武云甫 王樹平 任曉燕
（沈陽市規劃設計研究院）

1　前言

　　沈陽現狀年水資源總量32.62億m³, 其中可利用量17.99億m³, 實際利用量22.32億m³,超用量4.33億m³,地下水長年嚴重超采,面臨枯竭。沈陽人均占有水量約489m³,為世界的1/18[1],遠低于國際公認維持一個地區發展所必需的人均水量1000m³臨界值,為我國十大缺水嚴重大城市之一。目前沈陽城區年需水量9.6億m³，實際年供水僅約7億m³，缺水量達2.6億m³，市街水壓平均值曾連續30天不足0.12Mp,水壓長時間低于0.1Mp的地區已達140 km2以上，占城區總供水面積的71.8%，成為制約城市可持續發展最關鍵“瓶頸”尤其是人均生活用水僅僅134升，與2005年、2010年的規劃用水定額200升、230升分別差66升、96升；預測到2010年、2020年需水總量將分別達到13.8億m³、19.7億m³,形勢極為嚴峻,供需矛盾非常尖銳。
　　沈陽地下水主要依靠渾河補給,但是渾河沈陽城市段形成極為嚴重的長年污染;其中僅1990年至今排入污水即達60億m³以上;監測結果的宏觀分析表明:污染總趨勢是以沈陽為中心,渾河干流為軸線, 向兩側呈現由嚴重至重度污染的分布特征,并且具有明顯的分帶規律;地下水已被污染為硫酸-氯化物類型的范圍已達210km2,污染為氯化物-硫酸類型的范圍高達400km2以上,城市水源所有取水井1030眼,水質合格率已由1974年的58.8%下降到19.7%。尤其城區超采漏斗區日趨深廣:1935年城區地下水平均深僅1～2.5m,50年代約4m, 如今超采漏斗區廣達285km2,并以每年13km2向外擴展, 其中心區地下水平均深達49m以上;中環路內的123.2km2含水層已疏干,無水可采,大量建成取水井報廢; 根本改變了渾河側向補給的水力條件,大大加速了對于漏斗區域內地下水的污染,致使自來水公司制水成本明顯提高,為民用水價125%靠財政補貼,嚴重影響供水建設, 尤其是消火栓[2]等建設。污染特別嚴重的東工和鐵西等水源井還被迫報廢,更加劇水匱乏狀況,不得不從遠在上百里以外的遼河水系石佛寺水源和渾河上游的大伙房水庫分別年引水0.75億m³和1.5億m³,以解燃眉之急，水匱乏嚴重制約沈陽經濟發展和人民生活水平提高。
　　在沈陽地下水現狀開采總量中，農業灌溉水（以下簡稱：農灌水）高達13.7億m³，占63.7%，分別是城市生活用水和工業用水4.7倍和3.3倍。這對水資源緊缺的沈陽，無論是從社會效益、經濟效益、環境效益的那一方面來加以衡量，都很不可取。并與國家規定水資源優先用于城鎮生活，其次工業，然后農業的原則不相符合。為使這一嚴重狀況根本改善和盡快解決, 全面加速實施污水回用不僅十分必要,并且刻不容緩[3]。在松遼運河規劃[4]實現之前,立足于污水回用就是相當現實和必要的途徑; 可盡快解決水匱乏與水污染嚴重狀況和改善飲用水與地下水水質,功在當代,利在千秋,效益極大,應加速實施1995年編制的沈陽市污水回用規劃[5]。根據可持續發展的觀點,就是將來松遼運河建成,仍要全面綜合地考慮污水回用的經濟合理性和污水資源化的重大戰略意義, 繼續實施科學合理利用水資源的污水回用規劃。

