생태 도시의 수자원에 대한 고찰

(1. 베이징시 문두구 과학기술위원회 베이징 Mentougou 지구 과학 기술 개발 실험 기지)

물, 생명의 창조자, 수천 년 동안 지혜의 기적을 연출해 왔다. 그것은 만물에 유익하며, 다투지 않고, 조용히 세상의 모든 생명을 낳고 있다. 하지만 세계 인구의 급격한 팽창, 공업 농업의 급속한 발전, 도시화 과정이 가속화됨에 따라 불과 5000 년 만에 인류 문명사에서 물 위기가 나날이 두드러지고 있다. 관련 조사에 따르면 세계 인구의 40% 를 차지하는 세계 80 개국이 심각한 물 부족을 겪고 있는 것으로 나타났다.

미래 도시 형태-생태도시에 대한 연구에서 우리는 종, 자원, 운행 방식, 사람, 도시, 자연의 관계 등 8 가지 측면에서 생태도시의 다양한 수준의 내포를 부여하고 심도 있는 연구를 진행했다. 본문 은 생태 도시 건설 이론 체계 의 기초 에서 생태 도시 수자원 관리 모델 을 논의할 것 이다.

첫째, 생태 도시 수자원 기능 평가 기준

인간 활동이 수자원에 가장 큰 영향을 미치는 것은 사용이나 손실로 인해 점차 줄어드는 것이다. 저자와 다른 사람들의 "생태 도시 건설 이론에 대한 체계적인 사고 (2)" 는 생태 도시의 개념을 다음과 같이 설명한다. 도시 기능의 관점에서 생태 도시는 자원 소비 곡선을 지역의 생태 공급 능력 (생태 공급 능력) 과 생태 감축 능력 (생태 감축 능력) 에서 운영해야 한다. 도시는 정해진 생태 덩어리로서 기본적으로 일정한 생태 공급 능력과 생태 복원 능력을 갖추고 있기 때문에 생태 도시의 중요한 이념 중 하나는 자원 공급, 복구 능력, 인간 활동 소비 간의 관계를 조율하는 것이다. 생명을 낳는 주요 자원으로서 물은 특정 지역에서 동일한 자원 소비 기준을 따른다. 공급의 관점에서, 생태 공급을 제외 하 고, 과학 기술의 급속 한 발전과 함께, 인공 장거리 수 자원 배분은 이미 성숙한 기술 (중국의 남북 수북조, 미국 캘리포니아 남북 수북조 등) 을가지고 있지만, 대규모 인공 자연 자원 배분의 과정에서, 생태, 경제, 사회 등에 문제가 발생 했습니다, 인간의 추가 고려가 필요 합니다. 감축의 관점에서 볼 때, 인공 감축은 도시 하수 처리에 큰 역할을 하지만, 일정 역사 기간 동안 수동 감축 (자원화) 능력은 상대적으로 일정할 수 있다. 따라서 수자원을 이용할 수 있는 범위 내에서 물의 자연 복원 능력과 인공 복원 능력은 도시 수자원의 지속 가능한 발전의 성장 한계를 결정한다.

생태 도시 연구에서 목표 지역의 수자원 이용 상황을 이용하여 도시의 수태 생명 기능을 평가하는 동시에 생태 도시 수자원 개발, 이용 및 관리의 지도로 삼다. 평가 원칙은 다음과 같습니다.

변수 M 을 대상 도시의 수자원 수요로 설정하고 대상 도시의 도메인 반경을 R 로 설정합니다.

반지름이 r 인 영역의 공급은 M0 입니다.

도메인 1: 반지름이 d 인 도메인에서 반지름이 r 인 도메인을 뺍니다. 여기서 양은 m 1, d = 2r 입니다.

도메인 2: 반지름이 2D 인 도메인에서 반지름이 D 인 도메인을 뺀 값입니다. 여기서 양은 M2 이고 반지름은 4R 입니다.

이런 식으로 도메인 N 입니다. 여기서 수량은 Mn 이고 반지름은 2nR 입니다 (예: 1).

그럼 이 지표의 범위는 0 ~ 1 입니다.

Sw 는 대상 도시가 생명기능을 부여하는 강약, 즉 수자원 이용의 지속 가능성을 측정하는 데 사용된다. Sw= 1 이면 기능이 그대로 유지되고 Sw=0 이면 기능이 기본적으로 상실됩니다.

