哈尔滨市非常规水协同利用配置研究_滕云.pdf

第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程 ，年月 ，滕云，郭洪聪，李辉，等哈尔滨市非常规水协同利用配置研究水利科学与寒区工程，（）：哈尔滨市非常规水协同利用配置研究滕云，郭洪聪，李辉，王煜婷，董鹤（黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 ；黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 ）摘要：非常规水资源在工业上的大量投入使用有利于传统水资源的节约保护，可加速和改善天然水资源的循环过程，使有限的水资源发挥出更大的效用。本文以哈尔滨为研究区间，针对水质标准和再生水、雨水、海水、矿井水、苦咸水在水资源量、经济效益、成本三方面对哈尔滨工业非常规水资源的配置进行研究，得出结论：雨水、再生水、矿井水、苦咸水的配置比例分别为，。关键词：工业园区；非常规水；协同配置中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：黑龙江省自然基金项目联合引导项目（）作者简介：滕云（），女，黑龙江依兰人，高级工程师，主要从事节水技术研究工作。：。研究区间概况 区间概况哈尔滨位于黑龙江省中南部，松嫩平原南部，是黑 龙 江 省 政 治、经 济、文 化 中 心，总 面 积 ，市辖区面积 ，常住人口约 万人。区域内有一江、二河、三沟，河流均属于松花江水系。整体来看哈尔滨水资源总量丰富，但随着经济社会和工业的发展，水资源污染严重，且降雨量明显降低，加上 年后的连续干 旱，哈 尔 滨 已 成 为 工 程 性、资 源 型 缺 水城市。数据整理本研究基于哈尔滨非常规水用于工业园区的工业用水，根据哈尔滨市污水处理厂出水水质均达到一级及以上标准，通过国家标准中水质要求对哈尔滨非常规水资源水质进行评估，如表、表、表。表工业用水控制指标控制项目冷却用水直流冷却水循环冷却水系统补充水洗涤用水锅炉用水工艺与原产品用水原水 浊度 铁 锰 氯离子 总硬度（以 计）总碱度（以 计）硫酸盐 氨氮（以计）续表控制项目冷却用水直流冷却水循环冷却水系统补充水洗涤用水锅炉用水工艺与原产品用水原水总磷（以计）溶解性总固体 粪大肠菌群个 石油类 阴离子表面活性剂 表一级标准排放指标基本控制项目污水一级标准 动植物油 石油类 阴离子表面活性剂 总氮（以计）总磷（以计）年 月 日前建成 年月日起建设的氨氮（）色度（稀释倍数）粪大肠菌群个 表一级标准排放指标基本控制项目污水一级标准 动植物油 石油类 阴离子表面活性剂 总氮（以计）总磷（以计）年 月 日前建成 年月日起建设的 氨氮（）色度 粪大肠菌群个 通过对水质及其标准的研究，哈尔滨非常规水资源满足工业应用。对哈尔滨市的降雨量、再生水量、矿井水量及其所带来的经济价值，生产运输成本等数据进行收集，选取水资源量（）、经济正效益（）、成本（）为评价指标，对雨水、再生水、矿井水、苦咸水四种非常规水资源的利用量分布进行计算，最后可得出各种非常规水的利用比例。对指标进行赋权时根据各项目在各指标的数据相比较赋权，然后运用 算法对各项目进行评估，计算出各项目的适配度，以此得出各非常规水的配置比例。协同利用配置模型该研究选取各类非常规水资源量、经济效益、成本为指标层，非常规水资源协同配置方案为目标层，具体研究层次结构如图所示。图层次结构图对各指标因素进行比较赋权，本研究将级别分为级，如表所示。表比较赋权表因素比因素量化值 因素比因素量化值 同等重要两相邻判断中间值、稍微重要因素比因素 比较重要可得出各指标赋权矩阵：水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷未归一化评分，如式（）：（）式中：为各项目在某项指标的未归一化得分；为各项目在各指标上比较赋权得分；为各指标的最小值；为各指标的最大值。归一化评分，如式（）：总（）式中：为各项目在某项指标的归一化得分；总为各项目在某指标的总未归一化得分。