可持续水资源:可持续水资源管理解决方案和战略的基本指南

可持续用水意味着一个国家能够实现水自给自足:确保有足够的水满足从农业到市政和工业的多种需求。这也意味着，尽管气候变化带来的影响，如降雨不足和干旱，或雨水过多和抗洪能力强，但水供应将保持稳定。可持续用水还意味着在匹配供需方面的经济效益是叠加的，水的输送过程是尽可能高效的。与此同时，水的可持续性也意味着通过将传统水处理技术与可再生能源结合起来实现能源中性。下面这篇文章旨在为您提供有关可持续用水的所有知识。

什么是水的可持续性?

^{图片来源:the United}

可持续的水管理意味着有能力满足当前的水需求，而不损害后代满足同样需求的能力。实现可持续的水管理需要多学科和整体的方法，其中包括技术、环境、经济、景观美学、社会和文化问题。

在全球范围内，拥有可持续的水意味着向地球上的每个人提供维持生命所需的最低20至50升每日水的负担得起的途径。在此之前，联合国大会承认“享有安全和清洁的饮用水和卫生设施的权利是充分享受生命和所有人权所必不可少的一项人权”。

水的可持续性还意味着有效和全面的水资源管理。现在对水资源有多种需求，这就需要可持续、综合和全面的水资源管理。

英国监管机构Ofwat将“可持续用水”描述为:“一个可持续的水循环，在这个循环中，我们能够满足我们对水和污水处理服务的需求，同时使后代能够满足他们自己的需求。”

根据美国环境保护署(EPA)的说法，这可能意味着对供水和废水系统进行有效规划，以管理它们的运营和基础设施，并确保它们所服务的社区的可持续爱游戏首页性。该机构表示，在基础设施规划中考虑可持续性的好处包括:

• 通过与社区透明和包容的过程，设定目标和选择项目，优化环境、经济和社会效益
• 实现一系列解决公用事业和社区目标的备选方案的一致性
• 增强公用事业长期的技术、财务和管理能力。

一般来说，水务公司有长期的规划范围和长期的基础设施运营和维护承诺。投资决策的成本和潜在收益需要很长一段时间才能实现。因此，美国环保署的可持续发展政策呼吁饮用水和废水系统进行“稳健而全面的”规划，以确保水基础设施投资在其生命周期内具有成本效益，资源效率高，爱游戏首页并与其他相关社区目标一致。

水的可持续性水平也会因公用事业而异。一些公用事业和社区已经将可持续性考虑纳入他们的规划过程，但正在寻找方法来改进和完善他们目前的努力。其他人可能会选择将重点放在这些考虑如何有助于以成本效益满足现有的监管或服务要求上。

可持续的水解决方案:基础

可持续的水系统应该为特定的需求提供足够的水量和适当的水质，而不影响未来提供这种能力和质量的能力IWA．

该协会指出:“可持续发展领域的水系统可能不完全包括用水，但包括传统上需要用水的系统。例如无水厕所和无水洗车机，它们的使用有助于缓解用水压力，确保可持续的供水。”

^{图片来源:美国地质调查局}

以下来自IWA的列表说明了如何可持续地利用不同的水源:

地表水

地表水是有限的，因为世界各地分布不均，各种活动造成的污染意味着地表水未经处理是不适合饮用的。如果建造得当，大坝可以提供可持续的水供应，因为这些结构可以用于发电、灌溉、防洪、引水和航运。然而，大型大坝项目可能对可持续性提出挑战:对野生动物栖息地、鱼类洄游、水流和水质以及社会经济影响产生负面环境影响。因此，应进行可持续性影响评估。

地下水

地下水占全球淡水的50%以上，对饮用水至关重要。只有在进入、离开和储存在系统中的水量保持不变的情况下，地下水才能成为一种可持续的水供应。IWA表示，不可持续的地下水使用会导致水位下降，流量减少，水质降低，直接影响当地社区。

海水淡化

^{图片来源:Elemental Water Makers}

在一些缺乏淡水的国家，海水淡化多年来一直提供足够的水供应。然而，与地下水和地表水处理相比，热法和膜法对能源的需求更高，这对海水淡化的可持续发展提出了挑战。然而，IWA表示，如果与可再生能源相结合，海水淡化的可持续性可以得到改善。分散的,太阳能海水淡化已被推荐为为希腊6000个岛屿提供更可持续用水的方法。