2　經濟合理、保質保量加速實施沈陽市污水回用規劃

　 通過建設六大污水處理廠及其專用回用水管網,重點建設單位和小區中水道系統，充分利用天然降水，力爭在2005年成為我國第一個實現城市全部污水無害化排放示范大城市，規劃到2010年、2020年分別達11.4億m³、19.2億m³污水回用于環境、農業、工業、市政、建設、采暖和雜用等[6]。
2.1污水回用經濟性與其五大用戶。
2.1.1污水回用單位投資與成本比引水工程經濟
　　如沈陽北部污水處理廠（規模為40萬m³/d ，其中工業與環境各用20萬m³ /d)，相當于大伙房引水工程單位投資與成本的60%,尚未包括相應的水庫投資在內。并且科技的飛速發展使得污水回用成本日益低廉, 如沈陽南部污水處理廠（規模為50萬m³/d其中工業與環境分別用20萬m³/d與30萬m³/d),運行成本分別為0.426元/m³和0.38元/m³。
2.1.2污水回用五大用戶
　　（1）大力推行占工業污水年排放總量60%的約2.1億m³冷卻水和沖洗水等循環利用;一般并不需要復雜處理,僅降溫和沉淀即可。
　　（2）積極推廣中水道系統 沈陽年供水總量約7億m³,其中約4億m³可用中水, 應緊密結合污水處理回用規劃[6]同步進行。考慮到目前自用中水單位成本1.3元/m³，低于沈陽生活用自來水的1.8元/m³（包括0.4元/m³污水排放費用），更遠低于工業、三產、公建等用自來水，因此首先在137個用水量達1萬m³/d以上的工業戶和建筑面積在2萬m2以上的568個小區與226個大型公建重點建設中水系統。
　　（3）沈陽環城水系長達78km, 規劃投資100余億元在2010年前建成水、綠、園、游、 路等多功能的人文生態觀賞帶和風光旅游帶;但除自然降水外,每年僅由大伙房水庫供0.5億m³,流水慢而不清甚至成為死水發臭,嚴重污染環境。為了達到環城水系全年有水(冬季為冰下水以補給地下水)的規劃目標,需要污水回用1.8億m³。
　　（4）沈陽農灌用水將由1990年的18.8 億m³增加到2010年的22.5億m³,可污水回用。
　　（5）回灌城區地下水,可以污水回用替換出大伙房水庫用于農灌與環境的優質水5億m³回灌,并節省了污水深度處理的大筆費用, 又使城區大量報廢取水井復活。
2.2建設六大污水處理廠及其專用回用水管網，使污水全部達標回用
　　這是城市環境污染綜合整治戰略中的水環境污染整治[8]的必保重點項目, 宜根據污水匯集系統末端標高將污水處理廠建于地下適宜深度,既節能和保護環境,又可提供公園、運動場、停車場等建設用地; 污水中所含熱量經熱泵利用低谷電蓄存循環用于供熱與制冷, 消化污泥可轉換成能源,污泥渣還可用于建材、農肥等, 以進一步增加效益。因為污水回用量大面廣,應統一規劃建設集中承壓水池[9],避免重蹈城區建設大量分散常壓水池后再進行二次改造的復轍, 并且宜規劃與供熱系統共用一套泵池設施[10]。預測沈陽城區污水回用量2010年、2020年分別達11.4億m³、19.2億m³。

