高校非常規(guī)水資源優(yōu)化利用

王 佳，管 子，遲藝俠，葛文生

(河海大學(xué)文天學(xué)院，安徽馬鞍山 243000)

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高校非常規(guī)水資源優(yōu)化利用

王 佳，管 子，遲藝俠，葛文生

(河海大學(xué)文天學(xué)院，安徽馬鞍山 243000)

為推進(jìn)節(jié)水型校園的建設(shè)，以河海大學(xué)文天學(xué)院為例，對高校非常規(guī)水資源優(yōu)化利用情況進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：高校水資源利用存在較大弊端，用水管理模式不完善等是導(dǎo)致高校水資源不合理利用的原因。結(jié)合高?，F(xiàn)有水資源利用現(xiàn)狀提出了高效節(jié)水的合理建議。

節(jié)水；非常規(guī)水資源；優(yōu)化利用；雨水；再生水

非常規(guī)水資源區(qū)別于一般意義上的地表水、地下水源，包括污水處理回用水、礦井水、雨水、洪水、海水等，其特點(diǎn)是經(jīng)過處理后可以被利用，也可稱之為非傳統(tǒng)水源、代替水源或者其他水源[1-2]。在水資源短缺的背景下，非常規(guī)水資源的開發(fā)利用受到極大的重視，成為區(qū)域水資源開發(fā)利用的重要途徑及區(qū)域水資源配置工作中的重要組成部分。2015年“中央一號”文件提出，集中力量加快建設(shè)一批重大引調(diào)水工程、重點(diǎn)水源工程、江河湖泊治理骨干工程及節(jié)水供水重大水利工程建設(shè)的征地補(bǔ)償、耕地占補(bǔ)平衡實(shí)行與鐵路等國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目同等政策。加快大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，加快推進(jìn)現(xiàn)代灌區(qū)建設(shè)，加強(qiáng)小型農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[3]。再生水利用是節(jié)水治污的重要措施之一，截至2015年底，全國城市污水處理率達(dá)到91%[4-5]，污水處理回用系統(tǒng)的日益完善、工藝的提高、處理回用成本的降低，使其成為穩(wěn)定的第二水源。但污水處理及回收利用在運(yùn)營管理方面仍存在諸多問題。整體來看，非常規(guī)水資源的開發(fā)利用進(jìn)程迅速，但發(fā)展不均衡，在具體實(shí)踐中，還需要結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，尋求合理的開發(fā)利用途徑，建立完善的保障體系。筆者結(jié)合河海大學(xué)文天學(xué)院當(dāng)前存在的非常規(guī)水資源利用問題，在分析區(qū)域非常規(guī)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對非常規(guī)水資源開發(fā)利用潛力進(jìn)行分析，探討了基于非常規(guī)水資源開發(fā)利用的區(qū)域水資源配置及開發(fā)利用途徑和保障措施。

1 高校非常規(guī)水資源特點(diǎn)

隨著高校規(guī)模的擴(kuò)大以及師生人數(shù)的增加，用水需求量也相應(yīng)的呈遞增趨勢。以河海大學(xué)文天學(xué)院為例，筆者采用調(diào)查問卷的方式，調(diào)查分析了高校學(xué)生對非常規(guī)水資源的認(rèn)知情況。共發(fā)放500份問卷，回收435份，回收率為87%，具有一定的客觀實(shí)在性。問卷調(diào)查設(shè)計(jì)見表1。由表1可知，在關(guān)注于開發(fā)利用高校非常規(guī)水資源時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對高校非常規(guī)水資源開發(fā)利用的宣傳力度，使學(xué)生養(yǎng)成節(jié)水習(xí)慣，充分認(rèn)識非常規(guī)水資源開發(fā)利用的重要性。

表1 高校學(xué)生對非常規(guī)水資源認(rèn)識情況調(diào)查結(jié)果

Table 1 The cognition of university students on the unconventional water resources

問卷項(xiàng)目Questionnaireitems選項(xiàng)Options比例Proportion∥%概念和組成僅僅知道55Conceptandcomposition從未聽說40一知半解5利用的必要性必要73Necessityofutilization無所謂27利用的類型回收利用雨水較好60Typeutilization回收利用污水較好35利用的方向Usedirection其他5

注：利用的方向中90%以上的學(xué)生認(rèn)為非常規(guī)水資源應(yīng)用于綠化、生活和消防用水最好。

Note:More than 90% of the students think that the use of unconventional water resources in the green，life and fire water is best.

