水循环十篇

水循环篇1

二、知能构建（图1）

三、图表剖析

1.水循环示意图（图2）

该图关键点：①水之所以循环，其内因是水的固、液、气三相变化，外因是太阳能和重力能。②在三种水循环类型中，海陆间循环包括的环节多，涉及范围大，下垫面复杂（包括海洋和陆地），因而又被称为大循环，是水循环最重要的类型；海上内循环携带的水量最多，大约是海陆间水循环的10倍；陆上内循环补充陆地水的量很少。③外流区域，既有海陆间大循环，又有陆上内循环；在内流区域，主要是陆上内循环。④水循环使陆地水资源不断更新，促使地表物质迁移和能量交换，影响全球的气候和生态，塑造地表形态，即水循环具有平衡更新、迁移交换、联系调节、影响塑造的作用。⑤水是循环的，但一个区域的水资源是有限的， 其循环更新的速度也是有限的， 因此一个区域的水资源并不是“取之不尽，用之不竭”的。

2.陆地水体相互关系图（图3）

从图中看，陆地上的水体主要有大气降水、冰川、积雪、湖泊水、河流水、地下水。陆地上水体的相互关系是指陆地水体之间的运动转化及其水源补给关系。从水源补给看，大气降水（雨水）是陆地各类水体最主要的补给来源。当降水历时长、强度小，地表起伏小，土质疏松，植被覆盖率高时，大气降水有利于转化为地下水。

冰川对河流及其它陆地水体的补给是单向的；而河流水、湖泊水及地下水之间具有双向补给关系，如图4所示。但有些河流水与地下水之间并不存在双向补给关系，如黄河下游及长江荆江段因其为“地上河”，只存在河流水补给地下水的情况。

3.河流流量过程曲线图

河流流量过程曲线图是高考试题中经常出现的图型，横坐标代表时间（月份），纵坐标代表河流径流量。根据河流流量过程曲线反映的主要内容，如流量大小及季节变化、汛期出现的时间和长短、枯水期出现的时间和长短等综合分析，可得知：图5河流径流量随雨量变化，补给类型主要为大气降水，降水是河流最重要、最普遍的补给形式，在我国以东部季风区最为典型。图6河流春汛与气温有关，为季节性积雪融水补给，此类河流在我国主要分布在东北地区。图7河流径流量与气温有关，为冰雪融水（冰川和永久性积雪融水）补给，在我国主要分布在西北和青藏高原地区。图8河流径流量全年稳定，为地下水或湖泊水补给；湖泊水对河流水往往有调蓄作用，地下水对河流水的补给较普遍、稳定。

四、技巧点拨

1.人类活动对水循环影响的分析

①对地表径流的改变（最主要的影响方式）：人类引河湖水灌溉、修建水库、跨流域调水、填河改陆、围湖造田等一系列针对河流、湖泊的活动，极大改变了地表径流的自然分布状态；②影响地下径流：人类开发利用地下水、改变下渗以及局部地区的地下工程建设都不可避免地影响地下径流，例如城市建设中通过增加绿地面积、铺设渗水砖、建设雨水花园等措施来控制雨洪和利用雨水；③影响局部地区大气降水，如人工降雨；④影响蒸发，如植树造林、修建水库可增加局部地区的水汽供应量，地膜覆盖可减少农田的水分蒸发。

2.河流水文特征的描述及分析

掌握河流的水文特征要把握“五大特征（流量、水位、汛期、含沙量、结冰期）和五大成因（地形、气候、植被、土壤、人类活动）”。

①流量，大小主要取决于河流的补给量与流域面积的大小，变化主要取决于补给方式。②汛期（水位），包括丰水期、枯水期的时间、汛期长短等，主要与补给方式和河道特征有关。河流流量相同的情况下，河道的宽窄、深浅影响水位的高低。③含沙量，与流域内植被状况、地形坡度、地面物质结构及降水强度等有关。一般来说，坡度越大、物质越疏松、植被覆盖越差、降水强度越大，河流含沙量就越大。④结冰期，用有或无、长或短来描述，取决于冬季气温的高低。冬季气温在0℃以下、从低纬流向高纬的河段，可能发生凌汛。

同时还要注意几点：一是水文特征与水系特征的区别，水系特征主要包括河流的源地、流向、长度、落差、支流（多少、形状）、流域面积、河道特征（宽窄、深浅、曲直）等；二是季节变化和年际变化的区别，如我国西部地区的河流流量季节变化大，但年际变化小；三是分析径流变化的原因时注意时间限制条件，几十年和几年的变化原因可能不同，“几十年”还可能有气候变化的原因。

3.水资源问题的分析

①水资源利用的突出问题。即水资源短缺问题，应从“供求”关系分析，如图9所示。

②水资源持续利用的措施。从两方面分析：一是开源措施（合理开发和提取地下水；修筑水库，调节水资源的季节分配；开渠引水，调节水资源的空间分布；海水淡化、人工增雨等），二是节流措施（加强宣传教育，提高节水意识；改进农业灌溉措施；提高工业用水的效率等）。

五、典题精练

（2016年全国Ⅲ卷）图10所示山地为甲、乙两条河流的分水岭，由透水和不透水岩层相间构成。在生态文明建设过程中，该山地被破坏的森林植被得以恢复，随之河流径流量发生了变化，河流径流的年内波动也减缓了。据此完成1～3题。

（1）森林植被遭破坏后，河流径流量年内波动强烈，是由于：

A.降水更多转化为地下水

B.降水更多转化为坡面径流

C.降水变率增大

D.河道淤积

（2）森林植被恢复后，该山地的：

①降水量增加 ②坡面径流增加 ③蒸发（腾）量增加 ④地下径流增加

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

（3）如果降水最终主要转化为河流径流，那么森林植被恢复后，甲、乙两条河流径流量发生的变化是：

A.甲增加，乙减少，总量增加

B.甲减少，乙增加，总量增加

C.甲增加，乙减少，总量减少

D.甲减少，乙增加，总量减少

解析：该题组以近年来的热点话题“生态文明建设”为背景，考查人类活动对水循环的影响，进而考查对河流水文特征的影响。理解植被覆盖率的高低对水循环环节（下渗、蒸发、地表径流等）的影响是正确解答该题的关键。森林植被破坏后，蒸发和蒸腾减弱，下渗减少，地下径流减少，坡面上的地表径流增加，则河流径流量增大。森林植被恢复后，则相反。图中由于透水岩层向乙河倾斜，森林植被恢复后，雨水下渗到透水岩层后，随倾斜岩层汇入乙河，乙河径流量增加。参考答案分别为B、C、D。

