水循環(huán)的形成范文

時(shí)間:2024-02-19 18:02:10

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篇1

'關(guān)鍵詞:社會(huì)循環(huán) 城市水資源 水資源

水是生命之源。水是人類社會(huì)發(fā)展不可少的和不可替代的資源,所以水資源應(yīng)成為人類可持續(xù)利用的寶貴資源。地球上水的循環(huán),可分為水的自然循環(huán)和水的社會(huì)循環(huán)。水的自然循環(huán)有多種,對(duì)人類最重要的是淡水的自然循環(huán)。水從海洋蒸發(fā),蒸發(fā)的水汽被氣流輸送到大陸,然后以雨、雪等降水形式落到地面,一部分形成地面水,一部分滲入地下形成地下水,一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。地面水和地下水最終流回海洋,這就是淡水的自然循環(huán)。

城市是人口和工業(yè)集中的地方。城市用水主要是人們的生活飲用水和工業(yè)用水。城市由天然水體取水,供人們生活和工業(yè)使用,用過的水又排回天然水體,這就是水的社會(huì)循環(huán),在水的社會(huì)循環(huán)過程中,用過的水中常會(huì)有許多廢棄物。一般天然水體都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),對(duì)排入的廢棄物有一定的凈化能力,稱為水體的自凈能力。由于社會(huì)循環(huán)的水量不斷增大,排入水體的廢棄物不斷增多,一旦超出了水體的自凈能力,水質(zhì)就會(huì)惡化,從而使水體遭到污染。受污染的水體,將喪失和部分喪失使用功能,從而影響水資源的可持續(xù)利用,并加劇水資源短缺的危機(jī)。水環(huán)境污染,現(xiàn)已成為世界性的重大問題,而我國(guó)的水環(huán)境污染尤其嚴(yán)重,已使國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受重大損失。

對(duì)城市污水進(jìn)行處理,使其排入水體不會(huì)造成污染,從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,稱為水的良性社會(huì)循環(huán)。城市由未受污染的天然水體取水,一般是比較經(jīng)濟(jì)的,因?yàn)闉闈M足用水對(duì)水質(zhì)的要求(特別是生活飲用水)而進(jìn)行的水處理比較易行。當(dāng)水資源短缺危機(jī)出現(xiàn)時(shí),為減少由天然水體取水的量,可以采取循環(huán)回用使用過的污、廢水的方法。將清潔的冷卻水循環(huán)使用于工業(yè)用水,比較簡(jiǎn)單,也比較經(jīng)濟(jì)。將含廢棄物較多的城市污水和工業(yè)廢水回用于工業(yè),為滿足工業(yè)用水水質(zhì)要求而進(jìn)行的水處理會(huì)復(fù)雜得多,且也比較昂貴。將盡量多的污、廢水回用于工業(yè),可以顯著減少由天然水體的取水量,緩解水資源危機(jī)。

現(xiàn)代的水處理新技術(shù),已能將城市污水處理到符合人們生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的程度。在國(guó)外,已建起了一定規(guī)模的水處理實(shí)驗(yàn)廠,也就是說,現(xiàn)在在技術(shù)上有可能實(shí)現(xiàn)城市污水回用做生活飲用水,甚至做到城市污、廢水的零排放,這不僅將最大限度地緩解水資源危機(jī),并完全消除城市對(duì)水環(huán)境的污染。在載人宇宙飛船中,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了水的封閉循環(huán)和零排放。美國(guó)公共法規(guī)92-500規(guī)定,到1983年美國(guó)實(shí)現(xiàn)城市污水零排放作為全國(guó)性目標(biāo)(后來(lái)美國(guó)已由這一目標(biāo)后退)。當(dāng)然,要將城市污水回用做生活飲用水,以及實(shí)現(xiàn)城市污水的零排放,費(fèi)用是很高的。但是,這說明城市水資源短缺,只是相對(duì)的,并且主要是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。

從水的良性社會(huì)循環(huán)角度看,人們生活和工業(yè)生產(chǎn)用過的污、廢水排入天然水體以前需要經(jīng)過處理,為此需要花費(fèi)一定的費(fèi)用。如果回用污、廢水的處理費(fèi)不高于上述回用費(fèi)用,無(wú)疑是比較合理的,否則便需從多種方案中進(jìn)行選擇。

為解決水資源短缺危機(jī),可行的有以下途徑:

(1)節(jié)水

我國(guó)許多地區(qū),由于水價(jià)過低等原因,一方面水資源短缺,一方面又存在著大量浪費(fèi)水的現(xiàn)象,所以節(jié)水,杜絕浪費(fèi),是緩解水資源危機(jī)的首要任務(wù)。在水資源短缺地區(qū),應(yīng)發(fā)展節(jié)水型工業(yè),各種工業(yè)宜采用節(jié)水型工藝,減少單耗。生活方面采用節(jié)水型用水器具。提高器具質(zhì)量,加強(qiáng)管理,減少跑冒滴漏。一般城市管道漏損量很大,可達(dá)10%以上,所以減少漏損是非常重要的。

節(jié)水不僅可減少?gòu)奶烊凰w的取水量,緩解水資源危機(jī),并且可減少供水和給水處理費(fèi)用。此外,節(jié)水還可同時(shí)減少排水量和污、廢水處理費(fèi)用。據(jù)測(cè)算,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市用水量會(huì)不斷增加,相應(yīng)地排水量也會(huì)不斷增加,為實(shí)現(xiàn)水的良性社會(huì)循環(huán),城市供排水所需費(fèi)用將增大到國(guó)民經(jīng)濟(jì)難以承受的程度,只有節(jié)水,顯著減少城市供、排水量,才能將費(fèi)用降下來(lái),所以不僅水資源貧乏地區(qū)要節(jié)水,水資源充足的地區(qū)也要節(jié)水,在國(guó)外,這也成為目前發(fā)達(dá)國(guó)家的共識(shí)。從戰(zhàn)略角度,節(jié)水應(yīng)受到高度重視。

(2)污、廢水回用 前已述及,污、廢水回用可以減少城市由天然水體的取水量,緩解水資源危機(jī),所以污、廢水回用也是節(jié)水的重要方面??尚械奈邸U水回用有多方面,工業(yè)企業(yè)內(nèi)部水的循環(huán)利用和重復(fù)利用是應(yīng)用最廣的一種,但是我國(guó)在這方面與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不少差距。

城市污水回用于工業(yè),需要進(jìn)行比排入天然水體更復(fù)雜的水處理,但對(duì)水資源短缺的地區(qū),它在許多方案中仍是比較經(jīng)濟(jì)合理的一種,在國(guó)外已是一種成熟技術(shù),但在我國(guó)尚處于起步階段,今后潛力是很大的。將城市污水回用于公用設(shè)施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地,景觀用水,澆灑道路等,一般稱為中水道技術(shù),也是很值得推廣的。

(3)優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、合理調(diào)配

城市附近的農(nóng)業(yè)灌溉用水,用水量很大,大都取自天然水體。城市用水為滿足人們生活飲用需要,也要求取自天然水體。在水資源短缺地區(qū),這就形成了城市和農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水的矛盾。如將城市污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉,將原來(lái)用于灌溉的水供給城市,就能緩解爭(zhēng)水矛盾和水資源危機(jī)。我國(guó)已有不少城市污水用于農(nóng)田灌溉,但有的使用未經(jīng)處理的污水或雖經(jīng)處理但水質(zhì)尚達(dá)不到灌溉要求的水灌溉,結(jié)果使農(nóng)產(chǎn)品受到污染,是有待改進(jìn)的。如將城市污水經(jīng)適當(dāng)處理,使其水質(zhì)滿足農(nóng)業(yè)灌溉的要求,則城市污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉是可以得到迅速發(fā)展的。

(4)海水

海水可大量用于工業(yè)冷卻用水,從而減少城市對(duì)淡水的需求。對(duì)沿海地區(qū)的城市,利用海水是緩解水資源危機(jī)的重要途徑。

(5)雨水

雨水是一種重要的淡水資源?,F(xiàn)代大城市市區(qū)面積很大,大部分地面為不透水鋪面覆蓋,遇到暴雨會(huì)形成洪澇災(zāi)害。如將雨水部分貯積起來(lái),則可獲得可觀的水資源。對(duì)年降水量為500mm的半干旱地區(qū),1km2年降水體積為50萬(wàn)m3,例如100 km2市區(qū)面積,年降水體積可達(dá)5000萬(wàn)m3。在城市住宅小區(qū)或適當(dāng)?shù)胤劫A積雨水,可用于澆灑綠地、道路、水景以及下滲補(bǔ)充地下水,改善生態(tài)環(huán)境,并緩解水資源危機(jī)。

(6)飲用水除污染

由江河取水的城市,若水質(zhì)受到上游城市或其他污染源的污染而不宜再作水源時(shí),稱作水質(zhì)型水資源短缺?,F(xiàn)代的飲用水除污染技術(shù),能將受到一定程度污染的源水處理到符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,為此只要在現(xiàn)有城市自來(lái)水傳統(tǒng)處理工藝基礎(chǔ)上,再增加除污染處理設(shè)施就可以了,為此當(dāng)然需要增加一些費(fèi)用,但比城市污水的處理費(fèi)用要低。飲用水除污染,可以緩解水質(zhì)型水資源危機(jī)。但要完全解決水質(zhì)型資源危機(jī),需要大力治理污染源,即需要對(duì)城市排出的污、廢水進(jìn)行處理。對(duì)一個(gè)水系而言,上游城市由水系水體取水,用過后又排入水系,下游城市再由水系水體取水,這可稱為水的間接回用?,F(xiàn)代的城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,已使水的這種間接回用達(dá)到很高的比例。例如,對(duì)美國(guó)這樣水資源充沛的國(guó)家,80年代已有40%的水被城市和工業(yè)用過一次,所以對(duì)排入水體的城市污、廢水進(jìn)行處理,是實(shí)現(xiàn)水的良性社會(huì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。

我國(guó)城市污水的二級(jí)處理率至今僅為不到15%,再加上工業(yè)廢水及農(nóng)業(yè)面污染源,致使城市水域90%受到污染。所以城市水質(zhì)型水資源危機(jī)是我國(guó)普遍存在的現(xiàn)象。據(jù)測(cè)算,即使到2050年,我國(guó)城市污水處理率達(dá)到80%,由于城市污、廢水量相應(yīng)增加,那時(shí)水環(huán)境污染狀況仍得不到根本改善,如果不進(jìn)行飲用水除污染,人們肯定難以接受長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年飲用受污染水。所以,飲用水除污染與污染源治理應(yīng)該同時(shí)給以重視。但現(xiàn)實(shí)是,污染源治理已受到高度重視,而飲用水除污染卻重視不足,特別是未給予資金支持,致使我國(guó)城市受污染水源的飲用水除污染率僅為1%左右,不能不說是一個(gè)偏差。

若將水的間接回用作為水的社會(huì)循環(huán)的一部分來(lái)看,上游城市污水處理的程度與下游城市取水的水質(zhì)有關(guān)。所以,在經(jīng)濟(jì)上存在一個(gè)上游城市污水處理與下游城市飲用水除污染處理總費(fèi)用的問題。顯然,上游城市污水處理程度愈高,即費(fèi)用愈多,下游城市的飲用水除污染處理費(fèi)用就會(huì)愈少。極端情況是,上游城市污水處理的程度使排放的水質(zhì)達(dá)到天然水體的水質(zhì),下游城市只需對(duì)源水進(jìn)行常規(guī)處理而不需再增設(shè)飲用水除污染設(shè)施,但這時(shí)上游城市污水處理費(fèi)用會(huì)高到經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)階段無(wú)法承受的地步。將上游城市污水處理程度和費(fèi)用適當(dāng)降低(當(dāng)然還要兼顧其他方面的影響),這時(shí)排出的污水對(duì)水體水質(zhì)會(huì)造成一定程度的污染,下游城市就需要增加飲用水除污染費(fèi)用,但總費(fèi)用會(huì)比上述極限情況低許多,可能是目前比較合理的方案。所以,飲用水除污染應(yīng)是整個(gè)水環(huán)境污染治理的一環(huán)。

(7)遠(yuǎn)距離調(diào)水

當(dāng)城市出現(xiàn)水資源危機(jī)時(shí),也可以由遠(yuǎn)處的水體調(diào)水。當(dāng)然遠(yuǎn)距離調(diào)水需要比較高的費(fèi)用,且與調(diào)水的距離相關(guān),即調(diào)水距離愈長(zhǎng),費(fèi)用愈高。遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)在充分節(jié)水的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因?yàn)槿舨还?jié)水,用水浪費(fèi)嚴(yán)重,用水效率低,必然要調(diào)更多的水,并且調(diào)來(lái)的水也會(huì)有相當(dāng)部分被浪費(fèi)掉,不能充分發(fā)揮調(diào)水效益。調(diào)水愈多,城市污水增加的也愈多,不僅增大調(diào)水費(fèi)用,同時(shí)也增大了污水處理和排放的費(fèi)用,若不能同步建設(shè)污水處理設(shè)施,還會(huì)加重對(duì)水體的污染。

遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)與節(jié)水及污、廢水回用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。城市節(jié)水及污、廢水回用在許多情況下比遠(yuǎn)距調(diào)水經(jīng)濟(jì)。對(duì)水質(zhì)型水資源短缺,遠(yuǎn)距離調(diào)水應(yīng)與飲用水除污染進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。據(jù)測(cè)算,在城市自來(lái)水廠因進(jìn)行飲用水除污染而增加的投資約和25~50km輸水投資相當(dāng),即當(dāng)調(diào)水距離超過25~50km時(shí),其投資將比飲用水除污染工程投資要高。為降低遠(yuǎn)距調(diào)水的成本,有的工程采用明渠輸水,據(jù)調(diào)查明渠輸水大多數(shù)會(huì)受到污染,調(diào)來(lái)的水也需進(jìn)行飲用水除污染處理,使水的成本更高。

水對(duì)于人類社會(huì),雖然是不可替代的,卻是可以再生的。水在城市用水過程中,不是被消耗掉了,即水量上不發(fā)生變化(理論上),而只是水質(zhì)發(fā)生了變化,失去了使用功能。用水處理的方法改變水質(zhì),使之無(wú)害化、資源化、特別是再生回用,就能實(shí)現(xiàn)水的良性社會(huì)循環(huán),既減少了對(duì)水資源的需求,又減少了水的排放,減少對(duì)水環(huán)境的污染,一舉兩得,這對(duì)人類社會(huì)發(fā)展是有重大意義的。美國(guó)工程院在世紀(jì)之交,以改善人類生活質(zhì)量為評(píng)選標(biāo)準(zhǔn),評(píng)出20世紀(jì)20項(xiàng)最重大工程技術(shù)成就中,“水處理”在電氣化、汽車、飛機(jī)之后,排名第4,足見其重要性。

篇2

關(guān)鍵詞:地理環(huán)境;運(yùn)動(dòng)

中圖分類號(hào):G632.749 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)05-188-01

巖石圈物質(zhì)循環(huán)、水循環(huán)和大氣循環(huán)運(yùn)動(dòng)是自然界的三大物質(zhì)循環(huán),這部分也是必修1模塊的主干知識(shí)之一,備受學(xué)業(yè)水平考試命題者的青睞,成為歷屆高考的“鐘情點(diǎn)”之一。以下就學(xué)業(yè)水平考試考查的相關(guān)內(nèi)容和方式做一番剖析和透視。

高中地理學(xué)業(yè)水平考試對(duì)考試內(nèi)容掌握程度的要求分為四個(gè)層次,從低到高依次為:識(shí)記、理解、應(yīng)用、綜合,分別用字母a、b、c、d表示。其中含義如下:

a―識(shí)記:識(shí)別重要地理事物的名稱、概念、特點(diǎn)和地理數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)知識(shí),重大地理新聞及與地理有關(guān)的法規(guī);在地圖上正確識(shí)別重要地理事物的位置。

b―理解:簡(jiǎn)述、簡(jiǎn)釋、比較地理基本概念、規(guī)律、原理以及地理事物的特點(diǎn)(包括分布、結(jié)構(gòu)、演變、成因等)和與地理有關(guān)的基本國(guó)情、國(guó)策;解讀地理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和圖表。

c―應(yīng)用:利用各類信息材料說明地理基本原理;運(yùn)用地理基本規(guī)律、原理分析地理問題;繪制簡(jiǎn)單的地理圖表;在圖上正確填繪重要地理事物名稱;比較和分析組成地理環(huán)境的各要素及其內(nèi)在聯(lián)系。

d―綜合:運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和觀點(diǎn),將學(xué)習(xí)和生活中出現(xiàn)的地理現(xiàn)象和地理事實(shí)的各個(gè)部分、各個(gè)方面、各種因素聯(lián)結(jié)起來(lái),以形成統(tǒng)一整體的認(rèn)識(shí)。

一、巖石圈物質(zhì)循環(huán)

考試要求:

①地質(zhì)循環(huán)a

②三大類巖石之間及巖石與巖漿之間的相互轉(zhuǎn)化及圖示c

主要考查內(nèi)容:地震波在地球內(nèi)部的傳播與地球內(nèi)部圈層的劃分,地球內(nèi)部和外部圈層結(jié)構(gòu)及各圈層的主要特點(diǎn),三大類巖石的形成與轉(zhuǎn)化,地殼內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)過程。

1、三大巖類

在地球內(nèi)部壓力作用下,巖漿沿著巖石圈的薄弱地帶侵入巖石圈上部或噴出地表,冷卻凝固形成巖漿巖(如花崗巖、玄武巖、橄欖巖、流紋巖等)。已經(jīng)形成的巖石在各種外力作用下被侵蝕、風(fēng)化、搬運(yùn)后沉積下來(lái),經(jīng)過固結(jié)成巖作用,形成沉積巖(如砂巖、頁(yè)巖、礫巖、石灰?guī)r等)。或在一定的溫度和壓力下發(fā)生變質(zhì)作用,形成變質(zhì)巖(板巖、大理巖、片巖、片麻巖等)。

2、巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過程

巖石圈的物質(zhì)循環(huán)過程,實(shí)際上是三大類巖石與巖漿之間的相互轉(zhuǎn)化過程。正確理解的關(guān)鍵是掌握影響它們之間相互轉(zhuǎn)化的各種內(nèi)外力作用。

3、巖石圈物質(zhì)循環(huán)的重要意義

(1)在循環(huán)過程中,形成了地球上多樣的、豐富的礦產(chǎn)。

(2)改變了地表的形態(tài),塑造了千姿百態(tài)的自然景觀。

(3)實(shí)現(xiàn)了地區(qū)之間、圈層之間的物質(zhì)交換和能量傳輸,從而改變了地表的環(huán)境。

【考查方式】以地震波在地球內(nèi)部傳播示意圖為背景,考查地球內(nèi)部圈層的界線與特點(diǎn);以示意圖的方式考查三大類巖石的物質(zhì)轉(zhuǎn)化方式。

二、水循環(huán)

考試要求:

①水循環(huán)的過程和主要環(huán)節(jié)a

②水循環(huán)的地理意義b

主要考查內(nèi)容:河流的補(bǔ)給,徑流的變化及其影響因素,水循環(huán)的概念和類型,水循環(huán)的環(huán)節(jié),水循環(huán)的意義,人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響。

1、河流的主要補(bǔ)給類型及特點(diǎn)

較大的河流一般都是由多種水源混合補(bǔ)給的。

2、水循環(huán)及其意義

篇3

關(guān)鍵詞:自然-人工復(fù)合水循環(huán);WACM模型;水資源配置;水循環(huán)模型;黃河流域

中圖分類號(hào):TV211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-1683(2013)01-0044-06

1研究背景

變化環(huán)境是指由人類活動(dòng)和自然過程相互交織的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所引起的一系列陸地、大氣與水循環(huán)的變化[1]。隨著人類活動(dòng)和氣候變化,人工因素對(duì)自然水循環(huán)系統(tǒng)的干擾愈來(lái)愈烈,特別是高強(qiáng)度的水資源開發(fā)利用,如人類的取水、用水、耗水、排水、調(diào)水等行為,對(duì)整個(gè)水循環(huán)過程產(chǎn)生了巨大的影響[2]。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展和研究,學(xué)者們對(duì)于流域水文循環(huán)的研究越來(lái)越深入和細(xì)致,特別是從20世紀(jì)90年代開始涌現(xiàn)的分布式流域水文模型,如MIKE-SHE模型[3]、VIC模型等[4],使得研究者可使其與氣候模型(GCM“全球氣候模式”)結(jié)合,開展氣候條件變化下的流域水循環(huán)研究[5-6]。但是,這類研究重心放在氣候變化對(duì)于水循環(huán)的影響研究方面,而在重點(diǎn)考慮人類活動(dòng)影響條件下,特別是高強(qiáng)度水資源開發(fā)利用條件下的流域水循環(huán)研究方面,仍存在著諸多不足和問題。

(1)取用水總量與耗水總量關(guān)系不清楚。取用水總量易于觀測(cè)和計(jì)量,方便管理,但無(wú)法反應(yīng)水的資源消耗本質(zhì);而耗水總量能體現(xiàn)水資源的真正資源消耗量,但難以核算和管理。取用水總量與耗水總量關(guān)系密切,但缺乏成熟明確的量化表達(dá)式,僅憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算耗排水量,不夠科學(xué)合理。同時(shí),耗水總量管理方法在管理中缺失,致使取用水管理與耗水管理不相協(xié)調(diào),取水許可方法受到限制。

(2)地表、地下用水總量與耗水總量關(guān)系不清楚。水循環(huán)過程中,地表水和地下水轉(zhuǎn)化頻繁,地表水與地下水之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系還未能清晰定量化。如水管理實(shí)踐中往往將從河道或湖泊附近的取水井抽取的水量歸為地下水統(tǒng)計(jì),而實(shí)際中水是從河道滲透來(lái)的河水,其水源的歸類還存在爭(zhēng)議。因而地表地下用水總量與耗水總量的關(guān)系難以確定。同時(shí),地下水資源的調(diào)控中,僅僅從人工地下水取用量的角度研究,人工取用地下水與地下水位的聯(lián)系尚無(wú)考慮,且潛水和承壓水也未能區(qū)分,由此更加難以確定其耗水關(guān)系。

(3)當(dāng)?shù)厮?、外調(diào)水用水總量與耗水總量關(guān)系不清楚。外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮ㄟ^共同的取用水設(shè)施向用水戶供水,在沒有明晰當(dāng)?shù)赜盟c耗水之間的關(guān)系之前,難以確定當(dāng)?shù)厮⑼庹{(diào)水用水總量與耗水總量之間的定量關(guān)系和轉(zhuǎn)化規(guī)律,給總量控制的管理帶來(lái)不便。

(4)地表水與地下水、當(dāng)?shù)厮c外調(diào)水之間循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系不清楚。外調(diào)水在輸送及使用的過程中都可能與當(dāng)?shù)氐乇怼⒌叵滤a(chǎn)生水量轉(zhuǎn)化,同時(shí)當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤g也在不斷的轉(zhuǎn)化。對(duì)于上述轉(zhuǎn)化過程,其轉(zhuǎn)化的具體路徑、時(shí)空分布、變化特征都很難進(jìn)行定量的描述,各種水源之間的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系不清楚。

(5)水循環(huán)過程中的供-用-耗-排-補(bǔ)-轉(zhuǎn)化關(guān)系不清楚。以往常用“供-用-耗-排”來(lái)描述供用水的循環(huán)轉(zhuǎn)化過程,這種提法主要是從地表水系統(tǒng)出發(fā)總結(jié)出來(lái)的;如果從整個(gè)水資源系統(tǒng)來(lái)看該提法則不夠全面,應(yīng)該修改為“供-用-耗-排-補(bǔ)-轉(zhuǎn)化”,考慮水的回補(bǔ)與轉(zhuǎn)化過程才更能夠反映供用水之后整個(gè)水資源系統(tǒng)的變化過程,或者說水循環(huán)的變化過程。目前還很難給出水循環(huán)過程中供-用-耗-排-補(bǔ)-轉(zhuǎn)化之間的定量關(guān)系。

(6)水資源高效利用條件下水的供-用-耗-排-補(bǔ)-轉(zhuǎn)化關(guān)系變化。在水資源高效利用條件下,采用節(jié)水措施或者節(jié)水工藝,取水量減小,輸水過程、用水過程也隨之發(fā)生變化,則必然引起水資源的耗、排、補(bǔ)及轉(zhuǎn)化過程發(fā)生改變,但目前還很難對(duì)這一過程展開有效的定量化研究。

本文將以“自然-人工”復(fù)合作用下的流域水循環(huán)機(jī)理和模型為基礎(chǔ),對(duì)水資源開發(fā)利用條件下的流域水循環(huán)過程展開研究,提出一種基于水資源配置的流域水循環(huán)研究方法,并以黃河流域?yàn)槔M(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

2流域水循環(huán)研究的科學(xué)方法

流域自然-人工復(fù)合水循環(huán)理論[7]是解決高強(qiáng)度水資源開發(fā)利用條件下水循環(huán)問題的基礎(chǔ)核心。對(duì)于上述存在問題,按照科學(xué)認(rèn)知、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、理論探究、解決方法四個(gè)步驟,形成一個(gè)從水循環(huán)機(jī)理認(rèn)知到水循環(huán)觀測(cè)實(shí)驗(yàn),再到流域區(qū)域自然-人工復(fù)合水循環(huán)理論研究,最后利用水資源分配與循環(huán)轉(zhuǎn)化模擬模型[8](Water Allocation and Cycle Model ,即WACM)進(jìn)行模擬計(jì)算。

篇4

一、設(shè)計(jì)合作探究任務(wù),激發(fā)學(xué)生合作學(xué)習(xí)

小組合作探究學(xué)習(xí)之所以得到大力推廣,主要原因在于它有利于學(xué)生優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,促進(jìn)學(xué)生互補(bǔ)學(xué)習(xí),從而達(dá)到“雙贏”的目的。在課堂上實(shí)施小組合作探究學(xué)習(xí),耗時(shí)比較長(zhǎng),而一節(jié)課只有短短的45分鐘,因而并非所有的任務(wù)都適合開展探究學(xué)習(xí)。因此,教師要篩選任務(wù),優(yōu)化地理課堂上的任務(wù)設(shè)計(jì),結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計(jì)具有價(jià)值的合作探究任務(wù),讓學(xué)生變得更有針對(duì)性、選擇性,從而提高學(xué)生的合作激情。

