上海市非常规水资源利用现状及对策建议
导 读：非常规水资源是常规水资源的重要补充，上海一直以来积极推进非常规水资源利用，主要包括雨水、再生水利用，以及沿海电厂取用海水进行直流冷却。未经处理的海水直接利用不包含在非常规水资源统计口径内，因此，本文所讨论的非常规水资源利用主要为雨水和再生水利用两种类型。
发达国家对再生水利用起步较早，有的是出于国情水情考虑，有的因经济发展需要。比如淡水资源极度匮乏的新加坡，长期开展再生水利用研究，技术先进，截至2016 年，已建成4 座再生水厂（新生水厂）提供高品质再生水，广泛用于工业，也可用作饮用水源补给，其总供水量约占新加坡总用水需求的30%，预计到2060 年将比例提升至55%。日本对再生水的利用也从最初的用于厕所冲洗、景观浇灌，到现在致力于优化再生水生产工艺，提高再生水水质，拓宽其用途。而水资源相对丰富的加拿大则主要将再生水回用于住宅、商用建筑冲厕等一般用水。雨水利用方面，陆地面积较小的新加坡和日本主要考虑将雨水留下来作为资源再利用。而雨水相对丰富的美国则主要以渗透为核心，辅以收集和利用，最具代表性的方法措施即为最佳雨洪管理措施（BMP）和低影响开发（LID）。德国主要通过向居民和企业征收高额雨水费，通过经济、法律手段相结合的方式，推动雨水的广泛利用。
我国非常规水资源利用情况因各地水情及经济状况不同，差异较大。根据《中国水资源公报》，2021 年京津冀地区非常规水资源利用量占该地区供水总量[除直流火（核）电用水量]的9.34%，而水资源较为充沛的江浙沪地区，此比例为2.87%。上海滨江临海，水系发达，但受上游污染影响，原水水质相对较差，属于水质型缺水城市。2021 年上海市供水总量[除直流火（核）电用水量]为49.8 亿m3，其中非常规水资源利用量为0.2 亿m3，占比仅约0.4%，低于国家平均水平（2.56%），与其他地区存在差距，有较大的可提升空间。为进一步摸清上海非常规水资源利用现状，本文研究了部分企事业单位、小区非常规水资源利用情况，分析其特点、存在的问题及原因，提出符合上海实际的非常规水资源利用对策建议。
1 数据来源
研究选取了各企事业单位（月用水量超过5 000 m3，包括公共场所、学校等）、节水型示范小区为调查对象，2020 年通过邮寄纸质版调查表（表1～表2）的方式开展调查，共寄出1 914 封调查信，包含1 561 家企事业单位、353 家小区，覆盖全市各行政区。共收到反馈有雨水或再生水利用的有效表格98 张，包含77 家企事业单位、21 家小区；其中95家涉及雨水利用，3 家涉及再生水利用。同时，收集2021 年和2022 年“上海市工业水重复利用及雨水综合利用案例评选”活动中的获奖案例以及工作中发现的优秀案例作为补充，并对数据存疑的单位、小区进行电话回访，问询核实细节；海绵设施建设案例均来源于2021 年、2022 年数据。最终收集到的开展非常规水资源利用的单位类型及数量如表3 所示。
表1 雨水利用调查表
注：-表示填空题，下同。
表2 再生水利用调查表
表3 非常规水资源利用单位类型及数量
2 上海非常规水资源利用现状
2.1雨水集蓄利用情况
结合海绵城市建设收集利用雨水，主要是通过生态湖、人工湿地等方式净化、利用雨水。收集方式有两种：一种是利用天然地势洼地，自然汇集周边雨水；另一种是通过改造雨水管网和积水点，人工汇集雨水。也有部分小区将雨水利用与小区景观结合，如建造透水地坪、雨水生态池等，打造绿色生态小区。
建设微型集雨工程主要是通过修建水池、加装雨水罐等方式收集利用屋面、道路、绿地雨水。在108 家建设微型集雨工程的单位中，16 家在2010年前（含）建造，92 家在2010 年后建造；103 家设施处于正常运行状态，5 家设施处于不正常运行状态（正在维修或已报废）；64 家包含雨水净化处理环节，包括初期弃流、沉淀、过滤和消毒，其余无净化处理环节的设施大多存在回用方式简单、设施无人维护、雨水发臭、雨水实际利用率低的问题；50 家单位无法确定实际雨水利用量，其余58 家单位实际雨水利用量情况如表4 所示。可见，雨水年利用量普遍较小，只有17.24%的单位雨水年利用量＞10 000 m3，其特点是结合单位实际需求开展雨水利用，能切实解决某一方面的痛点问题。如部分单位利用调节池的调蓄雨水补充内部河道，提高河道水动力，改善河道水生态；利用温室大棚面积大的优势，收集棚顶雨水用于农业灌溉，节约大量水资源；部分学校将雨水利用实践与课程结合，起到良好的宣传教育作用。
