本文選題：南水北調(diào) + 水資源承載力��； 參考：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)》2016年博士論文

【摘要】：水資源的有限供給與人口不斷增長(zhǎng)之間日益突出的矛盾,使得水資源的可持續(xù)供給問(wèn)題的重要性逐步被人們所認(rèn)知。北京市作為我國(guó)的首都,不僅僅是我國(guó)的政治中心,同時(shí)也是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)中心與文化中心,多重的城市功能屬性使得北京市成為了全世界人口最為集中的超大型城市之一。但是,北京市的天然資源稟賦卻并不是非常優(yōu)越。一方面,北京市的人口依然在不斷的膨脹,社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展;另一方面,北京市地處我國(guó)華北地區(qū),其氣候是典型的暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,全年降水量不高,水資源短缺。如何協(xié)調(diào)北京市的水資源與人口之間愈發(fā)尖銳的矛盾,從而使得水資源與人口發(fā)展關(guān)系能夠互相協(xié)調(diào),已經(jīng)成為了一個(gè)必須要迫切解決的問(wèn)題。南水北調(diào)工程是一項(xiàng)有望在一定程度上緩解我國(guó)的水資源分布時(shí)空不均矛盾的宏偉工程。其中,中線工程與東線工程將長(zhǎng)江水調(diào)入到沿線的多個(gè)缺水城市,有助于解決這些缺水城市的供水困難。南水北調(diào)中線工程一期通水之后,對(duì)北京市的水資源的供需矛盾的緩解起到了非常重要的作用。但是,外調(diào)水入京,其所造成的影響必然是多方面的,外調(diào)水的水量多寡、水質(zhì)好壞、成本高低等等,都將對(duì)北京市的供水體系造成一定的影響。特別是外調(diào)水質(zhì)與本地水質(zhì)的差別將對(duì)北京市現(xiàn)有水處理工藝體系和供水管道系統(tǒng)產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。因此,南水北調(diào)來(lái)水后,如何對(duì)北京市現(xiàn)有的供水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、有效和及時(shí)的調(diào)適管理,對(duì)于北京市供水安全的保障以及北京市經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在對(duì)南水北調(diào)來(lái)水、北京市的水資源供給及其利用現(xiàn)狀調(diào)查分析基礎(chǔ)上,針對(duì)北京市多水源供給,對(duì)北京市供水系統(tǒng)調(diào)適和管理進(jìn)行了研究。論文主要研究?jī)?nèi)容及取得成果如下:1、通過(guò)對(duì)北京市各類水資源調(diào)查,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)近年來(lái)北京市地表水資源量在6.76~17.95億m3之間,地下水資源量在15.08~21.55億m3之間,水資源總量在21.84~39.50億m3之間。正常年份的水資源總量基本在25億m3左右波動(dòng)。北京市水資源總量的變化受大氣降水影響較大。2、分析了當(dāng)前北京市的水資源供給情況,研究了北京市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求情況。北京市用水可分為生活用水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水。近年來(lái),北京市的用水量雖然出現(xiàn)了一定的結(jié)構(gòu)性的變化,在第一產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)方面的用水量有所下降,但環(huán)境用水與生活用水在逐年增加。近年來(lái)北京市年用水總量在36.0~39.6億m3之間,但總體保持在35億m3左右小幅波動(dòng)。北京市的需水壓力較大。近年來(lái)工業(yè)用水基本上保持在5億m3左右,生活用水由2011年的15.6億m3上升到2015年的18.6億m3,年均增長(zhǎng)率為4.8%,環(huán)境用水由2011年的4.5億m3上升到2015年的8.3億m3,年均增長(zhǎng)率為21%。農(nóng)業(yè)用水總量開始大幅下降,由2011年的10.9億m3降低到2015年的7.5億m3,年均降低7.8%。近年來(lái)北京市各類用水總量的變化與北京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和政策密切相關(guān),工業(yè)用水的保持穩(wěn)定說(shuō)明北京市的重工業(yè)外遷策略已經(jīng)開始顯現(xiàn)作用。農(nóng)業(yè)用水的下降反映了城市化進(jìn)程壓縮了農(nóng)業(yè)發(fā)展的空間。而與此同時(shí),城市化帶來(lái)的結(jié)果就是城市人口日漸增多,生活用水以及城市環(huán)境用水總量攀升。3、研究認(rèn)為,當(dāng)前北京市的水資源供給來(lái)源較為多元化,但總量方面較為有限�；诒本┦兴Y源短缺、供需矛盾突出狀況,北京市目前形成了本地的地表水、地下水、再生水、應(yīng)急水以及外調(diào)水聯(lián)合供水的基本格局。根據(jù)北京市水資源變化情況,提出了年供水分別為40億、48億、54億的低、中、高三種供水方案。根據(jù)北京市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求,認(rèn)為到2020年北京市的供水量極限為54億m3。4、分析了水資源承載能力的影響因素,探討了北京市當(dāng)前的水資源承載能力的模型構(gòu)建的問(wèn)題。