例如:在學(xué)習(xí)魯教版高中地理“水圈與水循環(huán)”一課時(shí),教師設(shè)計(jì)合作探究任務(wù),激發(fā)學(xué)生合作學(xué)習(xí),取得很好的教學(xué)效果。在本節(jié)課中,學(xué)生將學(xué)習(xí)三種水循環(huán)的方式。針對(duì)這部分內(nèi)容,教師設(shè)計(jì)合作探究學(xué)習(xí)任務(wù):請(qǐng)合作探究三種水循環(huán)的方式,并展開對(duì)比分析。教師要求學(xué)生利用圖畫形式輔助表達(dá)出水循環(huán)的形式,并建立表格,展示水循環(huán)的類型、水循環(huán)主要環(huán)節(jié)和對(duì)陸地水的意義。針對(duì)這個(gè)任務(wù),小組學(xué)生可以分步驟完成。步驟一:學(xué)生結(jié)合地理知識(shí),自主嘗試畫出三種水循環(huán)的方式。步驟二:小組內(nèi)合作交流、討論,完善水循環(huán)圖示。同時(shí),小組內(nèi)成員一起討論表格內(nèi)容,完善表格,初步整理出表格內(nèi)容。步驟三:教師引導(dǎo)學(xué)生展示合作探究成功,并點(diǎn)評(píng)。

在這個(gè)教學(xué)案例中,教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)有意義的合作學(xué)習(xí)任務(wù),并引導(dǎo)學(xué)生分步驟完成。如此一來(lái),教師可以掌握學(xué)生的合作過程,保證教學(xué)進(jìn)度。

二、注重意識(shí)技能培養(yǎng),提高學(xué)生合作能力

在開展小組合作探究學(xué)習(xí)時(shí),教師還必須注重學(xué)生激發(fā)學(xué)生的合作意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的合作技能。以往的教學(xué)中,教師往往以“滿堂灌”方式教學(xué),學(xué)生合作的機(jī)會(huì)較少,因而學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力慢慢弱化。當(dāng)教師設(shè)計(jì)小組合作探究任務(wù)時(shí),很多學(xué)生則難以適應(yīng),因?yàn)榱?xí)慣性地等待“灌輸”。長(zhǎng)期如此,學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力根本沒有得到培養(yǎng),更談不上提高。隨著新課改的推進(jìn),教師要滲透合作技能,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的合作能力。

例如:在學(xué)習(xí)魯教版高中地理“人口遷移與人口流動(dòng)”這一課時(shí),教師以合作探究學(xué)習(xí)營(yíng)造氛圍,并注重合作方法技能的滲透,取得很好的教學(xué)效果。

在設(shè)計(jì)完合作任務(wù)后,為了讓每一位學(xué)生都有事可做,形成“利益共同體”,教師引導(dǎo)學(xué)生明確分工。如:學(xué)生分工合作,分別負(fù)責(zé)找出人口流動(dòng)、人口遷移的概念、區(qū)別與聯(lián)系。觀點(diǎn)提出后,再由一名學(xué)生負(fù)責(zé)整理,并填好表格。針對(duì)有些任務(wù),則集體討論,各抒己見,允許不同意見的存在,然后整合觀點(diǎn),形成清晰的思路。學(xué)生經(jīng)過多次的鍛煉后,慢慢意識(shí)到合作才能提高學(xué)習(xí)效率,從而自身的合作意識(shí)不斷強(qiáng)化。如果在學(xué)生合作時(shí),出現(xiàn)一些不和諧的現(xiàn)象,如學(xué)生“爭(zhēng)吵不休”,各持己見;課堂混亂;不善于傾聽、表達(dá)等現(xiàn)象時(shí),教師要及時(shí)“干預(yù)”,并引導(dǎo)合作。通過滲透合作意識(shí)和技能,學(xué)生的合作能力不斷提高。

三、展示合作學(xué)習(xí)成果,促進(jìn)學(xué)生合作交流

篇5

【關(guān)鍵詞】水資源評(píng)價(jià)現(xiàn)狀發(fā)展

中圖分類號(hào):TV211.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

我國(guó)水資源評(píng)價(jià)工作始于1979年, 第一次全面評(píng)價(jià)了國(guó)家地表及地下水資源數(shù)量、質(zhì)量、分布規(guī)律和水資源總量以及開發(fā)利用狀況和供需情況, 于1985年提出了全國(guó)性的成果。此后相繼出版了有關(guān)水資源評(píng)價(jià)的專著: 反映天然水資源狀況的《中國(guó)水資源評(píng)價(jià)》( 1987 )、反映水資源開發(fā)利用情況的《中國(guó)水資源利用》( 1989 )等, 并開展了一系列區(qū)域性水資源研究項(xiàng)目: 華北地區(qū)水資源及其開發(fā)利用研究、西北水資源合理配置研究等。90年代后又進(jìn)行了大量的水資源利用規(guī)劃等研究項(xiàng)目: 全國(guó)水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃編制、地下水開發(fā)利用規(guī)劃、缺水城市供水水源地規(guī)劃、全國(guó)節(jié)水規(guī)劃等。針對(duì)我國(guó)河流污染日趨加重的情況, 1996 年完成了全國(guó)水質(zhì)評(píng)價(jià):《中國(guó)水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)》( 1997 )。20 世紀(jì)末, 中國(guó)工程院對(duì)中國(guó)可持續(xù)水資源發(fā)展問題進(jìn)行了新一輪的研究, 在《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報(bào)告》( 2001)中專門進(jìn)行了水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。這些水資源評(píng)價(jià)的研究和實(shí)踐工作為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和決策提供了重要的基礎(chǔ)性依據(jù)。

一、我國(guó)水資源評(píng)價(jià)現(xiàn)狀

改革開放以后, 我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn), 人類活動(dòng)對(duì)下墊面條件( 包括植被、土壤、水面、耕地、潛水位等因素) 的影響加劇, 人類活動(dòng)對(duì)于流域下墊面變化的影響, 水體的開發(fā)和重塑、局部微地貌的改變、土地覆被的改變以及人為建筑物的修建全方位地改造了下墊面, 從而影響了流域天然下墊面的下滲、產(chǎn)流、蒸發(fā)、匯流水文特性, 對(duì)水資源評(píng)價(jià)也提出了新的挑戰(zhàn)。因此, 2001 年, 在國(guó)家發(fā)展改革委和水利部聯(lián)合開展的“全國(guó)水資源綜合規(guī)劃”工作中, 對(duì)水資源評(píng)價(jià)的技術(shù)和方法做了進(jìn)一步的修改和完善:采用“一致性”修正的方法來(lái)處理下墊面條件變化對(duì)徑流的影響。另外, 在評(píng)價(jià)內(nèi)容上也較第一次評(píng)價(jià)有所增加。水資源評(píng)價(jià)方法有了進(jìn)一步的發(fā)展, 目前在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛采用。

另外, 水資源評(píng)價(jià)模型技術(shù)逐步發(fā)展起來(lái), 包括基于新安江模型和地下水動(dòng)力學(xué)的地表- 地下水資源聯(lián)合評(píng)價(jià)模型等。隨著3S 技術(shù)和計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展和進(jìn)步, 分布式水文模型逐漸引入到水資源評(píng)價(jià)中來(lái),并具備原有集總式模型難于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然, 我們也應(yīng)該看到, 賦存形式各異的水無(wú)所不在, 而且相互轉(zhuǎn)化不斷運(yùn)動(dòng), 水資源的系統(tǒng)精確評(píng)價(jià)本身就是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作。近幾十年來(lái), 大規(guī)模的人工取用水形成了與天然“坡面—河道”主循環(huán)相耦合的“取水-供水-用水-耗水-排水”為基本結(jié)構(gòu)的人工側(cè)支循環(huán), 我國(guó)北方的許多流域側(cè)支循環(huán)通量甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了主循環(huán)的實(shí)測(cè)通量; 大規(guī)模排放溫室氣體, 改變了天然水循環(huán)的降水輸入和能量條件, 導(dǎo)致當(dāng)前序列的水資源基礎(chǔ)條件與歷史過程存在著不同, 給水資源科學(xué)評(píng)價(jià)帶來(lái)了困難。隨著資源稀缺性的日益突出, 水資源的合理配置和高效利用越來(lái)越受到重視; 隨著以人為本、和諧社會(huì)理念的普及, 水資源開發(fā)利用的要求不再停留在有水可用的階段, 而且發(fā)展為有符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水可用, 這些實(shí)際需求都給水資源評(píng)價(jià)理論提出了新的要求, 也成為水資源評(píng)價(jià)理論發(fā)展的方向。

在新形勢(shì)的需求下, 21 世紀(jì)初, 王浩等提出了基于二元水循環(huán)模式的水資源評(píng)價(jià)理論方法. 所謂二元水循環(huán)模式, 是指人類對(duì)水循環(huán)的干擾, 打破了原有天然水循環(huán)系統(tǒng)的規(guī)律和平衡, 使原有的水循環(huán)系統(tǒng)由單一的受自然主導(dǎo)的循環(huán)過程轉(zhuǎn)變成受自然和人工共同影響、共同作用的新的水循環(huán)系統(tǒng)。其明顯的二元特性是: 驅(qū)動(dòng)力的二元化, 即現(xiàn)代環(huán)境下流域水循環(huán)的內(nèi)在動(dòng)力已經(jīng)由過去一元自然驅(qū)動(dòng)演變?yōu)椤白匀?人工”二元驅(qū)動(dòng); 循環(huán)結(jié)構(gòu)的二元化, 即現(xiàn)代完整的水循環(huán)由“大氣-坡面-地下-河道”自然循環(huán)和“取水-輸水-用水-排水”的社會(huì)循環(huán)耦合而成; 循環(huán)參數(shù)的二元化, 即現(xiàn)代環(huán)境下流域水循環(huán)對(duì)于降水輸入的總體響應(yīng)不僅決定于自然的陸面、土壤和地下等水文與地質(zhì)參數(shù), 還取決于水資源開發(fā)利用與相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù).表1 就二元水循環(huán)模式的水資源評(píng)價(jià)方法與國(guó)內(nèi)外以徑水資源評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了對(duì)比。從表中可以看出, 該方法與以往評(píng)價(jià)方法存在的主要差異有, 一是評(píng)價(jià)的視角上, 將人工驅(qū)動(dòng)項(xiàng)作為水資源演變的內(nèi)生動(dòng)力, 而并非采取“剔除”的方式實(shí)現(xiàn)“還原”; 二是在評(píng)價(jià)過程中, 要保持天然水循環(huán)過程和人工水循環(huán)過程的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系, 同時(shí)能夠充分反映人類活動(dòng)的影響; 三是評(píng)價(jià)的內(nèi)容和成果要同時(shí)服務(wù)于不同層次的生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展. 基于二元水循環(huán)模式的水資源量評(píng)價(jià)所遵循的原則有: 水資源量評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)從流域水循環(huán)的總通量出發(fā), 以對(duì)不同特性不同效用的水循環(huán)通量的界定作為資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ);“有用”是自然資源首要屬性, 因此在水循環(huán)全口徑通量中進(jìn)一步對(duì)效用進(jìn)行區(qū)分與度量是水資源評(píng)價(jià)的第二項(xiàng)內(nèi)容; “可用”是繼“有用”后自然資源另外一個(gè)重要的屬性, 因此根據(jù)可控性準(zhǔn)則對(duì)于“有用”資源做進(jìn)一步區(qū)分是水資源評(píng)價(jià)中第3 層內(nèi)容;二元模式下的資源的概念是相對(duì)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)兩大系統(tǒng)而言的, 因此評(píng)價(jià)中還需在可控水資源中進(jìn)一步區(qū)分國(guó)民經(jīng)濟(jì)允許的開發(fā)利用量;基于現(xiàn)代環(huán)境下的水資源評(píng)價(jià)還應(yīng)當(dāng)能夠清晰描述人類活動(dòng)對(duì)于水資源演變的影響。

以上5 個(gè)層次和方面的內(nèi)容, 整體構(gòu)成了二元水循環(huán)模式下水資源評(píng)價(jià)的基本思路。

二、我國(guó)水資源評(píng)價(jià)的發(fā)展

由于人類活動(dòng)對(duì)水資源的影響不斷加大,人們對(duì)水循環(huán)的認(rèn)識(shí)也不斷加深,所以,水資源評(píng)價(jià)不是一勞永逸的,應(yīng)隨著資料積累及技術(shù)水平的不斷提高而滾動(dòng)進(jìn)行。在這項(xiàng)工作中應(yīng)引入新理論、新方法、新技術(shù)。

1、建立水資源評(píng)價(jià)模型

為對(duì)現(xiàn)狀及未來(lái)水資源量進(jìn)行評(píng)估,應(yīng)分區(qū)建立具有物理背景的反映降水、地表水、土壤水與地下水轉(zhuǎn)化機(jī)制及下滲、蒸發(fā)等水循環(huán)過程,引水、開采等水資源開發(fā)利用活動(dòng)的水資源評(píng)價(jià)模型。對(duì)植被情況,不透水面積,耕作條件及水資源利用水平等因素均可以用調(diào)參數(shù)形式體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)化水資源評(píng)價(jià)模型中,通過參數(shù)調(diào)整,反映產(chǎn)流條件及水資源利用水平,并根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及氣候長(zhǎng)期變化預(yù)計(jì)估算未來(lái)產(chǎn)流條件變化及水資源利用情況。還應(yīng)研制較為通用的結(jié)構(gòu)化模型,根據(jù)不同地區(qū)自然地理?xiàng)l件和水文地質(zhì)條件,增減不同的模型組件,使模型參數(shù)具有物理背景和可比性,通過試點(diǎn)流域,實(shí)驗(yàn)站資料等率定分區(qū)模型參數(shù)。

