，而城市供水則依靠大量開采傳統(tǒng)地表地下淡水資源、增加供水量的方式來解決城市發(fā)展面臨的水資源問題[6]。

然而到20世紀后期，雖然發(fā)達國家城市污水二級處理率達到較高水平，但水資源短缺與水環(huán)境退化問題仍日趨嚴重。如日本的東京都污水處理率達95%以上時，區(qū)域內(nèi)河川水質(zhì)雖有明顯改善，但東京灣富營養(yǎng)化仍有增長趨勢，赤潮時有發(fā)生，為解決日益嚴重的水危機，世界各國相繼開展了污水深度處理與利用和水資源的可持續(xù)利用工作，開始綜合考慮水資源和水污染問題，將污水納入水資源的綜合配置系統(tǒng)[7-9]。水資源綜合管理（Integrated Water Resources Management）、面向可持續(xù)的水管理（sustainable water management）、需水管理（water demand management）等概念開始出現(xiàn)。與此同時美國提出水區(qū)（water shed）的概念。水區(qū)可以理解為“是由可劃分的水系、排放系統(tǒng)以及接受水體所界定的地區(qū)或范圍。”或“是將水資源、供水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)和用戶組成1個最優(yōu)化的管理范圍，1個城市可以分為幾個水區(qū)，1個水區(qū)也可以涵蓋幾個城市。”[10]。而水區(qū)恢復(fù)（watershed restoration）的提法則表明美國在水領(lǐng)域的總體戰(zhàn)略目標發(fā)生了調(diào)整，由單純的水污染控制轉(zhuǎn)變?yōu)槿轿坏乃h(huán)境恢復(fù)，由單項技術(shù)研究轉(zhuǎn)向綜合治理策略研究[11]。

在水環(huán)境恢復(fù)的工作中，發(fā)達國家普遍意識到，只有在實踐中充分重視社會、經(jīng)濟和政治以及媒體的力量形成共同的合力，控制工業(yè)廢水排放和城市污水處理，才能促使水環(huán)境質(zhì)量得到改善和維持[12-13]�？沙掷m(xù)的城市水管理[14-15]、水資源綜合規(guī)劃與管理[16-18]等得到大量研究，并已獲得廣泛應(yīng)用[19-22]。

4 我國在水環(huán)境恢復(fù)方面的工程實踐

我國從建國初期就開始進行有關(guān)水問題的研究，對于節(jié)水工作開展較早，取得了顯著成效[23]。對城市污水處理與利用的研究，早在1958年就被列入國家科研課題。

60-70年代，我國水污染防治重點放在工業(yè)廢水污染的控制上，提出了“三同時”的方針，但處理率不過1%—2%[24]。此階段科研工作重點主要停留在開發(fā)單元技術(shù)上。

80-90年代初，城市供水事業(yè)有了較大進展，但是水污染日趨嚴重，水資源短缺不斷加劇，在缺水城市如大連、青島、太原、北京、天津等相繼開展了污水回用于工業(yè)與民用的試驗研究。1992年，大連春柳污水廠進行技術(shù)改造后，建成了我國第1個污水深度處理回用示范工程[25]。

90年代中期之后，國務(wù)院開始了包括治理三河（淮河、海河、遼河）、三湖（滇池、太湖、巢湖）在內(nèi)的綠色工程計劃，但仍舊只注重城市污水的二級處理與排放，將排水系統(tǒng)功能仍定位在防止內(nèi)澇、排除污水與減輕污染之上。

新世紀初，城市供水排水事業(yè)得到迅速發(fā)展，供水水質(zhì)指標要求越來越高，污水再生利用逐步得到較廣泛接受，我國的城市排水事業(yè)趨向于水污染控制與水資源的可持續(xù)利用。20世紀末，我國學(xué)者開始提及建立良好的水環(huán)境[26]，實施污水再生回用，從宏觀和整體上考慮流域內(nèi)水環(huán)境的恢復(fù)和水資源的可持續(xù)利用問題[27-28]。到目前為止，我國在水環(huán)境恢復(fù)方面已經(jīng)完成一些工作。

