中东地区的水利基础设施

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)www.mcilvainecompany.com  作者:Thomas Tschanz

  充足的供水和基础设施对于所有社会的健康和经济发展来说,都是至关重要的。这对于中东地区的国家来说尤为重要,其中的原因有很多。

  首先,中东是世界上最干燥的地区,本身存在着许多令人头疼的问题。中东的大多数国家(除伊朗、伊拉克和叙利亚外)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,某些国家正经历着人口的巨大增长以及城市化和工业化程度的加深,这给水的供给系统和基础设施带来了额外的巨大压力。 

   业界预计,到2020年整个海湾地区将有1000亿美元投资在现有和未来计划建设的水和污水项目上。本文将对这些项目以及推动这些项目的基础设施进行比较详细的介绍。

主要的基础设施

  过去40多年,中东地区的水处理项目主要涉及五大领域:水库、水井、管道、海水淡化工厂和水处理设施。

水库

  该地区重要的水库有数百个。伊朗最多,接下来是叙利亚和沙特阿拉伯。在中东地区的东北部,底格里斯河、幼发拉底、卡鲁恩河等主要河道上的水库是水力发电的主要水源。伊朗目前正积极增加其水库的数量,以满足日益增长的供水和发电需求。

  像沙特阿拉伯这样的国家没有大规模的连续流动的河流,水库都建在干涸的河道内,以捕集冬季短暂但强烈的降雨,以备整年之用。在沙特,虽然水库众多,但是该国一半以上的用水量仍以淡化海水为主。该地区的一些水库经常出现的问题包括:基本的基础设施问题、水力发电机的老化以及由于泥沙沉积而导致的水库容量减小。

水井

  水井在中东地区的供水历史上占据着重要地位。在某些地区,天然及人造的水井是游牧部落赖以生存数千年的唯一水源。一些深层含水层开发项目最近启动,以便为利雅得(Riyahd)及其他内陆城市供水,其中包括Bowaib Water Project和Wasei Water Project。在中东地区,新的深层含水层开发工作仍在继续。据报道,2009年6月,在也门南部地区Al-Ghaliah附近的地下225-320米深处发现了大量的含水层。报道称第一批水井的出水量为1800升/分钟。目前新井的钻探工作仍在进行。

  作为人类的可靠水源,虽然水井已经有很长的历史,但是今天已经很难满足中东地区农业、工业和大量家庭的用水需求。人们也逐渐意识到,地下水的过度使用并不是解决供水问题的长久之计。在降雨稀少的地区,深层含水层的补给周期极长。一些深层地下水(也称作化石水)已经滞留地下数千年,实际上短期内是无法替换出来的。

  地下水的使用中存在的问题包括过度使用(含水层的损耗)、海水渗透污染水源 ;某些情况下,天然的放射性同位素镭也会污染水源,例如最近在约旦发现的化石水。

伊朗的Karaj水库。伊朗目前正积极增设水库,以满足供水和电力方面对水的需求的增加。

海水淡化

  中东地区拥有世界上最大的海水淡化能力。沙特阿拉伯大约运营着30家海水淡化工厂,是最大的淡化海水生产国。就世界排名来看,沙特阿拉伯、阿联酋和科威特分别占第一、第三和第四位。美国占第二位。在阿联酋,海水淡化工厂目前几乎可以供应该国70%的用水量。沙特阿拉伯情况相似。

  业界预测,中东地区的淡化海水需求量年增长率为6%,全球平均增长率大约为3%。这主要是由于海湾地区人口的不断增长和城市化/工业化进程的加快。世界范围内的经济衰退并没有使海湾地区对海水淡化项目的需求减少,因为对水的迫切需求几乎是不惜代价的。

  2009年4月在沙特阿拉伯又有一座海水淡化工厂试运营,阿卜杜拉亲王为这座位于Jubail II市的新工厂揭幕。新工厂采用多效蒸馏技术,是世界上同类工厂中最大的一个。该工厂有27个处理单元,每个单元每天能够生产29630立方米淡水。所有单元的总产水能力为80万立方米/天。该工厂利用临近电厂的废热来驱动蒸馏工艺单元。

