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水循環(huán)定義范文第1篇

安全是危害或?yàn)?zāi)害的反義詞，它與危害（或?yàn)?zāi)害）的風(fēng)險(xiǎn)緊密聯(lián)系。危害（或?yàn)?zāi)害）的風(fēng)險(xiǎn)愈小，安全度就愈高，反之亦然。水安全問(wèn)題通常指相對(duì)人類(lèi)社會(huì)生存環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)生的水的危害問(wèn)題。例如，水多了（發(fā)生洪水災(zāi)害，導(dǎo)致人的財(cái)產(chǎn)損失，人口死亡問(wèn)題）、水少了（發(fā)生干旱、水資源短缺以及引起的生態(tài)環(huán)境退化、人類(lèi)生存環(huán)境損失）和水臟了（水污染導(dǎo)致的病害健康問(wèn)題、人口死亡問(wèn)題）。

中國(guó)是降水時(shí)空分配非常不均勻、“水“的問(wèn)題十分突出的發(fā)展中國(guó)家。水多了（洪澇災(zāi)害）、水少了（干旱、水資源短缺）和水臟了（水污染問(wèn)題）業(yè)已成為制約中國(guó)可持續(xù)發(fā)展最為重要的限制因子，其緊急程度已經(jīng)危及人類(lèi)基本環(huán)境和生存問(wèn)題和國(guó)家發(fā)展利益的安全問(wèn)題。

在水安全問(wèn)題研究中，水資源安全問(wèn)題是最為重要的一個(gè)方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產(chǎn)生對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類(lèi)生存環(huán)境的危害問(wèn)題。20世紀(jì)末，不滿(mǎn)足可持續(xù)水資源利用的模式和環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源安全問(wèn)題，業(yè)已引起國(guó)際各國(guó)政府的高度重視。2000年3月，在荷蘭海牙(Hague)召開(kāi)了“第二屆世界水論壇及部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議”。會(huì)議主題是：水的安全：從洞察到行動(dòng)，全世界140多個(gè)國(guó)家首腦或部長(zhǎng)，3000名科學(xué)家出席會(huì)議。21世紀(jì)水安全面臨7個(gè)主要挑戰(zhàn)[23]：

（1）滿(mǎn)足基本需求（meetingbasicneeds）

（2）保護(hù)生態(tài)（protectingecosystems）

（3）食品安全（securingthefoodsupply）

（4）水資源共享（sharingwaterresources）

（5）處理災(zāi)害（dealingwithhazards）

（6）水的價(jià)值(valuingwater)

（7）科學(xué)管水(governingwaterwisely)

因此，水資源安全已經(jīng)成為水資源研究的國(guó)家前沿?zé)狳c(diǎn)，受到世界范圍的注目。

水資源安全問(wèn)題研究主要有：水資源安全的范疇，水資源安全的度量，水資源安全評(píng)價(jià)和水資源安全保障體系的建設(shè)等方面。從學(xué)術(shù)研究，水資源安全的度量最為關(guān)鍵。核心問(wèn)題是：回答如何量度水資源安全程度和如何保證水資源安全？我們的觀(guān)點(diǎn)是：水資源承載力是水資源安全的基本度量。因此，研究水資源承載力對(duì)于認(rèn)識(shí)和建設(shè)水資源安全保障體系尤為重要。

“承載力”一詞，亦稱(chēng)“承載能力”（CarryingCapacity），起源于生態(tài)學(xué)，用以衡量特定區(qū)域在某一環(huán)境條件下可維持某一物種個(gè)體的最大數(shù)量[1]。隨著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全球資源環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，人們逐漸認(rèn)識(shí)到自然資源是支持地球上生命系統(tǒng)和人類(lèi)生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其量和質(zhì)是有限的，它們滿(mǎn)足人類(lèi)現(xiàn)在與未來(lái)發(fā)展需要的能力也是有限的。關(guān)于生態(tài)承載力的一個(gè)較早的概念，是由世界自然保護(hù)同盟（IUCN）聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）及世界野生生物基金會(huì)WWF在其出版的《保護(hù)地球》一書(shū)中提出的。他們把承載能力定義為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所能支持的健康有機(jī)體即在維持它的生產(chǎn)力、適應(yīng)能力和再生能力的容量。后了“承載力”概念得到延伸發(fā)展，比較多地用于說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、資源系統(tǒng)承受發(fā)展和特定活動(dòng)能力的限度。因此，生態(tài)承載力、環(huán)境承載力、資源承載力等諸多概念也相繼出現(xiàn)。

1974年，Bishop在《環(huán)境管理中的承載力》一書(shū)中指出“環(huán)境承載力表明在維持一個(gè)可以接受的生活水平的前提下，一個(gè)區(qū)域所能永久地承載的人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈程度”[2]；高吉喜（2000）在其關(guān)于生態(tài)承載力的研究別指出：環(huán)境承載力是指在一定生活水平和環(huán)境質(zhì)量要求下，在不超出生態(tài)系統(tǒng)彈性限度條件下環(huán)境子系統(tǒng)所能承納的污染物數(shù)量以及可支撐的經(jīng)濟(jì)規(guī)模與相應(yīng)人口數(shù)量[3]。此外，一些學(xué)者還從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、發(fā)展等方面對(duì)全球承載力進(jìn)行了探討（Cohen，J.E.,1995；Sagoff,M,1995；Daly，H.E.，1995，1996）[4][5][6]。然而無(wú)論是生態(tài)承載力、環(huán)境承載力抑或全球（區(qū)域）承載力都是一個(gè)比較泛化的概念，如何描述和量化，實(shí)施和操作性不強(qiáng)，目前的研究還不深入。事實(shí)上，在對(duì)作為生態(tài)環(huán)境組成要素的各項(xiàng)自然資源的承載力問(wèn)題還沒(méi)有完全解決的時(shí)候，是無(wú)法對(duì)生態(tài)環(huán)境承載力做更深入的研究的。

相比之下，當(dāng)前對(duì)資源承載力的研究則獲得了更多學(xué)者的關(guān)注。對(duì)自然資源承載力的研究主要集中于土地、水和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源方面。1949年美國(guó)的Allan將土地資源承載力定義為：“在維持一定水平并不引起土地退化的前提下，一個(gè)區(qū)域能永久地供養(yǎng)人口數(shù)量及人類(lèi)活動(dòng)水平”。50-70年代，國(guó)外許多學(xué)者探討了土地承載力的計(jì)算依據(jù)為：在確保不會(huì)對(duì)土地資源造成不可逆的負(fù)面影響的前提下，土地的生產(chǎn)潛力能容納的最大人口數(shù)量。同時(shí)，對(duì)承載力的研究從靜態(tài)轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)，Millington等應(yīng)用多目標(biāo)決策分析方法，以各種資源（土地、水、氣候、能源等）對(duì)人口數(shù)量的限制，計(jì)算了澳大利亞的土地資源承載力。1986年我國(guó)也開(kāi)始了題為“中國(guó)土地資源生產(chǎn)力及人口承載量”的研究，研究者認(rèn)為土地資源承載力通常是指：一個(gè)區(qū)域在一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下，土地用于食物生產(chǎn)所能供養(yǎng)的人口數(shù)量；或在一定生產(chǎn)條件下，土地資源生產(chǎn)力所能承載一定生活水平下的人口限度。由此，關(guān)于土地和水資源承載力的研究在中國(guó)全面展開(kāi)[7]。

承載力概念的演化與發(fā)展是對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)問(wèn)題的反應(yīng)與變化結(jié)果。在不同的發(fā)展階段，產(chǎn)生了不同的承載力概念和相應(yīng)的承載力理論。如針對(duì)環(huán)境問(wèn)題，人們提出了環(huán)境承載力的概念與理論，針對(duì)土地資源短缺問(wèn)題，人們提出了土地資源承載力的概念與理論。而“水資源承載力”一詞，則是隨著水問(wèn)題的日益突出由我國(guó)學(xué)者在80年代末提出來(lái)的。水資源承載力是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)持續(xù)發(fā)展過(guò)程中各種自然資源承載力的重要組成部分，且往往是水資源緊短和貧水地區(qū)支持人口與發(fā)展的“瓶頸”,它對(duì)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)綜合發(fā)展和發(fā)展規(guī)模有至關(guān)重要的影響。進(jìn)入90年代以來(lái)，在地區(qū)和國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路已是普遍的共識(shí)，而水資源短缺與“水資源安全”問(wèn)題也已成為影響可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素，作為可持續(xù)發(fā)展研究和水資源安全戰(zhàn)略研究中的一個(gè)基礎(chǔ)課題，水資源承載力研究已引起學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注并成為當(dāng)前水資源科學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)研究問(wèn)題。

