水循環的途徑精選(九篇)

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第1篇：水循環的途徑范文

關鍵詞:水資源循環經濟;工業用水;循環利用

現代工業園區的用水問題,我國已經有相關政策,政策鼓勵工業園區的企業進行水的分類利用和循環使用。工業園區可以采取“減量化、水再使用、水再生利用、水再循環、水資源管理”的水循環經濟模式,讓工業園區搭建一個水資源循環系統的共有平臺,延長水資源在社會循環中的使用時間,要把水資源利用到最大限度,削減工業企業的用水量、提高用水的效率和減少廢水、污水的排放量等問題是解決工業園區的用水問題的有效途徑。

1. 國內工業用水循環利用現狀

我國的水資源不僅不足而且不均,平均每人只有2200立方米水資源,不到世界平均水平的1/3。我國有一半以上的重要城市中都面臨這不同程度的缺水問題,有110座工業城市嚴重缺水,水資源的供應不足已是制約現代城市經濟發展和改善人民生活的主要因素之一。從總的來看,中國的工業用水循環利用率較低,在60%左右,比發達國家工業用水循環利用率低了近20%左右。就國內水資源嚴重不足的情況,我國已制定了很多有效措施來促進工業用水循環使用的發展。現在很多的工業園區都已經采取了重復利用污水、廢水措施:塑料廠、鋼鐵廠采用冷卻池或冷卻塔技術重復利用冷卻廢水;電站、造紙廠采用封閉循環系統使水資源達到最充分利用。

2. 水的循環利用

一般我們把水的循環分成自然循環與社會循環。水的社會循環依賴于自然循環,但是他對自然循環有這不可小視的負面影響.所以,水在進行的其社會循環的過程中要重視遵循水的自然循環的規律,處理好污水清潔和排放工作,盡量的循環使用污水,對污水進行再生利用,充分利用自然界的有限淡水資源,人類要多次、重復、持續地高效利用。有很多方法是可以把廢水、污水再次利用,企業自身內部水的循環利用和反復利用是再次利用最常見的一種方法。水系統的健康循環是指在水社會循環過程中加強管理,減少對天然水體的取水量,提高水資源的再生循環利用,減少對水污染的負荷,加強對廢水、污水的治理,確保生態環境用水,其基本實施策略如圖1所示。水資源的利用將由過去的“取水――輸水――用戶――排放”的惡性循環流動模式,轉變為“節制的取水――輸水――用戶――再生水”的反饋式循環流程。水資源循環利用的加強,使水的社會循環能夠融入到水的自然循環過程中,實現社會用水的健康循環。

循環利用工業園區用水是實現水社會循環的關鍵環節。解決水資源及水環境矛盾、經濟發展的雙贏途徑是針對工業發展和工業系統的特點,遵照經濟及生態規律,全面推進產業結構的生態重組,在盡量減少生態環境不被工業廢棄水破壞的基礎上,大力提高工業系統水資源生產效率。通過現代技術和政府管理手段,有效的降低人類活動對水資源自然循環的破壞程度,維護生態系統自身凈化能力的穩定性,使其保持長久的良性循環。

3.處理工業冷卻水

提高用水效率、改善用水設備、調整用水結構刻不容緩。因為,我國的工業用水存在著很大的漏洞,還有很大的改進空間,主要表現在復用率和直流供水和復用率低、嚴重的浪費等方面。為了實現保護環境和節約用水的目的,我們采用深度及簡單處理來提高循環水濃縮倍率,直流冷卻水系統及循環冷卻水系統是化工企業、鋼鐵廠及電廠等一般采用的水冷卻系統的兩種組成形式,而密閉式、敞開式、直接接觸式又是循環冷卻水系統的幾種形式。冷卻塔,如玻璃鋼、抽風式、及風筒式冷卻塔等在冷卻水過程中會被用到。循環冷卻水系統被國內一些火力發電廠及鋼鐵公司所采用,這使用水量大大減少,提高了經濟及環境效益。采用提高循環冷卻水濃縮倍數的方式減少補充水量被一些石化企業所采用,歷經不斷的努力濃縮倍數從以前的1.5―2倍提高到2.5―4倍,補水量也相應的減少了30%―40%左右。

4. 中水回用

城市污水或生活污水經過處理后達到一定的水質標準,可以在一定范圍內重復使用的非飲用水稱為中水。中水回用是污水處理的開發和延伸,可以為缺水比較嚴重的城市提供新的水源,發展空間廣闊。中水用途相當廣泛。

5. 水循環系統建設的途徑與措施

5.1 水循環經濟運行模式的建立。對所有進去工業園區的企業,根據各企業的用水規模的大小和效益好壞,對其進行用水定額管理,以一萬元為基本單位,創造萬元產值規定用水量的多少,盡量的把水資源平均分配。工業園區要建立健全水價市場和水權市場,明確規定飲用水和循環水成本和價格,把源生水與再生水的價格差距拉大,有效的利于市場機制,鼓勵并刺激工業園區的所有企業多多使用再生水,這樣不僅能夠促進園區內企業的用水成本的減低,而且還提高了園區內的水資源更好的得到循環利用。

5.2 水循環技術保障體系的建立。工業園區要加強管網建設、水重復利用、污水處理、水質監測和用水信息等一系列的建設與各方面技術服務的完善,給入園企業一個好的用水環境。

參考文獻:

[1]黃賢金.循環經濟發展:產業模式與政策體系[M].南京:南京大學出版社,2004:117-123.

[2]陳琨.我國實施水資源循環經濟模式的途徑[J].中國人口資源與環境,2003,13 (5):120-121.

第2篇：水循環的途徑范文

1.1水資源利用現狀

近年來我國生態環境的惡化不斷加劇，人類一味的追求水資源的最大經濟可利用水量，忽視生態環境自身對水資源的需求。特別是北方地區水資源供需矛盾尖銳，在水資源嚴重短缺的情況下，生態環境用水被經濟用水所擠占，北方多數地區河流開發過度。水資源、水問題可以概括為“水多、水少、水臟、水生態惡化”，這些問題嚴重影響了我國的可持續發展[1]。進入21世紀，面對嚴峻的水資源短缺、經濟快速發展與生態協調等問題，我國學者提出了“面向生態”的新概念，面向生態的水資源利用重視自然生態的需求，綜合考慮自然———社會———經濟復合生態系統的需求，我國進入了面向生態的水資源利用模式———生態保護型階段。

1.2河流生態環境問題

人類對水資源開采程度好破壞程度的不斷增強使水文循環受到嚴重的擾動，水資源自然循環的途徑和通量發生改變，其可再生能力也有不同程度的改變，出現一系列的問題，如河道斷流、地下水位下降、水資源短缺、水污染等等。水作為生物本身的組成部分，在自然生態系統中起著無可替代的重要的決定作用。要使生態環境朝著良性循環的方向發展，必須首先滿足生態系統所必須的水量要求。

2.生態需水基本理論

2.1河流生態需水及其特點

基于自然水循環角度[2]，河流生態需水可以定義為：在特定時段內，在一定的生態保護目標下，維持河流基本結構與功能所需要的一定水質目標下的水量。其內涵可以理解為：（1）維持河流生態系統現狀；（2）避免河流退化；（3）提供水來支撐自然過程，以保留關鍵的生態服務和社會服務功能。具體可以歸結為一下幾個方面：（1）維持河床沉積物的大小和移動性；（2）維持常年性河流不斷流；（3）維持河道的縱向連續性；（4）維持河流特征和環境；（5）維持洪泛平原；（6）維持河濱植被；（7）維持河口的生態平衡；（8）維持娛樂和舒適性。

河流生態需水特點：質與量的統一性[3]；時間與空間性；尺度多樣性；最優性與闕值性。這些特點涉及到方方面面的因素，必須統籌兼顧，全局把握，針對特點有目的的改造河流，造福人類。