3　加速實施污水回用規劃的原則、系統劃分及示范工程

　　（1）為根本解決沈陽城區嚴重缺水和水污染狀況,合理利用水資源,發展經濟和提高人民生活水平, 沈陽應借連年被聯合國列為世界城市可持續發展計劃試點和國、省的大力支持，加速實施至關重要的城市污水回用規劃。如在北部和南部污水處理廠相繼投產后，目前正緊鑼密鼓建設西部污水處理廠。該廠投資約9.4億元（其中世界銀行貸款8391萬美元，還款期15年，延長期5年，還款額等同于貸款額），占地面積55公頃，日均處理能力80萬m³,采用日變化系數1.3，則最大處理能力為104萬m³。考慮到雨水和截流暗渠進水的一級處理需要，格柵和初塵池設計按160萬m³校核，超過104萬m³的雨水流量則在二次處理構筑物前排入與廠區相連的細河。世界銀行估計未來10年全世界需要投資6000億美元才能達到提供可敷應用的用水目標,但國際援助只能滿足發展中國家淡水資源開發需求的10%。因此沈陽應當在積極爭取國際、國家、省和市域外財團或企業投資的同時, 必須遵循經濟規律，實行水資源開發商品化,尤其是水價改革應按價值規律和參考通貨膨脹因素,建立市場價格支持體制以水養水,滾動發展。
　　（2）同步建設中水管網和環城水系,調整水源用戶和改造現狀自來水管網,工業用水與生活用水分流,規劃將污染嚴重的水源井群改為工業專用,經工業區現狀自來水管網輸送工業用水,并新建工業區生活用水系統。統一污水回用資源管理,實現規劃建設、開發利用、供給維護等一體化,緊密結合城市規劃方針與重點建設實施;城市新開發區在規劃階段就應注意水資源合理利用, 污水回用一步到位;大力實施污水與雨水的分流制,直接實現污水回用資源型, 不再經歷污染型和達標排放型。
　　（3）污水回用系統基本可分為污水回用中水、工業用自來水、天然降水。關于中水與工業用自來水可否共用管網,提高效益,有待今后論證。合理考慮并充分注意污水回用不同系統水源、管網及其配套設施定位和用地的規劃要求,嚴防混水污染,小區和單位獨立式自用中水系統尤應注意。
　　（4）在工業區新建優質水源和專用生活用水管網, 原污染水源和管網改為工業用水, 投資少而見效快。例如規劃實施的示范工程--鐵西區分質供水工程已于1998年7月1日全部竣工,這是沈陽乃至我國東北地區首例大規模分質供水工程規劃建設,受益人口達72.8萬人。該工程共投資2.2億元,其中新建翟家水源, 提抽近百米深的優質地下水日均15萬m³投資1.8億元,敷設27.1km長專用生活用水管網投資0.4 億元。鐵西區是全國聞名的重要工業區和重點工業改造區, 是沈陽大中型企業的集中區，是沈陽第一用水大戶,市政日均供水量達46萬m³,占城區151.8萬m³的30%;經1個自來水管網系統分別供工業用水31萬m³與生活用水15萬m³。以前鐵西區一直由李官堡、郎家等水源供水,但其建成的時間久遠,地下水源動態平衡嚴重惡化,供水能力萎縮,導致用水長期緊張,嚴重影響生產和生活;并且水污染日益加重,水質合格率逐年下降,多年來一直低于城區平均水平,影響人民健康較大。該工程順民意、得民心,經濟、環境、社會效益達到最優化。寶貴的優質水資源得到優水優用保障人民健康;原供水46萬m³的污染水源和管網等設施則得到物盡其用, 基本解決了該區工業用水緊張狀況,自來水公司還節省大量按高標準生活水供應低標準工業水的深加工費用。
　　（5）充分利用天然降水
　　1）沈陽自然降水時空不勻,降水量空間總體分布由西北向東南遞增;年均降水變化量大,如80年代的極大值為1986年903.3mm,極小值為1980年463.9mm; 一次降水量如1983年6月28日遼中地區特大暴雨量超400mm, 但新民地區春旱期降水量則小于35mm;在年均降水量620.9mm中,夏季112天為445.3mm,占71.7%,春秋冬三季共253天為175.6mm,占28.3%。1997年至8月16日沈陽城區降水僅2.6mm, 為百年大旱。但1995年渾河暴發1888年以來百年不遇特大洪災, 僅大伙房水庫上游洪峰流量就高達10700m³/s,遼寧省社會財產損失343億元,其中沈陽市損失76.3億元。并且在年均降水量620.9mm中,夏季112天為445.3mm,占71.7%,春秋冬三季共253天為175.6mm,占28.3%。大量沈陽極需的水資源以洪水形式一泄千里泛濫成災;枯水期則綿長多有斷流之虞。 為充分利用天然降水資源與大量減少污水處理廠工作負荷, 應徹底實現污水與雨水分流,并按系統分別匯集利用。其中降水的細菌和病毒污染輕，處理工藝流程簡單和費用低，出水的公眾可接受性強。 應大力研究利用沈陽位于下遼河"地下水庫"(總庫容653.5億m³,可調庫容45.38億m³)中下游(庫容496.41億m³,可調庫容34.57億m³)的地利,組織降水進入該庫,抗洪抗旱,根本解決水源問題。雖距城區較遠和投資巨大, 但比引水距離長640km和規劃總投資高達224.5億元的松遼運河更有競爭力。同時應積極利用環城水系儲留降水以豐補欠。
　　2）大力規劃建設下凹式綠地[11]，可充分利用天然降水（雨水和雪水）資源就地轉化為土壤水和地下水，根本克服城市道路、建筑等使城區非滲透水面積最高可達90%[12]的弊病；同時節省大量綠地用自來水，有效緩解城市缺水緊張狀況，有利于盡快恢復城區地下水采補平衡。沈陽城區所有適宜規劃建設的下凹式綠地如全部實現（包括現狀地面綠地建設圍埂攔蓄雨水類型），可攔蓄城區約80%的天然降水資源，除滿足綠地用水外，還可補給地下水，緩解城區地下水超采漏斗區不斷擴大和加深的嚴重趨勢。沈陽在每年汛期凡逢暴雨過后，很多路面積水比較嚴重，必須開動全部雨水泵（耗費大量電能，并且其年利用有效小時極低），然而交通仍受影響，一些地段乃至多日阻絕交通。大力規劃建設下凹式綠地可在根本上改變上述不利狀況。大片下凹式綠地還可根據地形和周邊建筑規劃因勢利導建成人工湖沼綠地，平添一派江南水鄉園林風貌，冬季又可作為滑冰場。量大面廣的住宅小區成片林地綠地下面則可建設天然水匯集池，集樓房雨水和開春融化雪水充分利用，并且大幅度緩解了城市汛期排水壓力，雨水泵配備可大量減少，還減輕了下游地區的洪澇威脅。由于路面雨水依靠標高差自流進入下凹式綠地，以往道路必備的大量配套雨水井和雨水管可基本取消或大量減少，僅僅在綠地設置高于綠地攔蓄水位標高和低于路面標高的簡單雨水口即可，天然水資源首先經過綠地充分蓄滲吸收，通常只有汛期中的部分暴雨雨水流走。
　　3）進一步加強人工增雨、雪[13]，大力開發和充分利用云水資源，僅僅其投入產出的直接經濟效益比就高達100倍以上。尤其是沈陽人工影響天氣指揮中心完成了預定的各項科技攻關指標任務，并在理論、實踐、作業方面取得了突破性進展，人工增雨、雪催化技術日益成熟，建立了人工增雨、雪綜合技術系統后的當年增加量就比前3年平均人工增雨、雪所增加的降水量翻了一番。