通過(guò)研究,建構(gòu)了水資源承載力模型,對(duì)北京市的水資源承載能力進(jìn)行了分析,認(rèn)為北京市的水資源承載能力在呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì),但自2005年至2008年北京市的水資源承載力下降速度基本上保持在5%上下,而到了2008年以后,水資源承載力的下降趨勢(shì)有所減緩,基本上維持在了1.5%-3%之間,到了2013年北京市的水資源承載力有所提升。這一方面說(shuō)明北京市自從申奧成功之后,對(duì)水資源的保護(hù)采取的一些措施確實(shí)卓有成效。而2013年水資源承載力的提升,則與北京市2012年的降水量大增有密切的關(guān)系。對(duì)水資源超載的問(wèn)題進(jìn)行了分析,研究認(rèn)為北京市水資源供需矛盾加大、水權(quán)制度不完善、水價(jià)沒(méi)有反映用水效率、水資源管理不當(dāng)使資源配置低下以及水污染加劇了水資源短缺等是北京市水資源超載的原因。南水北調(diào)來(lái)水豐富了北京市的供水途徑,提高了供水能力,可以使北京市本地水得以有效涵養(yǎng)。5、研究了南水北調(diào)工程對(duì)北京市的供水水質(zhì)的影響,探討了南水北調(diào)中線工程一期來(lái)水與北京市本地水的水質(zhì)差異。通過(guò)對(duì)南水北調(diào)來(lái)水和北京市本地水水質(zhì)分析及比較,發(fā)現(xiàn)南水北調(diào)來(lái)水主要在硫酸鹽、氯化物、總硬度、導(dǎo)電率以及硝酸鹽氮等五個(gè)指標(biāo)方面與北京市本地水存在差異,并且前者普遍高于后者。兩者水質(zhì)的差別將導(dǎo)致南水北調(diào)來(lái)水之后北京市有關(guān)水廠水處理工藝和技術(shù)的改變。特別是南水北調(diào)來(lái)水硫酸根以及氯離子的大幅增加與堿度的減少,將導(dǎo)致了水體腐蝕性增強(qiáng),供水管網(wǎng)的酸堿失衡,因此應(yīng)加強(qiáng)北京市供水管網(wǎng)的防腐措施建設(shè)。根據(jù)南水北調(diào)來(lái)水與北京市當(dāng)?shù)厮|(zhì)差異實(shí)際,構(gòu)建了水質(zhì)水量響應(yīng)模型,根據(jù)此模型可將南水北調(diào)來(lái)水與北京市本地水有效混合,從而保證了北京市供水和供水管網(wǎng)的安全有效使用。研究認(rèn)為南水北調(diào)工程原水經(jīng)歷了1200公里的明渠輸送,途徑大量村莊與橋梁,可能遭受途徑地的污染,水質(zhì)情況有一定的不確定性。在供水水質(zhì)的保障方面,需要非常注意藻類的去除問(wèn)題。丹江口原水的總氮較高,在長(zhǎng)途的輸水之后,有機(jī)氮向無(wú)機(jī)氮的轉(zhuǎn)化,這是北京市水處理工藝之中可能面對(duì)的潛在問(wèn)題;對(duì)于長(zhǎng)距離的明渠輸水,要有足夠的應(yīng)變措施,防止出現(xiàn)突發(fā)性的水污染事件的發(fā)生;在水源切換之后,可能引發(fā)的配水管網(wǎng)的化學(xué)穩(wěn)定性的破壞問(wèn)題要引發(fā)足夠的重視,必須要對(duì)南水北調(diào)來(lái)水進(jìn)行有針對(duì)性的水質(zhì)調(diào)節(jié)。6、對(duì)南水北調(diào)來(lái)水后北京市水處理工藝調(diào)整和優(yōu)化進(jìn)行了研究。分析對(duì)比了不同水處理工藝優(yōu)缺點(diǎn),研究認(rèn)為:機(jī)械加速澄清池,處理效果佳、成本低,適應(yīng)性強(qiáng),在常規(guī)處理環(huán)節(jié),是首選方案。臭氧-生物活性炭吸附工藝可進(jìn)一步強(qiáng)化常規(guī)工藝安全性,可有效去除水中有機(jī)物和病原微生物,鑒于南水北調(diào)來(lái)水后水質(zhì)特征具有不確定性,建議在原有的常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)之上引入臭氧-活性炭吸附過(guò)濾的深度處理工藝。利用超濾膜技術(shù)可以顯著改善出水濁度,一般可以控制在0.1ntu以下,保持水質(zhì)穩(wěn)定性。同時(shí)超濾膜對(duì)于兩蟲的控制效果顯著,可以有效去除隱孢子蟲屬、賈第鞭毛蟲屬、大腸桿菌等腸球菌等。鑒于北京市已經(jīng)成為國(guó)際化大都市,人民生活水平日益提高,對(duì)供水安全性和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高,南水北調(diào)來(lái)水后有必要實(shí)施深度處理工藝。利用臭氧活性炭吸附技術(shù),對(duì)于水質(zhì)色、嗅及味等指標(biāo)具有顯著改善效果;利用超濾膜及活性炭工藝能夠在上述基礎(chǔ)之上,將出水濁度控制在更低水平。根據(jù)南水北調(diào)來(lái)水水質(zhì)特點(diǎn),以及北京市現(xiàn)行水廠運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),基于南水北調(diào)來(lái)水后北京地區(qū)來(lái)水具有多水源、高風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn),作者提出了水處理工藝優(yōu)化流程:緊急狀態(tài)的預(yù)氧化或者粉末活性炭投加預(yù)處理—機(jī)械加速澄清池常規(guī)處理—?dú)馑礇_洗濾池—預(yù)臭氧生物活性炭吸附池—超濾膜處理。7、通過(guò)對(duì)水價(jià)產(chǎn)權(quán)、稀缺性以及自身價(jià)值等內(nèi)涵的解讀與剖析,引入全成本訂價(jià)法、收益還原訂價(jià)法和市場(chǎng)訂價(jià)法的概念,研究了在南水北調(diào)來(lái)水后,對(duì)北京市的供水價(jià)格的具體影響。