1、第三章 土木工程與水資源和水環境第一節 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和中低緯度地區的高山地區，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充，45%的降水轉為地表和地下水資源量，55%的

2、水轉為植物蒸騰或地表水分蒸發。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）水資源的時間分布不均衡受季風的影響，我國降水年內年際變化大。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。我國大部分地區年內連續4個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，長江以南地區水資源約占全國總數的81%。淮河及其以北地區，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）農業用水我國2011年，經濟社會年度用水量6213.2億立方米，其中，2011年，我國農業用水4168.2億立方米（67%）灌溉水利用效率不高。2）工業用水2011年，我國工業用水量1203億立方米（占總消耗水量的19.36%）。工業用水重復率低。 3）城市人口的增加及城市化的發展城市人口的增加和城市化的發展，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）我國的生態用水一是城鎮綠化、美化等所需用水，占生態與環境用水的6070；二是向湖泊、濕地的生態補水。2011年生態環境用水

4、106.4億立方米（ 1.7%）。生態環境用水增加。5）水資源浪費嚴重如城市輸水管道、農業灌溉溝渠泄露等也導致水資源的短缺。6）水質下降導致可用的水資源量減少此外，2011年，建筑業用水19.9億立方米（0.32%），第三產業用水242.1億立方米（0.39%）。3、 我國水資源短缺的特點1）北方資源性缺水近 20 a 來，中國北方地區水資源明顯減少。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%。北方大部分地區存在資源性缺水問題。2）南方水質性缺水南方部分流域和地區，水污染已呈現出從支流向干流延伸、從城市向農村蔓延、從地表向地下滲透、從陸域向

5、海域發展的趨勢。3）中西部工程性缺水缺少水利設施，例如：水庫、旱井。水資源短缺已經影響我國的可持續發展。我國目前年需水量約為6180億m3，而可供水量僅5830m3，缺水達350億m3。三、我國的水資源節約規劃2010年，全國水資源綜合規劃：1、嚴格用水總量控制到2020年全國年用水總量力爭控制在6700億立方米以內，2030年全國用水總量力爭控制在7000億m3以內。2）嚴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，為歐美等發達國家的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）嚴格水功能區納污總量控制我國的水資源污染嚴重，加劇了

6、水資源短缺，需要從嚴核定水域納污容量，嚴格控制河湖排污總量，加強水資源保護。4）制定用水定額一套宏觀總量指標體系，用以明確各地區、各行業乃至各單位、各企業、各灌區的水資源使用權指標。一套水資源的微觀定額指標體系，用來規定單位產品或服務的用水量指標。5）制定用水權交易市場規則建立用水權交易市場，實行用水權有償轉讓，實現水資源的高效配置。 6）工農業節水（1）工業節水 在缺水地區不建設高耗水的工業項目：如：造紙、印染、石油化工、鋼鐵、紡織等高用水行業。 提高工業用水效率我國工業水重復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。應逐步在工業生產中推廣節水新技術、新工藝、新設備、降低用水量

7、、提高水的重復利用率。2020年我國萬元工業增加值用水量降低到65立方米，比2008年降低50%左右。（2）農業節水2020年，農田灌溉水有效利用系數提高到0.55。目前我國大部分地區仍然采取傳統的大水漫灌方式，農業節水灌溉面積占有效灌溉面積的35%，灌溉水有效利用系數僅為0.45左右。7）生活用水節約降低城市管網滲透率，我國城市管網漏損率均高于10%，不少建筑采用低劣管材、閥門，加上安裝質量差，其漏損量亦很可觀。用水終端未采用節水器具、節水水嘴。計量儀表安裝到位。8）加強污水處理設施建設增加污水處理設施，解決水質性缺水。到2020年，城市供水水源地水質基本達標，主要江河湖庫水功能區水質達標率

8、提高到80%。到2030年，江河湖庫水功能區水質基本達標的控制目標。第二節 土木工程與水資源節約一、建筑工程節水 1、建筑工程綠色施工節水綠色施工導則提出綠色施工的總體框架：環境保護、節材與材料資源利用、節水與水資源利用、節能與能源利用、節地與施工用地保護、施工管理六個方面組成。1）建筑施工用水節約（1）混凝土攪拌和養護用水節約混凝土是建筑 業用量最大的一種材料。假設每m3混凝土攪拌平均用水為185kg。養護用水系攪攪拌用水的25倍。 采用中水、雨水、基坑降水進行混凝土攪拌和養護大面積推廣非傳統水源的利用，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：大型的工程項目可以在上部施工適

9、當部位增設集水井或利用消防水池等坑池收集雨水。基坑降水的利用在工程降水前，在施工現場先修幾個水池，根據工程規模的大小來確定水池的數量，但至少有兩個水池（一個為蓄水池，另一個為沉淀池）。中水利用：中水主要是指城市生活污水經處理后達到一定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用水。因其水質介于清潔水(上水) 與排入管道內污水 (下水) 之間，故名為“中水”。中水水源：優質雜排水：包括冷卻水、沐浴排水、盥洗排水和洗衣排水；雜排水：包括上述優質雜排水和廚房排水；生活污水：包括雜排水和廁所排水。多數情況下，中水水源采用雜排水和優質雜排水。中水水質應滿足下列基本要求：a. 滿足衛生要求，主要指標包括大腸