2、充分利用國(guó)家水文數(shù)據(jù)庫(kù)

充分利用國(guó)家水文數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),研制水資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)與水文數(shù)據(jù)

庫(kù)、水資源數(shù)據(jù)庫(kù)的接口,提高水資源評(píng)價(jià)工作的現(xiàn)代化水平。

3、在GIS平臺(tái)上建立集成化的水資源評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)

充分利用地理信息系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的管理、分析功能,實(shí)現(xiàn)GIS與水資源評(píng)價(jià)模型、水文及水資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)的集成,建立基于GIS平臺(tái)上的水資源評(píng)價(jià)信息系統(tǒng),從根本上改變水資源評(píng)價(jià)的手工操作狀況。

4、統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)評(píng)價(jià)工作

制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法,采用一致的水文系列,根據(jù)需要與可能,分區(qū)開展水資源評(píng)價(jià)工作,即可為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和水資源持續(xù)利用提供科學(xué)依

據(jù),也可在需要時(shí)匯總成全國(guó)水資源評(píng)價(jià)成果。

5、開展關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)

加強(qiáng)技術(shù)研究,積極開展關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān),盡早建成通用水資源評(píng)價(jià)模型系統(tǒng),廣泛采用新技術(shù)與新方法,盡早建成通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),為水資源評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。

總之,從水資源評(píng)價(jià)工作的發(fā)展歷程看, 水資源評(píng)價(jià)活動(dòng)帶有明顯的目的性, 在于解決不同時(shí)期出現(xiàn)的水資源問題, 保證水資源的可持續(xù)開發(fā)和管理. 實(shí)踐需求是應(yīng)用科學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力, 而現(xiàn)代環(huán)境下水資源系統(tǒng)主體演變和客體需求的變化成為推動(dòng)水資源評(píng)價(jià)理論和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力. 水資源開發(fā)治理過程中不斷涌現(xiàn)出的水資源問題以及人們對(duì)客觀世界的進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí), 還會(huì)促使水資源評(píng)價(jià)理論方法的長(zhǎng)足進(jìn)步和發(fā)展. 在人類活動(dòng)日益顯著的影響作用下, 二元?jiǎng)討B(tài)評(píng)價(jià)、水量水質(zhì)聯(lián)合評(píng)價(jià)、徑流性水資源和非飽和土壤水綜合評(píng)價(jià)以及分布式模型評(píng)價(jià)等將會(huì)成為今后發(fā)展的趨勢(shì).

參考文獻(xiàn):

篇6

關(guān)鍵詞:水循環(huán)經(jīng)濟(jì);生態(tài)文明建設(shè);可持續(xù)發(fā)展

中國(guó)分類號(hào):TV

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

黨的十明確要求,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。水是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的必要資源,也是建設(shè)生態(tài)文明的紐帶。如今,水資源短缺和水污染構(gòu)成的水危機(jī)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。為了緩解水危機(jī),保證水資源的持續(xù)利用,促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),需要從持續(xù)發(fā)展的角度建立科學(xué)的水資源管理體系,探求水資源開發(fā)利用和管理的良性循環(huán),實(shí)行可持續(xù)水資源管理。發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)水資源管理具有重要意義。

1水循環(huán)及水循環(huán)經(jīng)濟(jì)

水循環(huán)是以河川流域?yàn)橹鞯囊约巴ㄟ^降雨~地下滲透-流出~蒸發(fā)等現(xiàn)象所形成的自然水循環(huán)系統(tǒng)。由于增加了人為的因素,自然水循環(huán)擴(kuò)大成為社會(huì)水循環(huán)。有效建立水資源的社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)是綜合考慮社會(huì)需要、經(jīng)濟(jì)健康和環(huán)境要求,這與生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)是一致的,因此社會(huì)水循環(huán)與生態(tài)文明建設(shè)有著密不可分的關(guān)系。

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種先進(jìn)的水資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,它是建立在社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上的,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想,在水資源開發(fā)利用以及人類生產(chǎn)生活的各個(gè)環(huán)節(jié),始終貫穿減量化、再利用、再循環(huán)的原則,重視采用新技術(shù)、新材料、新工藝,并以完善的制度建設(shè)管理體制運(yùn)行機(jī)制和法律體系為保障提高水的利用效益和效率,最大限度地減輕和降低污染來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。

2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益特征分析

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的效率特征強(qiáng)調(diào)在水資源利用過程中注重節(jié)水。節(jié)水應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),在不降低人民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力的前提下,采取綜合措施減少用水過程中的損失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水資源。效益特征要求科學(xué)、合理地配置水資源,構(gòu)建節(jié)水型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和節(jié)水型社會(huì)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。一方面要求根據(jù)不同用戶對(duì)水資源的要求,分質(zhì)供水,循環(huán)用水,實(shí)現(xiàn)水資源在用戶系統(tǒng)內(nèi)多次再利用與再循環(huán)的目標(biāo)。另一方面要求因地制宜地通過結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化配置水資源,將水資源從低效益用途配置到高效益領(lǐng)域,提高單位水資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,實(shí)現(xiàn)人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)文明建設(shè)關(guān)系分析

建設(shè)生態(tài)文明,實(shí)質(zhì)上就是要建設(shè)以資源環(huán)境承載力為基礎(chǔ)、以自然規(guī)律為準(zhǔn)則、以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。生態(tài)文明建設(shè)是全面的,有物質(zhì)方面、精神方面、制度方面的,每個(gè)方面還有很多具體內(nèi)容。水是生態(tài)文明建設(shè)的重要紐帶,在生態(tài)文明建設(shè)中起到重要作用。生態(tài)文明建設(shè)離不開水資源的可持續(xù)發(fā)展,水資源可持續(xù)發(fā)展要求水資源利用充分考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),不以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià),這也是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式追求的最高目標(biāo)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的發(fā)展目標(biāo)必須追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一,要求水資源利用與管理模式必須按照這一特征重新構(gòu)建。因此,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)是高度統(tǒng)一的。

4大力發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì),促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)

隨著人口增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程加快以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生態(tài)文明建設(shè)對(duì)水資源的數(shù)量和水環(huán)境質(zhì)量的需求越來(lái)越高,要解決水資源短缺與水環(huán)境污染問題,發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)是必然選擇。

(1)切實(shí)提高生態(tài)倫理責(zé)任意識(shí),促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

生態(tài)文明作為一種新的社會(huì)形態(tài),是從工業(yè)文明社會(huì)過渡到生態(tài)文明社會(huì)。正確處理好與自然的關(guān)系,建立和諧的生態(tài)倫理責(zé)任意識(shí),可以使人們明確人類活動(dòng)和水自然循環(huán)的相互關(guān)系,重新審視過去粗放的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式,有利于建設(shè)生態(tài)文明,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,建立可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和生活方式,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力,在追求人與自然和諧的生態(tài)倫理關(guān)系中實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。

(2)調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),優(yōu)化用水方式,提高水資源利用效率

統(tǒng)籌考慮城市和農(nóng)村生活實(shí)際需要,把糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物等不同作物進(jìn)行合理搭配,優(yōu)化配水。水資源條件好的地方以水稻、經(jīng)濟(jì)作物為主,水資源條件差的以棉花、豆類、小麥、高粱等為主。要在有條件的地方和郊區(qū)發(fā)展節(jié)水種植,推廣噴灌、滴管、滲灌等節(jié)水灌溉措施。

建立節(jié)水型經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)合理調(diào)整工業(yè)布局。對(duì)供水緊張的地區(qū),通過關(guān)停并轉(zhuǎn)嚴(yán)格限制高能耗、高物耗和高污染的項(xiàng)目,控制建設(shè)耗水型大的項(xiàng)目,如限制發(fā)展造紙、化工等用水大戶,主要發(fā)展電子、機(jī)械、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的水資源管理。同時(shí)要用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備取代耗水多的生產(chǎn)設(shè)備,改革用水工藝,并實(shí)行一水多用,循環(huán)使用。

(3)因地制宜地創(chuàng)建綜合水循環(huán)系統(tǒng),提高水的循環(huán)利用率

建設(shè)供水、排水、污水收集、中水回用實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),完善取(用)水口自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸、處理,促進(jìn)污水資源化;逐步建立城市雙管道排水系統(tǒng),分質(zhì)供水,優(yōu)水優(yōu)用,劣水劣用,按質(zhì)論價(jià),特別是城市集中污水處理廠的二級(jí)出水經(jīng)處理后可以通過中水管道集中供應(yīng)工業(yè)用水和環(huán)境用水,應(yīng)積極推廣中水項(xiàng)目,提高水的重復(fù)利用率。

(4)建立最嚴(yán)格的水資源管理制度,優(yōu)化水資源配置效率

要建立最嚴(yán)格的水資源管理制度,落實(shí)三條“紅線”。在實(shí)際管理中,要強(qiáng)化取水許可和排污許可制度,建立建設(shè)項(xiàng)目水資源論證制度和用水、節(jié)水評(píng)估制度,用水、環(huán)保審計(jì)制度,浪費(fèi)、污染懲罰制度;加強(qiáng)取水許可監(jiān)督管理和年審工作,嚴(yán)格取水許可審批。通過政府的有效控制,在用水的源頭上解決無(wú)節(jié)制用水和不平衡用水的問題。

(5)完善循環(huán)水成本價(jià)格機(jī)制和循環(huán)水利用優(yōu)惠政策,促進(jìn)水資源合理利用

充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)資源配置的基礎(chǔ)作用,區(qū)分水資源的不同用途,制定出詳細(xì)可行的飲用水和循環(huán)水的成本和價(jià)格形成機(jī)制,逐步實(shí)行超額累進(jìn)加價(jià)制度和階梯式水價(jià)制度;制定具體的循環(huán)水開發(fā)和利用的優(yōu)惠政策,如稅收優(yōu)惠、循環(huán)水項(xiàng)目的財(cái)政投入和補(bǔ)貼政策等,鼓勵(lì)高層建筑、辦公場(chǎng)所、社區(qū)內(nèi)部、娛樂場(chǎng)所、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、農(nóng)業(yè)灌溉及綠地澆灌等進(jìn)行循環(huán)水利用以及工廠內(nèi)部循環(huán)水利用。

5結(jié)語(yǔ)

(1)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的發(fā)展目標(biāo)必須追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一,這與生態(tài)文明建設(shè)和水資源可持續(xù)發(fā)展是高度統(tǒng)一的。

(2)建設(shè)生態(tài)文明,需要發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì),其中綜合水循環(huán)系統(tǒng)創(chuàng)建是發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效技術(shù)手段,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植結(jié)構(gòu)是優(yōu)化配置資源的基礎(chǔ),落實(shí)嚴(yán)格的水資源管理制度和完善水資源管理體制是實(shí)現(xiàn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的保障。

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞 分布式水文模型;水土保持;水文水資源效應(yīng)

中圖分類號(hào):S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)03-0046-01

1 分布式水文模型的研究

由于水體存在流動(dòng)性、空間變異性的特點(diǎn),現(xiàn)階段水文模型有兩種,分別是集總式水文模型、分布式水文模型,這兩種水文模型最大的不同是其水體的水利學(xué)特征分布是否均勻,根據(jù)水利學(xué)分布特征的不同,兩種水文模型在概念上有著很大的差別。分布式水文模型是通過水流的偏微分物理方程來(lái)展示水體在流域時(shí)間、流域空間上的變化規(guī)律,考慮到周邊環(huán)境、初始條件等數(shù)據(jù),采用一種離散化的計(jì)算方式,對(duì)其進(jìn)行分析求解。影響水循環(huán)的因素有很多,模型參數(shù)主要依靠其水體移動(dòng)介質(zhì)的物理特性來(lái)測(cè)量、推算,分布式水文模型可廣泛應(yīng)用于對(duì)流域下墊面的研究。1969年首次由國(guó)外學(xué)者研究出分布式水文模型,隨著時(shí)代和科技的發(fā)展,分布式水文模型也越來(lái)越受到人們的關(guān)注,通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用,提出了分布式水文模型更多的功能與效用。

