土木工程與水資源和水環(huán)境

1、第三章 土木工程與水資源和水環(huán)境第一節(jié) 水資源與水資源短缺一、水資源的概念地球上的水資源，從廣義上說是指水圈內(nèi)水量的總體。其中海水占總量的97.3%，海水含鹽量高，難以被人類利用。陸地上的淡水資源只占地球上水體總量3%不到，而其中約70%是固體冰川，分布在南北兩極地區(qū)和中低緯度地區(qū)的高山地區(qū)，同樣很難加以利用。水資源主要指陸地上容易利用的淡水資源，如河流水、淡水湖泊水及淺層地下水。這些儲量約占全球總水量的0.3%。二、我國的水資源與短缺1、我國的水資源分布特點(diǎn)1）我國的淡水資源淡水資源主要指河流水、淡水湖泊水及淺層地下水。淡水資源主要來源于降水補(bǔ)充，45%的降水轉(zhuǎn)為地表和地下水資源量，55%的

2、水轉(zhuǎn)為植物蒸騰或地表水分蒸發(fā)。我國年平均降水深648mm，小于世界平均降水深800mm，小于亞洲平均降水深742mm。2）水資源的時(shí)間分布不均衡受季風(fēng)的影響，我國降水年內(nèi)年際變化大。夏季，高溫潮濕多雨，氣候具有海洋性。冬季受來自大陸的干冷氣流的影響，氣候寒冷，干燥少雨。我國大部分地區(qū)年內(nèi)連續(xù)4個(gè)月降水量占全年水量的6080。3）水的地理分布與人口的分布不匹配我國年降水量的分布由東南的超過3000毫米向西北遞減至少于50毫米。長江流域10001500mm，秦嶺淮河750mm。水資源主要集中于南方，長江以南地區(qū)水資源約占全國總數(shù)的81%。淮河及其以北地區(qū)，耕地面積占全國的64%，而水資源占有量僅占

3、全國的19%。人均占有水資源量約為全國平均水平的19% 。2、我國水資源短缺的原因1）農(nóng)業(yè)用水我國2011年，經(jīng)濟(jì)社會年度用水量6213.2億立方米，其中，2011年，我國農(nóng)業(yè)用水4168.2億立方米（67%）灌溉水利用效率不高。2）工業(yè)用水2011年，我國工業(yè)用水量1203億立方米（占總消耗水量的19.36%）。工業(yè)用水重復(fù)率低。 3）城市人口的增加及城市化的發(fā)展城市人口的增加和城市化的發(fā)展，造成城市用水緊張。 2011年，居民生活用水473.6億立方米（7.6%）。4）我國的生態(tài)用水一是城鎮(zhèn)綠化、美化等所需用水，占生態(tài)與環(huán)境用水的6070；二是向湖泊、濕地的生態(tài)補(bǔ)水。2011年生態(tài)環(huán)境用水

4、106.4億立方米（ 1.7%）。生態(tài)環(huán)境用水增加。5）水資源浪費(fèi)嚴(yán)重如城市輸水管道、農(nóng)業(yè)灌溉溝渠泄露等也導(dǎo)致水資源的短缺。6）水質(zhì)下降導(dǎo)致可用的水資源量減少此外，2011年，建筑業(yè)用水19.9億立方米（0.32%），第三產(chǎn)業(yè)用水242.1億立方米（0.39%）。3、 我國水資源短缺的特點(diǎn)1）北方資源性缺水近 20 a 來，中國北方地區(qū)水資源明顯減少。其中，海河流域年徑流減少了 41%，黃河、淮河、遼河流域年徑流分別減少了 15%，15%和 9%。北方大部分地區(qū)存在資源性缺水問題。2）南方水質(zhì)性缺水南方部分流域和地區(qū)，水污染已呈現(xiàn)出從支流向干流延伸、從城市向農(nóng)村蔓延、從地表向地下滲透、從陸域向

5、海域發(fā)展的趨勢。3）中西部工程性缺水缺少水利設(shè)施，例如：水庫、旱井。水資源短缺已經(jīng)影響我國的可持續(xù)發(fā)展。我國目前年需水量約為6180億m3，而可供水量僅5830m3，缺水達(dá)350億m3。三、我國的水資源節(jié)約規(guī)劃2010年，全國水資源綜合規(guī)劃：1、嚴(yán)格用水總量控制到2020年全國年用水總量力爭控制在6700億立方米以內(nèi)，2030年全國用水總量力爭控制在7000億m3以內(nèi)。2）嚴(yán)格用水效率控制我國萬元GDP用水量約為世界平均水平的3倍，為歐美等發(fā)達(dá)國家的5倍。到2020年，全國萬元GDP用水量要降低到120立方米，比2009年下降33%左右。3）嚴(yán)格水功能區(qū)納污總量控制我國的水資源污染嚴(yán)重，加劇了

