水资源有效利用设计与技术

第五章水资源有效利用设计与技术水是人类赖以生存和发展的基本物质之一，也是人类生存不可替代、不可缺少、既有限又宝贵的自然资源。自然界中的水，不管以何种形式存在，只有同时满足三个前提时才能被称为水资源，即：可作为生产资料或生活资料使用；在现有的技术、经济条件下可以得到；必须是天然（即自然形成的）来源。前言Introduction目录/CONTENTS010203水资源概述城市雨水利用节水设计与节水设施选择01第一节水资源概述一、我国的水资源05二、城市水资源06二、城市水资源1、城市水资源特征不同类型的水之间可以相互转化，海水、大气降水、地表水、地下水、污水之间构成非常复杂的水循环系统，相互之间存在质与量的交换相对城市用水需求量的持续增长，城市水资源的量是有限的。依靠外来饮水解决，增加用水成本，还受区域经济、资源、生态环境等条件制约。水资源及其容易受到污染；容易遭受破坏010203系统性有限性脆弱性1、城市水资源特征地球上存在着复杂的、大体以年为周期的水循环，当年水资源的耗用或流逝，又为来年的大气降水所补给。形成了资源消耗和补给之间的循环性，使得水资源不同于矿产资源，而成为一种具有可再生性和可供永续开发利用的资源。水资源是具有多种用途的自然资源，水量、水能、水体均各有用途①居民生活用水②农业生产用水③工业生产用水④水力发电用水⑤船、阀水运用水⑥水产养殖用水⑦生态环境用水0405可再生性多用途性2、我国的城市用水政策实行最严格水资源管理制度全面推进节水型社会建设③开展水生态文明建设实施水污染防治行动计划开展水资源消耗总量与强度双控行动2、我国城市用水政策节水第一添加文本单击此处添加说明字此处添加说明文字添加文本单击此处添加说明文字此处添加说明文字2、我国城市用水政策治污为本添加文本单击此处添加说明字此处添加说明文字添加文本单击此处添加说明文字此处添加说明文字2、我国城市用水政策治污为本添加文本单击此处添加说明字此处添加说明文字添加文本单击此处添加说明文字此处添加说明文字02第二节城市雨水利用h城市雨水利用就是通过工程技术措施收集、储存并利用雨水，同时通过雨水的渗透、回灌，补充地下水及地面水源，维持并改善城市的水循环系统。前言Introduction一、雨水利用的意义意义节约用水减轻排水负荷改善水循环改善城市水环境缓解城市地面沉降经济和生态意义二、国内外雨水利用概况美国：就地贮留渗透美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。在芝加哥市兴建了地下隧道蓄水系统，以解决城市防洪和雨水利用问题。其他很多城市还建立了屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统.二、国内外雨水利用概况丹麦：用水22％靠天降在城市地区从屋顶收集雨水，收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备，进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后，用于冲洗厕所和洗衣服。每年能从居民屋顶收集645万立方米的雨水，占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的68％，占居民用水总量的22％。二、国内外雨水利用概况德国：放跑雨水要收费利用公共雨水管收集雨水，采用简单的处理后，达到杂用水水质标准，便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。二、国内外雨水利用概况国内：雨水收集利用是将路面和建筑屋面的雨水径流，经过收集系统收集，进入储水池，再经沉淀、絮凝、过滤等处理设施后，然后用于小区或者广场杂用水。三、雨水利用设施及设计要点雨水收集系统是将雨水收集，储存并经简易净化后供给用户的系统。依据雨水收集场地的不同，分为屋面集水式和地面集水式两种。二、雨水利用设施及设计要点1、屋面集水场：屋面材料和坡度往往影响屋面雨水的水质。应选用黏土瓦、石板、水泥瓦镀锌铁皮等材料。二、雨水利用设施及设计要点2、地面集水场：按用水量的要求在地面上单独建造的雨水收集场。采用分体式设计，模块可任意拆卸，运到现场在进行组装，无需大型机械。安全快捷。大大缩短工期.可以任意组合，摆放成任意形状不受施工场地影响。雨水收集模块节省土地资料，不占用空间，可安装在花园、草坪、停车场等下面，不影响环境美观。施工流程•1、按照图纸施工挖坑，并用沙石铺垫找平。4、在预留的位置安装雨水井及进出水管道。5、将衬垫焊接（粘结）牢固然后用干净的河沙回填。3、雨水渗透雨水渗透是通过人工措施将雨水集中并渗入补给地下水的方法。1）可增加雨水向地下的渗入量，使地下水得到更多的补给量2）增加土壤水份含量，有效改善植被生长条件3）缓解暴雨洪峰对城市造成的危害，利于城市防洪4）减少城市合流制排水系统及污水处理厂的负荷5）减少地面雨水径流对水体的污染，改善水体环境6）增大水面面积，强化水蒸发，提高空气湿度，改变气候条件1、覆盖层的主要目的是：A.为植物提供养分B.控制雨水渗透速度C.吸附雨水污染物D.保持土壤水分D.树皮覆盖可以保持土壤湿度避免表层土壤板结造成渗透性能降低。2、对下渗雨水净化起主要作用的填充层是：A.覆盖层和种植土壤层B.种植土壤层和砂层C.砂层和砾石层D.覆盖层和砾石层B.为植物根系以及微生物降解碳氢化合物、金属离子营养物和其它污染物提供了良好场所。另外，从各个填充层孔径大小来看，过滤性能最好的也是这两层3、雨水花园的核心功能是什么：A.提供园林观赏景观B.保持生物多样性C.控制雨洪和利用雨水D.调节局地小气候C.核心功能是增加雨水的下渗量，并回收利用雨水，同时因减少了地表径流，可有效起到降低暴雨后城市内涝的频率和程度。02第三节节水设计与节水设施选择h水作为社会有用的资源必须符合三个条件，即必须有合适的水质、足够的可利用的水量，以及能在合适的时间满足某种特殊的用途。前言Introduction一、建筑给水系统节水1、充分利用市政管网的压力,合理分区供水根据城市供水规模不同,一般市政给水管网压仅能满足多层建筑供水。