水循环的作用范文

导语：如何才能写好一篇水循环的作用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键字：中水杀菌 氨氮致垢因素

中图分类号：S482.2文献标识码： A

Abstract :reclaimed water contains more organic matter, nitrogen, phosphorus, alkalinity and chloride, sulfate, etc., so when used as make-up water of circulating cooling water for the operation of power plant,more problems will be produced.If organic matter, nitrogen and phosphorus nutrients that are needed by bacteria and algae are not controled strictly,more problems will be created because ofbacteria breeding and algae blooms,such as generating biological slime, dirt, accelerating the corrosion of circulating water pipes and condenser, and reducing the heat transfer efficiency of heat exchanger, etc. because calcium, magnesium, chloride, sulfate and basicity can cause system scaling, corrosion and other damage,so we should strengthen the control of the reclaimed water treatment and water index.

Key words: reclaimed water, sterilization, ammonia nitrogen, scale inhibition

概述

大唐七台河发电有限责任公司自2000年投产以来一直使用七台河桃山水库水作为电厂循环冷却水，但是2012年出现了历史性水资源危机，从2012年7月份开始采用七台河市污水处理厂处理后的城市中水作为机组循环冷却水，从初期掺兑部分桃山水库水，到后期全部使用城市中水作为机组循环冷却水，完全满足了电厂生产需求。

以下是2012年7月水库水、城市中水及循环冷却水水质分析对比表：

从表中可以看出，城市污水经过处理后的城市中水，基本能达到电厂循环冷却水所需水质标准要求；再经过我厂的处理，则完全达到了电厂循环冷却水所需水质标准要求。

二、城市中水作为循环水存在的问题及对策

中水与水库水相比，中水中含有更多的有机物、氮、磷、碱度及氯化物、硫酸盐等，所以在用作电厂循环冷却水补充水时，会对循环冷却水系统的运行产生更多的问题。其中有机物、氮和磷都是细菌、藻类所需要的营养物质，如不加以严格控制就会因细菌、藻类的大量繁殖、增生而产生更大的问题，如生成生物黏泥、污垢，加速循环水管道、凝汽器的腐蚀，降低换热器传热效率等。而钙、镁、氯化物、硫酸盐和碱度等又会造成系统结垢、腐蚀等危害。因此，应加强对城市中水的处理和出水指标的控制。

1、营养物质及细菌微生物

城市污水含有较高的有机物、氮和磷等菌藻所需的营养物，而冷却水的温度长期保持在25℃以上，在供氧充足的条件下，非常有利于冷却水系统中微生物的滋生。若不加以控制，势必会造成菌藻繁殖、生物粘泥和污垢增加，引起设备腐蚀和系统堵塞等问题，降低换热器的传热效率。对此，一方面在凝汽器系统上加强胶球的机械清除效果，以防止细菌粘泥的沉积。另一方面应对所投加的杀菌剂加以控制，而杀菌剂的合理选择以及杀菌工艺的确定，都将直接影响到经济运行成本。

目前，在循环冷却水中常用氯气作为杀菌剂，但城市污水回用冷却水的实践证明二氧化氯杀菌效果较氯气杀菌效果要好，因为氯是氧化性杀菌剂，会与还原性的氨发生化学反应，降低了氯的杀菌效果，并且回用水中氨氮浓度波动很大，难以确定氯气的加药量。而二氧化氯杀生能力是氯的20-25倍，具有用量少、效率高、速度快、药效持续时间长、使用的PH范围广等优点，有实验显示2mg／L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100％的微生物。最重要的一点，二氧化氯不与水中氨、有机胺类和酚类反应，消除了氨氮浓度变化对杀菌剂加入量的影响。二氧化氯由于不受回用水中氨浓度的影响，能有效地杀死回用水中的微生物，成为污水回用首选杀菌剂。

使用氧化型杀菌剂需要通过实验来控制剂量。因为，城市中水中碱度和硬度都比较大，容易结垢，为了降低成本，减少排污，需要通过加入阻垢剂来提高循环水的浓缩倍率。氧化型杀菌剂对阻垢剂都有氧化作用，影响阻垢剂的效果。这就需要：一、控制使用剂量，作好杀菌和减少阻垢剂氧化的平衡。

二、在选择阻垢剂配方时，尽量考虑使用耐氧化的药剂。

2、氨氮

城市污水中氨氮的质量浓度一般为10mg／L，90％以上以氨的形式存在，这大大超过了冷却水的回用标准(氨氮≤5mg／L)。 中水富含的氨氮，会对循环冷却水系统产生多方面的影响。

首先，城市污水中的氨在潮湿空气或含氧水中，对铜合金有严重的腐蚀作用，引起铜和铜合金应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜的铜离子和亚铜离子络合，形成的铜氨络离子具有良好的稳定性和可溶解性，使得铜表面的镀膜很快被破坏，从而引起铜合金腐蚀。

其次，氨氮与次氯酸反应，降低氯的杀菌效果，同时增加的氯离子会引起不锈钢晶间腐蚀，降低循环水PH值，加速磷系缓蚀阻垢剂的水解，消耗其有效浓度，增加正磷酸盐浓度，加速磷酸钙垢的生成。而氨是还原剂，会产生氧化还原反应，生成氨氮化合物，尽管这些化合物也具有杀菌作用，但其杀菌速度较慢，而且这些化合物在冷却塔的吹脱作用下将会逸出，没有起到有效的杀菌效果。

第三，氨氮还是微生物的营养物质，在冷却系统内会滋生大量的微生物，使循环水系统产生生物粘泥、结垢增多，造成杀菌剂量的加大。

因此，城市污水处理用中控制氨氮的浓度尤其重要。

生产实践发现，氨氮在循环冷却水中不会发生积累，甚至会消失，对系统的影响并不是十分严重。其原因是由于氨在冷却塔内发生了硝化反应，被解吸和降解，不会在循环水中积累，而氮硝化产生的硝酸，还能缓解磷酸钙垢的沉积。

3、致垢因素

城市中水的碱度较高，比天然水含有更多的钙、镁和硫酸盐，更易发生结垢，降低换热器的换热效率。为了防止结垢，就需要较大的排污量，增加了水量损失和杀菌剂、阻垢剂等化学药品损失，提高了生产成本。为了合理利用资源，降低生产成本。一方面在中水处理方面需要采用完善的技术，提高中水水质。另一方面，在中水使用过程中，合理选用化学药剂。现在优质的阻垢剂可以保证循环水在硬度+碱度在≤1200mg／L甚至1500mg／L范围内运行，充分利用水资源。

三、城市中水作为循环水的实践

为了解决城市中水作为循环冷却水普遍存在的问题，我厂采用加氯处理和投加专用阻垢剂将城市中水处理成适合电厂使用的循环冷却水。加氯处理是安装二氧化氯发生器成套设备，通过电解食盐水，生产出以二氧化氯为主，伴有臭氧、氯气、过氧化氢等多种强氧化剂同时起到杀菌效果的水溶液，定期投加入循环冷却水中，同时起到杀灭细菌、有机物，分解氮类和调节PH值的作用，将循环冷却水水质控制在PH值8.5-9.0、有机物小于60 mg/L；阻垢剂处理采用化学药品A、B、C按照3:1:1比例自行配制的阻垢剂，连续投加入循环冷却水中，将循环冷却水水质控制总磷在2.0mg/L以上，浓缩倍率4.0左右。次氯酸钠和阻垢剂加药量通过循环冷却水化验数据进行动态调整。城市中水经过我们处理后，完全可以替代天然清水用作电厂循环冷却水。

循环水检测报告单

检测日期：2013年4月23日

我们近一年的生产实践表明，用城市中水用作电厂循环冷却水，完全可以达到相同的冷却、防腐、阻垢效果。

以下是我厂3月份#1机组和5月份#3机组检修时，检查凝汽器水侧时的图片及检查结果：

图片一： 2013年3月26日 #1机组凝汽器水侧检查图片

#1机凝汽器水侧检查结果如下：

（1）A、B水侧钢管光滑，无垢，A、B侧隔板呈灰白色光滑，无淤泥沉积。

（2）A 侧出口管间金属板表面稍有浮锈，B侧出口管壁光滑，内壁光亮。

（3）A、B侧水室有少量杂物，侧壁无淤积物，呈黑色，有少量腐蚀。

图片二： 2013年5月7日 #3机组凝汽器水侧检查图片

#3机凝汽器水侧检查结果如下：

（1）A、B水侧钢管光滑，无垢，A侧隔板呈灰白色光滑，无沉积。

（2）A、B侧出口管壁光滑，内壁光亮。

（3）A、B侧水室有少量杂物，侧壁无淤积物，呈黑色，无腐蚀。

与天然清水相比，用城市中水用作电厂循环冷却水，需要增加相应的水处理设备、投加杀菌剂和阻垢剂，处理起来更加复杂、监督、调整工作量更大、生产成本更高。但是，用城市中水用作电厂循环冷却水，可以不仅节约天然清水的用量、还可以减轻城市废水直接排放对环境的污染，具有较大的社会效益和环境效益。这也是我们大唐、七电公司必须承担的社会责任。

