1910年,新加坡建立了第一个水道输送式污水基础设施。当时,该设施仅为约30万人服务,占总人口的一小部分。今天,新加坡已拥有一个能为全国400万人服务的全面性废水基础设施。然而40年前,没有人想象得到新加坡能有今天的发展。新加坡在1960年代独立初期面对许多挑战:水资源不足、河水污染、缺乏基本卫生设施、人民健康水平低下;甚至一直到70年代,还有3200公顷的土地经常被水淹没。
城市规划
新加坡的城市净化项目随着其城市规划而展开:将河畔具有污染性的活动迁至岛国的其它地区;重新安顿聚居在河道附近的贫民,让2万6000多户家庭迁入附有卫生设施的公共住屋;将2800个后院式小型私有企业迁入工业区;逐步淘汰在河流流域未开发地区激增的猪、鸭养殖场;清除淤积于河里及河畔的垃圾与飘浮物;将原本泥泞的河岸变为美丽的沙滩;在河畔走道上铺上砖瓦并进行景观美化,河岸也铺上草皮。此外,政府也严格实施污染控制策略与措施。
1987年,当净化项目完成时,过去的臭味已成为历史。以往受污染的河流已成为干净的水道,两旁保留的建筑屋重生为餐馆、商店和办公室。
净化项目也包括灌输新加坡人保持河流及水路、排水道及沟渠干净的观念。因此,新加坡国家水务署--公用事业局除了能在自然集水区收集雨水之外,也能从组屋区及市区的排水道及沟渠收集雨水。这有助于拓展新加坡的集水范围。
公用事业局负责管理新加坡整个水资源循环:从水资源的开发、收集和净化至供应饮用水、将废水进行处理生产新生水及设计暴雨的排水系统等。
落在地面上的雨水通过排水道及汇水池导流至蓄水池,之后经过处理厂净化为饮用水,供应给家庭用户及非家庭用户。
污水则通过污水管网导流至污水处理厂净化。经处理的水可循环使用,也可安全排放。先进的科技使生产名为“新生水”的高质量回收水成为一种可能。大部分的新生水将作为非饮用水,直接应用于像晶片制造厂的晶片清洗或冷气系统的冷却塔等用途。一小部分的新生水则会注入蓄水池与蓄水池里的水混合,再经过处理厂处理加工后成为饮用水(作为间接饮用用途)。
满足新加坡的用水需求
新加坡采取了严肃和认真的态度来满足其用水需求。能够确保新加坡拥有持续性的水源是政治意愿及小心规划的成果。作为一个没有大江河及大面积的淡水含水层的岛国,新加坡并没有一个现成的水源。认识到这一点,自独立以来,政府想尽各种方法克服这方面的不足,以确保新加坡在任何时候都有足够的水供。通过周密的部署及科技的力量,新加坡达到了开启第四个“水喉”的目标。这四个“水喉”分别是当地的集水、进口水、新生水及淡化水。这种多样化的水源,确保了新加坡拥有健全可靠的水供。
2002年,新加坡仅仅依靠与柔佛的水供合约及集水这两个“水喉”来满足国家的用水供需求。目前,新加坡包括工业用水的日用水量约为3亿加仑或140万m3。
在未来的十年里,水供需求量将增加1/3。在水源方面,由于新加坡与柔佛的合约将于2011年满期,因此来自马来西亚的进口水将减少。为了不过于依赖海外水供,新加坡增设了两个水喉--新生水和淡化水。
为更好地管理和充分利用有限的水供资源,新加坡把重点放在以下三个方面:第一是采取综合性措施进行水供管理;第二是依赖科技的力量;第三是呼吁国人珍惜用水,为管理这一珍贵资源尽一份力。
扩大集水范围
要以综合性的方式管理水供资源,首先必须解决各种问题。水源必须受到保护及拓展;水流失量必须减少。
由于新加坡的土地有限,保护集水区成了当务之急。政府已确保通过污水系统收集所有污水。暴雨径流则单独导入排水系统。这些努力确保集水区保持干净,使新加坡得以在约一半的国土范围内收集水。
为了扩展集水区,新加坡最近开始展开名为“滨海堤坝”的工程。由于流入这个水体的新加坡河及加冷河在17年前已进行过清河工作,因此这里可以建造一个跨越滨海海峡的堤坝,形成一个淡水湖。这个占新加坡1/6国土面积的蓄水池将是新加坡在市区的第一个集水库,同时也是最城市化及最大的集水区。滨海堤坝于2007年竣工后,也将扮演防洪的挡潮闸角色。此外,这个淡水湖也将成为市中心的消闲景点,提供许多精彩的水上活动并让城市的景观及空中轮廓生色不少。