2.2河流生態需水重要水文要素與指標

河流生態需水研究的一個重要問題就是如何選取水文指標。這些指標包括：（1）與流量狀況總體趨勢密切相關的指數如平均日流量、平均的最小的和最高的月流量、低流量、最小的和最大的流量的持續時間等。（2）描述流體多樣性成分的指數：日流量、月流量、年流量以及低流量高流量在頻率上的變化，低流量和高流量在持續時間上的變化，流量變化的速度等。（3）其他比較重要的指數包括每年流量的變化，高峰期的峰值，洪水頻率以及洪峰天數等。

在水資源規劃與配置中，常常需要涉及到一些表征生態需水的性能性指標，這些指標具有典型性和代表性，對分析河流生態系統的健康具有重要作用。這些指標一般與流量過程有關，具有相同特點的河流，其性能指標應具有同一性，不同的河流其指標存在不同程度的差異。往往應該考慮到枯水年、平水年、豐水年以及不同月份的差異。不同情況性能指標不同，實現河流的生態功能也不同，針對我國北方河流季節性的特點，提出以下指標來衡量生態需水的性能：非汛期低流量天數、汛期流量、某頻率的洪水、入海流量。

3.生態需水的評價

生態需水評估的原則有：科學性原則，協調性原則，動態性原則，區域差異性原則。河流生態需水估算與實施的理論框架可概括為三個部分，即河流生態系統現狀分析、保護目標以及生態需水的確定、實施效果的評估。伴隨著人類對水資源系統干擾程度的不斷增加，越來越多的學者開始對經濟社會系統中水循環的運動過程進行研究，與自然水循環相對應的人工水循環被提了出來。生態需水的評價一定要權衡多方利益，評價變得更加復雜。

第3篇：水循環的途徑范文

關鍵詞:水安全 和諧社會 探討

水,生命之所系,它是地球萬物的生命之源,是人類賴以生存和發展的基本條件,是自然環境和社會環境中極為重要而活躍的因素。是維系地球生態系統功能和支撐社會經濟系統發展不可替代的基礎性的自然資源和戰略資源。水使人類生生不息,水促進了社會文明的誕生與發展,水使世界充滿生機和活力,沒有水,就沒有世界;沒有水,就沒有社會;沒有水,也就沒有人類。水安全問題事關重大,不僅是資源環境安全問題,而且是關系到國家經濟、社會可持續發展和長治久安的重大戰略問題。但現今全球人類缺乏安全的足夠的水資源以滿足基本生活需要。水資源以及提供和支持水資源的相關的生態系統面臨著來自污染、非可持續性使用、土地使用變換、氣候變化及其他諸多方面的威脅。中國更是如此,隨著社會經濟的迅速發展、城鎮化進程的加快和人類活動的影響,使水資源短缺與用水需求不斷增長的矛盾日益突出,水資源形勢堪憂,我們面臨著水多、水少、水臟、水渾等水問題,嚴重影響我國社會經濟的可持續發展和構建和諧社會。因此,我們應正視現實,直面水危機,從全局的、戰略的、政治的高度,審視對待水安全問題,堅持科學的發展觀,尊重自然、經濟和社會規律,正確處理人與人、人與社會、人與自然的各種關系,加強資源節約型和環境友好型社會建設,大力發展循環經濟,以供定需,以水定發展,節約保護、科學利用水資源、統籌人與自然和諧發展,保障飲水安全、健康安全、糧食安全、生態環境安全、經濟安全、國家安全。以水資源的可持續利用保障社會、經濟、生態的可持續發展,促進和諧社會建設。

1、水

1.1水資源的特性

水資源是一種特性明顯的資源。水是生命之源,目前已成為可持續發展的重要制約因素,只有科學地、系統地、全面地了解水資源特性,才可能制定正確的水資源政策,確定合理的水價。

1.1.1水資源是母體資源

水資源是支撐可持續發展的土地、水、森林、草原、礦產、能源、海洋、氣候、物種和旅游等十大資源中的母體資源(其中礦產與能源有較大的交叉,但遵從國際慣例分列;旅游資源中分自然景觀和人文景觀,大部分人文景觀不屬于自然資源。) 水資源是十大資源中較少見的有固液氣三相的資源。其中氣相,即在大氣中的水蒸氣,人類目前還無法自由利用,即俗稱“靠天吃飯”。水資源中有69.5% (該比例不包括目前難以統計的大氣水) 以冰川和永久性積雪存在,其中絕大部分還難以利用。

1.1.3水是部分不可再生的資源

水資源總量有30.1%以上是地下水,其中大部分是淺層地下水,可以和地表水互相轉換,但超采也會產生不同程度的地面沉降等生態蛻變,而且有的需較長的時間才能補給。深層地下水則是“子孫水”,與人類的經濟活動周期相比較是不能補給的。與其它資源相比,地下水的權屬界定和管理十分困難。

1.1.4水是一種流動性的資源

僅占淡水總量不到0.4%的江河湖庫水資源又具有流動性,給按地域的權屬界定和管理帶來了很大的困難。

1.1.5隨時間變化明顯

由于水資源的再生主要依靠降雨,因此水資源在人類經濟活動的短周期內不是恒定的資源,依不同地區在年內和年際有不同程度的變化,有時甚至十分劇烈。

1.1. 6水資源狀態脆弱且難以恢復

水生態十分容易受到取水過度、超量污染等人類活動的破壞,而且自恢復能力很弱。

1.1.7水資源是難以跨區域和國際交換的資源

由于對水資源使用量大,并以液相使用,再加上使用的經常性,使之難以跨區域交換和國際交換。

1.1. 8水資源是稀缺資源 中國水資源總量為2.8萬億m3。其中地表水2.7萬億m3,地下水0.83萬億m3,由于地表水與地下水相互轉換、互為補給,扣除兩者重復計算量0.73萬億m3,與河川徑流不重復的地下水資源量約為0.1萬億m3。按照國際公認的標準,人均水資源低于3000 m3為輕度缺水;人均水資源低于2000 m3為中度缺水;人均水資源低于1000 m3為重度缺水;人均水資源低于500 m3為極度缺水。中國目前有16個省(區、市)人均水資源量(不包括過境水)低于嚴重缺水線,有6個省、區(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于500m3。

中國水資源主要特點是:一是水資源短缺,人均占有量更低。中國水資源總量居世界第六位,人均占有量為2240 m3,約為世界人均的1/4,在世界銀行連續統計的153個國家中居第88位。二是地區分布不均,水土資源不相匹配。北方水少(占全國16.7%)耕地多(占全國60.5%),南方水多(占84%)耕地少(占39.5%),特別是華北平原和遼河流域,人均水資源才300立方米。長江流域及其以南地區國土面積只占全國的36.5%,其水資源量占全國的81%;淮河流域及其以北地區的國土面積占全國的63.5%,其水資源量僅占全國水資源總量的19%。三是年內年際分配不勻,旱澇災害頻繁。大部分地區年內連續四個月降水量占全年的70%以上,連續豐水或連續枯水年較為常見。 水是一切生命機體的組成物質,也是生命代謝活動所必需的物質,又是人類進行生產活動的重要資源。在太陽能和地球表面熱能的作用下,地球上的水不斷被蒸發成為水蒸氣,進入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水,在重力的作用下,以降水的形式落到地面,這個周而復始的過程,稱為水循環。

水循環一般包括降水、徑流、蒸發三個階段。降水包括雨、雪、霧、雹等形式;徑流是指沿地面和地下動著的水流,包括地表徑流和地下徑流;蒸發包括水面蒸發、植物蒸騰、土壤蒸發等。

水的循環按其循環過程的不同,可分為大循環和小循環兩種。從海洋蒸發出來的水蒸氣,被氣流帶到陸地上空,凝結為雨、雪、雹等落到地面,一部分被蒸發返回大氣,其余部分成為地面徑流或地下徑流等,匯入江河,流歸海洋,這種海洋和陸地之間水遷移與交換的往復運動過程,稱為水的大循環。而從海洋表面蒸發變成的水汽,上升到空中,遇冷凝聚后又降落到海洋上,或者從陸地上蒸發變成的水汽,上升到空中,遇冷凝聚后又降落到陸地上,這種海洋內部或陸地內部的水的遷移與交換現象稱為小循環。水的大循環與小循環實際上是不能截然分開的,是互相聯系的,小循環往往包含在大循環內部。水的循環的總的趨勢是海洋向陸地輸送水汽,而陸地又將一部分徑流流回至大海。在水的循環過程中,地球上的大氣圈、水圈和巖石圈之間,通過蒸發、降水、下滲也進行著水的交換。

