国际智库关注我国水资源利用及水生态文明城市建设

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	国际智库关注我国水资源利用及水生态文明城市建设
	吴秀平
	2017-04-15
所属快报	资源环境快报
出版年	2017
期	8
语种	中文
领域	资源环境
栏目	水文与水资源科学
中文关键词	水资源 ; 水生态 ; 文明
中文摘要	2017年3月，世界资源研究所（WRI）及兰德公司（RAND）分别以山东省的青岛市和济南市以及湖北省的襄阳市为例，发布研究报告和相关研究成果，关注我国水-能关系、水资源利用及水生态文明建设等。
情报分析_信息发布时间	2017年3月1日
情报分析_信息来源性质	科研机构
情报分析_信息来源机构	世界资源研究所
情报分析_机构类别	科研机构
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	前沿研究动态
情报分析_研究主题	我国水资源利用
情报分析_研究内容	1.背景介绍党的十七大首次把“生态文明”这一概念写入党代会报告，将“建设生态文明”作为实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求之一。党的十八大以来，水利部在全国分两批确定了105个基础条件较好、代表性和典型性较强的城市，开展试点建设，探索符合我国国情的水生态文明建设模式。山东省青岛市为全国首批水生态文明城市建设示范点之一。2012年山东省济南市被水利部确定为全国第一个水生态文明建设试点城市，并于2016年11月7日通过水利部和山东省政府联合验收。中国湖北省襄阳市或许是发展中国家通过投资“高温热水解、厌氧消化、甲烷捕获和利用”系统探索这一过程的首批城市之一。湖北省襄阳市为一个中等城市，但其污泥处理的“襄阳模式”走向全球，并实现城市污泥、餐桌垃圾处理变废为宝，实现“能源循环”，其污泥处理经验在两年内两次走进联合国。 2.WRI以“青岛”为例对我国水-能源效益的评估分析美国兰德公司曾提出影响中国经济增长可持续性的八大瓶颈之一就是缺水和污染。2017年3月13日，世界资源研究所发布研究报告《城市水源选择的水-能源耦合分析：以青岛为例》（water energy nexus in the urban water source selection:a case study from Qingdao）一文[1]。水和能源是支撑社会经济发展的重要资源，长期以来人类围绕资源短缺和合理配置问题开展了大量研究，但是鲜有涉及水源和能源之间的相互关系的研究，对二者关系缺乏全面的分析视角。中国快速城市化的过程中面临水及能源的挑战，在城市或区域水资源战略的制定过程中极有必要综合考虑能源消耗和温室气体排放的影响。因此，世界资源研究所可持续宜居城市项目组在青岛市开展了“城市水资源水-能源耦合分析”研究，旨在更好地理解城市水系统中能源问题以及两者之间的关系。随着对水质要求及海水淡化、外调水项目的开展，城市水系统的能耗可能会出现激增。青岛是我国北方典型缺水海湾城市，正在大力发展海水淡化和增加外调水供应，这些增水措施极有可能给低碳城市发展目标带来影响。为解决城市发展与水-能源资源之间的矛盾，来自中、美、英三国专家组成的研究团队，协助青岛市分析和寻求城市水资源配置中的能源-水平衡，重点分析青岛不同水源选择对供水成本、能耗以及温室气体排放的影响。报告从青岛资源禀赋分析、未来用水趋势、水系统潜在能耗、2020水系统能耗量情景分析等方面入手，识别青岛各类水源的供水潜力及优缺点，为决策制定者提供水资源优化配置建议，制定低碳供水策略。青岛市为我国北方严重缺水城市之一，水资源时空分布不均，水资源枯丰期变化明显，随着城市用水需求的增加发展再生水、海水淡化以及外调水成为解决该市水资源缺乏的必然途径。该报告预计2020年青岛市将面临严峻的水资源挑战，将继续加强节水工作，其中居民生活用水将占据主导作用，而农业用水基本保持稳定。青岛市未来主要可用水源包括：本地地表水（主要来自水库，其水质较好、能耗低，但是其应对气候变化风险能力较弱）、本地地下水（主要为农用但是过度开发不容易恢复）、外调水（黄河调水、长江调水，但是其前期土地占用和资金投入较大）、淡化海水和再生水（供水保障率高，但成本高、能耗高）。研究以青岛市不同地表水资源开发程度为基础，分别针对海水淡化优先、再生水优先、外调水优先情景对青岛市制水能耗（含取水）以及碳排放进行预测，发现制水能耗强度和碳排放都呈现必然的增长趋势。总体看来，发展再生水，利用非常规水资源补充本地水资源的不足，将是青岛保障水源安全，建设低碳城市的最佳选择。报告最后得出结论：（1）青岛市用水需求和水资源供给缺口将随着社会经济发展持续上升，城镇生活用水增速及占比居首，各区（东岸、北岸、黄岛及其他地区）增速和驱动因素不一。（2）开发非常规水资源（包括外调水、污水再生利用、海水淡化）是解决青岛用水需求的必然选择，水源之间的配置直接影响城市水系统的能耗与碳排放。