我们用城市中水用作电厂循环冷却水是使用时间还很短暂，对城市中水的处理的比较简单、还不够完善，今后还可以采用机械过滤、活性炭吸附、膜处理和反渗透等单独或者联合处理的方式来提高循环水水质，从而提高浓缩倍率，提供循环水的利用率，降低系统水耗。

作者简介

篇2

一、“地球所处的宇宙环境、地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星”

课标要求：1．运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。

2．　描述地球所处的宇宙环境。

主要考点：地球在太阳系的位置、地球的普通性与特殊性。

命题例析：这一考点的命题，主要考查地球在太阳系中所处的位置、地球上为什么适宜于生命生存和繁衍。

【例1】地球是人类的家园，是太阳系中一颗普通而又特殊的行星。回答1～3题

1．　地球的普通性主要表现在

A．　从运动特征看，地球与水星、金星、火星很相似，自转周期较短

B．　从结构特征看，地球属类地行星，体积质量适中，比巨行星小，比远日行星大

C．　从运动特征看，地球与其他七大行星十分相似

D．　从结构特征看，日地距离适中，公转周期适中

2．　地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星，其特殊性主要表现在

A．　适合生物生存和繁衍

B．　绕日公转与自转的方向都是自西向东

C．　表面存在大气层

D．　位置适中，体积和质量适中

3．　想了解M星球上是否有生物存在，你认为必须了解下列信息中的哪些信息？

①M星球上是否有火山活动　②M星球上是否有水　③M星球上是否有适合生物呼吸的大气　④M星球上的温度是否适宜　⑤M星球是否围绕太阳公转

A．②③④　B．①②③④⑤ C．①②③ D．②③④⑤

解析：地球的普通性在于其所处的位置和特征与其他行星相似，特殊性在于其有高级智慧生命存在。地球上存在生命的条件可以分为内部条件和外部条件，内部条件主要包括适宜的温度、厚厚的大气、充足的水源等，外部条件主要包括稳定的太阳辐射和安全的运行轨道等。

答案：1．C　2．A　3．A

二、“地球的圈层结构及各圈层的主要特点”

课标要求：说出地球的圈层结构，概括各圈层的主要特点。

考点一　地球内部圈层的结构及特征。

命题例析：这一考点的命题，以基础为主，考查地球内部圈层构造，突出生产、生活特别是利用地震波的原理探索地球内部物质分异、勘探石油等。

【例2】地震会给人类带来巨大灾害，但人类也可以利用地震技术探索地球内部物质分异、勘探石油。读图1，回答下列问题。

（1）根据地震波的传播状况可以划分地球内部圈层构造。在地球内部圈层构造示意图中的方框内，填写地球内部各圈层和分界面的名称。

（2）最近，我国在渤海发现储量逾10亿吨的大油田。该油田储量的探明是采用三维地震勘探技术的结果。地震波分为纵波与横波，根据地震波传播原理，在通过含油层时，传播速度发生明显变化的主要是＿＿＿＿＿＿＿＿＿波。

解析：　第（1）题，地球内部圈层和分界面名称属基础知识，此题较为简单。第（2）题，地震波分为纵波和横波，纵波能穿过固、液、气各态物质，而横波只能穿过固态物质。

答案：（1）（见图2） （2） 横

考点二　地球外部圈层的结构及特征

命题例析：这一考点的命题，突出地理的综合性，考查大气圈、水圈、生物圈等圈层之间相互联系、相互制约以及与人类生存和发展的关系。

【例3】读秀丽的黄果树景观图，回答1～3题。

1．　图示景观体现出的地球圈层的个数是

A．　2个 B．　3个 C．　4个 D　．5个

2．　在景观图中，代表自然地理系统中最活跃的圈层的要素是

A．　瀑布 B．　岩石 C．　树木花草 D．　大气

3．　该景观的形成过程，充分说明了

A．　图中各圈层都是连续而不规则的，且都相互联系

B．　图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化

C．　图中的各圈层是独立发展变化的

D．　图中各圈层的内部物质运动的能量都来自太阳辐射能

解析：景观图中涉及的圈层有水圈、生物圈、岩石圈、大气圈；生物圈是最活跃的圈层；该瀑布的形成说明地球的圈层之间是相互联系，相互影响的，它们之间不断进行着物质迁移与能量的转化。其所需能量主要来自三个方面：地球内能、重力能、太阳辐射能。

答案：1．　C 2．　C　3．　B

三、“水循环的过程和主要环节、水循环的意义。”

课标要求：1．运用示意图，说出水循环的过程和主要环节。

2．　说明水循环的地理意义

考点 水循环的过程和主要环节、水循环的地理意义

命题例析：这一考点的命题，主要考查水循环对气候、环境、人类生产生活的影响。

【例4】图4为“水循环示意图”。读图回答下列问题。

（1）图中丁－甲－丙－丁过程属于 循环。水循环的主要地理意义是 。

（2）水循环对乙图所示地区直接提供的资源主要有 和 资源。丙图中三角洲形成的主要外力作用是 。

（3）目前，人类直接利用的淡水资源主要来源于水循环的（填字母） 环节。人类可以通过 、 措施来改善水资源的时空分布，以更好地满足人们对水资源的需求。

（4）在全环水循环中，陆地水主要通过 、 方式进入到大气层中。

解析：水循环是指自然界的水在地球表层通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、地表径流和地下径流等环节连续运动的过程。水循环包括：海上内循环、陆上内循环和海陆间循环。水循环的意义：促进地球上各种水体的更新，维持了全球水的动态平衡；对全球的热量传输起着重要的调节作用；由于在水循环的过程中，不断进行势能和动能的转换，由此产生了流水侵蚀、沉积等作用，塑造了地表的形态；人类可以通过修建水库、跨流域调水等措施来改善水资源的时空分布，以更好地满足人们对水资源的需求。

答案：（1）海陆间 维护全球水量平衡、使陆地淡水资源不断更新，促使地球各圈层及陆地海洋之间物质和能量的迁移。

（2）水 水能 流水沉积作用

（3）c 修建水库 跨流域调水（4）蒸发、植物蒸腾作用

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近年来，随着素质教育的不断落实和实施，导学案作为一种特殊的教学模式，在高中地理规律教学中的应用相当广泛，不仅可促进学生对地理规律的自主学习与合作探究，还能够有效改善地理课堂教学“教”和“学”的关系，突出教师的主导性与学生的主体性。本文针对导学案在高中地理规律教学中的应用作浅析，同时列举出部分具体的应用途径。

【关键词】

导学案；高中地理规律教学；应用途径

导学案指的是：教师以教学大纲和课程标准为指导，根据具体教学内容和学生实际情况，由教师设计引导学生自主学习的预案，不仅具有良好的引导作用，还能够培养学生的自主学习能力与合作探究能力。为此，高中地理教师在规律教学中可积极应用导学案，为学生学习指明方向和路径，通过导学案实现导读、导问、导思和导练的目的，优化整个学习流程。

一、教师自身努力提升导学案设计水平

在高中地理规律教学中，教师始终处于主导地位是导学案的设计者和制作者，导学案的设计质量直接关系到整体教学效果，要想充分发挥导学案的优势首先应努力提升自身的设计水平。所以，高中地理教师在设计导学案时，应以规律教学的具体内容着手，突出导学案的针对性和可操作性，能够真正帮助学生更好的学习、掌握和运用地理规律，同时，教师应不断学习优秀导学案的设计理念与方法，实现导学案与学生需求的有机整合。举个例子，在“自然界的水循环”规律教学中，教师在设计导学案时应先分析授课对象是高一学生，他们正处于一个由感性向理性转化、充满叛逆、矛盾和成长空间的年龄阶段，且拥有一定的地理知识基础和储备，能够理解水在自然界中的各种存在形式。当教师了解教学对象的实际情况之后，结合教材内容设计导学案：绘制自然界水循环的示意图展示水循环的主要过程，目的是要求学生通过读图绘图归纳出水循环的主要过程；水循环的主要环节，目的是使其掌握水循环的每一个环节，各环节在水循环中的重要作用，思考人类对各个环节的影响会如何影响水循环。以此实现对自然界水循环规律的导学。

二、实现导学案与课堂笔记的有机结合

导学案的目的是为课堂教学提供优质服务，课堂笔记能够促进学生对教材内容的吸收和理解，让他们的学习思路和教师的教学思路保持一致，避免出现精神不集中的现象。而且课堂笔记作为学生对课堂学习内容的加工和思考，记忆效果同导学案相比更加深刻。由于高中地理规律教学难度相对较大，教师可组织学生讲导学案与课堂笔记有机结合，通过对学习资源的优化整合和综合应用，既能够提高学习效率又可推动教学改革的发展。在这里，仍然以“自然界的水循环”规律教学为例，学生通过对导学案的认真研读，能够利用示意图初步说出水循环的类型、形成过程和主要环节，以及水循环的地理意义。接着，在课堂上教师让学生思考：地球上的水体有哪几种存在形态？陆地上的水体有哪些？陆地上的各种水体之间有哪些相互补给关系？河流的补给方式有哪些？可能涉及哪几种水体？等。在讨论过程中要求他们做好课堂笔记，总结出水体的形态有气态、液态和固态；陆地上的水体分为河流水、湖泊水、冰川水和地下水等，了解水体补给方式，知道水循环的类型有陆地内循环、海上内循环、海陆间循环，从而掌握自然界水循环的规律。

