生态小区的水资源利用
Water resources utilization in ecological residence quarter 在综述了生态住宅小区的概念及基本特征的基础上，讨论了生态住宅小区水环境生态设计的必要性，最后提出在生态小区中实施雨水利用和中水回用两个措施。 In ecological residential quarter were reviewed on the basis of the concept and basic features of ecological residential quarter water environment are discued, the neceity of ecological design, and finally put forward the implementation of rainwater utilization in ecological residential quarter and gray water recycle two measures.
一、生态小区
1、概念
生态小区是循环型社会的子系统，生态小区从概念上有许多不同的阐述，比较统一的定义为：生态小区是一个以人类生活与生产活动为中心，由人和环境组成的自然社会、经济的复合生态系统，寻求自然和社会、经济协调发展和整体生态化，遵循“可持续发展”和“以人为本”的理念。目的是以尽可能小的物理空间容纳尽可能多的生态功能；以尽可能小的生态代价换取尽可能高的经济效益；以尽可能小的物理交流量换取尽可能大的自然和人文生态交流量。
图1 生态小区
2、基本特征
高效是生态住宅的本质，即尽可能节约资源与不可再生能源的消耗，体现4R (Reuse, Reduce, Recover, Recycle) 原则，即再利用、再节约、回收、循环使用资源和能源是生态住宅小区的基本；对于小区环境来说，在不影响建筑与小区结构和功能的条件下，材料与能源的消耗应该达到最小，这需要在小区的设计和建造过程中利用可更新的能源、循环利用资源、节约资源、大力提倡对可更新能源的使用等。其次，保护生态系统，坚持人与自然的和谐共生是生态住宅小区的核心，这主要体现在生态小区的建设过程中不仅要充分利用自然条件，而且要尽量减少对小区生态环境的影响。此外，健康、舒适是生态小区的最终目标；这要求在材料的选择和住宅小区的设计中，必须体现以人为本的思想，最大限度地满足人的各种需求。
3、和一般住宅小区的区别 （1） 设计理念不同。
一般住宅设计出发点以适用、耐久、经济、安全为主，主要是为满足现行的标准、规范，房产商主要考虑建筑立面丰富点、小区绿化景观漂亮点，但对住宅内涵重视不够。而生态型住宅小区真正地考虑如何改善热舒适性、声环境、室内空气质量、绿地生态效应等等，不仅重视\"以人为本\"，强调自然环境、物理环境等的舒适性、健康性，而且更重视\"人与自然和谐共存\"。 （2） 建造手段不同。
生态住宅要求采用大量新技术、新材料、新产品、新工艺，比如智能化、建筑节能、新能源利用、雨水收集、有机垃圾生化处理等。在生产方式上尽可能采用工业化生产方式，提供完善的住宅商品（装修房），减少环境污染、提高质量、提高生产效率。
（3） 居民生活方式不同。
生态住宅强调居民的环保、节能意识。
二、生态小区的水资源利用的必要性
现国内住宅小区大部分用水都来自市政供应的自然水，没有分质供水，各种用途的水都源于这一系统。
我国是一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿m3，占全球水资源的6%，居世界第四位，但人均只有2200m3，仅为世界平均水平的1/
4、美国的1/5，在世界上名列第121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，总量仅为11000亿m3左右，人均可利用水资源量只有900m3，而且其分布极不均衡。到20 世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个全国城市缺水总量每年为60亿m3。
生态小区首先应满足节能要求，追求人的舒适度，与自然环境和谐发展；同时也是循环经济实施的一个目标。循环经济是新世纪国际社会推进可持续发展的新的世纪模式。是以环境无害化技术为手段，以提高生态效率为核心，强调资源的减量化、再利用和资源化（即Reduce，Reduce， Recycling三原则），倡导“资源—产品—再生资源”的新经济模式。水资源的缺乏迫使生态小区水资源利用必须满足循环经济的反馈式流程3R 原则的要求。
水是生态小区建设的灵魂，是我国厉行节约的战略资源之一，在生态小区建设中水环境系统的合理设计非常重要。为了有效利用水资源，实现小区水环境的生态良性循环，必须结合城市总体水资源和水环境规划，对水环境系统进行生态设计。
所谓生态设计是指任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式。这种协调意味着设计尊重物种的多样性、减少对资源的剥夺、保持营养和水循环，维持植物生态环境和动植物栖息地的质量，以有助于改善人居环境及生态系统的健康。生态设计强调、保护不可再生资源、尽可能减少资源的利用和节约并循环利用资源。在水环境系统中，生态设计的主要目的在于利用自然生态过程与循环再生规律，达到人与自然的和谐共处以及发展的可持续性，从而实现对水资源的高效利用，减少废水的排放。总的原则是：结合当地水资源状况，充分利用市政供水以外的水资源，努力提高水的循环利用率和用水效率，实现水资源的可持续发展和利用。为此，小区内不仅一般市政管网用水可以利用，雨水与处理过的中水也可以利用。这样可节省下传统的供水，以用于饮用、食品加工及其他高水质要求的用途。生态小区应将雨水利用、景观用水、生活用水、厕所用水及其污水处理等组成完善的系统进行综合的生态设计。