2．水資源承載力的定義

水資源承載力最早是源自生態(tài)學(xué)中的“承載能力”（CarryingCapacity）一詞，是自然資源承載力的一部分。近年來(lái)，我國(guó)不少學(xué)者在資源承載力、環(huán)境承載力等概念的基礎(chǔ)上對(duì)水資源承載力的定義進(jìn)行了更深入的探討，茲選取幾個(gè)有代表性的例子列舉如下：

（1）在某一歷史發(fā)展階段的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平條件下，水資源對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大支撐能力[8]。（劉燕華，1999）

（2）某一歷史發(fā)展階段，以可預(yù)見(jiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原則，以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件，在水資源得到合理開(kāi)發(fā)利用下，該地區(qū)人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大容量[9]。（李令躍，2000）

（3）一個(gè)流域、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家，在不同階段的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下，在水資源合理開(kāi)發(fā)利用的前提下，當(dāng)?shù)厮Y源能夠維系和支撐的人口、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境規(guī)模總量[10]（何希吾，2000）。

（4）一定的區(qū)域內(nèi)，在一定的生活水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下，天然水資源的可供水量能夠支持人口、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的能力或限度[2]。（馮尚友，2000）

（5）可理解為某一區(qū)域的水資源條件在“自然-人工”二元模式影響下，以可預(yù)見(jiàn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平及水資源的動(dòng)態(tài)變化為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原則，以維護(hù)生態(tài)良性循環(huán)發(fā)展為條件，經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化配置，對(duì)該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能提供的最大支撐能力。（惠泱河，2001）

總之，盡管已有的水資源承載力定義在表述上各有不同，但其思路并無(wú)本質(zhì)上的差異，都強(qiáng)調(diào)了支撐能力的概念。但是，對(duì)水資源“承載力”本身的內(nèi)涵，表達(dá)比較宏觀(guān)。

結(jié)合中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程有關(guān)項(xiàng)目初步研究，作者的觀(guān)點(diǎn)是：水資源承載力可定義為“在一定的水資源開(kāi)發(fā)利用階段，滿(mǎn)足生態(tài)需水的可利用水量能夠維系有限發(fā)展目標(biāo)的最大的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)規(guī)模”。因此，水資源承載力是一個(gè)度量區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受水資源制約的閾值，它通常用滿(mǎn)足生態(tài)需水的可利用水量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有限目標(biāo)需求水量的供需平衡退化到臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的單位水資源量的人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模（如GDP）等指標(biāo)體系表達(dá)。

顯然，水資源承載力受水的供、需矛盾雙方影響，它需要從受自然變化和人類(lèi)活動(dòng)影響的水循環(huán)系統(tǒng)出發(fā)，通過(guò)“自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)對(duì)水的需求和流域能夠提供的多少可利用水資源量的“支撐能力”方面加以量度。一種概化的水循環(huán)與水資源供需關(guān)系如圖1所示意。

圖1量化水資源承載力的系統(tǒng)關(guān)系示意

核心問(wèn)題是：在一定的水資源開(kāi)發(fā)利用階段和生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)下，一個(gè)流域/區(qū)域的可再生利用的水資源量究竟能夠支撐多大規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展？如何合理管理有限的水資源（開(kāi)源與節(jié)流），維持和改善陸地系統(tǒng)水資源承載能力？

考慮到水資源承載力研究的現(xiàn)實(shí)與長(zhǎng)遠(yuǎn)意義，對(duì)它的理解和界定，要遵循下列的事實(shí)：

·變化環(huán)境下（即自然變化和人類(lèi)活動(dòng)影響）的水循環(huán)是水資源演變和水資源承載力研究的基礎(chǔ)。因?yàn)橐粋€(gè)流域和區(qū)域的水資源承載能力大小，直接與該流域和區(qū)域的可利用水資源量與質(zhì)有本質(zhì)的聯(lián)系。而區(qū)域可利用水資源量又決定于在不但變化的自然環(huán)境（包括全球氣候變化）和人類(lèi)活動(dòng)影響下水文循環(huán)規(guī)律及其控制的水資源形成規(guī)律。

·需要把把它置于水資源的可持續(xù)利用概念的框架，建立在生態(tài)系統(tǒng)完整、水資源持續(xù)供給和水環(huán)境長(zhǎng)期有容納量的基礎(chǔ)上。生態(tài)系統(tǒng)需水是水資源承載力必須要考慮的重要、方面。

·需要從“水循環(huán)-自然生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)耦合機(jī)理上綜合考慮水資源對(duì)地區(qū)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的支撐能力；

·水資源承載能力度量除了水循環(huán)和水資源變化的自然屬性影響外，還取決與社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的有限目標(biāo)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求目標(biāo)不同，相應(yīng)的承載能力也不一樣。

因此，水資源承載能力的大小是隨水資源開(kāi)發(fā)階段、目標(biāo)和條件不同而變化，是一個(gè)動(dòng)態(tài)、變化的概念。它不僅是水文循環(huán)、水資源研究的重要方面，而且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境系統(tǒng)的耦合研究密切相聯(lián)，是可持續(xù)發(fā)展重大的國(guó)家需求研究的問(wèn)題。

3．水資源承載力的度量與計(jì)算方法

由圖1的系統(tǒng)關(guān)系和水資源承載力的定義，可以導(dǎo)出水資源承載力的度量與計(jì)算方法。主要過(guò)程概述如下：

（1）水資源總量（W）：它指流域水循環(huán)過(guò)程中可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量（WL）。流域水循環(huán)受自然變化(包括氣候變化)和人類(lèi)活動(dòng)的影響，可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源量也在不斷變化。另外，除了本地產(chǎn)生的水資源量外，人工跨流域調(diào)水（WT）可以增加本流域（或地區(qū)）的水資源總量。由于流域水循環(huán)降水和徑流形成的不確定性，對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量，有流域水資源總量關(guān)系

W=WL+WT

（2）生態(tài)需水量（We）：生態(tài)系統(tǒng)是流域水循環(huán)和流域環(huán)境系統(tǒng)的基本部分，滿(mǎn)足一定環(huán)境要求的最小生態(tài)需水量（We）首先應(yīng)該加以估算。它們通常由河道外的生態(tài)需水的估算（如天然生態(tài)需水、人工生態(tài)需水等），和河道內(nèi)的生態(tài)需水估算（如防止河道斷流所需的最小徑流量等）構(gòu)成。

（3）可利用水資源量（WS）：流域可利用水資源量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行和生態(tài)環(huán)境容許的前提下，通過(guò)技術(shù)措施可以利用的不重復(fù)的一次性水資源量。在概念上，維系生態(tài)環(huán)境最小的需水量需要扣除，以保證生態(tài)環(huán)境容許的前提條件。因此，原則上講，可利用水資源量可以通過(guò)流域可更新恢復(fù)的地表水與地下水資源總量加上境外調(diào)水扣除生態(tài)需水量加以估算，即：

WS=aWL+WT–We

式中：a為反映工程技術(shù)措施的開(kāi)發(fā)利用系數(shù)。

（4）水資源需求總量（WD）:流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模水平可以表達(dá)為人口數(shù)量(P),國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)或凈福利(H)等指標(biāo)。因此，它們對(duì)水資源需求包括：人口需水(Wp)，工業(yè)需水(WI)，農(nóng)業(yè)需水(WA)，環(huán)境和其它需水(WM)等。因此，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源需求總量（WD）可表達(dá)為：