联同其他港湾计划,滨海堤坝将使新加坡的集水区从其土地面积的1/2增加至2/3。随着科技的进步,政府希望能将集水区拓展至其他的工业地区,并在不久的将来使新加坡的集水区占具土地面积的90%。

(滨海堤坝——市中心的蓄水池'()E !"#$%&'F)
保持低的不明用水量
新加坡一直致力于维持低的水流失量(Unaccounted-For-Water)。UFW 即生产水量及有记录用水量之间的差。在1990年代初期,新加坡的UFW量约为10%。到2004年,UFW已减至5%。新加坡以在UFW控制方面取得的卓越成就于1996年赢得了第一届国际水供协会-亚太组水务奖。
1980年代,为了减少水流失量,公用事业局积极采取各种措施,其中包括漏水控制、全面及精确的计量政策、准确地计算用水及立法防止非法用水。
在漏水控制计划下,公用事业局推广使用优质的水管及配件、水管更新、密集的漏水探测及缩短配水系统漏水的维修时间。水管更新计划包括在1984年至1993年之间更换181公里的陈旧、无衬底的铸铁干管及6万8400条镀锌铁连接管。在10年内(1985-95),这些努力成功地使水管漏水的数量从1万8085起减至4543起。公用事业局继续在1999年实行一项5年计划,于2004年更换所有超过50年、长约280公里的旧管路。
为了更全面而准确地找出漏水位置,新加坡购买了高质量的仪器,如金属探伤器、地音探测器、电子漏水探测器,以及漏水声音相关器等。新加坡进行了近620项日间监测及280项夜间漏水监测,在一年内完成了整个漏水系统的检测。自2001年初,新加坡更引进了听漏仪,它能够在不须繁杂检测步骤下确认疑似漏水区。
所有来自自来水厂的水供及用户用水都100%地经测量和记录。为了确保用户庞大用水量的记录能准确无误,新加坡不惜代价投资于诸如复合水表之类的高档次测量设备。这项全面的记录系统帮助新加坡向用户准确地收费并减少了水流失量。
需要大量用水的地方包括:新干管、 连接管及给水池的启用及灌注,维护配水系统时的清洗及冲刷,以及救火。为了避免这些用途所带来的不适当计量,即水流失量,新加坡实施了按月报告制度,以确保水的正确用途。
除此之外,由于立法及执法严格,新加坡非法用水的案例很少。违法者将面对新币5万元(约合美金3万743元)的罚款或长达3年的监禁。
新生水
为了更好地管理和充分利用有限的水资源,另一个重点是运用科技,例如运用于水回收的技术。自2003年,新加坡以薄膜及紫外线技术生产了称为“新生水”的高质量回收水。
新加坡水回收研究(新生水研究)是于1998年由公用事业局和环境与水源部联合发起的。这项合作计划的宗旨是确定新生水是否适合作为辅助新加坡水供的原水。
新生水超越了世界卫生组织及美国环保局所定下的饮用水标准。新生水的品质及安全在经过国际专家委员会约3万次全面的测试及分析后得到认证。
目前,新生水水质超干净,主要供给对水质要求比饮用水更苛刻的工业,如晶圆盘制造厂。此外,新生水也供作商业大厦的非饮用用途,如冷却空调用途。因此,更多的蓄水池水可用于满足目前与未来家庭用户对水的需求。目前,新生水会先与蓄水池里的原水混合,再经过处理厂的进一步处理后,才会供给公众作食水之用(间接饮用)。
位于勿洛与克兰芝水供回收厂的新生水厂于2002年底启用。紧接着在2003年2月,新生水就供应给位于兀兰及淡宾尼/巴西立的晶圆盘制造厂及其他工业作为工业用水。2004年6月,新生水又迈入一个新的里程碑:位于实里达水供回收厂的第三间新生水厂启用,开始供应新生水给宏茂桥的晶圆盘制造厂。实里达新生水厂首次采用了本地公司研发的膜。该厂所使用的低压膜是本地公司凯发研发的。此举将鼓励更多本地水务业者为水处理及循环过程继续研发及生产高质量的产品及解决方案。
上述三家新生水厂的总产能为9万2000m3/d或每日2000万加仑。位于乌鲁班丹的第四间厂于2006年竣工后,每日的总产能将增加2500万加仑。吉宝工程有限公司赢得了设计、建设、拥有及经营第四间厂的合约。