【拓展深化】该题组涉及的知识点“植被在水循环中的作用”及“人类活动对水循环的影响”是高频考点，需熟练掌握。

水循环篇2

关键词：城市水循环经济

一、城市水循环提出的重要性

水是社会经济建设与发展的基础性、战略性资源。但是，近年由于人们多注重水资源的经济性，忽略其循环的自然规律和健康性，导致水资源短缺、水环境恶化等一系列问题，这些问题的出现严重制约了社会经济的持续健康发展。21世纪是协调人口、资源、环境与发展的世纪，人类社会只有建立起物质循环型的城市才能持续发展。张杰院士认为，社会用水的健康循环是循环型社会的基础，通过实现健康水循环，可以使水的社会小循环与自然大循环相辅相成、协调发展，实现人与自然和谐发展，维系良好的水环境。

城市是人类生存环境给自然系统所加的最重负担。城市水生态环境是一个建立在自然环境之上的高度人工化的环境，既具有自然环境的复杂性、易变性、难于恢复性，还具有人工环境独有的人类活动主导性，易受外界干扰性的开放性，输入输出不均衡性。城市化的进展直接或间接地改变着水环境，影响城市居民的生活质量和社会福利。据预测，到2020年我国城市化水平将达到50%左右。为此，必须深刻地研究城市化对城市水循环要素的影响，采取科学的对策，健全城市水循环系统，提高城市水资源承载能力和水环境容量，促进城市的可持续发展。在加快城市化进程的同时，需处理好城市水循环与城市发展的关系，搞好城市水资源开发及保护以确保城市化进程的顺利进行。

循环经济具有减量化、再利用、再循环三大操作原则，即3r原则。减量化属于输人端方法，旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源的流量；再利用属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度；再循环属于输出端方法，要求物品完成使用功能后重新变成再生资源。实现水资源可持续利用和城市水循环也要遵循这三个原则。水循环经济是指运用自然生态系统中水循环运动规律重构水经济系统，使水社会循环能和谐地纳入自然生态系统的水循环过程中，形成健康的社会水循环，建立一种新形态的水闭路循环流动性经济。其内涵是要实现水资源的可持续利用，建立水循环经济性的社会。把经济社会建立在水资源循环利用的基础上，改变过去水资源——使用消费——污水排放的单向流动的线性经济；变成水资源——使用消费——污水再生处理——水再循环，形成水资源在经济——社会——环境复合生态系统中的往复循环流动的闭路循环经济。

二、影响城市水循环的因素

（一）人口规模的增大对城市水循环造成影响

人口规模的扩大对用水需求的影响体现在两个方面：一是直接影响。人类饮用、清洁都需要淡水资源，人口增加首先增加的是生活用水，这一用水量的增加基本上与人口同比例增加。而且，伴随人们生活水平的提高，人均生活用水量的增加可能会快于人口增加的速度。二是间接影响。现代社会人口的增加往往还伴随着技术的进步和产业的发展，无论工业、农业还是服务业，其规模的增长都会导致用水量的增加。不过，这种规律只反映了人类发展的一般进程，具体到一个地区，鉴于不同产业对水资源消耗量的差异，地区产业结构调整的方向会对间接用水产生较大的影响。在特定地域、特定阶段，因人口规模扩大导致的产业发展进而造成的用水需求变动的方向是不确定的。

在水资源供给方面，北京市水务局数据显示，北京水资源由两部分构成：一是本地区降雨形成的水量；二是上游入境水量。北京市水资源公报显示，北京多年平均降水总量98亿立方米，蒸发约60亿立方米，形成总量约为37.4亿立方米的水资源；北京多年平均入境水量16.1亿立方米，二者合计53.5亿立方米。实际上，北京平均每年可以利用的地表水总量仅约为14亿立方米，加上25.6亿立方米地下水，共计约40亿立方米。

在水资源需求方面，北京每年生产生活用水总量约为34.5亿立方米（2006年全市总用水量为34.3亿平方米，2007年为34.8亿平方米，2008年为35.1亿平方米），40亿立方米供给，34.5亿立方米需求，北京的水似乎够用。但近年来北京降水量明显减少，入境水量也连续9年减少，从10亿立方米逐年下降到7亿立方米，与常年平均数据16.1亿立方米相差甚远。供给方面，北京可利用水资源往往不足40亿立方米；需求方面，随着大量外来人员涌入北京，用水量也在随着增加，导致北京地表水流出量少于流入量，以及地下水逐年减少。为解决水资源短缺问题，北京市采取了大量行之有效的措施,农业用水、工业用水都有所下降。但就目前情况来看，节水空间已经非常有限。况且，人口扩张，工业、服务业等生产用水也会随之增加。同时，随着公众对生态环境要求提高，生态用水也应当得到足够保证。就目前形势，一旦北京遇上连续干旱，情况就很危急。

（二）城市化的发展对水资源循环利用的影响

水循环篇3

关键词：循环水 化工装置 药剂

1、前言

石油化工中冷却循环用水用量很大，对于企业的运行具有重大的影响。为了发挥循环水的作用，需要采用循环水药剂保障水质，避免循环水换热器管道结垢、腐蚀。大庆炼化公司动力一厂空分二车间有三个循环水场，分别为四循一站、四循二站、四循三站，设计循环量分别为5000t/H、7000t/H、7000t/H，为炼化公司聚合物装置及聚丙烯装置提供循环水。