WD=Wp+WI+WA+WM

（5）流域水資源承載力的平衡指數(shù)（IWSD）：為了描述水資源的承載力，首先需要定義流域水資源承載力的供需平衡指數(shù)（IWSD）即：

很顯然，當(dāng)流域可利用水量小于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量，即,有,這說(shuō)明流域可供的水資源量不具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力。流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是不可承載。但是，通過(guò)調(diào)水增加WS和通過(guò)節(jié)水減少WD可提高IWSD。反過(guò)來(lái)，當(dāng)流域可供水量大于等于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需水量，即,這說(shuō)明流域可供的水資源量具備對(duì)這樣規(guī)模的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐能力，流域水資源對(duì)應(yīng)的人口及經(jīng)濟(jì)規(guī)模是可承載，供需為良好狀態(tài)。

（6）水資源承載力的分量測(cè)度：如何量度流域水資源的承載力呢？由定義和上述水資源承載力的供需指數(shù)可知，首先需要建立研究對(duì)象的“水-社會(huì)經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)關(guān)系。它們的作用是將水資源量支撐的環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)規(guī)模（如人口數(shù)或人口密度、人均GDP工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、水環(huán)境污染級(jí)別等）聯(lián)系起來(lái)。然后，通過(guò)一定的水資源開(kāi)發(fā)利用階段與有限發(fā)展目標(biāo)，分析識(shí)別出由供大于需,即IWSD>0可行域退化到IWSD＝0，即系統(tǒng)供需平衡達(dá)臨界狀態(tài)的水資源WS=WD所對(duì)應(yīng)的流域人口數(shù)（P）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模（GDP）等等指標(biāo)參數(shù)。記水資源供需平衡達(dá)到臨界狀態(tài)的可供水資源量為，進(jìn)一步，可以定義水資源承載力的各個(gè)分量，即：

意義是：λ1表明維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量WS；λ2維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量WS。

流域的綜合水資源承載力（F）是其分量的集成，例如，

λ=人均GDP/WS=(GDP/p)/Ws

（7）單位水資源量承載力的度量：為了達(dá)到水資源承載力分量和總量可比性的目的，可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化水資源承載力分量為某單位水資源量的承載指標(biāo)參數(shù)。例如，當(dāng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化W0為億m3的可比單位水資源量，有對(duì)應(yīng)的水資源承載力的各個(gè)分量，即：

上述公式中的就是流域系統(tǒng)第i個(gè)水資源承載力分量。例如，F(xiàn)1的單位量綱是每?jī)|m3的人口數(shù)目，說(shuō)明該流域每?jī)|m3可利用水資源量能夠承載的最大人口數(shù)。同理，F(xiàn)2的單位量綱是每?jī)|m3的GDP，它說(shuō)明該流域每?jī)|m3可供水資源量能夠承載的經(jīng)濟(jì)發(fā)展最大規(guī)模的GDP。

同理，流域的綜合水資源承載力（F）是其分量的集成。例如：

F=人均GDP/億m3=(GDP/p)/W0

4．西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問(wèn)題

廣義上的西北地區(qū)包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西和內(nèi)蒙古的西北部，總土地面積為374萬(wàn)km2，占全國(guó)的39%，總?cè)丝诩s1億，占全國(guó)的8%。涉及西北內(nèi)陸河流域（包括新疆的部分外流河流域）、黃河流域、長(zhǎng)江流域和瀾滄江流域。本文討論的范圍，界定在西北內(nèi)陸河干旱地區(qū)。

西北干旱區(qū)水資源承載力綜合研究的關(guān)鍵問(wèn)題有：變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究，生態(tài)需水研究，社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的水資源需求研究，流域水資源承載力的計(jì)量，西北干旱區(qū)水資源承載力綜合。下面重點(diǎn)討論水循環(huán)模擬，生態(tài)需水和指標(biāo)體系問(wèn)題。

（1）變化環(huán)境的流域水循環(huán)模擬研究

水文循環(huán)是聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶，是全球變化三大主題碳循環(huán)、水資源和食物纖維中的核心問(wèn)題之一，它受自然變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響，決定水資源形成與演變的規(guī)律。因此，人類(lèi)活動(dòng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和影響劇烈地區(qū)的水循環(huán)與水資源安全研究，是21世紀(jì)資源環(huán)境學(xué)科領(lǐng)域一個(gè)十分重要的方向性問(wèn)題。

目前水科學(xué)發(fā)展的前沿問(wèn)題突出反映在：水文循環(huán)的生物圈方面，自然變化和人類(lèi)活動(dòng)影響下的水資源演變規(guī)律，水與土地利用土地覆被等社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用影響等。因此，水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類(lèi)活動(dòng)等方面的影響。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）代表國(guó)際地球?qū)W科發(fā)展前沿，水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，簡(jiǎn)稱(chēng)BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過(guò)程與空間格局的變化規(guī)律和受人類(lèi)活動(dòng)影響的關(guān)鍵問(wèn)題。進(jìn)入90年代末，變化環(huán)境（即全球變化與人類(lèi)活動(dòng)影響）下的水文循環(huán)研究成為熱點(diǎn)。

人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文過(guò)程的影響，集中表現(xiàn)在對(duì)下墊面的改變上，改變流域下墊面的地形、地貌、土壤、植被等條件，可概括為土地利用和土地覆被的變化。下墊面條件發(fā)生變化了，水文過(guò)程的各環(huán)節(jié)也相應(yīng)發(fā)生變化，如蒸發(fā)、入滲、產(chǎn)流的量會(huì)加大或減小，水循環(huán)的路徑和速率也會(huì)發(fā)生變化，也就是說(shuō)，利用原來(lái)的降水-徑流關(guān)系不能反映土地利用/土地覆被變化后的流域降水徑流形成規(guī)律和水文循環(huán)過(guò)程，分析人類(lèi)活動(dòng)（土地利用/土地覆被變化）對(duì)流域徑流形成規(guī)律的影響成為當(dāng)水資源承載力研究的基礎(chǔ)問(wèn)題。

以河西走廊的黑河流域?yàn)槔?，由于中游引水等人?lèi)活動(dòng)的劇烈影響，已經(jīng)完全改變了流域中下游水循環(huán)關(guān)系，造成下游流量減少和斷流，產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。為了說(shuō)明黑河干流的水資源變化，我們將黑河干流上游出流控制水文站（鶯落峽站）及下游輸水控制水文站（正義峽站）1959年以來(lái)的實(shí)測(cè)流量資料進(jìn)行了分析比較。根據(jù)1959-1998年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，黑河鶯落峽多年平均流量49.83m3/s，相當(dāng)于年徑流量15.71×108m3，正義峽多年平均流量31.05m3/s，相當(dāng)于徑流量9.80×108m3，鶯落峽流量高于正義峽流量18.78m3/s，相當(dāng)于區(qū)間多年平均每年損耗水量5.92×108m3。

從兩站流量多年變化趨勢(shì)看，鶯落峽站水量歷年變化平穩(wěn)，年際變化不大，甚至還稍有上升。正義峽站水量不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鶯落峽站，且水量在逐年減少（圖2），兩站水量年均差值越來(lái)越大（圖3）。

圖2黑河鶯落峽及正義峽歷年徑流量變化圖

圖3鶯落峽-正義峽年均流量差值圖

造成下游水資源量減少的原因：中游張掖地區(qū)人口持續(xù)增長(zhǎng)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，用水量急劇增加，導(dǎo)致黑河干流水資源大量損耗，水資源的變化與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系密不可分。

