未来城市水系统工程

未来城市水系统工程

建筑工程学院

水务专业

未来城市水系统工程

[内容摘要]学习了水健康循环导论之后，对水循环，水系统等都有了一定的了解。在看到这个题目之后，首先想到的是设计一个最全面的水系统的循环图。

水这个词对于我们都是不陌生的，我们的衣食住行样样离不开水，是水孕育了我们，给我们创造了这么好的环境。水参与了生物体内所有的生理生化过程，生物体内缺水达一定程度，生命就随之中止，因此说水是生命之源，和阳光、空气一样，是生命不可或缺、最基本、最必需的自然资源。

而我国的水资源又存在很多问题，资源有限，浪费严重。因而寻找到一条节水新路线迫在眉睫，对于节水与未来城市水系统有了进一步的思考。

[关键字]水系统资源水

目录：第一部分前言

第二部分对未来水系统的设想(对家用节水系统的设计)

第三部分对未来水系统的展望与评论

第四部分城市水系统的改进理由

第五部分城市水系统的改进原理

第六部分总结

前言：

水循环的运动影响着全球气候和生态，水通过蒸发进入大气，产生云、雨和闪电等，而空气中的水蒸气将直接决定区域的湿润状况。水循环可使海洋水汽流随大气流深入大陆内部，改善了内陆干燥，也改变了自然景观。同时水循环也为生物提供了生存用水，为人类生存发展提供了基础，同时水又包含了大量能量。但是水能的开发是有节制的，不可影响流域水循环的基本状况。要保障河川基本径流量和全流域的生态需水量。竭湖而渔的做法是不对的，水库的建设也要以径流调节为先，权衡发电、灌溉和上、下游水体功能。

水的循环可分为给水系统和排水系统。给水系统是自然水的提取、加工、供应和使用过程，好比水循环中的动脉；而用后污水的收集处理与排放这一排水系统则是水循环中的静脉。

最初人类一直认为人定胜天，其实不然，改变的也只是眼前的，它是不可持续的，以后的人类将接受上代人造成的严重后果。最出人们对污水直接排放到河流中，久而久之造成河水被大量污染，其中的化学物质也有了极大增加。对水的健康循环认识不足，肆意的取水和排放，对水循环和水环境恢复的理论缺乏系统研究，水循环被人为割裂，只是致力于其中的某个环节进行研究和处理，缺乏系统、整体的概念，所以国家投入大量资金控制水污染、治理水环境，而整体水环境质量人在退化。

所谓的城市水系统可分为排水系统与给水系统，城市用水通过城市水系统完成度的。它的主要单元工程有取水工程，输水工程，给水净水工程，供水管网，用水系统，排水管网，污水处理厂及排放管道。

一.设计与设想的大概流程如下：

（1）对未来水系统的设想

首先从河川中取水，然后进入净水厂(供水厂)进行加工后通过供水管网供应给工业、农业、及用户的饮水，在此部分要求的水质量是最高的，是必须达到饮用要求的水。比如一条河流的上中下游，实行流域为单元，在每个大用户处建造污水再生厂（污水处理厂），用户的生活污水通过排水管网送到污水再生厂，进行处理后的污水可以根据用户的用水要求，部分用于工业生产中，部分用于农业灌溉，用户冲厕等建筑中水，还有的可用于绿化景观等，最后剩余的再生水可以排入河川中，而不会对中下游的用户的饮水造成污染。对用工业中产生的污水，由于可能包含重金属，所以它的污水可以在进行污水深度处理后在进行再利用，

而且由于工业污水的污染较严重可以把再生水用于灌溉那些对重金属敏感度不高的植物。随着工业和生活污水排放量日益增多，污泥的产量也迅速增加。这些有机污泥的处理不当会污染环境，占用土地，另一方面，大部分农田缺乏有机肥料，土壤质量日趋下降。这些污泥作为肥料用于农田、林业、绿地等实现污泥资源化才是最正当彻底的方法，而且还能减少化肥的用量，减少农田径流营养物质负荷。这些肥料可以产生粮食，又供应了人民的需求，是一个很好的循环。人的粪便等原理也如此，也可作为天然肥料种植产物。除了人类活动影响的这个水循环以外，水大量蒸发产生云彩，通过降雨将水又还原到大地上。对于这些雨水人们可以充分利用，建造雨水收集装置，这些雨水也可以通过加工后用于灌溉等再生水的应用。而且政府对水管理的强度还不够，还需要加大治理水的力度。

