中東地區的水利基礎設施

2010-06-27 Thomas Tschanz www.mcilvainecompany.com

  充足的供水和基礎設施對于所有社會(huì )的健康和經(jīng)濟發(fā)展來(lái)說(shuō),都是至關(guān)重要的。這對于中東地區的國家來(lái)說(shuō)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,本身存在著(zhù)許多令人頭疼的問(wèn)題。中東的大多數國家(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(zhù)人口的巨大增長(cháng)以及城市化和工業(yè)化程度的加深,這給水的供給系統和基礎設施帶來(lái)了額外的巨大壓力。 

   業(yè)界預計,到2020年整個(gè)海灣地區將有1000億美元投資在現有和未來(lái)計劃建設的水和污水項目上。本文將對這些項目以及推動(dòng)這些項目的基礎設施進(jìn)行比較詳細的介紹。

主要的基礎設施

  過(guò)去40多年,中東地區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(chǎng)和水處理設施。

水庫

  該地區重要的水庫有數百個(gè)。伊朗最多,接下來(lái)是敘利亞和沙特阿拉伯。在中東地區的東北部,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量,以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的供水和發(fā)電需求。

  像沙特阿拉伯這樣的國家沒(méi)有大規模的連續流動(dòng)的河流,水庫都建在干涸的河道內,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。該地區的一些水庫經(jīng)常出現的問(wèn)題包括:基本的基礎設施問(wèn)題、水力發(fā)電機的老化以及由于泥沙沉積而導致的水庫容量減小。

水井

  水井在中東地區的供水歷史上占據著(zhù)重要地位。在某些地區,天然及人造的水井是游牧部落賴(lài)以生存數千年的唯一水源。一些深層含水層開(kāi)發(fā)項目最近啟動(dòng),以便為利雅得(Riyahd)及其他內陸城市供水,其中包括Bowaib Water Project和Wasei Water Project。在中東地區,新的深層含水層開(kāi)發(fā)工作仍在繼續。據報道,2009年6月,在也門(mén)南部地區Al-Ghaliah附近的地下225-320米深處發(fā)現了大量的含水層。報道稱(chēng)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(jìn)行。

  作為人類(lèi)的可靠水源,雖然水井已經(jīng)有很長(cháng)的歷史,但是今天已經(jīng)很難滿(mǎn)足中東地區農業(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(guò)度使用并不是解決供水問(wèn)題的長(cháng)久之計。在降雨稀少的地區,深層含水層的補給周期極長(cháng)。一些深層地下水(也稱(chēng)作化石水)已經(jīng)滯留地下數千年,實(shí)際上短期內是無(wú)法替換出來(lái)的。

  地下水的使用中存在的問(wèn)題包括過(guò)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(huì )污染水源,例如最近在約旦發(fā)現的化石水。

伊朗的Karaj水庫。伊朗目前正積極增設水庫,以滿(mǎn)足供水和電力方面對水的需求的增加。

海水淡化

  中東地區擁有世界上最大的海水淡化能力。沙特阿拉伯大約運營(yíng)著(zhù)30家海水淡化工廠(chǎng),是最大的淡化海水生產(chǎn)國。就世界排名來(lái)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(chǎng)目前幾乎可以供應該國70%的用水量。沙特阿拉伯情況相似。

  業(yè)界預測,中東地區的淡化海水需求量年增長(cháng)率為6%,全球平均增長(cháng)率大約為3%。這主要是由于海灣地區人口的不斷增長(cháng)和城市化/工業(yè)化進(jìn)程的加快。世界范圍內的經(jīng)濟衰退并沒(méi)有使海灣地區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(jià)的。

