城市节水新技术
近年来，城市水资源短缺和环境污染造成的水危机已经严重制约了我国城市的可持续发展，尽管淡水资源位居世界第六，但是人均淡水资源仅2300立方米，为世界平均水平的四分之一，因此，建立节约型社会，实现水资源的可持续利用势在必行。城市对用水的科学预测与规划，合理调整用水结构及管理模式，可以实现水资源的高效利用，使有限的水资源得以满足人们的生活需求，并保障城市经济和建设可持续发展。
1.我国城市用水现状和未来需求
1.1用水现状
我国现今沿海城市和北方城市的的水资源利用率都比较高，达到了75%的利用程度，有些甚至达到90%以上，部分城市如西安，大连，天津，青岛等已经从外区域引水；然而，大多数南方城市的水资源利用率却令人担忧，其中，水源污染是造成地表水资源不能充分利用的重要原因之一。
虽然我国地下水资源的开采总体来说还有一定潜力，但对于大多数中大型城市开采状况却不容乐观，例如唐山、烟台、太原等城市的地下水资源开采率已经超过了120%，已经属于严重开采；北京、石家庄、济南、天津等城市的开采率也达到了100% ~120%，也已经是超采范围。因此城市用水问题必须得到重视与关注，地下水资源的开采如果得不到有效的管理，必将导致地下水资源濒临枯竭、地面沉降、水质恶化、海水侵入等严重后果，进而加剧水资源的短缺问题，而我们也将面临今天用明天的水，明天用后天的水的恶性循环。
1.2未来需求 城市水资源的需求变化与社会、经济、文化、科技、政策等诸多因素有关，其变化过程也很复杂，主要影响因素有人口增长与城市化进程，产业结构变化与工业生产总值，生态环境保护与城市建设等等。然而城市未来水资源的需求依然集中在以下几方面：
（1）城镇居民生活用水：北京市环境保护部环境规划院的专家曾在2009年于《资源科学》杂志第31卷，第一期，预测我国城镇居民生活用水量到2020年将达到670亿立方米，又有专家预计到2050年前后，我国城镇居民生活用水量将达到890亿立方米，因此城镇居民生活用水量的增长将成为未来城镇供水与需水的主要矛盾之一。
（2）工业生产用水：《水科学进展》杂志在第16卷，第4期中《中国水资源长期需求展望》一文作者预计在中发展情况下，我国在2030年工业生产用水量将达1704亿立方米，年增长平均达11.35%；到2050年工业生产用水量将达1957亿立方米，年均平均增长11.09% 。
（3）生态环境用水：城市绿化越来越完善的今天，城市生态环境用水也将占领相当大的一个比重，有数据统计，到2030年我国年平均降雨量小于800毫米的地区，生态环境用水量将达到485亿立方米；而到2050年，生态环境用水量将达到501亿立方米。
2.城市节水新技术
2.1 城市雨水利用新技术
我国城市雨水利用起步较晚，但在北京、上海、大连、南京等地区都已投入研究并应用。目前城市雨水利用的应用范围有：建筑群活小区集中式雨水收集利用中水系统，分散住宅的雨水收集利用中水系统，分散式雨水渗透系统，集中式雨水渗透系统，生态小区雨水综合利用系统，绿色屋顶花园雨水利用系统等，即可概括为雨水集蓄利用和雨水渗透两大类。
雨水集蓄利用是最为常见的雨水利用技术，而传统的蓄水设施有引水渠、混凝土或塑料蓄水池、沉砂池、人工湖等。但由于我国大部分城市雨水水质较差，因此简单的集蓄再利用似乎会对某些用水设备造成一定的影响。在德国城市家庭现多设一种雨水集蓄利用系统，其由雨水汇集装置、输水管线、截污装置、贮水区（地下水池或水箱）、净化系统（过滤消毒）和配水系统等组成。但是由于在德国的地中海气候，降雨量一年中分配较平均，且少暴雨，我国的气候条件复杂，特别是沿海地区在6~9月降雨多数以暴雨形式；另外，德国的屋面雨水经截留和简单过滤就能满足中水杂水回用标准，但我国现今城市工业化越来越发达，因此环境污染也更严重，因此雨水处理则更为麻烦。如在北京雨水利用则需要先舍弃初期2mm左右的初期降雨量，得到较稳定的雨水后再进入调节系统，然后投加混凝剂后再进行过滤，最终得到的雨水可用于绿化、冲刷、洗车、景观用水等多种用途。
城市雨水渗透技术现今也得到了越来越广泛的利用，其主要分为分散渗透和集中回灌两大类，分散渗透包括渗透检查井、渗透管、渗透沟、渗透池、渗透地面、绿地渗透，集中回灌式包括干式深井回灌和湿式深井回灌。2010年上海世博会的雨水利用与综合利用系统是极具代表性的雨水渗透技术，其整个系统包括入渗、收集、回用处理和排放四个单元，采用渗水混凝土，渗水地板砖铺设路面，建设初期雨水调蓄池以收集污染较为严重的初期雨水，设置地绿地和下排水系统以提高土壤渗透性和集蓄更多的雨水，采用沉淀、过滤等常规处理，以及人工湿地的物理及生化作用处理后，处理雨水可用于冲厕、道路清洗、场馆清洗、绿化灌溉等，一些较稳定处理雨水甚至可用于直接饮用。
2.2 城市中水回用技术
