1.引言
深圳年均可开采水资源量仅为1.92亿立方米，人均占有量极低，其实在制约着进一步发展。而随着深圳市人口、经济的快速发展，用水量不断增长，废水、污水排放量也随之增加。雨水往往会直接排掉，除了地表水域承载力的问题，还有雨水无法直接利用的因素，因为工业污染的存在。雨水、废水、污水等的二次利用能否对水资源困境的解决有所贡献。目前已经存在一些废污水二次利用技术。本文集中分析雨水和废水回收再利用的可能性，以中学校园用水为例进行建模分析，分析雨水和废水二次利用能否对学校用水产生影响。
2．研究现状
张斌等使用系统动力学工具，研究深圳市的水资源承载力，发现承载力小于1，无法满足深圳市发展需求，通过提高污水处理水平等一系列措施，到2030年能缓解这一问题。张悦等研究龙岗河的水资源调度方案，在非汛期，需要由污水处理后进行大量补给以满足需水量。李天宏等以系统动力学为工具，研究龙华新区水资源供需问题，发现提高非常规水资源（雨水、污水）的利用率，是解决新区内用水紧张的重要方式之一。
再生水（雨水、污水、废水处理后）二次利用需要技术研究和给水规划研究。丁海燕介绍了泰州的污水处理厂运行案例，该项目稳定出水一年多，水质达到城市杂用水水质标准。陈梓豪等介绍了国外再生水饮用级别处理的工艺技术和案例。何怡在预测南山区用水需求量基础上，设计了南山区给水设施改造规划方案以保证供水水质。陈莹等针对再生水利用问题，全方位剖析规划实施中的难点和制约因素，并提出了将再生水融入供水系统的建议。林艳君以高校为例，使用系统动力学模型研究不同情景中，中水回用情况预测，仿真结果显示，宿舍楼设施改进对学校中水供需水量没有影响，对自来水用水量有影响。再生水的利用，不仅仅是技术问题。胡延涛以西安市为例的调查发现，道德认同和环保自我担当会直接影响受访者再生水的回用行为意愿，道德认同也可以环保自我担当为中介间接影响受访者的行为意愿。
3.研究过程
3.1 模型构建
本文中，高中学校主要包括行政办公楼、教学楼、学生宿舍楼、食堂等建筑，共同组成了系统模型结构。再生水水源由学生宿舍和浴室用水，收集的雨水组成。冲厕用水和食堂用水的水质均较为复杂，处理困难，在本研究中不作为再生水水源。水处理工艺方式参照文献8中的数据。
此处仅呈现部分因果回路图。从图1可以看出，再生水的使用，可以节约学校的总供水量，达到节约水资源的目标。从图2可以看出，再生水使用量增加可以减少自来水的需求量，因为可以尽可能利用现有水资源。
图1 因果回路1
图2 因果回路2
因果关系图无法表示不同性质变量之间的差异，在其基础上对系统进行更深入地分析，尝试构建能够进行仿真分析的系统流图。图3展示了构建的系统流程图。
图3 高中学校再生水使用系统动力学流程图
3.2 仿真结果
本文目的是分析高中学校利用再生水来实现水资源优化利用的可能性。为减少干扰因素，建模过程中仅将与用水有关联的重要变量加入到系统模型中。本文模型中的参数值选取过往文献中经过验证的数据，基本数据和参数值基本符合事实依据。模型中的变量、公式、常数等均通过了系统动力学软件测试要求，变量和常量单位符合检测要求。由于数据来源的限制，本文在仿真时部分数据来源于文献资料，仿真结果如下所示。
图4 2021-2041年中学再生水使用量预测图
从图4曲线图看出，以学生洗漱用水和雨水为水源，学习再生水使用量呈现逐年增加的趋势。
图5 增加雨水收集装置效果
从图5可以看出，在大规模增加雨水收集装置后，学校自来水用水量显著降低（蓝色），而且增速有所放缓。即可实现节约用水的目的。
图6 改变水资源制约系数
从图6可以看出，如果水资源制约进一步增加，从0.1（红色）增加到0.3（蓝色），再生水使用量显著增加，且增速逐年上升。
图7 改变再生水接受程度因子
从图7中可以看出，随着用户对于再生水接受程度的提高，再生水使用量显著增加且增速逐年上升（蓝色）。进而可以减少自来水的使用量，如下图8所示。
图8 改变再生水接受程度因子效果
4.结论及展望
本文以深圳市某高中学校为例，构建了学校用水情况系统动力学模型，探究再生水二次利用对水资源状况的影响。从模型结果来看，水资源供需问题影响因素众多，关系复杂，系统动力学模型是非常有效的研究工具。
从模型仿真结果，客观因素如水价上涨，主观因素如再生水接受程度因子提高，会导致再生水需水量和使用量显著上升，而且增长速度也会呈现上升趋势。再生水的经济规模效益也会显露出来。多重作用下，会减少学校自来水的用水量，达到节约水资源的目的。因而，从仿真结果来看，学校应该尽快实施再生水的回收利用。
未来可能会在下述方面进行更深入的探索：
1.探索更多再生水处理工艺方式，分析不同方式成本效应差异和处理效果差异。目前研究中只将处理后的再生水用于厕所冲刷，后续可以考虑其他使用方式，当然是在选择合适处理方式以保证水质的前提下。
2.通过提高用户对再生水的接受程度，可以帮助增加再生水使用量，进而节约自来水资源。后续可以考虑对学校或者其他用户展开调研，分析是哪些因素会影响用户对再生水的接受程度，然后针对性引导用户提高在再生水接受程度。达成引导用户加入到节约水资源的行列中来。
