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1.问题的提出 我国水资源短缺严重，人均水资源量为2 220 m3，居世界121位。中国国家环保总局公布的中国环境状况公报显示:2000年全国废水排放总量为415.2亿t，2001年为430亿t左右，2002年为439.5亿t，2003年为460亿t，逐年增加的趋势很明显。预计到2030年，全国再生水资源量为680~850亿m3，按照再生水灌溉回用率30%计算，到2030年，至少可替代清洁水资源量为204亿m3，对于缓解我国水资源危机具有重要意义。处理后的再生水可以用于农业灌溉、地下水回灌、绿化灌溉、工业用水、景观生态用水和其他用水。这些废水是非常宝贵的水资源，处理达到一定的标准后，可用来灌溉，化害为利。 我国大部分地区水资源不足，面对高尔夫球场这样的用水大户已经捉襟见肘。例如深圳碧海湾高尔夫俱乐部，该球场为18洞球场，灌溉总面积达26万m2，南方草坪的生长季节大约为320 d，在生长期间基本上每天都要对果岭区进行灌溉。每个果岭面积按600 m2计算，每天灌溉浇透3 cm，在草坪生长期间，面积仅占球场灌溉总面积1/24的果岭区耗水量就达10.368万t，而且还没有包括蒸发和径流的损失水量。可见整个球场每年的耗水量是相当惊人的。根据调查得知该球场是以球场内的湖水进行灌溉，其内湖的贮水量仅为10万t左右，刚刚满足果岭灌溉的用水量，在夏季由于雨水的补充，灌溉用水可以基本满足。进入冬季以后，雨量很少，只利用内湖水已经不能达到日常的灌溉要求，该球会必须选择其他水源进行补充。由于水源位置较近和节约成本，该球会选择了再生水灌溉，但在灌溉了一个星期之后就发现草坪草发黄的现象。通过检测表明该污水处理厂提供的再生水含盐量过高，影响草坪的正常生长。 在我国，灌溉缺水的球会还有很多，尤其是北方干旱地区。在这种条件下，选择何种水源进行灌溉补充就越发变得重要起来。当今世界水资源严重短缺，如果利用再生水进行灌溉，相比使用其他水源，不但能节水，保护环境，还能减少高尔夫球场的经营费用，但是问题在于再生水的性质和再生水的处理水平是否可以满足球场的灌溉要求。例如碧海湾俱乐部在利用再生水灌溉以后不久，就对草坪生长产生了影响，并且影响的时间尚不确定。另一方面，再生水如何输送到球场内部也是一个很大的问题。在我国，多数高尔夫球会都位于城市的郊外，在地理位置上不是每个球场都可以像碧海湾球场那样容易地使用再生水。 可以看出，在水资源短缺的今天，已经有高尔夫球场作为实施再生水灌溉的先行者，但还是出现了问题。很多球会只看到了再生水灌溉的优势，却忽略了再生水灌溉的一些不足，没有结合实际，做到优势互补。只有科学合理利用再生水灌溉，了解其应用范围和注意事项，才能使再生水作为高尔夫球场的补充水源，甚至作为主要水源。 2 高尔夫球场再生水灌溉现状 高尔夫球场的用水量与干旱程度、土壤水分蒸发量、草坪草种需水性、地形地貌、灌溉方式、管理水平等因素有着密切的关系。由于球场间的差异，在一些地区灌溉只作为补充，而有一些地区浇灌则是草坪生长的唯一水源。不同地区乃至相同地区不同的高尔夫球场之间的用水量不同，而在一个具体的高尔夫球场内，不同区域的用水量也不同。由于地理位置和气候的不同，每个球场用水量都有很大的差异。例如沿海地区降水量比较多，坐落在该地区的高尔夫球场，灌溉只作为补充;而在内陆城市，年降雨量很少，灌溉则作为主要方式。 高尔夫球场灌溉用水的来源很多，有井水、湖水、水库水、河水、居民饮用水、处理过的污水(再生水)等，受水量、水质、价格等因素的影响，并不是每一种水源都适合于高尔夫球场灌溉使用。例如北京的高尔夫球场大部分采用井水灌溉，这对于北京这样一个严重缺水的城市是十分不利的。溪流和河水如果能保证江河日下和水质，也是可以接受的。