西北干旱区小区屋面降水利用系统生态工程设计
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摘要
中国西北干旱区水资源供需矛盾突出,屋面降水作为一种较为清洁的水资源,对缓解目前西北地区用水紧张很有帮助。以西北地区新疆石河子市天富名城小区为例,利用GF-2号卫星数据,通过图像分类获取研究区土地利用现状图,在所得现状图的基础上,利用Sketchup三维建模软件设计出了一个符合中国西北地区气候特点的屋面降水利用生态工程案例。通过对构建的屋面降水利用模型的运行过程进行推演,得出研究小区95 164.21 m~2的屋面面积年平均可收集15 441.76 m~3净降水。若收集的降水按2.1元/m~3计算,则每年小区可节约3.24万元的水费开支。若将这些降水用于小区景观和绿化,该水量除了可维持一个半径44 m、水深1.5 m的景观水池从4月到10月的全部用水外,还可为小区所有乔木和26%灌草绿化提供免费用水。研究结果可为中国西北小区屋面降水利用系统的推广提供可行性方案和参考。
The contradiction of water resources is very prominent between supply and demand in arid areas,northwest of China. Roof precipitation is taken as a kind of relatively clean water resource. It is very helpful for northwest region to alleviate water tension. Take Tian-fu residential community of Xinjiang Shihezi city as an example. The present land use map was obtained by image classification of GF-2 satellite data. On the basis of the present land map,the ecological engineering case of roof precipitation system,which meet the climate characteristics of northwest China,was designed by using Shetchup3 D software. Based on the the constructed roof precipitation utilization system,the water about 15 441.76 m3 can be collected yearly by the residential roof 95 164. 21 m2. If local water rate was calculated at 2. 1 $/m3,it can save water fee32 400 $ each year for Tian-fu residential community. If the collected water was used to landscape and green water,it can not only maintain a landscape pool which has 44 m semidiameter and 1.5 m deep all water use from April to October every year,but also it can provide free water for all the trees and 26% shrub rangeland in the residential community. The results can provide feasible scheme and reference for promoting the implementation of roof precipitation system in northwest China.
The contradiction of water resources is very prominent between supply and demand in arid areas,northwest of China. Roof precipitation is taken as a kind of relatively clean water resource. It is very helpful for northwest region to alleviate water tension. Take Tian-fu residential community of Xinjiang Shihezi city as an example. The present land use map was obtained by image classification of GF-2 satellite data. On the basis of the present land map,the ecological engineering case of roof precipitation system,which meet the climate characteristics of northwest China,was designed by using Shetchup3 D software. Based on the the constructed roof precipitation utilization system,the water about 15 441.76 m3 can be collected yearly by the residential roof 95 164. 21 m2. If local water rate was calculated at 2. 1 $/m3,it can save water fee32 400 $ each year for Tian-fu residential community. If the collected water was used to landscape and green water,it can not only maintain a landscape pool which has 44 m semidiameter and 1.5 m deep all water use from April to October every year,but also it can provide free water for all the trees and 26% shrub rangeland in the residential community. The results can provide feasible scheme and reference for promoting the implementation of roof precipitation system in northwest China.
引文
[1]胡翠锋,刘思习.浅谈城市雨水资源利用[J].中国资源综合利用,2007(4):21-22.
[2]中国工程院“21世纪中国可持续发展水资源战略研究”项目组.中国可持续发展水资源战略研究综合报告[J].中国工程科学,2000(8):1-17.
[3]新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴(2015)[M].北京:中国统计出版社,2016.
[4]张培宪.石河子市城市地下水超采问题及其水资源保护方面的探讨[J].石河子大学学报:自然科学版,2005(5):641-643.
[5]张艳红.城市雨水利用的趋势、现状和措施探讨[J].南水北调与水利科技,2005(3):27-29.
[6]李俊奇,车武.德国城市雨水利用技术考察分析[J].城市环境与城市生态,2002(1):47-49.
[7]程江,徐启新,杨凯,等.国外城市雨水资源利用管理体系的比较及启示[J].中国给水排水,2007(12):68-72.
[8]陈卫,孙文全,孙慧.城市雨水资源利用途径及其生态保护[J].中国给水排水,2000(6):26-27.
[9]廖日红,顾斌杰,丁跃元,等.城市雨水处理工艺与技术[J].北京水务,2006(4):46-48.
[10]谭洪恩,陈春梅,肖艳阳,等.石河子市自然降尘污染特征及其影响因素[J].环境监测管理与技术,1999(1):27-28+41.
[11]唐凯,王柏林,姜海波,等.新疆石河子市近51年蒸发量变化特征分析[J].水电能源科学,2016,34(11):17-21.
[12]郭金强,陈建民,王肖娟,等.新疆石河子市近51年农业气候资源变化特征分析[J].干旱区资源与环境,2015,29(8):99-103.
[13]米玉林.天富名城——盛开在戈壁中的奇葩[J].住宅产业,2004(10):47-48.
[14]周宝佳,周宏飞,代琼.准噶尔盆地沙漠-绿洲雪面蒸发实验研究[J].冰川冻土,2009,31(5):843-849.
[15]徐竟成,王宇,傅婷,等.大气干湿沉降对城市景观水体水质影响的评价[J].四川环境,2011,30(3):49-54.
[16]王健康,高博,周怀东,等.新疆石河子城市道路尘土中重金属污染及潜在生态风险[J].环境化学,2013,32(9):1 811-1 812.