城市中水回用可减少城市新鲜水的使用量，减轻城市用水供需矛盾的压力和负担，缓解水资源严重短缺的现状，使水资源更有效地使用，因此中水回用技术是很有发展前途的生活节水方式。现今中水回用技术大致可分为三种，物理化学处理法，即以混凝沉淀(气浮)技术和过滤技术相结合的基本方式, 主要用于处理优质杂排水；生化处理法，即利用好氧微生物的吸附、氧化作用, 降解污水中的有机物质；膜处理法，又分为连续滤膜和膜生物反应器，连续膜法即以微滤膜为中心处理单元, 实现物理分离之目的，而膜生物反应器则使污水中的大分子等难降解成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间, 从而达到较高的去除效果。
上述三种处理方法中最常见也是出水较为稳定费用较低的是生化处理法，如北京师范大学就采用了该种方法，主要收集学生公共浴室，学生宿舍楼盥洗间的废水和少量操场的雨水，经处理后用于宿舍楼冲洗厕所，绿化地区和足球场的灌溉，操场的冲洗等。经统计计算，投入中水回用技术之后该校年节水量可达20万立方米。
2.3 城市新型绿地与灌溉
城市水资源短缺，有时遇到暴雨还会造成洪涝灾害，而水质的污染又引发城市的河涌发臭等问题。如今的城市被水泥覆盖越来越严重，水资源的流失也更加厉害，而城市绿地是很好解决水资源流失的重要方式，因此绿地改造也是城市节水的重点之一。如北京市就在开发区和旧城改造区内做区域设计规划和建造时合理调整其路面高程、绿地高程和雨水口高程的关系，使得路面高程比绿地高程高，而雨水口则设置在绿地内，雨水口高程高于绿地高程而又低于路面高程，这样就形成了下凹式绿地，降雨后的雨水径流入绿地集蓄，多余的雨水则可以从雨水口排出。下凹式绿地可以很好地集蓄降雨从而增加地下水资源，一定程度上海可以降低洪涝灾害，并且可以减少绿地的灌溉用水量，达到城市节水的目的。
随着水的成本年年上升，城市绿地灌溉技术的科学节水也必将得到发展，过去城市绿地大多采用漫灌或沟灌方式，相当浪费水资源也耗费人力资源；目前，城市使用最广泛的是灌溉新技术是地埋升降式喷灌技术和微灌技术。喷灌技术利用喷头将水均匀喷洒到绿地上，可以达到很好的节水效应；而且喷灌还可以适时适量地满足植物对水分的要求，控制土壤水分保持土壤肥力，提高绿地植物的品质；另外，由于其机械化程度高，这样不仅便于自动控制，节省人工，而且由于其地埋升降式的特点还不影响绿地美观。
微灌也是一种新型节水技术，它通过低压管道也滴头或其他微喷头根据绿地的需水量，以持续和受控的方式向其根系输送水分和养分；微喷技术采用地面敷设管线，可避免复杂的土建工程，而且对水源的位置和管道压力并无太高要求。
2.4 城市工业节水
城市工业节水的方式有很多，但一般而言可分为技术性和管理性两类。其中技术性节水，首先可以建立和完善循环用水系统，使工业用水的重复使用率提高,减少取用水量和耗水量,并大大降低工业污水产生量,减少水环境的污染,减缓水资源供需紧张的压力。另外还可以改革生产工艺和用水工艺,例如采用省水新工艺，采用无污染或少污染技术，推广新的节水器等。管理性节水则需要通过公司企业自身员工节水意识的管理教育，或者当地法律法规的强制性要求，以达到节水目的。
国外的工业用水体系比我国发展的更为成熟，如日本则开创了一条独特的工业水道体系是通过专用管道供给的，在各大城市创建并保留使用至今的工业水道形成了和自来水道并存的有一条城市动脉，工业水道的普遍采用可节省大量自来水和净水处理费用，日本全国工业用水量基本稳定在每年544亿m3的水平，而这很大程度上都归功于工业废水的净化处理和再利用。国内现今的工业节水也有创造性的发展，例如改进废水处理工艺使经处理的废水用于再生产，以提高工业生产用水系统的用水效率；或者采用循序用水，使场内串联用水、一水多用，以达到工业生产用水的重复利用率；而在一些有着地势资源以及拥有资金与成熟技术的地区已经在探讨利用海水、微咸水、地下水回灌、大地冷源、人工制冷等技术，实现减少淡水资源或冷却水量，以提高用水效率。
3.城市节水小结
城市节水刚刚起步，但是其潜力却是巨大的，因为这是解决城市用水矛盾的必然趋势，而城市节水的核心思想就在于将一切可能再利用的水资源加以利用，例如雨水曾也被当作灾害加以防止，而现在雨水已经成为重要的可用水资源，城市的雨水集蓄利用技术也是缓解水资源紧张的重要措施之一；另外，在具有一定规模和用水量的建筑，我们也应该建筑中水处理回用技术，最终将集蓄的雨水和处理后的中水用于建设用水、家庭冲厕、灌溉绿地、道路用水、生态用水等。而再利用这些水资源的时候我们也需要利用科技的力量将以节约使用，例如绿地灌溉中我们可以推广喷灌技术和微灌技术，将水资源更加合理科学高效地利用起来。
工业的节约用水也是使城市走出水资源短缺困境的十分重要的环节，因此我们必须将工业用水发展成为一种水耗少、排污少、水资源优化配置的节水型用水模式，这不仅要求我们采用常规的省水新工艺，采用无污染或少污染技术，推广新的节水器等，我们还需要发展非常规水资源利用技术，如发展城市污水再生水工业利用技术，发展海水、微咸水直接利用或淡化利用技术等。而这些技术创新的最终目的是将城市工业逐步建成节水工业，实现城市的社会效益、经济效益和环境效益相和谐。
