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水循环建设范文1
关键词:铸钢车间;净循环系统;浊循环系统
1工程概况
本项目位于四川德阳,铸钢车间设计熔炼能力:1万吨/年,最大件熔炼能力为:100吨,其铸造工段部分工艺设备需要冷却水,循环冷却水水量、温度、水质等参数见下表:
注:真空泵为水蒸气喷射真空泵,浊循环水中主要含废烟气、少量油污、金属氧化皮等。
2系统介绍
由于上表①中真空泵循环水水质与其余设备循环水系统水质不同,本工程循环水系统按两套设计:⑴浊循环冷却水系统,供设备①使用,补充水采用普通自来水;⑵净循环冷却水系统,供其余设备使用,补充水为软化水。软化水由182/480D2-1500×2400全自动软水器制备,产水量:35m3/h ,双床流量控制一用一备。
2.1浊循环冷却水系统,系统流程如下:
按德阳地区湿球温度26℃设计,选用FGBL-900高温型冷却塔(N=18.5×2=37 kW)一台,置于循环泵房外冷水池1上,冷水池1有效容积:115m3,热水池1有效容积:81m3。FGBL-900高温型冷却塔冷却水量:900 m3/h,制品重:17.8t,运转重量:29.4t。
热水泵选用KQSN300-M13/348双吸泵二台(一用一备),单台Q=474 m3/h ~790 m3/h ~948 m3/h,H=40m~34m~28m,N=90kW,冷水泵选用KQSN300-M6/482双吸泵二台(一用一备),单台Q= 431 m3/h ~719 m3/h ~863 m3/h,H=82m~78m~71m,N=250kW,冷却塔前过滤器选用LZGSL-4型高速过滤器二台,单台最大滤水量:500m3/h,冷、热水泵均设在循环泵房内,高速过滤器设置在循环泵房北侧室外地坪上。
2.2净循环冷却水系统,系统流程如下:
按德阳地区湿球温度26℃设计,选用FGBL-700高温型冷却塔(N=15×2=30kW)二台,置于循环泵房外冷水池2上,冷水池2有效容积:210m3,热水池2有效容积:135m3。FGBL-700高温型冷却塔冷却水量:700 m3/h,单台制品重:15.5t,运转重量:24.6t。
由于用水设备较多,从系统运行灵活性及节能方面的考虑,热水泵选用KQSN300-M13/313双吸泵三台(二用一备,单台Q=427 m3/h ~711 m3/h ~853 m3/h,H=32m~27m~22m,N=75kW)及KQSN250-N9/316双吸泵一台(单台Q=212 m3/h ~354 m3/h ~447 m3/h,H=33m~29m~25m,N=45kW),冷水泵选用KQSN300-N9/418双吸泵三台(二用一备,单台Q=378 m3/h ~630 m3/h ~775 m3/h,H=58m~52m~56m,N=132kW)、KQSN250-M6/383双吸泵一台(单台Q= 247 m3/h ~412 m3/h ~520 m3/h,H=55m~49m~42m,N=90kW)及KQL80/235-18.5/2离心泵二台(一用一备,单台Q= 32.5 m3/h ~46.7 m3/h ~56 m3/h,H=73m~70m~63m,N=18.5kW, 60t炉水冷氧枪冷却水供水压力与其余净循环系统设备冷却水供水压力不同,故60t炉水冷氧枪冷却循环水泵单独配置),冷、热水泵均设在循环泵房内。
浊循环水系统、净循环水系统共用一套水质稳定剂加药装置及杀菌剂加药装置,阻垢剂及杀菌剂一般配成5%~10%的水溶液,通过计量泵投加到冷水池1、2中。
2.3循环水旁流水处理系统:
为了提高循环冷却水水质及提高设计浓缩倍数,浊循环冷却水系统、净循环冷却水系统各设置一套旁流水处理系统。
浊循环旁流水处理流程详见浊循环冷却水系统流程,旁流水处理器采用SCⅡ-0800F型、多介质过滤器采用SG-DG-1000型(过滤水量:20m3/h)。
净循环旁流水处理流程详见净循环冷却水系统流程,旁流水处理器采用SCⅡ-0900F型、多介质过滤器采用SG-DG-1200型(过滤水量:40m3/h)。
SCⅡ型旁流水处理器采用叠加脉冲的低压电场原理,根据水质自动调整处理信号,具有杀菌灭藻除垢处理并去除水中悬浮物的作用。
3 结语
循环冷却水系统是铸钢车间铸造工段中的重要一环,冷却水的水质、水温对铸钢设备及产品都有较大影响,本文简单介绍了某铸钢车间循环冷却水系统设计方案,旨在抛砖引玉,希望各位读者同仁多提宝贵意见。
参考文献
[1]《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007。
水循环建设范文2
关键词:民用建筑;空调系统;设计
中图分类号:TU831.3
Civil construction air conditioning cooling water circulation system
Wang Xiaoguang
Abstract: in this paper, according to my experience, in the analysis of the circulating cooling water system equipment selection on the basis of the circulating cooling water system, describes the existing problems and gives the corresponding solution measures.
