PDF《城市水源选择的水-能源》

1 温华 钟丽锦 付晓天 Simon Spooner WRI.

org Water Energy Nexus in the Urban Water Source Selection: A case study from qingdao 城市水源选择的水-能源 关联分析:以青岛为例

2 设计:张烨 I 目录 VII 序VIII 致谢

1 摘要

9 Executive Summary

17 前言

21 城市水系统中的水资源―能源关联

21 什么是水资源―能源关联

22 城市水系统中的水资源―能源关联

27 青岛市水资源管理现状

27 青岛概况

29 青岛市水资源利用现状

34 青岛市水资源管理政策综述

36 青岛市2020年用水需求预测

39 青岛市不同类型水源的特点及制水能源强度分析

40 不同类型水源的特征与风险比较

41 不同类型水资源的取水制水能耗分析

47 青岛市各类水源选择与能耗情景分析

49 青岛2020年水源选择与能耗情景分析

49 基准年:2011年青岛水源配置与制水能耗分析

53 青岛市2020年水源配置情景设置

58 地表35基础情景下的青岛市2020年制水能耗分析

67 地表40基础情景下的青岛市2020年制水能耗分析

72 地表55基础情景下的青岛市2020年制水能耗分析

77 不同基础情景下的制水能耗比较

78 不同类型水源的制水成本分析

81 结论与建议

85 附录一:2020年青岛市需水量测算

102 附录二:不同类型水源的特点与风险比较

104 名词解释

105 注释

108 参考文献 II 图目录 图1-1 世界城市化率及城市人口

18 图1-2 世界城市化进程比较(1950-2050年)18 图2-1 水资源-能源关联示意图

22 图2-2 城市水系统示意图

23 图2-3 南加州不同类型水源的制水能耗

25 图3-1 青岛市行政区划调整情况

27 图3-2 青岛市人口分布情况(2010年)

28 图3-3 青岛市gdP、人均gdP增长率(2000-2011年)

29 图3-4 青岛与中东国家人均可利用水资源量的比较

30 图3-5 青岛市2004-2011年水资源总量变化情况

31 图3-6 青岛站2004-2011年月降水量分配

31 图3-7 青岛市各行政区水资源量(2004-2011年)

32 图3-8 青岛市2004-2011年各种水源利用情况

32 图3-9 青岛市分区用水量与水源类型(2011年)33 图3-10 青岛市2004-2011年各行业用水情况

33 图3-11 青岛市各行政区分行业用水情况(2011年)34 图3-12 国内外26个城市温室气体排放与水资源消耗水平

36 图4-1 英国各类水源的取水能耗比较

41 图4-2 青岛市本地地表水源取水、制水能耗

41 图4-3 青岛市地下水取水、制水能耗

42 图4-4 引黄济青工程线路图

42 图4-5 引黄济青工程的取水、制水能耗

43 图4-6 南水北调东线工程线路图

43 图4-7 南水北调工程东线逐级抽水示意图

44 图4-8 南水北调供青岛的取水、制水电耗

44 图4-9 各种海水淡化技术的能耗比较

45 图4-10 青岛市不同类型水源的供水潜力与取水制水能耗曲线

47 图5-1 青岛市2011年水源分配与利用桑基图

49 图5-2 青岛市2011年分区供水来源

50 图5-3 青岛市不同类型水源的供水比例以及制水能耗比例(2011年)52 图5-4 青岛市分区水源制水能耗(2011年)

52 图5-5 青岛市2011年分区单位制水能耗

53 图5-6 地表35-海水淡化优先情景下的青岛市2020年水源分配和利用桑基图

55 图5-7 地表35-再生水情景下青岛市2020年水系统桑基图

55 图5-8 地表35-调水情景下青岛市2020年水系统桑基图

56 图5-9 青岛市制水能耗变化比较(地表35-海水淡化情景)58 图5-10 地表35-海水淡化优先情景下各区制水能耗(2020年)59 III 图5-11 地表35-海水淡化情景各区制水能耗变化趋势

60 图5-12 地表40-海水淡化情景下各区单位制水能耗(2020年)60 图5-13 青岛市制水能耗比较(地表35-再生水优先情景)61 图5-14 地表35-再生水情景下各区制水能耗(2020年)

62 图5-15 地表35-再生水情景下各区单位制水能耗(2020年)

62 图5-16 青岛市制水能耗比较(地表35-调水情景)63 图5-17 地表35-调水情景下各区制水能耗(2020年)64 图5-18 地表35-调水情景下各区单位制水能耗(2020年)

64 图5-19 地表35各情景能耗比较(2020年)65 图5-20 地表35各情景的分区制水能耗比较(2020年)65 图5-21 地表35不同情景下分区单位制水能耗比较