2、循环水水质特点与影响因素

2.1 水质特点

为了保障水质处理，需要对循环水的水质进行分析。对循环水场的水质分析结果如表1所示，由表中的参数可以看出，车间的循环水Ca2+、Mg2+、C1-等离子较高，属于严重结垢型水质，而且水中的悬浮物、灰尘较多。随着使用时间的增加，水中的溶解固体与悬浮物不断增加，而且因为可溶性气体等进入循环水，导致循环水水质恶化。2010年5月份大庆炼化公司动力一厂空分二车间四循二站的循环水水质出现过较大波动，总体离子含量接近2mg/mL，COD达到100mg/mL，pH值低于7，循环水颜色变红，导致聚丙烯装置换热器前循环水滤网堵塞，E-853板式换热器堵塞，影响换热器的正常运行。

2.2 影响水质考核指标的原因分析

循环水场生产环境相对较差，对于循环水水质的影响因素较多，为了保证循环水水质达到标准，除了需要选择合适的循环水药剂之外，还需要分析相关的影响因素，以避免对水质造成影响。

2.2.1 周围环境

在大庆炼化公司动力一厂空分二车间循环水场周围，环境影响较大，因为该水场周围具有聚丙烯装置、宏伟热电厂等装置，粉尘以及微粒等杂质易进入循环水中，造成循环水悬浮物增加。因为水中固体增加，容易沉积在换热片管壁，造成管壁腐蚀，影响管壁的换热效果。化工装置生产过程中产生二氧化硫、二氧化碳等酸性气体，这些蒸汽混杂水蒸气加速了换热器的挂片腐蚀，缩减了换热装置的使用寿命。

2.2.2 循环水药剂不合理以及加药方式落后

该水场选择的杀菌用循环水药剂主要是液氯进行处理，但是因为水质对于液氯的杀菌能力影响较大，而且易产生氯离子，造成水质恶化，易造成点腐蚀。在选择循环水药剂的处理过程中，采用连续投加液氯杀菌剂，采用加药装置连续投加缓释阻垢剂。药剂随着循环水的流动浓度逐渐降低，导致药剂浓度降低，从而降低了水处理效果。

2.2.4 补入循环水的水质

循环水的补水除采用新鲜水外，主要使用污水回用水作为补水，污水回用水的特点是氯根高、电导高的特点。而且聚丙烯装置换热器材质多数为不锈钢材质，由于氯根高极易产生点腐蚀，进而使循环水的铁离子含量增加，影响循环水水质。

3、循环水药剂的选择

3.1 缓蚀剂的选择

为了保证循环水水质达标，车间采用189C药剂作为循环水药剂[2]，观察系统运行过程中水质变化与影响。为了对循环水药剂的影响进行观察，控制循环水的浓缩倍数在3.0±0.3之间，pH值控制在8.3±0.2之间，并且以70 mg/L的速度投放药剂。为了实现工艺的控制与管理，共补水2980L，补189C药剂2122mL，观察循环水外观与检测水质标准。

3.2 杀菌灭藻处理药剂

采用连续投加氧化性杀菌剂固体氯以及B250杀菌剂交替杀菌，为了避免细菌产生抗药性，需要隔周采用不同的杀菌剂，投放的方式如下：每单周加杀菌剂固体氯0.125吨，每双周加0.1吨非氧化性杀菌剂B250。每月投加一次粘泥剥离剂739，以抑制生物粘泥在管壁上沉积[3]。

3.3 循环水药剂的工艺

大庆炼化公司动力一厂空分二车间循环药剂的工艺流程如下：循环冷却水经过加药剂处理，待药剂作用一段时间之后，药剂通过循环水流通运转，根据中石化《实验室缓蚀评定试验法旋转挂片失重法》进行取水，对于工艺中的循环水质量进行研究分析，判断循环水药剂的影响。

3.4 现场管理

为了避免现场环境造成的影响，需要加强现场管理，包括以下内容：（1）加入液碱进行中和循环水PH值，避免酸度过高造成的腐蚀作用，控制pH值在7.0以上，定时对回用水的pH值、碱度、氯根等指标进行监测；（2）采用连续投加的方式加入循环水药剂，稳定控制锌离子浓度在2―3mg/L；（3）加强对旁滤系统的管理，将挂片箱材质由碳钢升级为不锈钢，合理地安排污水的排放。

4、结语

循环水水质对于石油化工装置具有重要的影响，为了保证循环水水质达标，需要采用合理的循环水药剂、对现场环境进行有效控制、优化投药方式以及及时做好查漏堵漏。大庆炼化公司动力一厂空分二车间为保证循环水水质达标，加入189C缓蚀剂作为循环水药剂，并且对投药后的循环数参数进行测定。根据测定的结果来看，采用189C缓蚀剂能够有效的改变水质，增强换热能力，性能满足生产要求。而且189C缓蚀剂在含盐量好，容量较大的循环水环境中具有较好的缓释效果。采用交替杀菌的方式，能够有效杀灭循环水中的细菌，避免抗药性。

参考文献

[1] 周东 大庆炼化公司循环水系统运行方案的优化[D]硕士 2005

水循环篇4

【关键词】循环水系统改造；必要性；措施

中图分类号：TV文献标识码： A

一、前言

随着经济的发展，化工企业也变得越来越多，给环境和水质都带来了一定的污染，基于这样的现象对企业的循环水系统进行改造是十分必要的。

二、概述

1、循环水系统

当今化工企业内重要的公用工程系统之一就是循环水冷却系统,水冷却系统运行质量的好坏是保证生产装置的设备安全和运行稳定的必备物质条件,是决定化工企业能够长期的周期性运行的关键因素。

2、循环水系统节水的必要性

近些年合成氨企业不断增量，装置不断扩大增量，企业的用水量日益增加,而循环水系统的用水量更是达到一个历史峰值。由于我厂位置在工业区内，水资源开发难度极大。无论是国家层面，还是省市地区,除了看中新上园区化工项目的环境影响，水资源等不可再生资源也一直是一个重要的关注点。化工企业作为工业体系中的用水大户,我们必须最大限度地节约用水,更好的开发利用现有的水资源。解决企业的用水和节水问题,这是实现企业可持续发展必由之路。

