高校湖區(qū)水資源的合理調(diào)配研究

詹士會　何戰(zhàn)洋　周志坡　于晶晶

【摘 要】高校內(nèi)多數(shù)設(shè)有觀光湖區(qū)，以往我們只是把高校湖區(qū)用于觀光，而忽略了它具有的實用性。從節(jié)能減排的角度來考慮，為合理利用資源我們可將高校湖的水資源進(jìn)行重新調(diào)配，使其成為水資源二次凈化、存儲、利用的一個中間環(huán)節(jié)，達(dá)到水資源的循環(huán)利用。

【關(guān)鍵詞】高校湖區(qū)；水資源；合理調(diào)配

1.研究目的

現(xiàn)以鄭州大學(xué)眉湖為案例規(guī)劃進(jìn)行運行，鄭州大學(xué)眉湖位于學(xué)校中心地段，臨近南北核心教學(xué)區(qū)。目前校內(nèi)日用水量約為10000噸，全部來自市政自來水。校內(nèi)的生活廢水每天約有6000噸，其中主要包括生活區(qū)、教學(xué)區(qū)、行政區(qū)用水三個部分，而這些廢水在化糞池中只經(jīng)過最初的自然沉降等簡單處理，然后統(tǒng)一排入地下管道，最終流入市政污水排水系統(tǒng)，在高新區(qū)污水處理站統(tǒng)一處理。這樣，在每天消耗大量水資源的同時也給污水處理站帶來沉重負(fù)擔(dān)。

經(jīng)過調(diào)查，沖廁用水來自校區(qū)自來水，使用過后，其潔凈度依然很高，達(dá)到三級水的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過初級處理可以使用于沖洗廁所、噴灑道路、綠化地等。基于此，我們可以將鄭州大學(xué)南、北核心教學(xué)區(qū)的沖廁所、洗手等廢水收集起來，通過中水處理系統(tǒng)的處理，排放到眉湖區(qū)內(nèi)進(jìn)行儲存，達(dá)到湖區(qū)水資源的合理調(diào)配的目的：

（1）作為眉湖補水給水水源的作用，維持其正常水位及湖內(nèi)生物的生存，降低補水給水量。

（2）將湖區(qū)作為一個天然的蓄水池，并且利用湖中微生物及各種水生植物達(dá)到污水生物凈化和物理凈化的目的。

（3）經(jīng)初級處理的水在湖內(nèi)完成自凈化過程，然后用于湖區(qū)周圍綠化地灌溉以及校園內(nèi)道路噴灑用水。

2.研究內(nèi)容

鄭州大學(xué)眉湖位于南北核心教學(xué)區(qū)西側(cè)，面積約20000，其水體的來源主要為地下水和自然降水，水體的去處主要是通過自然漏水回到地下水體。在這個漏水過程中，眉湖做有防漏水系統(tǒng)，面積95%的湖底鋪有防漏水膜，在約1000平方米的面積內(nèi)，湖底做有厚度約為1m的淤泥層，這樣既起到了漏水的作用，又不至于漏水量過大影響湖區(qū)水的深度，目前眉湖在自然狀態(tài)下每天水面下降約3cm，日漏水量約600噸，湖水深度約為90cm，為保持水位，需約一周時間向湖內(nèi)補充2次水，具有合理的循環(huán)體系。

經(jīng)調(diào)查，目前南北核心教學(xué)區(qū)的日用水量約為800噸。我們將教學(xué)區(qū)的下水管道用一個管道連接起來，衛(wèi)生間的污水包括大、小便污水和洗手用水，我們將這些廢水收集起來，然后通入中水處理系統(tǒng)，在這個過程中，收集到的水首先需要集中在地下蓄水池中。在蓄水池中，污水有一個自然沉降過程，該過程對水的凈化處理有一定的積極作用。

收集完成后，通入中水處理系統(tǒng)設(shè)備（該設(shè)備埋于教學(xué)區(qū)地下）中進(jìn)行處理，處理過程主要包括如下五個階段：

①進(jìn)水：污水自2號沉淀池經(jīng)氣動泵提升至反應(yīng)池，一個周期內(nèi)分兩次進(jìn)水。

②曝氣：采用間歇曝氣，以30min為一單位，由自動溶解氧控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)曝氣和停滯的時間比，完成多次的曝氣和停滯交替。

③沉淀：曝氣結(jié)束后，通過靜置沉淀達(dá)到良好的泥水分離。

④排水：通過氣泵從水面以下一定高度排水，保證活性污泥和懸浮雜質(zhì)不會被帶出。

⑤排泥：剩余污泥經(jīng)排泥管回流至2號沉淀池。

經(jīng)以上步驟，可以實現(xiàn)水的凈化過程?？紤]到從教學(xué)區(qū)出來的水不需要除泥處理，但又有可能水體內(nèi)會存在其它的黏著性物質(zhì)，所以除泥過程仍然保留，以保證水體凈化后的水質(zhì)。然后將凈化后的水排放到眉湖內(nèi)，以補充眉湖內(nèi)每天水的下滲與蒸發(fā)。在此過程中，處理后的水在眉湖內(nèi)停留，利用湖的自身凈化能力完成水的凈化，該凈化過程主要有生物凈化、曝氣、與地下水補充循環(huán)三個部分，具體過程在環(huán)境評估部分予以詳盡分析。