65 图5-22 青岛2011年及地表35情景下2020年制水过程的温室气体排放

66 图5-23 地表35情景下的单位制水碳排放(2020年)67 图5-24 地表40不同情景下分区制水能耗分析(2020年)67 图5-25 地表40不同情景下分区单位制水能耗分析(2020年)69 图5-26 地表40不同情景下青岛市制水能耗分析比较

70 图5-27 地表40不同情景下青岛市分区供水单耗分析比较.70 图5-28 青岛2011年及2020地表40情景下制水过程的温室气体排放

71 图5-29 地表40情景下的单位制水碳排放

72 图5-30 地表55不同情景下分区制水能耗分析

73 图5-31 地表55不同情景下分区单位制水能耗分析

74 图5-32 地表55不同情景下青岛市制水能耗分析比较

75 图5-33 地表55不同情景下青岛市分区供水单耗分析比较

75 图5-34 地表55情景下的单位制水碳排放

76 图5-35 青岛2011年及2020地表55情景下制水过程的温室气体排放

76 图5-36 对3个情景的系统能耗比较

77 图5-37 青岛市各类水源制水成本曲线

79 附图目录 附图I-1 工业用水效率实际值与拟合值的对比

88 附图I-2 青岛及其他国家的万元工业增加值用水量比较(2011年)89 附图I-3 青岛各区2020年工业用水与2011年基准值的比较

90 附图I-4 青岛各行政区人均生活用水量与人均gdP的关系

92 附图I-5 青岛2020年城市生活及市政公共用水与2011年基准值比较

93 附图I-6 青岛2020年农村生活用水与2010年基准值的比较

94 附图I-7 青岛主要畜禽养殖数量变化情况

96 附图I-8 青岛市2005-2011年灌溉用水量变化情况

98 附图I-9 青岛市今年实际灌溉用水与额定测算值的差距

90 IV 表目录 专栏目录 表2-1 气候变化对世界水文的主要影响

21 表3-1 青岛市2015年经济社会及能源、水资源指标

28 表3-2 青岛市多年平均水资源总量

30 表3-3 全国、山东省和青岛市水资源管理三条红线目标比较

34 表3-4 青岛市2020年总需水量(单位:亿m3

37 表4-1 各类水源的供水风险比较

40 表5-1 青岛市2011年市政、工业及农业供水 (万m3

51 表5-2 青岛市2011年分区供水来源(万m3

51 表5-3 青岛市规划海水淡化项目一览表

54 表5-4 地表35不同情景下的水量分配设置

56 表5-5 地表40不同情景下的水量分配设置

57 表5-6 地表55不同情景下的水量分配设置

57 表5-7 地表35-海水淡化情景下的水源结构及能耗(2020年)58 表5-8 地表35-海水淡化情景分区制水能耗(2020年,万kWh)59 表5-9 地表35-再生水利用情景下的水源结构及能耗(2020年)61 表5-10 地表35-再生水情景分区制水能耗(2020年,万kWh)61 表5-11 地表35-调水情景下的水源结构及能耗(2020年)63 表5-12 地表35-调水情景分区制水能耗(2020年,万kWh)63 表5-13 青岛市各类水源成本信息一览表

78 表6-1 青岛市分区水源选择优先性建议

83 专栏1 英国南方水务集团的碳足迹测算

24 专栏2 海水淡化与浓盐水综合利用

46 V 附表目录 附表 I-1 各种工业用谁预测方法的比较

85 附表 I-2 青岛市分区万元工业增加值用水量(2011年)86 附表 I-3 青岛市分区工业增加值测算表

87 附表 I-4 模型检验值表

88 附表 I-5 青岛市2020年分区工业用水需求量(万立方米)89 附表 I-6 各种城镇生活用水预测方法的比较

91 附表 I-7 青岛市各行政区2020年城市人口预测表(万人)92 附表 I-8 青岛市各区居民生活用水指标

92 附表 I-9 青岛市2020年生活及市政公共用水需求(万立方米)93 附表 I-10 青岛市2020年农村人口预测表(万人)

94 附表 I-11 青岛市2020年农村生活用水需求(万立方米)94 附表 I-12 青岛市2020年主要畜禽饲养量 预测表

96 附表 I-13 青岛市主要畜禽产区

97 附表 I-14 青岛市2020年主要畜禽用水定额(升/头・日)97 附表 I-15 青岛市2020年养殖用水需求(万立方米)

97 附表 I-16 各种灌溉用水预测方法的比较

99 附表 I-17 青岛市2020年种植业灌溉定额

99 附表 I-18 青岛市各行政区有效灌溉面积预测(单位:万亩)90 附表 I-19 青岛市各行政区2020年灌溉用水需求

90 附表 I-20 青岛市2020年总需水量(单位:万立方米)91 VI VII 水和能源是支撑社会经济发展的重要资源,也是影响 城市可持续发展的主要制约因素.长期以来,人们围绕资 源短缺与合理配置问题开展了大量研究,但是很少研究水 源........