Key words: civil constructionAir conditioning systemDesign
冷却循环水系统敞开式的特点,决定了系统与大气是相通的。系统里的水很容易和空气中的氧气反映,反映产生的物质使水的浑浊度增加,导致却循环水系统发生腐蚀和结垢。循环水系统一旦受到腐蚀就会大大降低系统的低热交换效率和造成能源资源的浪费。因此,为了防止水质污染给设备带来损坏,应该对系统水进行缓蚀、阻垢、杀菌灭藻等处理。现代工业里,有两种有效方法可以处理冷却循环水,一是物理法,二是化学法。对于民用建筑而言,由于空调冷却循环水系统的循环水量不大,物理法是最夹的选择方式,物理法主要是采用:静电水处理仪,电子水处理器,内磁式水处理器进行处理。它的处理速度快、处理设备简单、操作起来方便、所需成本低,最重要的是具有除垢、缓蚀、灭藻综合作用。反过来说,,如果选用、安装不当或者维护跟不上,其效果将大打折扣。
1设计过程中所要考虑的要素
1.1气象资料的收集
大气环境对冷却塔的冷却效果有直接的影响,相关空调设计规范(《采暖通风与空气调节设计规范》和《建筑给水排水设计规范》)中也明确的规定了冷却塔设计计算所选用的空气温度和相应的温度,应与所服务的空调等系统的设计空气温度和湿度相吻合,所以,应该高度关注大气的环境因素,注重气象参数的统计,具体统计能代表环境的各个重要参数,如:大气压、空气的湿度、空气的温度、风向、风速,尤其是夏天的风向和冬天的最低温度要特别关注。
1.2冷却循环水量的确定
冷却循环水量的确定是一个比较复杂的过程,它需要查阅相关资料,明确空调负荷及空调设备要求的冷却循环水量和空调机的选型,设计时,冷却循环水量一般是由空调专业根据制冷机样本中给出的冷却水量提出的。一般可根据制冷量,估算冷却循环水量Q(m3/h),对于机械式制冷:离心式、螺杆式、往复式制冷机,Q=0.8RT。对于热力式制冷:单、双效溴化锂吸收式制冷机,Q=(1.0-1.1)RT。需用指出的是,制冷机样本中给出的冷却水量往往比用负荷法计算值小,尤其是进口机,这主要是由很多原因造成的,如冷却塔本身的热工性能达不到要求。
1.3冷却塔的选取
民用建筑冷却塔选型时,通常来说,都会结合实际情况选取超低噪音逆流冷却塔,因为,逆流塔冷却水与空气逆流接触,热交换率高,当循环水量容积散质系数βxv相同,填料容积比横流式要少约20%-30%,对于大流量的循环系统,横流塔是比较合适的选择,因为,横流塔要比逆流塔在高度方面低一些,它的稳定性相对好,这些因素非常利于建筑物立面布置和外观要求。此外。在工程设计中选择民用建筑冷却塔时,都留有一定余地,选择的一般标准是选择的水量要略大于冷机样本所提供的冷却循环水量。主要原因是:①冷却塔设计时,湿球温度为28℃,冷水温度为32℃,出水温度为37℃,冷水温度与湿球温度的差为4℃,而某些制冷机参数要求,制冷机进水温度为30℃,对于中南地区,湿球温度一般在27℃-29℃之间,冷却后水温难以达到30℃。②考虑到冷却塔布置时,受周围环境影响,冷却效果达不到设计要求,③降低冷却塔出水温度,利于制冷机高效运转。空调制冷机组用电量很大,远远高于冷却循环水系统,包括冷却塔风机的用电量。冷却塔选型时适当放大,对于制冷机高效运转,节约运转费用有很大好处[1]。
2冷却循环水系统存在的问题
一般说来,冷却循环水系统使用过程中的稳定性能还是比较好的,但是该系统毕竟是一个设备,任何设备在使用之后都会由于内外等各种因素导致设备自身发生一些问题。冷却循环水系统的受外界环境和天气影响较大,系统在日常运转过程中,会受到外界环境中的灰尘、悬浮物和各种杂质的污染,使系统内的污染物逐渐沉积,最后的结果是产生严重影响机组的换热效率的污垢、腐蚀、菌藻。
高温的冷却水的冷却浓缩过程是通过冷却塔不断的向大气中蒸发实现的,由于冷却循环水的开放性,在进入换热器进行热交换的过程中,会有大量的钙镁离子从水中析出,形成主要成分为(CaCO3,MgCO3)的水垢,这些水垢没有被及时清理而是粘附在热换器表面,最终导致系统换热效果差。
建筑空调设计人员在设计阶段往往会凭借主观经验,忽略一些关键的环节,导致系统能耗过大,运转操作不便等一系列问题。
3针对问题所采取的解决对策
针对系统中发生的一些问题,我单位在不断总结经验和不断创新的基础上自行研制了系列水处理设备,设备能够及时清理污垢、水垢、生物垢及腐蚀垢―复合垢。具体解决措施为:①在热交换器前安装防垢除垢设备,根据当地的水质情况,选择特定的射频参数来解决系统中的水垢问题。②在系统中安装过滤设备,通过机械墙挡式过滤、活性铁质滤膜杂质着床及电晕场静电吸附效应三重复合过滤体系超净过滤来解决系统中水质问题,并最终解决污垢问题。③在系统中安装除藻灭菌设备来控制系统水质的菌藻滋生,并最终解决生物垢问题。④也可在系统中安装全程多功能水处理器来解决循环水中悬浮物、杂质、菌藻、腐蚀、结垢等所引起的复合垢问题[2]。并通过正常排污控制水的浓缩比,使其控制在2.5―3之间,同时达到节水的目的。
结束语
民用建筑空调冷却循环水系统是一个比较复杂的系统,受外界影响因素多,为了设计出理想的产品,设计人员在设计时,应全面考虑所有的内外界影响因素,使冷却水量与空调制冷量相吻合。此外,还要注意降低冷却后水温,适当放大冷却塔型号,停机时保证运行顺利,方便操作,冷却塔宜设专用集水池。
参考文献:
[1]梁宏明.空调设计中几个问题的探讨[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会资料集(1)[C];1998年.
