中東地區(qū)的水利基礎(chǔ)設(shè)施
充足的供水和基礎(chǔ)設(shè)施對于所有社會的健康和經(jīng)濟發(fā)展來說,都是至關(guān)重要的。這對于中東地區(qū)的國家來說尤為重要,其中的原因有很多。
首先,中東是世界上最干燥的地區(qū),本身存在著許多令人頭疼的問題。中東的大多數(shù)國家(除伊朗、伊拉克和敘利亞外)每年所消耗的淡水量要多于可再生水源所能提供的水量。此外,某些國家正經(jīng)歷著人口的巨大增長以及城市化和工業(yè)化程度的加深,這給水的供給系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施帶來了額外的巨大壓力。
業(yè)界預(yù)計,到2020年整個海灣地區(qū)將有1000億美元投資在現(xiàn)有和未來計劃建設(shè)的水和污水項目上。本文將對這些項目以及推動這些項目的基礎(chǔ)設(shè)施進行比較詳細(xì)的介紹。
主要的基礎(chǔ)設(shè)施
過去40多年,中東地區(qū)的水處理項目主要涉及五大領(lǐng)域:水庫、水井、管道、海水淡化工廠和水處理設(shè)施。
水庫
該地區(qū)重要的水庫有數(shù)百個。伊朗最多,接下來是敘利亞和沙特阿拉伯。在中東地區(qū)的東北部,底格里斯河、幼發(fā)拉底、卡魯恩河等主要河道上的水庫是水力發(fā)電的主要水源。伊朗目前正積極增加其水庫的數(shù)量,以滿足日益增長的供水和發(fā)電需求。
像沙特阿拉伯這樣的國家沒有大規(guī)模的連續(xù)流動的河流,水庫都建在干涸的河道內(nèi),以捕集冬季短暫但強烈的降雨,以備整年之用。在沙特,雖然水庫眾多,但是該國一半以上的用水量仍以淡化海水為主。該地區(qū)的一些水庫經(jīng)常出現(xiàn)的問題包括:基本的基礎(chǔ)設(shè)施問題、水力發(fā)電機的老化以及由于泥沙沉積而導(dǎo)致的水庫容量減小。
水井
水井在中東地區(qū)的供水歷史上占據(jù)著重要地位。在某些地區(qū),天然及人造的水井是游牧部落賴以生存數(shù)千年的唯一水源。一些深層含水層開發(fā)項目最近啟動,以便為利雅得(Riyahd)及其他內(nèi)陸城市供水,其中包括Bowaib Water Project和Wasei Water Project。在中東地區(qū),新的深層含水層開發(fā)工作仍在繼續(xù)。據(jù)報道,2009年6月,在也門南部地區(qū)Al-Ghaliah附近的地下225-320米深處發(fā)現(xiàn)了大量的含水層。報道稱第一批水井的出水量為1800升/分鐘。目前新井的鉆探工作仍在進行。
作為人類的可靠水源,雖然水井已經(jīng)有很長的歷史,但是今天已經(jīng)很難滿足中東地區(qū)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和大量家庭的用水需求。人們也逐漸意識到,地下水的過度使用并不是解決供水問題的長久之計。在降雨稀少的地區(qū),深層含水層的補給周期極長。一些深層地下水(也稱作化石水)已經(jīng)滯留地下數(shù)千年,實際上短期內(nèi)是無法替換出來的。
地下水的使用中存在的問題包括過度使用(含水層的損耗)、海水滲透污染水源 ;某些情況下,天然的放射性同位素鐳也會污染水源,例如最近在約旦發(fā)現(xiàn)的化石水。
伊朗的Karaj水庫。伊朗目前正積極增設(shè)水庫,以滿足供水和電力方面對水的需求的增加。
海水淡化
中東地區(qū)擁有世界上最大的海水淡化能力。沙特阿拉伯大約運營著30家海水淡化工廠,是最大的淡化海水生產(chǎn)國。就世界排名來看,沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋和科威特分別占第一、第三和第四位。美國占第二位。在阿聯(lián)酋,海水淡化工廠目前幾乎可以供應(yīng)該國70%的用水量。沙特阿拉伯情況相似。
業(yè)界預(yù)測,中東地區(qū)的淡化海水需求量年增長率為6%,全球平均增長率大約為3%。這主要是由于海灣地區(qū)人口的不斷增長和城市化/工業(yè)化進程的加快。世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟衰退并沒有使海灣地區(qū)對海水淡化項目的需求減少,因為對水的迫切需求幾乎是不惜代價的。
2009年4月在沙特阿拉伯又有一座海水淡化工廠試運營,阿卜杜拉親王為這座位于Jubail II市的新工廠揭幕。新工廠采用多效蒸餾技術(shù),是世界上同類工廠中最大的一個。該工廠有27個處理單元,每個單元每天能夠生產(chǎn)29630立方米淡水。所有單元的總產(chǎn)水能力為80萬立方米/天。該工廠利用臨近電廠的廢熱來驅(qū)動蒸餾工藝單元。