  海水淡化是海湾地区淡水的重要来源。然而,这并非不会对环境造成影响。中东地区的许多海水淡化工程都采用热法淡化技术,例如多效蒸馏,因为有充足的燃油可以为蒸馏工艺提供热能。这样,热的废水会被排放到海湾中,使周围环境中的水温不断上升。含盐的废水还含有高浓度的盐,以及其他污染物,例如氯、阻垢剂和铜,这些正导致海湾的盐度和其他化学成分的浓度不断增加。海水淡化工厂中的废水处理技术是全世界的工业界和政府共同关注的课题。

  海水淡化在经济和环境两方面都会花费巨大的成本,因此,淡化能力的迅速增长必须与具有前瞻性的水务政策相平衡,即鼓励节水,杜绝浪费。

管道

  水的传输管道是中东整个水务基础设施的重要组成部分。海水淡化工厂位于海岸沿线,但大部分水是供遥远的内陆使用的。在沙特阿拉伯,有超过4000公里的输水管道用于整个国家的水的配给。沙特首府利雅得位于阿拉伯半岛中部,拥有多条源自沿海城市Jubail海水淡化工厂的管道,总长超过460公里,目前,利雅得人口将近600万,对供水和水务基础设施的需求巨大。虽然阿联酋、卡塔尔、科威特、以色列、约旦和其他海湾国家的输水距离比较短,但是淡水的输水管道同样重要。

  目前在建的项目包括沙特境内的一条新管道,用于为红海附近的Taif市供水;以及科威特境内位于Mina Abdulla和West Funaitees之间的一条输水管道。海湾地区还有许多其他项目,包括现有管道的维护,以预防泄漏,据说这是水资源短缺的一个重要原因。

水处理设施

  中东各国政府认识到,仅仅从供给方面着手不是解决海湾地区水资源短缺的长久之计,譬如水库、水井和海水淡化工厂等。虽然这些工程有着各自的作用,但是废水处理项目的扩建才是实现水资源可持续发展目标的条件之一。水的可持续性会平衡总的耗水量与可再生水源的总产水量,减少或消除对非可再生水源的依赖,例如化石水。因此,必须大量回收水资源,减少对新的水源的需求。

  世界许多地区都实行了废水的循环再利用,而且处于不断增长之中。处理过程中产生的水通常用于农业灌溉、景观美化、区域制冷用水和其他工业领域。其中采用的技术包括各种类型的膜过滤工艺,例如微滤、超滤和纳滤。

  由于中东地区对水资源的需求每年以6%的速度增加,废水处理行业目前正经历着迅猛的发展。阿联酋阿布扎比水务和电力局最近签署协议,计划投资9100万美元在阿布扎比和Al Ain建设两座废水处理厂。 

   海湾地区还有许多其它的废水处理工厂,总投资达几十亿美元。多哈、迪拜、利雅得和其他城市将回收的水用于景观美化和区域制冷用水。一些城市甚至将空调装置的冷凝水收集起来,用作景观美化和其他非饮用水场合。 

   采用冷却水的区域制冷技术在海湾地区越来越流行,可以减轻传统空调系统的巨大耗电量;其缺点之一是需要大量的水在中央冷却器和周围的建筑中进行循环,例如酒店、医院、大学、政府建筑和其他商业机构。将回收水用作区域冷却水是一个新兴的商机,其与昂贵且稀缺的淡化海水相比,具有明显的优势。 

  机遇和挑战

  本文指出了许多技术和政策方面的挑战,这些挑战包括: 

  ◆尽量减轻海水淡化工厂对海洋环境的影响; 

   减小对不可再生的化石水的依赖;

  ◆损坏的管道设施的维修;

  ◆加大废水处理设施的建设,增加水的回用;

  ◆降低价格津贴,鼓励节水;

  ◆采用节水用具,减少消耗。 

   在海湾地区数十亿的基础设施的扩建和改建项目中,上述许多问题正得到积极的解决。但为保证问题的彻底解决,还需要一些额外的工作。在立法和水费津贴方面还要作出艰难的决定,以增强最新的海水淡化和过滤技术可能带来的收益。然而,中东各国正积极采用创新的技术解决水资源问题,加上目前对水资源的巨大需求,他们可能会首先实现真正的水资源的可持续发展。

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