因此，深入研究自然變化和人類(lèi)活動(dòng)影響下的黑河流域水循環(huán)規(guī)律，是建立黑河流域水資源承載力模型的重要基礎(chǔ)。

（2）生態(tài)需水研究

中國(guó)西北地區(qū)氣候干旱、水資源短缺，水已經(jīng)成為中國(guó)西北地區(qū)環(huán)境與發(fā)展最大的限制因子。實(shí)際觀(guān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)研究表明，水對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有明顯的限制作用，生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水的需求也存在脅迫響應(yīng)的機(jī)制。生態(tài)環(huán)境需水量是維系生態(tài)系統(tǒng)平衡最基本的需用水量，是生態(tài)系統(tǒng)安全的一種基本閾值。因此，生態(tài)環(huán)境需水估算問(wèn)題成為生態(tài)環(huán)境建設(shè)依據(jù)的重要基礎(chǔ)。確定不同生態(tài)類(lèi)型的生態(tài)需水量，是生態(tài)環(huán)境建設(shè)區(qū)域配置的重要內(nèi)容，是建設(shè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)鍵。這也是中國(guó)工程院咨詢(xún)項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源合理配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題”中第2課題中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

20世紀(jì)90年代后，隨著國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）等大的科學(xué)計(jì)劃推動(dòng)，如水文循環(huán)的生物圈方面（BAHC）實(shí)施，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境需水問(wèn)題十分重視并且已有了一些研究。國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目有關(guān)課題，如“西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策研究”等，利用土地利用/覆被變化的遙感信息對(duì)區(qū)域生態(tài)需水進(jìn)行初步的估算。中國(guó)工程院一期咨詢(xún)項(xiàng)目《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究》，取得了一批重要的研究成果，所完成9個(gè)專(zhuān)題報(bào)告中對(duì)生態(tài)環(huán)境用水也做出初步的測(cè)算，取得一些進(jìn)展。但是，目前有關(guān)生態(tài)需水的研究仍處在初級(jí)發(fā)展階段，人們對(duì)“生態(tài)需水”問(wèn)題理解還不盡相同。目前，與生態(tài)需水有關(guān)的概念和定義有多個(gè)方面，如“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”、“生態(tài)環(huán)境耗水”等。不同人從不同角度看問(wèn)題有不同的理解與解釋?？傊?，生態(tài)環(huán)境與水文水資源以及人類(lèi)生存環(huán)境的交叉研究，面臨許多挑戰(zhàn)，也存在不同的學(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn)與看法。

由于目前對(duì)“生態(tài)需（用）水量”一詞，還沒(méi)有確切的或者得到公認(rèn)的定義，因此在對(duì)它的理解與計(jì)算上還存在這樣那樣的問(wèn)題。總的來(lái)看，多數(shù)認(rèn)為：生態(tài)需水量是指在水資源短缺地區(qū)為了維系生態(tài)系統(tǒng)生物群落基本生存和一定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量（或生態(tài)建設(shè)要求）的最小水資源需求量。它包括天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)所消耗的水量。其內(nèi)涵：以可持續(xù)發(fā)展為前提的天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)的需水，其外延包括地帶性植被所用降水和非地帶性植被所用的徑流。因此，生態(tài)需水量可以理解為維系一定生態(tài)系統(tǒng)功能所不能被占用的最小水資源需求量，包括天然生態(tài)和人工生態(tài)，其計(jì)算有河道內(nèi)和河道外之分?；A(chǔ)是自然變化和人類(lèi)活動(dòng)影響下的流域水循環(huán)規(guī)律的認(rèn)識(shí)與模擬。

·河道外的流域上的生態(tài)需水的計(jì)算

根據(jù)補(bǔ)給來(lái)源，生態(tài)需水首先可以分為降水性生態(tài)需水和徑流性生態(tài)需水。降雨形成徑流以及徑流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)完全消耗降水量，非地帶性植被所在的天然生態(tài)系統(tǒng)消耗徑流量為主、降水為補(bǔ)充，處于地帶性與非地帶性的交錯(cuò)過(guò)渡帶以消耗降水為主、徑流為補(bǔ)充。

從生態(tài)系統(tǒng)形成的原動(dòng)力又進(jìn)一步分為天然生態(tài)需水和人工生態(tài)需水兩大類(lèi)。從植物生理角度分析生態(tài)需水，可以得到天然植被或農(nóng)作物正常生長(zhǎng)時(shí)的總騰發(fā)量ET。其水分來(lái)源有兩部分：直接利用的有效降水，以及通過(guò)水利工程直接或間接利用的供水。

區(qū)域生態(tài)需水計(jì)算應(yīng)該以流域?yàn)閱卧?，建立變化環(huán)境下的流域水循環(huán)模型，如圖1所示意。然后，充分利用高分辨率的土地利用遙感信息，結(jié)合陸面水文生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的校核分析識(shí)別確定。對(duì)于每個(gè)流域，結(jié)合其生態(tài)特點(diǎn)和水循環(huán)特點(diǎn)，確定一級(jí)分區(qū)為山區(qū)、平原綠洲、過(guò)度區(qū)、荒漠無(wú)流區(qū)。為了突出人類(lèi)活動(dòng)影響，在山區(qū)和平原綠洲中進(jìn)一步區(qū)分天然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)，作為二級(jí)計(jì)算分區(qū)。二級(jí)計(jì)算單元內(nèi)在以土地利用單元作為三級(jí)計(jì)算分區(qū),由遙感信息土地利用圖上讀取各類(lèi)生態(tài)面積單元。對(duì)三級(jí)分區(qū)的每一項(xiàng)，單獨(dú)計(jì)算其生態(tài)需水或經(jīng)濟(jì)需水。在計(jì)算中考慮了天然植被或人工植被對(duì)徑流性水資源和降水性水資源的同時(shí)利用。國(guó)家“85”科技攻關(guān)項(xiàng)目中的一種基于水循環(huán)概念的流域生態(tài)需水計(jì)算框圖如圖6所示意（細(xì)節(jié)略）。

·河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算

河道內(nèi)的生態(tài)需水的計(jì)算主要考慮的問(wèn)題是維系河流湖泊水系的生態(tài)平衡的最小水量。主要考慮的方面有：

維持河湖水生生物生存的最小需水量；

維系城市人工生態(tài)環(huán)境景觀(guān)的最小需水量；

防止河流泥沙淤積所需最小徑流量；

防止河流水污染的最小水量；

防止海水入侵所需維持的河道最小流量；

防止河道斷流、湖泊萎縮所需維持的最小徑流量

通常需要通過(guò)流域水循環(huán)模擬、枯水分析后，在給出一定生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（或要求）下確定上述多個(gè)的最小流量組合的閾值（具體方法討論略）。

（3）水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)及計(jì)算方法

水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立是水資源承載力研究中的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。核心是用什么指標(biāo)體系反映“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模與質(zhì)量？目前，借鑒土地資源承載力的概念，采用在水資源可供給量所能維持生產(chǎn)的糧食產(chǎn)量的基礎(chǔ)上計(jì)算水資源承載力的方法顯然將問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)化了[10]。

從目前的認(rèn)識(shí)，水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取有不同的做法。例如，有人從定義出發(fā)直接選取可支持人口數(shù)量、工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模等人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)作為衡量水資源承載力大小的依據(jù)[14]。也有人從水資源可供水量、需水量，可承載人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平和規(guī)模，水環(huán)境容量等方面綜合考慮建立水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析方法進(jìn)行評(píng)價(jià)[15]。

本文建議，從水資源承載力的基本概念出發(fā)，通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)模擬，水資源評(píng)價(jià)、生態(tài)需水估算和社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)水的需求分析，選取計(jì)算參數(shù)，主要有：對(duì)應(yīng)不同保證率的水資源量，最小生態(tài)需水量，可利用水資源量，水資源需求量（包括人口需水，工業(yè)需水，農(nóng)業(yè)需水，環(huán)境和其它需水等）；通過(guò)流域“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的實(shí)際分析，確定水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如水資源承載力的平衡指數(shù)（IWSD）等。運(yùn)用本文提出的量化方法，獲得比較具體和實(shí)在的水資源承載力的度量結(jié)果，如維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的人口規(guī)模所需要最少水資源量，維系現(xiàn)狀/目標(biāo)水平的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的最少水資源量等。

總之，希望概念清楚，基礎(chǔ)扎實(shí)、評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單、可比性好。這方面研究工作需要在實(shí)際中發(fā)展和完善。

4．結(jié)語(yǔ)