2 WEP-L模型基本原理及水資源評(píng)價(jià)口徑

2.1 WEP-L模型基本原理

WEP-L模型是一種具有物理機(jī)制的分布式水文模型,通過參考WEP-L模型就能了解到自然界中水循環(huán)的各個(gè)要素模擬情況,WEP-L模型的模擬對(duì)象包括天然與人工這兩種,其中天然的對(duì)象是坡面-河道的主循環(huán)過程,人工的對(duì)象則是供-用-耗-排的側(cè)支循環(huán)過程,這兩種模擬對(duì)象的耦合關(guān)系需要水量平衡、各項(xiàng)循環(huán)要素間的水力聯(lián)系得以實(shí)現(xiàn)。WEP-L模型可由平面、垂直這兩種結(jié)構(gòu)形成,其平面結(jié)構(gòu)由坡面匯流計(jì)算出各項(xiàng)高帶高程、坡度、Manning糙率系數(shù)等,通過一維運(yùn)動(dòng)坡法計(jì)算流體的坡面徑流,從其流域最上游開始計(jì)算,直到追算至最下游,凡是河道內(nèi)存在下游條件匯流就可使用一維運(yùn)動(dòng)坡法。WEP-L模型垂直結(jié)構(gòu)是按照從上到下的方式,其研究對(duì)象包括融雪與冰川層、植被與建筑物截留層、土壤表層、過渡帶層以及深、淺層地下水層等,由于不均勻的土地利用,通過使用馬賽克法計(jì)算出每種土地類型平均面積值的地表面水熱通量,可反映出表層土壤含水率、土壤蒸發(fā)以及草、作物、樹木根系吸水等情況,為對(duì)生態(tài)需水中土壤水作用的研究打下了基礎(chǔ)。土壤、水面、植被蒸騰等各項(xiàng)蒸發(fā)量在水循環(huán)系統(tǒng)各要素模擬中,可參考土壤-植被-大氣通量交換方法進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)地表徑流的產(chǎn)流模式可分為超滲、蓄滿,其計(jì)算方式也要有所區(qū)別,例如超滲可采用Green-Ampt模型,蓄滿可采用Richards方程計(jì)算。山坡斜面土壤層計(jì)算方法可采用壤中流法來(lái)計(jì)算, 淺層地下水運(yùn)動(dòng)主要的計(jì)算方法是二維數(shù)值法計(jì)算,淺層地下水運(yùn)動(dòng)與非飽和土壤水、河水呈動(dòng)態(tài)藕合關(guān)系,融化積雪的算法主要依靠溫度指數(shù)法,為進(jìn)一步計(jì)算出蒸騰蒸發(fā)量,可通過WEP-L模型模擬地表面-大氣間能量循環(huán)過程,就能得出具體、精確的蒸騰蒸發(fā)量。

2.2 水資源評(píng)價(jià)口徑

水資源有三種評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,基于水資源準(zhǔn)則的有效性、可控性、可再生性又可分為三種評(píng)價(jià)口徑,分別代表了狹義、廣義水資源量、國(guó)民經(jīng)濟(jì)可利用量。本文從狹義、廣義水資源口徑對(duì)水土保持水文水資源效應(yīng)做出評(píng)價(jià)。不重復(fù)的有效蒸散發(fā)量加上狹義水資源總量就可以得出廣義水資源總量,狹義水資源其中包括地表水資源量、不重復(fù)的地下水資源量,符合現(xiàn)階段水資源概念。

3 分布式水文模型應(yīng)用實(shí)例研究

3.1 研究實(shí)例概況

本文以黃河重點(diǎn)水土流失治理區(qū)為例,主要對(duì)基于分布式水文模型的水土保持水文水資源效應(yīng)進(jìn)行研究,本次研究區(qū)位于黃河中游的河龍區(qū)間,其中含有三個(gè)水資源三級(jí)區(qū),分別為河龍區(qū)間左岸、吳堡以上右岸、吳堡以下右岸。河龍區(qū)黃河干流全長(zhǎng)約為725千米,面積約達(dá)11萬(wàn)平方千米,兩岸有眾多細(xì)小分支流匯人,黃土極厚,地形龜裂,集中降雨強(qiáng)度大,植被稀疏,嚴(yán)重的水土流失地帶,生態(tài)環(huán)境極其脆弱,其也是黃河一帶重要的產(chǎn)沙區(qū)。

3.2 分析方法

通過WEP-L模型模擬河龍區(qū)四十五年的水循環(huán)過程,并將其下墊面條件與無(wú)水土保持措施條件的水循環(huán)模擬過程進(jìn)行對(duì)比,可直接反映出水土保持水文水資源效應(yīng)。具體分析方法如下,首先制定出劃分子流域與基本計(jì)算單元,將河龍區(qū)分為多個(gè)流域、高帶等,每個(gè)高帶則看作是一個(gè)計(jì)算單元。為保證WEP-L模型計(jì)算的精確性、有效性,可通過飽和導(dǎo)水系數(shù)、Manning糙率、地下水含水層的傳導(dǎo)系數(shù)與給水度等進(jìn)行校正。兩種對(duì)比的模擬過程在保證各項(xiàng)參數(shù)相等時(shí),Manning糙率會(huì)隨著土地利用率而發(fā)生變化。

3.3 結(jié)果與探討

在河龍區(qū)采用有效的水土保持措施,可使植被條件、土壤條件、局部地形與地貌等條件發(fā)生改變,這些變化反映出水循環(huán)的垂向過程、水平過程、流域水循環(huán)各項(xiàng)要素過程,其過程的變化就出現(xiàn)了各種不同的水資源量評(píng)價(jià)口徑,隨之形成多種水資源量評(píng)價(jià)口徑。有效的水土保持措施使河龍區(qū)增多了局部蒸發(fā)量、減少了無(wú)效蒸發(fā)量、廣義水資源量明顯上升。河龍區(qū)采用水土保持措施,有效增加了水資源效應(yīng)與土地利用率,對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了積極作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,水土保持水文水資源效應(yīng)就是水土保持對(duì)水體、流域、水沙等變化產(chǎn)生作用的結(jié)果。傳統(tǒng)研究水土保持水文水資源效應(yīng)的方法有水文法、水保法,但這兩種方法都無(wú)法反映出廣義水資源效應(yīng),分布式水文模型則可為研究水土保持水文水資源效應(yīng)提供有力的依據(jù)?,F(xiàn)階段還沒有找出分布式水文模型計(jì)算減沙效應(yīng)的方法,但值得一提的是,分布式水文模型會(huì)是今后水土保持水文水資源效應(yīng)研究中的重要工具。

參考文獻(xiàn)

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篇8

關(guān)鍵詞:汽化冷卻煙道 工作原理 漏水原因 合理化建議

中圖分類號(hào):TF341.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)03(b)-0041-01

汽化冷卻煙道中的水循環(huán)主要有兩種循環(huán)方式,(1)自然循環(huán),也就是根據(jù)煙道內(nèi)部不同階段出所儲(chǔ)存的水的質(zhì)量來(lái)控制水的整體流向,形成的水體循環(huán)。(2)強(qiáng)制循環(huán),顧名思義,強(qiáng)制循環(huán)要通過外力的作用才能實(shí)現(xiàn),其具體工作原理就是利用循環(huán)泵來(lái)提高水流的速度,在保證水流溫度始終較低的情況下,增強(qiáng)了冷卻效果。

1 汽化冷卻煙道的工作原理

汽化冷卻煙道的工作原理與鍋爐的工作原理相似,也可以將汽化冷卻煙道看做是是余熱鍋爐,但其與鍋爐之間也存在著一定的區(qū)別,在工作時(shí)間上,汽化冷卻煙道的工作時(shí)間具有間歇性的特點(diǎn),而鍋爐的工作時(shí)間則是連續(xù)不停頓的。正常情況下,轉(zhuǎn)爐工作的時(shí)間頻率以39min為一個(gè)周期,中間還包括了14min左右的吹煉時(shí)間,而熱交換只存在與這個(gè)過程當(dāng)中,其他冶煉過程中則不再需要熱交換。在使用壽命上,鍋爐的使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽化冷卻煙道的使用壽命,這是由于汽化冷卻煙道在吹煉過程的不同階段所受到的熱負(fù)荷變化較大,使得汽化冷卻煙道在溫差較大的影響下,內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易遭到破壞,縮短其使用壽命,同時(shí),汽化冷卻煙道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和維護(hù)手段也要比鍋爐的投入力度更大。

圖1為汽化冷卻煙道水循環(huán)的工作原理示意圖,從圖中可以清晰的看到,上升管與下降管對(duì)于汽化冷卻煙道中的水流都具有阻礙作用,這是由于汽化冷卻煙道內(nèi)部存在著一定的壓力造成的。另外,汽化冷卻煙道中上升管與下降管中水的密度差為水循環(huán)提供了內(nèi)在的動(dòng)力來(lái)源,當(dāng)然,汽化冷卻煙道中也包含了強(qiáng)制水循環(huán)部分,強(qiáng)制水循環(huán)主要存在于爐口的移動(dòng)段。如果汽化冷卻煙道內(nèi)部存在高壓,則會(huì)使得水流在上升時(shí)的阻力變?nèi)?,蒸汽的體積也會(huì)隨之減小,大部分的冷卻水就會(huì)發(fā)揮其作用,增加汽化冷卻煙道的使用壽命。

在水循環(huán)的過程當(dāng)中,使水汽分離,以及為汽化冷卻煙道提供水源的都是汽包,水汽的分離過程受到多方面因素的共同作用,蒸汽的負(fù)荷,汽化冷卻煙道內(nèi)部的壓力以及可供水汽分離的空間的大小都會(huì)影響到水汽分離的最終效果。

2 汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水的原因

2.1 管道過度疲勞

汽化冷卻煙道的工作溫度通常是在50~1200℃之間,溫度的變化在3~6次/h之間,汽化冷卻煙道在長(zhǎng)期的工作運(yùn)行當(dāng)中,受到溫差變化的影響較大,且頻率較高,使得煙道內(nèi)部由于冷熱變化而產(chǎn)生了極強(qiáng)的交變內(nèi)應(yīng)力,汽化冷卻煙道的承受能力極易受到挑戰(zhàn),一旦超出汽化冷卻煙道的承受范圍,就會(huì)出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象,導(dǎo)致漏水。

2.2 管道內(nèi)部溫差較大

當(dāng)汽化冷卻煙道內(nèi)部溫度超過1300℃的時(shí)候,鍋爐管內(nèi)壁就會(huì)受到高溫氣體的烘烤,正常情況下,水循環(huán)過程會(huì)將產(chǎn)生在管內(nèi)的汽泡通過水流帶走,一旦水循環(huán)過程受到阻礙,或者上升管中的阻力過大,就會(huì)影響到汽泡的排出,汽泡也因此會(huì)附著在管壁上,逐漸變大,使管壁直接暴漏在高溫氣體下,發(fā)生干燒現(xiàn)象,而汽泡會(huì)隨水循環(huán)繼續(xù)上升,冷卻水會(huì)在這個(gè)時(shí)候補(bǔ)充上來(lái),對(duì)管壁形成較大的冷卻沖擊,管理在溫差變化較大的情況下就會(huì)出現(xiàn)環(huán)狀的裂紋,導(dǎo)致漏水。

2.3 煙道爆炸

汽化冷卻煙道在正常的工作環(huán)境下,內(nèi)部是不存在空氣的,一旦汽化冷卻煙道內(nèi)部負(fù)壓超過了正常值,就會(huì)使煙道內(nèi)部分水循環(huán)受阻,將空氣吸入到汽化冷卻煙道內(nèi)部,煤氣就有了燃燒所需要的介質(zhì),煤氣與空氣發(fā)生混合后,煙道內(nèi)的高溫足以使混合氣體燃燒,如果燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱負(fù)荷超出了汽化冷卻煙道所能承受的最大限度,煙道在內(nèi)部溫度瞬間升高的情況下,極易從內(nèi)部發(fā)生爆發(fā),煙道破損,導(dǎo)致漏水。

3 對(duì)于汽化冷卻煙道漏水現(xiàn)象的合理化建議

3.1 提高水體管理水平

首先要對(duì)汽化冷卻煙道中水循環(huán)過程中的水體質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),提高水體質(zhì)量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),制定定期取樣化驗(yàn)的管理機(jī)制,對(duì)水體質(zhì)量開展實(shí)時(shí)的監(jiān)控,另外,還要定期檢查汽化冷卻煙道內(nèi)壁水垢情況,一旦發(fā)現(xiàn)水垢厚度超過規(guī)定厚度時(shí),要及時(shí)進(jìn)行煮爐,清除內(nèi)壁污垢。

3.2 優(yōu)化排污機(jī)制

根據(jù)汽化冷卻煙道的使用情況來(lái)看,煙道的使用強(qiáng)度通常較大,因此,必須堅(jiān)持每天對(duì)煙道進(jìn)行沖洗排污,以此保證汽化冷卻煙道內(nèi)部清潔,這是預(yù)防汽化冷卻煙道發(fā)生堵塞的最有效手段之一,對(duì)于汽化冷卻煙道中的呼吸器,也要定期進(jìn)行清洗,保證至少一周換水一次。

3.3 確保汽化冷卻系統(tǒng)內(nèi)部壓力穩(wěn)定

為了保證汽化冷卻系統(tǒng)中壓力的恒定,必須根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況,科學(xué)合理地設(shè)定出PID參數(shù),水箱加熱用蒸汽,蓄熱器出口蒸汽以及汽包出口蒸汽的調(diào)節(jié)閥,使汽化冷卻煙道能夠在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下進(jìn)行工作,防止煙道內(nèi)部因壓力變化過大而發(fā)生使用疲勞的想象,影響其正常運(yùn)行。

3.4 改進(jìn)爐口微差壓的操作方法

對(duì)汽化冷卻煙道內(nèi)的負(fù)壓的有效控制,是避免煙道發(fā)生漏水的重要手段。當(dāng)轉(zhuǎn)爐處在吹煉階段的時(shí)候,轉(zhuǎn)爐入口處的壓力應(yīng)超過-18kPa,同時(shí),風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過1300轉(zhuǎn)/min。當(dāng)轉(zhuǎn)爐處在非吹煉階段時(shí),轉(zhuǎn)爐入口壓力要高于-5kPa,這樣一來(lái),就能夠有效地控制爐口壓力,避免爆炸的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水是極其普遍的現(xiàn)象,只要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況,實(shí)時(shí)地調(diào)整現(xiàn)有的管理和檢驗(yàn)制度,控制好煙道的內(nèi)部壓力,保證水體的質(zhì)量,就可以有效地遏制漏水現(xiàn)象的再次發(fā)生,提高設(shè)備整體的工作效能。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉曉景,汪貴明.汽化冷卻煙道漏水原因分析及解決措施[J].甘肅科技,2013(6):10-11.

