中國(guó)城鎮(zhèn)生活廢水排放量影響因素及情景分析
摘要：以人口增長(zhǎng)、社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步等因素對(duì)城鎮(zhèn)生活廢水排放量的影響建立城鎮(zhèn)生活廢水排放情景分析模型，對(duì)2010年、2015年、2020年和2030年的城鎮(zhèn)生活廢水排放量進(jìn)行維持現(xiàn)狀、滾動(dòng)發(fā)展和環(huán)境友好發(fā)展方案預(yù)測(cè)。分析認(rèn)為，環(huán)境友好型發(fā)展方案最符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，到2020年中國(guó)城鎮(zhèn)生活廢水排放量達(dá)389.6×t，隨后出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，2030年排放量為359.59×t。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn),生活廢水,情景分析
1 城鎮(zhèn)生活廢水排放影響因素
1.1 外生變量影響因素
2000-2006年，我國(guó)城鎮(zhèn)人口增加了25.7％，而生活廢水排放量也從2000年的220.9億增加到2006年的296.6億，增長(zhǎng)了34.3％。人口增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化率作為外生變量影響因素對(duì)城鎮(zhèn)生活用水的影響十分明顯，是導(dǎo)致城鎮(zhèn)生活廢水排放量增長(zhǎng)的重要因素。
1.2 技術(shù)參數(shù)影響因素
技術(shù)參數(shù)指標(biāo)包括人均用水系數(shù)、用水普及率和耗水系數(shù)。未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，社會(huì)進(jìn)步的程度以及政府節(jié)能減排政策的實(shí)施都會(huì)對(duì)技術(shù)參數(shù)的變化產(chǎn)生直接影響。
1.3 控制變量影響因素
城鎮(zhèn)廢水是城鎮(zhèn)可靠的第二水源。提高城鎮(zhèn)生活廢水的有效利用率是減少?gòu)U水排放量、改善環(huán)境質(zhì)量以及增強(qiáng)生態(tài)建設(shè)與恢復(fù)技術(shù)和能力的有效手段。隨著技術(shù)的進(jìn)步，并制定相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，城鎮(zhèn)廢水回用率將作為表征治理能力的重要指標(biāo)，對(duì)減少城鎮(zhèn)廢水排放起到積極作用。
2 城鎮(zhèn)廢水排放情景預(yù)測(cè)模型
2.1 情景分析方法
情景分析法(Scenario Analysis)是在對(duì)過(guò)去已經(jīng)發(fā)生的事件進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)未來(lái)詳細(xì)嚴(yán)密地推理和描述來(lái)構(gòu)想未來(lái)各種可能的方案。情景分析的過(guò)程是拓寬思路、考慮研究對(duì)象發(fā)展可能性的過(guò)程，通過(guò)分析和比較實(shí)現(xiàn)不同假設(shè)條件所需要采取的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、體制方面的措施，得出不同假設(shè)條件下將會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果[1]。
2.2 情景設(shè)計(jì)
本文以環(huán)境友好型發(fā)展為目標(biāo)，將2006年作為基準(zhǔn)年，從未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)進(jìn)步程度，以及政府對(duì)節(jié)能減排治理環(huán)境政策的執(zhí)行力度等多方面考慮，對(duì)2010年、2015年、2020年和2030年我國(guó)城鎮(zhèn)生活廢水排放情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，并設(shè)定以下3種情景：①維持現(xiàn)狀型情景(情景1)。未來(lái)人口增長(zhǎng)將成為環(huán)境壓力的重要因素，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展停滯不前，影響城鎮(zhèn)生活廢水排放的技術(shù)參數(shù)和控制變量等因素均停留在基準(zhǔn)年水平。②滾動(dòng)發(fā)展型情景(情景2)。城鎮(zhèn)生活各項(xiàng)指標(biāo)均按預(yù)定目標(biāo)向中等發(fā)達(dá)國(guó)家邁進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，除城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)外，人均用水系數(shù)、用水普及率穩(wěn)步提高，但城鎮(zhèn)居民節(jié)水意識(shí)薄弱，城鎮(zhèn)生活廢水回用設(shè)施建設(shè)緩慢，廢水回用率停留在基準(zhǔn)年水平。③環(huán)境友好型情景(情景3)。我國(guó)國(guó)際地位不斷提升，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到全面實(shí)施，國(guó)家政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境比較理想。同時(shí)，全民節(jié)水意識(shí)和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，治理技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施完善，廢水回用率顯著提高。