随着居民饮用水的价格不断走高，使用居民饮用水作为高尔夫球场水源，也不是很理想。这就使再生水成为高尔夫球场灌溉水源的发展方向。相比其他水源，再生水总结起来具有以下几个方面的优点:水量较稳定，受季节、雨量、丰水、枯水年的影响小，保证率高;再生水中含有N、P、K、Ca、Mg元素，需要的投资和运行费用也较低，同时起到增水增肥的作用;价格低廉，减少球场的用水成本;需水量大，能够形成规模效益等。但是部分工业废水未经达标排放到城市污水系统后，会引入一些化学物质，造成再生水厂原水水质发生变化，对污水的生化处理产生不利影响，如果利用这种水源进行灌溉，易造成重金属累积。灌溉土壤一旦被污染，将难以治理，也会带来一系列的水土环境、生态安全问题。 再生水灌溉已有150年的历史，最早应用于美国的农业灌溉。美国从1914年开始为污水灌溉铺设明沟，但是由于这些污水都没有经过处理，人们开始抱怨污水灌溉的不良反应。1928年，美国建立了第一个污水处理厂来处理灌溉污水，从而减少了不良物质在土壤中的累积。1940年类似的污水处理厂得到广泛建立。发展到今天，一些国家已经建立了完善的再生水灌溉系统，积累了丰富的经验，开发了先进的相关技术，再生水灌溉也不仅仅只应用于农业灌溉上。美国使用再生水灌溉高尔夫球场已有10多年历史，实践和研究都证明在水质得到监控的前提下，再生水灌溉高尔夫球场是安全可行的。据美国环保部(DEP)调查，至2001年，美国佛罗里达州有419家高尔夫球场使用再生水进行灌溉，占该州高尔夫球场总数的29%(该州约有1 450家高尔夫球场，为世界上高尔夫球场最密集的地区之一)。这些球场的再生水用量占全州总再生水使用量的19%，为环境保护做出巨大贡献。亚利桑那州、加里福尼亚州、夏威夷、内华达州、南卡罗莱纳州和德克萨斯州也有大量的高尔夫球场使用再生水进行灌溉，其他水资源比较丰富的州最少也有1个高尔夫球场在使用再生水。 我国在20世纪50年代也开展了污水灌溉的工作，但仅局限于农业灌溉，而且灌溉水的质量普遍很低，极少用于城市绿地的灌溉，主要用于排放。目前在一些公园和污水处理厂内开始得到小范围的试用[6]。近几年高尔夫运动在我国迅速兴起，目前注册的已经有300多家。由于我国水资源短缺，使得高尔夫球场的用水问题成为人们关注的焦点，也促使了利用再生水灌溉高尔夫成为可能。在我国，已经有部分地区在政府的干预下逐步实现再生水灌溉。例如2006年2月底，北京市水务局发布了《北京市高尔夫球场用水管理要求》，除了明确规定要对高尔夫球场的用水实行定额管理以外，还规定高尔夫球场的景观用水必须使用再生水。浙江省对高尔夫球场用水提出了原则性要求，《适度建设浙江省高尔夫球场项目的指导意见》提出:“高尔夫球场耗水量大，为节约用水，项目建设的可行性研究报告应有多方案的给水方案进行比选，新建高尔会球场原则上不使用地下水和城市自来水，应积极引导高尔夫球场使用处理后的再生水，实现水循环使用”。目前北京地区已有4家高尔夫球场使用再生水灌溉，而且通过价格上的优势，还会有更多的球场采用再生水进行灌溉。珠海市的金湾高尔夫球场，因球场配套的酒店、会所、体育中心每天产生大量的生活污水加之球场周围的市政污水管网尚未完善，生活污水随意排放不仅污染环境、影响球场景观，同时造成水资源的极大浪费，因此球场管理方决定建设污水处理设施处理生活污水，处理达标后排人球场人工湖，然后用作球场喷灌水源。 3 高尔夫球场利用再生水灌溉的优势 3.1 节约用水成本 我国城市居民生活用水价格在2元/m3，而且由于缺水问题日益严重，许多城市都在计划提高水价。以北京为例:北京是严重缺水城市，根据《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》，为了实现建设节水型城市的目标，2004年8月1日起北京调高了水资源费、污水处理费征收标准，对非居民用水单位指标压缩10%至15%。