水資源承載力的研究在我國(guó)雖然已有諸多研究課題和論述，但總的來(lái)說(shuō)，已有的研究重點(diǎn)主要集中在對(duì)水資源承載力的評(píng)價(jià)與計(jì)算等方面，還沒(méi)有形成水資源承載力研究的成熟的理論和方法。筆者“拋磚引玉”。希望在其概念、新的理論與方法研究方面開(kāi)展研討。幾點(diǎn)建議如下：

（1）加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究

水資源承載力研究涵蓋了從理論到實(shí)證，從“水-生態(tài)-社會(huì)經(jīng)濟(jì)”多學(xué)科基礎(chǔ)問(wèn)題和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。從變化環(huán)境下的水文循環(huán)水資源演變規(guī)律到流域水文生態(tài)、植被耗水機(jī)理等微觀(guān)領(lǐng)域，從水文水資源科學(xué)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)、規(guī)劃科學(xué)等不同層次、不同學(xué)科的研究范圍，并以多目標(biāo)決策分析方法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、遙感與地理信息系統(tǒng)方法等作為技術(shù)手段，因此，迫切需要加強(qiáng)學(xué)科交叉融合的研究。

（2）技術(shù)方法的創(chuàng)新

目前制約水資源承載力研究的一個(gè)重要因素就是數(shù)據(jù)的獲取與分析處理。GIS在支持與水文和水環(huán)境有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示，以解決復(fù)雜的水資源、水環(huán)境規(guī)劃和管理問(wèn)題方面顯示了其強(qiáng)大的功能[17]。水資源承載力研究必須突破陳舊的數(shù)據(jù)獲取與分析手段，充分利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，將地面水文觀(guān)測(cè)與空中遙感信息相結(jié)合，利用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和模擬，并將現(xiàn)有水資源承載力數(shù)學(xué)模型方法與GIS集成，這是水資源承載力研究取得突破性進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵所在。

（3）研究領(lǐng)域的拓展

水循環(huán)定義范文第2篇

[關(guān)鍵詞] 水資源 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 再利用 意義

1 前言

水是重要的自然資源，是人類(lèi)賴(lài)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(kāi)發(fā)利用研究也經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過(guò)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(kāi)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(guò)渡到水資源社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性的研究，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度廣泛開(kāi)展水資源合理開(kāi)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。

2 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念與特征

2.1 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念

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，使人們?cè)谏a(chǎn)和生活過(guò)程中，在水資源開(kāi)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，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。

2.2 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(guò)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：

2.2.1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)上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，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(guò)程中的損失、消耗和污染，高效利用水資源。

（2）效益特征表現(xiàn)在中觀(guān)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)。

（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)。

2.2.2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(lèi)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(guò)程中。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)需要貫徹以下三個(gè)基本原則：

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(mǎn)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。

過(guò)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(guò)程排出的水資源能夠直接為下一工序或過(guò)程所用，水資源在生產(chǎn)過(guò)程中盡量多次重復(fù)利用。

輸出端的再循環(huán)原則（Recycle）。要求生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)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。

2.2.3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(méi)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)。

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，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，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)。

3 水資源再利用模式

水資源再利用模式的選擇體現(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)。水資源再利用模式在人類(lèi)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(méi)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)。

3.1節(jié)約用水模式。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?？梢?jiàn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀(guān)，應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式，通過(guò)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(guò)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(guò)成本和效益的比較，選擇最優(yōu)的節(jié)約用水模式。

3.2清潔生產(chǎn)模式。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(guò)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(méi)有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280 t水中，只有14 t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(guò)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。

3.3污水資源化模式。工業(yè)廢水資源化的觀(guān)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(guò)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(guò)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(shù)木、清潔道路、清洗車(chē)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。

3.4雨水資源化模式。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110 m3，是全國(guó)人均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(kāi)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。

3.5海水淡化模式。我國(guó)擁有1萬(wàn)8000多公里的海岸線(xiàn)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(wèn)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(wèn)題的重要選擇之一。

4 水資源再利用技術(shù)的創(chuàng)新

“節(jié)流”與“開(kāi)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(guò)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(shuō)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(guān)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(guò)程中，通過(guò)對(duì)循環(huán)過(guò)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，各用水部門(mén)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(chǎng)，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)的角度看，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)流程與工藝所需要的投入及預(yù)期產(chǎn)出。從企業(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(lèi)循環(huán)水的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的分類(lèi)，并提出相關(guān)的技術(shù)識(shí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)，為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

5 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制及經(jīng)濟(jì)機(jī)制

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)實(shí)行水資源分部門(mén)管理的體制，水量與水質(zhì)、地表水與地下水等分割管理，水資源的分割管理導(dǎo)致部門(mén)職能交叉、政出多門(mén)、推萎扯皮、管理效率低下等諸多弊端。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的快速發(fā)展，不少地區(qū)的水短缺和水污染等水問(wèn)題日顯嚴(yán)重，傳統(tǒng)的水資源分割管理模式越來(lái)越成為制約水資源可持續(xù)利用的障礙。加強(qiáng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)機(jī)制問(wèn)題的研究是實(shí)踐水循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作的突破口，更是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的迫切要求。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)機(jī)制的研究包括循環(huán)水權(quán)制度的研究、循環(huán)水權(quán)交易市場(chǎng)的研究、循環(huán)水價(jià)的研究、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)政府財(cái)政和稅收的研究、有關(guān)循環(huán)水的法律法規(guī)的建立和完善研究等。

6 結(jié)論

我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，迫切需要在包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)等在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域引入水與資源可持續(xù)利用的概念與技術(shù)。通過(guò)水循環(huán)與資源的回收，不僅可以節(jié)約水和資源，減少對(duì)環(huán)境的依賴(lài)，還可以最大限度地減少?gòu)U水排放，保護(hù)環(huán)境。因此，建立水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與水資源再利用體系研究是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉昌,張荔,袁寵林,等.水資源利用與保護(hù)[M].北京:高等教育出版社,2008.

水循環(huán)定義范文第3篇

[關(guān)鍵詞] 風(fēng)冷 水冷 能效比（COP） 費(fèi)用對(duì)比

1．概念介紹

COP，即能量與熱量之間的轉(zhuǎn)換比率

即：?jiǎn)挝?的能量，轉(zhuǎn)換為單位0.5的熱量，即COP為0.5

COP值在A(yíng)RI標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于冬夏季循環(huán)效率提出了以下定義：

在冬季供熱時(shí)，Q1制熱量（W）與Q0輸入功率（W）的比率定義為熱泵的循環(huán)性能系數(shù)COP（coefficient of performance，W/W）;

在夏季制冷時(shí)，Q2制冷量（W或Btu/h）與Q0輸入功率（W）的比率定義為熱泵的能效比EER（energy efficiency ration, W/W 或Btu/W.h）

COP=Q1/Q0

EER=Q2/Q0

為不引起歧義，我們將冬季熱泵循環(huán)性能系數(shù)和夏季熱泵的能效比表達(dá)形式均采用COP（能效比）表示。

即：COP（冬季）=Q1/Q0

COP（夏季）=Q2/Q0

2. 對(duì)比的分類(lèi)

