中水回用城市景觀研究綜述

一、概念

“中水”這一概念是相對(duì)于上水（自來(lái)水）與下水（排入管道內(nèi)的污水）而言的，指經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的廢水達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后可進(jìn)行有益使用的非飲用水。中水可用于工業(yè)企業(yè)，如工業(yè)冷卻水、鍋爐水、清潔水、生產(chǎn)加工用水等；也可用于沖廁、洗車、綠化灌溉、景觀娛樂(lè)等。中水的回用不僅可以大量減輕對(duì)天然地表水和地下水的開發(fā)力度，緩解水資源短缺、生態(tài)和地質(zhì)問(wèn)題，還能減少?gòu)U水的排放量，有效抑制廢水排放對(duì)環(huán)境的污染。因此，中水回用的研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

二、中水回用景觀的現(xiàn)狀與研究

1.國(guó)外中水回用景觀研究進(jìn)展

目前，中水回用技術(shù)研究在國(guó)際上較為成熟，早在19世紀(jì)30年代就在國(guó)外廣泛使用，經(jīng)過(guò)處理后的中水大多用于城市景觀的觀賞用水。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，中水回用研究已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)完善，國(guó)家也出臺(tái)了較為全面的政策來(lái)支持其研究。

美國(guó)是世界上最先開始實(shí)施中水回用的國(guó)家之一。1923年，美國(guó)舊金山率先建立了第一個(gè)將中水回用于景觀用水的大型污水循環(huán)利用工程，將凈化處理過(guò)的污水用作公園的湖泊中，在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了很大影響。之后隨著美國(guó)回用的中水水量急劇增加，用于城市景觀的案例也越來(lái)越多。直到目前，美國(guó)已有三百五十多個(gè)城市建立了污水再處理工程，中水的利用率與使用范圍都得到了進(jìn)一步提升，極大地緩解用水矛盾，實(shí)現(xiàn)了水資源的高效利用。

澳大利亞位于阿德萊德莫森湖周邊的住宅區(qū)將污水與建筑屋頂?shù)挠晁M(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)處理后回用與莫森湖水的補(bǔ)給、住宅用水以及景觀用地的灌溉。

日本地區(qū)地形復(fù)雜、河流短小，淡水資源相對(duì)緊缺，這樣不利的自然條件促使中水回用研究在日本得到了很好的發(fā)展。目前，日本使用中水的人口占到總?cè)丝跀?shù)量的65%左右，全國(guó)年均利用循環(huán)水總量達(dá)1.5×108m3。東京于1984年出臺(tái)了水資源再利用的指導(dǎo)方針，規(guī)定在東京凡建筑面積超過(guò)3×104m2，或日用水量達(dá)到100m3的建筑物都要利用循環(huán)水。日本中水回用的范圍非常廣，主要包括家庭水再利用系統(tǒng)、地區(qū)水再利用系統(tǒng)、區(qū)域水再利用系統(tǒng)與工業(yè)水利用系統(tǒng)這四個(gè)方面。

新加坡于2000年在裕廊島工業(yè)園區(qū)建設(shè)了一套城市污水深度處理裝置，中水產(chǎn)水規(guī)模為3萬(wàn)m3·d-1，處理過(guò)后的水主要回用于景觀水與消防水系統(tǒng)。

南非作為水資源緊缺問(wèn)題最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，其對(duì)中水處理與回用的研究較為成熟，全國(guó)約有22%的水資源屬于再生水。南非設(shè)有專門的污水處理機(jī)構(gòu)，將污水進(jìn)行處理后輸送至各個(gè)地區(qū)進(jìn)行回用，以滿足其用水需要。

歐洲各國(guó)、沙特阿拉伯、墨西哥等國(guó)也積極研究中水回用的方法與形式，取得了一系列成果，為水資源的循環(huán)利用作出貢獻(xiàn)。

2.國(guó)內(nèi)中水回用景觀研究進(jìn)展

與國(guó)外相比較而言，我國(guó)的水資源緊缺問(wèn)題較晚得到重視，因此中水回用起步也較晚。直到20世紀(jì)80年代，我國(guó)將城市污水回用課題列入“六五”科技攻關(guān)計(jì)劃中，才開始開展對(duì)中水回用技術(shù)的相關(guān)研究與開發(fā)。從1986年起，國(guó)家將城市污水資源化相繼列入在“七五”“八五”“九五”計(jì)劃中，逐步接受與探索中水回用于城市景觀這一課題。