  2009年4月在沙特阿拉伯又有一座海水淡化工廠(chǎng)試運營(yíng),阿卜杜拉親王為這座位于Jubail II市的新工廠(chǎng)揭幕。新工廠(chǎng)采用多效蒸餾技術(shù),是世界上同類(lèi)工廠(chǎng)中最大的一個(gè)。該工廠(chǎng)有27個(gè)處理單元,每個(gè)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(wàn)立方米/天。該工廠(chǎng)利用臨近電廠(chǎng)的廢熱來(lái)驅動(dòng)蒸餾工藝單元。

  海水淡化是海灣地區淡水的重要來(lái)源。然而,這并非不會(huì )對環(huán)境造成影響。中東地區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(huì )被排放到海灣中,使周?chē)h(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(chǎng)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(huì )花費巨大的成本,因此,淡化能力的迅速增長(cháng)必須與具有前瞻性的水務(wù)政策相平衡,即鼓勵節水,杜絕浪費。

管道

  水的傳輸管道是中東整個(gè)水務(wù)基礎設施的重要組成部分。海水淡化工廠(chǎng)位于海岸沿線(xiàn),但大部分水是供遙遠的內陸使用的。在沙特阿拉伯,有超過(guò)4000公里的輸水管道用于整個(gè)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(chǎng)的管道,總長(cháng)超過(guò)460公里,目前,利雅得人口將近600萬(wàn),對供水和水務(wù)基礎設施的需求巨大。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;以及科威特境內位于Mina Abdulla和West Funaitees之間的一條輸水管道。海灣地區還有許多其他項目,包括現有管道的維護,以預防泄漏,據說(shuō)這是水資源短缺的一個(gè)重要原因。

水處理設施

  中東各國政府認識到,僅僅從供給方面著(zhù)手不是解決海灣地區水資源短缺的長(cháng)久之計,譬如水庫、水井和海水淡化工廠(chǎng)等。雖然這些工程有著(zhù)各自的作用,但是廢水處理項目的擴建才是實(shí)現水資源可持續發(fā)展目標的條件之一。水的可持續性會(huì )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(lài),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。

  世界許多地區都實(shí)行了廢水的循環(huán)再利用,而且處于不斷增長(cháng)之中。處理過(guò)程中產(chǎn)生的水通常用于農業(yè)灌溉、景觀(guān)美化、區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(lèi)型的膜過(guò)濾工藝,例如微濾、超濾和納濾。

  由于中東地區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(zhù)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(wàn)美元在阿布扎比和Al Ain建設兩座廢水處理廠(chǎng)。 

   海灣地區還有許多其它的廢水處理工廠(chǎng),總投資達幾十億美元。多哈、迪拜、利雅得和其他城市將回收的水用于景觀(guān)美化和區域制冷用水。一些城市甚至將空調裝置的冷凝水收集起來(lái),用作景觀(guān)美化和其他非飲用水場(chǎng)合。 

   采用冷卻水的區域制冷技術(shù)在海灣地區越來(lái)越流行,可以減輕傳統空調系統的巨大耗電量;其缺點(diǎn)之一是需要大量的水在中央冷卻器和周?chē)慕ㄖ羞M(jìn)行循環(huán),例如酒店、醫院、大學(xué)、政府建筑和其他商業(yè)機構。將回收水用作區域冷卻水是一個(gè)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

  本文指出了許多技術(shù)和政策方面的挑戰,這些挑戰包括: 

  ◆盡量減輕海水淡化工廠(chǎng)對海洋環(huán)境的影響; 

   減小對不可再生的化石水的依賴(lài);

  ◆損壞的管道設施的維修;

  ◆加大廢水處理設施的建設,增加水的回用;

  ◆降低價(jià)格津貼,鼓勵節水;

  ◆采用節水用具,減少消耗。 

   在海灣地區數十億的基礎設施的擴建和改建項目中,上述許多問(wèn)題正得到積極的解決。但為保證問(wèn)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(guò)濾技術(shù)可能帶來(lái)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(wèn)題,加上目前對水資源的巨大需求,他們可能會(huì )首先實(shí)現真正的水資源的可持續發(fā)展。