表4 微型集雨工程雨水利用
2.2再生水利用情况
出于经济效益考虑，相较于机关单位、学校、小区，企业更愿意也更有条件开展内部中水回用，比如将生产废水回用于保洁、绿化、冷却用水或浓水回收利用等，但内部回用不属于再生水利用范畴。所调查的单位中，仅有3 家开展了再生水利用，具体情况如表5 所示。
表5 再生水利用
其中，上海申美饮料食品有限公司再生水利用属于梯级中水回用，由于受水企业的性质不同，对再生水水质要求不同，加上企业厂址的变化，梯级利用存在较大不确定性，运行成本较高。南翔下沉式再生水厂地下为水处理系统，地面为公园，生产的再生水直接用于公园景观及周边自然水体生态补水，不受再生水管网限制，为周边居民提供了免费休闲场所，成为生态环境的亮点，周边居民满意度非常高。
3 存在的问题及原因
3.1雨水集蓄利用
（1）年利用量小且回用途径单一
由表4 可知，56.9%的单位雨水年利用量≤1 000 m3，回用途径单一。分析原因，单位受制于占地面积小的问题，雨水收集桶小，雨水收集量有限。且不愿实施改造工程以扩大雨水收集范围或拓宽雨水利用途径。
（2）雨水净化处理装置比例低
由于加装净化处理装置，投入回收期变长，经济效益较差，单位不愿加装。
（3）缺乏计量表具
一方面，单位缺乏精细化用水管理思维，认为无需对雨水用量进行计量和分析；另一方面，相关政策、制度未对计量表具的安装作出规定或要求。
（4）结合建筑物景观改造的雨水综合利用较少
海绵设施建设目前主要集中在公园、绿地、园区、高校等占地面积大的区域，而在小区住宅和商业建筑群中的应用较少。分析原因主要是小区住宅和商业建筑群建筑密集，硬质地面多，可实施海绵化改造的区域较少，且改造涉及路面开挖、管网铺设等工程，影响环境和工作生活；缺乏开展雨水综合利用的生态理念和相关知识，在新、改、扩建时未将雨水综合利用纳入整体规划。
3.2再生水利用
（1）基础设施建设难度大
再生水输送需要配套的独立管网，但受水企业分布广，基础设施建设存在投资大、工程量大、难度大的问题，综合使用成本偏高。缺少相应的专项资金，市场投融资难度也较大。
（2）缺乏政策扶持
再生水利用成本较高，效益回收期长，目前缺乏相应的价格、财税政策，单位开展再生水利用的积极性不高。其价格机制也尚未理顺，上海市自来水价格较便宜，再生水相对于自来水并无价格优势。
（3）公众对再生水安全性存疑
在部分领域，公众对再生水利用接受度不高，对其使用安全性信心不足，比如认为其水质不达标，不能浇灌农作物等。
4 对策建议
4.1用户层面
（1）雨水利用
单位应结合自身特点，选择适宜的雨水利用方式，能解决单位用水痛点、难点问题，将雨水利用落到实处。
居民小区人口密度大，建筑数量多，建造集雨箱或蓄水池的场地有限，同时对景观环境有一定要求，可结合雨水综合利用营造室外景观水体，如将雨水引入景观水池，通过种植挺水植物自然净化水质。也可铺设透水地砖，建造植草沟、雨水花园等，既达到了美化环境的效果，又实现了小区内雨水的蓄渗调节。
机关单位与小区类似，普遍场地有限，绿化较少，可采取与小区同样的方法。
中小学校特别是市区的中小学校，普遍占地面积小，雨水收集量有限。雨水利用的重点不在于回用量，而在于实践与课程的结合，可尝试多种形式的雨水利用方式，比如建造小型雨水回用系统、人工湿地、雨水花园等。将雨水利用的实践融入校本课程，研学结合，带领学生在实践中探索雨水利用的多种途径，达到科普教育的目的，从而树立循环利用水资源的理念，营造爱水、节水、惜水氛围。