4.1 制定水環(huán)境恢復(fù)的國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃

2004年，以筆者為項目負責人，以《城市水系統(tǒng)健康循環(huán)研究》為課題將水環(huán)境恢復(fù)工作寫入國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。在這個課題中，提出了我國水環(huán)境恢復(fù)的發(fā)展思路、戰(zhàn)略目標以及戰(zhàn)略重點和主要任務(wù)，并提出了相關(guān)的政策措施研究。此規(guī)劃的出臺意味著我國水環(huán)境恢復(fù)工作的全面展開。

4.2 完成深圳特區(qū)城市中水道系統(tǒng)規(guī)劃

深圳是我國嚴重缺水的7座城市之一，2000年，深圳的污水處理率已經(jīng)達到56%，但水環(huán)境的污染態(tài)勢沒有得到有效遏制，市區(qū)大部分大小河流水體論為劣Ⅴ類，喪失了基本使用功能。針對這種情況，在筆者倡議下，取得深圳市有關(guān)部門支持，在2000年開展了整體性的水資源循環(huán)利用工作。2001年，編寫完成《深圳特區(qū)城市中水道系統(tǒng)規(guī)劃》，規(guī)劃建設(shè)以城市污水為水源的城市第2供水系統(tǒng)——城市再生水道，總規(guī)模49萬m3/d，供水干管長度為130km[29]。按照規(guī)劃，到2010年，每年可減少排入內(nèi)河及周邊海域BOD5約4500t，COD0約12050t。目前此項規(guī)劃正在實施階段，實現(xiàn)再生水回用后，將對深圳灣、大鵬灣的水域環(huán)境改善起到巨大作用。

4.3 完成大連市海水與城市污水資源戰(zhàn)略研究

大連人均水資源量不足730m3/a，約為全國人均水平的1/3，屬嚴重缺水城市。1992年，由筆者主持的大連春柳污水廠1萬m3/d的深度處理示范工程投產(chǎn)運行。這是國內(nèi)首座城市污水再生水廠，為城市污水再生利用樹立了典范。盡管大連在再生水利用、提高工業(yè)用水循環(huán)利用率、海水利用等方面成績顯著，但至2002年，流經(jīng)大連市區(qū)的各河流，如馬蘭河等，已屬于Ⅴ類或劣Ⅴ類水體。

2003年，受大連市委托，筆者組織中國市政工程東北設(shè)計研究院、北京工業(yè)大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)完成了《大連市海水與城市污水資源戰(zhàn)略研究》。此研究明確指出，應(yīng)綜合考慮大連市地表水、地下水、再生水和海水等資源，將水資源和水環(huán)境工作上升到全市范疇的水資源可持續(xù)利用。該研究規(guī)劃2020年大連城市再生水道總規(guī)模達到70萬m3/d，每年可補充2億m3淡水，減少排河排海負荷CODCr25550t/a，規(guī)劃的實施可極大地緩解大連市水資源緊張的局面。

4.4 北京市水環(huán)境恢復(fù)的工作

北京人均水資源量不足300m3/a，是嚴重缺水城市。目前，北京市整體水環(huán)境質(zhì)量較差，一半多河流達不到相應(yīng)水質(zhì)標準，市區(qū)絕大部分河流富營養(yǎng)化嚴重，官廳水庫水質(zhì)論為Ⅳ類，早已失去水源功能。

針對上述情況，2001年中華人民共和國水利部聯(lián)合編制了《21世紀初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》，按照節(jié)流、保護、治污和調(diào)水的思路對北京市水資源短缺提出相應(yīng)措施。同年，北京市排水集團等單位也完成了《北京市城市污水廠再生水回用規(guī)劃綱要》，目前這2個規(guī)劃正在實施之中。

2004年以筆者為首的課題組完成了《水環(huán)境恢復(fù)工程理論研究》。該課題對水環(huán)境恢復(fù)在理論方面進行了詳細全面的論述，并針對北京市具體情況提出了系統(tǒng)的水環(huán)境恢復(fù)方略。根據(jù)此項研究成果，北京市水環(huán)境的恢復(fù)必須依賴北京市城市水系統(tǒng)的健康循環(huán)，其中節(jié)制用水和城市再生水道將起到關(guān)鍵作用。