6、水資源短缺，需要從嚴(yán)核定水域納污容量，嚴(yán)格控制河湖排污總量，加強(qiáng)水資源保護(hù)。4）制定用水定額一套宏觀總量指標(biāo)體系，用以明確各地區(qū)、各行業(yè)乃至各單位、各企業(yè)、各灌區(qū)的水資源使用權(quán)指標(biāo)。一套水資源的微觀定額指標(biāo)體系，用來規(guī)定單位產(chǎn)品或服務(wù)的用水量指標(biāo)。5）制定用水權(quán)交易市場規(guī)則建立用水權(quán)交易市場，實(shí)行用水權(quán)有償轉(zhuǎn)讓，實(shí)現(xiàn)水資源的高效配置。 6）工農(nóng)業(yè)節(jié)水（1）工業(yè)節(jié)水 在缺水地區(qū)不建設(shè)高耗水的工業(yè)項(xiàng)目：如：造紙、印染、石油化工、鋼鐵、紡織等高用水行業(yè)。 提高工業(yè)用水效率我國工業(yè)水重復(fù)利用和再生利用程度較低，用水工藝比較落后，用水效率較低。應(yīng)逐步在工業(yè)生產(chǎn)中推廣節(jié)水新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、降低用水量

7、、提高水的重復(fù)利用率。2020年我國萬元工業(yè)增加值用水量降低到65立方米，比2008年降低50%左右。（2）農(nóng)業(yè)節(jié)水2020年，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.55。目前我國大部分地區(qū)仍然采取傳統(tǒng)的大水漫灌方式，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積占有效灌溉面積的35%，灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.45左右。7）生活用水節(jié)約降低城市管網(wǎng)滲透率，我國城市管網(wǎng)漏損率均高于10%，不少建筑采用低劣管材、閥門，加上安裝質(zhì)量差，其漏損量亦很可觀。用水終端未采用節(jié)水器具、節(jié)水水嘴。計(jì)量儀表安裝到位。8）加強(qiáng)污水處理設(shè)施建設(shè)增加污水處理設(shè)施，解決水質(zhì)性缺水。到2020年，城市供水水源地水質(zhì)基本達(dá)標(biāo)，主要江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率

8、提高到80%。到2030年，江河湖庫水功能區(qū)水質(zhì)基本達(dá)標(biāo)的控制目標(biāo)。第二節(jié) 土木工程與水資源節(jié)約一、建筑工程節(jié)水 1、建筑工程綠色施工節(jié)水綠色施工導(dǎo)則提出綠色施工的總體框架：環(huán)境保護(hù)、節(jié)材與材料資源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)能與能源利用、節(jié)地與施工用地保護(hù)、施工管理六個(gè)方面組成。1）建筑施工用水節(jié)約（1）混凝土攪拌和養(yǎng)護(hù)用水節(jié)約混凝土是建筑 業(yè)用量最大的一種材料。假設(shè)每m3混凝土攪拌平均用水為185kg。養(yǎng)護(hù)用水系攪攪拌用水的25倍。 采用中水、雨水、基坑降水進(jìn)行混凝土攪拌和養(yǎng)護(hù)大面積推廣非傳統(tǒng)水源的利用，如對基坑降水、雨水的收集利用、中水的利用。雨水的收集利用：大型的工程項(xiàng)目可以在上部施工適

9、當(dāng)部位增設(shè)集水井或利用消防水池等坑池收集雨水?；咏邓睦迷诠こ探邓埃谑┕がF(xiàn)場先修幾個(gè)水池，根據(jù)工程規(guī)模的大小來確定水池的數(shù)量，但至少有兩個(gè)水池（一個(gè)為蓄水池，另一個(gè)為沉淀池）。中水利用：中水主要是指城市生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。因其水質(zhì)介于清潔水(上水) 與排入管道內(nèi)污水 (下水) 之間，故名為“中水”。中水水源：優(yōu)質(zhì)雜排水：包括冷卻水、沐浴排水、盥洗排水和洗衣排水；雜排水：包括上述優(yōu)質(zhì)雜排水和廚房排水；生活污水：包括雜排水和廁所排水。多數(shù)情況下，中水水源采用雜排水和優(yōu)質(zhì)雜排水。中水水質(zhì)應(yīng)滿足下列基本要求：a. 滿足衛(wèi)生要求，主要指標(biāo)包括大腸