三、合成氨企业循环水系统改造的意义

合成氨企业的污水排放量大，污染物含量高，直接排放或者不达标排放都会对环境和居民生活造成极大威胁。近些年来，环境保护观念的提升，人们对环境的可持续发展越来越重视，特别是化工企业的排污就成了主要整治对象，这给企业的生产经营提高了难度，增加了生产成本，因此，对循环水系统的改造具有非常重的意义：

1、减少环境污染，在回流利用过程中采取各种措施，将有害固体物质进行分离，将无利用价值的深挖掩埋或灭毒处理，可重复提取利用的成分进行回收提取，从而减少了有害物质的排放，有利于环境保护。

2、有利于企业节能降耗，通过处理后的中水回流利用，节约用水，废水治理中的可利用成分的二次提取利用及次生产品的利用，减少了生产成本，减少企业片面的治污资金投入负担，从而提高企业的生产效益。

3、通过废水回流利用的治理过程促进了生产过程的技术革新，企业在生产过程中对于如何减少废水和有毒污水的产生方面，会有针对性的改进相关生产工艺，对于企业的生产运营管理起到了促进作用。

4、促进了企业的可持续发展，环境保护是每一个企业面临的社会责任，治污效果如何直接影响石化企业的发展前景，避免因为治污失败是企业发展进入死胡同，最终会被市场淘汰。

四、合成氨企业循环水处理的主要问题

1、水质差，

COD值偏高在化工企业的循环水处理系统中，由于多方面的原因经常出现主物料泄漏的现象，导致循环水的 PH 值不断上升，使其具有一定的腐蚀性，这不仅需要企业加投其他缓蚀剂来降低循环水的腐蚀程度，还需要重视化学反应中产生的新物质的沉淀问题。同时，循环水的COD值常常处于偏高的状态，导致化工污水的循环处理没有完全达标，容易对水源和设备造成二次污染。

2、浓缩倍数低

一般说来，化工企业的生产设备对水的需求量都比较大，导致循环冷却水系统热负荷低，加上循环水系统的保有水量比较大，这就使得循环水量与保有水量的比值小于2。因此，该企业的循环水装置系统的循环水存在着浓缩倍数低、腐蚀性比较强的特点，具体表现在污水排放量大、水质浑浊、微生物数量超标等，这不仅不利于换冷设备的正常运转，还造成了水稳药剂和干净水源的大量浪费。

3、循环水系统内长期漏入工艺介质

很多化工企业的循环水装置的换热设备曾经发生不同程度的内漏，使得工艺介质大量渗漏，导致设备内部的表面形成一层油膜，这不仅严重影响了循环水的处理效果，还导致循环水系统内部形成大量的微生物，如微生物粘泥、藻类等大量繁殖难以得到有效控制。此外，工艺介质的渗漏，还会导致循环水遭受污染，这都不利于化工企业的循环水处理工作的正常开展。

4、旁滤效率降低

对于安装有砂滤罐的化工企业的循环水处理系统而言，由于砂滤罐的反冲洗和旁滤都套用循环冷却水，所以水的压力不是很大，有时很难达到循环水处理的设计要求。此外，在反冲环节，水的流失率也比较高，在运行一段时间后发现，排污阀口容易被细沙等杂物严重堵塞，会导致循环水处理装置的旁滤效率大幅下滑。

5、产生大量生物粘泥

由于很多化工企业的循环水系统中水的浊度较高，细菌含量也长期处于较高水平，因此经过一段时间之后就会产生大量的生物粘泥，生物粘泥经常粘附在换热装置的换热管等装置上，形成厚度不一的生物粘泥层，这不仅会影响换热器的热量传递效率，也不利于循环水处理系统的安全、可靠运行。

五、改造措施

1、完善加药系统

（一）加药点的选取

聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为循环水的主要添加剂之一，原聚合氯化铝在热水池进口处投加。由于热水池内煤泥积累较快，而热水池未设抓灰装置( 抓灰装置设在平流沉淀池上方)，导致聚合氯化铝实际使用效果较差。通过观察，发现聚合氯化铝加在离平流沉淀池4 m 左右的回流沟内使用效果较好。

（二）加药方式的改进

原聚合氯化铝通过计量泵输送，计量泵虽然计量比较精确，但故障率很高。另外，因计量泵进口、出口径较小，聚合氯化铝液体中的固体颗粒容易堵塞在管内；当聚丙烯酰胺浓度稍高时，因药剂黏度增大经常造成无法泵送，给加药操作带来了较大难度。加药不同于化学反应，连续加入量的精度要求不是很高，只要保证在一定时间内加入量一定，即可达到要求。因此，决定制作钢支架，以提高2 种药剂储罐的高度，加大排药管直径，通过高位差使药剂自流入加药点；并且在储罐上增加液位计，根据回水浊度的变化规定每班需加入药剂的量，操作人员根据每小时巡检的液位变化情况，调节加药阀开度。

（三）严格药剂质量控制

药剂质量直接影响到循环水的浊度，若用质量较差的药剂，循环水浊度在短时间内可能没有较大的变化，但是随着时间的推移，浊度会快速上升，若此时再进行处理，一般需半个月才能恢复至正常运行工况。

2、排污系统的改进

原设计中，澄清器内沉淀的煤泥排至平流沉淀池后凝结的煤泥被再次冲散，需要再次沉淀，导致工艺重复，影响了水处理的效率，加大了平流沉淀池的负荷。另外，排污时因大量煤泥的排入，整个系统( 平流沉淀池、澄清器和清水池) 的水质浊度全部升高，需几个小时才能恢复至正常工况，对系统的高效、清洁运行造成较大影响。为此，江山合成氨厂将澄清器内煤泥先排至原循环水沉淀池沉淀 1d；次日排污前，先将上层清液抽入平流沉淀池( 澄清器每天白班排污 1 次) ，再使用抓灰机打捞煤泥，从而实现循环水的泥水分离。采用此方法排污不会影响系统水质。

3、用压滤机处理湿煤泥

湿煤泥原先存放在地面围建的池内，一般需半个月以上自然风干，遇到雨季甚至1个月都无法风干。由于江山合成氨厂烧块煤，湿煤泥不能内部消化；而在运输过程中，由于湿煤泥含水量过大导致渗漏，也会遭到环保部门的处罚，且外售困难。所以，沉淀池内煤泥沉积量较大，而捞出来后又无法处理，造成煤泥不能及时捞出来，使循环水水质恶化。

六、结束语

合成氨企业在对循环水系统进行合理的改造之后，可以达到低浊度、零排放的效果，所以，对于化工企业来说，对循环水系统进行合理的改造和优化具有重要的意义。同时，也给工业园区内化工企业良性循环发展打下基础。

参考文献：

[1]吴国平.贵冶闪速炉循环水系统改造设计.有色冶金设计与研究.2013年3月，第2期，66-68.