三、督促学生利用导学案进行课前预习

教师设计导学案的主要目的是引导学生学习，在预习环节起着不可替代的的作用，不仅可事先熟悉新知识内容，还能够了解学习重点和难点，以此实现高效学习。在高中地理规律教学中，教师应当督促学生利用导学案进行有效的课前预习，对即将学习的新规律、新知识提前熟知。在具体的教学实践中，教师可利用课堂前十分钟左右的时间，让学生针对导学案中的内容进行自由讨论，并提出问题和疑惑，为教学教学明确重点和方向。比如，在进行“全球气候变化”规律教学时，在导学案中教师可要求学生根据教材中的图表，初步归纳出不同时间尺度全球气候变化的规律；阅读图表资料了解近百年来全球气候变暖的趋势；根据资料说明全球气候变化对人类活动的影响；并标出本节课的教学重点和难点是全球气候变化的原因、影响及对策，探究全球气候的变化规律。在预习环节，教师需要求学生着重阅读和研究导学案内容，初步了解气候变化的主要表现；按时间尺度不同可以划分为哪几种类型，具体概念是什么；近百年来全球气候变化的显著特点是气温升高等。课前预习通过学导结合，能够充分激发学生的学习热情，并改善预习效果。

四、总结

在高中地理规律教学中教师要善于利用导学案的优势，让学生通过对导学案的研读初步了解地理规律，为课堂学习做好准备工作。所以，高中地理教师需不断提升自身的导学案设计水平，应用导学案有效展开规律教学。

作者：闫弯弯 单位：临县高级职业中学

参考文献：

[1]吴雪.导学案教学模式在高中区域地理教学中的应用研究[D].辽宁师范大学,2014.

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关键词：变化环境；地下水资源；地下水环境；综述；进展

中图分类号：P343.6；P334.92 文献标志码：A 文章编号：16721683（2014）06001804

地下水是水循环重要组成部分，地下水的蒸发、补给、排泄、越流、横向流动等使得地下水资源不断得到更新。降水落到地面，一部分形成地表径流，通过地表水体入海或再次回归到大气中；另一部分通过包气带渗入地下，形成地下水径流，又通过蒸发、地下水开发、补给地表水等形式离开地下。

自19世纪以来，工业化排出大量“温室气体”使全球地表平均温度升高，降水、蒸发等气候要素也发生变化，进而影响地下水污染物运移的动力条件。同时，人类活动（包括土地利用方式的改变、大量取用地表水和地下水等）也在强烈地改变流域水循环的各个环节。可见变化环境下流域水循环演变是全球气候变化和强烈人类活动共同作用的结果，具有“自然人工”二元驱动力的模式，是一种“二元”水循环过程[1]。变化的环境直接或间接作用于地下水循环机制，不但影响地下水资源情势，而且改变污染物作用于水体的机制，使得水环境情势发生变化。鉴于地下水的重要性，分析人类活动和气候变化对地下水资源和水环境的影响，是未来制定地下水资源和水环境政策的重要依据，对于应对未来水危机有着重要的意义。

1 变化环境的内涵

过去20多年来，对由自然和人为因素引起的地球系统功能的全球尺度变化研究不断深化。水循环和生物地球化学循环等的变化是全球变化的一部分，同时水循环和生物地球化学循环也受到来自大尺度的地球环境的影响。一般来说，变化环境下驱动水循环演变的因子可以分为自然环境影响和人类活动两大类[2]；自然环境影响因子主要包括：气候变化[1]，太阳黑子活动[3]，自然变化[4]等；人类活动包括农业活动[5]、工业化和城市化[6]等导致的下垫面变化和覆被变化，以及水利工程和取用水[7]等导致的水循环变化。一般将气候变化和人类活动统称为变化环境[8]。水循环伴生过程是水循环的一系列伴随过程，如水生态和水环境过程等[9]。

2 相关研究进展

2.1 变化环境下水循环及伴生过程演变研究进展

在对水循环的研究中，水文模型是一个重要且有用的工具。随着水文相关研究的不断深入，水文模型得到不断发展，从降雨径流“黑箱”模型（以Sherman单位线法为代表[9]）发展到概念集总式“灰箱”模型（以美国Stanford模型[8]，日本TANK[10]模型），再发展到基于物理机制的分布式“白箱”模型（以SHE模型为代表[11]）。

基于物理机制和偏微分方程的分布式水文模型可以计算、模拟和分析具有时空变异性的各水循环要素，为变化环境下水循环演变分析和其伴生过程模拟及分析提供了强大平台支持[12]。例如，Ktie等[13]将区域气候模式与水文模型耦合用于研究河川径流对气候变化的响应；Tome等[14]将简单的降水―潜在蒸发关系与生态水文模型结合，辨别出气候变化和人类活动对河川径流的不同影响；Barnett等[15]将“指纹算法”与气候水文模型相结合，在美国中西部地区的水资源演变归因分析中进行应用，得出该地区水资源演变的60%为气候变化驱动；Scibek等[16]利用区域气候模式、分布式水文模型和地下水模型，分析了气候变化下的地下水和地表水相互作用；Huang[17]应用分布式生态水文动力学SWIM模型模拟了大尺度流域对土地利用变化的响应，而且在水循环模拟的基础上又模拟了地下水氮负荷和氮浓度，得出优化的农业土地利用和管理是减少氮负荷和改善流域水质的必要条件；Ocampo 等[18]在澳大利亚西部的Susannah Brook以农业活动为主的流域，在调查水文过程与生物地球化学过程关系的基础上，分析了坡度以及高地与河岸地区浅层地下水对氮循环的影响，并在此基础上建立了耦合水文过程与生物地球化学过程的“统一智能模型”。

2.2 变化环境对地下水循环的影响

费宇红[19]通过对京津以南的河北平原近50年来地下水循环进行研究，认为浅层地下水和深层地下水的严重超采改变了地下水流的方向，从自西向东的自然状态转变为向各地地下水位漏斗中心汇流的状态。张文华对石羊河流域地下水的动态影响因素进行了主成分回归分析，认为人类活动对地下水动态的影响在67%左右，气候变化对地下水动态影响在37%左右。张冠儒[20]采用动态建模与正交试验相结合的方法对宝鸡峡灌区的地下水位进行研究，认为灌溉量和蒸发量是影响地下水位动态的主要影响因素；韩业珍[21]在同一地区采用灰色关联度方法研究了地下水位动态变化，认为黄土台塬区和渭河阶地区地下水动态的影响因素从大到小依次为蒸发、降水、地表水灌溉、地下水开采。林岚[22]对松嫩盆地降雨入渗补给量变化进行了研究，定量评价了气候变化和土地利用变化情景下降雨入渗补给的变化。可见在变化环境下，地下水循环发生了严重的变化，人类活动和气候变化在一些地区对地下水循环有着巨大的影响，并且同一因素在不同地区的影响程度呈现不一致的特征。

2.3 变化环境对地下水环境的影响

韩冬梅[23]认为忻州盆地第四系地下水渗流场的改变使得含水层地球化学作用发生改变造成一系列的地下水资源、水环境问题。郎超[24]在喀斯特地区研究了“三水”运输化学特征，发现包括三氮在内的一些具有人类活动影响的特征的物质是主要污染物，提示了人类活动对喀斯特地区地下水环境的重要影响。叶玉玲[25]对胶州湾周边地区地下水文以及地球化学特征进行了分析，认为地下水向胶州湾输送的营养盐以硝态氮为主，氨氮和磷的量较小，并且这些营养盐主要来自农业面源活动。章光新[26]等运用统计和相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法研究了气候变化和高强度人类活动下的松嫩平原地下水化学特征与演变规律，认为风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合等过程是影响地下水水质化学特征的主要机制。可以看出，气候变化和人类生产生活已成为地下水环境改变的主要原因，并且由于农业活动中大量营养元素的施用，已对地下水环境造成严重的影响，对该领域的研究对于缓解地下水环境危机有着重要意义。

近年来，国外研究多以地下水流模型和地下水溶质运移模型模拟变化环境以及管理控制情景下的地下水环境变化。Zhang等[27]通过建立地下水流模型（MODFLOW）和地下水溶质运移模型（MT3DMS），模拟了6种土地利用情景下的英国Sherwood沙地的地下水氮污染浓度，据估算，到2025年，由于森林面积增大，总氮污染负荷减少了35%，并且在最严格氮污染损失的情景下，地下水总氮浓度达到50 mg/L（合10 N mg/L左右），已高于欧洲饮用水标准。Gunter等[28]通过建立MODFLOW和MT3DMS模型研究了河道与地下水系统的水动力变化情景下的含水层的氮污染情况。Miroslav等[29]利用MT3DMS模型模拟了捷克Elbe河床底泥对地下水的污染，预测未来10～20年内该地区地下水质没有大的风险。

3 不足及难点

目前，我国对地下水循环和水环境的研究大多处在调查、实验和相关性分析阶段，难以准确地揭示变化环境下地下水循环和水环境的演变机制，而模型模拟研究还在探索之中，在区域上多集中在灌区为主的小区域，大尺度的地下水水循环（地下水资源）演变研究较缺乏。