三、雨水利用
生态小区雨水利用有多种方式。可以是直接利用，也可以是间接利用，但在我国大部分地区，尤其是北方地区，由于降雨量全年分布不均，故直接利用往往不能作为唯一的水源满足要求，一般与其它水源互为备用。在许多情况下，由于雨水直接利用的经济效益不高，雨水间接利用往往成为首选的利用方案。在城区，还可根据具体情况，将二者与雨水径流污染控制结合起来，建立生态化的雨水综合利用系统。
1、屋面雨水集蓄系统
集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。其用途一般首先考虑绿化、冲洗道路、停车场、洗车、景观用水、建筑工地用水等杂用水，有条件时还可作为洗衣、冷却循环、冲厕和消防等补充用水。雨水集蓄系统可以是建筑单体雨水利用系统，也可以是建筑群或园区雨水利用系统。至于雨水净化工艺主要根据径流雨水的水质、水量和雨水处理后所要达到的程度而定。如绿化、冲厕、道路清扫、消防、车辆冲洗、建筑施工等均应满足《污水再生利用城镇杂用水水质》(GB/T18920—2002)指标要求；景观环境用水应满足《污水再生利用景观环境用水的水质水质》(GB/T18921—2002)指标要求等。
雨水利用系统一般包括雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分。另外还设有溢流设施或渗透设施，使超过储存容量的部分溢流或雨水渗透，见图2。
图2雨水处理流程
2、雨水截污与渗透系统
雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。雨水渗透是既是一种间接的雨水利用技术，也是一种雨水径流污染控制的有效方法之一。其目的包括减少径流雨水量，补充涵养地下水资源，改善生态环境，防止地面沉降，减轻城区水涝危害和水体污染等。根据渗透设施的不同可以分成自然渗透和人工渗透。根据渗透方式不同可分为分散渗透技术和集中回灌技术两大类。分散式渗透设施包括渗透井、渗透管(沟)、渗透池(坑)、渗透地面、低势绿地等。分散式渗透设施易于实施，投资较少，可用于住宅区、道路两侧、停车场等场所。集中式渗透是指采用干式或湿式深井将雨水回灌地下，回灌容量大，但对地下水位、雨水水质有更高的要求，使用时应采取预处理措施净化雨水，同时对地下水质和水位进行监测。
在地下水位高、土壤渗透能力差或雨水水质污染严重等条件下雨水渗透技术会受到限制。相对来讲。我国北方大部分城市降雨量相对少而集中、蒸发量大、地下水利用比例较大，雨水渗透技术的优点更为突出。
3、生态小区雨水综合利用系统
生态园区雨水综合利用系统是利用生态学、工程学、经济学原理，通过人工净化和自然净化的结合，雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合的综合性设计，从而实现建筑、园林、景观和水系的协调统一，实现经济效益和环境效益的统一，以及人与自然的和谐共存。这种系统具有良好的可持续性，能实现效益最大化，达到意想不到的效果。但要求设计者具有多学科的知识和较高的综合能力，设计和实施的难度较大，对管理的要求也较高。
具体作法和规模依据园区特点而不同，一般包括屋顶绿化、水景、渗透、雨水回用、收集与排放系统等。有些还包括太阳能、风能利用和水景于一体的花园式生态建筑。这一方式的成功典范是德国柏林广场的Daimleer区域城市水体工程设计。该区域年产径流量水量2。3万m3，采取的主要措施有：建有屋顶花园4hm2，雨水贮存池3500 m3，主要用于冲厕和浇灌绿地(包括屋顶花园)；建有人工湖12 hm2，人工湿地1900 m2。该雨水利用系统主要通过基层、植物和藻类等来净化雨水。其雨水处理流程见图3，同时系统对水质时兴自动监控，并增设水循环设施，使水体满足鸟和鱼类动物的生存环境，实现了生态小区内建筑、水和生物的高度和谐和统一。
此外，生态小区雨水开发利用做的比较好的还有丹麦、以色列、尼日利亚、英国、日本、美国等国家。
图3柏林广场的Daimleer区域雨水处理流程
四、中水回用
1、原则
在小区的整体规划阶段就应充分考虑中水设施的建设形式和规划位置，并重点考虑中水构筑物更好地与小区的整体风格相融合；确定以全生活污水为水源的原则，以提供足够的回用水，降低吨水投资和回用成本；以小区全部可应用中水用途确定处理规模，最大限度地节约用水，并产生最大的经济效益。
2、工艺流程
中水回收利用主要是将可利用的污水处理为符合有关水质标准的水资源。实现这一目标主要分为三个阶段的处理。①预处理阶段。这一阶段主要包括格栅与调节池两个处理单元，具体的效用就是消除污水中的固体杂质以及均匀水质。②主处理阶段。这一阶段是中水回用处理的关键环节，通过这一阶段的处理可以有效去除污水中的溶解性有机物。③后处理阶段。该阶段以消毒处理为主，对出水进行深度处理，保证出水达到中水标准。
图4 住宅中水回用系统
3、处理方法
当前，所使用的中水回收利用处理方法有接触氧化法、SBR 工艺、生物处理法、物理化学处理法等几大类。①生物处理法。生物处理法是指利用水中的微生物处理水中的一些有机物，使得中水符合有关的使用标准。②物理化学处理法。该方法主要是利用混凝沉淀技术与活性炭相结合的方法将中水水源进行处理，提高水质。不过采用这种方法需要较高的运行费用。③膜处理法。该方法去除率高，占地面积较小。