其中对洗浴业、洗车业等特殊行业的取用地下水水资源费涨幅达到了几十倍，相比之下，生活、工业等取地下水涨幅不大，由每立方米1.50元调整为2.00元，唯独中水的价格保持不变，每立方米1.00元，相比之下价格优势极为明显。利用再生水可以节省大量的饮用水，尤其在干旱季节水供应短缺时，可以极大的节约球场的日常运营成本，虽然使用再生水灌溉高尔夫球场还需专门铺设管线、进行人员培训等，但从长期看，费用无疑是降低的。 3.2 减少使用化肥农药 通过调查多数球场使用的化肥大多是N肥和P肥，Kevin W King(2000)等的研究表明再生水中含有比自来水(地下水)高出2~3倍的N、P，再生水灌溉到球场的土壤中，能够增加土壤的肥力，一部分还被植物表面直接吸收，对草坪的健康生长是非常有利的。少剂量又源源不断的N、P保证了草坪草的养分需求，因此再生水灌溉大量减少了或者几乎不再需要额外的N、P肥。 3.3 有利于草坪生长 美国Hayes A R和Mancino C F(1990)用二级处理水浇灌草坪草(狗牙根和多年生黑麦草)64周(从播种开始，大概1年3个月)，对比自来水浇灌地，综合来看，二级处理水灌溉能产生较高质量的草坪。英国Adrian Mortram(2003)在盆栽试验中发现，对比自来水，用二级处理水灌溉细弱翦股颖和高羊茅，能明显增加其生物量、密度、色泽，但其根系会出现焦黄症状，可能是因为二级处理水会使土壤中盐分累积过多[12]。细胞膜透性是植物响应生存环境的综合指标，细胞膜透性越大，表明环境对植物的伤害就越大。周陆波(2005)用自来水和再生水灌溉6种不同草坪草3个月以后，5种草坪草的细胞膜透性都有所减小，这表明在其他条件都相同的情况下，再生水灌溉比自来水灌溉更利于草坪草生长，提高草坪草的综合抗性。 3.4 实现水的循环利用 高尔夫球场用水量很大，依靠科学的管理和先进的节水技术，可以使有限的水资源得到高效的利用，随着水资源短缺的问题日益严重，许多国家已经出台相关法规对居民和工业用水进行严格的限制。在高尔夫球场的用水问题上，很多国家鼓励使用污水，污水不断被处理成再生水，实现循环利用，高尔夫球场正好可以满足这一要求，不会像其他农作物因耕作、播种或收获而中断，而任何中断都会停止灌溉很长时间。高尔夫球场利用再生水不但保障了自身的利益，而且对保护有限的水资源有一定的贡献。 4 再生水灌溉高尔夫球场的潜在危胁 4.1 影响健康 使用再生水灌溉高尔夫球场时，打球者最关心的是健康问题。其风险包括传染性疾病的传播，如细菌(伤寒症、痢疾、破伤风)、病毒感染(脑膜炎、肝炎、呼吸道疾病)、蠕虫感染(蛔虫、鞭虫、绦虫)和其他疾病。如果在灌溉过程中，直接接触这些病源和有害物质，则有可能带来健康问题，影响球场正常经营活动。污染处理单位如果可以严格控制污水的处理水平，同时避免打球者接触到再生水，利用再生水灌溉还是可以将影响降到最低。 4.2 盐分伤害 再生水中含有可溶性矿物盐，一些可溶性盐可作为营养成分，并对草坪草生长有利，其他则可能对植物产生伤害作用。在土壤中盐分累积到伤害水平取决于再生水中的浓度、每年的供应量、年降水量和土壤物理化学性质.盐度常用电导率(EC)或总可溶性盐( TDS)表示，受盐影响的草坪草株体矮小，根系变浅，叶呈蓝绿色或紫色。受影响的叶厚多汁，出现叶枯萎，严重情况下甚至枯焦，同时吸收水分困难，出现生理干旱.Harivandi(1999年)认为再生水中盐分含量只有大于2 000×10-6时才会导致盐分胁迫，200×10-6~800×10-6比较草坪生长。 LinWu(1999年)认为一般来说再生水灌溉不会给草坪草带来盐分胁迫，但跟灌溉的方式有关。滴灌几乎不会有影响，喷灌因为和草坪草直接接触，耐受性要比滴灌差，总的说来盐分的积累不会带来胁迫但需要监控。