그림 1 수명 체인 도메인에 적합한 표준

둘째, 수자원 이용 분류

(a) 인간 활동에서 물의 네 가지 기본 기능

(1) 생명을 구성합니다. 인간을 예로 들면, 가장 부드러운 부분-혈액은 약 80% 의 수분, 가장 단단한 부분-치아는 약 10% 의 수분, 지혜의 원천-뇌는 약 85% 의 수분을 함유하고 있다.

(2) 생존을 보장하다. 사람들은 매일 식수나 음료, 식사, 체내 단백질, 지방, 탄수화물의 대사를 통해 수분을 섭취하여 그들의 생존을 보장한다. 연령대가 다른 정상인의 일일 수요량은 표 1 에 나와 있다. 한 알은 흙에 묻혀 만 알은 창고에 귀속된다' 는 물은 인류에게 가장 소중한 선물이다. 물은 수생 생물의 공기로, 각종 동식물의 생존을 유지하고 먹이사슬의 네트워크를 풍부하게 하며, 인류를 위해 양분과 에너지 공급을 육성한다. 물은 중력을 극복하고 양분을 나무 꼭대기로 수송하여 식물 광합성을 촉진하고 탄소를 고정시키며 대기를 정화한다. 물은 인류의 생존을 보장하기 위한 다양한 조건을 만들었다.

표 1 연령대가 다른 정상인의 일일 물 수요

(3) 생명을 유지하다. 사람의 생명도 이렇게 끓는 물의 참여와 분리할 수 없고, 깨끗하고 탁하며, 꺼내서 빨아들이고, 모든 것을 깨끗이 씻어내야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 인생명언) 화장실 씻기, 세면, 샤워의 물 소비량은 한 사람당 한 달에 약 3 ~ 4.5 입방미터로 집계됐다. 물은 여러 가지 과정을 거쳐 결국 제품과 서비스를 형성하는데, 인간의 생활에 필요한 것이다.

(4) 생산을 촉진하다. 생산 활동은 인류 사회 역사의 수레바퀴를 움직이는 동력이다. 모든 업종에는 물의 흔적이 있는데, 물은 원료, 오염 제거, 동력, 매체 또는 온도 제어에 쓰이며, 각종 업종에 쓰인다.

물의 기능은 그림 2 와 같이 분류를 사용합니다.

그림 2 물 기능 활용 분류 다이어그램

(b) 농업에서의 수자원 이용

식물

물은 식물 세포의 주체를 구성하며, 일반 식물 조직의 수분 함량은 신선한 무게의 75 ~ 90% 를 차지한다. 물은 식물의 신진대사 반응 물질이자 광합성용 원료이다. 물은 식물 체내의 각종 생리 생화학 반응과 수송 물질의 매체이다. 물에 의해 생성 된 정수압은 식물의 고유 한 자세를 유지하는 데 사용됩니다. 물은 식물의 증발에 사용되어 식물의 생태 환경을 유지한다. 식물의 수분 대사는 수분 흡수, 운송, 이용, 손실의 과정이다. 대사주기 전체에서 수분의 90% 는 증산작용에 사용되고 약 65,438+0% 는 광합성용으로 쓰인다 (표 2).

표 2 재배업 단위의 물 소비량 예

2. 동물

동물에게 물은 주로 가축과 가금류를 먹이고, 포로 환경을 유지하고, 개인 동물을 청소하는 데 사용된다 (표 3).

표 3 축산 및 수산물 소비량 예

또한 농산물 완제품이 생산 가공 운송 등에서 간접적으로 대량의 물을 사용해야 하기 때문에, 이 글은 일부 물 소비를 식품 가공 도로 운송 등의 부분으로 잠시 고려하고 있으며, 특정 제품의 실제 물 사용량은 생태도시 공업용수량의 정량 연구에서 분석해야 한다.

(c) 산업에서 수자원의 사용

공업 생산에서 물은 용제, 정화, 세탁, 냉동, 분리 등의 제조 공정에 광범위하게 사용된다.

1. 가공 제조

(1) 식품 가공 제조업 분류 및 주요 물 소비량 (표 4).

표 4 식품 가공 및 제조 물 소비 사례

(2) 섬유 산업 분류 및 주요 물 소비량 (표 5).

표 5 섬유 공업용 수 예

(3) 가죽 제품 분류 및 주요 물 소비량 (표 6).

표 6 가죽 제품 물 소비 예

(4) 목재 제품 가공 분류 및 주요 물 소비량 (표 7).

표 7 목재 제품의 물 소비 예

(5) 제지 산업 분류 및 주요 물 소비량 (표 8).

표 8 종이 제품의 물 소비 예

(6) 화학원료와 화학제품 제조업 분류 및 주요 물 소비량 (표 9).