本文以同一廠(chǎng)家的不同（水冷和風(fēng)冷）設(shè)備為參考：

a． 風(fēng)冷冷水室外模塊機(jī)組

b． 水冷冷水機(jī)組（螺桿式）

c． 直膨式風(fēng)冷室外模塊機(jī)組

3. 設(shè)備參數(shù)及計(jì)算結(jié)果

以300KW制冷量的冷水機(jī)組為例

風(fēng)冷冷水室外模塊機(jī)組（R22）參數(shù)如下：

制冷量：300KW

制冷輸入功率：105KW

制熱量：315KW

制熱輸入功率：110.5KW

冷凍水供回水溫差為：7-12°C

熱水供回水溫差為：45-40°C

冷凍水流量為：300/4.2/5=14.28kg/s=51.42m3/h

循環(huán)水泵揚(yáng)程選取30m H2O

循環(huán)水泵的輸入功率：7.5KW

補(bǔ)水泵流量取值：2.5m3/h

補(bǔ)水泵揚(yáng)程取值：20m H2O

補(bǔ)水泵的輸入功率：0.75KW

水冷冷水機(jī)組（螺桿式）參數(shù)如下：

制冷量：298.9KW

制冷輸入功率：62.6KW

制熱量：350.5KW

制熱輸入功率：78.4KW

冷凍水供回水溫差為：7-12°C

熱水供回水溫差為：45-40°C

冷凍水流量為：298.9/4.2/5=14.28kg/s=51.24m3/h

循環(huán)水泵揚(yáng)程選取30m H2O

循環(huán)水泵的輸入功率：7.5KW

補(bǔ)水泵流量取值：2.5m3/h

補(bǔ)水泵揚(yáng)程取值：20m H2O

補(bǔ)水泵的輸入功率：0.75KW

冷卻塔風(fēng)機(jī)功率：3KW

冷卻水循環(huán)泵功率：7.5KW

直膨式風(fēng)冷室外模塊機(jī)組（R22）參數(shù)如下：

制冷量：315KW（5組45KW模塊機(jī)組）

制冷輸入功率：13.9 x 7 = 97.3KW

制熱量：49 x 7 = 343KW

制熱輸入功率：13.3 x 7 =93.1KW

計(jì)算的結(jié)果如下：

a．風(fēng)冷冷水室外模塊機(jī)組（R22）計(jì)算如下：

COP(冬季)= 315KW/110.5KW=2.85

COP(夏季)= 300KW /105KW =2.86

冬季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：110.5 + 7.5 +0.75 =118.75KW

夏季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：105 +7.5 +0.75 =113.25KW

TIC 投資費(fèi)用包括：

總造價(jià) = 室外機(jī)組 + 循環(huán)水泵（2備一用） + 補(bǔ)水泵（2備一用）+水管道及相應(yīng)配件（不考慮水系統(tǒng)末端設(shè)備）

造價(jià)估算值為參考值：

總造價(jià)= 室外機(jī)組（350000）+ 循環(huán)水泵（2 x 20000）+ 補(bǔ)水泵及水箱（2 x 5000 + 3000）+管道及配件（30000）

總造價(jià)=350000+40000+13000+30000=433000元

4. 水冷冷水機(jī)組（螺桿式）計(jì)算如下：

COP(冬季)= 350.5KW /78.4KW =4.47

COP(夏季)= 298.9KW /62.6KW =4.77

冬季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：78.4 + 7.5 +0.75 + 3 + 7.5 =97.15KW

夏季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：62.6 +7.5 +0.75 + 3 + 7.5=81.35KW

TIC 投資費(fèi)用包括：

總造價(jià) = 機(jī)組 + 循環(huán)水泵（2備一用） + 補(bǔ)水泵及水箱（2備一用）+冷卻塔 + 冷卻水循環(huán)水泵（2備一用）+ 水管道及相應(yīng)配件（不考慮水系統(tǒng)末端設(shè)備）

造價(jià)估算值為參考值：

總造價(jià)= 機(jī)組（350000）+ 循環(huán)水泵（2 x 20000）+ 補(bǔ)水泵及水箱（2 x 5000 + 3000）+ 冷卻塔（30000）+ 冷卻塔循環(huán)水泵（2 x 20000）管道及配件（30000）

總造價(jià)=350000+40000+13000+30000+40000+30000=503000元

4. 直膨式風(fēng)冷室外模塊機(jī)組（R22）計(jì)算如下：

COP(冬季)= 343KW /93.1KW = 3.68

COP(夏季)= 315KW /97.3KW = 3.24

冬季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：93.1KW

夏季全負(fù)荷運(yùn)行模式的功率匯總：97.3KW

TIC 投資費(fèi)用包括：

室外機(jī)組 + 銅管管道及相應(yīng)配件（不考慮水系統(tǒng)末端設(shè)備）

造價(jià)估算值為參考值：總造價(jià)= 室外機(jī)組（350000）+ 管道及配件（15 x 3000）

總造價(jià)=350000+45000=395000元

4. 結(jié)果的分析

在此引入COP’，即 COP’=Q/系統(tǒng)用電總功率，參見(jiàn)表格中的計(jì)算結(jié)果。

5.結(jié)論及建議

據(jù)上述計(jì)算與分析,得出以下結(jié)論:

(1) 風(fēng)冷冷水系統(tǒng)的COP值最低，COP’值也為最低，且投資費(fèi)用為三種方案的中間水平。

(2) 水冷冷水系統(tǒng)的COP值最高，COP’值也為最高，且投資費(fèi)用為三種方案中的最高。

(3) 直膨式機(jī)組（R22）系統(tǒng)的COP值居中，COP’值卻接近水冷冷水系統(tǒng)，投資費(fèi)用為三種方案中的最低。

(4) 對(duì)于運(yùn)行費(fèi)用可以用總耗電量來(lái)估算，一年中考慮相同的運(yùn)行時(shí)間的前提下，水冷冷水系統(tǒng)和直膨式機(jī)組系統(tǒng)（R22）的運(yùn)行費(fèi)用接近且為最低，而風(fēng)冷冷水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用最高，且要高出其他方案20%左右。

水循環(huán)定義范文第4篇

沙角發(fā)電總廠(chǎng)C廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)沙角C電廠(chǎng))工程全套引進(jìn)技術(shù)設(shè)備，建設(shè)規(guī)模包括3臺(tái)額定功率為660MW，最大保證出力為696MW的亞臨界沖動(dòng)凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。其機(jī)組為目前我國(guó)最大的燃煤機(jī)組，具有參數(shù)高、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)，而且運(yùn)行工作人員少，因此，事故順序記錄對(duì)于指導(dǎo)檢修人員及時(shí)排除事故顯得特別重要，并直接影響機(jī)組的商業(yè)運(yùn)行。

1S.O.E.的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況

沙角C電廠(chǎng)3臺(tái)機(jī)組均采用英國(guó)ROCHESTER公司生產(chǎn)的ISM-1型事故順序記錄儀，主要包括電源供電單元(FCU)、信號(hào)輸入端子板(ITP)、事故虜獲單元(ECU)、通信單元(CIU)、打印機(jī)和設(shè)備間相互連接用的同軸電纜及光纖等。每臺(tái)機(jī)組的S.O.E.提供信號(hào)輸入通道256個(gè)，已定義輸入通道255個(gè)，主要包括電氣保護(hù)信號(hào)、重要輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)/跳閘狀態(tài)信號(hào)、電調(diào)部分的汽輪機(jī)跳閘的始發(fā)條件、鍋爐MFT始發(fā)條件和機(jī)、爐部分設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等。在機(jī)組商業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，S.O.E.多次出現(xiàn)未能對(duì)機(jī)組的事故停機(jī)的事故分析提供明確有效的線(xiàn)索和證據(jù)的情況，延長(zhǎng)了機(jī)組的消缺時(shí)間，影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2主要存在的問(wèn)題

2.1信號(hào)輸入路徑中間環(huán)節(jié)多

沙角C電廠(chǎng)S.O.E.輸入信號(hào)基本上從最近距離的地方引進(jìn)，造成信號(hào)輸入路經(jīng)中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)增多，如鍋爐跳閘信號(hào)的S.O.E.輸入路徑為：FSSS中間繼電器柜DCS輸入端子S.O.E.輸入端子。更合理的信號(hào)輸入路徑應(yīng)為FSSSS.O.E.輸入端子。由于信號(hào)輸入中間環(huán)節(jié)多，當(dāng)通道定義為常閉接點(diǎn)輸入時(shí)，系統(tǒng)誤動(dòng)作次數(shù)將會(huì)增加；當(dāng)通道定義為常開(kāi)接點(diǎn)輸入時(shí)，將增大系統(tǒng)拒動(dòng)的可能性。這些都會(huì)影響S.O.E.提供準(zhǔn)確的事故線(xiàn)索。另一方面，信號(hào)輸入中間環(huán)節(jié)多也增大了檢修人員對(duì)其它系統(tǒng)的維護(hù)難度。

2.2通道分配不合理

2.2.1引進(jìn)了輔機(jī)在運(yùn)行信號(hào)

