水环境系统设计和水资源的综合利用

1、水环境系统设计和水资源的综合利用一、前言：俗话说：“山旺人丁，水旺财。”中国风水学中对宅地的选择几乎是无水不筑，无水不 居，这已成为中国国粹建筑学的定律。水原本就是与天文、地理、 人类在自然界各种开发活 动中密切相关的。她是所有生命的母亲， 大地的血脉，万物生长的依靠。水也是人类的生命 线，有风有水的地方，就有生命和生气，万物就能生长，人群就能生活。所以，水是经济发 展和社会发展进步的生命线。 自上个世纪二十年代全球性的淡水资源的短缺愈来愈严重， 继 而阻碍了城市工业和农业的发展。 所以在二十一世纪， 水资源已经成为中国乃至世界的热点 问题，凡是热点的问题就是会蕴藏着巨大的改革和发展的机遇。

2、房地产投资商热衷于该专题 研究是可以理解的。发达国家在总结了半个世纪的经验和教训之后，纷纷进行了水的管理体制的改革：美国二十世纪末提出了“水区” （ Water Shed）的概念。水区是将水资源、供水系统、排水系统 和用户组织一个最优化的管理范围 （一个城市可以分几个水区） 在这个水区范围内， 按照水 的生态循环概念进行综合管理是现实的，而且是可行的。二、绿色生态住宅小区 :我国为了在住宅建设中充分贯彻“节能、节水、节地、治污”的八字方针，加强住宅小 区的生态环境建设， 建设部科技司制定“绿色生态住宅小区建设要点与技术导则”和“中国 生态住宅技术评估手册”。总的目标是 ：以科技为先导、 以推进

3、住宅生态环境建设及提高住宅产业化水平为总目标， 以住宅小区为载体，全面提高住宅小区节能、节水、节地、治污总体水平，带动相关的产业 发展，实现社会、经济、环境效益的统一。其中首先提到的是“能源”问题，其次就是“水 环境系统”。什么是“水环境系统” （ Water Environmental Systems ） 呢？ 是指满足小区居民水量、 水质要求的前提下， 将水资源综合利用技术集成一体的水环境系统。 它由小区给水、 管道直 饮水、中水、雨水收集、污水处理、排水、水景等系统组成。绿色生态住宅小区水环境系统评估标准：（一）用水规划 ：最大限度地有效利用水资源，减少住宅区污水排放量。充分利用处理后的

4、生活污水，回 用于环境用水、杂用水 雨水和绿化景观用水的自然渗透补给地下水。节水率（WCR） %（应大于等于 15%，但不宜超过 50%） ：总用水量定额值自来水用量设计值WCR =x 100%总用水量定额值（二）给排水系统：1分质供水：应符合相应的水质标准：直饮水；生活饮用水；再生用作建筑杂用水和 城市杂用水；2水量合理，满足用水目标定额要求。3管材、附件和设备供水设施的选择和运行应考虑水的二次污染等。4排水系统： 实行雨、污分流制；污、废水和雨水的收集排放满足各项要求，并且不 对生态环境产生负面影响；收集优质杂排水，尽量减少排入市政系统的污、废水和雨水量； 防止排水系统的渗漏和因共用排水立

5、管所造成的交叉感染等；（三）污水处理和回用：1. 目的是保护住宅区周围的水环境，实现污水处理的资源化和无害化；改善环境；2住宅区集中污水处理，处理后的出水水质应符合相应的水质标准：3 因地制宜对再生水进行合理规划，使回用率大于20%，但不宜超过 40%。回用水量回用率（WRR % = X 100%污水总量4污水处理和回用系统：污水处理 ：住宅区集中污水处理厂应优先选择成熟的处理 工艺及安全可靠的消毒技术； 结合住宅区的特点和气候特性，充分利用污水中的营养物和能量资源；污泥应结合住宅区的绿化进行适当的处理和综合利用等；污水回用 ：应结合住宅区的具体条件，对不同的回用目的进行技术经济比较，选择切实

6、 的方案； 再生水用作建筑杂用水、 景观用水时， 水质应符合： 城市杂用水水质标准 、景 观环境用水水质标准；补充水源水 ： 直接进入地面水水源时，水质应符合地面水环境质量标准；达到景观 用水标准的再生水， 用于景观水体的过程中， 经地表的渗滤， 间接补充到地下含水层； 对补 充水源水的再生水，必须经过严格有效的消毒处理；5雨水利用：屋面雨水经收集进入景观水体、结合绿地自然渗透；地面迳流：通过绿 地草坪最大限度接纳雨水入渗量，补充地下水；6绿化、景观用水（略）湿地：通过湿地系统调节微气候、改善生态环境、保持生物多样化。7节水设施与器具：贯彻国家相关法规，节约用水；节水用具的使用率达到100%；