目前,每天约有400万加仑的新生水(约每日用水量的1%)注入蓄水池。到了2011年,这个比例将逐渐增加至每日用水量的2.5%。这个方法并不新鲜,在美国多个地区已有20多年的历史。自1976年以来,在美国南加利福尼亚桔城水区的21水厂就已经将经过处理的高质量再生水注入地下水。同样的,自1978年以来,在美国北弗吉尼亚州的UOSA污水处理厂也将再生水排入奥柯昆(Occoquan)水库。该水库是华盛顿周边地区100 多万人口的供水源。
新生水已成为新加坡水供多样化计划中的中坚份子。到了2011年,新加坡希望能达到每日有5500至6500加仑的非食用水及1000加仑的间接食水是来自新生水的目标。到了2012年,新生水有望满足15%的水总需求量。
改进水回收过程的新概念及新科技不断出现。其中之一就是能简化新生水的生产过程及降低生产成本的膜生物反应器。
海水淡化
除了通过水回收来增加水源,科技的进步也使新加坡能够以合理的成本将水脱盐增加水供。对许多国家来说,海水淡化拥有提供无限量饮用水的潜能。新加坡作为一个四面环海的岛国,在新泉海水淡化厂于2005年9月13日由李显龙总理开幕后也加入了海水淡化的行列。该厂比预期早三个月启用。
新加坡的第四个“水喉”耗资新币2亿元,由凯发集团赢得了公用事业局的合同,以国营-私营合作形式经营这家海水淡化厂。该厂将为公用事业局每天提供3000万加仑(13万6380m3)的淡化水,为期20年。
新泉海水淡化厂通过两个输入管道引进海水。海水在第一阶段的预处理过程中加入化学物质使杂质凝成较大的颗粒,然后注入空气,使较轻的颗粒浮于水面而便于清除。之后,水经过沙滤池过滤以去除较重的颗粒。
在第二阶段,水经过反渗透处理。而到第三阶段,水被重新矿化。经过这些处理的淡化水将与取自蓄水池、并经处理的的净化水混合,之后才输送到新加坡西部的住宅区及工业区。
自2005年4月以来,淡化水就开始经过一连串严谨的测试。此外,它也将由公用事业局外部审计员进行审计。
深隧道阴沟系统(Deep Tunnel Sewerage System)
为满足未来的需求,新加坡也投资建设先进的基础设施。其中一个例子便是深隧道阴沟系统(DTSS)的建设。政府预期DTSS将会是新加坡在21世纪解决污水量的长期解决方案。这个长期计划将分阶段进行,包括了两个在岛国交错的大型深隧道、两个中央水供回收厂、深海排水口及一个污水管网。
那两个深层隧道直径最大达6米,埋设的深度离地面20米至50米。有关当局也将建造一个较小的污水管网以把现有的污水管道与深隧道连接起来。
污水将从现有的污水管通过污水连管流向深层隧道。隧道将把污水导入建于樟宜及大士的中央水供回收厂。经过水供回收厂处理的废水通过深海排水口排入新加坡海峡。有了DTSS,分布岛国四周的现有水供回收厂及水泵站都将逐步被淘汰。这将使目前被这些设施所占的290公顷土地得以改为住宅用途或其他发展。
DTSS 将分两期建设。目前正进行的第一期工程包括:建设从克兰芝到樟宜的48公里隧道,一个位于樟宜、产能为80万m3/d、并具有一个5公里长的深海排水口的水供回收厂,以及一些50公里长的污水连管。第二期的工程将在第一期工程结束后,随着废水处理量增加而动工。
在第一期工程中,位于樟宜的北段隧道、进水泵站以及深海排水口系统已于2005年底竣工并启用。原有的其中三家水供回收厂的污水已导入北段隧道,绕道柔佛海峡排入新加坡海峡。当樟宜东水供回收厂于2007年底竣工并启用后,现有水供回收厂的污水也将逐渐导入北段隧道以输送到处理厂处理。
经樟宜水供回收厂处理的污水将被输送到深海排水口并通过一系列扩散器稀释及分散到海水里。
樟宜深海排水口由两个各长5公里的水管组成。第三个较短的水管将铺设至离海岸不远处,作未来扩建用。
深海排水口的陆地部分将由三个各长3米的混凝土/钢管组成。这长约300米的陆地水管将埋在深沟里。
在大海部分的水管长约4900米,将铺设在水下深沟里,在岩石床上以优质岩石覆盖。此外,也将放置大型护面石以保护水管免受锚的损坏及确保水管不被海浪、风暴潮等移位。