大流域（区域）地下水流模型在补给量的确定上存在一定的难度。在变化环境影响下，各种补给量发生了复杂变化，对补给的精细计算超过当前的计算能力和研究水平，因此影响了大尺度流域（区域）地下水流模拟的精度。由于地下水污染物运移模型是根据地下水流模型补给量和浓度来估算地下水污染物负荷。因此确定补给量的困难也影响着大尺度地下水污染物运移模型的精度。

另外，地下水污染负荷研究尚待完善，主要是土壤水运动以及土壤水营养盐运移机制复杂多变。应用包气带和饱和带污染物运移耦合模拟虽然有尝试，但开发较难，并且不适合大流域。实验估算法在点尺度上较精确，但大尺度流域影响因素众多，布置大量实验点不太现实。物料平衡法较为简单，但是由于源汇项多并且复杂多变，影响因素众多，不确定性相对较大。

4 发展趋势与展望

（1）基于水循环模拟的地下水资源与水环境研究。地下水资源和水环境是水循环系统及其伴生过程的一个重要部分。水循环模拟，特别是“二元”水循环及其伴生过程模拟，是基于物理机制的过程模拟，其对于综合模拟水资源系统和水环境系统有着强大的支撑作用。应用水循环模拟平台，模拟变化环境对水循环影响，进而分析地下水资源和水环境的情势，将是重要的研究趋势。

第二，关于作用机理的研究。在基于水循环模拟的研究中，由于系统的复杂性和参数的不确定性和参数处理的粗略性，部分模拟结果失真。但是参数问题是表象，机理研究不足才是本质。虽然含水层污染物运移机制研究已取得很大进展，但是只是集中在小尺度范围，而难以应用到流域（区域）尺度中。因此，在对变化环境下地下水资源和水环境演变过程中，要在作用机制和参数处理上特别是大尺度机制上进行深入的研究。

第三，地下水综合模拟框架的开发。研究变化环境下地下水资源和水环境演变涉及到水循环及其伴生过程模拟的各个方面，其模型应用中需要用到其他模型的模拟结果，涉及到系统间的数据和参数交换。因此需要构建地下水综合模拟框架，涉及到对水循环及其伴生过程的各系统的作用机制和耦合机制的研究，也涉及到不同尺度模拟之间的数据交换研究。

参考文献（References）：

[1] 贾仰文，高辉，牛存稳，等.气候变化对黄河源区径流过程的影响[J].水利学报，2008，39（1）：5258.（JIA Yangwen，GAO Hui，NIU Cunwen，et al.Impact of climate change on runoff processes in headwater area of the Yellow River [J].Journal of Hydroelectric Engineering，2008，39（1）：5258.（in Chinese））

[2] 王喜峰，李玮，牛存稳，等.寒区水循环与寒区水资源演变[J].南水北调与水利科技，2011，9（3）：8891.（WANG Xifeng，LI Wei，NIU Cunwen，et al.Review of researches in water circulation and water resources evolution in cold area [J].SouthtoNorth Water Diversion and Water Science & Technology，2011，9（3）：8891.（in Chinese））

[3] 黄胜.长江上游干流区径流变化规律及预测研究[D].成都：四川大学，2006.（Huang Sheng.Upper Yangtze River annual runoff analysis and its forecast [D].Chengdu：Sihuan University，2006.（in Chinese））

[4] 李，江志红，刘新春，等.阿克苏河径流变化与北大西洋涛动的关系[J].地理学报，2008，63（5）：491501.（LI Hongjun，JIANG Zhihong，LIU Xinchun，et al.The relationship between the North Atlantic Oscillation and runoff variation of Aksu River in Xinjiang，China [J].ACTA GEOGRAPHICA SINICA，2008，63（5）：491501.（in Chinese））

[5] Zheng Jie， Li Guangyong， Han Zhenzhong.Hydrological cycle simulation of an irrigation district based on a SWAT model [J].Mathematical and Computer Modelling，2010，51（11）：13121318.

[6] 史培军，袁艺，陈晋.深圳市土地利用变化对流域径流的影响[J].生态学报，2001，21（7）：10411050.（SHI PeiJun，YUAN Yi，CHEN Jin，The effect of land use on runoff in Shenzhen City of China [J].ACTA ECOLOGICA SINICA，2001，21（7）：10411050.（in Chinese））

[7] 仇亚琴，周祖昊，贾仰文，等.三川河流域水资源演变个例研究[J].水科学进展，2006，17（6）：865872.（QIU Yaqin，ZHOU Zuhao，JIA Yangwen，et al.A case study on the evolutionary law of water resources in Sanchuan river basin [J].ADVANCES IN WATER SCIENCE，2006，17（6）：865872.（in Chinese））

[8] Crawford，N H Linsley，R K.Digital simulation in hydrology：Stanford watershed model IV[R].Tech.Rep.No.39，Stanford University，1966.

[9] Sherman L K.Stream flow from rainfall by the unit graph method[J].Eng.NewsRec，1932（108）：501505.

[10] Sugawara.Tank model and its application to Bird Creek，Wollombi Brook，Bikin River，Kitsu River，Sanga River and Nam Mune [R].Research Note，National Research Center for Disaster Prevention，11：164.

[11] Abbott M B，Bathurst J C，Cunge J A，et al.An introduction to the European hydrological system Système hydrologique Européen，SHE；1.History and philosophy of a physically based distributed modeling system [J].Journal of Hydrology，87：4559.

[12] 王喜峰，周祖昊，贾仰文.水资源演变研究现状及进展[J].水电能源科学，2010，28（8）：2023.（WANG Xifeng，ZHOU Zuhao，JIA Yangwen.Water resources evolution research status and progress.Water Resources and Power，2010，28（8）：2023.（in Chinese））

[13] Kite G W，U Haberlandt.Atomospheric model data for macroscale hydrology [J].Journal of hydrology，1997，217：303313.

[14] Mark D Tomer，Keith E Schilling.A simple approach to distinguish landuse and climatechange effects on watershed hydrology[J].Journal of Hydrology，2009，376：2433.

[15] Tim P Bainett，David W Pierce，Hugo G Hindalgo，et al.Humaninduced changes in the hydrology of western united states [J].Science，2008，319：10801083.

[16] Jacek S，Allen D M.Groundwatersurface water interaction under scenarios of climate change using a highresolution transient groundwater model[J].Journal of Hydrology，2007，333：165181.

[17] HUANG Shaochun，Cornelia Hesse，Valentina Krysanova，et al.From Meso to Macroscale dynamic water quality modeling for the assessment of land use change scenarios [J].Ecological Modelling，2009，220：25432558.

[18] Ocampo C J，Sivapalan M，Oldham C E.Field exploration of coupled hydrological and biogeochemical catchment responses and a unifying perceptual model[J].Advances in Water Resources，2006，29（2）：161180.

[19] 费宇红.京津以南河北平原地下水演变与涵养研究[D].南京：河海大学，2006.（FEI Yuhong，Evolution and conservation of groundwater in Hebei Plain to the South of Beijing and Tianjin [D].Nanjing：Hohai University，2006.（in Chinese））

[20] 张冠儒，魏晓妹.基于变化环境的地下水动态敏感性分析方法研究[J].西北农林科技大学学报，2011.（ZHANG Guanru，WEI Xiaomei.Methods study on sensitivity analysis of groundwater dynamics based on the changing environment[J].Journal of Northwest A &F University（Nat .Sci.Ed.），2011，39（2）：223228.（in Chinese））

[21] 韩业珍.基于变化环境的灌区地下水动态时空变异规律研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2010.（HAN Yezhen.Study on spatial and temporal variability of groundwater regime under variation environment in irrigation area [D].Yanglin：Northwest A&F University，2010.（in Chinese））

[22] 林岚.环境变化条件下松嫩盆地降水入渗补给量变化研究[D].长春：吉林大学，2008.（LIN Lan，Study on changes of rainfall infiltration recharge under condition of variable environment in Songnei Basin [D].Changchun：Jilin University，2008.（in Chinese））

[23] 韩冬梅.忻州盆地第四系地下水流动系统分析与水化学场演化模拟[D].北京：中国地质大学，2007.（HAN Dongmei，Analysis of groundwater flow system and modeling of hydrogeochemical evolution in Xinzhou Basin，China [D].Beijing：China University of Geosciences，2007.（in Chinese））

[24] 郎超.喀斯特地下水文系统物质循环的地球化学特征[D].北京：中国科学院研究生院，2005.（Lang Yunchao，Geochemical characteristics of cycling of substances in Karstic ground water system：A case study from Guiyang and Zunyi Cities，China [D].Beijing：Graduate School of the Chinese Academy of Sciences，2005.（in Chinese））

[25] 叶玉玲.胶州湾周边地下水文地球化学特征及营养盐输送[D].青岛：中国海洋大学，2006.（YE Yuling，Groundwater hydrogeochemical characteristics and nutrients discharge into Jiaozhou Bay from Ambient Areas [D].Qingdao：Ocean University of China，2006.（in Chinese））

[26] 章光新，邓伟，何岩，等.中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律[J].水科学进展，2006，17（1）：2027.（ZHANG Guangxin， DENG Wei，HE Yan，et al.Hydrochemical characteristics and evolution laws of groundwater in Songnen Plain，Northeast China [J].ADVANCES IN WATER SCIENCE，2006，17（1）：2027.（in Chinese））

[27] Zhang H，Hiscock K M.Modelling the effect of forest cover in mitigating nitrate contamination of groundwater：A case study of the Sherwood Sandstone aquifer in the East Midlands，UK [J].Journal Hydrology，2011，399（3）：212225.

