高校非常规水资源优化配置研究_以桂林理工大学雁山校区为例_何昭菊

绿化用水量：
1100000 × 6 × 30 × 1.5 × 10-3 = 297000m3/a = 814m3/d
浇洒道路用水量：
47000 × 6 × 30 × 1.5 × 10-3 = 12690m3/a = 35m3/d
ห้องสมุดไป่ตู้总杂用水量：297000 + 12690 = 309690m3/a = 849m3/d
根据雁山校区与雁山镇污水处理设施能力状况，校区污水站污
水处理水量为 1500m3/d，为充分利用污水回用于校内水景建设，
提高水的利用率，经过处理的污水可作为绿地浇灌和道路冲洗
的部分水源。考虑到校区所处的气候条件等因素，再生水补充
水量处于相对动态的范围（0~849m3/d），故污水处理流量也在该
动态范围内，据此，雁山校区的污水处理站可完全处理本校的污
雨水优于道路雨水。故在杂用中优先使用易处理的建筑屋面雨
水。根据雁山校区总平面分区，分别在教学功能片区、生活功能
片区、管理服务片区及实习研发区各建造 2 个收集屋面雨水的蓄
水池，以便于浇灌和喷洒相应功能区的草地及道路。
蓄水池有效容积：385×51821 = 3703 。
② 道路及绿地雨水利用
道路及绿地雨水可以通过校区雨水管网系统进行收集处理
2014 年 1 月 第 1 期（总第 182 期）
轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
资源与环境
高校非常规水资源优化配置研究
——以桂林理工大学雁山校区为例
何 昭 菊 ，陆 燕 勤 ，朱 丽
（桂林理工大学环境科学与工程学院，广西 桂林 541004）
【摘 要】 文章论述国内高校用水概况及非常规水资源概况，并对桂林理工大学雁山校区非常规水利用量进行分析和统计计
规 水 的 水 源 ，主 要 有 雨 水 、再 生 水（经 过 再 生 处 理 的 污 水 和 废 水）、海水、矿井水、微咸水等，这些水源的特点是经过处理后可 以再生利用[4-7]。各种非常规水源的开发利用具有各自的特点和 优势，可以在一定程度上替代常规水资源，加速和改善天然水资 源的循环过程，使有限的水资源发挥出更大的效用。 2.2 高校非常规水资源
【第一作者】何昭菊（1990-），女，广西桂林人，硕士研究生，研究方向：水污染控制工程。【通讯作者】陆燕勤，副教授。
【基金项目】广西矿冶与环境科学实验中心资助项目（KH2012ZD004）
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200L/人·d。 （2）校园生活用水组成 校区生活用水包括学生宿舍生活用水以及与学生生活用水
有关的公共用水。学生生活用水主要包括生活饮用水和冲洗杂 用的非饮用水。饮用水项目包括洗澡或洗漱、洗衣；非饮用水项 目包括冲洗卫生间、清扫卫生、洗车、绿化用水、道路清洗、消防 等。
Q总 = ψ × α × β × A × H × 10-3m3/a 雨水资源的开发应坚持可持续利用原则：一方面，雨水资源 的开发应尽量满足一定区域内的需求量；另一方面，雨水资源的 开发潜力是有一定限度的，不能超过雨水资源的承载能力。建 筑 屋 面 、道 路 、绿 化 面 积 水 资 源 开 发 程 度 分 别 为 45% 、45% 、 7.5%。据此，校园建筑屋顶、道路、绿化面积年雨水资源可开发 潜力见表 3。
表 1 高校学生对非常规水资源的认识情况
问卷项目
调查结果
概念和组成
50%左右听过但不了解
45%的没听说过
5%的一知半解
利用的必要性
75%的认为非常有必要
25%的认为可以随便
利用的类型 近 50%的认为回收利用雨水最好 40%的认为回收利用生活污水最好 10%的认为其他
利用的方向
90%以上的认为非常规水资源应用于绿化，水景，冲厕和消防用水最好
土壤聚合物在国内外已引起广泛关注。法国 Geopolymer Institute、比利时 Centre Technologiquede Cetamique Nouveiie、德 国 Huds Troisdoreage AG、美 国 Waterways Experiment Station [11] 和国内的金漫彤[10]、代新祥[12]、施惠生[13]等均致力于此。
高校用水点主要为宿舍区、教学区和绿化区，其中宿舍区用 水量最大。高校用水量急剧攀升，供需矛盾日益加剧，已影响到 部分地区部分高校的正常教学与生活，应引起重视。应用非常 规水资源的时机已经成熟，合理经济地开发和利用非常规水意 义深远[3]。
2 非常规水资源概况
2.1 非常规水资源概况 非常规水源是指区别于传统意义上的地表水、地下水等常
算，并以此为基础提出建议，为桂林理工大学的非常规水进一步有效利用提供参考和思路。
【关键词】 非常规水资源；雨水；再生水；优化配置
【中图分类号】 X703.1
【文献识别码】 A