10、菌群、細(xì)菌總數(shù)、BOD5 。b. 滿足感官要求，即無不快的感覺、包括濁度、色度、臭味、油脂等。c. 滿足設(shè)備構(gòu)造方面的要求，水質(zhì)不易引起設(shè)備、管道的嚴(yán)重腐蝕和結(jié)垢。城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 189202002），一般城市污水處理廠的二級出水。 養(yǎng)護(hù)用水的節(jié)約采用噴淋的方式，或用濕麻袋或者濕草墊對需要養(yǎng)護(hù)的混凝土表面進(jìn)行覆蓋，減少大水漫澆。立面結(jié)構(gòu)拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)液，替代用水養(yǎng)護(hù)。平面結(jié)構(gòu)采用灑水覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，減少養(yǎng)護(hù)用水。（2）砌體浸潤用水的節(jié)約進(jìn)行砌體施工和外墻貼磚時(shí)，需先對砌體材料和墻磚進(jìn)行發(fā)水、浸濕處理。應(yīng)優(yōu)先采用雨水、施工降水、再生水。水管的末端裝上閥門和噴頭，用噴淋代替大水漫澆

11、。（3）灑水降塵與車輛沖洗用水的節(jié)約施工車輛進(jìn)出場清洗用水可采用高壓水設(shè)備進(jìn)行沖洗。在運(yùn)輸車輛清洗處設(shè)置沉沙池，沖洗后的水經(jīng)沉淀后進(jìn)行二次回收利用，用于灑水降塵。充分利用施工廢水，例如：經(jīng)沉淀的現(xiàn)場施工污水和經(jīng)隔油處理后的食堂污水可用于降塵。（4）砂漿攪拌改砂漿分散攪拌為集中攪拌。為了避免分散攪拌砂漿所造成的不必要浪費(fèi)，可以將各班組的分散攪拌改為集中統(tǒng)一攪拌。并利用非傳統(tǒng)水源。（5）施工現(xiàn)場的用水定額管理施工現(xiàn)場分別對生活用水與工程用水確定用水定額指標(biāo)，并分別計(jì)量管理。大型工程的不同單項(xiàng)工程、不同標(biāo)段、不同分包工程應(yīng)分別計(jì)量用水。在簽訂不同標(biāo)段分包或勞務(wù)合同時(shí)，將節(jié)水定額指標(biāo)納入合同條款，進(jìn)行

12、計(jì)量考核。力爭施工中非傳統(tǒng)水源和循環(huán)水的再利用量大于30%。（6）生活用水控制生活區(qū)，凡具備條件的應(yīng)分別計(jì)量用水量。 施工現(xiàn)場辦公區(qū)、生活區(qū)的生活用水采用節(jié)水系統(tǒng)和節(jié)水器具，提高節(jié)水器具配置比率。 洗漱池安裝延時(shí)自閉節(jié)水龍頭，配置洗衣房為員工免費(fèi)洗衣。 （7）避免管網(wǎng)滲漏施工現(xiàn)場供水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用水量設(shè)計(jì)布置，管徑合理、管路簡捷，采取有效措施減少管網(wǎng)和用水器具的漏損。在生產(chǎn)、生活區(qū)每個(gè)用水點(diǎn)安裝水表。定期檢驗(yàn)整修施工現(xiàn)場的輸水管線，保證其狀態(tài)良好。2、綠色建筑節(jié)水1）綠色建筑（greenbuilding）的定義：在全壽命期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人

13、們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。2）綠色建筑評價(jià)指標(biāo)體系： 節(jié)地與室外環(huán)境；項(xiàng)目符合城鄉(xiāng)規(guī)劃；節(jié)約利用土地；綠地等； 節(jié)能與能源利用；供暖通風(fēng)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能； 節(jié)水與水資源利用； 節(jié)材與材料資源利用； 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量； 施工管理； 運(yùn)營管理等7類指標(biāo)組成。綠色建筑行動方案 “十二五”期間，完成新建綠色建筑10億平方米。3）綠色建筑節(jié)水評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及措施（1）控制項(xiàng)： 應(yīng)制定水資源利用方案，統(tǒng)籌利用各種水資源。在方案規(guī)劃階段制定水系統(tǒng)規(guī)劃方案，統(tǒng)籌考慮傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)水源的利用。 給排水系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)合理、完善、安全。 應(yīng)采用節(jié)水器具。（2）評分項(xiàng)： 節(jié)水系統(tǒng) 采取有效措施避免管網(wǎng)