經(jīng)過幾十年發(fā)展的歷程，我國經(jīng)歷了從點源治理到面源控制、從局部回用到整體規(guī)劃的政策歷程。但是，污水深度處理和再生回用還剛剛開始，江河湖海污染態(tài)勢還沒有得到遏制，還遠遠不能實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康發(fā)展，水環(huán)境恢復(fù)的戰(zhàn)略有待于進一步完備。

5 前景與展望

創(chuàng)造親水空間，恢復(fù)良好水環(huán)境是我國建設(shè)小康社會、和諧社會的必然要求，是我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求，是解決水資源短缺，控制水污染的必然要求，是建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟的基礎(chǔ)。水環(huán)境的恢復(fù)是一項龐大的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，也是長期的任務(wù)，需要制度、法律、行政、管理、教育、宣傳、技術(shù)、財政等多方面的配合。針對當前我國水環(huán)境具體情況，今后應(yīng)重點開展以下工作：

1）制定水環(huán)境恢復(fù)相關(guān)的法律法規(guī)。水環(huán)境的恢復(fù)可能會給企業(yè)等帶來直接利益，但更多的是其社會效益和環(huán)境效益，因此政府應(yīng)該是水環(huán)境恢復(fù)工作的主要承擔者。政府應(yīng)組建水環(huán)境恢復(fù)的管理部門并通過必要的立法和行政手段貫徹實施水環(huán)境恢復(fù)的一系列策略。

2）開展相關(guān)教育工作，加強公眾對水環(huán)境恢復(fù)的認識。水環(huán)境的恢復(fù)必須發(fā)動群眾、依靠群眾，單單依靠政府或企業(yè)是不能完成的。必須通過課本、電視、網(wǎng)絡(luò)等多種媒體形式開展有針對性的宣傳教育，讓人們了解國內(nèi)水環(huán)境劣化的現(xiàn)狀和危害，增強對節(jié)約用水的認識，增加公眾對再生水的了解，解除公眾對再生水的心理障礙，取得社會對水環(huán)境恢復(fù)的共識和支持。

3）制定水環(huán)境恢復(fù)的規(guī)劃。水環(huán)境恢復(fù)規(guī)劃的制定是我國整體水環(huán)境恢復(fù)的前提和保障。應(yīng)以流域為單位，制定全國的水環(huán)境恢復(fù)規(guī)劃，充分考慮現(xiàn)有供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)的現(xiàn)狀，綜合考慮地下水、地表水、再生水、雨水、海水等水源，考慮流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)的用水需求和用水結(jié)構(gòu)、水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀等，制定水環(huán)境恢復(fù)的詳細發(fā)展目標和發(fā)展思路。

4）開展水環(huán)境恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究。水環(huán)境恢復(fù)工程的實施最終依靠技術(shù)來完成，應(yīng)盡快開展污水再生全流程技術(shù)、經(jīng)濟高效污水回用技術(shù)、雨水水文循環(huán)修復(fù)技術(shù)等研究工作。

5）建立小流域的水環(huán)境恢復(fù)示范工程。選擇缺水地區(qū)的典型小流域，如北京、天津等，建立水環(huán)境恢復(fù)示范工程，進行實例研究。這樣可以積累經(jīng)驗，為實現(xiàn)更大規(guī)模的水環(huán)境恢復(fù)提供借鑒。