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(1)水循环的概念:自然界的水，在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中通过蒸发、输送、降水、径流等各个环节连续运动的过程，叫水循环。

(2)按水循环发生的空间领域可以分为海陆间循环、内陆循环和海上内循环三大类。

1)海陆间循环:是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转移运动。海陆间循环是最重要的水循环类型，它使陆地水得到补充，使水资源得以再生。

2)内陆循环:陆地与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转移运动。

3)海上内循环:海洋与海洋水之间通过一系列过程所进行的相互转移运动。

(3)水循环的意义。

1)将水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层联系起来，并在它们之间进行能量交换;

2)水在运动中夹带溶解物质和泥沙而使物质迁移;

3)使大气降水、地表水、地下水、土壤水之间相互转化，使水资源形成不断更新的统一系统。

2.水平衡原理。

某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。各区域的水平衡方程式:外流区域:P0 =E0 +R0 内流区域:P0 =E0 海洋:P0 =E0 -R0 全球:P0 =E0 (用P0 代表多年平均降水量、E0 代表蒸发量，R0 代表径流量)

3.海洋水。

(1)海水的盐度。

1)海水的盐度。1千克海水中所含溶解的盐类物质的总量叫海水的盐度。

2)海洋表层盐度分布的规律。从南北半球的副热带海区分别向两侧的高纬度和低纬度递减。世界大洋的平均盐度约为35‰;世界上盐度的海区在红海，盐度超过40‰，世界上盐度最低的海区在波罗的海，盐度不超过10‰。3)影响海洋表层盐度分布的因素。①气候。南北回归线附近降水少，蒸发量大于降水量，海洋表层盐度;赤道附近降水丰沛，降水量大于蒸发量，盐度稍低。②洋流。暖流的海水盐度较高，寒流的海水盐度较低;在同纬度地带，暖流经过的海区，盐度偏高，寒流经过的海区，盐度偏低。

(2)海水的温度。影响海水温度的因素和变化规律:

1)太阳辐射的影响，同一海区的水温随季节变化而变化;不同的海区水温随纬度的高低而有所不同。

2)受洋流的影响，暖流流经的海区较同纬度的海区水温偏高;寒流流经的海区较同纬度的海区水温偏低。

3)受深度的影响，同一海区水温因深度的改变而变化。一般1 000米以上变化幅度较大，1 000米以下水温变化很小。

(3)洋流。

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关键词：水资源规划给水排水

传统的或现行的城市给水排水专业规划的基本要求是：如何满足城市生产与生活用水的需求和保证排水快速安全；而城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念是：除保证城市生产与生活用水的需求和安全外，是将一个城市或一个区域的供水或污水废水都把它看成是一种资源，而对这种资源进行系统的规划，使之合理的进行处理与循环利用，达到本区域或本流域的水环境平衡，保持社会经济的可持续发展，构筑资源节约型，环境友好型城市。

1社会水循环与自然水循环的关系

社会水循环是自然水循环的一个附加组成部分，对自然水循环产生强烈的相互交流作用，不同程度地改变世界上水的循环运动。开发利用水资源是人类对水资源时空分布进行干预的直接方式，在人类大兴水利带来巨大生产效益和能源效益的同时，社会水循环对自然水循环带来的负面影响也日益显现出来。主要表现在以下几个方面：①水循环的途径被改变（时空变化），人工水库、人工运河、大坝、长距离跨流域引水等水利工程都大规模地截流水量，改变水循环的途径，使下游河段过水量减少，甚至干涸，导致河流对地下水补给量锐减。跨流域的调水，会加大地表水分支流域，水流的分散性增强，有可能影响地表水的更新周期和运动节律；②水循环量发生变化。人类提取的径流量每年达到全球可更新水资源量的10％左右，显著地改变了地表河流的入海量，使得不同层次区域上水循环量发生了显著的变化。③水质的变化，水体经过人类用水循环的干扰后，在水中化学物质的种类和数量上都有了极大的增加。污染源包括未处理的污水、化学排放物以及农田中冲刷的和渗入地下的农用化学品。

2我国社会水循环现状与传统城市给排水规划观念的反思

目前，我国总体上来看，社会水循环仍是一种粗放式、单向流的循环机制。即从流域上游或地下水含水层取水，经过用户一次利用之后，大部分排放至下游水体中。在整个水循环过程中，水只是一次性得到利用，并没有形成负反馈机制。全国可开采水资源总量的58％已经被使用，工农业发展和生活用水的增长全部依靠增加水资源的开采量来得到满足。但是，这些用于农业，农灌尾水和农田径流挟带着大量的化肥、农药回归水体，城市用户产生的大量污水大部分直接排放，不断地加大了对自然水循环的干扰，从而造成了两者之间的尖锐矛盾。

据预测，全国可开采利用的水资源，不考虑从西南调水，扣除生态环境用水后约为8000~9500X108m3，到2050年，全国需水量可能达到7000~8000X108m3，届时将接近可开采量的极限。到21世纪中叶，预计我国城市污水仍有较大增长，其中生活污水增长量占据了总增长量的较大份额。

就传统的城市给水规划而言，给水规划是以满足城市用水量要求，保证供水水质为最终目的，常把重点放在寻找水源上。但由于区域水资源受到污染，或暂时受到污染，水源水质不能满足城市供水水源的水质标准要求，在一时难以选择到理想的水源时，许多城市不是如何想办法治理和防止区域流域污染，而仍是从源头、上游取水。总的来看，城镇发展取水用水一直沿用这样一种线性思维：从近处取水不足时从上游或周围地区调水，用后排放、废弃；水资源仍不足时，考虑从更远一些的地方去调水。这种思维方式的流行，促使很多地方建设的引水工程其规模越来越大，距离越来越远，而把城市河流变成了天然下水道。这种用水策略越来越依赖城市内陆腹地河流上游地区水源的可用性。但这种可用性面临着越来越大的挑战。尤其是河流上游地区的用水增加，而下游地区可利用水资源量不断下降，同时水质也在不断恶化。

这种传统用水模式的弊端是：①大量的长距离调水工程，带来日益增长的巨额费用，造成越来越重的财政负担和水价的上涨；②可供用水量会日益衰减，水质安全问题难以保证；③河流生命将逐步丧失，景观和地貌会加速改变；④城市和地区之间的冲突和潜在纠纷会日益增加。

在传统的排水模式方面，城市排水则是以防止雨洪内涝、排除和处理城市污水、保护城市公共环境和本区域流域水质为目的，普遍认为污水是有害的，应尽快排除到城市下游。这种观念导致的结果往往是保护了局部的生活环境，危害了广大流域地区。这种传统排水模式的弊端是：①对城市排水规划理念的认识不明确，内容过于粗糙，排水规划只是简单地根据用地规划和城市道路规划划分排水区域，确定排水体制，大致勾勒出排水主干线和污水处理厂的位置，没有进行必要的区域水资源方案论证和综合协调，缺乏科学合理的方案比较；②传统城市排水规划只局限于单一的排放而不具备水资源循环利用与持续发展的观念，没有确立雨水、污水亦是一种资源以及要优先利用然后再排放的思想；③局限于本城市或本区域的排水规划，缺乏流域综合开发与利用的观念；④城市排水规划与市政污水与雨水处理设施建设缺乏有效的协调和配合；⑤缺少雨水污水资源化利用的技术配套措施。

总之，在我国传统的城市给排水规划理念中，比较多地受到“改造自然”、“人定胜天”等思想的影响，没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察，片面地强调满足人类社会发展的愿望，以致干扰甚至破坏了流域和区域生态系统的协调和均衡。

3城市可持续发展的社会水循环理念

其实，在流域的城市群中，大多数城市都是临水而建，通过若干年的建设与发展，从城市功能上基本连成一体，一个城市的下游同时是另一个下游城市的上游。作为良好的水环境并不是局部地域而是整个流域。

在一座城市中，健康的水循环是要求城市具有完备的给水排水系统，既要有安全、可靠的供水系统，为居民提供洁净的饮用水，又要有污水收集、处理、深度净化、有效利用与排除系统。

如何建立城市可持续发展的社会水循环理念，在与传统的城市排水系统相比，至少在理念上具有以下三个方面的根本性变化。

4城市水资源循环利用与可持续发展规划理念

提出城市流域水资源循环利用与可持续发展规划概念，主要是基于对目前现行的城市给水排水专业规划在规划理念上一种转变的探讨，是实现现代城市给排水规划概念的关键，城市给排水规划由传统观念向现念转变可归纳为以下几个方面：

从人对自然的索取向人与自然的协调共生、更有效地利用水资源可再生特性的观念转变；从以需定供，向以供定需转变；从以管理出厂水质为主，向管理用户水质转变；从各自为政、各取所需，向资源共享、流域统筹管理转变；从重常规处理工艺，向深度强化处理工艺转变；从开源与节流并重，向以节流为先，治污为本，科学开源，综合利用转变；从重污水达标排放，向污水资源化利用转变；从只注重终端处理，向既注重终端处理更注重始端管理转变；从单纯的雨水防洪排涝，向水资源利用角度强化雨水的管理和利用转变；从传统管理，向信息化管理，社会化服务，法制化监控，多元化投资转变。

