高尚住宅區(qū)湖水治理及循環(huán)利用

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簡介： 介紹了深圳華僑城高尚住宅區(qū)棲湖花園燕棲湖水的治理及利用。針對有養(yǎng)魚要求的湖水殺藻方法做了探討，提出了湖水資源的優(yōu)化配置方案，并對其帶來的經(jīng)濟效益進行了分析。
關鍵字：湖水治理 深圳華僑城

隨著人民生活水平不斷提高，人們在居住方面的追求愈來愈高。環(huán)境優(yōu)美，配套設施完善，文化氛圍濃郁的高尚住宅區(qū)越來越為人們所推崇。因此，房地產(chǎn)開發(fā)商不惜花費巨資，建造綠色生態(tài)住宅區(qū)，以期樹立自己的品牌效應。水景是高尚綠色住宅區(qū)必不可少的環(huán)境工程，如何在滿足環(huán)境需求的同時，科學地將水資源優(yōu)化配置，達到節(jié)水、節(jié)能、節(jié)省一次性投資是一個系統(tǒng)工程?，F(xiàn)以深圳華僑城波托菲諾項目中的棲湖花園湖水治理及利用為例介紹水資源的優(yōu)化配置。

1 棲湖花園簡介

　　棲湖花園位于深圳華僑城燕棲湖鄰岸，是波托菲諾(108萬m²)項目的有機組成部分。棲湖花園北部為高爾夫球俱樂部和一輝花園，南為荔枝林，東部為天鵝堡花園，東南為歡樂谷娛樂城，其北面為香山西街和香山中街，東面為杜鵑山西街。居于棲湖花園腹部的燕棲湖為一天然湖泊，湖泊總面積約為 7．5萬m²，水深約2～2．5 m，湖面中央有一天然島，地理條件優(yōu)越，自然環(huán)境得天獨厚。

2 湖水水源及水質(zhì)情況

　　燕棲湖的水源主要來源于周邊地區(qū)的雨水。上游端位于波托菲諾項目中的天鵝堡花園的天鵝湖在雨季時會有一部分水經(jīng)歡樂谷娛樂城轉(zhuǎn)輸進入燕棲湖；周圍市政道路香山中街和杜鵑山西街市政雨水管收集的雨水通過DN=1200雨水管排入湖內(nèi)；棲湖花園的雨水經(jīng)雨水管收集后就近排入湖內(nèi)；旱季時，湖底的涌泉亦會補充部分水源。在雨季時，由于天鵝湖有大量的雨水進入燕棲湖，加之周邊地區(qū)的雨水(含有較多懸浮物)亦排入湖內(nèi)，使得湖水較渾濁。非雨季時，因湖面平靜，水中懸浮物量少，水質(zhì)較清潔。在夏季，受強烈陽光照射，表層水溫較高，水中有較多養(yǎng)分(如分解后的有機物)等原因，故常有較多浮游生物(如藻類等)繁殖，使水帶有顏色和不良氣味。

　　燕棲湖是棲湖花園景觀的中心，它與華僑城整個主題旅游架構相輔相承，自然地融為一體，是棲湖花園業(yè)主休閑娛樂的主要去處。所以湖水水質(zhì)的好壞，不僅影響到小區(qū)環(huán)境，而且也間接地影響到華僑城的大環(huán)境。因此，整治燕棲湖，保證在非雨季時，湖水清澈透亮是華僑城大環(huán)境的要求。 3湖水治理

　　(1)控制湖水水源。為保證湖水不受污染或盡量少受污染，采取如下措施：在天鵝湖流入燕棲湖的雨水管出水口處設置格柵，以攔截大塊懸浮物進入湖內(nèi)。截流原排入湖的生活污水，使其直接排入市政污水管網(wǎng)，以免生活污水中的有機物及氮磷等植物營養(yǎng)進入湖中對湖水造成污染。

　　(2)整治湖岸。為防止在雨季時，湖流域范圍內(nèi)雨水進湖時沖刷岸邊，造成水土流失，增加湖水懸浮物濃度，已采用大量毛石鋪砌湖岸，并延伸至湖底。

　　(3)化學法殺藻。藻類滋生是影響湖水水質(zhì)的主要原因。據(jù)有關資料介紹，當水中總磷超過 0．015 mg／L，氮超過0．3mg／L時，藻類便會大量繁殖。對于藻類控制，重點是去除水中的磷。去除磷的方法有生物法、氧化法、化學沉淀法等，常采用的是化學沉淀法。殺藻常用的藥劑有硫酸銅、漂白粉、明礬、聚鋁和硫酸亞鐵等。由于硫酸銅對魚類有毒性，不宜用于有魚類的湖水；鐵鹽會增加水的色度，因此燕棲湖滅藻采用的藥劑為漂白粉，其投加量為 0．5～1 mg／l。