水管的最后一个部分将是一个扩散区,拥有一系列从水管延伸至海床上方的扩散器。这些水头都有混凝土水头保护,以免受船锚损坏。它们的深度达海面以下30米。当整个系统的建设完成后,现有的水供回收厂及泵站将逐步被取代。

旧污水管的更换
新加坡采取了创新的不开挖科技,无须挖掘路面就能更换旧的污水管。该方法是在现有的水管内装置聚酯内衬以形成一个新的内水管。使用不开挖方法整修旧污水管大大减少了更换污水管所需的时间。由于大部分的工程都在地底下进行,因此也不会对交通或附近的居民造成太大的干扰。
新加坡有约3400公里的污水道系统输送家庭用户及商业大厦的污水至水供回收厂。在1996年展开的10年计划里,有790公里的旧污水管道被列入翻新项目。至今已有超过90%的翻新工作已完成。
新加坡是全球少数几个采用污水雨水分流系统的国家之一。其污水是由一综合性污水系统处理而雨水则是由一复杂的排水管网输送。
有鉴于此,有必要确保污水管耐用、安全且不会漏水,以免污水渗入排水沟、沟渠及水道,污染了将流往蓄水池的雨水。
在新加坡采用的众多不开挖方法当中,最广为应用的是原位内搪管道法(Cured-In-Place Pipe lining method, or CIPP法)。该科技利用水压将一充满树脂(一种带黏性、胶状物质)的软管通过人孔推入污水管道。当软管完全衬在原有污水管道的内壁时,将用于推软管的水加热至能使树脂固化的温度,于是在原有的污水管道里就形成了新的管道。
一般来说,CIPP法只需三天就能整修100米长的污水管,而传统的开挖方法可能需要三个星期或更长的时间。因此,该方法成本效益很高,能节省约40%的更换成本。
节约用水
另一个应对水供需求不断增长的方法是节约用水。新加坡采用了几种措施鼓励人们节约用水。其中包括在水喉装置水流调节器以控制水流,以及推广使用低容量的抽水马桶水箱。政府也鼓励商业及工业用户有效用水以达到节水目的。在各方面的努力下,新加坡的人均用水量已从2003年的165L/d降至2005年的160L/d。
国营-私营伙伴形式
新加坡在充分利用水资源方面所做的另一个努力是呼吁全国人民为水管理尽一份力,因为管理水资源不仅是政府及水务公司的责任,用户也扮演着一个很重要的角色。新加坡称之为“3P方法”,即社会大众(people)、公共领域(public)及私营机构(private sector)。
政府正积极探讨让私营机构扮演提供公共服务的角色。这是一个结合私人界专才为水务业提供更富竞争力服务的最佳时机。其中一个倡议是采用国营-私营伙伴(Public Private Partnership)的形式,这个形式能为私营机构提供发挥其所长的机会。
在过去4年里,私营机构赢得了总值45亿新元的水基础设施合约,其中包括了深隧道阴沟系统、滨海堤坝及新生水厂(详情阅下一节“扬帆海内外”)。接下来两年会还有另外15亿新元的投资。这些投资有助于为新加坡创造一个繁荣的水务业。
新3P方法的要点是与伙伴合作在新加坡发展一个繁荣的水务业。2004年12月,3个新的水务团体成立了:“水供科技、培训及网络中心”、“新加坡水协会”及“水供联络网小组”。
“水供科技、培训及网络中心”的成立是为了协助新加坡发展成为一个水务业的科技、培训及网联业者的中心。集合了“新加坡水协会”及“水供联络网小组”的力量,该中心希望能在管理、关注及享用水资源方面为合作伙伴们建立一个强有力的纽带。
成功秘诀
今天,无论是在确保足够的水供方面,或通过公众教育及所有制的灵活运用来处理水的需求方面,新加坡在持续性水管理战略上都取得了很好的成绩。有了干净的河流及纯净的蓄水池,新加坡人就能够拥有达到国际标准的优质水。以全面的方式管理水资源是政府成功确保国民持续享有优质食水的关键。全国上下必须努力看清其特殊需要并通过谨慎的规划与措施来克服每一个局限。
水在许多文明发展中占有重要的地位。新加坡人应该义不容辞,只争朝夕,预先为确保下一代有足够的水供做好准备,落实可行的计划。
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