随着水资源的不断开发利用,人类活动对水资源影响的敏感度逐步增大,水资源的开发利用必须以维持正常的生态环境需要为基础,必须考虑水资源的承载能力。但是,在未来的发展中,各国城市依然面临着水资源供需矛盾进一步加剧和水环境压力越来越大的双重压力。对于像中国这样的发展中国家来说,随着城市化进程开始步入加速时期,国内水资源开发利用的重心正逐步由农业供水向城市供水转移。
中国水利水电科学研究院水资源所裴源生说:“一般而言,城市化率是随着人均国民生产总值和第二、第三产业占国民经济比例的增加而逐步增加的。目前,我国城市化水平为36%,正处于飞速发展阶段。”根据相关研究预测,21世纪中叶,我国城市化率将达到60%,城市人口约为9.6亿人,是现在城市人口的2倍左右。而随着城市化的发展,城市供水对水资源开发利用的需求将越来越大。专家预测,未来50年内,中国城市供水占总供水量的比例将从现在的25%增长到39%。
裴源生说:“到本世纪中叶,我国供水将增加1700亿立方米,其中1400亿立方米用于解决城市用水,即未来新增供水的82%为城市供水。如今,部分地区已经发生一部分农业供水向城市供水转移的现象,这在上世纪七八十年代的美国也曾有过。”有关资料显示,中国当前的水资源开发利用率为20%,供水能力达5640亿立方米,近年供水量在5600亿立方米左右。
而中国工程院发布的一项题为“中国可持续发展水资源战略研究”的综合报告预测,中国用水高峰将出现在2030年左右。在充分考虑节水的情况下,估计用水总量为7000亿~8000亿立方米,要求供水能力比现在增长1300亿~2300亿立方米。扣除必需的生态环境需水后,全国实际可能利用的水资源量约为8000亿~9000亿立方米,预计的用水量已经接近合理利用水量的上限,水资源进一步开发的难度极大。如果不采取有力措施,我国有可能在未来出现严重的水危机。届时,我国人口增至16亿,全国人均水资源量将由现在的2200立方米降至1760立方米。而按照国际上一般承认的标准,人均水资源量少于1700立方米的即为用水紧张国家。
同时,随着我国社会与经济的稳步发展,城市对水量与水质的需求不断增加。目前和今后相当长的一段时期内我国供水行业所面临的突出问题是水质问题,一方面水源普遍受到污染,另一方面水质需求标准不断提高。
饮用水水源的污染,致使饮用水水质恶化,对城市居民身体健康构成严重威胁,制约经济进一步发展和影响社会稳定;其中,化学污染物会导致人类基因突变,严重地影响人口的整体素质。水源水质污染的另一个重要方面是氮、磷营养物大量排入水体所导致的水体富营养化,水体中藻类的过量繁殖已经严重影响自来水厂的净化效果。我国水土流失严重,水中天然有机物浓度较高,也增加了饮用水的处理难度。
有机物在氯化消毒过程中与氯作用,不但增加氯耗影响消毒效果,而且生成多种对人体有害的氯化消毒副产物,其中大部分对人体健康构成潜在威胁。特别是传统的预氯化工艺,高浓度的氯与源水中较高浓度的有机污染物直接作用,生成的氯化消毒副产物浓度会更高。
随着我国经济的迅速发展,对城市饮用水水质要求将不断提高,到2000年大中型城市一类水司试行的水质指标由现行水质标准的35项增加到88项,新的国家饮用水标准也即将颁布,将对水中多种微量有机污染物进行严格控制。研究安全、优质饮用水处理技术将是一项非常重要的研究课题,而开源、节流、治污,仍将是解决城市水资源压力的主要途径。