对于高层建筑,城市管网水压难以完全满足其供水要求。高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施,如:公共浴室、洗衣房、汽车库、餐厅、美发厅等,该部分用水量占建筑物总用水量相当大的比例,如果全部由储水池及水泵加压供水,无疑是一个极大的浪费。因此,高层建筑应根据当地市政管网的供水水压,确定经济可行的给水方案,进行合理分区供水,一般3层以下楼层由市政管网直接供水,3层及以上可采用变频供水设备二次加压供水,或者叠压供水设备供水。这样,就充分利用了市政管网的压力,减少电能的消耗,达到了节能的效果。一、建筑给水系统节水2、建筑热水供应合理采用太阳能热水器太阳能热水器利用光热转换原理，把太阳光转化为热能，提供生活所需热水。作为一种取之不尽，用之不竭的新能源，太阳能有不少优点:不仅运行费用低，使用寿命长，而且无污染、无噪音、无危险，节能环保。在建筑热水供应系统设计中，应优先考虑将太阳能作为热源的可能性，取代传统的燃油、燃气热水器及电热水器。随着太阳能技术的日臻成熟和完善，目前，全国有不少省市明确要求在多层、小高层建筑中使用太阳能热水器。一、建筑给水系统节水3、推广应用新型节水设备其一是推广使用优质管材、阀门。由于镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。采用新型管材如铸铁管、铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PPR管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。与传统的塑、钢产品相比，具有坚固、耐用、耐高温、低噪音、抗腐蚀、防火等功能。其二推广使用节水型卫生器具和配水器具。二、污水再利用技术污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、缓解城市缺水的有效途径，具有经济、社会、生态三重功效：可以降低给水处理和供水费用：减少污水排放及相应的排水工程投资及运行费用；改善生态与社会经济环境，促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展；改善生存环境，促进和保障人体健康，减少疾病危害；增加可用水量，促进经济发展。城镇污水再生利用的目标是充分利用城镇污水资源，消减水污染复合，促进水的循环利用，缓解区域水资源短缺，推动城镇节水减排，提升我国城镇水资源综合利用效率和水平，推动资源节约型和环境友好型社会的建设。•1、工业：华能热电厂、第一热电厂直接使用高碑店污水处理厂再生水，化二集团等化工企业使用中水。化二集团高碑店污水厂向华能热电厂输送再生水化二集团1、再生水利用类型和途径•2、农业：大兴北野灌渠、通惠灌渠等主要农业灌渠直接利用再生水作为农田灌溉用水。•3、环境：主要用于城市河道、公园景观补水。再生水为古老的圆明园注入了勃勃生机再生水龙型水系为奥运中心区添光溢彩4、市政杂用：（1）绿化：城市公共绿地和小区绿地。（2）洗车：2006年城八区中水洗车点达到300个，洗车用中水3.6万立方米。（3）环卫：主要是城四区道路冲刷和喷雾降尘，2006年环卫用中水51万立方米，其中道路冲刷和喷雾压尘中水使用量约46万立方米。（4）冲厕：建筑中水：宾馆饭店59个；学校30个；小区公寓52个；机关企事业单位写字楼119个。市政中水：居民小区22个，机关企事业单位写字楼1个。2、污水处理技术1）生态处理法生态处理法是以太阳能为初始能源，通过在污水生态系统中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统，在太阳能（太阳辐射）的推动下，通过生态系统中食物链的物质转移和能量传递，将污水中的有机物进行降解和转化，以达到除去污染物的目的。净化后的水作为再生水予以回收利用，实现污水资源化。2、污水处理技术2）人工处理法城市污水人工处理是根据污水中污染物的特点，采用物理、化学、生物不同方法，在人工处理系统中分级除去污水中的有害物质。一级处理可由筛滤、重力沉淀和浮选等等方法串联组成，除去废水中大颗粒物质。二级处理通常用生物法除去一级处理后废水中的有机物，用絮凝法除去无机悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。经过二级处理，一般可达到农业、工业和市政生态用水要求。再经过活性炭吸附过滤、反滲透、电滲析等方法的三级处理，可使水质达到饮用水的标准。三、中水利用技术1、中水概念“中水”起名于日本，“中水”的定义有多种解释，在污水工程方面称为“再生水”，工厂方面称为“回用水”，一般以水质作为区分的标志。主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。2、中水回用方向分类范围农、林、牧、渔业用水农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖、水产养殖城市杂用水城市绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防工业用水冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、工艺用水、产品用水环境用水娱乐性景观环境用水、观赏性景观用水、湿地环境用水补充水源水补充地表水、补充地下水3、中水水质要求和标准1.水质符合回用对象的水质控制指标。2.中水系统运行可靠，水质水量稳定。3.对人体健康、环境质量、生态保护不产生不良影响。4.回用于生产目的时，对产品质量无不良影响。5.对使用管道、设备等不产生腐蚀、堵塞、结垢等损害。6.使用时没有嗅觉和视觉上的不快感。4、建筑中水系统类型1）单栋建筑中水系统2）建筑小区中水系统3）区域性水循环建筑中水系统雨水调节池或其他水源•小区中水系统的中水水源可取自居住小区内各建筑物排放的污废水。居住小区和建筑内部供水管网采用生活饮用水、杂用水双管配水系统。城市给水小区生活用水小区公共排水管道中水处理系统中水供水系统浇洒绿化用水冲厕用水城市排水