总评分计算如式（）：（）结果与分析哈尔滨降水量丰富，污水处理量较大，利用规模较小，苦咸水和矿井水量少，且利用条件较为苛刻。为了解哈尔滨全年降水情况，对哈尔滨多年各月平均降水量和多年平均降水量进行整理，如图，图所示。由此来看，哈尔滨降水量最多的月份（降雨量最高）是月，最干燥的月份（雨量最少）是月，年平均降水量可达 ，总体来说雨水资源量充足。由于水资源量（）和经济效益（）都属于正向指标，成本（）属于负向指标，因此需要将成本进图哈尔滨多年各月平均降水量图哈尔滨多年平均降水量行正向化处理，将其处理成极大型指标。将指标进行正向化处理后根据式（），式（）计算出各指标的评分。如表，表所示。表指标评分非常规水种类水资源经济效益成本赋权未归一化评分归一化评分赋权未归一化评分归一化评分赋权未归一化评分归一化评分雨水 再生水 矿井水 苦咸水 表各指标总得分非常规水种类总得分非常规水种类总得分雨水 矿井水 再生水 苦咸水 由此可得出雨水、再生水、矿井水、苦咸水四种非常规水资源对水资源量（）、经济正效益（）、成本（）三个指标的关联度，也可根据关联度得出其在工业上应用的配置比例。如图所示。建议（）应重视非常规水源配置工作。哈尔滨应结第期滕云，等哈尔滨市非常规水协同利用配置研究图非常规水在工业应用配置比例合自身情况积极开发利用非常规水源，规划确定好合适的水源种类、利用模式、利用方向等，使非常规水资源得到充分利用。在工业园区非常规水配置工作中，应做到应用尽用、能用尽用，结合具体条件和经济因素考虑非常规水资源的科学配置方案。（）应当建立健全相应法律法规，加强强制约束力。非常规水并不能直接投入使用，而是应当先经过加工处理，在非常规水加工、运输过程中，相关监督部门应当严格按照相关规范对非常规水资源进行全方位、全链条的监督管理，杜绝水质不达标问题。（）增加专项资金投入。哈尔滨相关部门可以增加非常规水处理、运输等设施建设的专项投资，建立适配的非常规水运输管网，对于工业园区能进行充足的非常规水供给。此外，对已建成的管道进行维护，主要针对管道老化问题，对管道进行定期观察与维护，杜绝管道问题造成的水资源浪费。（）健全水价机制，鼓励非常规水资源利用。按照“补偿成本、合理收益、优 质 优 价、公 平 负担”的原则，科学合理的非常规水价，由于公民对非常规水普遍抱有不信任、不主动的态度，因此，合理设置非常规水价格，使价格杠杆在水资源市场中充分发挥主导作用，对于利用非常规水进行工业生产出台相关财政补贴政策，制定合理的价格体系，使自常规和非常规水的价格比趋于合理，就能提高非常规水资源的利用效率。结论（）雨水作为一种天然的非常规水资源，来源广，处理成本低廉，具备较大的经济效益，且哈尔滨降雨充足，在工业园区的冷却用水、洗涤用水等方面都具备完好的适配性，因此哈尔滨工业园区在非常规水的利用方面可考虑优先利用雨水，建立完备的雨水收集处理体系，增大雨水利用量。（）再生水与工业用水匹配度极高，工业园区在进行运转过程中会产出极大量的工业废水，可考虑就近建立污水处理厂，对工业废水进行处理达到标准后再次利用。（）通过水资源量（）、经济正效益（）、成本（）三个指标对工业园区的非常规水利用配置进行研究，得出雨水、再生水、矿井水、苦咸水的配置比例分别为，。哈尔滨工业园区可根据该结论对非常规水协同配置方案进行规划，优先收集利用雨水，加大再生水利用率。参考文献：倪欣业，郝天，王真臻，等我国非常规水资源利用标准规范体系研究中国给水排水，（）：王宗志，谈丽婷，耿敏，等考虑调水和供水规则的水库优化调度水资源保护，（）：，李俊，宋松柏，王小军，等考虑不同利益主体的区域常规与非常规水资源协同配置模型应用基础与工程科学学报，（）：马涛，刘九夫，彭安帮，等中国非常规水资源开发利用进展水科学进展，（）：崔丙健，高峰，胡超，等非常规水资源农业利用现状及研究进展灌溉排水学报，（）：隋欣，刘硕，张宁宁，等哈尔滨市水资源现状研究绿色科技，（）：水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