2.3 情景預(yù)測(cè)模型
城鎮(zhèn)生活用水量與城鎮(zhèn)的地理位置、性質(zhì)、城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)模以及居民的生活習(xí)慣、氣候特征、生活條件等因素有關(guān)。但在進(jìn)行全國(guó)范圍內(nèi)的宏觀預(yù)測(cè)時(shí)，由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不支持等多方面的原因，很難將數(shù)據(jù)按不同類(lèi)型進(jìn)行匯總。因此，本文擬采用一些整體指標(biāo)對(duì)城鎮(zhèn)生活廢水排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
城鎮(zhèn)生活廢水排放量由環(huán)境壓力指標(biāo)和環(huán)境響應(yīng)指標(biāo)組成。環(huán)境壓力指標(biāo)包括城鎮(zhèn)總?cè)丝、人均用水系?shù)、用水普及率等；環(huán)境響應(yīng)指標(biāo)包括廢水回用率。本文以2000-2006年各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)和規(guī)律為基礎(chǔ)，采用模型預(yù)測(cè)以及綜合國(guó)內(nèi)研究成果的方法確定各指標(biāo)值，然后代入城鎮(zhèn)生活廢水排放預(yù)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算：
3 情景指標(biāo)設(shè)定
城鎮(zhèn)生活廢水排放指標(biāo)是以2000-2006年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)和各種影響因素自身發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行情景預(yù)測(cè)，分別計(jì)算得出2010年、2015年、2020年、2030年的各項(xiàng)指標(biāo)值。
3.1 城鎮(zhèn)總?cè)丝?/p>
根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，生活水平的顯著提高將會(huì)導(dǎo)致人口的低增長(zhǎng)或不增長(zhǎng)。我國(guó)人口自然增長(zhǎng)率已由2000年的7.58‰下降到2006年的5.28‰。根據(jù)“十一五”規(guī)劃我國(guó)人口自然增長(zhǎng)率不應(yīng)超過(guò)8‰的要求，以及綜合國(guó)內(nèi)研究成果[2-4]，設(shè)置未來(lái)人口自然增長(zhǎng)發(fā)展情景。世界城鎮(zhèn)化經(jīng)驗(yàn)表明，城鎮(zhèn)化進(jìn)程分為起步、加速和成熟3個(gè)階段。其中城鎮(zhèn)化從30％-70％的過(guò)程是城鎮(zhèn)化的加速階段，從70％-80％的過(guò)程是城鎮(zhèn)化的成熟階段[5]。2006年我國(guó)城鎮(zhèn)化率為43.9％，正好處于城鎮(zhèn)化的加速階段中。根據(jù)研究預(yù)測(cè)[6，7]，今后一段時(shí)間我國(guó)城鎮(zhèn)化速度將保持較高的增長(zhǎng)水平。2010年前全國(guó)城鎮(zhèn)化率年增速為1％，2010-2020年選取年增速為0.8％，2020-2030年選取年增速為0.6較為合理。
3.2 技術(shù)參數(shù)影響因素
城鎮(zhèn)人均生活用水系數(shù)：我國(guó)地域遼闊，自然環(huán)境和水資源分布不均衡，城鎮(zhèn)用水情況因地而異，具有明顯的地域特征。南方、北方城鎮(zhèn)人均生活用水量存在明顯差異，南方城鎮(zhèn)普遍高于北方城鎮(zhèn)。1990-2006年，全國(guó)城鎮(zhèn)由467個(gè)增長(zhǎng)到661個(gè)，而城鎮(zhèn)人均生活用水量(含公共用水)由186L/人·d增加到2000年的261.6L/人·d，達(dá)到峰值；隨后出現(xiàn)了下降，到2006年城鎮(zhèn)人均生活用水量為188.2L/人·d，2006年僅比1990年增加1.1％。根據(jù)《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》，隨著居民收入的增加、生活水平的提高，家庭用水設(shè)備不斷完善，生活用水量會(huì)有所增加，但同時(shí)節(jié)水意識(shí)和水價(jià)的進(jìn)一步提高以及節(jié)水措施的采用，又會(huì)對(duì)用水量起到一定的抑制作用[8]。因此，綜合以上情況并參照歐洲1999年數(shù)據(jù)(《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》)以250 L/人·d為上限，得出我國(guó)城鎮(zhèn)人均生活用水系數(shù)。