在國(guó)家“七五”攻關(guān)計(jì)劃（1986-1990年）中，將水污染防治及城市污水資源化技術(shù)列入課題。天津、北京、大連、太原、西安等多個(gè)缺水城市相繼開展對(duì)污水再生技術(shù)及工藝的研究，其中，天津制定了《天津市景觀河道水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，開始嘗試將紀(jì)莊子污水處理廠二級(jí)處理出水用于補(bǔ)充景觀河道的景觀環(huán)境再用實(shí)踐。

在國(guó)家“八五”攻關(guān)計(jì)劃（1991-1995年）中，將污水的資源化與污水回用列入了重大科研課題。其間，北京高碑店污水處理廠、北小河污水處理廠、酒仙橋污水處理廠、石家莊西污水處理廠以及山東泰安市污水處理廠等一些將中水回用于城市景觀用水的示范工程相繼建成投產(chǎn)。這些工程對(duì)中水進(jìn)行一定的技術(shù)處理凈化到達(dá)一定標(biāo)準(zhǔn)后，部分出水應(yīng)用于城市景觀、河道的用水。其中，北京北小河污水處理廠將處理能力中20000m3/d的回用水應(yīng)用于綠化、河道的補(bǔ)充用水等；深圳冰河城市污水處理廠將20000m3/d的二級(jí)出水進(jìn)行三級(jí)處理后回用于公園綠化和景觀用水。

在“九五”計(jì)劃（1996-2000年）中，我國(guó)開始研究污水處理與水工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。“十五”（2001-2005年）期間，中水回用被正式寫入文件，城市污水資源化利用技術(shù)與示范課題研究也全面展開，北京、天津、青島等城市建立起一批將再生水回用于景觀環(huán)境的示范工程，對(duì)我國(guó)再生水回用于景觀水體的工程實(shí)踐起到了示范作用。

隨后，在“十一五”計(jì)劃（2006-2010年）中，中水回用及城鎮(zhèn)污水處理工程被列為國(guó)家重點(diǎn)支持的九大工程之一。“十二五”期間，我國(guó)進(jìn)一步推進(jìn)污水在景觀中的再生利用，北京、大連等城市逐年加大中水使用量，利用中水改善河流干涸斷流的現(xiàn)象，重建河流景觀。

如今，城市景觀生態(tài)環(huán)境受到的重視日益增加，國(guó)內(nèi)許多城市開始著手整治市內(nèi)因各種維護(hù)不當(dāng)而受到嚴(yán)重污染發(fā)臭的河流與湖泊，但一味利用潔凈水資源來(lái)對(duì)污染河流引水換水，而不考慮如何更好地維護(hù)凈化水體，只會(huì)造成大量可用水資源的浪費(fèi)，從而引發(fā)了更為惡劣的環(huán)境問(wèn)題。近年來(lái)隨著我國(guó)對(duì)中水回用的關(guān)注與研究逐步深入，很多城市都開始嘗試并展開將中水投入城市景觀用水的工程項(xiàng)目，循環(huán)利用了水資源，推動(dòng)了我國(guó)中水回用于城市景觀的研究發(fā)展。

三、中水回用于景觀用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)方法

1.回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

回用于城市景觀的中水，主要控制指標(biāo)有pH值、色度、濁度、BOD5、CODcr、溶解氧以及磷、氮等，這些指標(biāo)是從設(shè)備防腐、感觀舒適性、用水安全性以及水質(zhì)保持等方面考慮的，是非常必要的。我國(guó)針對(duì)回用于景觀水的水體質(zhì)量，先后頒布了若干相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)（GB/T18921 -2002）》是目前對(duì)于景觀水體考核評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，現(xiàn)建議中水回用于城市景觀的水質(zhì)指標(biāo)如下：