2 河海大學(xué)文天學(xué)院非常規(guī)水資源利用

2.1 用水指標(biāo) 河海大學(xué)文天學(xué)院在校學(xué)生12 000人，占地面積76.0 萬m2，校舍建筑面積35.2萬m2，教職工863人。根據(jù)《城市居民生活用水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定利用現(xiàn)狀，安徽省城鎮(zhèn)居民生活用水定額為120～180 L/(人·d)。參考河海大學(xué)文天學(xué)院用水統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，取160 L/(人·d)用水指標(biāo)作為用水定額。

2.2 雨水資源計(jì)算 河海大學(xué)文天學(xué)院位于安徽省長江以南，地處長江下游南岸，屬北亞熱帶溫濕性季風(fēng)氣候，平均溫度16 ℃左右，平均降雨量1 100.0 mm，年際變化大，最大值為1991年的1 918.7 mm，最小值為1978年的459.8 mm，前者均為后者的4倍。7月是全年降雨量最多的月份，多年的平均雨量為182.5 mm[6]。根據(jù)雨水資源潛力計(jì)算公式計(jì)算河海大學(xué)文天學(xué)院雨力資源潛力現(xiàn)狀，計(jì)算公式：

Q總(m3/a)=Ψ×α×β×H×10-3

式中，Q總為年平均可利用徑流雨水量；Ψ為徑流系數(shù)，取0.29；α為季節(jié)折減系數(shù)，取0.85；β為初期棄流系數(shù)，取0.87；H為多年平均降水量。

建筑屋頂徑流系數(shù)為0.90，道路徑流系數(shù)為0.90，綠化徑流系數(shù)為0.15[7]，學(xué)校規(guī)劃建筑屋頂面積占學(xué)?？偯娣e的46.35%，道路面積占總面積的2.91%，綠化面積占總面積的50.74%，由此得知，平均徑流系數(shù)為0.52。

雨水資源可持續(xù)利用原則：一方面，雨水資源的開發(fā)應(yīng)盡量滿足一定區(qū)域內(nèi)的需求量；另一方面，雨水資源的開發(fā)潛力有一定限度，不能超過雨水資源的承載能力。經(jīng)計(jì)算，不同地面雨水資源理論潛力結(jié)果見表2。

表2 不同用地雨水資源理論潛力和開發(fā)潛力

Table 2 Theoretical potential and development potential of different ground water resources

用地類別Landusecategory面積Aream2雨水資源理論潛力Theoreticalpotentialofrainwaterresources∥m3/a雨水資源開發(fā)潛力Potentialdevelopmentofrainwaterresources∥m3/a建筑屋面Buildingroof35237214905167073道路Road2212293574211綠化Green38573116316212237合計(jì)Total76022532157083521

雨水利用潛力分析：①建筑屋面雨水利用。根據(jù)雨水水質(zhì)和雨水收集方式進(jìn)行分類處理。經(jīng)檢測可知，建筑屋面雨水水質(zhì)優(yōu)于道路雨水水質(zhì)，因此在雨水利用中優(yōu)先使用水質(zhì)好的建筑屋面雨水。根據(jù)河海大學(xué)文天學(xué)院總平面布置圖進(jìn)行分區(qū)，分別在教學(xué)區(qū)、生活區(qū)及管理服務(wù)區(qū)建造蓄水池，收集屋面雨水，用于澆灌和噴灑相應(yīng)區(qū)域的綠化和道路。②對于道路雨水和綠化雨水，可以使用雨水管網(wǎng)系統(tǒng)對其進(jìn)行收集處理和存儲利用[8]。

2.3 河流雨水利用 河海大學(xué)文天學(xué)院校內(nèi)有1條景觀河。河流兩側(cè)有圖書館、教學(xué)樓和行政樓。河流中的水資源不僅能美化環(huán)境，而且在非常規(guī)水資源利用中具有重要地位。①教學(xué)樓、圖書館和行政樓的日常清潔用水、綠化用水、道路用水等都可以利用河流水資源滿足。②將建筑屋面及道路的雨水利用管道隔離網(wǎng)過濾掉雜物后分別導(dǎo)流到河流中凈化。③在河流兩岸種植美人蕉、菖蒲，周邊種植睡蓮，用于凈化水質(zhì)，岸邊利用草坪形成的生態(tài)護(hù)坡，防止雜物流向河流，影響河流的水質(zhì)。