水循环建设范文3
关键词:水生态文明建设;问题;对策
中图分类号:X2
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0015-02
1 引言
大力推进生态文明建设作为“十三五”规划的重点方面之一,是对我国生态文明建设进入关键时期的一个重要标志。而水生态文明建设作为生态文明建设的有机组成部分,在水资源合理利用、水生态保护中占据重要地位。就我国当前水生态文明建设现状来看,在具体的建设过程中还存在着一些关键性问题丞待解决,水生态明文建设还需加快脚步。因此,为了达到水生态文明建设目标,采取有效策略实为必要之举。
2 水生态文明建设的内涵及特征
在水生态文明建设工作中,对水生态文明建设的内涵及特征进行了解是该项工作的前提与基础,也是做好水生态文明建设工作的必要条件。根据现取得的学术研究成果及已有实践管理,目前对于水生态文明建设内涵具有一定代表性的理解是:通过采取工程性(技术、机械设备、水处理工艺等)和非工程性手段(政策、方针、制度等)措施,对水生态系统进行建设,使其在满足社会发展、人类发展需求的同时,形成一种完善的、可自我更替的、良性演化水生态系统过程。从水生态文明建设内涵中可以理解到,水生态系统是水生态文明建设的主要对象,而形成良性演化的水生态系统则是水生态文明建设的最终目标[1]。
水生态文明建设的特征主要体现在三方面:①多学科交叉性。水生态文明建设囊括了一切水生生态系统,包括自然水生生态系统、城市水生生态系统、与水力相关的陆地生态系统等,是所有水生生态系统一个治理、改造、建设和适应的过程,涉及内容广泛,需要多种学科提供理论支持,包括社会科学、自然科学、地理科学、化学、经济学等,具有非常显著的多学科交叉特征。②主观意愿性。人类对水资源的利用和需求是随着社会生产力与生活水平的提高而提高的,并经历了一个从被动适应到主动改造,再到适应与主动相结合水生态文明建设的这样一个发展历程[2]。回顾这一发展历程,其中无处不体现着人类的主观意愿性,人类希望对水生态系统进行良性改造,通过人类活动来完善水生态系统建设,希望水生态系统生生不息的良好发展下去,这些都是对人类主观意愿直观充分的体现。③符合全球未来水资源管理理念与发展趋势。在全球水资源匮乏的形势下,世界各国水资源管理工作被提上日程,水资源管理越来越强调文明和谐,许多国家开展的水生态系统改造工程、水生态文明建设理念超前,与未来全球水资源管理理念和整体发展趋势一致。
3 水生态文明建设中的几个关键问题
3.1 顶层设计不明确、不科学
目前,与水生态文明建设相关的研究,无论是在理论、政策制度方面还是技术标准方面都研究的比较多,并形成了大量的研究资料,但有关具体的实践探索和建设实施研究却相对较少,缺少实践性指导经验与方法[3]。即使一些地区、区域流域将水生态文明建设付诸了实践,但也多为当地自发开展的水生态文明建设,是依据当地实际需要所进行的活动,由于缺少实践经验与相关理论作指导,导致我国水生态文明建设出现了“各自为战”的局面。在顶层设计上,还不够科学明确,现行水生态文明建设技术标准与政策体系还不够系统全面。
3.2 监督工作不到位
诚然,目前我国在水利工程建设、水生态文明建设发展中取得了一些重大成果,理论与技术水平都向前迈进了一大步,但与国际先进水平相比,与国外发达国家相比,两者之间的差距依旧较大。这表明技术、管理手段仍旧是制约我国水生态文明建设主要因素之一。由于技术、管理手段的限制,加之工作人员本身专业能力与认识的不足,造成了监督不到位,监督管理不完善等问题,给一些工厂污水、废液的排放提供了便捷通道,加剧了水资源的污染,增大了水生态文明建设难度。
3.3 思想认识不统一
长期以来,以自身利益为中心,不注重资源合理开发利用,不顾虑自然有限承载能力的人始终大有人在,并且这种思想观念影响着每一代人,使得水资源等各种自然资源遭到持续性破坏,并随着人类活动的加剧而破坏程度在不断扩大。受这种思想观念支配的人们,对环境友好型、资源节约型的战略指导思想缺乏足够的认识与理解,未能形成这种执政观,在水生态文明建设中起着阻碍作用[4]。虽然随着社会文明程度和人们文化认知水平的不断提高,以及在国家政府的大力宣传倡导之下,一些人们的节能减排意识、低碳环保意识、环境保护意识有了一定提升,但整体上关于水生态文明建设的思想认识尚未统一。
4 加快推进水生态文明建设的几点思考
经过几十年的研究发展,我国水利工程建设取得了重大发展成果,水利工程规划、施工、设计、运行、管理理论与技术日益成熟,进入了全新的发展阶段,且不管是建设理念还是建设技术都在不断更新,不断向着更先进、更和谐、更文明的方向发展。现阶段,我国以环境水利、资源水利、生态水利作为民生水利的主线,以满足人们生活生产用水需求为基础,开展水生态文明建设工作,极大地推动了水利科技的更快发展,提高了水利技术水平。为了加快推进我国水生态系统文明建设,解决具体落实过程中出现的关键性问题,将理论与技术有机结合起来,依据理论指导,运用先进技术,相信可以进一步推动水生态文明建设。
