中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授张杰：以“健康循环”理念应对水危机

松花江水污染事件爆发以后，有关水的问题再一次成为社会关注的焦点。中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授张杰告诉记者，水资源短缺和水环境恶化已经成为可持续发展的瓶颈，而解决水危机、实现水资源可持续利用的根本途径就是建立起健康的水循环。

水的自然循环与社会循环

张杰说，水的循环包括自然循环和社会循环两部分。水在自然界中以固态、液态、气态三种存在方式不停地循环运动(海水蒸发→云→雨、雪等→地下、地表径流→回归大海)，就形成了自然循环。

水的社会循环则是指在其自然循环当中，人类不断利用地下或地表径流满足生活与生产之需而造成的人为水循环。张杰解释说：“例如，城市从自然水体中取水，经过净化处理后供给工业、商业、市政和居民使用，废水经排水系统输送到污水处理厂，处理之后又排回大自然——这就是水的社会循环，又称水的小循环。水的自然循环和社会循环交织在一起，社会循环依赖于自然循环，又对水的自然循环产生不可忽略的影响。”

“所谓水的健康循环，是指充分尊重水的自然运动规律，合理科学地使用水资源，同时对废水进行再生净化，使上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能、社会循环不损害自然循环的客观规律，从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境，实现水资源的可持续利用。”张杰如此定义水的健康循环。

根据水健康循环的理念，水资源的利用将由过去的“取水—输水—用户—排放”的单向开放型流动，转变为“节制地取水—输水—用户—再生水”的反馈式循环流程。

张杰介绍说，目前人类对水资源的攫取过于贪婪，使水的社会小循环干扰了自然大循环，如果“干扰度”超出自然大循环可承载的范围，就无法形成水的健康循环。

健康水循环，化解水危机

2003年，张杰开始了“城市水系统健康循环研究”。他提出，要建立较为系统的城市水系统健康循环理论，建立流域城市群用水重复利用、循环利用，城市用水健康循环的示范工程。

张杰说，在人类生产与生活活动中，做到人与水环境的和谐，首先是节制用水，减小社会水循环的流量。所谓节制用水就是政府经济规划和水事部门要以水资源可持续利用的观念来从事经济与水事活动。不仅倡导工业、农业、城市在用水过程中厉行节约，更为重要的是在经济区划、企业布局之初就要考虑到水资源与水环境的因素，从上而下地节制水资源开采量、节制水质污染和水环境的恶化。要“量水下锅”，变“以需定供”为“以供定需”。例如不可在缺水地区布局耗水大的工业，也不可在水系源头和上游河段布置产生有毒有害污水的企业。

谈到此次松花江水污染事件的始作俑者——吉林石化公司，张杰指出，它位于第二松花江上游、天池脚下，早在上世纪70年代就曾引起过汞污染事件。这次又引起震惊全国的污染事件，溯源追之，就是当初产业布局之时，没有意识到水环境与水资源的问题。

“当然我们不应该责备前人，但却必须吸收教训，亡羊补牢。希望21世纪不要再有在水系源头开采金矿、开办重型化工厂的规划。”张杰说，“对现有的这种企业，要强化安全措施。对突发事故要有安全预案，泄漏的有毒有害物质不可排入下水道、地面沟渠，以防顺水入江。当地应该及时收集封存，进行无害化处理。

“我当初的实验是针对人们过度用水、滥排污水和丢弃废物而提出的，是在水资源利用和水环境保护领域进行的革命。它将从思想和技术上彻底改变过去那种只知用水、不知再生，将水的循环人为割裂，片面对其中某个环节进行研究和处理的'只见树木，不见森林’的局部观和做法，必然会影响某些部门的利益或行业利益。”

张杰正视推行水健康循环理念中所遇到的困难，他告诉记者，“这种革命或许需要多年才能得到广泛认同和接受，但毫无疑问，这次革命将是不可避免的。今天，越来越多的人已经注意到并不同程度接受了水健康循环的理念，有些学者也开始了有关领域的研究。”

健康水循环,切入点在哪儿?

“实现水健康循环的策略包括节制用水、污水深度处理与有效利用、修复城市雨水水文循环、控制面源污染以及实现水资源统筹管理等。其中城市里的污水深度处理与利用，即再生水供应系统是关键，是我国水健康循环的切入点。”张杰告诉记者，“城市排水系统是促进城市用水健康循环、恢复水环境的生命线。”

以松花江流域的水环境为例，张杰指出，长期以来流域内城市的污水正在使水环境恶化：松花湖是吉林市、长春市等各中心城市的集中水源，近年来湖上辉发河、蛟河等流域十余座城镇以及湖区周边旅游、农业面源污染，致使湖水污染趋势明显，N、P指标已到Ⅳ类甚或劣於Ⅳ类，高锰酸钾指标为Ⅲ类，湖湾已有富营养化现象；沿嫩江和松花江干流各大中城市，如吉林、长春、齐齐哈尔、哈尔滨、佳木斯等城市污水都没有得到很好的处理和再生利用、没有达到城市供水排水系统的健康循环，造成了上游城市污染下游城市，城市群间江水不能重复利用的局面。

“虽然我国城市水系统现状与健康循环相比还有很大差距，但是它已引起了政府部门的高度重视。”张杰指出，目前，大连、深圳、北京、东北等地区相继进行的较为系统的水资源利用和水环境恢复的研究和实践，是城市水系统健康循环理论雏形的初步应用，已经在通往社会用水健康循环的道路上迈出了坚实的一步。

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