第4篇：水循環的途徑范文

關鍵詞：水循環經濟；開發利用；可持續發展；發展模式

水是重要的自然資源，是人類賴以生存和社會發展的必要資源。隨著社會經濟的發展，“水危機”日益顯現，人們對于水資源的開發利用研究也經歷了由低級向高級發展的過程。起初人們對水資源的研究僅僅局限于對水資源的開發利用，研究水資源的時空分布規律和運動規律，即著重于水資源自然屬性的研究。隨著人類的進步和社會的發展，特別是現代科技革命，使人們對水資源的研究產生了一個質的飛躍，逐步從水資源自然屬性的研究過渡到水資源的社會經濟屬性研究，從社會經濟系統的角度廣泛開展對水資源合理開發利用研究，這些研究領域包括水資源與經濟發展關系的研究、水環境安全的研究、水權水價的研究、水資源管理體制的研究等。隨著水資源的日益短缺，以水資源的節約使用、清潔生產、水循環利用、污水資源化為核心的水循環經濟理論與發展模式的研究逐漸成為當今水資源合理開發利用研究的最新方向。

1水循環經濟的概念與特征

1.1水循環經濟的概念

關于水循環經濟的概念，到目前為止學術界并未明確提出，大多數是在循環經濟的概念基礎上，從城市或產業的角度提出了一些近似的概念。

陳琨[1]從實施水循環經濟的模式方面，提出水資源循環經濟應該至少包括兩層內涵：一是在用水環節，對于跑、冒、滴、漏、污實現最小量化，最大限度地實現水的凈化、回收、循環利用，達到或接近水的零排放；二是尊重自然界水的循環規律，在區域范圍內，通過經濟、工程技術、立法等手段調整水的時空合理分布和利用，維護水的自然循環系統，使水資源得以永續利用。張鋇[2]從社會水循環的角度，提出了水產業循環經濟的概念，他認為，水產業的循環經濟應是一種在對水資源不斷循環利用基礎上的經濟發展模式，其中污水處理資源化、減量化和無害化，是水產業循環經濟的一條重要原則和標志。

正確而又合理的水循環經濟定義是水循環經濟系統分析、核算與制定水循環經濟發展模式的基礎。綜上所述，在對水循環經濟及其應用這一研究過程中，雖然各位學者給水循環經濟所下的定義，規定的研究對象、研究范圍等都有所不同，然而隨著社會的進步和研究成果的大量問世，彼此間的差異將逐步縮小。本文認為，水循環經濟首先是一種先進的水資源經濟發展模式，它是建立在社會水循環系統分析的基礎上，遵循循環經濟的思想，按照水資源節約、水環境友好的原則，在人們在生產和生活過程中，在水資源開發利用的各個環節，始終貫穿“減量化、再利用、再循環”的原則，重視采用新技術、新材料、新工藝，并以完善的制度建設、管理體制、運行機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，來實現社會發展的最終可持續性。

1.2水循環經濟的特征

根據水循環經濟的定義，通過傳統水資源利用模式和水循環經濟模式的對比分析可以得出，水循環經濟作為一種先進的經濟發展模式具有如下特征。

1.2.1發展目標上追求效率、效益和可持續的統一性

水循環經濟模式在發展目標追求水資源利用的效率、效益和可持續性三者的統一，要求水資源利用模式必須按這三大目標進行重新構建。

（1）效率特征要求水資源利用注重節水，節水應在不降低人民生活質量和經濟社會發展能力的前提下，在先進科學技術的支撐下，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）效益特征表現在中觀上水資源配置的高效益，要構建節水型經濟系統和節水型社會系統。例如，非農產業的用水效益大大高于農業，低耗水產業的用水效益高于高耗水產業，經濟作物的用水效益高于種植業，這要求通過結構調整優化配置水資源，將水從低效益用途配置到高效益領域，提高單位水資源消耗的經濟產出。

（3）可持續性是指水資源利用充分考慮了對生態環境的保護，不以犧牲生態環境為代價，這是水循環經濟模式追求的最高目標。可持續性主要體現在宏觀層面，要求區域發展與水資源承載能力相適應，塑造持續發展型社會；要求一個流域或地區量水而行，以水定發展，打造與當地資源稟賦相適應的產業結構；要求通過統籌規劃、合理布局和精心管理，協調好生活、生產和生態用水的關系，將農業、工業的結構布局和城市人口的發展規模控制在水資源承載能力范圍之內。

1.2.2管理環節上追求供水、用水和排水等環節的健康循環

發展水循環經濟的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環境，水循環經濟要求水資源利用的各個環節和途徑都應追求健康循環，且貫穿于整個水的社會循環過程中。水循環經濟的健康、良性循環特征體現在水資源利用的各個環節中，需要貫徹以下三個基本原則。

（1）輸入端的減量化原則（Reduce）。要求在供水環節，減少進入生產和消費流程的水資源量，即用較少的水資源投入滿足既定的生產或消費需求，在經濟活動的源頭就做到節約水資源和減少污染。在生產中，要求采用清潔生產技術、節水技術和節水實踐，從而減少生產過程中對水資源的需求量；在生活中，要求人們使用節水器具和采用節水實踐來減少對水資源的過度需求，從而達到減少廢水排放的目的。

（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，水資源在生產過程中盡量多次重復利用。在生產中，要求企業采用清潔生產和先進技術，以便于排出的水能夠不經任何處理就能為另一用途所用；在生活中，鼓勵人們采取措施將生活水重復使用后用于沖廁、灌溉等用途。

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

1.2.3利用手段上追求科學技術、經濟與行政手段的一體化

先進的科學技術是循環經濟的核心競爭力，如果沒有先進技術的輸入，水循環經濟所追求的經濟和環境多目標將難以從根本上實現。水循環經濟的技術支持體系由五類構成，包括替代技術、減量化技術、再利用技術、污水資源化技術、系統化技術等。

有效的經濟政策是水循環經濟發展的重要推動力和必要保障。水循環經濟發展模式要求應充分發揮市場機制對水資源配置的基礎作用，充分利用價格、稅收和財政等各種經濟手段，包括建立征收水資源稅制度、上下游生態補償制度、污水資源化稅收優惠制度等，從而實現符合水循環經濟發展要求的3R原則。

法律和法規作為一種強制手段可以有效地推動水循環經濟的發展，也是所有發達國家普遍采用的重要手段。從目前法制建設的需要來看，我國在水循環經濟立法中存在著很多立法空白，極大地影響了水資源循環利用的順利進行，迫切需要制定新的法律法規來規范各種水資源利用的行為，例如：建立《節水型社會基本法》、《污水資源化利用管理條例》等法律和制度，是水循環經濟發展模式在管理手段上的重要特點。2水循環經濟國內外研究進展

在水循環的研究與實踐應用方面，近年來許多國家和地區結合自己的實際做了大量的工作。這些國家和地區包括：澳大利亞、美國、加拿大、納米比亞、日本、歐盟成員國以及西亞、非洲、拉丁美洲等國家。Asano等[3]認為水資源需求的數量和調配的范圍隨著人類生活與社會生產力的發展而不斷擴大，一方面社會生產力的發展需要擴展水資源的調配范圍；另一方面社會生產力的發展也提高了調水的經濟和技術實力。Metcalf[4]從污水再生的角度系統論述了污水處理、處置和回用的基本原理。Beekman[5]從節水減污的角度系統論述了水體保護、循環利用的基本原理。Lund[6]對調水的成本與風險交易以及對自然、經濟的影響進行了分析。Glenn-Marie[7]建立了國家層面水資源循環體系和水實物量核算投入產出表，并用于南部非洲國家（如納米比亞）的水資源核算，進而分析水資源對各部門經濟的影響，提出產業發展政策。