4.1 依据各种先进理论指导水生态文明建设
4.1.1 统筹兼顾理论
由于水生态文明建设具有多学科交叉性特征,为了保证在实际建设过程中,各种学科知识的应用和各方面建设整体协调统一,遵照统筹兼顾理论开展水生态文明建设工作是必不可少的。在统筹兼顾理论的指导下,建设人员需要对水生态文明建设中所涉及到的各种学科知识,按照学科进行分类分级,将水生态系统改造工程进行项目分解,保持建设人员所学专业与其所负责项目相一致[5]。在此前提下,加强各专业队伍、各部门之间的联系,让各部门、各工作人员相互之间了解彼此的工作进度,提高整体工作的协调性与同步性,做到水生态文明建设分工明确、步调统一、整体协调。
4.1.2 “自然-人工”二元水循环理论
作为自然与人类发展和活动驱动的必然结果,水生态文明建设具有典型的“自然-人工”二元特性,因而从某种意义上而言,我们也可以说水生态文明建设是“自然-人工”二元水循环及其伴生过程与生态系统紧密作用所产生的结果。在自然状态下,受太阳辐射、地势能及其他能量的共同作用,流域水分一直处于不断的转化和运移状态,在这一循环过程中,水分的内在驱动力表现为自然的一元特性。而人类活动的加入,人类活动对流域水循环影响深度与广度的不断扩大,直接或间接的改变了全球水生态系统循环方式,流域水循环内在驱动力从自然状态的一元特性逐渐转变为“自然-人工”状态的二元循环结构,且人类活动频繁地区,这种影响和改变更加巨大[6]。二元水循环结构含有水量、水生态、水化学和水沙耦合的伴生过程,这一伴生过程对水生态系统的影响更加巨大深远。
基于这一理论分析,在水生态文明建设过程中,可以利用“自然-人工”的二元水循环及其伴生过程作用,对流域的布局、结构和功能进行人工改造,提高流域布局与结构合理性,强化水生态系统功能。
4.2 综合运用各种关键技术
适用范围广的现代化信息技术在水利工程建设中的应用,给水资源管理带来了变革性意义,而信息技术的不断进步、不断更新则为水生态文明建设提供了强有力的技术支撑。目前,在水生态文明建设中用到的关键技术主要有智能技术、水生态修复技术、云技术、3S技术、物联网技术、水资源合理配置与调度技术、远程监控技术、评估补偿技术、水循环及其伴生过程模拟技术等等。依据二元水循环理论运用智能技术构建智能水网,构建无线网络,让水生态系统工程覆盖在无线移动网络之下,对水系统进行在线监测、远程监测[7]。利用基于低碳模式的水资源配置技术、复杂水利工程群联合调度技术等多种调度技术,对水网内的水资源进行合理配置与调度,加强水网内各水生态工程之间的联系,提高水资源利用率,提高水资源管理效率。利用除藻技术、水污染处理技术、水污染防治技术、富营养化处理技术等多种水生态修复技术对污染水源水域进行处理,降低水源污染程度,减少水中污染物含量。以二元水循环理论为基础所开发的水循环及其伴生过程模拟技术,包括流域分布式产沙模拟技术、多源复合水污染模拟技术、水文生态耦合模拟技术、多源数据同化技术等。利用这些模拟技术开展一系列模拟实验,得出水循环最佳处理方式,提高水资源循环利用度。利用水生态服务功能评价技术、生态评估与补偿技术对水生态文明建设阶段性工作成果进行评估评价,找出当前文明建设工作存在不足,为区域水生态目标的合理设定,生态服务功能需水和水生态系统需水的精确核算,流域、区域生态需水的有效整合等提供所需数据支持。
5 结语
水生态文明建设在我国水利事业、生态文明建设事业中的重要地位与作用不言而喻,水生态文明具体建设过程中所出现的关键性问题不容忽视,水生态文明建设所需支撑技术不可或缺。在明确水生态文明建设重要性前提下,相关建设人员应加强对其中关键性问题的思考与分析,找出问题产生的深层次原因,综合运用各种先进技术,统筹规划,努力加快我国水生态文明建设的进程。
参考文献:
[1]孙 宇. 生态保护与修复视域下我国流域生态补偿制度研究[D].长春:吉林大学,2015.
[2]罗增良,左其亭,赵钟楠,等. 水生态文明建设判别标准及差距分析[J]. 生态经济,2015(12):159~163.
[3]吴兆丹,王张琪,赵 敏. 科技创新支撑水生态文明建设的作用机制研究[J]. 水利经济,2015(6):40~44.
[4]张 诚,严登华,秦天玲. 试论水生态文明建设的理论内涵与支撑技术[J]. 中国水利,2014(12):17~18.
[5]陈 进,李伯根,许继军. 水生态文明建设体系及在云南省的实践[J]. 水利发展研究,2015(1):14~18.