（3）青岛市城市水系统不可避免面临能耗强度和碳排放的增长趋势，在水源规划中纳入碳核算和能源管理，降低城市水系统碳足迹是低碳可持续发展的必然选择。（4）再生水在非常规水资源中最具碳排放和成本优势。（5）不同类型水源的配置不仅要考虑成本和保证率等因素，还应充分考虑用水类型、制水能耗与碳排放、环境生态健康风险等因素。（6）建立分用户、分水源的精细化城市水资源管理，深化水价改革，继续强化节水管理。 3.兰德公司对水生态文明城市建设试点-济南开展方案评估 2017年3月9日兰德公司在线发表研究报告《济南市水生态文明建设试点实施方案评估及改善建议》[2]（Evaluation of the Jinan City Water Ecological Development Implementation Plan and Recommendations for Improvement）。兰德运用成熟的决策支持法，首先就决策的性质、评估目标达成进度的指标、推动成果的主要不确定因素、以及济南复杂的水利系统内有关实体关系和其他关系等各方面形成共识。该工作是济南市水利局委托兰德公司所做的评估研究。采用水资源评估与规划（WEAP）软件平台开发的济南系统数学模拟模型的结构与校准方法。根据历史需求假设未来30年的需求的基线评估。采用情景设计方法，以及用于考虑各种可能的未来条件的试验设计，反映了水资源需求、气候条件以及未来引黄指标的不确定性。项目组开发了济南水资源管理数学模型，以模拟和评估当前和实施方案完成后各种未来条件下的未来水资源管理状况。我们对未来条件和未来脆弱性的分析涵盖2012-2050年。总结了多种可能的未来情景对应的WEAP模型结果，并说明未来在这些不同情景下可能会暴露脆弱性的地方和时间。总结了济南地表和地下水供应系统在各种可能的未来条件下的大致绩效。报告最后通过数据分析总结了有关数据及模型局限性的意见，指出改进数据收集工作将有助于分析研究并促进济南WEAP模型的完整性。济南WEAP模型为济南水利局提供了在各种可能的未来条件下探索未来策略的有效方法，而不局限于历史气候和需求预测的少量变化。模型结果显示：（1）济南目前的水资源系统面临以下脆弱性，在所有的未来情景中，生活用水在面临高需求情景时具有最大的脆弱性。（2）当引黄指标减少50%，工业用水在三种需求情景且无论初始地下水储量的设置，都面临脆弱性。（3）农业用水脆弱性相比生活和工业用水受到未来气候的影响更大。（4）济南的泉水在所有未来情景下都面临脆弱性。在湿润气候条件下，平均每年会面临大约3个月的低泉水水位。而在干旱气候条件下，每年平均有8个月会面临低泉水水位。这些脆弱性评估可以帮助我们建立更具稳健性的规划。兰德公司提出应对策略：在生活用水方面，中水回用以及改善单位生活用水量可以极大地减少脆弱性；提高小清河水质并采取有效的用水效率可以使工业用水需求的脆弱性得以解决；减少灌溉需求的措施及输水渠道供给可以有效应对农业用水需求；泉域适应性地下水资源管理政策所包含的所有措施都能够减少出现低泉水出流量的月份；地下水资源的管理在济南未来水资源系统中起到关键作用；更广泛和有效地利用地表水资源可满足各行业的水资源需求并减少地下水所面临的压力。 4.WRI以湖北襄阳市为例阐述废水-污泥-能源之间关系 2017年3月16日，世界资源研究所发表研究报告《污泥资源化的环境-能源-经济效益评估：以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例》[3]（Sludge to Energy: An Environment-Energy-Economic Assessment of Methane Capture from Sludge in Xiangyang City, Hubei Province）。报告概述了湖北襄阳污泥处理经验并提供关于中国和面临类似挑战的其他发展中国家的其他城市如何以可持续的方式解决其污泥处置问题的见解。中国污水处理设施数量以及污水处理量的迅速增长带来了污泥产量的激增。污泥二次污染及其存在的显著温室气体效益已经引起广泛关注，成为全球性环境问题。但是污泥也是一种放置错误的资源，通过妥善处置污泥可以有效将污泥从废物转化为资源进行利用。中国湖北襄阳市在鱼梁州项目中通过“高温水解+高浓度厌氧消化+甲烷（CH4）捕获利用”技术路线对污泥和餐厨垃圾进行协同处理，当污泥项目能够很好地协调政府—企业—投资者三方关系时，这一模式将给当地带来显著的经济效益。襄阳的实践证明了一个中等城市如何成功实现“污泥全消纳、能量全平衡、资源全回收、过程全绿色、费用可接受”的多效目标，探索出一条有效的污泥资源化途径。世界资源研究所对该项目进行“环境—能源—经济”效益综合评估，总结其经验，以期为更多城市的建设和环境管理部门提供决策依据，为污泥项目的规划、运营和投资提供可行借鉴，并为其他发展中国家提供经验。世界资源研究所通过分析湖北襄阳污泥处理的经验，最后得出污泥处理具有环境效益、能源效益、污泥处置资源化效益以及经济效益。为了全面了解污泥资源化的环境效益、能源效益和经济效益。