篇9

一、以形象思維為切入點(diǎn),帶動(dòng)學(xué)生的思維發(fā)展,提高學(xué)習(xí)效率

地理學(xué)科的學(xué)習(xí)主要通過典型的地理現(xiàn)象領(lǐng)悟抽象的地理原理,需要學(xué)生有高度的思維能力和概括能力。這種能力的形成是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,需要逐步完成由形象思維到抽象思維的過渡,從而形成開闊而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡乩硭季S,綜合分析某一地理現(xiàn)象中所包含的地理要素以及各要素之間的互相影響、互相制約的關(guān)系。教師要結(jié)合學(xué)生思維發(fā)展的特點(diǎn),以形象思維作為啟發(fā)學(xué)生抽象思維發(fā)展的起點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生思維逐漸由形象向抽象過渡。這就要求教師要善于借助教學(xué)儀器、示意圖、多媒體圖片、三維動(dòng)畫等多種形式,以直觀的形象展示和原理演示,讓抽象的地理現(xiàn)象、地理原理直觀化、形象化。比如,“全球氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動(dòng)”的內(nèi)容,僅靠學(xué)生對(duì)課本的閱讀、教師的口頭講解,難以突破學(xué)習(xí)目標(biāo)、達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。教師要讓學(xué)生通過親手繪制熱力環(huán)流簡(jiǎn)圖、北半球三圈環(huán)流和風(fēng)帶示意圖、南半球三圈環(huán)流和風(fēng)帶示意圖,理解地球上七個(gè)氣壓帶、六個(gè)風(fēng)帶的位置,并結(jié)合課本上的氣壓帶、風(fēng)帶移動(dòng)示意圖,分析造成氣壓帶、風(fēng)帶移動(dòng)的原因,總結(jié)其移動(dòng)的規(guī)律,在學(xué)生頭腦中形成完整并具有動(dòng)感的畫面。

二、創(chuàng)新教學(xué)方法,提升學(xué)生的思維能力,促進(jìn)學(xué)習(xí)方法改變

傳統(tǒng)教學(xué)中,教師仔細(xì)講、學(xué)生認(rèn)真聽是課堂的主要學(xué)習(xí)模式,這種模式既不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,也難以做到針對(duì)學(xué)情有的放矢。新課程理念倡導(dǎo)自主、合作、探究的課堂學(xué)習(xí)模式,強(qiáng)調(diào)突出學(xué)生的主體地位,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。教師要以問題為推力促使學(xué)生與課本充分“對(duì)話”,讓學(xué)生通過閱讀、思考、整理、加工等一系列過程,提取信息,解決問題。對(duì)于那些有難度的問題,提倡學(xué)生通過小組成員的合作、交流,進(jìn)一步探討各自獲得的知識(shí)正確與否。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,學(xué)生進(jìn)行熱烈的討論,思維與思維發(fā)生激烈的碰撞,一部分錯(cuò)誤的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)被淘汰,學(xué)生的知識(shí)得到進(jìn)一步整理、加工和鞏固。通過生生合作無(wú)法解決的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生將其整理出來(lái),作為師生合作、交流的重點(diǎn),在教師的引導(dǎo)、講解下不斷突破。由于這些高難度的知識(shí)點(diǎn)都是學(xué)生自己提出來(lái)的,更能吸引學(xué)生注意,課堂教學(xué)重難點(diǎn)更加突出,學(xué)習(xí)效果能夠得以保證。比如,在學(xué)習(xí)“自然界的水循環(huán)”時(shí),教師結(jié)合課本內(nèi)容,出示幾個(gè)能促進(jìn)學(xué)生閱讀與思考的問題:1.河流的補(bǔ)給可能涉及哪幾種水?2.假如河流水位與湖泊水位有差異,分析他們的補(bǔ)給關(guān)系。3.水循環(huán)發(fā)生在哪些水體之間?4.水循環(huán)發(fā)生的領(lǐng)域有哪些?5.水循環(huán)的過程中有哪些主要環(huán)節(jié)?6.水循環(huán)的地理意義是什么?這些問題由淺入深、由整體到局部、由現(xiàn)象到本質(zhì),既能促使學(xué)生有目的地閱讀、有針對(duì)性地討論,又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生間的合作、探討,加深了學(xué)生對(duì)問題思考的深度和廣度,也增加了學(xué)習(xí)的趣味性,學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)獲取與探究,學(xué)習(xí)效率自然會(huì)得到提高。

三、結(jié)合實(shí)際問題,增加學(xué)生思維的綜合性,促進(jìn)學(xué)習(xí)的飛躍

篇10

關(guān)鍵詞:水循環(huán)經(jīng)濟(jì);開發(fā)利用;可持續(xù)發(fā)展;發(fā)展模式

水是重要的自然資源,是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的必要資源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,“水危機(jī)”日益顯現(xiàn),人們對(duì)于水資源的開發(fā)利用研究也經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過程。起初人們對(duì)水資源的研究?jī)H僅局限于對(duì)水資源的開發(fā)利用,研究水資源的時(shí)空分布規(guī)律和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即著重于水資源自然屬性的研究。隨著人類的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展,特別是現(xiàn)代科技革命,使人們對(duì)水資源的研究產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍,逐步從水資源自然屬性的研究過渡到水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性研究,從社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度廣泛開展對(duì)水資源合理開發(fā)利用研究,這些研究領(lǐng)域包括水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究、水環(huán)境安全的研究、水權(quán)水價(jià)的研究、水資源管理體制的研究等。隨著水資源的日益短缺,以水資源的節(jié)約使用、清潔生產(chǎn)、水循環(huán)利用、污水資源化為核心的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與發(fā)展模式的研究逐漸成為當(dāng)今水資源合理開發(fā)利用研究的最新方向。

1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念與特征

1.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念

關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念,到目前為止學(xué)術(shù)界并未明確提出,大多數(shù)是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念基礎(chǔ)上,從城市或產(chǎn)業(yè)的角度提出了一些近似的概念。

陳琨[1]從實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式方面,提出水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)該至少包括兩層內(nèi)涵:一是在用水環(huán)節(jié),對(duì)于跑、冒、滴、漏、污實(shí)現(xiàn)最小量化,最大限度地實(shí)現(xiàn)水的凈化、回收、循環(huán)利用,達(dá)到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循環(huán)規(guī)律,在區(qū)域范圍內(nèi),通過經(jīng)濟(jì)、工程技術(shù)、立法等手段調(diào)整水的時(shí)空合理分布和利用,維護(hù)水的自然循環(huán)系統(tǒng),使水資源得以永續(xù)利用。張鋇[2]從社會(huì)水循環(huán)的角度,提出了水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念,他認(rèn)為,水產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)是一種在對(duì)水資源不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,其中污水處理資源化、減量化和無(wú)害化,是水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一條重要原則和標(biāo)志。

正確而又合理的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)定義是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析、核算與制定水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的基礎(chǔ)。綜上所述,在對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)及其應(yīng)用這一研究過程中,雖然各位學(xué)者給水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所下的定義,規(guī)定的研究對(duì)象、研究范圍等都有所不同,然而隨著社會(huì)的進(jìn)步和研究成果的大量問世,彼此間的差異將逐步縮小。本文認(rèn)為,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)首先是一種先進(jìn)的水資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,它是建立在社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想,按照水資源節(jié)約、水環(huán)境友好的原則,在人們?cè)谏a(chǎn)和生活過程中,在水資源開發(fā)利用的各個(gè)環(huán)節(jié),始終貫穿“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則,重視采用新技術(shù)、新材料、新工藝,并以完善的制度建設(shè)、管理體制、運(yùn)行機(jī)制和法律體系為保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地減輕和降低污染,來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。

1.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征

根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的定義,通過傳統(tǒng)水資源利用模式和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的對(duì)比分析可以得出,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為一種先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式具有如下特征。

1.2.1發(fā)展目標(biāo)上追求效率、效益和可持續(xù)的統(tǒng)一性

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在發(fā)展目標(biāo)追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一,要求水資源利用模式必須按這三大目標(biāo)進(jìn)行重新構(gòu)建。

(1)效率特征要求水資源利用注重節(jié)水,節(jié)水應(yīng)在不降低人民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力的前提下,在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐下,采取綜合措施減少用水過程中的損失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水資源。

(2)效益特征表現(xiàn)在中觀上水資源配置的高效益,要構(gòu)建節(jié)水型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和節(jié)水型社會(huì)系統(tǒng)。例如,非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的用水效益大大高于農(nóng)業(yè),低耗水產(chǎn)業(yè)的用水效益高于高耗水產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)作物的用水效益高于種植業(yè),這要求通過結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化配置水資源,將水從低效益用途配置到高效益領(lǐng)域,提高單位水資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

(3)可持續(xù)性是指水資源利用充分考慮了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),不以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià),這是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式追求的最高目標(biāo)。可持續(xù)性主要體現(xiàn)在宏觀層面,要求區(qū)域發(fā)展與水資源承載能力相適應(yīng),塑造持續(xù)發(fā)展型社會(huì);要求一個(gè)流域或地區(qū)量水而行,以水定發(fā)展,打造與當(dāng)?shù)刭Y源稟賦相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);要求通過統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局和精心管理,協(xié)調(diào)好生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水的關(guān)系,將農(nóng)業(yè)、工業(yè)的結(jié)構(gòu)布局和城市人口的發(fā)展規(guī)??刂圃谒Y源承載能力范圍之內(nèi)。

1.2.2管理環(huán)節(jié)上追求供水、用水和排水等環(huán)節(jié)的健康循環(huán)

發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環(huán)境,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和途徑都應(yīng)追求健康循環(huán),且貫穿于整個(gè)水的社會(huì)循環(huán)過程中。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的健康、良性循環(huán)特征體現(xiàn)在水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中,需要貫徹以下三個(gè)基本原則。

(1)輸入端的減量化原則(Reduce)。要求在供水環(huán)節(jié),減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)流程的水資源量,即用較少的水資源投入滿足既定的生產(chǎn)或消費(fèi)需求,在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的源頭就做到節(jié)約水資源和減少污染。在生產(chǎn)中,要求采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、節(jié)水技術(shù)和節(jié)水實(shí)踐,從而減少生產(chǎn)過程中對(duì)水資源的需求量;在生活中,要求人們使用節(jié)水器具和采用節(jié)水實(shí)踐來(lái)減少對(duì)水資源的過度需求,從而達(dá)到減少?gòu)U水排放的目的。

(2)過程控制的再利用原則(Reuse)。為了提高水資源的利用效率,要求從上一工序或過程排出的水資源能夠直接為下一工序或過程所用,水資源在生產(chǎn)過程中盡量多次重復(fù)利用。在生產(chǎn)中,要求企業(yè)采用清潔生產(chǎn)和先進(jìn)技術(shù),以便于排出的水能夠不經(jīng)任何處理就能為另一用途所用;在生活中,鼓勵(lì)人們采取措施將生活水重復(fù)使用后用于沖廁、灌溉等用途。

(3)輸出端的再循環(huán)原則(Recycle)。要求生產(chǎn)和消費(fèi)過程中的污水重新變成可以利用的資源而不是無(wú)用的廢水。廢水資源化通常有兩種方式:一是水資源循環(huán)利用后形成與原來(lái)相同的產(chǎn)品,二是水資源循環(huán)利用后形成不同的新產(chǎn)品,廢水資源化后形成不同的產(chǎn)品可用于不同的用途。再循環(huán)原則要求水資源相關(guān)者將失去功能的廢水恢復(fù)功能,從而可以再利用,以使水資源整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)閉合。

1.2.3利用手段上追求科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與行政手段的一體化

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,如果沒有先進(jìn)技術(shù)的輸入,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所追求的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境多目標(biāo)將難以從根本上實(shí)現(xiàn)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支持體系由五類構(gòu)成,包括替代技術(shù)、減量化技術(shù)、再利用技術(shù)、污水資源化技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)等。

有效的經(jīng)濟(jì)政策是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力和必要保障。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式要求應(yīng)充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制對(duì)水資源配置的基礎(chǔ)作用,充分利用價(jià)格、稅收和財(cái)政等各種經(jīng)濟(jì)手段,包括建立征收水資源稅制度、上下游生態(tài)補(bǔ)償制度、污水資源化稅收優(yōu)惠制度等,從而實(shí)現(xiàn)符合水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的3R原則。

法律和法規(guī)作為一種強(qiáng)制手段可以有效地推動(dòng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也是所有發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的重要手段。從目前法制建設(shè)的需要來(lái)看,我國(guó)在水循環(huán)經(jīng)濟(jì)立法中存在著很多立法空白,極大地影響了水資源循環(huán)利用的順利進(jìn)行,迫切需要制定新的法律法規(guī)來(lái)規(guī)范各種水資源利用的行為,例如:建立《節(jié)水型社會(huì)基本法》、《污水資源化利用管理?xiàng)l例》等法律和制度,是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在管理手段上的重要特點(diǎn)。2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