　　(4)人造堤壩瀑布和噴泉景觀。根據(jù)燕棲湖的自然形狀及地勢，人為砌造兩個堤壩由東至西將湖面劃分為三個高度，分別為10．28 m，9．5 m和7．5 m。上游堤壩長為24 m，下游堤壩長為32 m，上下游水面落差分別為0．78 m和2 m。堤壩所形成的堰形為寬頂堰，由水力學知，寬頂堰過流水股狀態(tài)主要與流量有關，流量小時水股貼堰壁下淌，當流量達到起拋流量4．3 L／(m·s)時，水股即脫離堰壁射入空中，形成瀑布。為形成景觀瀑布，上下游堤壩的流量應不小于起拋流量值。為了滿足人們觀賞的要求，在9．5 m和7．5m高度的湖面中央分別設置一個大型燈光噴泉水景。瀑布和噴泉在改善小區(qū)環(huán)境的同時，亦起到了增加水中溶解氧(DO)含量，使水活化和降低水溫的作用。

　　(5)湖水循環(huán)周期和循環(huán)流量的確定。循環(huán)周期和循環(huán)流量決定了處理設備能力的大小，即一次性投資的多少，因此合理確定循環(huán)周期非常重要。燕棲湖湖面面積為7．5萬m²，平均水深取2．4 m，則湖水容量為18萬m³。為了保障易滋生藻類的湖水經(jīng)治理后符合水景用水的感官要求，參照有關資料介紹：水景用水為自來水時，要保證有良好的水質(zhì)，一般7-15天需換水1次。再經(jīng)多方調(diào)研和燕棲湖周邊的實際情況最終確定按河道推進式設計水流，循環(huán)周期為4天。即暴雨過后，最長4天即可使湖水再次返清。因此循環(huán)流量為1 875 m³／h，取1900m³／h。

　　(6)處理設備的選定。湖水處理設備應有效去除水中的懸浮物，同時設備占地面積小，日常運轉(zhuǎn)費用低，運行又能自動化是最佳的選擇。傳統(tǒng)的壓力濾罐，無論選用立式還是臥式過濾器，都將占用較大的建筑面積，而且過濾加壓泵所需的揚程較高(約 25m)，所需電機功率大，日常運轉(zhuǎn)費用高，也不能實現(xiàn)自動化控制，不利管理。經(jīng)多方比較，確定選用全自動曝氣濾機WQX-12A型2臺，每臺產(chǎn)水量為 950m³／h。該設備的顯著特點為以復合多層(一般采用三層，每層濾料的密度、粒徑均不同，密度小、粒徑大者位于上層，反之則位于下層)濾料代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的石英砂，其出水濁度低(1 NTU)，過濾加壓泵揚程小(≤10 m)，日常運轉(zhuǎn)費用低，設備采用虹吸濾池原理，運行水力自動化，濾前增加了曝氣功能，可提高水中溶解氧的含量，設備一體化，設備房面積小，僅需250 m²的建筑面積。

4 湖水資源的優(yōu)化配置

　　經(jīng)全自動曝氣濾機處理過的湖水，其水質(zhì)優(yōu)于國家《景觀娛樂用水水質(zhì)標準》(GBl2941-91)，亦符合空調(diào)冷卻用水的水質(zhì)要求。為了有效地利用湖水循環(huán)處理系統(tǒng)中的優(yōu)質(zhì)水，結合棲湖花園的客觀實際情況，擬采用循序循環(huán)系統(tǒng)，即湖水經(jīng)全自動曝氣濾機處理后，先滿足空調(diào)冷卻用水的需求，再將經(jīng)過空調(diào)冷卻后的水用于小區(qū)內(nèi)各個水景，最終按需流入湖中。