水循环建设范文4
长春市某城中村附近装有一台20t/h的热水锅炉,为周边的居民提供建筑供暖,其中符合分布的十分的零散,规划总面积为30万平方米,采暖设备的设计为1280KW。为了能够更好地满足对用户开展供暖,调压站内供、回水主管道留有0.1MPa的资用压差。该锅炉的供热范围内最高建筑物楼高20m。供热范围内有一所高中,高中采取的是散热器进行供暖,其他用户则为地面辐射采暖。
二、传统的供热方式
采取传统的供热方式整个系统只有锅炉房内设有热网循环泵,锅炉的供热参数为95℃/70℃。因为存在着供热区域存在有地暖供热的情况,所以管网的设计供回水的温度为65℃/50℃。采取这种传统的供热方式,近端客户一般都存在着富裕的压头,所以很容易造成不必要的浪费。在实际设计的过程中,因为调节不到位的原因经常会发生资用压头超过实际的设计值,但末端的用户则很难达到设计的要求,最终导致近端和远端用户冷热不均的情况发生。
三、分布式的变频循环泵供热
采取这种方式进行供热,热源泵只需要承担锅炉房内的各种压力的损失,而在各个的调压站分别安装了各种变频的循环泵,用以承担各个站房内的压力损失,最大限度地减少各种不必要的电能的浪费。
四、分布式变频混水循环泵的供热方案分析
采取分布式变频混水循环泵的供热方式能够很好的提升一级网的供、回水的稳定。同时可在在调压站内混入二级网的部分回水,这可以在一定程度上减少一级网的流量,这不仅仅可以降低管道的规格,还可以循环泵的公里,这在很大程度上减少前期的投资。
五、三种供热方案的比较分析
水循环建设范文5
关键词:海绵城市;城市湿地;景观设计
随着城市的飞速发展,城市中基础设施建设的步伐加快。城市中的路面建设亦随之发展扩大,路面的建设材料大多是沥青、混凝土等防水材料,导致城市中的雨水不能通过地面渗透到地下,又因为城市中的建设管理跟不上发展需要,防洪泄水系统不健全,导致雨季时,城市面临暴雨不能及时的通过管道排出,从而发生城市内涝。2014年国务院颁布了《海绵城市建设技术指南》,提出了海绵理论,为城市建设提供了理论基础,未解决城市生态问题提供了良好的决策,因此,运用海绵理论对城市湿地进行景观设计,是现阶段城市生态建设的重要任务。
1“海绵城市”的理论概述
海绵城市的表面意思是指希望城市能如同海绵一样,很好地适应环境的变化和面对各种自然灾害,具有良好的吸收和恢复能力。其主要作用是通过对下雨时的水进行吸收、储存,然后雨后加以利用释放,达到城市生态系统的良性循环。海绵城市的建设应该遵循生态系统平衡的原则,将自然存在的和人工建设相结合,在保障城市安全的前提下,实现城市最大限度的储水,再将雨水进行释放,从而维护了城市生态系统的平衡,避免了城市在暴雨时出现洪涝灾害。这样不仅可以促进城市对雨水资源的利用,而且可以保护城市的生态环境。
2基于“海绵城市”理论对城市湿地进行景观设计
2.1设计原则
2.1.1生态平衡的原则。城市湿地景观设计时应以生态平衡为基础,坚持保护生态环境和维持生态系统平衡的原则,合理地对城市的湿地进行开发和景观设计,将对城市生态环境的影响降到最低。2.1.2具备防洪功能的原则。城市湿地建设除了为人们提供休闲和娱乐的场所等功能,还应该具备一定的防洪储水的能力,是城市水循环系统的重要组成结构。雨季来临时,城市湿地能够具有吸水储水的功能,作为城市的储水基地,为整个城市在雨季建立一道安全防线。2.1.3与城市相结合的原则。城市湿地景观设计是城市景观设计的重要组成部分,在进行城市湿地景观设计时,要和整个城市的景观设计融合,利用点、线、面的设计方法,将城市湿地景观设计与城市相结合、统一,使整个城市的水体系统、景观设计更加完善。
2.2设计方法
在城市湿地景观设计中,汇集储存雨水的景观主要包括湖水、地面、绿地以及建筑,湖水可以直接吸收储存雨水,地面、绿地和建筑主要是通过汇集雨水,然后将雨水排放。可以优化集水景观,充分发挥其对雨水收集和净化的功能,减少雨水的径流,降低污染物的汇聚,从而保障雨水最终的汇集质量。其主要设计方法如下:2.2.1改善地面的铺设材质,提升地面的渗水能力。大多数地面采用沥青和混凝土等防水材料,这样的地面阻止了雨水的渗透,阻碍了水循环。因此,在进行地面铺设时,可根据不同景观的需要及功能对地面进行铺设。如部分地方可铺设透水混凝土或者砌体材料,也可铺设鹅卵石、碎石等材料,这样可以提高地面的渗透能力。在对地面进行铺设时,也可设计不同材料或者色彩的组合,不仅为景观带来美化的效果,也可以使地面能够集水渗水,促进水的循环。2.2.2改变绿地的建设方式,提高绿地的储水能力。在城市湿地景观设计时,都会建设相应的绿地,在绿地中种植乔木、灌木和草类等植物,这些植物不仅可以储存净化水分,还可以保护环境,减少水土的流失。在进行湿地绿地建设时,应该最大限度地保护天然绿地,使绿地具有自然之美。而人工绿地的建设部分,可以根据周围的环境进行设计,依据绿地的地理位置及地形特点,设计一些具有凹式形状的绿地,这样不仅可以使绿地在下雨时汇集雨水,也可以过滤雨水中所带的树叶等杂物,使之慢慢地渗透到地表,补充地下水。