其中，澳大利亞無論在水循環研究方面，還是實踐方面，都頗為成功。從1977年開始，澳大利亞有關部門便開始著手再生水項目的可行性研究，為了成功舉辦2000年悉尼奧運會，澳大利亞政府相繼出臺了《國家水資源管理戰略框架》和《NSW城市和社區循環水利用導則》，并建立了相應的循環水管理機構、管理制度和標準；目前，在澳大利亞大約有500個污水處理廠，其中有一半從事循環水的開發，每年大約有150GL到200GL的廢水被循環利用。2004年，在澳大利亞國會資助下，澳大利亞技術科學與工程學院出版了《澳大利亞的水循環研究》報告。這份研究報告介紹了澳大利亞當前水循環利用情況，主要強調生活和工業廢水的處理程度和循環利用問題。報告討論了一系列問題，既有國際的，又有國內的經驗，并提出了未來水循環利用和管理的24條建議：水循環的定義、水循環經濟的必要性、循環水的水權問題、相關制度和標準的修訂和建立、循環水項目的可行性研究、循環水成本與價格方案與操作辦法、對污水處理過程的技術創新、循環水項目的投融資方式、國家水資源管理機構改革、公眾參與循環水項目的必要性等[8]。

隨著水資源的日益緊缺，在中國，許多城市將廢水循環利用作為滿足日益增長水資源需求的一項重要的戰略措施，對于水資源節約利用、社會經濟系統水循環利用的研究也逐漸開展起來，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“堅持科學發展觀建設節水防污型社會研究”，賈紹鳳[10]的“社會經濟系統水循環研究進展”和陳琨[1]的“我國實施水循環經濟模式的途徑”等，這些成果對節水型社會的建立、社會經濟系統水循環的研究方向、社會經濟系統水循環的評價、水循環經濟發展模式進行了研究。在實踐方面，廢水循環利用主要在以下幾方面：農業灌溉，同時改善河流質量；作為工業冷卻水；市政用水，如草地和樹林；酒店和居民區沖洗廁所；經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目執行的可行性，許多水資源短缺和污染嚴重的城市，如北京、天津、太原、大連和青島，已選擇部分地方和工業園區作為試點。

綜上所述，隨著水資源危機逐漸加劇以及人類對可持續發展目標的追求，傳統的以“擴大水資源供給”為目的的工程水利管理方式以及對水資源不合理的開發、利用方式已經不能適應可持續發展戰略對水資源合理開發利用的要求。傳統的單一管理方式逐步向水資源與經濟社會協調利用的循環經濟方式轉變，水資源與社會經濟之間關系的研究也逐步由過去的單一水文學向多學科交叉延伸。

3水循環經濟研究的新理論支柱

關于水循環經濟研究的理論基礎呈現出多學科交叉發展，可持續發展理論、物質代謝理論以及產業生態學理論逐步成為該領域研究的主要理論支柱。

3.1可持續發展理論

產業革命以來，人類活動對自然的兩重性愈加明顯，隨著人口問題、資源問題、環境問題——即全球問題的提出，可持續發展成為我國，也成為全世界二十一世紀發展經濟的主題。這就要求要將水資源合理開發利用提高到人口、經濟、資源和環境共同協調發展的高度來認識。可見，“可持續發展”的思想將推進水資源的開發和管理，并由此構成未來水資源管理的新理論。

首先，可持續發展理論要求水資源利用要關注流域尺度或區域驚尺度的可持續發展。由于水資源與水環境系統以流域尺度為基本單元，可持續發展在協調水環境系統與經濟系統的關系時，必須以流域整體思想為指導。恢復和逐步改善流域水資源環境系統的功能，是謀求可持續發展的必由之路。

其次，可持續發展理論要求定量描述并分析水環境系統與經濟系統的關系，使得水環境核算研究成為當前水環境經濟領域的最前沿課題。水環境核算包括實物量核算與價值量核算，實物核算是建立在水循環定量分析的基礎上，用實物單位描述經濟系統與水資源的輸入輸出關系；價值核算集中在水環境價值的內涵、類型及量化方法上，水資源價值核算將為水權、水價、排污權等水環境保護市場機制的形成奠定理論基礎。

最后，可持續發展理論要求水資源利用從循環經濟的角度考慮。循環經濟作為生態效率高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的經濟生產模式，在全球范圍受到廣泛的重視，是對可持續發展的重要貢獻。

3.2物質代謝理論

人類社會發展的實質是物質生產和消費方式在不同時期的動態演進，也是人類對自然世界不斷進行改造的歷史。早在19世紀中葉，馬克思就曾注意到城市迅速發展導致養分循環代謝斷裂的問題（MetabolicRift），并且指出人類社會與自然界之間存在著相互制約、相互影響的重要生態關聯[11]。但這以后，很少有學者在此基礎上進一步提出物質代謝研究的重要思想或分析方法。

直到20世紀60年代，Kneese與Ayres以及Leontief等經濟學家重新意識到現代經濟社會中物質代謝過程的重要性，明確指出應當盡早開展關于物質流系統的研究，并且基于經濟學理論和投入產出方法分別提出了物料平衡分析的初步方法，用以解釋經濟系統的生產與消費以及外部性問題，從而推動了物質代謝研究開始逐漸應用于識別產業經濟結構及其導致的環境影響。1988年Ayres首次提出物質代謝（IndustrialMetabolism，也叫產業代謝）的概念，并且指出所謂物質代謝就是現代經濟體系運用勞動力要素將原材料轉化為產品與廢物的一系列物質過程的集合，這標志著物質代謝研究范疇正式確立并得到廣泛認可[12]。

進入20世紀90年代，產業生態學的建立和進一步發展為物質代謝理論和成果應用提供了切實的理論依據，促進了現代物質代謝分析技術的發展與繁榮，使得人們逐漸認識到現有的物質生產和消費模式，即物質社會代謝的結構與組織形式，是導致人類社會與自然生態系統之間尖銳沖突的本質根源。由此，以優化或重組物質代謝過程為目標，從根本上轉變現行經濟結構使之更加符合自然生態規律，已成為實踐可持續發展道路的主流方向之一。同樣，水循環經濟發展模式的研究也需要分析生產、消費等環節的水資源物質流代謝過程，從根本上提出符合水資源節約、高效的經濟發展模式，因此，物質代謝理論成為了水循環經濟研究的基礎理論之一。

3.3產業生態學理論

產業生態學主要以物質和能量代謝為主要研究內容。其主要采用物質利用強度、物質生產力、循環利用率三種指標分析社會經濟的物質代謝效率[13]。以生產部門的水資源為例，物質利用強度通過分析部門水資源消耗強度與其相應的經濟產出在整個經濟系統中所占比例，識別水資源利用效率；物質生產力則將水資源投入作為生產力要素之一，采用單位水資源的產品或產值指標來衡量水資源生產力水平。水資源利用強度越低、水資源生產力水平越高，說明經濟體系對于水資源投入的依賴性越小，系統的封閉性越好；水資源循環利用率則用于表征經濟系統內部產生的“廢水”或“水污染物”的再循環、再利用程度，循環利用率越高，說明耗散損失進入環境的水污染物越小，經濟活動對水資源、水環境的壓力就越小，而系統的穩定性也越高。

應當指出，雖然自然生態系統的構成與運行模式為重新組織現代經濟生產方式與消費提供了一個參照系，但是到目前為止產業生態學并未提出標準的社會經濟發展模式來保證這一戰略目標的實現，目前關注的焦點問題主要包括：（1）自然生態系統的資源代謝過程的組織和協調機理如何？對于現代社會的生產和消費以及污染物的循環利用有哪些現實意義？例如，水資源在社會經濟系統中的代謝規律如何進行定量描述？如何提高廢水循環利用率？（2）自然生態系統中的物質分解和再利用的方式有哪些？它們對發現水循環利用的新途徑有哪些啟示？例如，如何避免經濟系統中污水回收和再利用過程本身也可能導致的環境污染？盡管產業生態學理論尚未發展完善，但是其提出的一系列理論方法為水資源的社會經濟系統分析和循環經濟發展模式制定提供了重要參考價值，使水資源循環經濟按照自然生態系統的組成結構、運行規則重構社會經濟系統成為可能和可行。4水循環經濟研究新方法與手段