在循環(huán)利用的同時，儲存在湖里的水，作為一種水源經(jīng)簡單物理除雜后可直接用于灌溉和道路的噴灑，除雜的目的是為了防止水中的顆粒性物質(zhì)堵塞噴頭。

3.環(huán)境評估

在該規(guī)劃系統(tǒng)中，對環(huán)境造成的影響主要有以下幾個方面：

3.1處理后的水體是否影響湖內(nèi)的生態(tài)

總的來說，有微小影響，但不會打破湖內(nèi)的生態(tài)平衡。眉湖用水主要來自自來水，該系統(tǒng)從地上部分補充其水源，節(jié)約了水資源，并且在湖內(nèi)存儲的過程中，湖內(nèi)存水會自然泄漏到地下，不僅沒有使用地下水，還補充了地下水，可謂是一舉兩得。再者，經(jīng)取樣調(diào)查，眉湖水質(zhì)基本維持在五類水等級，與我們的水處理系統(tǒng)處理過后的水質(zhì)基本相同，所以可以用于眉湖觀光用水，不會破壞其中的生態(tài)穩(wěn)定。另外，眉湖保持水質(zhì)有三個方面：一、生物凈化，湖內(nèi)放養(yǎng)多種魚類及水生植物藻類，形成了一個小的穩(wěn)定的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，各種生物的活動給湖水帶來了活力，使湖水保持了一定的潔凈度。二、水面多處安裝有曝氣機，定時向湖內(nèi)充氧以維持湖內(nèi)水體的含氧量，為湖內(nèi)生物保持生命活動提供必要條件，同時使湖水流動起來，“流水不腐”，因此湖內(nèi)水可以看成是活體水，對保持水體起到了積極作用。三、與地下水形成循環(huán)，循環(huán)相當(dāng)于給湖內(nèi)換水的過程，將舊水換出，用新的水體為其補充，同樣為提高水質(zhì)的關(guān)鍵因素。所以從水質(zhì)保護(hù)方面，我們的方法更加適合保持其水質(zhì)的清潔度。

3.2收集廢水系統(tǒng)對環(huán)境的影響

現(xiàn)有的廢水管道是洗手池廢水和大、小便廢水在一起收集的，所以我們在這個基礎(chǔ)上改造的時候，如果三種廢水都收集的話，工程量相對來說會小很多。而當(dāng)只收集洗手池廢水和小便池廢水的時候，需要很大的工程量，并且需要在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上另設(shè)一條管道，從人力、物力上都會有很大的工作量，對正常教學(xué)、及教師同學(xué)的日常生活帶來很大不便。所以在目前水處理能夠達(dá)到五類水標(biāo)準(zhǔn)的情況下，我們將這三部分廢水都收集起來。另外，建議將此項目規(guī)劃在整個校區(qū)規(guī)劃的一部分里面。

3.3對湖區(qū)周圍環(huán)境的影響

鄭州大學(xué)校內(nèi)現(xiàn)有綠化面積113.6公頃，核心綠地22260平方米，其灌溉主要是使用地下水，兼顧自然降水。經(jīng)處理的水在水質(zhì)方面幾乎達(dá)到無雜質(zhì)、無異味的水平，所以在周邊植物灌溉方面，不會產(chǎn)生消極影響，并且水質(zhì)不會對噴灌式噴頭產(chǎn)生堵塞等損壞設(shè)備的影響，同時節(jié)約了地下水的開采，真正做到了節(jié)能環(huán)保。另外，該水可以用于道路噴灑，不僅方便使用、潔凈道路，而且“凈化”人們的心靈。

4.經(jīng)濟效益分析 （下轉(zhuǎn)第326頁）

（上接第243頁）本方案是環(huán)境友好型方案，在節(jié)約水資源的同時實現(xiàn)水的循環(huán)利用。鄭州大學(xué)綠地面積為1136000平方米，每平方米年灌溉用水約為0.5噸，計算可知，將處理后達(dá)到五類水標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)水用于綠地灌溉平均每日能夠節(jié)省1578噸水；湖區(qū)面積達(dá)20000平方米，日蒸發(fā)量為3cm，每日需向湖中補充600噸地下水，將湖區(qū)打造成有生態(tài)平衡有自凈能力的系統(tǒng)每日能夠節(jié)省600噸地下水資源。湖區(qū)規(guī)劃落實后不僅能夠節(jié)省約2200噸水資源也能夠節(jié)省處理2200噸污水所消耗的能耗。所以，該方案既能夠使教學(xué)區(qū)污水循環(huán)利用實現(xiàn)零排放以至于對環(huán)境幾乎不造成影響又能夠大大推進(jìn)高校節(jié)水工作。

高校節(jié)水將成為必然趨勢。擴大到整個中國，作為全球人均水資源最貧乏的國家之一，如果這套簡單可行的方案能夠在全國各高校實施，那將對我國的節(jié)能減排、節(jié)約用水做出重要的貢獻(xiàn)。 [科]