（2）对家庭节水装置的设计（家庭洗涤用水回收——马桶用水联用装置）

中水和轻污染水回用是节约水资源的重要方面，家庭中洗衣水，洗脸用水量大，排水属于污染很轻，但是由于各种原因，一方面这些水经常未经二次利用，直接排水下水道，另一方面厕所马桶仍然在使用干净的自来水，既造成水资源的大量浪费，同时加大环境污染排放量，将这些水进行回收再利用冲厕具有重要的实际意义。

二、对未来水系统展望与评论

首先我们要从思想上重视水系统水循环，这就需要我们重新思考人类社会的用水模式和策略。对于一个流域来说，需要流域上中下城市用水的合理分配和优化，来保证系统的生存和持续发展。犹如人类社会中，习惯和传统往往是具有极其强大的力量。当一种意识逐渐成为社会遵循公认的道德准则和规范，就具有强大的约束力，所以建立一个新的用水伦理也是很重要的。它的基本点是城市用水依靠本地区的水资源来解决，保证生态用水量的情况下进行取水。城市节制有效地利用水资源，缺水严重地区利用再生水补给河湖，上游城市水循环不影响下游城市的用水。

与挑战性需求同步的技术和管理的发展。例如设想利用新的技术选择，建立水循环几乎封闭的居住区，或者设想出现提供给水和卫生服务财力的私营企业。迄今，已有令人信服的技术发展，例如在水和污水运输领域，不用重力驱动，而是用真空系统或压力水管的（污）水系统；还有许多水处理新技术出现，例如改进的实用型膜工艺和高级氧化工艺。这说明未来给水和污水处理厂技术选择的多重性，这些技术发展对所有现存的和将要建造的设施均具有重要意义。另外，操作技术的日益提高，将会提高现有和新建处理厂的运行效率。我们将见证在营养元素强化去除、不完全消毒方式的建立或优先污染物控制水平提高方面设施的变化。因为这些新的发展，我们也能够用分散式处理单元代替大型集中处理设施。相应地，在居民区或工业上，封闭的水循环可能建立起来。为了改变现在的不利局面，工程师们更容易看到技术方面的选择和发展，但是人们也越来越多地看到基于法律框架、组织、财政和操作等其它方面的需求和发展的潜力。

历史学家告诉我们：分析过去就能知道未来，了解过去的发展成就和失误，就能找到解决未来问题的办法¾确认我们过去的成绩和问题，经过演绎外推，我们就能得到以下的三条“规则”：

（1）需要一种“整体论”的思想路线解决给水和卫生管理方面的所有问题。

（2）用水原则必须用“节约”的原则来支配。

（3）必须“共享”资金、技术和操作经验。

首要地，将城市水系统管理作为一个整体来处理。这意味着从组织上、建设上或操作上不再把给水和污水收集分开，我们要学会将这些任务按照完全质量平衡的原理进行处理。各种水流和许多不同的物质流进入市政规划区域，而所有的这些物质必须离开这个封闭的空间。

这意味着我们不能再沿用先前关于给水和卫生管理分离的措施和对策。我们不得不分析和优化总体的市政水循环，就像“欧洲水框架指导”所要求的那样。此外，也不能再沿用以前根据给水需求来支配水管理以及为保护人类需求为优先的思想。保护整个的水生态系统才是面向未来的整体水管理的正确发展这样一种农业生产计划：我们不用吃“冬天的草莓”而活着，亦即不要在最缺水的地区生产、出口和运输这样的产品到无论是水资源还是财力都很奢华的地区去。

因此，未来道路，德国关于不同层次水环境，如对养鱼、娱乐、生活给水等的定义，进一步显示了这一思想本质。