　　(1)空調(diào)冷卻用水：棲湖花園的會所、酒店式公寓、幼兒園和菜市場均需設集中空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對一個高標準的住宅區(qū)講，冷卻塔的配置位置和噪音處理成為一大難題。據(jù)估算，棲湖花園冷卻水總量約需600m³／h，若每個冷卻塔配水量為100 m³/h，則需6個外圍尺寸為4mX4m的冷卻塔，這些冷卻塔不僅占用較大的建筑面積，而且將對環(huán)境產(chǎn)生 70dB的噪音。國家環(huán)保標準中規(guī)定：高級別墅區(qū)晚上噪音指標不得超過40 dB，因此在別墅區(qū)設置冷卻塔時必須采取降噪處理措施。再則，每個冷卻塔所需要電動機的功率為5．5 kW，一天平均按3 h運行計算，一年即耗電36 135 kW·h。鑒于此，將處理后的湖水用于空調(diào)機的冷卻，省去冷卻塔，既解決了冷卻塔放置難的問題，節(jié)省了置放冷卻塔的土建費用、日常運轉(zhuǎn)費用和降噪處理費用，又徹底消除了噪音，可謂一舉多得。

　　(2)水景用水：棲湖花園環(huán)境設計由著名的澳大利亞貝爾高林環(huán)境設計公司完成?，F(xiàn)建小區(qū)內(nèi)大大小小的水景點有25處，分布在面積僅10萬m2的范圍內(nèi)，棲湖花園可謂是一個以水為專題的高尚住宅區(qū)。按常規(guī)，為節(jié)約用水，水景需配置循環(huán)過濾水處理系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)不僅使土建費用增加，且設備的一次性投資約需15萬元?，F(xiàn)將空調(diào)冷卻用后的水，采用并串聯(lián)相結合方式以重力流引至各水景點，最終回歸燕棲湖。

　　(3)綠化及沖洗地面用水：日常綠化及沖洗地面會消耗一定量的自來水，現(xiàn)利用處理過的湖水替代自來水。綠化和沖洗水量標準分別為2 L(m²·d) 和1 L／(m²·d)，小區(qū)內(nèi)綠化和道路面積分別為4萬 m²和2萬m²，則每年可節(jié)約用水3．65萬m³，深圳自來水價格為2．16元／m；，即每年可節(jié)約7．9萬元。

　　(4)水量平衡圖：由前述知空調(diào)冷卻用水量為 600 m³／h；綠化及沖洗地面用水量為100 m³／d。根據(jù)棲湖花園水景點的分布及其用水量大小，空調(diào)冷卻用后的水按33．33m³／h，375m³／h和191．66m²／h分別流入10．28 m，9．5 m和7．5 m湖面。在兩臺全自動曝氣濾機滿負荷運轉(zhuǎn)的條件下，減去空調(diào)冷卻用水和綠化等用水，流入湖前端(即10．28 m湖面) 的水量為1295．83m³／h。此時上游24m堤壩的流量為15．38 L／(m，s)，下游32 m堤壩的流量為 14．79 L／(m·s)，均大于可形成瀑布景觀所必須的起拋流量值4．3 L／(m·s)。當湖水水質(zhì)達到感官要求時，為節(jié)約費用，僅開一臺濾機的工況下，上下游堤壩的流量分別為4．39L／(m·s)和6．55L／(m·s)，亦可形成瀑布景觀。棲湖花園湖水利用水量平衡見圖1。

5 經(jīng)濟效益分析

　　將處理過的湖水作為空調(diào)冷卻水、水景用水、綠化用水和沖洗地面用水，所帶來的經(jīng)濟效益如下： 600m³／h冷卻水量的冷卻塔及相關的設備、閥門等器材和人工費約40萬元，每年節(jié)省日常運轉(zhuǎn)費用 1．6萬元，置放冷卻塔的土建費用和降噪處理費用約30萬元；水景所需的循環(huán)過濾設備及安裝費15 萬元，每年節(jié)省日常運轉(zhuǎn)費用7萬元；每年節(jié)省綠化和澆灑道路用水7．9萬元，合計101．5萬元。

　　圖1水量平衡示意

6 結論

　　住宅區(qū)水資源的優(yōu)化配置是一個系統(tǒng)工程。在考慮水處理循環(huán)系統(tǒng)的同時，還應根據(jù)住宅區(qū)的實際情況全面系統(tǒng)地考慮水的回用，以做到一水多月 (循序循環(huán))，達到節(jié)約一次性投資、節(jié)約日常費用節(jié)約用水、又能改善環(huán)境的目的。

參考文獻

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