高校湖区水资源的合理调配研究

詹士会　何战洋　周志坡　于晶晶

【摘 要】高校内多数设有观光湖区，以往我们只是把高校湖区用于观光，而忽略了它具有的实用性。从节能减排的角度来考虑，为合理利用资源我们可将高校湖的水资源进行重新调配，使其成为水资源二次净化、存储、利用的一个中间环节，达到水资源的循环利用。

【关键词】高校湖区；水资源；合理调配

1.研究目的

现以郑州大学眉湖为案例规划进行运行，郑州大学眉湖位于学校中心地段，临近南北核心教学区。目前校内日用水量约为10000吨，全部来自市政自来水。校内的生活废水每天约有6000吨，其中主要包括生活区、教学区、行政区用水三个部分，而这些废水在化粪池中只经过最初的自然沉降等简单处理，然后统一排入地下管道，最终流入市政污水排水系统，在高新区污水处理站统一处理。这样，在每天消耗大量水资源的同时也给污水处理站带来沉重负担。

经过调查，冲厕用水来自校区自来水，使用过后，其洁净度依然很高，达到三级水的标准，经过初级处理可以使用于冲洗厕所、喷洒道路、绿化地等。基于此，我们可以将郑州大学南、北核心教学区的冲厕所、洗手等废水收集起来，通过中水处理系统的处理，排放到眉湖区内进行储存，达到湖区水资源的合理调配的目的：

（1）作为眉湖补水给水水源的作用，维持其正常水位及湖内生物的生存，降低补水给水量。

（2）将湖区作为一个天然的蓄水池，并且利用湖中微生物及各种水生植物达到污水生物净化和物理净化的目的。

（3）经初级处理的水在湖内完成自净化过程，然后用于湖区周围绿化地灌溉以及校园内道路喷洒用水。

2.研究内容

郑州大学眉湖位于南北核心教学区西侧，面积约20000，其水体的来源主要为地下水和自然降水，水体的去处主要是通过自然漏水回到地下水体。在这个漏水过程中，眉湖做有防漏水系统，面积95%的湖底铺有防漏水膜，在约1000平方米的面积内，湖底做有厚度约为1m的淤泥层，这样既起到了漏水的作用，又不至于漏水量过大影响湖区水的深度，目前眉湖在自然状态下每天水面下降约3cm，日漏水量约600吨，湖水深度约为90cm，为保持水位，需约一周时间向湖内补充2次水，具有合理的循环体系。

经调查，目前南北核心教学区的日用水量约为800吨。我们将教学区的下水管道用一个管道连接起来，卫生间的污水包括大、小便污水和洗手用水，我们将这些废水收集起来，然后通入中水处理系统，在这个过程中，收集到的水首先需要集中在地下蓄水池中。在蓄水池中，污水有一个自然沉降过程，该过程对水的净化处理有一定的积极作用。

收集完成后，通入中水处理系统设备（该设备埋于教学区地下）中进行处理，处理过程主要包括如下五个阶段：

①进水：污水自2号沉淀池经气动泵提升至反应池，一个周期内分两次进水。

②曝气：采用间歇曝气，以30min为一单位，由自动溶解氧控制系统调节曝气和停滞的时间比，完成多次的曝气和停滞交替。

③沉淀：曝气结束后，通过静置沉淀达到良好的泥水分离。

④排水：通过气泵从水面以下一定高度排水，保证活性污泥和悬浮杂质不会被带出。

⑤排泥：剩余污泥经排泥管回流至2号沉淀池。

经以上步骤，可以实现水的净化过程。考虑到从教学区出来的水不需要除泥处理，但又有可能水体内会存在其它的黏着性物质，所以除泥过程仍然保留，以保证水体净化后的水质。然后将净化后的水排放到眉湖内，以补充眉湖内每天水的下渗与蒸发。在此过程中，处理后的水在眉湖内停留，利用湖的自身净化能力完成水的净化，该净化过程主要有生物净化、曝气、与地下水补充循环三个部分，具体过程在环境评估部分予以详尽分析。

在循环利用的同时，储存在湖里的水，作为一种水源经简单物理除杂后可直接用于灌溉和道路的喷洒，除杂的目的是为了防止水中的颗粒性物质堵塞喷头。

3.环境评估

在该规划系统中，对环境造成的影响主要有以下几个方面：

3.1处理后的水体是否影响湖内的生态

总的来说，有微小影响，但不会打破湖内的生态平衡。眉湖用水主要来自自来水，该系统从地上部分补充其水源，节约了水资源，并且在湖内存储的过程中，湖内存水会自然泄漏到地下，不仅没有使用地下水，还补充了地下水，可谓是一举两得。再者，经取样调查，眉湖水质基本维持在五类水等级，与我们的水处理系统处理过后的水质基本相同，所以可以用于眉湖观光用水，不会破坏其中的生态稳定。另外，眉湖保持水质有三个方面：一、生物净化，湖内放养多种鱼类及水生植物藻类，形成了一个小的稳定的生态循环系统，各种生物的活动给湖水带来了活力，使湖水保持了一定的洁净度。二、水面多处安装有曝气机，定时向湖内充氧以维持湖内水体的含氧量，为湖内生物保持生命活动提供必要条件，同时使湖水流动起来，“流水不腐”，因此湖内水可以看成是活体水，对保持水体起到了积极作用。三、与地下水形成循环，循环相当于给湖内换水的过程，将旧水换出，用新的水体为其补充，同样为提高水质的关键因素。所以从水质保护方面，我们的方法更加适合保持其水质的清洁度。

3.2收集废水系统对环境的影响

现有的废水管道是洗手池废水和大、小便废水在一起收集的，所以我们在这个基础上改造的时候，如果三种废水都收集的话，工程量相对来说会小很多。而当只收集洗手池废水和小便池废水的时候，需要很大的工程量，并且需要在现在的基础上另设一条管道，从人力、物力上都会有很大的工作量，对正常教学、及教师同学的日常生活带来很大不便。所以在目前水处理能够达到五类水标准的情况下，我们将这三部分废水都收集起来。另外，建议将此项目规划在整个校区规划的一部分里面。

3.3对湖区周围环境的影响

郑州大学校内现有绿化面积113.6公顷，核心绿地22260平方米，其灌溉主要是使用地下水，兼顾自然降水。经处理的水在水质方面几乎达到无杂质、无异味的水平，所以在周边植物灌溉方面，不会产生消极影响，并且水质不会对喷灌式喷头产生堵塞等损坏设备的影响，同时节约了地下水的开采，真正做到了节能环保。另外，该水可以用于道路喷洒，不仅方便使用、洁净道路，而且“净化”人们的心灵。

4.经济效益分析 （下转第326页）

（上接第243页）本方案是环境友好型方案，在节约水资源的同时实现水的循环利用。郑州大学绿地面积为1136000平方米，每平方米年灌溉用水约为0.5吨，计算可知，将处理后达到五类水标准的循环水用于绿地灌溉平均每日能够节省1578吨水；湖区面积达20000平方米，日蒸发量为3cm，每日需向湖中补充600吨地下水，将湖区打造成有生态平衡有自净能力的系统每日能够节省600吨地下水资源。湖区规划落实后不仅能够节省约2200吨水资源也能够节省处理2200吨污水所消耗的能耗。所以，该方案既能够使教学区污水循环利用实现零排放以至于对环境几乎不造成影响又能够大大推进高校节水工作。

高校节水将成为必然趋势。扩大到整个中国，作为全球人均水资源最贫乏的国家之一，如果这套简单可行的方案能够在全国各高校实施，那将对我国的节能减排、节约用水做出重要的贡献。 [科]