高校占地面积大，科研院系多，应充分发挥高校科研优势，促进产学研融合，创新雨水净化技术和雨水利用途径，提高雨水回用量。
生产企业用水情况复杂，用水量大，雨水利用潜力大。建议挖掘适宜自身、能切实解决企业用水痛点的雨水利用方式，比如将雨水回用于生产用水、冷却用水、内河补水等。同时应积极开展企业废水内部循环使用，进一步提高水资源重复利用效率。
园区占地面积大，硬质面多，收集利用雨水有天然优势，应在园区设计初期就结合园区特点，对雨水利用进行规划。例如微型集雨工程和海绵设施建设可以结合，通过建造植草沟收集、引流雨水至集雨箱，再进一步净化处理。也可建造雨水花园、绿色屋顶、透水铺装等，美化环境的同时，降低雨水径流量，减少内涝，改善园区生态环境。有条件的园区，也可开展非常规水资源梯级利用和企业间的串联用水，进一步提高水资源利用效率。
（2）再生水利用
对比《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T 18921—2019）、《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920—2020）与污水厂一级A 排放标准可知，对于排放标准达到一级A 的污水厂，若将其出水作为再生水用于观赏性景观河道，针对色度、浑浊度、嗅味进一步处理达标即可；若将其出水用于道路清扫等杂用水，针对浑浊度、嗅、总氯进一步处理达标即可。且由表5 可知，两座污水厂的再生水年利用量远大于申美公司，有很大的回用潜力。目前上海市部分污水处理厂已达到一级A 排放标准，可进一步研究污水厂出水作为景观环境用水或杂用水的可行性，减少管网敷设对再生水利用的限制。应用成熟后，再逐步建设再生水管网至受水企业，扩大再生水利用范围。
（3）将非常规水资源利用纳入工作规划
单位应提前安排部署，将非常规水资源利用纳入工作规划，提前申请专项资金，制定计划，在合适的时机推动建设非常规水资源利用设施。特别是有改扩建工程规划时，可同步建设雨水集蓄系统或海绵设施，减少工程次数。
4.2管理层面
（1）政策设计层面
建议根据上海市非常规水资源利用情况，不断优化完善雨水、再生水利用相关政策，研究制定雨水、再生水利用建设标准以及运行维护标准，推进上海市非常规水资源利用工作的开展。
（2）实施层面
一是积极落实节水“三同时”制度，鼓励单位在新、改、扩建时，同步建设非常规水资源利用设施，有效避免路面二次开挖、破坏环境等问题。二是对非常规水资源利用行为提供直接的财政补贴，政府可成立专项资金等鼓励企业开展非常规水资源利用。三是鼓励金融机构为非常规水资源利用提供金融服务，推进节水绿色信贷业务。四是建议开展水价机制研究，探索适宜的水价执行方案，激发非常规水资源利用内生动力。五是结合超定额累进加价制度，对开展非常规水资源利用的企事业单位，根据其利用量确定定额指标的增幅或超定额累进加价水费的减免。六是持续推进节水型载体建设、水效领跑者遴选、非常规水资源利用案例评选等工作，树立典型，给予荣誉，激发工作热情。
（3）服务与支持层面
一是加强政策宣传。向公众宣贯国家政策，了解非常规水资源利用的相关要求。二是加强优秀案例宣传。挖掘典型案例，搭建交流平台，促进各企业单位间的经验分享，协同共进。三是加强科普宣传，提升公众信任感，提高非常规水资源利用，特别是再生水利用的接受度。四是提供技术服务和指导。督促各单位完善表具安装，帮助梳理非常规水资源利用的途径和思路，找到适宜的利用方式。
5 结论
（1）根据一手调查资料，研究分析了上海市部分单位开展非常规水资源利用的实际情况，发现2010 年后非常规水资源利用发展较快，但雨水回用途径单一，多数单位雨水利用量较小，未结合单位实际开展利用；再生水利用量远大于雨水利用量，但受管网限制较大。
（2）各单位应结合自身特点和实际用水需求开展非常规水资源利用，进一步拓宽回用途径；管理部门应加强引导、积极试点、做好宣传，同时给予政策扶持，激发企业动力，稳步有序、因地制宜地推进非常规水资源利用。