在现代城市供水系统的规划与设计中，新的供水规划理念是：首先考虑的是任何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水量与水环境容量，全面提高水资源使用效率；在缺水城市和地区，要向当地政府和规划部门提出调整产业结构及控制用地规模，限制大耗水工业的发展，提高工业重复用水率；对与城市供水存在一定矛盾的上游农业区应积极发展节水农业，包括调整种植结构、产业结构使之与资源条件相匹配并推行节水灌溉，为下游城市提供丰裕的水资源环境；在城市用水规模预测中把工业节水指标考虑进去，并使工业复用水率这一主要节水控制指标落到实处；城市取水规划应立足于依靠本地区河流的水资源来解决，最大限度地控制远距离调水，在保证生态用水量的情况下控制取水规模。一般认为取水量不超过径流量的40％是较为合适的；在缺水严重的地区，在取水量不得已超过径流量40％时，必须根据河流生态需水的质和量要求，利用再生水补给，增加相应份额的生态用水量；上游城市的用水和排水不影响下游城市的用水，实现水资源共享，每个城市既需要限制取水的数量，也要控制排水的数量和质量，不至于污染下游河段，从而保证整条河流的水资源利用是可持续的。

随着社会的发展和环境意识的增强，我国水污染控制经历了由单一污染源的治理、污水达标排放到区域综合防治、总量控制的两个阶段。但其中废水处理设备运行率、利用率、污染物去除率大部分不高，很多设备没有发挥作用。同时对城市污水处理厂的重视也不够，尤其缺乏污水再生、再循环的理念。

在新的排水规划理念中，首先应该考虑的是如何保护本区域的流域水源，科学分析流域水源的水环境容量，根据地形与地貌，以流域来划分排水分区，确定排水体制，制定排放标准以及处理工艺路线，提出节能减排目标，提高水资源使用效率。

在进行城市总体规划时，要及时编制区域水资源规划。排水规划应改变以往总是服从于总体规划，被动地与城市总体布局相配套的工作观念和工作方式。应主动探索，为总体规划提出与区域水资源规划和排水规划密切相关的合理化建议，例如，为满足区域水资源规划要求，在作总体规划时，明确提出需要保留的天然水系和满足排水要求的道路设计与高程设计等；要积极与水利、城市防洪等专业规划配合，合理利用水资源。要树立流域观念，打破行政区划，站在全流域的高度来考虑城市及区域排水规划。

篇7

一、水资源循环概述

(一)水资源循环的内涵

水资源的循环包括水的自然循环和水的社会循环。水的自然循环是指水在自然界中以固态、液态、气态三种存在方式，通过蒸发，凝结成云，再形成雨雪降落回到水体天然生态系统的过程。水的社会循环是指在其自然循环的过程当中，人类不断利用地表径流和地下水来满足生产和生活的需要而造成的人为的循环，包括农业用水、工业用水和居民生活用水三个子系统，本文认为，水资源循环的内涵是以遵循生态循环体系的客观要求为前提，以循环经济的理念和模式为基础，将循环经济的思路贯穿到水资源的开发、供应、输送、使用、排放、处理和回用的全过程中，通过清洁生产、生态工业链等方式，运用价格机制、激励政策、法规体系等手段，促使人们在农业、工业、城市生活和生态环境用水的各个环节中，在节约的基础上循环用水，通过循环用水来促进节约，形成兼顾经济、社会、环境三大效益的水资源循环利用模式。

(二)水资源循环的特点

水资源循环的特点应当是以“减量化、再利用、再循环”为原则，以科学技术的进步为推动力，以水资源的可持续利用为目标，通过不断改进工艺和技术设备，将节约用水和循环用水渗透到生产、生活和生态用水的各个环节和领域，从而提高水资源的利用效率，实现水资源的循环利用。

(三)水资源循环技术创新的意义

创新是技术进步的必然选择。目前我国的社会生活及生产过程对水资源的使用过分依赖，与水资源利用的技术水平较低有着直接的关系。我国现有的技术水平尚不能满足发展水资源循环的需要，关于水资源的许多工程技术问题都还需要进一步的研究，因此，必须通过不断的技术进步来实现水资源的循环利用，而创新是技术进步的源泉，只有创新才能推动发展，所以对水资源循环技术的创新是实现水资源循环利用的必然选择。

二、水资源循环利用技术现状及问题

水资源的循环利用技术在不同的领域有着不同的具体表现。水资源循环不仅指水资源在农业、工业和城市生活等人工生态系统的循环利用，还包括对水的天然生态系统的保护、合理开发以及水资源在人工生态系统和天然生态系统的反复循环。

(一)关于农业循环用水技术现状及问题

我国农业用水量占据全国用水总量的2/3以上，因此，发展农业循环用水技术具有重要的战略意义。农业用水主要包括水源、渠系输水、田间灌水、土壤保水以及作物用水五个环节，我国目前在田间灌水技术领域的发展取得了一定的成果，如新疆生产建设兵团创新完成的拥有自主知识产权的膜下滴灌技术系统，集成了地膜覆盖技术和滴灌技术，为我国干旱地区的农业发展提供了新的技术平台。但是，从农业循环用水的整体技术来看，仍然存在着许多问题。

我国农业循环用水技术的应用程度非常有限。喷灌和微灌等节水灌溉技术的应用面积仅占灌溉面积的2.6％左右，远远没有达到农业循环用水的要求。土壤保水和作物用水环节取得的一些技术成果转化应用速度非常有限，难以得到大面积推广和应用。大部分单项技术之间的集成和连接脱节，没能形成可以发挥整体效益的技术集成体系和适宜于不同地区农业生态状况的技术应用模式，不利于水资源循环利用的发展。

(二)关于工业循环用水技术现状及问题

工业冷却用水量占工业用水总量的80％左右，因此发展高效冷却节水技术是工业循环用水的重点。循环冷却水在循环使用的过程中浓缩到一定倍数时必须排出一定的浓缩水，而补充一些新鲜水。排出的浓缩水要重新进入水循环系统中必须经过废水回用技术的处理。目前对于工业废水的深度处理技术，研究和应用最多的是物理处理技术，主要包括混凝、砂滤、微絮凝、吸附、超滤、反渗透和离子交换等。

目前沿海一些淡水资源缺乏的城市，开发利用海水代替淡水作为工业冷却水已经取得了初步成效。海水冷却技术包括海水直流冷却技术和海水循环冷却技术。我国基本具备了拥有自主知识产权的海水冷却的关键技术，但海水直流冷却技术尚存在着一些问题如取水量大、工程一次性投资大、排污量大、海水污染明显等，而海水循环冷却技术在我国尚处于研究和工程示范阶段，与国外先进的海水冷却塔技术还有着一定的差距。

(三)关于城市生活用水技术现状及问题

城市生活节水的主要技术途径是采用节水型用水器具和防漏防渗管道等。节水型用水器具包括节水型水龙头、节水型便器系统、节水型淋浴设施等等。循环用水的技术主要有再生水利用技术和城区雨水、海水、苦咸水利用技术等等。目前城市生活用水中每年因输配水管和用水器具漏水引起的损失占据了生活用水的很大一部分，有些城市仅此一项损失的水高达20％。因此，加强城市输水环节技术的开发对实现城市生活用水的循环有着总要的战略意义。

(四)关于水体天然生态环境现状及问题

我国长期以来的用水规划均是以工农业为主，忽视生态环境用水需求。对人工生态系统起着支撑作用的水体天然生态系统正在逐渐退化，如果不及时更新用水观念，关注水体天然生态系统，实现水资源的可持续利用就只能是一句空话。下面以三峡库区为例探讨一下水体天然生态系统中存在的问题。

三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程，自建成以来，三峡水库水体自净能力较建库前增大约3倍，其防洪、无排放发电和航运效益为经济发展和改善库区的水体生态环境做出了巨大贡献。但是，三峡工程对水体生态环境也带来了一些不利的影响。库区两岸排放的工业废水、每年涨水带入江中的生活垃圾、农药化肥的使用不当、船舶事故及白色污染排放等等给三峡水体的生态环境造成了极大的污染。此外由于排入水中的氮、磷等营养物质不断增加，防止库区水的富营养化也是我们必须考虑的一个问题。

我国目前对水污染控制技术和水环境保护技术的研究取得了一定的成果，但是要从根本上解决水体的生态环境问题，必须全面推广清洁生产技术，从源头防止污染的发生，形成一个良性的水资源循环流动体系，实现经济与生态的和谐发展。

三、水资源循环技术创新的政策保障

(一)建立高效有序的水资源管理体制

目前大部分地区水资源的开发利用尚处于无序状态，水资源短缺与浪费现象共存。工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水，由于水权不明晰，争水抢水现象时有发生，缺乏统一的调控和管理，这对水资源循环利用的发展是极为不利的。所以要加强和完善政府的水资源一体化的宏观调控功能，建立高效有序的水资源管理体制，对农业、工业、城市生活和生态环境的用水需求进行合理配置，使不同的区域和部门之间协调起来，在对水资源有序开发的基础上实现水资源在整个水体生态环境中的良性循环。