再生水

^{图片来源:塔塔和霍华德}

再生水，或称为水回用，也是一种可持续的供水来源，可以缓解对主要水资源的压力，如地表水和地下水。根据特定的应用，再生水必须经过处理以提供适当的质量，例如用于灌溉或工业使用。世界各地的水回用水平各不相同。西班牙和中国等国家仍在继续带头实现水的重复利用后者占2010年至2017年承包产能的49%。

可持续水资源管理

可持续供水是水资源综合管理据IWA称，美国是美国。该协会将其定义为“将持有不同观点的多个利益相关方聚集在一起，以确定如何最好地管理水的实践”。要决定一个水系统是否可持续，必须考虑到各种经济、社会和生态方面的考虑。

与此同时，联合国概述了需要进行可持续水资源管理的以下领域，这与其“为所有人确保可持续用水”的总体目标相关联。

农业

^{图片来源:Aquatech}

到目前为止，农业是全球最缺水的用水户，占全球取水的70%，尽管这一数字在各国之间差别很大。雨养农业是世界各地主要的农业生产系统，平均而言，其目前的生产力仅为最佳农业管理下可获得潜力的一半多一点。到2050年，世界农业将需要在全球范围内增加60%的粮食产量，在发展中国家则需要增加100%。

工业和能源

工业和能源加起来占用水需求的20%。较发达国家的工业淡水取用比例比农业占主导地位的较不发达国家大得多。平衡可持续性的要求与工业大规模生产的传统观点给工业带来了几个难题。其中最大的一个问题是全球化，以及如何在全球范围内传播工业化的好处，同时又不对水和其他自然资源造成不可持续的影响。

国内行业

城市用水占用水总量的10%。然而，据估计，全世界仍有7.48亿人得不到改善的水源，25亿人得不到改善的卫生条件。

城市

^{图片来源:芝加哥全球事务委员会}

世界上一半以上的人口已经生活在城市地区，预计到2050年，全球90亿人口中的三分之二以上将生活在城市。此外，这种增长大部分将发生在发展中国家，这些国家应对这种迅速变化的能力有限，而且这种增长还将导致生活在贫民窟的人数增加，这些贫民窟的生活条件往往很差，包括供水和卫生设施不足。因此，为了经济增长、社会公平和环境可持续性而开发水资源，将与城市的可持续发展密切相关。

生态系统

也许过去几十年来对可持续发展所产生的最重要的挑战是正在形成的全球生态危机，它正成为人类进一步发展的障碍。从生态的角度来看，可持续发展的努力并不成功。全球环境退化已达到临界水平，主要生态系统接近可能引发大规模崩溃的阈值。必须尊重全球行星边界，以保护地球的生命维持系统，这需要成为未来可持续发展框架的基础。

可持续水管理战略:三个例子

可持续用水战略将由区域和国家政府制定，并将根据各种因素而有所不同:水基础设施的成熟度、气候变化的影响和风险、政府的雄心水平、监管和获得资金的机会等。

根据IWA的说法，可持续性既是一个目标，也是一个结果。可持续水资源管理的概念框架认为，水是一种可再生的、但受全球和区域限制的有限资源。这应通过制度和法律/法规建设综合生态、经济和社会考虑，以实现可持续的水资源。

在许多案例研究中，政府主导的可持续水资源管理战略已经制定出来，同时考虑到国家法规。下面我们列出了三个非常不同的例子，从城市到州和全国范围:

全国可持续用水:北爱尔兰的长期用水战略

^{图片来源:Aquatech}

这一范围广泛的战略的重点是可持续管理用于家庭、农业和工业的河流、湖泊、湖沟和含水层的水．该文件提出了如何在当地可持续地管理过量雨水，以减少洪水对社区的影响。它还研究了我们如何减少运输和处理饮用水和废水所需的能量。爱游戏首页

全州:澳大利亚维多利亚州可持续用水战略

在澳大利亚州水资源规划的过程中，有四个区域水资源战略．在1989年《水法》的推动下，必须至少每10年对这些可持续的水战略进行审查。《中部地区可持续用水战略》的审议工作于2016年开始，现已完成。西部区域和吉普斯兰区域可持续水战略的五年评估于2017年开始，也已完成。预计将于2019年底开始对《北方区域可持续水战略》进行审查。