在對水循環與經濟發展關系研究的方法上，由于水的流動與循環，水環境系統與水社會經濟系統在不同時空尺度下進行能量、物質的交換并交互影響，現代水資源與經濟發展關系研究必須從系統的角度出發，研究水環境系統與水社會經濟系統的整體行為、演化規律及其相互作用，從區域、流域方面加強水資源循環、定量分析。為此，物質流分析技術（MaterialFlowAnalysis,MFA）與投入產出分析技術（Inputandoutput,I/O）成為了水循環經濟研究的主流方法。

4.1物質流分析技術（MFA）

物質流分析是根據工業代謝和社會代謝的概念，依自然環境為經濟社會系統提供的物質輸入，通過加工、貿易、使用、回收、廢棄等過程形成的系統內存儲，以及返回到自然環境中的物質輸出等環節過程進行各類物質統計。根據物質守恒定律，整個系統中的輸入量應等于輸出量與存儲量之和。物質流分析中，主要衡量的是社會經濟系統中的物質投入、產出和物質利用效率，只考慮通過研究系統邊界的物質輸入/輸出流，而對系統內部的物質流動結構不再細化反映。物質流分析提供了關于環境與經濟體系運行機制的整體理解，使得決策者能夠確定關鍵問題所在、選擇優先控制目標和相應政策方案，從而通過改善整個經濟體系的物質代謝效率來解決生態環境問題。因此，物質流分析已成為20世紀90年代以來環境管理和政策制訂的重要技術方法，廣泛為發達國家和國際組織所采用[14]。

從物質流分析和水循環經濟的相互關系來看，物質流分析的調控作用主要體現在以下幾個方面：

（1）減少水資源供應總量。在社會經濟活動中，需水的多少直接決定水資源的供應量和對生態環境的影響程度，水資源消耗的減少意味著水資源供應的減少，其對整個社會經濟和環境的意義是極為重要的。通過物質流分析，可以發現各部門、各環節水資源輸入量的多少，進而通過技術和管理手段，不斷提高水資源利用率和增加水資源循環利用量。

（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濟發展之間的關系，其中生產技術和工藝是提高水資源利用效率的核心。通過物質流分析，我們可以分析和掌握水資源消耗和產值之間的關系，并通過技術、工藝改造和更新，減少水資源的消耗定額，達到盡可能少的水資源消耗獲得預期經濟與環境可持續發展的目的。

（3）增加水資源重復利用量。通過對生產過程的水資源利用的物質流分析，尋求提高水資源的重復利用率的途徑，可以增加水資源的循環使用量，延長水資源的使用壽命，減少水資源的初始投入，從而最終減少水資源的投入量。企業內部、產業間的水資源重復利用，中水回用，雨水和污水資源化利用等都是提高水資源重復利用的重要內容和形式。

（4）減少最終水污染排放量。實際上，在社會經濟活動中，通過提高水資源利用率、增加水資源循環利用量，不但可能減少水資源投入總量（新鮮水量），同時也可以實現減少污水排放的目的。因此，在發展水循環經濟的過程中，可以通過提高水資源利用率和循環利用率，實行節約用水，達到減少水污染物排放的目的。

4.2投入產出分析技術（I/O）

投入產出分析起源于美國經濟學家瓦西里•列昂惕夫的“投入產出分析”。列昂惕夫1931年開始研究“投入產出分析”，主要用于研究美國的經濟結構，1968年聯合國把它推薦為國民經濟核算方法，現已在許多國家得到推廣和應用。我國于1974年開始編制了部分產品的1973年投入產出表。一些省市和一些大中城市也編制了投入產出表。1988年底完成了國家1987年的投入產出表的編制工作。同時，各省、市、自治區（除、臺灣外）也都編制了本地區的1987年投入產出表。這些投入產出表不同程度地為中央和地方各有關部門應用于管理、決策，并取得了顯著成效[15]。

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

將水資源和環境問題納入投入產出模型中進行研究，為觀察經濟活動的水資源消耗強度和水污染物排放強度（即計算水資源消耗系數和水污染物排放系數）提供了前提，同時也為進一步利用投入產出表的消耗系數，將水資源消耗和水污染物排放置于國民經濟各部門的普遍聯系之中，為水循環經濟的物質流分析和價值流核算、循環水價格的制定等提供了良好的分析工具；此外，可以將投入產出模型與計量經濟模型相結合，預測社會經濟各部門未來水資源消耗量和水污染物產生量、排放量，根據水循環經濟發展目標，提出產業結構調整的合理化建議，為水資源可持續發展經濟模式的探索奠定了基礎。

5水循環經濟研究的重點問題

水循環經濟研究的目標首先是建立科學的水循環經濟理論體系；其次是技術體系適宜，經濟保持適度發展；第三是選擇合適的水循環經濟發展模式；第四是要建立良好的水循環經濟管理體制和經濟運行機制，這也是今后一個時期水循環經濟需研究的重點問題。

5.1水循環經濟理論體系構建的研究

水循環經濟理論體系的構建是水循環經濟走向實踐的重要基礎，需要從以下幾個方面著手：（1）不斷地尋求理論創新，建立起符合社會經濟規律的水循環經濟理論與方法體系，從而更好地指導水循環經濟發展的實踐；（2）加強對水循環經濟發展模式的研究和經濟學分析，從而不斷提高水循環經濟模式的運行效率，促進水循環經濟模式的推廣；（3）加強對于流域、區域、城市和工業園區等水循環經濟發展的長期分析，探索水循環經濟發展的內在規律，并逐步試點示范，從而更好地服務于水循環經濟發展戰略與政策的制訂；（4）加強對于水循環經濟運行的多角度分析，如市場、價格、技術、規劃、法律等，從而不斷充實和完善水循環經濟的內容體系；（5）加強水循環經濟與相關學科的對比與借鑒研究，從而不斷推進水循環經濟理論的完善與發展。5.2水循環經濟發展模式選擇問題的研究

水循環經濟發展模式的選擇體現在水循環體系的各個環節之中，包括供水、生產和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是節水，減少對自然水資源的索取，二是減少排放，減少對自然水生態的擾動。水循環經濟發展模式在人類實踐中早有應用，如節水器具，節水的綠色建筑，還有各種中水的回用等。總體來看，對這些模式的研究和分析還不夠深入，沒有更好地提煉總結，尤其是從經濟學角度的分析還有待加強。由于水循環經濟概念出現的時間較短，還難以評價各種模式實施的效果，這也都需要加以系統分析[1]。

（1）節約用水模式研究。長期以來我國農業采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪費嚴重。可見，我國農業節水潛力相當可觀，應大力研究和分析農業節水模式，通過節水灌溉和節水農業相結合的辦法實現農業節水。要加強對工業行業節水的經濟學研究，通過產業布局的調整和產業結構的調整，達到水資源節約利用和水環境污染控制的目的。在城鎮，要加強水的循環利用研究，控城鎮生活的用水浪費，減少城市給水管網和用水器具漏水損失，充分發揮節水的潛力。要研究和分析各種節水模式的成本和效益，通過成本和效益的比較，選擇最優的節約用水模式。

（2）清潔生產模式研究。近年來，世界上大力推廣清潔生產，廣泛采用循環利用經過處理的工業廢水。由于采取這一措施，20年來，日本和德國的工業用水的數量沒有增加。美國鋼鐵業在每噸鋼需要的280t水中，只有14t是注入的新水，其余用的都是循環水。至2000年，我國工業廢水的重復利用率已經達到70%以上，但與世界先進水平的90%～95%相比，還有不少的差距。根據我國目前的工業用水效率預計，2020年我國工業的年用水量將由現在的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用水過程的研究，多角度地選擇清潔生產模式，改進工藝和流程，進一步提高多次重復循環用水，提高用水的效率。