在下凹式绿地建设时可以建设“雨水花园”,即在下雨时形成雨水花园,在绿地中种植不同的植物,这样在雨季可以形成独具一格的湿地景观。在为下凹式绿地选择种植植物时,一定要结合湿地景观设计,选择具有吸附净化能力的,能在短时间内具有一定的耐涝、耐旱能力的本土植物。在城市湿地景观建设中的建筑屋顶主要功能是承接雨水。因此,针对建筑物屋顶的集水功能,可在其屋顶种植绿植进行覆盖,这不仅为湿地提供了一种独特的景观,还可以达到净化雨水的功能,促进雨水参与大气水循环。在屋顶上种植如爬山虎等依附生长的绿色植物,覆盖在屋顶,当雨水降临时,落在屋顶的雨水一部分被该植物吸收储存,一部分在阳关的照射下通过蒸腾作用挥发进入到大气中参与水循环。根据建设物的形态设计绿植,使之与湿地环境更好地融入在一起。
3城市湿地景观建设对海绵城市建设的作用
城市湿地景观建设是组成城市整体绿化系统的重要组成部分。城市湿地的建设不仅保持了生态系统的平,还使得整个湿地景观的生态系统接近于自然景观,从而维持大自然动植物之间的平衡和协调。城市湿地主要分为2种:一种是自然湿地,一种是人工湿地。在“海绵城市”的建设过程中,城市湿地景观建设不仅能够在雨季暴雨天气和河流涨水的时期具有储水的作用,还能够通过土壤、微生物以及植物净化雨水,通过植物分解雨水中的污染物,从而达到净化雨水的作用。城市湿地是天然的蓄水池,能够储存大量的水。因此,可以利用城市湿地存储水资源,将储存的水资源用来灌溉、养殖、绿化,从而提高了水资源的利用率,维护了生态环境系统的平衡,促进了经济的发展,城市的进步。通过城市湿地进行蓄水,还能够提高湿地周围环境的空气湿度、补充地下水资源。因此不论是自然湿地还是人工湿地,都能够促进生态平衡进而海绵城市建设的进程,使城市达到可持续发展的目标。
4结语
随着“海绵城市”概念的提出,城市湿地景观设计促进了海绵城市的建设,在海绵城市的建设中起着重要的作用。城市湿地是城市中雨水的汇集和储存之地,不仅能够美化城市,为人们提供良好的绿色的休闲环境,还能够保护环境,储水防洪,保持生物多样性,维持生态平衡。形成一个完整的水循环系统是“海绵城市”建设中的重要战略,在其建设规划中把湿地景观建设融入到“海绵城市”建设中来,使整个城市在自然中进行人工建设,将人工和自然相结合,依靠大自然的力量对城市湿地进行景观设计,有效地管理和规划自然资源,促进“海绵城市”的建设和发展的进程。
作者:余劲松 单位:重庆金三维园林市政工程有限公司
参考文献:
[1]李思逸,史梓潇.基于海绵城市建设的城市湿地景观设计[J].建筑工程技术与设计,2016(15):25-28.
[2]卢树彬.基于“海绵城市”建设的城市湿地景观设计[J].城市建筑,2016,32(20):208-208.
水循环建设范文6
华北地区是我国政治、经济和文化的中心。华北平原2000年人口4.37亿,占全国34.8%;GDP3.13万亿元,占全国32.3%;农业灌溉面积3.46亿亩,占全国42%。但是,它也是我国水资源供需矛盾十分突出的地区[1-4]。海河流域多年平均水资源总量约为419亿m3,人均水资源占有量仅为335m3,不足全国1/6,世界的1/24。
从自然背景看,华北地区十年九旱,尤其1972、1999、2000年华北大旱,出现了严峻的缺水局面,不得不采取“弃农、压工、保生活”的供水措施。从人文背景看,华北地区尤其是海河流域,人类活动强度之大、水资源开发利用程度之高为举世瞩目。20世纪60年代,大力开展水利工程建设,开发利用地表水资源;70年代后尤其1972年大旱,流域地表水不足,开始争夺地下水。90年代,随着社会经济发展人口的增加,水资源严重不足导致超采地下水、争夺雨水。按照国际标准,合理的水资源开发利用程度一般为40%左右。然而,目前海河流域的水资源开发利用程度已经超过了90%。高强度的水资源开发利用导致该地区水资源供需严重失衡。目前,海河流域河川径流衰减十分严重。地下水亏空接近900亿m3。现状年缺水80多亿m3,主要靠超采地下水和利用不合标准的废污水来解决。
水资源的短缺不仅影响国民经济发展,而且还导致华北地区尤其是海河流域严重的生态环境问题[3]。突出表现在:
1.1山区来水大量减少,水资源量衰减严重
以首都北京市供水水源地的密云、官厅水库为例,官厅水库1955-1984年期间平均来水量11.3亿m3,但到1985-1995年期间平均来水量已衰减到2.7亿m3,仅为前者1/4。两个时期的流域平均降水量却相当(407.5mm)。密云水库来水减少的趋势也十分严重,相比1960-1979年段,1980-1997年的平均来水量已减少了4亿m3。山区水源地来水量的大量减少,给城市和中下游地区的生态环境和社会经济发展带来极大的危害。
1.2地下水过量开采,部分地区已经枯竭