每臺(tái)機(jī)組的S.O.E.不僅引進(jìn)了各臺(tái)凝結(jié)水泵、凝汽器抽氣泵、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、工業(yè)水泵已跳閘信號(hào)，而且引進(jìn)了上述各輔機(jī)在運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào)，而絕大部分輔機(jī)的運(yùn)行信號(hào)是無(wú)助于機(jī)組的事故分析的。

2.2.2輸入信號(hào)重復(fù)

對(duì)于6臺(tái)低壓加熱器、3臺(tái)高壓加熱器等，S.O.E.不僅冗余地引進(jìn)了容器液位高異常信號(hào)(差壓開(kāi)關(guān)送出)，而且相對(duì)地引進(jìn)了液位高異常繼電器已動(dòng)作信號(hào)。相當(dāng)于S.O.E.定義4個(gè)通道監(jiān)視同一容器的同一異常液位。

2.3部分已定義的通道端子未接線(xiàn)

2號(hào)機(jī)組S.O.E.輸入通道索引號(hào)為19～24，這6個(gè)通道分別定義為給水中間水箱水位非常低、公共服務(wù)氣壓力低、燃油箱液位非常低等，但端子板上均未接線(xiàn)。

2.4部分已定義的通道信號(hào)定值空缺

在255個(gè)已定義輸入通道中，現(xiàn)有的定值一覽表未能提供明確定值的共有36個(gè)，其中包括定子冷卻水出口溫度非常高、引風(fēng)機(jī)軸承溫度高等。

2.5部分關(guān)鍵信號(hào)未引進(jìn)S.O.E.

如S.O.E.只引進(jìn)了一個(gè)爐膛壓力高差壓開(kāi)關(guān)接點(diǎn)，而未引進(jìn)爐膛壓力非常高(三取二信號(hào)，MFT始發(fā)條件)信號(hào)；只引進(jìn)了汽包水位高I值和低I值的報(bào)警信號(hào)，而未引進(jìn)作為MFT條件的汽包水位非常高(三取二綜合信號(hào))和汽包水位非常低(三取二綜合信號(hào))信號(hào)。

3造成缺陷的原因分析

造成缺陷主要有4方面的原因：

a)工程建設(shè)采用總承包方式，承包方面為了節(jié)省設(shè)備開(kāi)支，盡可能減少電纜鋪放長(zhǎng)度，從而導(dǎo)致部分信號(hào)從附近機(jī)柜并接，造成信號(hào)輸入路徑中間環(huán)節(jié)多。

b)由于工程建設(shè)分工是CE負(fù)責(zé)鍋爐島部分建設(shè)，GA負(fù)責(zé)機(jī)、電及公用系統(tǒng)部分建設(shè)，GA在機(jī)組S.O.E.通道分配上明顯未作全盤(pán)考慮，絕大部分通道定義給汽機(jī)及輔助系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及發(fā)變組，而鍋爐部分重要信號(hào)卻未能引進(jìn)S.O.E.。

c)監(jiān)理不力是以上2項(xiàng)既成事實(shí)的主要原因，而移交資料不齊全說(shuō)明驗(yàn)收工作有漏洞。

d)部分主要輔機(jī)現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行出力未能達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，從而容易觸發(fā)事故停機(jī)，這是S.O.E.原設(shè)計(jì)點(diǎn)組態(tài)時(shí)未能充分考慮到的，使S.O.E.在這方面引進(jìn)的信號(hào)不夠充足。

4整改策略

a)全面核實(shí)每個(gè)輸入信號(hào)的合理輸入路徑，取消多余的中間環(huán)節(jié)。

b)補(bǔ)齊MFT全部始發(fā)條件：

1)增加爐膛壓力非常高信號(hào)，取自FSSS“三取二”綜合信號(hào)；

2)增加爐膛壓力非常低信號(hào)，取自FSSS“三取二”綜合信號(hào)；

3)增加汽包水位非常高信號(hào)，取自FSSS“三取二”綜合信號(hào)；

4)增加汽包水位非常低信號(hào)，取自FSSS“三取二”綜合信號(hào)；

5)增加一次風(fēng)壓對(duì)爐膛壓力差壓低磨煤機(jī)全路信號(hào)，差壓信號(hào)取自FSSS。

c)增加每臺(tái)爐水循環(huán)泵跳閘信號(hào)，信號(hào)取自電氣動(dòng)力箱。

d)增加爐膛層火焰消失信號(hào)，信號(hào)取自FSSS。增加層火焰消失信號(hào)，能為滅火事故分析提供正確的分析方向。

e)增加部分重要輔機(jī)跳閘的始發(fā)條件：

1)增加每臺(tái)磨煤機(jī)密封風(fēng)壓對(duì)冷風(fēng)管風(fēng)壓差低信號(hào)，取自FSSS，是跳磨煤機(jī)的條件；

2)增加每臺(tái)磨煤機(jī)的給煤機(jī)已停運(yùn)信號(hào)，取自FSSS，是延時(shí)跳磨煤機(jī)的條件；

3)增加每臺(tái)給水泵跳閘的始發(fā)條件：包括油壓低，壓加級(jí)平衡管溫高，液力耦合器軸承溫度高，給水泵進(jìn)出口差壓低等，信號(hào)分別取自給水泵保護(hù)回路和DCS。

水循環(huán)定義范文第5篇

關(guān)鍵詞：橋梁工程；大體積混凝土；水化熱；控制技術(shù)

Abstract: in bridge project construction, mass concrete of hydration ReWenTi has obvious effects on its quality, therefore, on the issue and control technology research of special significance and practical value. In this paper, the definition and features of mass concrete as a starting point, discussed the bridge construction of large volume concrete temperature crack causes of mass concrete of the bridge water of the thermal control technology are analyzed in detail. So as to provide reference for similar engineering practices with reference

Key words: bridge project; Mass concrete; The hydration heat; The control technology

中圖分類(lèi)號(hào)：TV544+.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)

在進(jìn)行橋梁的大體積混凝土施工時(shí)，水泥的水化熱會(huì)使混凝土的溫度升高，而外界溫度一般較低，從而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外溫差過(guò)大，在混凝土的表面產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力，因此形成表面裂縫且往往會(huì)發(fā)展成為貫穿性的裂縫。裂縫定會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性造成破壞，甚至直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及安全問(wèn)題。因此，橋梁施工中，大體積混凝土的水化熱控制具備極其重要的理論意義與實(shí)際價(jià)值。

1大體積混凝土的定義及特點(diǎn)

1.1大體積混凝土的定義

目前尚沒(méi)有關(guān)于大體積混凝土的明確定義：根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041—2000)，最小邊的尺寸介于1—3m，須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆注，同時(shí)采取合理措施來(lái)避免水化熱導(dǎo)致的溫差大于25℃的混凝土統(tǒng)稱(chēng)大體積混凝土；依照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55—2000)，將混凝土結(jié)構(gòu)物的最小尺寸不小于lm，或可能會(huì)由于水泥的水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大進(jìn)而造成裂縫的混凝土定義為大體積混凝土。可見(jiàn)，不能單純的按照斷面的尺寸來(lái)判定是否屬于大體積混凝土，以避免不必要的損失和浪費(fèi)，必須對(duì)斷面尺寸、氣溫、水泥以及結(jié)構(gòu)本身等因素進(jìn)行綜合考慮。目前，在工業(yè)及民用的建筑結(jié)構(gòu)中，一般的現(xiàn)澆連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)、地下的構(gòu)筑物以及設(shè)備的基礎(chǔ)等容易由溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫的結(jié)構(gòu)，通稱(chēng)作大體積混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2大體積混凝土的特點(diǎn)

1、混凝土屬于脆性材料，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，拉伸變形的能力也較?。憾唐诩虞d時(shí)其極限拉伸變形僅有(0.6—1.0)×10－4，約為降低6—10℃的溫度變形；長(zhǎng)期加載時(shí)其極限拉伸變形也僅有(1.2—2.0)×10－4。