本报告研究以污泥处理处置“四化”（即无害化、稳定化、减量化和资源化）目标作为评价标准，基于物质流分析（Material FlowAnalysis，简称MFA）建立污泥资源化的“环境—能源—经济（Environment-Energy-Economic，简称3E）”效益评估框架，对污泥处理处置全过程（即污泥产生运输—污泥处理处置—沼渣/沼气/沼液处理和利用）的环境效益、能源效益、经济成本效益等三个方面进行系统的量化分析和评估，为决策者在选择污泥处理处置技术路线提供决策依据：（1）环境效益：通过分析污泥处理处置过程中的物质转换与迁移路径（如碳（C）、氮（N）、磷（P）、重金属），评估环境污染物去除的效果。（2）能源效益：通过分析污泥处理处置全过程中的能源消耗环节、能耗和能源利用，评估从污泥中恢复能源的潜力及其温室气体减排效果。（3）经济成本效益：分析污泥处理处置的经济投入、成本和收益，评估项目可持续运营所必需的经济要素（如政府补贴、融资机制等）。通过对鱼梁洲项目的环境—能源—经济综合评估，得到以下结果：（1）通过污染物的全消纳、资源的全回收和能源平衡，成功实现了污泥稳定化、无害化、减量化、资源化目标。氮、磷等营养物质被充分回收利用，最大程度上避免了水体污染；最终的固态产物作为生物炭土用于苗木种植和土壤修复，避免了固体废弃物的产生；实现了良好的能源回收和温室气体减排。（2）政府与市场的共同支持可以有效解决污泥处置融资困境。实现了政府与市场资源的结合，条件优惠的低息长期贷款（市场资源）不仅很好地满足了项目建设初期的投资需求，同时也降低了项目的金融成本；同时，政府对该项目的大力支持，尤其是较高的补贴标准确保了项目的运营资金；通过市场调查，根据自身特点，因地制宜，发现了城市绿化苗木的市场需求，而后再针对苗木培植的需求设计了生物炭土、移动式苗木种植容器、曝气滴灌系统等一系列产品，形成较为完善的产品链，并实现了可承受的经济成本。 (吴秀平编译) 参考资料： [1] Water Energy Nexus in Urban Water Source Selection: A Case Study from Qingdao. http://www.wri.org/publication/water-energy-nexus-urban-water-source selection-case-study-qingdao [2] Evaluation of the Jinan City Water Ecological Development Implementation Plan and Recommendations for Improvement. http://www.rand.org/pubs/research_reports/RR1682.html [3] Sludge to Energy: An Environment-Energy-Economic Assessment of Methane Capture from Sludge in Xiangyang City, Hubei Province. http://www.wri.org/publication/sludge-energy-environment-energy-economic-assessment-methane-capture-sludge-xiangyang
参考文献	Water Energy Nexus in Urban Water Source Selection: A Case Study from Qingdao. http://www.wri.org/publication/water-energy-nexus-urban-water-source selection-case-study-qingdao; Evaluation of the Jinan City Water Ecological Development Implementation Plan and Recommendations for Improvement. http://www.rand.org/pubs/research_reports/RR1682.html;Sludge to Energy: An Environment-Energy-Economic Assessment of Methane Capture from Sludge in Xiangyang City, Hubei Province. http://www.wri.org/publication/sludge-energy-environment-energy-economic-assessment-methane-capture-sludge-xiangyang
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180454
专题	资源环境科学
推荐引用方式 GB/T 7714	吴秀平. 国际智库关注我国水资源利用及水生态文明城市建设. 2017.