（3）污水資源化模式研究。工業廢水資源化的觀念是對傳統工業廢水末端治理的革命，是工業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，分散處理的主要場所是居民住宅的屋頂。通過在城市建立中水系統，將生活、生產污水處理之后再次使用，從而節約大量的日常用水。經處理過的回用中水，主要可用于沖廁、體育場館、高爾夫球場、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設備冷卻、工業用水及其他可接受其水質標準的用水。我國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廢水）以每年6.5%的速度增加，預計到2020年城市污水產生量將達到600億t以上。因此，污水資源化應是我國21世紀城市水循環經濟的著眼點，需要大力研究污水處理技術水平和污水資源化應用的方向。

（4）雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因，在我國北方地區，尤其是西北黃土高原的部分地區極度缺水。按可利用水資源統計，當地人均可利用水資源占用量只有110m3，是全國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%。目前在我國的西部地區有近1000萬人的飲用水極度困難。數百年來，西部地區居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經驗，使他們得以在這里生存。面對發展的需要，這種傳統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西北地區雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。

（5）海水淡化模式研究。我國擁有1萬8千多公里的海岸線和300多萬平方公里的海洋管轄區，海水利用和淡化是解決淡水緊缺問題的有效途徑。據測算，中國城市的用水中約80%是工業用水，工業用水中約80%是工業冷卻用水。如果能夠用海水替代現有工業冷卻用淡水總用量的30%，就可以使沿海城市節約近20%的淡水資源，同時減少冷卻水對環境的污染。我國的海水淡化起步于20世紀60年代，目前在技術上還不夠成熟。今后，需要加強對海水淡化技術、海水對工業設備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產業化等方面的研究，使海水淡化利用成為我國解決缺水問題的重要選擇之一。

5.3水循環經濟技術創新問題的研究

“節流”與“開源”是解決水資源短缺的兩個主要途徑，在水資源供應不斷減少的今天，其核心在于水的循環利用，即通過污水資源化、雨水資源化、節約用水等措施，增加水資源的間接供應，盡量減少水的使用量，這樣不僅可以減少無效需求，減輕供水壓力，還可以相應減少污水排放和污水處理的負擔，減少對環境的污染。為此，循環用水可以說是實現水資源可持續利用的重要戰略措施。循環用水需要采取工程、技術、經濟和管理等各項綜合措施，特別需要不斷更新的污水處理技術、節水技術與設備的支持。

技術創新是為了實現一定的系統目標，考慮系統內外客觀因素的制約，對各種可能得到的技術手段進行分析比較，不斷研究和尋找新的最佳方案。對水循環經濟的技術創新研究，主要是從事技術科學的學者，要將水循環經濟的理念與思路引入水的供應、輸送、使用、排放、處理和回用等過程中，通過對循環過程中水資源消耗、水循環利用、污水處理、水污染排放的分析，提出減量化、再使用、再循環的工程流程或技術建議。

例如，在社會經濟系統中用水部門與行業中，各用水部門與行業都存在節水技術與相關設備；在污水處理廠，要實現污水的資源化利用，必須不斷更新處理設施和技術，以提高污水的處理水平；同樣，要實現污水的循環利用，需要對飲用水、循環水的管道系統進行技術改造。從經濟學的角度，還需要考慮不同技術項目的成本與效益，如引入新的生產流程與工藝以提高水循環利用效率所需要的投入及預期產出。對于企業和區域社會經濟發展來看，還要對比分析采取水循環技術的長期成本和短期成本，從而確定水循環技術的可行性。這些工作，需要根據各地的水資源條件、經濟社會發展狀況、科學技術水平等因素，對各類循環水的技術和設備進行系統的分類，并提出相關的技術識別評價指標，以為水循環經濟的發展提供理論指導。

第5篇：水循環的途徑范文

華北地區是我國政治、經濟和文化的中心。華北平原2000年人口4.37億，占全國34.8%；GDP3.13萬億元，占全國32.3%；農業灌溉面積3.46億畝，占全國42%。但是，它也是我國水資源供需矛盾十分突出的地區[1-4]。海河流域多年平均水資源總量約為419億m3，人均水資源占有量僅為335m3，不足全國1/6，世界的1/24。

從自然背景看，華北地區十年九旱，尤其1972、1999、2000年華北大旱，出現了嚴峻的缺水局面，不得不采取“棄農、壓工、保生活”的供水措施。從人文背景看，華北地區尤其是海河流域，人類活動強度之大、水資源開發利用程度之高為舉世矚目。20世紀60年代，大力開展水利工程建設，開發利用地表水資源；70年代后尤其1972年大旱，流域地表水不足，開始爭奪地下水。90年代，隨著社會經濟發展人口的增加，水資源嚴重不足導致超采地下水、爭奪雨水。按照國際標準，合理的水資源開發利用程度一般為40%左右。然而，目前海河流域的水資源開發利用程度已經超過了90%。高強度的水資源開發利用導致該地區水資源供需嚴重失衡。目前，海河流域河川徑流衰減十分嚴重。地下水虧空接近900億m3。現狀年缺水80多億m3，主要靠超采地下水和利用不合標準的廢污水來解決。

水資源的短缺不僅影響國民經濟發展，而且還導致華北地區尤其是海河流域嚴重的生態環境問題[3]。突出表現在：

1.1山區來水大量減少，水資源量衰減嚴重

以首都北京市供水水源地的密云、官廳水庫為例，官廳水庫1955-1984年期間平均來水量11.3億m3，但到1985-1995年期間平均來水量已衰減到2.7億m3，僅為前者1/4。兩個時期的流域平均降水量卻相當（407.5mm）。密云水庫來水減少的趨勢也十分嚴重，相比1960-1979年段，1980-1997年的平均來水量已減少了4億m3。山區水源地來水量的大量減少，給城市和中下游地區的生態環境和社會經濟發展帶來極大的危害。

1.2地下水過量開采，部分地區已經枯竭

到目前，華北城市化地區地下水超采嚴重，范圍已近9萬km2，占平原面積的70%。已分別形成了以北京、石家莊、保定、邢臺、邯鄲、唐山為中心，總面積達4.1萬km2的淺層地下水漏斗區，其中1萬km2范圍的含水層已疏干；形成了以天津、衡水、滄州、廊坊等多個城市為中心、面積達5.6萬km2整體連片的深層地下水漏斗區。地下水枯竭直接威脅華北城市平原地區的安全用水儲備，同時引起嚴重的地面沉降、海水入侵，情況十分危急。

1.3河道斷流，功能喪失

目前華北地區多數中下游河道枯竭斷流，失去了地下水補給、輸沙、排鹽等作用。土地退化、濕地萎縮等生態問題十分嚴重。據統計，總長1萬km的河長中，有4000km河道干涸。海河流域內194個萬畝以上天然湖泊、洼淀現在大多已經干涸。入海水量由20世紀50年代的年均240億m3銳減為2001年的10多億m3。海河流域的生態系統已由開放型向封閉型和內陸型方向轉化，造成河口泥沙淤積和鹽分積累，河口自然生態遭到破壞，河口海洋生物大量滅絕。

1.4水污染嚴重

目前，水污染已由20年前的局部河段發展到現在的全流域，由下游蔓延到中上游，由城市擴散到農村，由地表侵入地下。據統計，近年來海河流域的廢污水排放量每年高達60億噸。官廳水庫因水質惡化，被迫于1997年開始退出生活供水。流域內每年還引用20多億m3污水進行灌溉，對淺層地下水、土壤和農作物造成污染。