水循环篇5

[关键词]水环境；环境保护；水资源循环

中图分类号：TV21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0441-01

1、引言

作为人类赖以生存和发展的重要资源之一，水资源是人类生存生活中不可或缺的重要资源之一，同时也是一种不可替代的特殊资源。在进入二十一世纪以来，水资源已经从单一的基础性资源向战略性资源转变，是环境与生态控制的重要因素。同时，良好的水环境还是社会得以持续发展的根本，是促进城市化进程、小城镇建设以及农村现代化的重要基础。因此，通过保护水环境，促进水资源的良性循环是当前水资源保护的重要内容。

2、水环境现状

我国正处于社会主义建设时期，而且是处于社会发展转型的关键阶段，资源需求与资源总量之间存在着矛盾日益激化的问题，而其中尤以水资源最为激烈。当前，我国整体水环境主要表现为水资源缺乏以及水资源污染两个方面。

2.1 水资源缺乏

2.1.1 水源方面

首先表现为用水量持续增加，随着人们生活水平的持续提高，工农业生产发展迅速，农业生产设施、灌溉设备等都需要消耗大量的用水；其次，伴随着生态环境的进一步恶化，尤其是随着道路硬化面积的不断增加，不但破坏了自然生态环境，而且还使得土壤蓄水能力下降，水分蒸发量增加，水土流失日益严重，造成了干旱问题的发生，给农业生产造成危害；再次，由于气候变化，降雨量减少造成了水资源总量下降。当前，受全球气候变暖影响，各地水库需水量不断下降，地下水位严重下降，使得需水量下降，给当地农业生产构成了直接威胁，节水型农业技术的应用迫在眉睫。

2.1.2 设备更新

由于我国很多地区的供水工程建设时间早，存在着成井深度浅、工程质量较差等问题。近些年来，随着地下水位逐年下降，水井出水量开始出现不足，使得群众饮水出现困难。尤其是在农田灌溉的高峰期，农业用水对地下水的开采量持续增加，直接影响到农村的正常生活供水。因此，及时对取水井及其设备进行更新，对保证正常供水尤为重要。

2.1.3 水利工程建设管理

部分农村供水工程在建设过程中，没有充分考虑到农村城镇化建设、后期人口增长以及村庄规模扩大等问题，导致当时的水源供水能力不足、管网布置不合理等问题。随着人口逐渐增加，导致区域或者输水距离远的群众水量不能得到保证。

2.1.4 运行管理

当前，城市供水系统逐步走向企业化，这对于实现水资源的专业化管理尤为重要。但是，在部分农村地区，由于农村供水工程通常是以村委会为中心进行统一管理的，采取按人收费的方式。因为收费标准相对较低，导致水利工程的资金投入不足，难以保证工程运行维护费用，使得工程进行运行维护与更新改造。

2.2 水资源污染较为严重

随着我国社会经济的迅速发展，城市及城市周边农村的工业生产在一定程度上造成了河道内污染物质超标等问题。根据环保部门的试验分析，我国城镇二级河道水质呈下降趋势，部分工业区的水质甚至为劣Ⅴ类水质，给河道沿线居民区地下水造成了不同程度的污染。与此同时，由于河道沿线的居民在农业生产过程中使用大量花费，也在一定程度上造成了地下水的污染。而与城市中心相距较远的农村地区，虽然其水质没有问题，但是随着地下水污染趋势加剧，农村饮用水水质威胁日益加剧。

虽然当前城市环保建设已经提上日程，也在水污染防治方面提出了对应的标准和条规，但是水污染的趋势依然没有得到控制。尤其是城市河流水域中有机污染问题严重，这主要是因为城市居民日程生活中排放的污染以及工业废水中含有大量的有机物质，不够工业废水中还含有较多的有毒有机物，例如工业生产中排放的染料、农业生产过程中残留的农药等，这些都给河流带来了严重的有机物质污染。使得城市水源地水处理成本不断增加，不但严重威胁到居民饮水安全问题，而且激化了水资源短缺的矛盾，给我国实施可持续发展带来了隐患。

3、保护水环境，促进水资源良性循环的相关策略

3.1 减少水资源消耗量

当前我国水资源利用方面，首先是水资源紧张，其次则是水资源浪费严重。与发达国家相比，我国单位产品的水资源消耗要明显偏高。因此，在工农业生产以及居民生活过程中，通过使用节水型设备对用水量进合理控制，对减少水资源供求矛盾有积极作用。

3.2 形成完善的城市污水处理系统

城市污水处理系统的重要工作是对污染水进行处理，以达到排放标准或者饮用水标准。同时，工业企业还应该通过对水污染的积极治理，尤其是对有毒污染物的水进行单独处理，在达到对应排放标准之后在排放，或者进行其他常规处理。随着城市工业布局以及城区规划趋于合理，加之城市下水道管网日益完善，城市污染水将逐步实现集中处理，将污染水处理与工业治理结合起来，提高水自然质量，让城市水体进入到正常的水循环中。