認(rèn)為北京市行業(yè)水價(jià)差別過(guò)于顯著,水資源費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)稍顯弱化,水價(jià)的上漲幅度及速度都沒(méi)有將其自身的供需矛盾徹底表現(xiàn)出來(lái),特別是在水資源消耗量相對(duì)較大的夏季,水資源對(duì)于北京市社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展所造成的制約性影響更為顯著,目前的供水價(jià)格尚未切實(shí)將水價(jià)內(nèi)涵展示出來(lái)。建構(gòu)了水價(jià)形成模型,分析了影響北京市的供水價(jià)格的構(gòu)成要素,南水北調(diào)供水之后北京市的多水源水價(jià)的形成機(jī)制,并且通過(guò)對(duì)北京市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的預(yù)測(cè),分別制定了在正常發(fā)展速度之下的中等方案以及在快速發(fā)展速度之下的高方案,同時(shí)還按照北京市的發(fā)展規(guī)劃,制定了較低用水水平以及一般的用水水平。兩兩組合之后,形成了四種需水方案的水價(jià)構(gòu)成模型。根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有的數(shù)據(jù),對(duì)其具體的價(jià)格構(gòu)成進(jìn)行了測(cè)算。通過(guò)對(duì)北京市當(dāng)?shù)乜捎盟Y源量、缺水情況、南水北調(diào)供水量進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)北京市當(dāng)?shù)毓┧娜杀舅畠r(jià)核算,以及考慮了南水北調(diào)外調(diào)入水之后的兩部制水價(jià)核算,并進(jìn)行了分行業(yè)的綜合水價(jià)核算。通過(guò)全面的分析,認(rèn)為南水北調(diào)來(lái)水之后,會(huì)在部分行業(yè)提高用水成本,但綜合水價(jià)不會(huì)高于居民的水價(jià)承受能力。8、研究認(rèn)為,南水北調(diào)來(lái)水能夠在一定程度上緩解北京市的水資源供需壓力,但并不可能從根本上解決北京市的所有供水問(wèn)題。北京市還需要從自身內(nèi)部著手,加強(qiáng)水資源的可持續(xù)利用,在具體架構(gòu)方面,則考慮以政府層面、市場(chǎng)手段以及社會(huì)力量三位一體,全面參與的方式,完善相關(guān)法律法規(guī)、政策制度,形成完善的水資源價(jià)格機(jī)制、優(yōu)化產(chǎn)權(quán)制度、創(chuàng)新市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制,加快水資源市場(chǎng)體系的建設(shè),鼓勵(lì)社會(huì)力量積極參與到水資源可持續(xù)利用之中來(lái)。
[Abstract]:Based on the investigation and analysis of water resources and population development in Beijing , this paper studies the water supply system and water supply system in Beijing . According to the change of water resources in Beijing , the water resources carrying capacity of Beijing has been increased from 150 million m3 in 2011 to 830 million m3 in 2015 , and the annual average growth rate is about 21 % . In recent years , the water resources carrying capacity of Beijing has been reduced to 750 million m3 in 2015 , and the annual average growth rate is decreased by 7.8 % . This paper studies the water quality characteristics of Beijing ' s water supply and water supply network . Based on the analysis of the characteristics of water quality and high risk of water supply in Beijing , this paper analyzes the factors affecting the water supply price in Beijing . In a comprehensive way , perfect the relevant laws and regulations , the policy system , form perfect water resources price mechanism , optimize the property right system , innovate the market adjustment mechanism , accelerate the construction of the water resources market system , and encourage the social forces to participate actively in the sustainable use of water resources .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV213.4;TV68
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本文編號(hào)：1732740