【文章编号】2095-3518（2014）01-83-02
1 国内高校用水概况
截至 2013 年 5 月，全国共有高校 3150 所，在校大学生数量已 达 2960 万人左右。人数多、用水量大已经成为各城市供水关注 的焦点之一。据调查，高校大学生人均生活用水量为 200~300L/ d[1]，所产生的废水以生活污水为主，如果用水量以 0.2m3/人·d 计 算，则中水的水源量为 0.2 × 0.8 × 2960 = 473.6 万 m3/ d[2]。
表 2 平均径流系数计算表
路面性质 ψ
道路 0.9
绿地广场 0.15
建筑屋面 0.9
所占总面积百分数 平均径流系数 -ψ
3.47%
81.25%
15.28%
-ψ = 0.9 × 3.47% + 0.15 × 81.25% + 0.9 × 15.28% = 0.29
表 3 不同地面雨水资源理论潜力数据表
由表 1 可知，在开发和利用高校非常规水资源的同时要加强 宣传力度，在高校形成节水的意识，让师生认识到非常规水资源 的重要性，进而为非常规水资源的广泛应用打下基础。 3.2 雁山校区非常规水资源应用方案 3.2.1 校情校况
（1）用水量指标 根据《城市居民生活用水标准》[9]，桂林地区的城镇居民生活 用水定额为 150~220L/人·d。由桂林市各大高校的实际统计数 据 可 确 定 ，桂 林 理 工 大 学 新 校 区 的 人 均 居 民 生 活 用 水 指 标 为
存储使用。
3.2.3 杂用水量计算
目前，雨水与再生水利用主要是满足杂用水需求，即绿地浇
灌、道路喷洒、汽车冲洗等。大学校区中的杂用水，主要是用于
绿地浇灌和道路喷洒。根据校园绿地道路面积，按照《给水排水
设计手册》[10]杂用水标准，计算其年用水量，每平方米每次用水
1.5L，每年按 6 个月，每月按 30 天计算，具体计算过程如下：
系数 β 取 0.87
通过对桂林理工大学雁山校区非常规水资源可开发潜力的
（2）雨水利用潜力分析
计 算 ，得 出 建 筑 屋 面 、道 路 、绿 化 面 积 雨 水 资 源 可 开 发 潜 力 为
① 屋面雨水利用
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灰，处理后砌块难以达到较高的强度。 2.4 土壤聚合物固化
土壤聚合物是一种新型的无机聚合物，在固化重金属和有 毒物质方面具有独特的性能。它是以含铝硅酸盐物质为主要原 料，以水玻璃和 NaOH 等为碱激发剂，采用一定的工艺，常温下 反应得到的，具有由环状分子链所构成的“类晶体”结构，环状分 子之间结合形成密闭的空腔，可将重金属包围于空腔内或因吸 附而包容在聚合体之中。与普通硅酸盐水泥相比，土壤聚合物 具有原料丰富、工艺简单、价格低廉、节能环保、耐水热、耐腐蚀、 抗压强度高，对重金属离子的固定作用好等优点[9,10]。
水，污水将不需要排入雁山新区已建成城市污水管网。
综上可知，污水处理站处理污水最大流量为 849m3/d，取
850m3/d。深度处理后的再生水，收集于蓄水池中，以备使用。由
于浇灌绿地和冲洗道路都是在白天进行，故蓄水池储水有效容
积
850 24 × 16
=
567m3
，采用圆形蓄水池。
注：径流系数 ψ 取 0.29；季节折减系数 α 取 0.85；初期弃流 4 总结
（3）居住人数 根据桂林理工大学雁山校区可行性研究报告，桂林理工大 学雁山新校园占地总面积 200×104m（2 3000 亩），建筑用地 168.2× 104m2，总建筑面积为 94.5×104m2。规划在校学生 25000 人，教职 工 2250 人。 3.2.2 雨水利用 （1）雨水总水量计算 拟建项目所在的雁山区，属中亚热带季风气候区，气候温 和，多年平均气温 18.8 ℃ ，极端最高气温 39.4 ℃ ，极端最低气温5 ℃ ，平均年总积温 6865 ℃ ，多年平均无霜期 293 天，大风日 8 天。相对湿度 78%，其中 7 月最热，月平均气温 28 ℃ 左右，十月 最冷，月平均气温 8 ℃ ，雨量充沛。降水量多集中于春夏两季。 一般每年 3~8 月份降水量占全年的 74%~77%，其中 5~6 月份降 水量占全年的 35%。12 月到翌年 1 月降水量占全年的 4~7%。 多年年平均降水量 1782mm，最大 2315.6mm，最小 1242.7mm。 多年平均蒸发量 1255mm，日照时数 1400h。 年平均可利用的径流雨水量为 Q总 ，径流系数 ψ 取值为 0.29 （计算见表 2）；根据雁山气候与气象条件，多年年平均降水量 H 取 1782mm。雨水资源潜力计算公式为：
市居民生活用水标准》[9]，污水量以给水量的 80%计，可以计算得
出污水的日平均产量为：
Q污 = 200L/人 ⋅ d × (25000 + 2250) × 80% = 4360m3/d
在收集和处理过程中水量损失计 20％，则每日污水水量平