參考文獻：
[1]錢正英，張光斗。中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究[M]。北京：中國水利水電出版社，2001：28-31.
[2]曹相生，孟雪征，張杰。實現(xiàn)健康社會水循環(huán)是解決水問題的正確出路[C]//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集。北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2004：245-248.
[3]張杰，熊必水，陳立學(xué)，等。中國における健全な水循環(huán)と豊かな水環(huán)境シツテムへの歩み[J]下水道協(xié)會志，2005，42（508）：41-50.
[4]張杰，我國水環(huán)境恢復(fù)與水環(huán)境學(xué)科[J]。北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，29（2）：56-61.
[5]張杰，熊必水，水環(huán)境恢復(fù)方略與水資源可持續(xù)利用[J]。中國水利，2003，6A：13-15.
[6]DALHUISEN J M,GROOT L F,RODENBURG C A,et al.Economic aspects of sustainable water use;evidence from a horizontal comparison of European cities[J].International Journal of Water,2002,2(1):75-94.
[7]GIDEON T,PETER K, LISA C.Managing urban wastewater for maximising water resource utilization[J].Water Science & Technology,1999,39(10-11):353-356.
[8]WALEED K,ZUBARI A.Towards the establishment of a total water cycle management and reuse program in the GCC countries[J].Desalination,1998,120(1-2):3-14.
[9]BRUCE D,STEPHANIE R P,DAWN G.Integrated Water Resource Management-through reuse and aquifer recharge[J].Desalination,2003,152(1-3):333-338.
[10]聶梅生。美國污水回用技術(shù)調(diào)研分析[J]。給水排水，2001，27（19）：1-3.
[11]MATONDO JONATHAN I.A comparison between conventional and integrated water resources planning and management[J].Physics and Chemistry of the Earth,Parts A/B/C,2002,27(11-22):831-838.
[12]PETER M.Social economic influences on the restoration and maintenance of the water environment[J].Water Science&Technology,1998,37(8):1-7.
[13]HITOMI M K.Control and conservation of the water environment in the creek region on the Ariake coast of Japan[J].Ecological Engineering,1998,11(1-4):261-276.
[14]DANIEL H,ULF J,ERIK K.A framework for systems analysis of sustainable urban water management[J].Environmental Impact Assessment Review,2000,20(3):311-321.
[15]TOVE A L,WILLI G.The concept of sustainable urban water management[J].Water Science&Technology,1997,35(9):3-10.
[16]LOUCKS D P.Sustainable water resources management[J].Water International,2000,25(1):1-10.
[17]THOMAS J S,BRUCE D.Integrated water resource management:looking at the whole picture[J].Desalination,2003,156(1-3):21-28.
[18]LEWIS J.Integrated water resources management:theory,practice,cases[J].Physics and Chernistry of the Earth,Parts A/B/C,2002,27(11-22):719-720.
[19]BOTES A,HENDERSON J,NAKALE T,et al.Ephemeral rivers and their development;testing an approach to basin menagement committees on the Kuiseb River,Namibia[J],Physics and Chemistry of the Earth,Parts A/B/C,2003,28(20-27):853-858.
[20]ESTHER W D,NDALAHWA F M.Public participation in integrated water resources management:the case of Tanzania[J],Physics and Chemistry of the Earth,Parts A/B/C,2003,28(20-27):1009-1014.
[21]NICHAEL S K.Managing the water quality of the Kafue River[J].Physics and Chemistry of the Earth,Parts A/B/C,2003,28(20-27):1105-1109.
[22]EMMANUEL D,PIETER V Z.Analyzing water use patterns for demand management:the case of the city of Masvingo,Zimbabwe[J],Physics and Chemistry of the Earth,Parts A/B/C,2003,28(20-27):805-815.
[23]董輔祥，董欣東。城市與工業(yè)節(jié)約用水理論[M]。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000：25-27.
[24]張忠祥，錢易。城市可持續(xù)發(fā)展與水污染防治對策[M]。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998：53.
[25]張杰，張富國。提高城市污水再生水水質(zhì)的研究[J]。中國給水排水，1997，13（3）：19-21.
[26]張杰。水資源、水環(huán)境與城市污水再生回用[J]。給水排水，1998，24（8）：1.
[27]張杰。城市排水系統(tǒng)的現(xiàn)代觀[J]。中國工程科學(xué)，2001，3（10）：33-35.
[28]熊必永。水環(huán)境恢復(fù)原理與應(yīng)用研究[D]。北京：北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，2005：5-7.
[29]王鵬飛，李捷，張杰。深圳特區(qū)水資源的可持續(xù)利用[J]。給水排水，2002，2：25-27.

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