7、三、住宅小区水环境系统的规划设计： （ 略）四、住宅小区全面提高生活饮用水水质： （ 略）五、住宅小区的生态水景：绿色生态小区的水艺景观 , 简称水景 :（ 一 ）. 水景的种类目前我国最高喷泉：广东河源156米。最长的跑泉：锦州小凌河207米。最长的喷泉：大连星海湾广场：一公里。最新技术动态：投影水幕；变频跑泉；趣味性喷泉；喷火、喷烟；云雾等。(1) 、一大类：利用地势或土建结构，仿照天然水景观而成，如：溪流、跌水、瀑布、池塘、人工湖、养鱼池、涌泉、等，这些在我国传统园林中有较广泛的应用(2) 、另一大类：完全依靠喷泉设备造景，由各种各样的喷泉由喷头组合而形成：音乐喷泉、程序控制喷泉、旱地喷

8、泉、雾化喷泉等，这一类的水景目前在建筑领域中也已被广泛的应用(二) .水景水系统：绿色生态住宅小区建设要点与技术导则中要求：(1) 、景观水应采用循环系统，并应设置净化设施；(2) 、绿色生态住宅小区的水景工程应充分利用地形、地物和自然景色，营造优美的水景环境(3) 、景观用水系统应结合中水系统进行优化设计，景观用水水源宜使用雨水或中水(三) .水景设计的基本原则：水景工程的构成：有土建池体、管道系统、动力系统和灯光照明和自控系统等一个好的水景设计必然是由各专业的完美结合才能营造优秀的艺术效果怪n阿可广场美国洛衫机)(1).满足功能的要求：a.水景的基本功能是供人观赏，因此它必须是能够给人带来

9、美感，静止的景物配以活动的水景，图2图是美国德克萨斯洲威廉姆斯广场，达到静、动结合，使之更加生动活泼、丰富多彩，让人有艺术的享受。深圳宝安龙华镇也将此雕塑原样“搬”来，但喷水设计有误，马“跑”不起来。窗2美国语克萨斯洲威廉姆斯广场b. 水景也有戏水、娱乐与健身的功能：图3莱茵河公园（德国）團3莱茵河公园需国M4、5c. 水景对的环境改善：如对繁华嘈杂街道的环境改善作用。如图團4卡泰罗恩厂场t巴黎窗5巴特里公园城侯国纽约卜d. 水景还有小气候的调节功能：小溪、人工湖、各种喷泉都有除尘、净化空气及调节湿度的作用。由于水和空气的接触 的表面积越大，喷射的液滴颗粒越小，空气净化效果越明显，负氧离子产生

10、的也越多所以它 能明显增加环境中的负氧离子的浓度，减少悬浮细菌数量，使人感到心情舒畅具有一定的保健作用。图T哈佛大学镁国剑桥(2)符合小区规划环境的整体性要求 ：a. 水景是工程技术和艺术设计的结合产品，但是一个再好的作品如果不能和它周围的环境结合好，也不能产生它应有的效应 所以一定要和小区的规划设计很好地结合；而且还必须要符合它所处的小区环境氛围、建筑功能要求；更重要的是要和建筑园林设计的风格协调统b. 水景的形式有许多种如：静水、落水和喷水.喷水中又有各式喷头，可以形成各种喷水 的效果，即使用一种形式的水景，由于采用的动力水泵扬程和流量不同，也会产生大小、高低、急缓不同水势。如文艺复兴中心

11、(底特律)。(3) .不同的水景适合不同的应用场景：(不要冒然见水便为吉“)a.音乐喷泉一般适用于广场等集会的场所。它以音乐、水形、灯光的有机组合，来给人 以视觉和听觉上的美感，同时喷泉和广场又融为一体并形成了建筑群的一部分。图9美国信克萨斯洲达拉斯喷泉厂场b.住宅区和别墅:图10*图 11*-图12-六.住宅小区的景观水水体保护景观水质，首先要求清澈、无色、无异味，如果没有良好的水质作保证，就谈不上美感。但是居住小区内的水体为封闭水域，面积小、水环境容量小，水体自净能力低等特点， 如果 对居住小区内的水域和河面管理不好， 对周围环境污染物的排放不严格控制， 很容易成为小 区内的生活污水、雨水

12、和生活拉圾的受纳体，严重影响周围的自然环境和居民的生活质量。 为此，一定要控制污染物的排放和采取一定的手段并加强控制。(一) 污染来源：居住小区日常排放的生活污水，小区停车场洗车废水、雨水、生活垃圾及其渗滤液、漂 浮物和施工尘土等。 尤其是大量有机污染物及氮、 磷等植物营养物进入水体后， 加速水体富 营养化的过程 : 水中总磷浓度超过 0.015mg/l 、氮液度超过 0.3mg/l 时，藻类便会大量的繁 殖，从而成为水质恶化的首要原因。(二) 景观水体污染的控制措施：(1). 对环境污染源控制措施：a 、小区内的生活污水必须进入污水处理厂。不能直排小区封闭的景观水体。b、如果为了节约用水，可