產生華北地區水生態環境變化有多方面原因，但核心問題是“水”，即在自然和人類活動作用下的華北地區水循環系統發生了“不健全”的問題。例如，華北地區持續干旱引起降水（廣義水資源量）的減少；土地利用/覆被變化正在改變“陸-氣水循環”的響應關系；城市化過程加速了深層地下水的消耗和水污染問題；流域中眾多的水庫、排洪工程建設改變了河流自然系統水循環的流路，減少了中下游地下水的補水與蓄水功能；社會經濟活動的各種用水行為加劇了人工側支水循環中的“耗水”強度[17]，人類活動大量超采地下水大大降低了區域水資源的可再生性。

為了緩解華北缺水問題，人們通過各種資源轉化技術和管理措施節水、通過跨流域調水增加本地的來水。與自然水循環系統相比較，現代水文水資源學科面對的高強度人類活動作用下的“人工”側支水循環作用也愈來愈突出。因此，開展變化環境中的華北地區水循環機理研究，認識“不健全”的水循環過程導致華北地區缺水、水生態環境退化的成因，提出可持續發展理念下解決華北水資源安全、改善生態環境的科學對策，是21世紀國家資源環境領域急待解決的重大國家需求中的水科學基礎問題[4-6]。

3.華北水資源研究的幾點反思

盡管華北水資源已經有了相當的工作，但是目前華北缺水問題還沒有真正解決，水生態環境問題愈來愈嚴重。究其原因，除了華北地區社會經濟增長、人口壓力大和環境發生了新的變化之外，有許多水循環與生態環境交叉的關鍵性基礎科學問題研究不夠。國家在解決華北缺水和遏制嚴重的生態環境退化措施和對策方面，迫切需要深層次的基礎研究的科學依據。這些問題不得不引起人們的反思。

目前，華北水資源研究亟待解決的關鍵問題有[16-32]：

3.1華北山區來水減少的成因問題

近30年華北山區來水及水資源量嚴重衰減，其變化究竟是氣候影響還是人類活動所為？華北山區人類活動用（耗）水究竟是個什么情況？山區土地利用/覆被變化與流域水循環有什么影響關系？山區業已修建大量的水利工程和水保工程，它們究竟在山區來水大量減少的變化過程中起到什么樣的角色？如何認識它們的作用和水源地保護的關系？這些問題過去研究較少，其中內在的原因和機制不太清楚。

3.2華北城市化地區水循環與地下水大漏斗問題

以人類活動為主要特征的華北城市化水循環機理研究十分薄弱，嚴重滯后城市化經濟發展、人口流動面臨的集中供水、水污染、地下水大漏斗等帶來的城市生態環境問題。華北地區的地下水大漏斗主要集中在城市，這無不與城市持續性超采的用水特性有關。但是，淺層地下水與深層地下水的可再生能力有很大的不同。如何認識城市地區淺層與深層地下水的變化機制？如何認識城市集中供水、補水和淺層與深層地下水的水量水質變化以及它們之間的相互作用關系？如何合理修復城市化地區深層地下水漏斗、防止地下水污染?等是急需研究的問題。

3.3平原農業區大埋深條件下“土壤水-地下水”作用機理

相比80年代，目前華北平原農業區處在與過去不同的大埋深地下水條件，土壤層水資源的作用更加突出。但是，大埋深條件下的“土壤水-地下水”作用機理以及地下水參數的變化問題研究還比較欠缺，直接影響農業節水和水資源評價的基礎問題。

3.4對華北地區水生態環境演變過程認識不足

人類活動包括60年代在海河流域建設的大型水利工程對華北持續干旱面臨的水生態環境退化過程究竟起到什么樣的作用？如何看待防洪、缺水和生態環境保護的矛盾與統一的對策措施問題，存在相當大的爭議。

3.5缺乏社會經濟轉型過程中的“生活-生產-生態用水”規律研究，尤其生態需水研究比較薄弱

關鍵問題是：華北地區現狀條件相適宜的節水型“生活-生產-生態用水”應該是什么樣的結構與布局？在社會經濟轉型過程中華北地區的“生活-生產-生態”的用（耗）水會將發生什么的變化？如何估算華北地區的“生活-生產-生態”的用（耗）水，尤其是華北地區生態需水問題？

3.6華北地區生態環境變化的多維調控閾值與修復目標是個新的問題

華北缺水及其聯系的生態環境惡化已是現實。如何從可持續發展的高度和與水相關的生態景觀過程與格局，確定有利于地下水補給、控制地面沉降、防止海水入侵的地下水位、河道生態需水等多維調控閾值？如何確定適當的生態修復目標？是過去沒有研究的問題。

3.7缺乏定量描述人類活動高強度作用下的流域水循環模型及綜合集成系統

在考慮人類活動影響的流域水循環方面，陳家琦最先提出“人工側支水循環”問題（陳家琦，1986），后來王浩提出“自然-人工”水循環二元模式的概念。但是，到目前為止，描述人類活動高強度作用下流域分布式模型研制，仍然是一個空白。在解決區域缺水與修復生態環境的決策支持問題方面，也缺乏將水循環變化和水生態環境演化耦合的綜合集成仿真系統。

3.8針對南水北調工程實施后如何合理調配“地表水-地下水-外調水”的問題，其科學基礎研究有待進一步加強。

由于供水系統是由當地的地表水、地下水和外調水以及處理的回用污水等多水源組成，在地表水調節水庫不足情況下，如何合理調配各種資源，充分發揮多種水源的綜合效益，是迫切需要研究的難題。其科學問題的難點是：解決華北缺水以及生態環境修復決策中合理調配的科學依據和準則是什么？如何將自然科學問題與社會科學問題統一到區域可持續發展層面，提出華北地區經濟結構調整等重大決策的支持？

4.問題與挑戰

從華北地區水資源安全問題的國家需求的水循環基礎科學問題看，最為突出的挑戰有下列幾個方面：

4.1流域水循環及生態環境變化中的人為影響因素的確定與量化方法

華北地區人口密度大，社會經濟發達。1980年以來華北地區的流域產流和地下水補給條件發生了明顯變化，導致了華北山區徑流明顯減少、城市化地區地下水大漏斗問題嚴重、區域水資源評價還原估算等困難。這些變化的原因是什么？如何識別流域水循環中人工側支水循環的貢獻，科學估算水資源量？如何量化華北地區水生態環境變化中的人類活動的貢獻，剖析近五十年海河流域生態環境的演變過程？是揭示海河流域生態環境惡化根本原因的關鍵。

4.2華北地區社會經濟轉型中的用水規律

由于華北地區特殊的地位和水資源限制矛盾，其用水結構正在不斷發生變化。在經濟全球化進程中華北地區經濟結構將面臨重組與優勢產業發展模式新的格局挑戰。因此，社會經濟轉型過程中華北地區的“生活-生產-生態”的用水變化規律尤其是生態需水量估算，成為關鍵的科學問題。這需要借鑒國外發達國家和發展中國家經驗，開展經濟學、地理學、生態學與水資源的交叉研究。

4.3流域水循環與生態環境變化的耦合機理

華北地區缺水問題與目前生態環境惡化有直接的關系，涉及到地理、水文、社會經濟多個方面。如何將高強度人類活動影響的流域水循環變化過程與所制約的水生態環境變化過程實質地聯系？它們的耦合機制是什么？如何建立高強度人類活動影響下的流域水文-生態模型，定量復演變化環境中的流域水循環過程以及水文-生態變化過程？是擬解決的關鍵問題。

4.4可持續發展與地區經濟結構調整的“節水-調水-用水”效益配置

南水北調工程實施后，如何合理調配各種資源，充分發揮多種水源的綜合效益，是問題的關鍵。目前，在多水源如何配置的效益評價問題上有相當多的爭議。焦點是：如何確定華北地區未來的經濟系統在生態系統中的地位？如何協調華北地區缺水背景下，社會經濟發展和修復生態環境之間的用水矛盾問題？如何通過華北地區用水大戶的農業經濟結構的調整提高農業用水的效益？因此，從可持續發展基本準則出發，在前面四個關鍵問題（流域水循環、生態演化、社會經濟用水以及它們綜合集成的系統規律）基礎上，進一步研究華北地區未來經濟結構調整的“節水-調水-用水”配置的綜合效益，是解決國家需求應用問題的關鍵。