표 9 화학 원료 및 화학 물질의 물 소비 예

(7) 제약 제조 분류 및 주요 물 소비량 (표 10).

표 10 의료 제품의 물 소비량 예

(8) 고무 제품 산업 분류 및 주요 물 소비량 (표 1 1).

표 1 1 고무 제품의 물 소비량 예

(9) 플라스틱 제품 산업 분류 및 주요 물 소비량 (표 12).

표 12 플라스틱 제품 물 소비량 예

(10) 비금속 광물 제품 분류 및 주요 물 소비량 (표 13).

표 13 비금속 광물 제품의 물 소비량 예

(1 1) 금속 제련 및 압연 산업 분류 및 주요 물 소비량 (표 14).

표 14 금속 제련 및 압연 제품의 물 소비량 예

(12) 기계 장비 제조 분류 및 주요 물 소비량 (표 15).

표 15 기계 장비 제조 제품의 물 소비량 예

2. 채취업

채취업의 물 소비량 예는 표 16 에 나와 있다.

표 16 광업용 물 소비량 예

3. 에너지 공급 산업

에너지 공급업계의 물 소비량 예는 표 17 에 나와 있습니다.

표 17 에너지 공급업계의 물 소비량 예

토목 공학 건설 산업

토목 공학 및 건설업계의 물 소비량 예는 표 18 에 나와 있습니다.

표 18 토목 공학 및 건설 산업의 물 소비량 예

(d) 제 3 산업에서 수자원의 이용

1. 생활서비스업

생활서비스업용수의 예는 표 19 에 나와 있다.

표 19 국내 서비스업 물 소비량 예

2. 공공 서비스 산업

공공 서비스 산업의 물 소비량 예는 표 20 에 나와 있습니다.

표 20 공공 서비스 산업의 물 사용 사례

3. 유통 서비스

유통 서비스업의 물 소비량 예는 표 2 1 에 나와 있습니다.

표 2 1 유통 서비스 물 소비 예

셋. 인간의 삶과 생산에서 물의 순환 과정

지구의 물순환은 증발, 대기 수분 수송, 지표수와 지하수 순환, 다양한 형태의 물 저장 등 여러 단계의 자연 과정이다. 강수, 증발, 유출은 물순환에서 가장 중요한 세 부분으로, 일련의 생물순환을 포함한다. 물은 각종 순환에서 생명을 낳는다. 인간은 높은 지혜의 생물로서 물을 더 많은 음식과 가축으로 바꾸어 먹고, 목화와 가죽은 뚜껑, 금속과 석두 등을 준다.

(a) 인간 생활에서 물의 순환 과정

물은 음료, 음식, 대사의 세 가지 경로를 통해 인체에 들어와 인체에 이용되고 신장에서 소변으로 배출되며 대장은 배설물로 배출되고 피부는 증발로 배출되며 폐는 호흡으로 배출되어 섭취와 배출의 균형을 유지하고 생물학적 기능의 정상적인 작동을 유지합니다. 성인의 하루 수준 측정은 표 22 에 나와 있다. 피부의 증발과 폐가 내뿜는 수분이 공기로 들어가고, 소변과 배설물의 수분은 처리해야 할 생활 하수의 일부를 구성한다. 인간 생활에서 맑은 물을 혼탁하게 하는 또 다른 과정의 수출단은 주방의 남은 쓰레기와 하수를 씻는 것이다.

표 22 성인 일일 수준 측정

거름은 비료 공급원과 토양 조절제로 농업에 쓰이며 남송 이전까지 거슬러 올라갈 수 있다. 적어도 1980 년대 초에는 중국의 도시와 농촌 사이에 좋은 물질 유통 관계가 유지되었다. 하지만 1980 년대 이후 도시 배설물의 농업 이용이 점점 막히면서 고액 분리, 고체 매립, 액체 입력 오수 처리장 등을 통해 실제 폐기물로 처리되었다 (그림 3).

그림 3 인간의 삶에서 물의 순환 과정

(b) 인간 생산에서의 물 순환 과정

1. 농업 생산의 물 순환 과정

재배업에서 물의 순환 과정은 그림 4 에 나와 있다. 수산양식 중수의 순환 과정은 그림 5 의 공업 생산과 비슷하다.

그림 4 재배업 물순환 과정

2. 산업 생산에서 물의 순환 과정

공업에서 물을 생산하는 순환 과정은 그림 5 에 나와 있다.