3.3 合理调整产业结构

水体的自然净化能力是有限的，而通过合理调整产业结构，在生产过程中充分利用自然环境中的自然能力，从源头上对污染物质进行控制，将恶性循环逐步转化为良性循环，在保证经济持续发展的基础上对污染进行控制，达到可持续发展的最终目的。针对污染严重的企业，应该基于“关、停、并、转”的基本原则进行治理。而对耗水量大的农业产业，尤其是在干旱、半干旱区域，要积极推广节水型农业措施，让农业生产走上可持续发展道路。

3.4 减少农业污染

当前农业污染主要包括农村生活用水源、农业生产用水源、畜禽养殖业与水产养殖用水污染几个方面。在实际的水资源保护过程中，解决这方面的污染要比处理工业污染与城市生活用水难度更大，需要采取综合防治与发展生态农业等方式予以解决。

3.5 积极开发新水源

在做好节水、污染控制等措施的同时，结合我国的水资源地理分布情况，通过采取对应的措施积极进行水资源开发，缓解区域性用水矛盾问题。例如，通过实施南水北调工程能够有效的缓解我国华北、山东地区的缺水现状。同时，在局部地区通过修建水库、净化海水以及开采地下水等方式都可以有效环节用水压力。但是，在水资源的开发过程中应该考虑到其生态环境影响，以促进水资源的良性循环。

参考文献

水循环篇6

1、直接将循环水管接到离热水器比较远的地方，冷水就会快速回到热水器。

2、先把每一个热水口连接起来，需要使用内牙三通，然后再按照循环线路的长短，分为大循环和小循环。大循环的路径是比较长的，所以要流经支管路，实现即用即热，小循环就不需要经过支路管了，打开水龙头等待一会儿，就可以放出热水。

（来源：文章屋网 ）

水循环篇7

关键词：城市水循环经济

一、城市水循环提出的重要性

水是社会经济建设与发展的基础性、战略性资源。但是，近年由于人们多注重水资源的经济性，忽略其循环的自然规律和健康性，导致水资源短缺、水环境恶化等一系列问题，这些问题的出现严重制约了社会经济的持续健康发展。21世纪是协调人口、资源、环境与发展的世纪，人类社会只有建立起物质循环型的城市才能持续发展。张杰院士认为，社会用水的健康循环是循环型社会的基础，通过实现健康水循环，可以使水的社会小循环与自然大循环相辅相成、协调发展，实现人与自然和谐发展，维系良好的水环境。

城市是人类生存环境给自然系统所加的最重负担。城市水生态环境是一个建立在自然环境之上的高度人工化的环境，既具有自然环境的复杂性、易变性、难于恢复性，还具有人工环境独有的人类活动主导性，易受外界干扰性的开放性，输入输出不均衡性。城市化的进展直接或间接地改变着水环境，影响城市居民的生活质量和社会福利。据预测，到2020年我国城市化水平将达到50%左右。为此，必须深刻地研究城市化对城市水循环要素的影响，采取科学的对策，健全城市水循环系统，提高城市水资源承载能力和水环境容量，促进城市的可持续发展。在加快城市化进程的同时，需处理好城市水循环与城市发展的关系，搞好城市水资源开发及保护以确保城市化进程的顺利进行。

循环经济具有减量化、再利用、再循环三大操作原则，即3R原则。减量化属于输人端方法，旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源的流量；再利用属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度；再循环属于输出端方法，要求物品完成使用功能后重新变成再生资源。实现水资源可持续利用和城市水循环也要遵循这三个原则。水循环经济是指运用自然生态系统中水循环运动规律重构水经济系统，使水社会循环能和谐地纳入自然生态系统的水循环过程中，形成健康的社会水循环，建立一种新形态的水闭路循环流动性经济。其内涵是要实现水资源的可持续利用，建立水循环经济性的社会。把经济社会建立在水资源循环利用的基础上，改变过去水资源——使用消费——污水排放的单向流动的线性经济；变成水资源——使用消费——污水再生处理——水再循环，形成水资源在经济——社会——环境复合生态系统中的往复循环流动的闭路循环经济。

二、影响城市水循环的因素

（一）人口规模的增大对城市水循环造成影响

人口规模的扩大对用水需求的影响体现在两个方面：一是直接影响。人类饮用、清洁都需要淡水资源，人口增加首先增加的是生活用水，这一用水量的增加基本上与人口同比例增加。而且，伴随人们生活水平的提高，人均生活用水量的增加可能会快于人口增加的速度。二是间接影响。现代社会人口的增加往往还伴随着技术的进步和产业的发展，无论工业、农业还是服务业，其规模的增长都会导致用水量的增加。不过，这种规律只反映了人类发展的一般进程，具体到一个地区，鉴于不同产业对水资源消耗量的差异，地区产业结构调整的方向会对间接用水产生较大的影响。在特定地域、特定阶段，因人口规模扩大导致的产业发展进而造成的用水需求变动的方向是不确定的。

在水资源供给方面，北京市水务局数据显示，北京水资源由两部分构成：一是本地区降雨形成的水量；二是上游入境水量。北京市水资源公报显示，北京多年平均降水总量98亿立方米，蒸发约60亿立方米，形成总量约为37.4亿立方米的水资源；北京多年平均入境水量16.1亿立方米，二者合计53.5亿立方米。实际上，北京平均每年可以利用的地表水总量仅约为14亿立方米，加上25.6亿立方米地下水，共计约40亿立方米。

在水资源需求方面，北京每年生产生活用水总量约为34.5亿立方米（2006年全市总用水量为34.3亿平方米，2007年为34.8亿平方米，2008年为35.1亿平方米），40亿立方米供给，34.5亿立方米需求，北京的水似乎够用。但近年来北京降水量明显减少，入境水量也连续9年减少，从10亿立方米逐年下降到7亿立方米，与常年平均数据16.1亿立方米相差甚远。供给方面，北京可利用水资源往往不足40亿立方米；需求方面，随着大量外来人员涌入北京，用水量也在随着增加，导致北京地表水流出量少于流入量，以及地下水逐年减少。为解决水资源短缺问题，北京市采取了大量行之有效的措施，农业用水、工业用水都有所下降。但就目前情况来看，节水空间已经非常有限。况且，人口扩张，工业、服务业等生产用水也会随之增加。同时，随着公众对生态环境要求提高，生态用水也应当得到足够保证。就目前形势，一旦北京遇上连续干旱，情况就很危急。