10、菌群、細菌總數、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. 滿足設備構造方面的要求，水質不易引起設備、管道的嚴重腐蝕和結垢。城市雜用水水質標準（GB/T 189202002），一般城市污水處理廠的二級出水。 養護用水的節約采用噴淋的方式，或用濕麻袋或者濕草墊對需要養護的混凝土表面進行覆蓋，減少大水漫澆。立面結構拆模后涂刷養護液，替代用水養護。平面結構采用灑水覆蓋塑料薄膜養護，減少養護用水。（2）砌體浸潤用水的節約進行砌體施工和外墻貼磚時，需先對砌體材料和墻磚進行發水、浸濕處理。應優先采用雨水、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約施工車輛進出場清洗用水可采用高壓水設備進行沖洗。在運輸車輛清洗處設置沉沙池，沖洗后的水經沉淀后進行二次回收利用，用于灑水降塵。充分利用施工廢水，例如：經沉淀的現場施工污水和經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，可以將各班組的分散攪拌改為集中統一攪拌。并利用非傳統水源。（5）施工現場的用水定額管理施工現場分別對生活用水與工程用水確定用水定額指標，并分別計量管理。大型工程的不同單項工程、不同標段、不同分包工程應分別計量用水。在簽訂不同標段分包或勞務合同時，將節水定額指標納入合同條款，進行

12、計量考核。力爭施工中非傳統水源和循環水的再利用量大于30%。（6）生活用水控制生活區，凡具備條件的應分別計量用水量。 施工現場辦公區、生活區的生活用水采用節水系統和節水器具，提高節水器具配置比率。 洗漱池安裝延時自閉節水龍頭，配置洗衣房為員工免費洗衣。 （7）避免管網滲漏施工現場供水管網應根據用水量設計布置，管徑合理、管路簡捷，采取有效措施減少管網和用水器具的漏損。在生產、生活區每個用水點安裝水表。定期檢驗整修施工現場的輸水管線，保證其狀態良好。2、綠色建筑節水1）綠色建筑（greenbuilding）的定義：在全壽命期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境、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）綠色建筑評價指標體系： 節地與室外環境；項目符合城鄉規劃；節約利用土地；綠地等； 節能與能源利用；供暖通風；圍護結構熱工性能； 節水與水資源利用； 節材與材料資源利用； 室內環境質量； 施工管理； 運營管理等7類指標組成。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）綠色建筑節水評價標準及措施（1）控制項： 應制定水資源利用方案，統籌利用各種水資源。在方案規劃階段制定水系統規劃方案，統籌考慮傳統與非傳統水源的利用。 給排水系統設置應合理、完善、安全。 應采用節水器具。（2）評分項： 節水系統 采取有效措施避免管網

14、漏損選用密閉性能好的閥門、設備，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漏損。 設計階段根據水平衡測試的要求安裝分級計量水表根據水系管網分布情況，分析用水總量和各用水單元之間的定量關系。 運行階段提供用水量計量情況和管網漏損檢測整改的報告。 給水系統無超壓出流現象給水配件在單位時間內的出水量超過額定流量的現象，稱超壓出流現象，該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。如：若不采取減壓節流措施衛生器具的實際出水流量將會是額定流量的5倍。用水點供水壓力不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低工作壓力。 按付費或管理單元，分別設置用水計量裝置，統計用水量。按使用用途

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

16、nalwatersource：不同于傳統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、旅館類建筑應采用一定量的非傳統水源。綠化灌溉、道路沖洗、洗車用水應采用非傳統水源；沖廁采用非傳統水源；冷卻水補水使用非傳統水源；結合雨水利用設施進行景觀水體設計，景觀水體利用雨水的補水量大于其水體蒸發量，利用水生動、植物進行水體凈化。其它措施：（1）降雨量集中的缺水地區，應通過技術經濟比較，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延續時段內消防的用水總量，因此會貯存大量的水。應盡量消防貯水池與游泳池、水景、小區綠化等合用，做到一水多用、重復利用及循

17、環使用。二、交通土建工程節水1、施工用水的節約1）砂石料沖洗廢水，經沉淀后可用于灑水降塵；2）施工機械和車輛清洗水經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）混凝土養生用水養生條件包括溫度、濕度都是影響混凝土強度的重要因素，當它們在水泥水化過程中應起的作用受到限制時，將產生不利影響。濕度對水泥的水化作用有顯著影響。混凝土養生需較大的用水量，可采用節水保濕養護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揮發?；炷敛鹉：?，采用養護膜進行養護，只需在鋪貼時澆水一次，不需要再澆水，一般保濕期在14天左右。節水保濕養護膜的用水量是麻袋的100 分之 1，是農膜的 5 分之 1。5）水泥穩定碎石生產攪拌區應設置多級沉淀池場，場地四周應設置排水溝，排水溝與沉淀池連接。生產攪拌區應設置廢水再利用設施，對經過沉淀的廢水進行合理利用。 2、公路服務區的節水服務區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；未預見水量（