그림 5 산업 생산에서 물의 순환 과정

3. 서비스 물 순환 과정

서비스업에서 물의 순환 과정은 그림 6 에 나와 있다.

그림 6 서비스 산업의 물 순환 과정

넷. 생태 도시의 수자원 관리

인간 중심의 순환에서 물은 다양한 물질 성분을 형성하는 데 사용되며, 대부분 오수와 폐수의 형태로 자연으로 돌아간다. 생태도시의 수자원 관리는 효과적인 진입점을 찾아 생태도시 수자원 이용의 지속 가능성을 점진적으로 높이기 위해 노력할 것이다.

물의 자연감량은 하수가 육지와 수역에 들어간 후 인위적인 간섭 없이 물 속의 유해 물질이 식물, 동물, 미생물 등 자연 생분해에 의해 제거되는 과정을 말한다. 그림 7 에서 볼 수 있듯이 시간 T2 내에 누적된 오수 M2 가 자연적으로 감소하는 데 필요한 시간 I2 를 물의 자연 처리 순환이라고 합니다. 물의 자연 처리 주기는 하수, 폐수의 축적 시간 및 수량에 비례합니다 (예: T2 = m·t)

그림 7 물 자연 처리 사이클 및 인공 처리 사이클

인공감수란 인공개입을 통해 물리적 화학 생물 등을 이용해 하수에 포함된 오염물을 분리하거나 무해물질로 변환하여 하수를 정화하는 과정을 말한다. 그림 7 에서 볼 수 있듯이 t 1 시간 동안 누적 오수 M 1 에 필요한 시간 I 1 물이라는 수동 처리 주기를 수동으로 줄입니다. 물의 인공 처리 주기는 하수의 축적량과 시간뿐만 아니라 인간 하수 처리 기술의 발전 (K 로 표시) 과도 관련이 있다.

일반적으로 T 1 < T2, 인공 복원 주기가 자연 복원 주기보다 짧아지는 것도 도시 오수 및 폐수 처리 효율을 높이기 위한 것이다. 오수 및 폐수의 수동 처리에는 그림 8 과 같이 에너지와 자금의 흐름이 수반되는 경우가 많습니다.

그림 8 도시 하수 및 폐수 처리 사이클

폐수 형성 과정에서 임계치 t0, 즉 폐수 누적량이 T0 인 M0 이 있습니다. T0 시 하수의 오염물은 물리적 축적의 형태로 증가하며, 그 함량은 다른 종에 해를 끼치지 않는다. T0 이 넘으면 각 오염 물질마다 다양한 생화학 반응이 발생하며, 그 함량이나 반응 후의 물질은 다른 종을 심각하게 위협할 수 있다. 우리는 T0 이내의 하수 처리 주기를 무해화 처리 주기라고 하고, T0 이외의 하수 처리 주기를 유해화 처리 주기라고 부른다. T0 은 시간, 누적, 온도, 조명 및 산소 함량과 관련된 요소입니다 (그림 9 및 그림 10).

그림 9 무해한 순환과 유해순환

그림 10 생태도시 수자원에 대한 생각

물은 생명의 원천이며, 인류 문명의 진화에 관한 각종 정보를 기록하고 있다. 예로부터 인간과 각종 종은 대대로 번갈아 가며 물만 영원하고 순환이 끊이지 않았다. 인류의 약탈이 심해지면서 물은 가뭄, 홍수, 유기로 인류를 처벌하는 위험한 신호를 기록했다.

동사 (verb 의 약어) 결론

생태도시 수자원의 관리 목표는 가능한 한 도시 내 단거리 수자원 공급을 실현하는 것이다. 무해한 기간 동안 자연감량과 인공감량을 통해 오수 및 폐수 감소를 실현하고, 오수 및 폐수 처리로 인한 에너지 흐름과 자금 흐름을 최소화해야 한다. 수원에서 처리까지 수자원의 지속 가능한 과정을 실현하다.

오수와 맑은 물의 차이는 물 분자가 생성하는 다른 분자의 물리 화학적 성질의 차이이다. 물의 분자 구조가 서로 다른 정보 작용에 의해 형성되는 형태는 물 건강의 상징이어야 한다. 이 물의 건강 정도는 어느 정도 인간의 생활 상태에 영향을 미치거나 인간의 건강을 결정한다.

참고

[1] 왕서휘, 말,, 여춘. 북경의 7 종의 원림식물과 그 전형적인 녹수 구성. 임업 과학, 2008,44 44( 10/0)

[2] 임 정 편집장. 인류 생태학. 베이징: 중국 환경과학출판사 .2004