（二）城市化的发展对水资源循环利用的影响

水循环篇8

这是孩童常常提出的问题，但这个问题的答案似乎并不是我们想象得那样简单。一般而言，我们认为降落之后的雨水有3个主要的去向：变为水蒸气进入到大气；形成径流，进而形成江河湖泊；下渗形成地下水。

其实，水蒸气从陆地表面进入到大气，包括了两个不同的生物物理过程：一是与太阳辐射直接相关的蒸发，二是通过生物调节的植物蒸腾作用。在一般人的印象中，大地、江河、湖泊的蒸发似乎是陆地表面向大气“供水”的主要来源，但近期经过科学家研究发现，植物的蒸腾是水汽从陆地表面上升的主要方式，占到整个水汽总量的80%～90%。

蒸腾，大气水分的主要来源

地表蒸发失水与植物蒸腾失水，合起来被称为“蒸散”。人们对蒸散中蒸腾的比例向来很感兴趣，一般通过原位的树液测定技术或者同位素技术来区分蒸发和蒸腾。比如，近期新墨西哥大学的研究人员通过同位素拆分技术发现，植物的蒸腾每年向大气输送大概6.2万立方千米的水分，是陆地水循环的主要方式。不同类型的生态系统蒸腾的比例是不同的，从稀树大草原到热带雨林，蒸腾占蒸散的百分比依次增加，如草原只有51%，而热带雨林的比例是70%。6.2万立方千米的水量看着是个很大的数字，但跟全球的水循环相比，这绝对不是什么天文数字了。整个地球的水量大概是1.338×109立方千米，但96.5%的水是海水，不能供植物蒸腾或者供人类饮用。海洋表面很少有植物或者植物的蒸腾作用，只有近海岸的红树林才有显著的蒸腾，但由于份额太小，因此对于海洋生态系统而言，蒸发是主要的水循环方式。因为整个地球表面的75%是海洋洋面，海洋蒸发占到全球蒸发总量的86%左右，是全球水循环的主要方式。

陆地生态系统的“活跃水”，即淡水，只占到全球水量的2.5%。而这2.5%中又有68.6%的冰帽、冰河和永久性积雪不能被利用。还有30.1%是地下水，地下水是干旱、半干旱地区植物蒸腾的主要水源。在热带、亚热带和温带地区的植物还可以利用土壤水和临时降雨。至此，我们或许会了解蒸腾为什么是陆地生态系统水循环的主要方式了：蒸发主要发生在土壤表面，而植物由于具有扎入深层土壤的根，还可以利用土壤水和地下水。蒸腾是植物通过根吸收水分蒸发到大气的过程，主要靠植物根的分布、叶片气孔对干旱的敏感性、植物本身应对水分亏缺的能力共同调节。如在干旱少雨的季节，植物会通过落叶的方式来减少蒸腾的面积，从而减少水分利用。长时间的干旱少雨还会促使植物延长根须，以便获得深层土壤的水源。如目前人们所知道的最大根深植物牧羊树就分布在非洲荒漠，它可以深入地下达68 米。有意思的是，一些外来的深根性植物（如柽柳），由于高蒸腾速率，致使地下水水层下降，造成其他一些中等根深的植物死亡、灭绝。因此，植物对蒸腾的调节方式还会改变当地的物种组成，显著改变水循环的方式。

植物气孔，调节蒸腾的阀门

气孔是叶片上水汽逸出和二氧化碳吸收的“阀门”，调节着蒸腾作用和光合作用。不同的植物气孔对蒸腾的控制能力不同，所以形成了多样化的“水分利用策略”。对草本植物或树龄不大的树而言，它们的蒸腾能力很强，气孔对蒸腾的控制能力相对较弱，而植物的生长速度往往较快。但随着环境条件变差，植物就会懂得“节约用水”，如干旱来临的时候，很多植物都会通过气孔加强对蒸腾的控制。由于叶片失水和吸收二氧化碳的通道都是气孔，因此植物蒸腾失水的主要目的是吸收二氧化碳，它们总是倾向于以最少的水分损失换取尽可能多的二氧化碳。但这对植物而言是个永远都无法调和的矛盾，没有只吸收二氧化碳而不散失水分的植物。即使对于景天酸科的仙人掌，它也只是把蒸腾失水与二氧化碳吸收在时间上分开进行而已，这样它就可以以最小的代价获得最多的二氧化碳了。

除了吸收二氧化碳，蒸腾对植物的第二个好处是帮助植物降温。在阳光充足的条件下，叶片所吸收的辐射如果不能有效地耗散，便会在1分钟的时间内迅速升至100℃。很难想象没有蒸腾作用的植物如何进行一系列的生理活动。蒸腾流从根到叶片的流动，还会促使土壤中的营养物质和溶液（如无机养分、氨基酸和植物激素）运输到植物体内。

水循环篇9

W=Bob Wolpert

C: 中国的水务市场和其它国家有什么不同？

W: 中国的水务市场与其它地方不同在于，世界其他很多地方的基础设施老化，需要更新才能为下一代人所使用；而在中国，很多水的基础设施是在兴建之中。

C: 中国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，而污染又加重了水资源的紧缺，这些会为水务行业带来怎样的商机和挑战？

W: 水是一种珍贵的资源，我们要保证水在经过一次使用之后，可以再次投入重复的使用，无论是用作工业用水还是建筑用水。所有关于水资源的重复利用都在不断地创新，Xylem有几个不断推进的项目，在实现对水资源更加智能化的利用，比如通过先进的监控设备随时确保水保持在要求的质量标准之上，保证居民和企业在需要的时间能够使用需要数量和类型的水。

C: 近年来，中国的水污染问题严峻，各地因工业事故造成的水污染事件频发，Xylem在水务技术方面有怎样的建议和相应策略呢?