2、對(duì)于大體積的混凝土結(jié)構(gòu)而言，其斷面尺寸較大，完成混凝土的澆筑后，由于水泥產(chǎn)生水化熱，造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的急劇上升，此時(shí)混凝土的彈性模量極小，徐變頗大，升溫所引起的壓應(yīng)力尚且較??；然而，隨著日后混凝土溫度的降低，彈性模量增加，徐變較小，在約束條件一定的情況下將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。

3、通常情況下，橋梁大體積混凝土須暴露于室外環(huán)境，其表面直接與水或空氣接觸，隨著一年四季水溫與氣溫的交替變化，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。

4、一般情況下，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)只在表面或孔洞附近配置少量的鋼筋，甚至不進(jìn)行配筋。相對(duì)于結(jié)構(gòu)巨大的斷面尺寸而言，其含鋼率非常低。普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)的，混凝土只須承受壓應(yīng)力即可。然而，在大體積混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)，由于并未配置鋼筋，一旦出現(xiàn)拉應(yīng)力，則必須依靠混凝土自身來(lái)承受。

2大體積混凝土溫度裂縫的成因

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要是由于混凝土的內(nèi)外溫度差較大所致。根據(jù)裂縫深度的不同，大體積混凝土所出現(xiàn)的裂縫通?？煞譃椋罕砻媪芽p、深層裂縫及貫穿裂縫三種。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，有裂縫是絕對(duì)的，無(wú)裂縫則是相對(duì)的，所謂結(jié)構(gòu)抗裂，僅僅是要將裂縫控制在一定范圍內(nèi)而已。根據(jù)我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002) 的明確規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的最大寬度為：一類(lèi)環(huán)境(室內(nèi)的正常環(huán)境)中為0.3mm；二、三類(lèi)環(huán)境中為0.2mm。

雖然干縮可能會(huì)引起混凝土的裂縫，然而大體積混凝土的內(nèi)部濕度變化不大，且濕度變化局限于表面很淺的范圍內(nèi)，只須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，很容易避免由干縮導(dǎo)致的裂縫。

在大體積的混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度的變化不僅能夠?qū)е铝芽p，還可能會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。在數(shù)值上，溫度應(yīng)力甚至有超過(guò)其它外荷載所引起應(yīng)力總和的可能性。溫度應(yīng)力與氣候條件、結(jié)構(gòu)形式、施工過(guò)程及材料特性等諸多因素的關(guān)系十分密切。溫度應(yīng)力的變化極其復(fù)雜，其應(yīng)力分析比水壓力、自重及其它外荷載的應(yīng)力分析復(fù)雜得多。因此，對(duì)溫度應(yīng)力的分析，以及對(duì)溫度控制與防止裂縫措施的研究，是大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工中非常重要的課題。

3橋梁大體積混凝土的水化熱控制方法研究

3.1合理設(shè)計(jì)原料配比，適當(dāng)添加膨脹劑

混凝土水化熱過(guò)大的最重要原因?yàn)榛炷羶?nèi)部的材料配比不合理。據(jù)研究表明，混凝土所產(chǎn)生熱量的最主要來(lái)源是水泥，因此，在保證混凝土滿(mǎn)足整體強(qiáng)度要求的前提下，盡可能降低水泥含量，這樣能夠有效降低因水化熱導(dǎo)致的混凝土溫度升高。實(shí)驗(yàn)證明：每增減10kg的水泥，其水化熱將使得混凝土溫度升降1℃，此外，混凝土的后期強(qiáng)度對(duì)于水泥的含量變化并不敏感。由此可見(jiàn)，降低混凝土中的水泥含量是非?？尚星矣行У?。另外，為了更好的控制水化熱，還應(yīng)盡量選用粒徑較大且級(jí)配良好的粗細(xì)骨料，嚴(yán)格控制砂石的含泥量，在澆筑混凝土?xí)r摻加適量粉煤灰，并且選用摻合料或添加緩凝劑、減水劑，以改善混凝土的和易性，降低其水灰比，從而充分減少發(fā)生水花放音的混凝土材料的表面積，加快水分的蒸發(fā)。同時(shí)，在進(jìn)行混凝土的拌和時(shí)，可摻入適量微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土進(jìn)行補(bǔ)償收縮，以平衡溫度升高而引起的溫度應(yīng)力。

3.2加裝循環(huán)冷卻水管降低水化熱

在橋梁工程中，為控制大體積混凝土的水化熱常采用循環(huán)冷卻水管技術(shù)，該技術(shù)從施工工藝到散熱原理均相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)實(shí)踐證明，該技術(shù)可以很好的控制大體積混凝土的水化熱問(wèn)題。首先，該技術(shù)的工作原理為：在大體積混凝土內(nèi)部，鋪設(shè)一系列混換的冷卻水管，利用冷水循環(huán)流動(dòng)將混凝土內(nèi)部多余的熱量帶走；其次，在鋪設(shè)過(guò)程中，可以根據(jù)混凝土體積的不同選擇一根或數(shù)根循環(huán)水管，按照從上到下、從高到低的順序注水，使水能夠由上而下的產(chǎn)生作用；再次，在水循環(huán)時(shí)，應(yīng)防止冷卻水的循環(huán)過(guò)快，這樣將阻礙熱量被及時(shí)的帶走，為此每隔一段時(shí)間應(yīng)間歇水循環(huán)，以確保大體積的混凝土內(nèi)部不會(huì)過(guò)快降溫，從而保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)。利用冷卻循環(huán)水管來(lái)控制水化熱的措施具有較強(qiáng)的技術(shù)性，實(shí)際操作中需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的工藝。

3.3澆筑措施

混凝土的澆筑量越大，水泥的水化熱導(dǎo)致的溫升值越高，據(jù)此特點(diǎn)，在澆筑時(shí)可以采取如下措施：

1)將混凝土的初凝時(shí)間嚴(yán)格控制在12h以上，以免混凝土的內(nèi)部由于產(chǎn)生水化熱過(guò)快而導(dǎo)致溫度裂縫；2)分層進(jìn)行混凝土的澆筑，控制層厚在50cm左右，以此間接的增加散熱面積，從而避免溫度的積聚；3)進(jìn)行混凝土的二次收漿時(shí)，可有效的防止混凝土表面的龜裂。

3.4混凝土后期的水化保養(yǎng)

完成混凝土的澆筑后，必須合理的加以保養(yǎng)。在混凝土的保養(yǎng)過(guò)程中，可以采取一定的措施來(lái)加快混凝土內(nèi)部溫度的降低，這能夠明顯降低水化熱對(duì)混凝土后期養(yǎng)護(hù)的危害。作為非常有效的一種措施，混凝土水化保養(yǎng)主要是向澆筑王城并成型的混凝土噴水，以此來(lái)降低水化熱。首先，定期的進(jìn)行噴水，通過(guò)水分的蒸發(fā)直接帶走大量的水化熱，由于水能夠通過(guò)混凝土的毛細(xì)空隙進(jìn)入到其內(nèi)部，因此其內(nèi)部的熱量非常容易被帶走；其次，進(jìn)行混凝土的澆筑時(shí)，其中的某些成分無(wú)法與水完全反應(yīng)，投入使用后，這些成分便會(huì)與所處環(huán)境中的水繼續(xù)反應(yīng)，造成二次水化熱的產(chǎn)生，通過(guò)保養(yǎng)時(shí)期的水化反應(yīng)，能夠提前二次水化熱的產(chǎn)生，增強(qiáng)混凝土抗壓的能力?？偠灾?，混凝土的后期水化養(yǎng)護(hù)不僅能使?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生的水化熱減少，還能有效的增強(qiáng)混凝土的抗壓能力，因而在實(shí)際工程上得到了廣泛應(yīng)用。

4結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著橋梁建設(shè)規(guī)模日益增大，大體積混凝土的水化熱控制問(wèn)題已在橋梁工程界得到了高度的重視。在施工過(guò)程中，必須采取有效的措施，控制大體積混凝土的水化熱問(wèn)題，從而確保整個(gè)橋梁工程的施工質(zhì)量及安全性能。

參考文獻(xiàn)：

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