[17]吴甜,王晓龙,刘子龙,等.石河子市大气总悬浮颗粒物的浓度和其中多环芳烃的分析[J].石河子大学学报:自然科学版,2015,33(5):604-609.
[18]伊元荣.乌鲁木齐市雨水资源利用可行性研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2008.
[19]刘家宝.人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究[D].北京:中国地质大学,2006.
[20]何刚,耿晨光,罗睿.重金属污染的治理及重金属对水生植物的影响[J].贵州农业科学,2008(3):147-150+153.
[21]宋福,陈艳卿,乔建荣,等.常见沉水植物对草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究[J].环境科学研究,1997(4):50-53.
[22]黄永杰,刘登义,王友保,等.八种水生植物对重金属富集能力的比较研究[J].生态学杂志,2006(5):541-545.
[23]周守标,王春景,杨海军,等.菰和菖蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力[J].生态学报,2007(1):281-287.
[24]陈俊.生态小区水系统处理方案[J].中国资源综合利用,2006(12):28-30.
[25]闫宇飞,张仁慧,解宏.生态小区水资源利用系统研究[J].地下水,2012,34(1):67-69。
[26]裴芳,李成民,王静,等.生态小区污水零排放规划探讨[J].中国环保产业,2009(10):46-48.
[27]田葳.生态小区雨水回用设计[J].农机化研究,2010,32(9):227-230.
[28]翟俊,肖海文,金龙,等.交替运行砂滤池处理生态小区雨水的设计[J].中国给水排水,2007(16):57-60.
[29]李应宾.新疆石河子市节水型公园绿地建设研究[D].武汉:华中农业大学,2016.
[2]中国工程院“21世纪中国可持续发展水资源战略研究”项目组.中国可持续发展水资源战略研究综合报告[J].中国工程科学,2000(8):1-17.
[3]新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴(2015)[M].北京:中国统计出版社,2016.
[4]张培宪.石河子市城市地下水超采问题及其水资源保护方面的探讨[J].石河子大学学报:自然科学版,2005(5):641-643.
[5]张艳红.城市雨水利用的趋势、现状和措施探讨[J].南水北调与水利科技,2005(3):27-29.
[6]李俊奇,车武.德国城市雨水利用技术考察分析[J].城市环境与城市生态,2002(1):47-49.
[7]程江,徐启新,杨凯,等.国外城市雨水资源利用管理体系的比较及启示[J].中国给水排水,2007(12):68-72.
[8]陈卫,孙文全,孙慧.城市雨水资源利用途径及其生态保护[J].中国给水排水,2000(6):26-27.
[9]廖日红,顾斌杰,丁跃元,等.城市雨水处理工艺与技术[J].北京水务,2006(4):46-48.
[10]谭洪恩,陈春梅,肖艳阳,等.石河子市自然降尘污染特征及其影响因素[J].环境监测管理与技术,1999(1):27-28+41.
[11]唐凯,王柏林,姜海波,等.新疆石河子市近51年蒸发量变化特征分析[J].水电能源科学,2016,34(11):17-21.
[12]郭金强,陈建民,王肖娟,等.新疆石河子市近51年农业气候资源变化特征分析[J].干旱区资源与环境,2015,29(8):99-103.
[13]米玉林.天富名城——盛开在戈壁中的奇葩[J].住宅产业,2004(10):47-48.
[14]周宝佳,周宏飞,代琼.准噶尔盆地沙漠-绿洲雪面蒸发实验研究[J].冰川冻土,2009,31(5):843-849.
[15]徐竟成,王宇,傅婷,等.大气干湿沉降对城市景观水体水质影响的评价[J].四川环境,2011,30(3):49-54.
[16]王健康,高博,周怀东,等.新疆石河子城市道路尘土中重金属污染及潜在生态风险[J].环境化学,2013,32(9):1 811-1 812.
[17]吴甜,王晓龙,刘子龙,等.石河子市大气总悬浮颗粒物的浓度和其中多环芳烃的分析[J].石河子大学学报:自然科学版,2015,33(5):604-609.
[18]伊元荣.乌鲁木齐市雨水资源利用可行性研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2008.
[19]刘家宝.人工快速渗滤系统污染物去除机理及其处理效果研究[D].北京:中国地质大学,2006.
[20]何刚,耿晨光,罗睿.重金属污染的治理及重金属对水生植物的影响[J].贵州农业科学,2008(3):147-150+153.
[21]宋福,陈艳卿,乔建荣,等.常见沉水植物对草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究[J].环境科学研究,1997(4):50-53.
[22]黄永杰,刘登义,王友保,等.八种水生植物对重金属富集能力的比较研究[J].生态学杂志,2006(5):541-545.
[23]周守标,王春景,杨海军,等.菰和菖蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力[J].生态学报,2007(1):281-287.
[24]陈俊.生态小区水系统处理方案[J].中国资源综合利用,2006(12):28-30.
[25]闫宇飞,张仁慧,解宏.生态小区水资源利用系统研究[J].地下水,2012,34(1):67-69。
[26]裴芳,李成民,王静,等.生态小区污水零排放规划探讨[J].中国环保产业,2009(10):46-48.
[27]田葳.生态小区雨水回用设计[J].农机化研究,2010,32(9):227-230.
[28]翟俊,肖海文,金龙,等.交替运行砂滤池处理生态小区雨水的设计[J].中国给水排水,2007(16):57-60.
[29]李应宾.新疆石河子市节水型公园绿地建设研究[D].武汉:华中农业大学,2016.