城市范围:鹿特丹——在城市韧性方面领先

荷兰城市鹿特丹在阿卡迪斯的可持续城市水资源指数排行榜上名列榜首．这座城市在水管理方面一直是创新和积极的，包括对其水库集水系统的大量投资。鹿特丹已经成为一个展示窗口在城市恢复力方面，直接导致可持续供水:就水储量而言，这座城市是世界上最高的城市之一。

水的可持续性项目:三个例子

水可持续发展项目有三个例子:

淮坊市地下水资源厂

^{图片来源:中国日报}

该项目以“北京生态水回用可持续解决方案”荣获第十二届IWA项目创新奖金奖。这座占地31公顷的污水回收站旨爱游戏首页在缓解北京南部面临的污水处理压力，并改善凉水水质。地下废水回收设施将设有四个160爱游戏首页平方米的生物反应器，生产符合地表水环境质量标准第四级(IV)级的循环水。作为一个地下处理厂，该设施的目标是减少土地占用，并包含任何噪音和恶臭从工厂散发。灰水将用于工业和市政用途，而污泥将作为垃圾填埋场和森林土壤浓缩处理和重复利用。

苏丹乌姆杜尔曼供水优化计划

^{图片来源:Biwater}

恩图曼供水和优化计划是2008年撒哈拉以南非洲地区实现千年发展目标的最重要步骤之一，旨在缓解苏丹首都喀土穆及其周边地区严重的饮用水短缺。Biwater公司签约资助和建造一个大型水处理厂，主要分配和储存，并在白尼罗河和青尼罗河汇合处下游的尼罗河上有一个进水口。创新的进水口结构是为了可靠地管理具有挑战性的水位波动、强劲的水流和每年雨季期间河流携带的大量淤泥。有趣的是，Biwater设计的创新进水口结构可以在两层上下浮动，以应对高达8米的水位变化，以及水中沉积物的绝对重量和强度。

改善安第斯社区的条件

^{图片来源:Andres Times}

一个名为AICCA的项目正在秘鲁、玻利维亚和哥伦比亚的安第斯地区展开，该项目将专注于清洁水和气候变化。拉丁美洲开发银行和全球环境基金总共向该项目提供了1 000万美元的支助。该项目旨在应对气候变化的挑战，重点是确保安第斯人口的水可持续性。

可持续水资源管理:可再生能源与水资源的结合

可持续水资源管理的一个实际体现是可再生能源供水系统，特别是太阳能海水淡化。这与国际海水淡化协会(IDA)的全球清洁水海水淡化协会设定的2020-2025年间20%的新海水淡化厂由可再生能源提供动力的目标相一致。

通过将可再生技术和海水淡化技术结合在一起，这被视为在短期内减少海水淡化碳足迹的一个至关重要的组合。

迄今为止，在中东、西班牙和印度已经进行了几次小规模试验，将集中太阳能发电(CSP)和海水淡化结合起来。面临的挑战是如何扩大运营规模，使其完全独立，在没有阳光的时候不使用电网作为后备电源。例如，目前许多开发项目在夜间恢复电网供电，以确保持续运行。

值得一提的是沙特阿拉伯发展中的一个著名案例研究。二月份，工程公司Metito宣布与阿卜杜拉国王经济城(KAEC)签订合同，建造一个“太阳能海水淡化厂”。

^{图片来源:Aquatech}

该海水淡化厂的价值为220,404,144新币(合5,870万美元)，开始生产3万立方米/天的饮用水，以后可扩大到6万立方米/天。该项目预计将开发24个月，预计于2020年第一季度开始生产。

这项工作包括一个2兆瓦(MW)的太阳能工厂，将完全设计、采购、安装、调试并与RO系统集成。

该领域的其他发展包括更小的离网太阳能脱盐解决方案。法国工程公司Mascara Renewable Water开发了这样一个系统，并在阿布扎比进行了试验。它使用海滩井从海附近的钻孔中获取海水。据该公司介绍，海滩井的天然砂过滤消除了专用预处理系统的需要。

电池存储也被吹捧为拥有一个独立的太阳能和光伏淡化工厂的一种方式。然而，人们仍然担心所需的高投资成本，以及较长的交付时间。