所以再利用再生水灌溉时，一定要调查球场土壤的物理化学性质和日常使用化肥农药的情况，另外对再生水的水源应有足够的了解，并实时监控，以免影响草坪的正常生长。 4.3 土壤性质影响 再生水中钠含量较高时，会置换土壤中的二价阳离子，如钙离子和镁离子。随着置换的增加，个体粘土微粒开始离散，大孔隙(直径大于1000A的孔隙)被破坏，而小孔隙占据优势，减少了土壤的渗透性.即使在沙土中，分散的粘土微粒也能随着水分迁移，堵塞孔道，减少水的渗透、渗漏和排水，导致土壤紧实。 钠吸附比(SAR)是钠离子浓度对钙镁离子浓度的比值，表示水对土壤结构的潜在影响。通常，钠吸附比超过9的水如果用于灌溉细质土(如黏土)，一段时间后会导致严重的渗透问题。此外，高钠还会导致高碱度，使土壤pH值升高，而高pH值会溶解一些有机物质，这些有机物在水蒸发时积累于土壤表层，外观呈黑色，影响美观。 王艳春等(2005年)分别在2001年和2003年用再生水灌溉绿地发现，测得的土壤中交换态钠离子钠2003年是2001年的1.86倍。在没有外源钠的情况下，土壤中钠含量增高，说明再生水浇灌引起了土壤中钠的累积。累积在土壤中的钠对于不耐盐的植物会由于土壤中含钠量过高而发生钠的伤害。在2年的时间内研究发现钠通过再生水浇灌可以在土壤中累积，此累积是一个相对较慢的过程，但随着浇灌时间的延长，累积量达到一定程度时，仍然可能会对土壤性质和植物产生伤害，因此，对钠是否在土壤中继续累积应该跟踪监测。高尔夫球场灌溉需水量很大，尤其果岭区几乎每天都需要灌溉，利用再生水灌溉时，必须考虑再生水中钠的含量。虽然高尔夫球场草坪土壤多为透气好的砂土或砂质土壤，但是如果再生水中钠含量过高，不仅会降低水在土壤中的渗透率，而且还会影响球场美观。 4.4 再生水灌溉高尔夫球场的建议 由于污水处理厂和高尔夫球场关注水质参数的侧重点不同，如污水处理厂关心的是化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮物(SS)和细菌总数等，而高尔夫球场管理者更关注的是电导率(EC)、钠吸附比(SAR)等，另外球场和球场之间在土壤性质和草坪草种方面也存在较大差异，为了防止和减少再生水灌溉带来的问题，有以 下4点建议: (1)在使用再生水之前全面了解其性质，注意有哪些水质参数可能对球场产生影响。 (2)调查和了解污水的处理程度和处理工艺，在污水处理过程中增加透明度，关注是哪些因素变化能影响处理水的输出质量。 (3)为了加强再生水的利用率，高尔夫球场可以和污水处理单位建立合作关系，污水处理单位根据实际情况为高尔夫球场提供更适用的水源。 (4)应尽快制定再生水灌溉标准，规定再生水用于高尔夫球场或其他景观灌溉时的名项指标参数，以便安全地使用再生水进行灌溉。 5 结语 再生水的利用、推广和普及跟一个国家或地区的污水处理率和再生水管道系统的铺设等因素关系密切。与发达国家再生水管道与自来水管道并铺并遍及全城相比，首先我国的污水处理率低，可供利用的再生水不多;其次再生水管道更是没有普及。因此，现阶段包括高尔夫球场在内的用水单位中强制推广使用再生水条件不成熟。使用再生水灌溉还受地域性的和污水处理水平诸多因素的限制。可见，要想改善这种状况，一方面污水处理机构要改变污水处理率低的现状，加大污水处理的建设力度和再生水管道的建设投入，提高污水处理率;另一方面，球场要进一步完善灌溉设施建设，提高环保意识，实现再生水灌溉。 通过合理的政策、科学的管理和养护，高尔夫球场都可以有效地利用水资源，针对我国高尔夫球场用水的具体情况，在借鉴国外先进经验的基础上，加大力度实现再生水灌溉高尔夫球场对我国高尔夫事业的发展是极具意义的。 作者简介： 马志超， 深圳大学高尔夫学院研究生 金克林， 深圳大学高尔夫学院研究生 马宗仁， 深圳大学高尔夫学院教授，中高协场地委员会常务理事 连家伟，深圳市水务局处长 |