用水普及率：2006年我國(guó)城鎮(zhèn)用水普及率(不含流動(dòng)人口)為86.7％。北京、天津、上海等城鎮(zhèn)用水普及率已達(dá)到100％。但有些省份，如寧夏，其城市用水普及率僅達(dá)到61.1％，用水普及率存在區(qū)域差異。隨著城鎮(zhèn)化步伐加快，給水管網(wǎng)的不斷完善，城鎮(zhèn)用水普及率必然會(huì)得到較大提高。根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于落實(shí)“國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知”的實(shí)施方案》，確定在“十一五”期間水務(wù)工作的目標(biāo)是2010年全國(guó)城鎮(zhèn)供水普及率不得低于95％。我們以95％作為2010年的預(yù)測(cè)值，2020年預(yù)計(jì)達(dá)到100％。
耗水系數(shù)：一般認(rèn)為，我國(guó)的城鎮(zhèn)居民耗水系數(shù)為0.25左右。隨著未來(lái)生活洗浴和服務(wù)業(yè)用水量的增大[9，10]，預(yù)計(jì)生活耗水量?jī)H會(huì)微量增加，大量用水將以廢水的形式排放，即耗水系數(shù)將呈下降趨勢(shì)。據(jù)已有研究成果[11]，城鎮(zhèn)居民生活耗水系數(shù)將以每年0.0029遞減。
3.3 廢水回用率
1997年美國(guó)已建成回用工程357項(xiàng)，目前回用水量已超過(guò)247萬(wàn)t/d；南非共和國(guó)的約翰內(nèi)斯堡供水量為113萬(wàn)t/d，其中85％是利用城市污水作水源[12]。我國(guó)在污水資源化開(kāi)發(fā)和利用方面遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家和污水回收利用發(fā)展較早的發(fā)展中國(guó)家。據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，我國(guó)2006年城鎮(zhèn)廢水回用率為4.7％。2000年國(guó)務(wù)院在《全國(guó)城鎮(zhèn)供水節(jié)水與水污染防治工作》會(huì)議上提出：“大力提倡城鎮(zhèn)污水回用等非傳統(tǒng)水資源的開(kāi)發(fā)利用，并納入水資源的統(tǒng)一管理和調(diào)配。”城鎮(zhèn)污水處理率的提高，大量城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)，回用政策的逐步完善，為城鎮(zhèn)污水回用創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇。根據(jù)“十一五”計(jì)劃、“創(chuàng)建環(huán)境保護(hù)模范城鎮(zhèn)”和《全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)“十一五”規(guī)劃》要求，設(shè)置未來(lái)城鎮(zhèn)廢水回用率。
4 城鎮(zhèn)生活廢水排放量情景預(yù)測(cè)結(jié)果
運(yùn)用建立的預(yù)測(cè)模型，將設(shè)定的參數(shù)代入公式，按照不同情景進(jìn)行計(jì)算，分析得出未來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)生活廢水排放量(表3)和城鎮(zhèn)生活廢水排放量增長(zhǎng)情況(表4)。分析表明，在情景2中城鎮(zhèn)生活廢水產(chǎn)生量是未來(lái)最有可能出現(xiàn)的；在情景3中城鎮(zhèn)廢水排放量是最為理想的環(huán)境友好型發(fā)展情況，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。情景1反映出如果未來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，污染治理技術(shù)沒(méi)有提高，即使人均用水系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)保持基準(zhǔn)年不變，僅人口增長(zhǎng)所帶來(lái)的環(huán)境壓力也會(huì)使城鎮(zhèn)生活廢水排放量顯著增加，并在2020年超過(guò)情景3。在情景2中，城鎮(zhèn)生活廢水產(chǎn)生量最接近現(xiàn)實(shí)情況，但由于城鎮(zhèn)廢水回用設(shè)施建設(shè)滯后導(dǎo)致廢水排放量為3種情景中最高的；2020年排放量為623.07億t，比2006年增長(zhǎng)110％，說(shuō)明污染治理和技術(shù)提高是未來(lái)解決城鎮(zhèn)生活廢水排放、保護(hù)水環(huán)境資源的重要手段。情景3在城鎮(zhèn)生活廢水產(chǎn)生量不斷增加的情況下，廢水排放量的增長(zhǎng)速度逐漸減緩，2020年比2006年僅增加31.36％，2020-2030年廢水排放量年平均增長(zhǎng)率為-0.77％，出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，有利于環(huán)境的保護(hù)與改善。
5 結(jié)論
目前我國(guó)城鎮(zhèn)生活廢水排放量還很大，針對(duì)影響廢水排放量的指標(biāo)因素提出幾點(diǎn)建議：①逐步提高水價(jià)，實(shí)行階梯制收費(fèi)制度，用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)人均用水系數(shù)；②加強(qiáng)環(huán)保宣傳，提高節(jié)水意識(shí)；③制定循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)范、導(dǎo)則和政策，用法律法規(guī)的形式把城鎮(zhèn)生活污水的處理和廢水回用的方式法治化。
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