（1）基本要求：無(wú)漂浮物，無(wú)令人不快的嗅和味；（2）pH值：6.0～9.0；（3）色度≤30度；（4）濁度≤10NTU；（5）懸浮性固體≤15mg/L；（6）溶解性固體≤1000mg/L；（7）BOD5≤10mg/L；（8）CODcr≤50mg/L；（9）總磷（以P計(jì)）≤1.0mg/L；（10）總氮≤15mg/L；（11）氨氮（以N計(jì)）≤5mg/L；（12）余氯≥0.05mg/L；（13）溶解氧≥1.5mg/L；（14）陰離子表面活性劑≤0.5mg/L；（15）糞大腸菌群≤1000個(gè)/L

2.修復(fù)方法

（1）物理化學(xué)修復(fù)方法

徑流污染、水污染等水質(zhì)問(wèn)題在影響水資源可持續(xù)利用的因素中尤為突出，造成了水資源在城市景觀建設(shè)中的大量浪費(fèi)。對(duì)回用于流動(dòng)性較強(qiáng)的景觀水的中水而言，在設(shè)計(jì)的初期可根據(jù)水體的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的凈化設(shè)施，如過(guò)濾水壩、過(guò)濾沙缸等，在水體的自然流動(dòng)過(guò)程中對(duì)水體進(jìn)行自然保養(yǎng)，起到凈水作用，降低水體的濁度。而對(duì)回用于人工水體的中水而言，其流動(dòng)性往往較差，流速慢、面積小，且大多為封閉狀。這樣的水體自凈能力差，容易受到二次污染，間接影響景觀的視覺(jué)效果。因此可進(jìn)行外源性控制，在對(duì)水體進(jìn)行物理修復(fù)的同時(shí)加入化學(xué)藥劑，以去除水中污染物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化與維護(hù)。

（2）生物修復(fù)方法

水生植物對(duì)污水有一定的凈化作用，它們能夠通過(guò)根部來(lái)吸收、過(guò)濾水體中的污染物，因此在景觀水體中選擇性地種植水生植物是修復(fù)回用水水質(zhì)的有效方法之一，且這種純生態(tài)的修復(fù)技術(shù)在各種物理化學(xué)技術(shù)中有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。這種修復(fù)技術(shù)的成本較低，基本對(duì)自然環(huán)境無(wú)不良影響，并且在合理搭配設(shè)計(jì)下還能營(yíng)造出豐富的水生景觀，增強(qiáng)景觀的表現(xiàn)效果，美化環(huán)境。但植物對(duì)水體的凈化功能與其他人工技術(shù)相比見效較慢，且會(huì)受到季節(jié)及溫度的較大影響。

四、國(guó)內(nèi)中水回用景觀存在的問(wèn)題及改善建議

1.存在問(wèn)題

（1）公眾意識(shí)淡薄

公眾意識(shí)是支持將中水回用于景觀建設(shè)的必要條件。讓公眾在心理上和情感上認(rèn)可中水回用，是水的再利用的保證。在我國(guó)的南方地區(qū)，尤其是在一些濱海濱江城市，人們感受不到水資源緊缺的隱患，對(duì)水資源再利用的意識(shí)薄弱，還未形成中水回用的概念。如果公眾對(duì)水資源再利用的意識(shí)達(dá)不到一定高度，那么即便是在我國(guó)北方的缺水地區(qū)，中水回用也很難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，公眾對(duì)中水水質(zhì)安全性的不信任也制約著國(guó)內(nèi)中水回用于景觀的發(fā)展。

（2）缺乏政策支持

將中水回用于城市景觀建設(shè)，有益于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，政府應(yīng)該制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，對(duì)其給予推進(jìn)與支持。對(duì)于將中水回用于景觀建設(shè)的用戶，使用中水應(yīng)比使用自來(lái)水更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，這樣才具有吸引力。對(duì)于中水生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)符合要求的中水需要投入額外的成本，政府應(yīng)在建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中給予一定的政策優(yōu)惠。目前，城市中水回用于景觀缺乏政府的鼓勵(lì)與支持，亟待相應(yīng)政策的完善與補(bǔ)充。