14、漏損選用密閉性能好的閥門、設(shè)備，使用耐腐蝕、耐久性能好的管材、管件。 室外埋地管道采取有效措施避免管網(wǎng)漏損。 設(shè)計(jì)階段根據(jù)水平衡測試的要求安裝分級計(jì)量水表根據(jù)水系管網(wǎng)分布情況，分析用水總量和各用水單元之間的定量關(guān)系。 運(yùn)行階段提供用水量計(jì)量情況和管網(wǎng)漏損檢測整改的報(bào)告。 給水系統(tǒng)無超壓出流現(xiàn)象給水配件在單位時(shí)間內(nèi)的出水量超過額定流量的現(xiàn)象，稱超壓出流現(xiàn)象，該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。如：若不采取減壓節(jié)流措施衛(wèi)生器具的實(shí)際出水流量將會是額定流量的5倍。用水點(diǎn)供水壓力不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低工作壓力。 按付費(fèi)或管理單元，分別設(shè)置用水計(jì)量裝置，統(tǒng)計(jì)用水量。按使用用途

15、，對廚房、衛(wèi)生間、綠化、空調(diào)系統(tǒng)、游泳池、景觀等用水分別設(shè)置用水計(jì)量裝置，統(tǒng)計(jì)用水量。 節(jié)水器具與設(shè)備 使用較高用水效率等級的衛(wèi)生器具例如：采用兩檔沖洗閥，普通住宅可節(jié)水 12%，賓館、飯店可節(jié)水 4%，辦公樓可節(jié)水 27%。采用腳踏開關(guān)淋浴器；采用延時(shí)自閉式水龍頭，在水壓相同的條件下，節(jié)水龍頭比普通水龍頭有著更好的節(jié)水效果。節(jié)水量為 3%50%，大部分在 20%30%之間，還有節(jié)水延時(shí)自閉沖洗閥等。 綠化灌溉采用節(jié)水灌溉方式綠化灌溉采用噴灌、微灌等節(jié)水高效灌溉方式。設(shè)置土壤濕度感應(yīng)器、雨天關(guān)閉裝置等節(jié)水控制措施。 空調(diào)設(shè)備或系統(tǒng)采用節(jié)水冷卻技術(shù) 非傳統(tǒng)水源利用非傳統(tǒng)水源nontraditio

16、nalwatersource：不同于傳統(tǒng)地表水供水和地下水供水的水源，包括再生水、雨水、海水等。住宅、辦公、商場、旅館類建筑應(yīng)采用一定量的非傳統(tǒng)水源。綠化灌溉、道路沖洗、洗車用水應(yīng)采用非傳統(tǒng)水源；沖廁采用非傳統(tǒng)水源；冷卻水補(bǔ)水使用非傳統(tǒng)水源；結(jié)合雨水利用設(shè)施進(jìn)行景觀水體設(shè)計(jì)，景觀水體利用雨水的補(bǔ)水量大于其水體蒸發(fā)量，利用水生動、植物進(jìn)行水體凈化。其它措施：（1）降雨量集中的缺水地區(qū)，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定雨水集蓄及利用方案。（2）消防用水的利用由于消防貯水要求滿足在火災(zāi)延續(xù)時(shí)段內(nèi)消防的用水總量，因此會貯存大量的水。應(yīng)盡量消防貯水池與游泳池、水景、小區(qū)綠化等合用，做到一水多用、重復(fù)利用及循

17、環(huán)使用。二、交通土建工程節(jié)水1、施工用水的節(jié)約1）砂石料沖洗廢水，經(jīng)沉淀后可用于灑水降塵；2）施工機(jī)械和車輛清洗水經(jīng)沉淀后也可用于灑水降塵； 3）施工用水可利用就近的河道取水或利用雨水；4）混凝土養(yǎng)生用水養(yǎng)生條件包括溫度、濕度都是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素，當(dāng)它們在水泥水化過程中應(yīng)起的作用受到限制時(shí)，將產(chǎn)生不利影響。濕度對水泥的水化作用有顯著影響?；炷琉B(yǎng)生需較大的用水量，可采用節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)劑均勻地噴涂于混凝土的表面，形成薄膜，防止混凝土表面的水分過快地?fù)]發(fā)?；炷敛鹉：螅捎灭B(yǎng)護(hù)膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，只需在鋪貼時(shí)澆水一次，不需要再澆水，一般保濕期在14天左右。節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜的用水量是麻袋的100 分之 1，是農(nóng)膜的 5 分之 1。5）水泥穩(wěn)定碎石生產(chǎn)攪拌區(qū)應(yīng)設(shè)置多級沉淀池場，場地四周應(yīng)設(shè)置排水溝，排水溝與沉淀池連接。生產(chǎn)攪拌區(qū)應(yīng)設(shè)置廢水再利用設(shè)施，對經(jīng)過沉淀的廢水進(jìn)行合理利用。 2、公路服務(wù)區(qū)的節(jié)水服務(wù)區(qū)用水包括管理人員生活用水；餐飲用水；公共廁所用水；賓館客房用水；洗車用水；消防和綠化用水；未預(yù)見水量（