W: 现在的现实是，一些企业无视国家的法规，随意排放未达标的污水，这加剧了水污染的问题。要想控制这样的污染事故的发生，我们的建议是，要从水源或污染源进行控制。Xylem有很多处理工业用水的技术，强调在排放之前一定要达标，将过滤、消毒等多样化的产品打包，成为工业应有的方案，用于工业领域，在水循环之后进行处理，测试合格之后才能够排放，只有做到这些，才能从污染源上防止污染事故的发生。在突发的水污染事件中，使用先进的监控技术，对水的状况有一个实时的反馈，随时防止事故发生，在污染发生之前发现事故的苗头，一旦事故发生，也可以以最快的速度将事故报告出来，防止事故进一步的恶化；另外还有一套应急净水的解决方案，确保在主要的水源被污染之后，用最快的速度，用替代的水源实现暂时供水。

C: 作为一家水务公司，Xylem如何理解水资源？如何看待“水是一种政治性资源”的观点？

水循环篇10

关键词：S7-300；组态王；数字化改造；控制系统

前言

今年来，炼化企业数字化管理建设悄然兴起，规模不断扩大、功能不断完善，在精细管理、可视化监控、安全生产及节能增效等方面都取得了较好的成效，逐渐成为化工企业生产管理系统的一个重要组成部分。化肥厂循环水装置原控制系统采用模拟屏显示系统状态，模拟量的显示和控制通过单独的回路构成，利用调节器实现，控制按钮操作。该控制以及使用超过十年的时间，老化严重，模式的缺点已经非常明显，硬件数量多，占用空间大，生产效率低，而且日常维护困难，难以满足日常生产的高可靠性、良好的控制性能。针对这些，提出了对改造循环水控制系统的方案，即上位工控机+可编程控制器+监控软件，本文介绍了这种以组态王和S7-300 PLC结合构建的生产控制系统。

一、系统介绍

循环水自动控制系统主要由上位监控系统、通讯网络、下位PLC控制站和现场仪表组成。整个控制系统网络结构如图1所示。

图1

图1主要由三部分组成，最上面部分是上位工控机，采用的是DELL工控机，通过两台操作员站对循环水系统进行监视和操作，两台操作站既能同时使用又能互为备用；中间是TCP/IP网络，采用网络站点方式通过局域网络进行通讯，实现数据共享；下面部分是下位机，下位使用的西门子公司的S7-300PLC，PLC与组态软件通过MPI网络进行通讯。

二、选型及配置

系统采用DELL计算机和S7-300 PLC组成上下两级控制系统，通过西门子的MPI通讯接口实现上位机工程师站和PLC之间的数据通讯，工程师站与操作站之间通过网络站点方式进行通讯。

下位机负责从现场采集流量、压力、温度等信号，然后通过通讯电缆传送到上位监控系统，并将控制系统或联锁信号回馈给现场。PLC的中央处理单元选用了CPU312，电源模块选用PS307 5A。根据现场仪表信号数量要求选用了1个数字量输入模块SM321 DI32×DC 24V，1个数字量输出模块SM322 DO32×24V/0.5A，5个模拟量输入模块SM331 AI8×12Bit，1个模拟量输出模块SM332 AO8×12Bit。整套系统出了的现场信号点和使用模块统计如表1所示。

表1

（一）控制系统要求

整个控制系统包括了模拟量输入采集过程，两个自控回路和五个联锁回路，PLC采集到现场的数据后，通过运算后向现场发送控制信号和联锁信号。现场仪表采集到数据后送给PLC，然后再传输到上位机进行监控，工艺人员可以准确的掌握整个系统的运行情况，及时对异常情况进行干预。两台操作员站中一台兼工程师站，直接与下位PLC进行通讯，可以对PLC进行编程、修改以及对人机界面软件进行设置和修改，并作为另一台操作站的服务器，两台操作站通过网络站点进行连接。

（二）控制系统组态

整个系统包含了34个模拟量输入信号，2个模拟量输出信号，2个数字量输入信号，3个输出信号。系统编程采用了西门子公司为用户提供的STEP7编程软件，可以用标准语言梯形图（LAD）、语句表（STL）、功能块（FBD）创建S7程序。本系统采用的直观可视的梯形图（LAD）编程方式，创建的程序机构如下表2所示：

表2

（1）风机联锁程序例程如下图2所示：

图2

在风机联锁程序中，现场热阻将风机油温转化为电压信号，PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化为PLC可识别的数字量，然后将数据块DB中的数据与联锁值进行比较，比较的结果送到输出端口Q中去，控制继电器的状态，达到风机联锁的目的。

（2）模拟量输入处理例程如下图3所示：

图3

（3）PID控制例程如下图4

图4

PID调节采用了STEP7编程软件的标准库里的PID控制块，PLC将系统给定的值与反馈回来的值进行比较并经过比例、积分和微分运算处理后，将信号送到现场调节阀，控制现场的调节阀。

三、组态软件编程

上位机可以监视受控设备的运行工况，也可以向下位机发送各种指令，它提供了一个普通操作人员能接受的直观的操作平台。上位组态软件选择了组态王6.53对整个系统进行监控，组态王6.53是在组态王6.0X系列版本之上，采用先进软件开发模式和流程，开发的一款功能强大的组态软件。上位监控系统是开放灵活的系统，它可以对控制系统进行监测和控制，具有动态画面显示、报警显示、报表输出和数据存储等功能。同时它能够在计算机终端上显示现场设备的实时状态和运行参数。

（一）系统中组态王与PLC之间的通讯。在西门子的通讯协议中有个MPI网络，特别适合小型化、少点数的控制系统使用，而且MPI接口是CPU的自带接口，因此MPI网络的使用可谓经济实惠。

1、西门子S7-300 PLC设置。单击“开始”菜单，然后单击“控制面板”，然后双击“设置PG/PC接口”，选中“PC Adapter（MPI）”，单击“属性”，出现PC Adapter（MPI）属性对话框，其设置如下：单击“MPI”，设置地址为0，超时未30s，传输率为187.5kbps，最高站地址为31；然后单击“本地连接”，设置连接到为USB。最后，单击确定，PLC部分设置完成。如下图5所示：

图5