（3）中水回用景觀設(shè)計(jì)存在缺陷

中水作為回用水，不管作何種用途，都必須保證在任何情況下絕對(duì)滿足城市景觀用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求，保障居民的健康與安全。但就國(guó)內(nèi)目前的情況而言，城市景觀的中水回用系統(tǒng)還比較欠缺，使用中水的景觀水體也缺乏相應(yīng)的凈水過(guò)濾裝置來(lái)保持回用水的水質(zhì)，存在著很大的隱患。

2.改善建議

（1）加強(qiáng)宣傳，轉(zhuǎn)變觀念

中水回用在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)中都發(fā)揮著積極作用。然而，這并沒(méi)有在水資源相對(duì)豐富的中國(guó)南部地區(qū)得到關(guān)注。城市景觀的中水回用面臨同樣的問(wèn)題。因此，要使公眾意識(shí)到中水回用于景觀的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義，加強(qiáng)對(duì)其的宣傳倡導(dǎo)是非常有必要的。政府需普及中水回用技術(shù)、景觀回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并介紹國(guó)內(nèi)外中水回用于景觀的成功實(shí)例。通過(guò)宣傳教育，讓公眾了解中水，愿意接受和信任中水，逐步轉(zhuǎn)變公眾對(duì)回用水的不正確觀念。

（2）制定完善相關(guān)政策

中水回用于景觀是公眾事業(yè)的一部分，政府應(yīng)該給予適當(dāng)?shù)恼咧С郑貏e是在中水回用于景觀的早期實(shí)施階段，應(yīng)對(duì)投資中水回用、將其用于景觀水的設(shè)計(jì)單位給予優(yōu)惠待遇，對(duì)再生水回用的設(shè)施建設(shè)進(jìn)行補(bǔ)貼，降低建設(shè)成本。鼓勵(lì)采用先進(jìn)成熟、經(jīng)濟(jì)的中水回用技術(shù)和設(shè)備，使生產(chǎn)者和消費(fèi)者都能從中水回用中受益。指導(dǎo)城市景觀中的中水回用隨著回用水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，逐步走上正軌，并最終發(fā)揮更大的環(huán)境效益。

（3）增加有利于水體凈化的相關(guān)設(shè)計(jì)

目前，在國(guó)內(nèi)大多城市的景觀水體設(shè)計(jì)中，都更加偏向于對(duì)景觀環(huán)境的美化與改善，而在景觀水體質(zhì)量的維護(hù)與凈化上關(guān)注甚少，較為欠缺。在全球水資源日益短缺的狀況下，中水回用于城市景觀勢(shì)必成為一種趨勢(shì)，因此景觀設(shè)計(jì)師在美化水體形態(tài)的同時(shí)，也需要仔細(xì)斟酌如何維持水體質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出相應(yīng)的凈化裝置，不斷過(guò)濾維護(hù)引入的中水水質(zhì)，使得城市的景觀水環(huán)境由內(nèi)而外的優(yōu)美怡人，真正地造福于城市居民。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)城市景觀的要求越來(lái)越高，景觀建設(shè)用水量日益增加，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格。使用潔凈水資源來(lái)營(yíng)造城市景觀不僅造成了水資源的大量浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成不良影響。合理利用中水資源，將進(jìn)行一定技術(shù)處理的、符合景觀用水標(biāo)準(zhǔn)的中水回用于城市景觀建設(shè)中，不僅是未來(lái)城市景觀發(fā)展的大勢(shì)所趨，還能適當(dāng)緩解水資源短缺的危機(jī)，對(duì)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生良好的社會(huì)效應(yīng)。因此，我國(guó)應(yīng)該重視中水回用景觀這一問(wèn)題，借鑒國(guó)外相關(guān)成功案例，研究出更加有效的中水處理方法，同時(shí)探索如何能更加合理地將水體凈化維護(hù)設(shè)施與景觀相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，也將成為中水回用城市景觀的熱點(diǎn)和方向。

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