2.4 中水回用系統(tǒng) 中水回用系統(tǒng)就是把生活污水或工業(yè)廢水經(jīng)過深度技術(shù)處理，去除各種雜質(zhì)及水體中有毒有害物質(zhì)，達(dá)到或高于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)的一套水源處理系統(tǒng)。校園用水主要有以下2個(gè)特點(diǎn)：①人員集中，用水量大；②水資源用途單一，主要用于師生洗漱及盥洗。中水水源分為優(yōu)質(zhì)雜排水和污水處理，中水工程主要收集各建筑物的洗浴污水和盥洗污水(總量占全部中水水源70%左右)，對其加以回收利用，以減少自來水用量和節(jié)約成本。某高校采用了中水回用系統(tǒng)[8-10]，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到污水水質(zhì)、水量和水質(zhì)要求及工藝設(shè)施的造價(jià)、占地面積等因素，經(jīng)方案比選，最終確定了一種中水處理工藝。張悍民等[11]研究表明，采用膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,MBR)技術(shù)處理污水是一種簡易、高效的污水處理技術(shù)，方案流程如圖1所示。

圖1 中水回用系統(tǒng)Fig.1 water reuse system

3 結(jié)語

通過對河海大學(xué)文天學(xué)院非常規(guī)水資源開發(fā)潛力進(jìn)行計(jì)算分析，得出建筑屋面、道路、綠化面積雨水資源開發(fā)潛力為83 521 m3/a。高校學(xué)生宿舍的生活用水產(chǎn)生了水資源的隱形浪費(fèi)，在宿舍各種用水中，淋浴和沖廁用水量最大，應(yīng)采取適當(dāng)措施減少浪費(fèi)。分別在教學(xué)區(qū)、生活區(qū)及管理服務(wù)區(qū)建造雨水蓄水池，通過人工系統(tǒng)收集雨水，處理后用于澆灌和噴灑相應(yīng)功能區(qū)周邊的綠化和道路。高校應(yīng)該高度重視并大力發(fā)展非常規(guī)水資源，為全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)做出積極貢獻(xiàn)。

[1] 陳舟風(fēng).農(nóng)村土地股份化流轉(zhuǎn)的實(shí)踐和探索：浙江省平湖市土地股份合作社情況調(diào)查[J].中國集體經(jīng)濟(jì)，2011(6)：11-12.

[2] ZHU Q D，SUN J H，YAN Z J.Water quality assessment and analysis with the back-propagation artificial neural betork model：A case study on Xueyan town in south small town of Taihu Lake Basin[C]//2011 International Conference on Energy and Environment.Shenzhen，China：ICEE，2011.2011：343-347

[3] 中共中央國務(wù)院.關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見[A].2015-02-01.

[4] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部http：//www.zhb.gov.cn/

[5] 中國氣象局公共氣候服務(wù)中心.馬鞍山市城市介紹[EB/OL].[2016-07-05].http：//www.weather.com.cn/cityintro/101220501.shtml.

[6] 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50015—2015

[7] 何昭菊，陸燕勤，朱麗.高校非常規(guī)水資源優(yōu)化配置研究：以桂林理工大學(xué)雁山校區(qū)為例[J].輕工科技，2014(1)：83-84.

[8] 金世玉，辛洪云，蔡可心，等.高校中水回用系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)探討[J].中國給水排水，2009，25(20)：22-24.

[9] 譚丕欣，于維洋，趙仁，等.大廈中水回用的探索與實(shí)踐[J].供水技術(shù)，2009，3(2)：61-64.

[10] 褚俊英，陳吉寧，王志華，等.中水回用的經(jīng)濟(jì)與中水利用潛力分析[J].中國給水排水，2002，18(5)：83-86.

[11] 張捍民，張興文，劉毅慧，等.中水回用工程的MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].給水排水，2002，28(11)：65-67.

Unconventional Water Resources Optimized Utilization of Colleges and Universities

WANG Jia，GUAN Zi, CHI Yi-xia et al

(Hohai University Wentian College,Maanshan,Anhui,243000)

In order to promote the construction of water-saving campus, taking Wentian College of Hehai Universityas an example, the optimal utilization of water resources in universities were investigated.The results showed that the utilization of water resources in colleges and universities was a big disadvantage, and the water management mode was not perfect, which was the reason of the unreasonable utilization of water resources in Colleges and universities. Based on the current situation of the utilization of water resources in Colleges and universities, the reasonable suggestions for high efficiency and water saving were puts forward.

Water conservation;Unconventional water resource; Optimal utilization; Rainwater reclaimed water

王佳(1995- )，男，安徽阜陽人，本科生，專業(yè)：水利水電工程。

2016-09-09

S 273

A

0517-6611(2016)32-0047-02