到目前,华北城市化地区地下水超采严重,范围已近9万km2,占平原面积的70%。已分别形成了以北京、石家庄、保定、邢台、邯郸、唐山为中心,总面积达4.1万km2的浅层地下水漏斗区,其中1万km2范围的含水层已疏干;形成了以天津、衡水、沧州、廊坊等多个城市为中心、面积达5.6万km2整体连片的深层地下水漏斗区。地下水枯竭直接威胁华北城市平原地区的安全用水储备,同时引起严重的地面沉降、海水入侵,情况十分危急。
1.3河道断流,功能丧失
目前华北地区多数中下游河道枯竭断流,失去了地下水补给、输沙、排盐等作用。土地退化、湿地萎缩等生态问题十分严重。据统计,总长1万km的河长中,有4000km河道干涸。海河流域内194个万亩以上天然湖泊、洼淀现在大多已经干涸。入海水量由20世纪50年代的年均240亿m3锐减为2001年的10多亿m3。海河流域的生态系统已由开放型向封闭型和内陆型方向转化,造成河口泥沙淤积和盐分积累,河口自然生态遭到破坏,河口海洋生物大量灭绝。
1.4水污染严重
目前,水污染已由20年前的局部河段发展到现在的全流域,由下游蔓延到中上游,由城市扩散到农村,由地表侵入地下。据统计,近年来海河流域的废污水排放量每年高达60亿吨。官厅水库因水质恶化,被迫于1997年开始退出生活供水。流域内每年还引用20多亿m3污水进行灌溉,对浅层地下水、土壤和农作物造成污染。
产生华北地区水生态环境变化有多方面原因,但核心问题是“水”,即在自然和人类活动作用下的华北地区水循环系统发生了“不健全”的问题。例如,华北地区持续干旱引起降水(广义水资源量)的减少;土地利用/覆被变化正在改变“陆-气水循环”的响应关系;城市化过程加速了深层地下水的消耗和水污染问题;流域中众多的水库、排洪工程建设改变了河流自然系统水循环的流路,减少了中下游地下水的补水与蓄水功能;社会经济活动的各种用水行为加剧了人工侧支水循环中的“耗水”强度[17],人类活动大量超采地下水大大降低了区域水资源的可再生性。
为了缓解华北缺水问题,人们通过各种资源转化技术和管理措施节水、通过跨流域调水增加本地的来水。与自然水循环系统相比较,现代水文水资源学科面对的高强度人类活动作用下的“人工”侧支水循环作用也愈来愈突出。因此,开展变化环境中的华北地区水循环机理研究,认识“不健全”的水循环过程导致华北地区缺水、水生态环境退化的成因,提出可持续发展理念下解决华北水资源安全、改善生态环境的科学对策,是21世纪国家资源环境领域急待解决的重大国家需求中的水科学基础问题[4-6]。
3.华北水资源研究的几点反思
尽管华北水资源已经有了相当的工作,但是目前华北缺水问题还没有真正解决,水生态环境问题愈来愈严重。究其原因,除了华北地区社会经济增长、人口压力大和环境发生了新的变化之外,有许多水循环与生态环境交叉的关键性基础科学问题研究不够。国家在解决华北缺水和遏制严重的生态环境退化措施和对策方面,迫切需要深层次的基础研究的科学依据。这些问题不得不引起人们的反思。
目前,华北水资源研究亟待解决的关键问题有[16-32]:
3.1华北山区来水减少的成因问题
近30年华北山区来水及水资源量严重衰减,其变化究竟是气候影响还是人类活动所为?华北山区人类活动用(耗)水究竟是个什么情况?山区土地利用/覆被变化与流域水循环有什么影响关系?山区业已修建大量的水利工程和水保工程,它们究竟在山区来水大量减少的变化过程中起到什么样的角色?如何认识它们的作用和水源地保护的关系?这些问题过去研究较少,其中内在的原因和机制不太清楚。
3.2华北城市化地区水循环与地下水大漏斗问题
以人类活动为主要特征的华北城市化水循环机理研究十分薄弱,严重滞后城市化经济发展、人口流动面临的集中供水、水污染、地下水大漏斗等带来的城市生态环境问题。华北地区的地下水大漏斗主要集中在城市,这无不与城市持续性超采的用水特性有关。但是,浅层地下水与深层地下水的可再生能力有很大的不同。如何认识城市地区浅层与深层地下水的变化机制?如何认识城市集中供水、补水和浅层与深层地下水的水量水质变化以及它们之间的相互作用关系?如何合理修复城市化地区深层地下水漏斗、防止地下水污染?等是急需研究的问题。
3.3平原农业区大埋深条件下“土壤水-地下水”作用机理
相比80年代,目前华北平原农业区处在与过去不同的大埋深地下水条件,土壤层水资源的作用更加突出。但是,大埋深条件下的“土壤水-地下水”作用机理以及地下水参数的变化问题研究还比较欠缺,直接影响农业节水和水资源评价的基础问题。
3.4对华北地区水生态环境演变过程认识不足
人类活动包括60年代在海河流域建设的大型水利工程对华北持续干旱面临的水生态环境退化过程究竟起到什么样的作用?如何看待防洪、缺水和生态环境保护的矛盾与统一的对策措施问题,存在相当大的争议。
3.5缺乏社会经济转型过程中的“生活-生产-生态用水”规律研究,尤其生态需水研究比较薄弱
关键问题是:华北地区现状条件相适宜的节水型“生活-生产-生态用水”应该是什么样的结构与布局?在社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用(耗)水会将发生什么的变化?如何估算华北地区的“生活-生产-生态”的用(耗)水,尤其是华北地区生态需水问题?