海水淡化是海灣地區(qū)淡水的重要來源。然而,這并非不會對環(huán)境造成影響。中東地區(qū)的許多海水淡化工程都采用熱法淡化技術(shù),例如多效蒸餾,因為有充足的燃油可以為蒸餾工藝提供熱能。這樣,熱的廢水會被排放到海灣中,使周圍環(huán)境中的水溫不斷上升。含鹽的廢水還含有高濃度的鹽,以及其他污染物,例如氯、阻垢劑和銅,這些正導(dǎo)致海灣的鹽度和其他化學(xué)成分的濃度不斷增加。海水淡化工廠中的廢水處理技術(shù)是全世界的工業(yè)界和政府共同關(guān)注的課題。
海水淡化在經(jīng)濟和環(huán)境兩方面都會花費巨大的成本,因此,淡化能力的迅速增長必須與具有前瞻性的水務(wù)政策相平衡,即鼓勵節(jié)水,杜絕浪費。
管道
水的傳輸管道是中東整個水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。海水淡化工廠位于海岸沿線,但大部分水是供遙遠(yuǎn)的內(nèi)陸使用的。在沙特阿拉伯,有超過4000公里的輸水管道用于整個國家的水的配給。沙特首府利雅得位于阿拉伯半島中部,擁有多條源自沿海城市Jubail海水淡化工廠的管道,總長超過460公里,目前,利雅得人口將近600萬,對供水和水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的需求巨大。雖然阿聯(lián)酋、卡塔爾、科威特、以色列、約旦和其他海灣國家的輸水距離比較短,但是淡水的輸水管道同樣重要。
目前在建的項目包括沙特境內(nèi)的一條新管道,用于為紅海附近的Taif市供水;以及科威特境內(nèi)位于Mina Abdulla和West Funaitees之間的一條輸水管道。海灣地區(qū)還有許多其他項目,包括現(xiàn)有管道的維護,以預(yù)防泄漏,據(jù)說這是水資源短缺的一個重要原因。
水處理設(shè)施
中東各國政府認(rèn)識到,僅僅從供給方面著手不是解決海灣地區(qū)水資源短缺的長久之計,譬如水庫、水井和海水淡化工廠等。雖然這些工程有著各自的作用,但是廢水處理項目的擴建才是實現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的條件之一。水的可持續(xù)性會平衡總的耗水量與可再生水源的總產(chǎn)水量,減少或消除對非可再生水源的依賴,例如化石水。因此,必須大量回收水資源,減少對新的水源的需求。
世界許多地區(qū)都實行了廢水的循環(huán)再利用,而且處于不斷增長之中。處理過程中產(chǎn)生的水通常用于農(nóng)業(yè)灌溉、景觀美化、區(qū)域制冷用水和其他工業(yè)領(lǐng)域。其中采用的技術(shù)包括各種類型的膜過濾工藝,例如微濾、超濾和納濾。
由于中東地區(qū)對水資源的需求每年以6%的速度增加,廢水處理行業(yè)目前正經(jīng)歷著迅猛的發(fā)展。阿聯(lián)酋阿布扎比水務(wù)和電力局最近簽署協(xié)議,計劃投資9100萬美元在阿布扎比和Al Ain建設(shè)兩座廢水處理廠。
海灣地區(qū)還有許多其它的廢水處理工廠,總投資達(dá)幾十億美元。多哈、迪拜、利雅得和其他城市將回收的水用于景觀美化和區(qū)域制冷用水。一些城市甚至將空調(diào)裝置的冷凝水收集起來,用作景觀美化和其他非飲用水場合。
采用冷卻水的區(qū)域制冷技術(shù)在海灣地區(qū)越來越流行,可以減輕傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的巨大耗電量;其缺點之一是需要大量的水在中央冷卻器和周圍的建筑中進行循環(huán),例如酒店、醫(yī)院、大學(xué)、政府建筑和其他商業(yè)機構(gòu)。將回收水用作區(qū)域冷卻水是一個新興的商機,其與昂貴且稀缺的淡化海水相比,具有明顯的優(yōu)勢。
機遇和挑戰(zhàn)
本文指出了許多技術(shù)和政策方面的挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)包括:
◆盡量減輕海水淡化工廠對海洋環(huán)境的影響;
◆減小對不可再生的化石水的依賴;
◆損壞的管道設(shè)施的維修;
◆加大廢水處理設(shè)施的建設(shè),增加水的回用;
◆降低價格津貼,鼓勵節(jié)水;
◆采用節(jié)水用具,減少消耗。
在海灣地區(qū)數(shù)十億的基礎(chǔ)設(shè)施的擴建和改建項目中,上述許多問題正得到積極的解決。但為保證問題的徹底解決,還需要一些額外的工作。在立法和水費津貼方面還要作出艱難的決定,以增強最新的海水淡化和過濾技術(shù)可能帶來的收益。然而,中東各國正積極采用創(chuàng)新的技術(shù)解決水資源問題,加上目前對水資源的巨大需求,他們可能會首先實現(xiàn)真正的水資源的可持續(xù)發(fā)展。