參考文獻

　　[1] 武云甫 檀星 任曉燕.城市缺水與綜合整治戰略.城市發展研究,1996;4
　　[2] 武云甫 任曉燕. 大力規劃建設消火栓刻不容緩. 城鄉建設,1996;6
　　[3] 武云甫 檀星.城市分質供水規劃略談.城市規劃,1999;9
　　[4] 武云甫 檀星.松遼運河規劃略談.經濟地理,1997;4
　　[5] 武云甫 賀傳政 檀星. 沈陽市污水處理回用規劃略談.東北城市規劃,1995;2
　　[6] 武云甫 檀星. 沈陽水匱乏與污水回用.中國城市規劃學會,1998年優秀論文三等獎.
　　[7] 武云甫 檀星.沈陽城區水環境污染和綜合整治戰略.東北市政科技,1997;12
　　[8] 武云甫 檀星.規劃建設集中承壓水池.住宅科技,1997;12
　　[9] 武云甫 賀傳政 宮巍. 《小區給水和供熱系統共用一套定壓設備》. 全球信息網絡（World Wide Wed）國際交流
論文，1998
　　[10] 武云甫 任曉燕 章慧慧.沈陽市管道直飲水規劃建設工程全面啟動.中國給水排水,2001;2
　　[11] 武云甫 任曉燕 王燕敏. 缺水城市宜大力規劃建設下凹式綠地. 城市規劃通訊，1999..21
　　[12] M C Gromaire-Mertz,S Garnaud,A Gonzalez and G Chebbo. Characterisation of urban runoff pollution in Paris. Water Science & Technology,1999.39(2):1-8
　　[13] 中國土木工程學會給水排水學會給水委員會，主編. 中國給水五十年回顧. 見：武云甫 金光熙 檀星 任曉燕. 加強
城市水資源管理，解決城市缺水. 北京：中國建筑工業出版社，1999.66-74