3.6华北地区生态环境变化的多维调控阈值与修复目标是个新的问题
华北缺水及其联系的生态环境恶化已是现实。如何从可持续发展的高度和与水相关的生态景观过程与格局,确定有利于地下水补给、控制地面沉降、防止海水入侵的地下水位、河道生态需水等多维调控阈值?如何确定适当的生态修复目标?是过去没有研究的问题。
3.7缺乏定量描述人类活动高强度作用下的流域水循环模型及综合集成系统
在考虑人类活动影响的流域水循环方面,陈家琦最先提出“人工侧支水循环”问题(陈家琦,1986),后来王浩提出“自然-人工”水循环二元模式的概念。但是,到目前为止,描述人类活动高强度作用下流域分布式模型研制,仍然是一个空白。在解决区域缺水与修复生态环境的决策支持问题方面,也缺乏将水循环变化和水生态环境演化耦合的综合集成仿真系统。
3.8针对南水北调工程实施后如何合理调配“地表水-地下水-外调水”的问题,其科学基础研究有待进一步加强。
由于供水系统是由当地的地表水、地下水和外调水以及处理的回用污水等多水源组成,在地表水调节水库不足情况下,如何合理调配各种资源,充分发挥多种水源的综合效益,是迫切需要研究的难题。其科学问题的难点是:解决华北缺水以及生态环境修复决策中合理调配的科学依据和准则是什么?如何将自然科学问题与社会科学问题统一到区域可持续发展层面,提出华北地区经济结构调整等重大决策的支持?
4.问题与挑战
从华北地区水资源安全问题的国家需求的水循环基础科学问题看,最为突出的挑战有下列几个方面:
4.1流域水循环及生态环境变化中的人为影响因素的确定与量化方法
华北地区人口密度大,社会经济发达。1980年以来华北地区的流域产流和地下水补给条件发生了明显变化,导致了华北山区径流明显减少、城市化地区地下水大漏斗问题严重、区域水资源评价还原估算等困难。这些变化的原因是什么?如何识别流域水循环中人工侧支水循环的贡献,科学估算水资源量?如何量化华北地区水生态环境变化中的人类活动的贡献,剖析近五十年海河流域生态环境的演变过程?是揭示海河流域生态环境恶化根本原因的关键。
4.2华北地区社会经济转型中的用水规律
由于华北地区特殊的地位和水资源限制矛盾,其用水结构正在不断发生变化。在经济全球化进程中华北地区经济结构将面临重组与优势产业发展模式新的格局挑战。因此,社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用水变化规律尤其是生态需水量估算,成为关键的科学问题。这需要借鉴国外发达国家和发展中国家经验,开展经济学、地理学、生态学与水资源的交叉研究。
4.3流域水循环与生态环境变化的耦合机理
华北地区缺水问题与目前生态环境恶化有直接的关系,涉及到地理、水文、社会经济多个方面。如何将高强度人类活动影响的流域水循环变化过程与所制约的水生态环境变化过程实质地联系?它们的耦合机制是什么?如何建立高强度人类活动影响下的流域水文-生态模型,定量复演变化环境中的流域水循环过程以及水文-生态变化过程?是拟解决的关键问题。
4.4可持续发展与地区经济结构调整的“节水-调水-用水”效益配置
南水北调工程实施后,如何合理调配各种资源,充分发挥多种水源的综合效益,是问题的关键。目前,在多水源如何配置的效益评价问题上有相当多的争议。焦点是:如何确定华北地区未来的经济系统在生态系统中的地位?如何协调华北地区缺水背景下,社会经济发展和修复生态环境之间的用水矛盾问题?如何通过华北地区用水大户的农业经济结构的调整提高农业用水的效益?因此,从可持续发展基本准则出发,在前面四个关键问题(流域水循环、生态演化、社会经济用水以及它们综合集成的系统规律)基础上,进一步研究华北地区未来经济结构调整的“节水-调水-用水”配置的综合效益,是解决国家需求应用问题的关键。
5.展望
长期以来,华北地区高强度的人类活动和社会经济发展与生态环境之间总是存在不可避免的冲突和矛盾,尤其是近50年来。有否二者共享的协调途径呢?从宏观的战略方面,可持续发展的理念为解决这对矛盾提供了准则。生态经济学的价值观为构建有利于华北地区自身环境的经济发展,提供了实现可持续发展模式的可能。为了真正解决华北缺水问题,提出有效的环境修复对策,除了要有新的思路之外,重视日趋严重水的问题的科学基础研究和针对国家重大需求的应用研究十分重要。
在未来的十年内,华北水资源已经与水相关的生态环境修复研究,可望在水循环基础研究、水生态环境演变及社会经济用水研究,和综合集成模拟、调控与修复对策研究三个层面上有所进展,系统关系如图1所示意。
水循环基础层面上,将会注重于:
(1)华北地区干旱及生态演变的气候背景研究
(2)华北典型山区径流变化及环境影响的水循环机理研究
(3)华北典型城市地区水环境变化与地下水可再生性研究
(4)华北典型平原农业区环境变化及水循环机理研究
(5)变化环境中的流域水循环及分布式模型研究。
在水生态环境演变及社会经济用水层面上,将会注重于:
(1)华北地区现代生态环境系统的形成过程与演变机理研究
(2)华北地区社会经济转型下用水规律研究和华北地区生态变化的安全阈值与修复目标研究。
在水资源安全和生态环境修复对策层面上,将会针对南水北调重大工程和北方节水问题,注重于:
(1)水-生态-社会经济复合系统综合集成研究