(二)保证投融资渠道的畅通

技术创新需要大量的资金支持，因此畅通的融资渠道是进行水资源循环技术创新的前提条件。实施在财政、金融、税收等方面的优惠扶持，进行直接或间接投资，是政府部门在技术创新中最主要、最普遍的职能，也是科学技术实现创新和发展最直接、最有力的推动。目前我国水资源循环技术创新最主要的投融资方式有政府对科研项目直接进行投资、对技术创新项目提供低息贷款、采取优惠的税收政策等等。除此之外，政府可以对水资源循环技术创新投资额较大的企业进行适当的补贴，或者通过争取国际援助，挖掘国际资金市场的巨大潜力，为水资源循环技术创新提供充足的资金。

(三)提供创新的后备保障

1．加强法制建设。目前我国关于水资源循环技术的法律、法规还比较薄弱，水资源循环技术的创新缺乏有力的支持和保护。政府应当逐步完善和健全与技术创新相关的法律、法规，使创新过程中出现的问题和纠纷有法可依，加强执法力度，做到有法必依。还要建立专利制度，为技术创新和知识产权提供有效的保护。

2．创新技术的选择。水资源循环技术的创新应当放在重点节水领域，并针对农业、工业、城市生活和水体天然生态环境用水过程中存在的具体问题，结合各领域和各地区的实际情况，因地制宜，开发适合我国国情的循环用水技术。此外还要注意单项用水技术的集成，通过技术之间的联系和优化配置发挥出整体优势，形成水资源循环利用的技术体系。

3．创新风险的规避。在技术创新的过程中，由于外部环境的不确定性和创新项目本身的难度和复杂性，使创新活动随时可能中断或失败。为了推动水循环技术创新的发展，政府应当引入风险机制，建立风险资本，组织风险投资机构，减轻和转移水循环技术创新的风险。

(四)完善创新的服务体系

1．培养创新型人才。水资源循环技术创新需要大量优秀的创新型人才，政府应当充分依托我国的教育资源，加大对创新型人才的培养力度，开展多种形式的技能培训，不断提高技术人员的创新意识和创新能力。

2．畅通的信息渠道。一个良好的创新环境，必须有畅通的信息渠道作支撑。要充分利用现代化的信息技术和网络技术提供国内外最新技术动态，搭建市场需求信息平台，使创新根据市场的需求有的放矢，从而降低创新的风险。

3．建立水资源循环技术创新成果的转化应用和推广渠道。技术创新不是目的，而是实现水资源循环的手段。归根结底，技术创新的成果只有应用到实际的生产、生活和生态用水过程当中，才能推动水资源循环经济的发展，发挥其经济、社会和环境效益。

4．提高群众的节水意识。只有群众在实际行动中做到主动节水，才能把创新成果的效益发挥到最大，更好地为实现水资源的循环而服务。

四、结束语

篇8

关键词：生态 水力学

生态水力学是水利科学发展到较高级阶段出现的新兴学科，在近年由于包括水利建设在内的人类活动规模不断扩大，对于自然生态系统所产生的胁迫和压力不断加大，在某些地区出现了严重的生态环境恶化的事例。概括起来，可以有以下几方面的明显表现：

大规模的水坝建设使得水库对河川径流的调节能力日益加大，有些流域的水库调节库容接近或超过河川的多年平均径流量，以至造成水坝下游河流水量的减少，甚至干枯。这将造成下游河床的萎缩，对河流生态系统造成毁灭性的灾害。同时，水坝的建设造成水流连续性、河床连续性、生态连续性的破坏，并在上游造成大面积的淹没，大量移民又要造成许多新的环境问题。

河流的防洪标准不断提高，河流两岸的堤防越来越高，使得河流两岸的洪泛区域与河流的水循环分离，河流两岸的湿地消失，地下水得不到河流的补充，使得两岸广阔洪泛平原的生态状况日益恶化。

大量兴建的水资源开发工程造成流域水资源的过度开发利用，结果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎缩、植枯，生态环境恶化。在近海地区由于地下水的降低，海水入侵地下水，造成地下水的污染。

概括来说，大量水利工程的建设对流域水循环的影响最大，主要表现是：

流域水循环的短路化，流域水循环的速度加快，降雨产汇流的速度加快，流域降雨很快汇入河道，泄入大海。

流域水循环的绝缘化，洪水只在大堤的范围内流动，不再泛滥。河流两岸的广大洪泛区不再受到洪水的侵扰，但是也失去了洪水对地下水的补充和清洗。流域的水循环与河流的水循环绝缘化。

流域生态系统的孤立化，流域的水绿生态网络被切断、阻隔，流域内的生物群落被局限在某一固定区域，不能自由移动，捕食和不能正常进行，造成生物群落的退化和灭绝。

近年来，对于保护生物多样性和流域社会可持续发展的认识不断被接受，提出了对遭受破坏的生态系统进行修复的新课题，许多国家提出恢复流域的自然特征，恢复多自然特征的河流，我国的一些流域也先后提出了生态修复的目标，在这样的大潮流的推动下，出现了许多生态水力学的研究课题，比较引人注目的成果有：

湖泊水生态系统的修复。目前我国人口密集区的大多数湖泊出现了由于污染造成的湖泊富营养化现象，即由于磷、氮类营养盐大量进入湖泊造成湖泊内藻类的异常增殖，水体生产力提高，水质恶化。对湖泊的治理除了控制污染源之外，最有效而可行的措施就是修复湖泊的生态系统。在我国的洱海、滇池、太湖都在开展生态修复的试点工程。如湖滨带的生态修复、湖周湿地的生态修复等。湖流对营养盐的输送、湖流对湖泊内泥沙的输移、湖流对底泥污染物释放量的影响、以及综合各类研究成果建立的水域富营养化模型等都成为生态水力学中的热门课题。中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院率先开展了这一领域的研究，目前类似的课题已经有很多。已有三维的富营养化模型，包括流场、温度、太阳辐射、光合作用、营养盐、浮游植物、浮游动物、大型水生动植物在内的诸多物理、化学和生态参数。

恢复河流自然特征的研究。传统水力学的研究，比较注重河流输水的经济性，结果造成河流断面的均一化、河流渠道化，河流自然特征逐渐消失，河流生物多样性减少。目前，在恢复河流自然特征的研究中，创造河床的滩——潭交互结构、近岸的洄流结构、创造适合特种生物生存和繁殖的流场等方面的研究也方兴未艾。

以河流生态系统优化为目标的水利工程调度研究。以往的水利工程调度大多只考虑水资源优化、水能经济优化等目标，没有将下游的水环境和生态环境优化作为调度目标，结果往往是达到了经济优化的目标，损坏了下游的生态环境。近年来结合下游河流环境、生态需水量的研究，提出了以下游生态环境优化为目标的水库调度研究，增加了水库的生态环境调度功能，有条件的地方将水库的改善生态环境放在首位，被称为生态型水库。

洪水资源化的研究。传统水利认为洪水只是一种灾害，近来逐渐认识到洪水不仅是灾害，还是一个生态过程，通过洪水泛滥补充地下水、恢复湿地、清洗河流、改良土壤等，因此不能完全消灭洪水。这方面的研究有，有控制的人工洪水调度、与溢流堰结合的堤防设计、利用洪水的地下水回灌等。

湿地修复技术研究。湿地的恢复需要适当的水流条件，不同的湿地植物群落，需要相应的水深、流速、水温等。在湿地恢复过程中要注意流场的控制，以满足湿地生态修复的要求。

植物群落对水中营养盐降解的机理研究。水中的营养盐在进入水生植物系统后，经过沉降、微生物分解、根系吸收等环节，使水体内营养盐的浓度降低，达到净化目的。上述过程，与流场关系密切，如水深、流速、水体滞留时间等。目前多是通过现场的实地实验确定各种参数，试图建立数学模型。

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水是生命之源，但是水资源短缺已经成为当今世界面临的重大挑战。为了缓解世界范围内的水资源供需矛盾，联合国于1993年通过决议，确定每年的3月22日为世界水日。2015年世界水日的宣传主题是“水与可持续发展”（Water and Sustainable Development）。3月22日至28日是中国水周，我国纪念2015年世界水日和中国水周活动的宣传主题为“节约水资源，保障水安全”。

从基本的自然禀赋条件看，中国的水资源总量在世界上排名第六，但由于人口基数大，人均水资源量特别少。在世界上192个有水统计的国家里，中国的人均水资源占有量排第127位，是联合国认定的13个水问题最为突出的国家之一。其次是空间分布不合理。长江、珠江等四个流域，人口、GDP占全国一半左右，水资源占81%，北方6个一级流域，人口、GDP、国土面积占全国一半，耕地占全国65%，水只有19%。第三是时间分配不均匀。我国是大陆季风气候，雨季很明显。英国伦敦、法国巴黎和北京、哈尔滨的降雨量一样，但是伦敦、巴黎每个月的降水差不多，而北京在20天里降掉了全年一半的雨量，所以我们不得不修水库，把汛期的洪水存起来转化为枯水季的水资源。这三个特点造成中国的水资源十分紧张，开发利用的难度很大，要极大地加以重视。