在水循環(huán)的研究與實(shí)踐應(yīng)用方面,近年來(lái)許多國(guó)家和地區(qū)結(jié)合自己的實(shí)際做了大量的工作。這些國(guó)家和地區(qū)包括:澳大利亞、美國(guó)、加拿大、納米比亞、日本、歐盟成員國(guó)以及西亞、非洲、拉丁美洲等國(guó)家。Asano等[3]認(rèn)為水資源需求的數(shù)量和調(diào)配的范圍隨著人類生活與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷擴(kuò)大,一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展需要擴(kuò)展水資源的調(diào)配范圍;另一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展也提高了調(diào)水的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力。Metcalf[4]從污水再生的角度系統(tǒng)論述了污水處理、處置和回用的基本原理。Beekman[5]從節(jié)水減污的角度系統(tǒng)論述了水體保護(hù)、循環(huán)利用的基本原理。Lund[6]對(duì)調(diào)水的成本與風(fēng)險(xiǎn)交易以及對(duì)自然、經(jīng)濟(jì)的影響進(jìn)行了分析。Glenn-Marie[7]建立了國(guó)家層面水資源循環(huán)體系和水實(shí)物量核算投入產(chǎn)出表,并用于南部非洲國(guó)家(如納米比亞)的水資源核算,進(jìn)而分析水資源對(duì)各部門經(jīng)濟(jì)的影響,提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。

其中,澳大利亞無(wú)論在水循環(huán)研究方面,還是實(shí)踐方面,都頗為成功。從1977年開始,澳大利亞有關(guān)部門便開始著手再生水項(xiàng)目的可行性研究,為了成功舉辦2000年悉尼奧運(yùn)會(huì),澳大利亞政府相繼出臺(tái)了《國(guó)家水資源管理戰(zhàn)略框架》和《NSW城市和社區(qū)循環(huán)水利用導(dǎo)則》,并建立了相應(yīng)的循環(huán)水管理機(jī)構(gòu)、管理制度和標(biāo)準(zhǔn);目前,在澳大利亞大約有500個(gè)污水處理廠,其中有一半從事循環(huán)水的開發(fā),每年大約有150GL到200GL的廢水被循環(huán)利用。2004年,在澳大利亞國(guó)會(huì)資助下,澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程學(xué)院出版了《澳大利亞的水循環(huán)研究》報(bào)告。這份研究報(bào)告介紹了澳大利亞當(dāng)前水循環(huán)利用情況,主要強(qiáng)調(diào)生活和工業(yè)廢水的處理程度和循環(huán)利用問題。報(bào)告討論了一系列問題,既有國(guó)際的,又有國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn),并提出了未來(lái)水循環(huán)利用和管理的24條建議:水循環(huán)的定義、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要性、循環(huán)水的水權(quán)問題、相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)的修訂和建立、循環(huán)水項(xiàng)目的可行性研究、循環(huán)水成本與價(jià)格方案與操作辦法、對(duì)污水處理過程的技術(shù)創(chuàng)新、循環(huán)水項(xiàng)目的投融資方式、國(guó)家水資源管理機(jī)構(gòu)改革、公眾參與循環(huán)水項(xiàng)目的必要性等[8]。

隨著水資源的日益緊缺,在中國(guó),許多城市將廢水循環(huán)利用作為滿足日益增長(zhǎng)水資源需求的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施,對(duì)于水資源節(jié)約利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)利用的研究也逐漸開展起來(lái),但仍處于起步階段,研究深度不夠,成果較少。代表成果主要有:陳志愷[9]的“堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)研究”,賈紹鳳[10]的“社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)研究進(jìn)展”和陳琨[1]的“我國(guó)實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的途徑”等,這些成果對(duì)節(jié)水型社會(huì)的建立、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的研究方向、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的評(píng)價(jià)、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式進(jìn)行了研究。在實(shí)踐方面,廢水循環(huán)利用主要在以下幾方面:農(nóng)業(yè)灌溉,同時(shí)改善河流質(zhì)量;作為工業(yè)冷卻水;市政用水,如草地和樹林;酒店和居民區(qū)沖洗廁所;經(jīng)過處理的廢水再利用于城市景觀綠化;為了更加明確再生水項(xiàng)目執(zhí)行的可行性,許多水資源短缺和污染嚴(yán)重的城市,如北京、天津、太原、大連和青島,已選擇部分地方和工業(yè)園區(qū)作為試點(diǎn)。

綜上所述,隨著水資源危機(jī)逐漸加劇以及人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的追求,傳統(tǒng)的以“擴(kuò)大水資源供給”為目的的工程水利管理方式以及對(duì)水資源不合理的開發(fā)、利用方式已經(jīng)不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)水資源合理開發(fā)利用的要求。傳統(tǒng)的單一管理方式逐步向水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變,水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系的研究也逐步由過去的單一水文學(xué)向多學(xué)科交叉延伸。

3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的新理論支柱

關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的理論基礎(chǔ)呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展理論、物質(zhì)代謝理論以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論逐步成為該領(lǐng)域研究的主要理論支柱。

3.1可持續(xù)發(fā)展理論

產(chǎn)業(yè)革命以來(lái),人類活動(dòng)對(duì)自然的兩重性愈加明顯,隨著人口問題、資源問題、環(huán)境問題——即全球問題的提出,可持續(xù)發(fā)展成為我國(guó),也成為全世界二十一世紀(jì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主題。這就要求要將水資源合理開發(fā)利用提高到人口、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境共同協(xié)調(diào)發(fā)展的高度來(lái)認(rèn)識(shí)。可見,“可持續(xù)發(fā)展”的思想將推進(jìn)水資源的開發(fā)和管理,并由此構(gòu)成未來(lái)水資源管理的新理論。

首先,可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用要關(guān)注流域尺度或區(qū)域驚尺度的可持續(xù)發(fā)展。由于水資源與水環(huán)境系統(tǒng)以流域尺度為基本單元,可持續(xù)發(fā)展在協(xié)調(diào)水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系時(shí),必須以流域整體思想為指導(dǎo)?;謴?fù)和逐步改善流域水資源環(huán)境系統(tǒng)的功能,是謀求可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

其次,可持續(xù)發(fā)展理論要求定量描述并分析水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系,使得水環(huán)境核算研究成為當(dāng)前水環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的最前沿課題。水環(huán)境核算包括實(shí)物量核算與價(jià)值量核算,實(shí)物核算是建立在水循環(huán)定量分析的基礎(chǔ)上,用實(shí)物單位描述經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與水資源的輸入輸出關(guān)系;價(jià)值核算集中在水環(huán)境價(jià)值的內(nèi)涵、類型及量化方法上,水資源價(jià)值核算將為水權(quán)、水價(jià)、排污權(quán)等水環(huán)境保護(hù)市場(chǎng)機(jī)制的形成奠定理論基礎(chǔ)。

最后,可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度考慮。循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為生態(tài)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式,在全球范圍受到廣泛的重視,是對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。

3.2物質(zhì)代謝理論

人類社會(huì)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)方式在不同時(shí)期的動(dòng)態(tài)演進(jìn),也是人類對(duì)自然世界不斷進(jìn)行改造的歷史。早在19世紀(jì)中葉,馬克思就曾注意到城市迅速發(fā)展導(dǎo)致養(yǎng)分循環(huán)代謝斷裂的問題(MetabolicRift),并且指出人類社會(huì)與自然界之間存在著相互制約、相互影響的重要生態(tài)關(guān)聯(lián)[11]。但這以后,很少有學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出物質(zhì)代謝研究的重要思想或分析方法。

直到20世紀(jì)60年代,Kneese與Ayres以及Leontief等經(jīng)濟(jì)學(xué)家重新意識(shí)到現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中物質(zhì)代謝過程的重要性,明確指出應(yīng)當(dāng)盡早開展關(guān)于物質(zhì)流系統(tǒng)的研究,并且基于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和投入產(chǎn)出方法分別提出了物料平衡分析的初步方法,用以解釋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)與消費(fèi)以及外部性問題,從而推動(dòng)了物質(zhì)代謝研究開始逐漸應(yīng)用于識(shí)別產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)致的環(huán)境影響。1988年Ayres首次提出物質(zhì)代謝(IndustrialMetabolism,也叫產(chǎn)業(yè)代謝)的概念,并且指出所謂物質(zhì)代謝就是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)用勞動(dòng)力要素將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品與廢物的一系列物質(zhì)過程的集合,這標(biāo)志著物質(zhì)代謝研究范疇正式確立并得到廣泛認(rèn)可[12]。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代,產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的建立和進(jìn)一步發(fā)展為物質(zhì)代謝理論和成果應(yīng)用提供了切實(shí)的理論依據(jù),促進(jìn)了現(xiàn)代物質(zhì)代謝分析技術(shù)的發(fā)展與繁榮,使得人們逐漸認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有的物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)模式,即物質(zhì)社會(huì)代謝的結(jié)構(gòu)與組織形式,是導(dǎo)致人類社會(huì)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間尖銳沖突的本質(zhì)根源。由此,以優(yōu)化或重組物質(zhì)代謝過程為目標(biāo),從根本上轉(zhuǎn)變現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)使之更加符合自然生態(tài)規(guī)律,已成為實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展道路的主流方向之一。同樣,水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究也需要分析生產(chǎn)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的水資源物質(zhì)流代謝過程,從根本上提出符合水資源節(jié)約、高效的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,因此,物質(zhì)代謝理論成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的基礎(chǔ)理論之一。

3.3產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論

產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)主要以物質(zhì)和能量代謝為主要研究?jī)?nèi)容。其主要采用物質(zhì)利用強(qiáng)度、物質(zhì)生產(chǎn)力、循環(huán)利用率三種指標(biāo)分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)代謝效率[13]。以生產(chǎn)部門的水資源為例,物質(zhì)利用強(qiáng)度通過分析部門水資源消耗強(qiáng)度與其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出在整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中所占比例,識(shí)別水資源利用效率;物質(zhì)生產(chǎn)力則將水資源投入作為生產(chǎn)力要素之一,采用單位水資源的產(chǎn)品或產(chǎn)值指標(biāo)來(lái)衡量水資源生產(chǎn)力水平。水資源利用強(qiáng)度越低、水資源生產(chǎn)力水平越高,說明經(jīng)濟(jì)體系對(duì)于水資源投入的依賴性越小,系統(tǒng)的封閉性越好;水資源循環(huán)利用率則用于表征經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的“廢水”或“水污染物”的再循環(huán)、再利用程度,循環(huán)利用率越高,說明耗散損失進(jìn)入環(huán)境的水污染物越小,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水資源、水環(huán)境的壓力就越小,而系統(tǒng)的穩(wěn)定性也越高。

應(yīng)當(dāng)指出,雖然自然生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成與運(yùn)行模式為重新組織現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式與消費(fèi)提供了一個(gè)參照系,但是到目前為止產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)并未提出標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式來(lái)保證這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),目前關(guān)注的焦點(diǎn)問題主要包括:(1)自然生態(tài)系統(tǒng)的資源代謝過程的組織和協(xié)調(diào)機(jī)理如何?對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和消費(fèi)以及污染物的循環(huán)利用有哪些現(xiàn)實(shí)意義?例如,水資源在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的代謝規(guī)律如何進(jìn)行定量描述?如何提高廢水循環(huán)利用率?(2)自然生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)分解和再利用的方式有哪些?它們對(duì)發(fā)現(xiàn)水循環(huán)利用的新途徑有哪些啟示?例如,如何避免經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中污水回收和再利用過程本身也可能導(dǎo)致的環(huán)境污染?盡管產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論尚未發(fā)展完善,但是其提出的一系列理論方法為水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式制定提供了重要參考價(jià)值,使水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行規(guī)則重構(gòu)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)成為可能和可行。4水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究新方法與手段

在對(duì)水循環(huán)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究的方法上,由于水的流動(dòng)與循環(huán),水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在不同時(shí)空尺度下進(jìn)行能量、物質(zhì)的交換并交互影響,現(xiàn)代水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究必須從系統(tǒng)的角度出發(fā),研究水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體行為、演化規(guī)律及其相互作用,從區(qū)域、流域方面加強(qiáng)水資源循環(huán)、定量分析。為此,物質(zhì)流分析技術(shù)(MaterialFlowAnalysis,MFA)與投入產(chǎn)出分析技術(shù)(Inputandoutput,I/O)成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的主流方法。

4.1物質(zhì)流分析技術(shù)(MFA)

物質(zhì)流分析是根據(jù)工業(yè)代謝和社會(huì)代謝的概念,依自然環(huán)境為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)提供的物質(zhì)輸入,通過加工、貿(mào)易、使用、回收、廢棄等過程形成的系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ),以及返回到自然環(huán)境中的物質(zhì)輸出等環(huán)節(jié)過程進(jìn)行各類物質(zhì)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)物質(zhì)守恒定律,整個(gè)系統(tǒng)中的輸入量應(yīng)等于輸出量與存儲(chǔ)量之和。物質(zhì)流分析中,主要衡量的是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的物質(zhì)投入、產(chǎn)出和物質(zhì)利用效率,只考慮通過研究系統(tǒng)邊界的物質(zhì)輸入/輸出流,而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)不再細(xì)化反映。物質(zhì)流分析提供了關(guān)于環(huán)境與經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行機(jī)制的整體理解,使得決策者能夠確定關(guān)鍵問題所在、選擇優(yōu)先控制目標(biāo)和相應(yīng)政策方案,從而通過改善整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的物質(zhì)代謝效率來(lái)解決生態(tài)環(huán)境問題。因此,物質(zhì)流分析已成為20世紀(jì)90年代以來(lái)環(huán)境管理和政策制訂的重要技術(shù)方法,廣泛為發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織所采用[14]。