13、设立小区污水处理站。处理站净化后的水用于冲厕、浇灌绿 地、冲洗道路、洗车等。或经深度处理后作为封闭景观水体的补充水。c、地表迳流雨水含有较多的有机物和无机尘土，尤其是初降雨水污染程度相当生活污 水，不能直接入封闭水体，要收集后经静置沉淀处理后再使用。d、严禁水池周边堆放生活垃圾，应设置专人对水面飘浮物的清除。e、水池边坡应做毛石或予制混凝土块护砌。(2) 、对水体污染物的治理措施：a. 物理方法： 机械过滤、疏浚底泥、光调节、水位调节、高压放电、超声波等方法。 清除湖底沉淀物及抑制泥中氮、磷的释放 , 是控制内负荷的有效途径。可以稀释水体中有害 污染物浓度， 防止水体富营养化 , 起延缓作用。

14、 此方法对较小水面是很有效的 , 但对于较大水 面的景观水体造成大量的水源浪费。b. 化学方法向水中投加化学药剂的方法杀死藻类，然后自然沉淀再清除淤泥层，达到防止水体富营养化的目的。常用药剂有硫酸铜或漂白粉：硫酸铜效果较好每升水中投加 0 305mg/l 就可以杀死多数的藻类物质，但要注意对鱼类的影响。c 、水生植物系统：以生态学原理为指导，将生态系统结构与功能应用于水质净化，充分利用自然净化与水 生植物系统中各类水生生物间功能上的相辅相成的协同作用来净化水；利用食物链关系， 有效的回收和利用资源取得水质净化和资源化、 景观效果等结合效益。 能够提高水体对有机污 染物和氮、 磷等无机营养物的去

15、除效果， 同时水生植物收获后可作某些用途， 取得一定的经 济效益。常用效果较好的植物品种：凤眼莲、莲、芦苇、香蒲等。据估算，凤眼莲的产量约为 510 公斤/ 平米水面，按凤眼莲的含氮 1.2%，含磷 0.79%计，每平米凤眼莲的氮去除负 荷和磷去除负荷分别为 0.06 0.12kg/a 和 0.04 0.08kg/a.d、生物栅与生物浮岛：生物栅为参与污染物净化的微生物、原生动物、小型浮游动物等提供附着生长条件 的设施。 使大量参与净化的生物在此生长， 不被大型水生物和鱼类吞食， 使单位体积的水体 生物数量成几何级增长，大大强化了湖水的净化能力。生物浮岛应用于封闭水域水体净化新型生态工艺，其上

16、部可种植花草，一方面吸收 和降解水中污染物；另外还有美化湖面景观的作用，具有立体景观效果。可种的植物有：美人蕉、空心菜、小麦等物。e、水生动物：鱼是水生食物链的最高级，在水体内利用藻类为浮游生物的食物，浮游生物又供作鱼类 的饵料，使之为菌 - 藻类 - 浮游生物 - 鱼，的生态系统。养鱼一般地说，只在水生植物水体中放养，由于景观水域水质标准要优于渔业水域水质 标准，因而完全可以满足鱼类生存的需要。景观水域宜放养的品种：花鲢，白鲢为主，配以鱼鳙，草鲤，罗非鱼等，他们能够以藻类为食，控制藻类的过速繁殖， 所以养殖是一种很好的方法， 既有净化水质的作用， 同时又能很好的发挥水体的垂钓 功能。f、曝气

17、充氧：曝气充氧在一定程度上可以防止藻类大量繁殖而导致鱼类死亡， 目前主要方式是自然跌 水曝气和机械曝气两种。g. 微污染生物处理：目前国内外最常用的一种高效的较为先进的处理技术，采用的是生物接触氧化法，使细 菌和真菌类的微生物和原生物、后生动物一类的微型动物附着在填料或者某载体上生长繁 殖，形成膜状生物污染，污水与生物膜接触后，污水中的有机物，植物营养物氮，磷等被生 物膜上的微生物摄取， 使微污染水得到净化， 这种方式可有效的处理有机污水， 降低污染物 总量，使水体得到完全彻底的净化。七、住宅区湖水处理及循环利用举例 （ 节省用水；节约能源；节省一次投资 ）栖湖花园位于深圳华侨城燕栖湖邻岸，是波托菲诺（108万m2项目的有机组成部分。栖湖花园北部为高尔夫球俱乐部和一辉花园，南为荔枝林，东部为天鹅堡花园，东南为欢乐谷娱乐城。居于栖湖花园腹部的燕栖湖为一天然湖泊，湖泊总面积约为7.5万m2,水深约2-2.5m,湖面中央有一天然岛,地理条件十分优越,自然环境得天独厚。图13沖将处理过的湖水作为空调冷却水、水景用水、