我国面临的水资源问题主要有四个：水资源供需矛盾突出，水环境污染严重，水生态系统退化，极端和突发事件频繁。我国水问题的科学背景，统一的客观基础就是流域水循环发生了演变。流域水循环分自然水循环和社会水循环两部分，自然水循环和社会水循环相互依存，相互制约，相互作用，加速了流域水循环的演变，在这个演变过程中发生了一系列资源效应、生态效应、环境效应。要解决这些水问题，有一个统一的科学基础，就是“自然―社会”二元水循环及其伴生过程演变的机理揭示、规律认知与过程模拟，需要进行多维均衡综合调控。

水资源危机作为全世界所面临的共同问题，已经成为继石油危机之后的另一个严重社会危机。面对这样的形势，我们应该致力于五方面的研究，采取措施，积极应对水资源危机：一是研究和建立水资源危机预警系统，实时监测水资源现状，评估未来发展动态，有效降低突发水危机事件对社会经济的冲击效应。二是各级政府和有关职能部门共同努力，加快水资源危机应急体系的建设。三是加强水资源论证，严格控制取水总量，科学制定流域水量分配方案，防止区域水资源的过度开发。四是广泛宣传环境保护知识，增强公众水资源保护意识，强化各项节水措施，建设节水型社会。五是努力保护水环境，严格控制入河污染物总量，改善生态环境。

目前我们国家已经科学制定了水资源安全保障战略，具体地确定了172个重大的水安全项目，国家和各级政府正在加大投入并积极采取落实措施，着力保障经济社会发展的水资源安全。今年的中国水周主题也确定为“节约水资源，保障水安全”。总之，“保障水安全”不仅是解决我国水资源问题的当务之急和重中之重，而且还是实现我国社会经济可持续发展的重要保障。

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1超压出流造成的损失

建筑给排水工程中，给水配件的超压出流会对给水系统中的水量正常分配造成一定程度的破坏，使用水工况受到影响，并且超压出流所排出的水量也没能产生应有的效益，而形成水资源的浪费。一般情况下，因超压出流而造成的水量损失，不会被使用者发现和重视，属于隐性的资源浪费。虽然，目前在建筑工程的施工中，大多都会采用节水龙头，此类型的设备能够做到一定程度的减压节流，可是如果给水系统的设计不够合理，还是不能有效的解决超压出流的现象。我国目前正处于基础设施建设的大规模发展进程中，如果这样的浪费在不同建筑设施中都有轻重不一的存在，则累积起来也是一项非常重大的损失。

2管路和阀门泄露造成的损失

管路和冷门的泄露，是日常生活中非常常见的浪费现象，经常可以发现在道路两旁的输水管路的连接处或者阀门井处出现程度不一的泄露，而以此推断在深埋入地下的输水管路中一定也大量存在这样的现象。分析其原因主要为管路年久失修没能及时进行更换和维修，或者直接就是由于阀门或其它部件的质量存在问题所导致，使大量的水资源白白消失。在日常的生活中，有很多群众会反映用水配件的损坏问题，其中较多的情况如浮球阀等配件的损坏，由于此配件的质量低下使其在使用中不能良好的发挥其功能，造成于配水系统的溢流管处的大量水流失，根据有关资料显示，存在渗滴的出水头每日大约会造成水资源浪费达到75升左右，损失之大使人痛心。

二、建筑给排水节水措施

1合理选择热水循环方式

导致热水干管循环造成损失的因素很多，如施工方法不当与管理不善及工程设计本身就存在问题等。针对热水循环的设计阶段，选择怎样的热水循环方式是左右冷水量大小的重要因素，在当前的通行规范中，主要有三种方式可以选择，包括干管循环和立、干管循环及支管、立管、干管循环。通过观察和分析可以得出结论，在其中造成水资源损失最为严重的形式为干管循环，怎样改善干管循环的浪费程度已经是当前非常重要的研究课题，并且根据这一问题，已经采取了一些措施和进行了一些尝试。还是以我市某服装厂的职工浴室为例，自察觉到循环系统的浪费情况之后，厂管理人员积极的采取了对浴室水循环系统的改造工程，在循环系统中，增加了回水管的设置，通过专门人员的分析和计算，平均每月可以取得减少水资源损失45m3的显著成果。通过目前的考证可以得知，以支管、立管、干管循环的方式进行热水循环是最为节约的方式，可以却会造成很大程度的成本增加，在实际的操作中，还没有条件做到使全部的热水供应系统采用这种设计。但是对于多层建筑结构定时热水供应来说，如果选择立管、干管循环的方式，还是相对来说容易做到的，并且对水资源的节约也有很明显的效果。所以，基于以上的考虑，应该在进行集中热水循环系统的设计施工时，尽量优先选择立管、干管循环的方式，如有条件则更应该选择支管循环的方式。

2严格控制超压出流

为了达到对隐形水资源损失的最大控制程度和有效利用不资源的目的，应该严格控制超压出流的现象，其中最为有效的方法应该是对系统配水点的压力进行合理控制，具体来说可以从以下方面进行考虑：

（1）科学分区。在国家的有关现行规范中有明确的规定，高层建筑供水系统的分区，要以材料性质、设备性能、管理维护和建筑层数等条件与外部给水管网的压力相结合进行合理的确定，居民楼和宾馆等设施在竖向分区的最低配水处的静水压力应该保持在300--350kpa，而办公楼应该保持在350--450kpa。在实际的工程施工中，一定要依据建筑的层数和高度与设备性能及外部供水压力等情况进行优化设计来确定最优的给水分区压力值。

（2）以水箱供水做为主要供水方式。应该考虑当市政管网无法达到供水能力时，选择以水箱的方式进行供水，具体的措施为；水泵至水箱及水池水泵供水方式。此方式的主要优势为水压平稳并且供水相对可靠，能够因各个配水位置的压力变化不大而更加有利于水量的节约。

（3）增加减压装置。通常来说，浴盆的出水部件的标准为6—10M，而其它各位置部件的流出头不能高于6M，所以当入户水压达到10M而最小水压处达到6M时就能够达到居民的使用标准。如果大于以上标准，则造成超压出流。针对这一情况，应该考虑于入户管位及水表之前进行减压装置如节流塞等设备的安装，而达到控制超压出流的目的。

3合理设计水表设置及加强部件的质量管理

（1）增加居民供水系统中的水表装置。水表是进行用水分析及水量平衡检测的重要工具，所谓水量平衡检测就是用水部门对本部门的供水系统进行检测，依据出、入水量的平衡关系来进行计算和分析的过程。当前，在有关的节水条例中，对用水分析和水量平衡检测都有非常明确的规定。如果在居民生活小区中适当增加入户水表，并与水量平衡分析相结合，能够非常明确的对系统中的漏水情况进行发现和排查。从而达到尽快发现问题，迅速采取措施，最大程度减少漏水现象的目的，相信会对节水工作起到积极的作用。

（2）严格控制供水部件的质量。如果水表等计量设备的质量低下，数值偏差过大就会对供水单位及用水户的利益造成破坏，更为严重的是，还会对造成很多节水措施不能收集有效依据的后果，从而使水资源的使用情况和浪费程度不能做到充分掌握，使节水措施的制定缺少了科学的数据参考。而通过对一些主要城市的调查资料的了解可以得知，居民生活小区中因阀门的质量不能达标或是长时间得不到更换和维修等原因，使阀门损坏而无法正常关闭的情况大约达到全部用户的65%以上，随着全社会对建筑节水工作的重视程度不断提高，和用水价格的上浮使居民对准确计量水量的要求提高等情况，就更加应该重视对于建筑给排水系统施工的配件质量的控制和管理，相信国家有关技术监督部门一定会在最短的时间内，作出有关的质量管理规定和控制手段。作为建筑单位，应该严格掌握采购途径，选用正规厂家产品，发现供水配件不能达到要求标准，要坚决拒绝使用。同时政府部门也要积极进行节水配件的推广和群众节水意识的培养。

三、建筑给排水系统的节能措施

节能是经济建设中的一个重要环节，在建筑给排水系统的设计和施工中，应该随时将节能理念贯彻其中。总体说来，建筑设施热水供应系统能够利用的节能方法有以下几种：

（1）控制使用温度，由于热水于供水管路和供水装置中的热量流失同配水点所要求的水温为正比，如果适当的将使用温度降低，则可以起到良好的节能效果。

（2）减少热水的损耗，应该在保证正常使用的基础上，控制热水的流量，充分利用高效的保温材料来使热流失减少，使换热器的导热能力提升，善于进行新型能源的开发和利用。

（3）太阳能的使用，应该得到充分的重视，太阳能是一种安全无污染并且取之不尽的自然能源，应该大量的使其作用于热水供应系统。其中最为常用的加热方式有真空管式和热管式两种。在太阳能热水供应系统的设计施工中有以下一些注意事项，包括严寒地带需要进行安全可靠的防冻处理；集热器的使用要依据建筑工程的实际情况综合抗寒要求和抗热冲击性能要求及承压能力要求等进行选择；集热运行要根据实际情况结合串、并联的措施来达到使水流平衡的目的；在一些特殊情况下，可以选择适当的辅助加热方法。进行太阳能热水系统的设计应与建筑设计同时运行，使管路走向与管井的设计与建筑设计充分溶合。设计施工时要事先进行集热器安装与维护的通道和平台的预留。正确评估其荷载和安全验算。向结构建筑施工队伍提供集热器的准确参数，使建筑结构施工过程中，能够合理的进行预埋件及各种预留孔洞的设置。