從物質(zhì)流分析和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系來(lái)看,物質(zhì)流分析的調(diào)控作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)減少水資源供應(yīng)總量。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,需水的多少直接決定水資源的供應(yīng)量和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度,水資源消耗的減少意味著水資源供應(yīng)的減少,其對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的意義是極為重要的。通過物質(zhì)流分析,可以發(fā)現(xiàn)各部門、各環(huán)節(jié)水資源輸入量的多少,進(jìn)而通過技術(shù)和管理手段,不斷提高水資源利用率和增加水資源循環(huán)利用量。

(2)提高水資源利用效率。水資源利用效率反映了水資源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系,其中生產(chǎn)技術(shù)和工藝是提高水資源利用效率的核心。通過物質(zhì)流分析,我們可以分析和掌握水資源消耗和產(chǎn)值之間的關(guān)系,并通過技術(shù)、工藝改造和更新,減少水資源的消耗定額,達(dá)到盡可能少的水資源消耗獲得預(yù)期經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。

(3)增加水資源重復(fù)利用量。通過對(duì)生產(chǎn)過程的水資源利用的物質(zhì)流分析,尋求提高水資源的重復(fù)利用率的途徑,可以增加水資源的循環(huán)使用量,延長(zhǎng)水資源的使用壽命,減少水資源的初始投入,從而最終減少水資源的投入量。企業(yè)內(nèi)部、產(chǎn)業(yè)間的水資源重復(fù)利用,中水回用,雨水和污水資源化利用等都是提高水資源重復(fù)利用的重要內(nèi)容和形式。

(4)減少最終水污染排放量。實(shí)際上,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,通過提高水資源利用率、增加水資源循環(huán)利用量,不但可能減少水資源投入總量(新鮮水量),同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)減少污水排放的目的。因此,在發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過程中,可以通過提高水資源利用率和循環(huán)利用率,實(shí)行節(jié)約用水,達(dá)到減少水污染物排放的目的。

4.2投入產(chǎn)出分析技術(shù)(I/O)

投入產(chǎn)出分析起源于美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里•列昂惕夫的“投入產(chǎn)出分析”。列昂惕夫1931年開始研究“投入產(chǎn)出分析”,主要用于研究美國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),1968年聯(lián)合國(guó)把它推薦為國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算方法,現(xiàn)已在許多國(guó)家得到推廣和應(yīng)用。我國(guó)于1974年開始編制了部分產(chǎn)品的1973年投入產(chǎn)出表。一些省市和一些大中城市也編制了投入產(chǎn)出表。1988年底完成了國(guó)家1987年的投入產(chǎn)出表的編制工作。同時(shí),各省、市、自治區(qū)(除、臺(tái)灣外)也都編制了本地區(qū)的1987年投入產(chǎn)出表。這些投入產(chǎn)出表不同程度地為中央和地方各有關(guān)部門應(yīng)用于管理、決策,并取得了顯著成效[15]。

投入產(chǎn)出模型應(yīng)用于資源環(huán)境問題的研究開始于20世紀(jì)70年代,Leontief和Ford[16]用投入產(chǎn)出模型研究空氣污染問題,Carter和Ireri[17]用地區(qū)間投入產(chǎn)出模型研究加利福利亞和亞利桑那州的水資源調(diào)配問題,Thoss和Wiik[18]用投入產(chǎn)出模型研究水資源管理問題,Hendricks[19]用投入產(chǎn)出模型研究水資源的供需平衡問題,謝梅等人[20]用投入產(chǎn)出模型研究北京的城市水資源系統(tǒng),陳錫康[21]建立了山西省水資源經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出模型并研究水資源價(jià)值問題。

將水資源和環(huán)境問題納入投入產(chǎn)出模型中進(jìn)行研究,為觀察經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水資源消耗強(qiáng)度和水污染物排放強(qiáng)度(即計(jì)算水資源消耗系數(shù)和水污染物排放系數(shù))提供了前提,同時(shí)也為進(jìn)一步利用投入產(chǎn)出表的消耗系數(shù),將水資源消耗和水污染物排放置于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的普遍聯(lián)系之中,為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)流分析和價(jià)值流核算、循環(huán)水價(jià)格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以將投入產(chǎn)出模型與計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型相結(jié)合,預(yù)測(cè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各部門未來(lái)水資源消耗量和水污染物產(chǎn)生量、排放量,根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的合理化建議,為水資源可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式的探索奠定了基礎(chǔ)。

5水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的重點(diǎn)問題

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的目標(biāo)首先是建立科學(xué)的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系;其次是技術(shù)體系適宜,經(jīng)濟(jì)保持適度發(fā)展;第三是選擇合適的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式;第四是要建立良好的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制,這也是今后一個(gè)時(shí)期水循環(huán)經(jīng)濟(jì)需研究的重點(diǎn)問題。

5.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系構(gòu)建的研究

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系的構(gòu)建是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)走向?qū)嵺`的重要基礎(chǔ),需要從以下幾個(gè)方面著手:(1)不斷地尋求理論創(chuàng)新,建立起符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與方法體系,從而更好地指導(dǎo)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐;(2)加強(qiáng)對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析,從而不斷提高水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的運(yùn)行效率,促進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的推廣;(3)加強(qiáng)對(duì)于流域、區(qū)域、城市和工業(yè)園區(qū)等水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)期分析,探索水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律,并逐步試點(diǎn)示范,從而更好地服務(wù)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略與政策的制訂;(4)加強(qiáng)對(duì)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的多角度分析,如市場(chǎng)、價(jià)格、技術(shù)、規(guī)劃、法律等,從而不斷充實(shí)和完善水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容體系;(5)加強(qiáng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與相關(guān)學(xué)科的對(duì)比與借鑒研究,從而不斷推進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論的完善與發(fā)展。5.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式選擇問題的研究

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的選擇體現(xiàn)在水循環(huán)體系的各個(gè)環(huán)節(jié)之中,包括供水、生產(chǎn)和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是節(jié)水,減少對(duì)自然水資源的索取,二是減少排放,減少對(duì)自然水生態(tài)的擾動(dòng)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在人類實(shí)踐中早有應(yīng)用,如節(jié)水器具,節(jié)水的綠色建筑,還有各種中水的回用等??傮w來(lái)看,對(duì)這些模式的研究和分析還不夠深入,沒有更好地提煉總結(jié),尤其是從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度的分析還有待加強(qiáng)。由于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念出現(xiàn)的時(shí)間較短,還難以評(píng)價(jià)各種模式實(shí)施的效果,這也都需要加以系統(tǒng)分析[1]。

(1)節(jié)約用水模式研究。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪費(fèi)嚴(yán)重。可見,我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀,應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式,通過節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)行業(yè)節(jié)水的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究,通過產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,達(dá)到水資源節(jié)約利用和水環(huán)境污染控制的目的。在城鎮(zhèn),要加強(qiáng)水的循環(huán)利用研究,控城鎮(zhèn)生活的用水浪費(fèi),減少城市給水管網(wǎng)和用水器具漏水損失,充分發(fā)揮節(jié)水的潛力。要研究和分析各種節(jié)水模式的成本和效益,通過成本和效益的比較,選擇最優(yōu)的節(jié)約用水模式。

(2)清潔生產(chǎn)模式研究。近年來(lái),世界上大力推廣清潔生產(chǎn),廣泛采用循環(huán)利用經(jīng)過處理的工業(yè)廢水。由于采取這一措施,20年來(lái),日本和德國(guó)的工業(yè)用水的數(shù)量沒有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280t水中,只有14t是注入的新水,其余用的都是循環(huán)水。至2000年,我國(guó)工業(yè)廢水的重復(fù)利用率已經(jīng)達(dá)到70%以上,但與世界先進(jìn)水平的90%~95%相比,還有不少的差距。根據(jù)我國(guó)目前的工業(yè)用水效率預(yù)計(jì),2020年我國(guó)工業(yè)的年用水量將由現(xiàn)在的1100億m3增加到2000億m3,增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業(yè)用水過程的研究,多角度地選擇清潔生產(chǎn)模式,改進(jìn)工藝和流程,進(jìn)一步提高多次重復(fù)循環(huán)用水,提高用水的效率。

(3)污水資源化模式研究。工業(yè)廢水資源化的觀念是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)廢水末端治理的革命,是工業(yè)廢水治理的努力方向;城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理,分散處理的主要場(chǎng)所是居民住宅的屋頂。通過在城市建立中水系統(tǒng),將生活、生產(chǎn)污水處理之后再次使用,從而節(jié)約大量的日常用水。經(jīng)處理過的回用中水,主要可用于沖廁、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設(shè)備冷卻、工業(yè)用水及其他可接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。我國(guó)90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工業(yè)廢水)以每年6.5%的速度增加,預(yù)計(jì)到2020年城市污水產(chǎn)生量將達(dá)到600億t以上。因此,污水資源化應(yīng)是我國(guó)21世紀(jì)城市水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的著眼點(diǎn),需要大力研究污水處理技術(shù)水平和污水資源化應(yīng)用的方向。

(4)雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因,在我國(guó)北方地區(qū),尤其是西北黃土高原的部分地區(qū)極度缺水。按可利用水資源統(tǒng)計(jì),當(dāng)?shù)厝司衫盟Y源占用量只有110m3,是全國(guó)可利用水資源占有量720m3的15.3%,是世界人均可利用水資源占有量2970m3的3.7%。目前在我國(guó)的西部地區(qū)有近1000萬(wàn)人的飲用水極度困難。數(shù)百年來(lái),西部地區(qū)居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經(jīng)驗(yàn),使他們得以在這里生存。面對(duì)發(fā)展的需要,這種傳統(tǒng)的集水方式受到了資金短缺的制約。為此,今后需要大力開展對(duì)西北地區(qū)雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。

(5)海水淡化模式研究。我國(guó)擁有1萬(wàn)8千多公里的海岸線和300多萬(wàn)平方公里的海洋管轄區(qū),海水利用和淡化是解決淡水緊缺問題的有效途徑。據(jù)測(cè)算,中國(guó)城市的用水中約80%是工業(yè)用水,工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。如果能夠用海水替代現(xiàn)有工業(yè)冷卻用淡水總用量的30%,就可以使沿海城市節(jié)約近20%的淡水資源,同時(shí)減少冷卻水對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)的海水淡化起步于20世紀(jì)60年代,目前在技術(shù)上還不夠成熟。今后,需要加強(qiáng)對(duì)海水淡化技術(shù)、海水對(duì)工業(yè)設(shè)備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產(chǎn)業(yè)化等方面的研究,使海水淡化利用成為我國(guó)解決缺水問題的重要選擇之一。

5.3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新問題的研究

“節(jié)流”與“開源”是解決水資源短缺的兩個(gè)主要途徑,在水資源供應(yīng)不斷減少的今天,其核心在于水的循環(huán)利用,即通過污水資源化、雨水資源化、節(jié)約用水等措施,增加水資源的間接供應(yīng),盡量減少水的使用量,這樣不僅可以減少無(wú)效需求,減輕供水壓力,還可以相應(yīng)減少污水排放和污水處理的負(fù)擔(dān),減少對(duì)環(huán)境的污染。為此,循環(huán)用水可以說是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要戰(zhàn)略措施。循環(huán)用水需要采取工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理等各項(xiàng)綜合措施,特別需要不斷更新的污水處理技術(shù)、節(jié)水技術(shù)與設(shè)備的支持。

技術(shù)創(chuàng)新是為了實(shí)現(xiàn)一定的系統(tǒng)目標(biāo),考慮系統(tǒng)內(nèi)外客觀因素的制約,對(duì)各種可能得到的技術(shù)手段進(jìn)行分析比較,不斷研究和尋找新的最佳方案。對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)創(chuàng)新研究,主要是從事技術(shù)科學(xué)的學(xué)者,要將水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念與思路引入水的供應(yīng)、輸送、使用、排放、處理和回用等過程中,通過對(duì)循環(huán)過程中水資源消耗、水循環(huán)利用、污水處理、水污染排放的分析,提出減量化、再使用、再循環(huán)的工程流程或技術(shù)建議。

例如,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中用水部門與行業(yè)中,各用水部門與行業(yè)都存在節(jié)水技術(shù)與相關(guān)設(shè)備;在污水處理廠,要實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用,必須不斷更新處理設(shè)施和技術(shù),以提高污水的處理水平;同樣,要實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用,需要對(duì)飲用水、循環(huán)水的管道系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度,還需要考慮不同技術(shù)項(xiàng)目的成本與效益,如引入新的生產(chǎn)流程與工藝以提高水循環(huán)利用效率所需要的投入及預(yù)期產(chǎn)出。對(duì)于企業(yè)和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看,還要對(duì)比分析采取水循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)期成本和短期成本,從而確定水循環(huán)技術(shù)的可行性。這些工作,需要根據(jù)各地的水資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、科學(xué)技術(shù)水平等因素,對(duì)各類循環(huán)水的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的分類,并提出相關(guān)的技術(shù)識(shí)別評(píng)價(jià)指標(biāo),以為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。