5.展望

長期以來，華北地區高強度的人類活動和社會經濟發展與生態環境之間總是存在不可避免的沖突和矛盾，尤其是近50年來。有否二者共享的協調途徑呢？從宏觀的戰略方面，可持續發展的理念為解決這對矛盾提供了準則。生態經濟學的價值觀為構建有利于華北地區自身環境的經濟發展，提供了實現可持續發展模式的可能。為了真正解決華北缺水問題，提出有效的環境修復對策，除了要有新的思路之外，重視日趨嚴重水的問題的科學基礎研究和針對國家重大需求的應用研究十分重要。

在未來的十年內，華北水資源已經與水相關的生態環境修復研究，可望在水循環基礎研究、水生態環境演變及社會經濟用水研究，和綜合集成模擬、調控與修復對策研究三個層面上有所進展，系統關系如圖1所示意。

水循環基礎層面上，將會注重于：

（1）華北地區干旱及生態演變的氣候背景研究

（2）華北典型山區徑流變化及環境影響的水循環機理研究

（3）華北典型城市地區水環境變化與地下水可再生性研究

（4）華北典型平原農業區環境變化及水循環機理研究

（5）變化環境中的流域水循環及分布式模型研究。

在水生態環境演變及社會經濟用水層面上，將會注重于：

（1）華北地區現代生態環境系統的形成過程與演變機理研究

（2）華北地區社會經濟轉型下用水規律研究和華北地區生態變化的安全閾值與修復目標研究。

在水資源安全和生態環境修復對策層面上，將會針對南水北調重大工程和北方節水問題，注重于：

（1）水-生態-社會經濟復合系統綜合集成研究

第6篇：水循環的途徑范文

關鍵詞：水文循環；氣候變化；人類活動

水文循環作為地球循環系統的重要部分，隨著人們對環境保護意識的增強，人類通過生產生活的節能減排并結合生態環境評估水利設施的修建，同時通過研究氣候變化對環境的影響從而采取合理措施改善環境。

水文循環的影響因素可分為氣候變化和人類活動，是影響流域水文循環和水資源演變的兩大因素，兩者是相互作用而共同作用于水文循環，需要進一步了解影響兩者對水文循環的影響途徑，更好地改善環境，保護水文循環的良好平衡，促進人水和諧的進程。

1 水文循環概念和成因

水文循環是指地球上的水圈，通過吸收太陽的能量以蒸發、降水、滲透等形式，從一個地方轉移到另一處，改變狀態到地球上另外一個地方。地球上的水圈作為一個永不停息的動態系統，在一個足夠的時期里，全球范圍的總蒸發量等于總降水量。水循環的形成有多種原因，目前普遍分為內因與外因兩方面，內因是水在通常環境條件下三態易于轉化的特性，外因則是輻射和重力作用。

2 人類活動對水文循環的影響

人類的自身活動對水文循環的影響因素不容忽視，自1980年國際自然同盟提出可持續發展以來，陸續提出人與自然的和諧共處等觀念，通過減少行政法規等方式限制人類活動對包括水文循環在內的環境影響。人類活動對水文循壞的影響，基本分為直接型（水利工程和農田灌溉等）和間接型（土地利用和城市化等）。

（1）水利工程自古是治國安邦的重要內容，從自然分流的都江堰到全球聞名的三峽大壩，水利工程作為防洪灌溉，蓄能發電的重要途徑，在減少火力發電等節能減排等方面貢獻突出，國內眾多流域的洪澇災害明顯減少。但水利工程對水文循環的影響不容忽視，水利工程由于蓄水等方式導致流域的下墊面發生變化，影響區域內的地下徑流與水面的蒸發進而形成區域內的小氣候，影響水文循環。如南水北調，調水線路中跨越長江等四大流域，沿途水分蒸散發量巨大，長距離的水資源輸送影響著沿途城市的水資源與分配及其水文循環。

（2）化石燃料的燃燒，火力發電等生產生活消耗大量化石燃料，排放產生的CO2已經成為全球氣候變暖的主要原因，氣候變暖自然影響全球溫度與全球太陽輻射的增強，進一步影響流域蒸散發，影響水文循環的守恒。

（3）廢氣的排放，除去溫室效應主要氣體CO2，農業和工業活動排放的CH4、CO2、N2O、PFC、HFC、SF等其他溫室氣體同樣可以通過溫室效應增強氣候變暖。

（4）土地的開發利用，導致破壞原有的下墊面生態環境，突然改變原先的地下滲透循壞系統，進一步影響原來的區域植物的蒸散發、坑洼截留和地下徑流等，促使流域匯流條件變化。

（5）城市化發展，由于城市化的迅速發展，城鎮比的上升，人們逐漸意識到城市化水平與城市內澇的關系，目前已經有專家學者進行海綿城市的研究。城市化水平的變化，同樣將原有的區域水文循環打破，通常將原來分散有序的地下系統通過給排水工程改變成集中管道供水，導致原先的地下徑流基本不存在，進而影響水文循環。

3 氣候變化對水文循環的影響

全球氣候變化，對水文循環目前分為溫度變化、降水變化、海平面上升和蒸散發變化四個方面。

（1）溫度變化：根據C-C定律（克勞休斯―克拉珀龍定律）可知大氣溫度越高，大氣的持水能力越強，全球的降水量整體會增加，同時蒸發量和徑流量隨之增加。溫室氣體（CO2）自1957年在夏威夷蒙納羅亞和測量站進行檢測以來，CO2的濃度不斷增加，進而導致全球溫度上升，溫度上升促進水文循環。同時溫度升高會使降水的季節分配發生變化，一般情況下會使冬季降水增多，夏季降水減少，不利于全球與區域的季節內的水量調節。全球范圍內，冬季的流量所占的全球流量比有所增加。

（2）降水變化：顯然降水的影響直接影響全球的水文循環，降水的不確定性會引發洪澇災害等嚴重問題。隨著氣候的變化，增加了降水量變化的不確定性，增加洪澇災害和干旱的出現頻率。降水量的變化，會導致降水分布不均勻，從20世紀全球降水變化的檢測結果可以看出，對于北半球的40°-70°緯度（北半球的中高地帶）降水增加62mm/世紀，南半球的0°-30°之間（副熱帶地區）降水增加82mm/世紀。在全球的氣候變化下，降水量明顯增加，因而降水與流量年內的變化增大，對區域的與年際內的水資源調整影響較大，通常情況下原來的干旱區與半干旱區水資源對于氣候變化影響極其脆弱，主要表現在降水打破原有的平衡土地調節能力，出現洪澇災害和旱災等現象，降水增加可補償一部分地表水的減少，但由于人口的增加和水需求的速增，地下水也會明顯減少，在長期內同樣得不到補充，部分地區甚至多年持續洪澇災害年和干旱年。全球氣候變化使冰川融化和積雪融化現象嚴峻，這些過程使年內的最大流量轉移到春季，或者春季轉移到冬季，年際的雨量分布不均勻，增加了流域的水資源脆弱性。

（3）海平面上升：隨著人類活動等因素，全球氣候變化引起海平面上升的現象導致地下水與河口鹽漬化面積增加，沿岸區的淡水供應量減少，含水層和河口淡水量的過度減少，進一步使海平面上升作用加劇，形成惡性循環。同時海平面上升導致全球的海洋與陸地比例變化，自然水文循環必然隨之產生變化，達到新的平衡狀態。

（4）蒸散發變化：蒸散發過程體現的是物質與能量的交換，是全球水文循環的重要環節，同時連接著全球水循環和地表熱量平衡的重要因素。隨著城市化發展、生產生活等造成的全球變化條件下，溫度、太陽輻射、大氣溫度和風速風向隨之產生變化。通過上訴的因素導致水域的隱形蒸散發，會直接抵消降水增加的效應，進一步是河川水量減少，加劇降水對地表徑流的影響。

4 總結和展望

近年來，伴隨氣候變化以及大規模工程建設，快速城市化U張等劇烈的人類活動，水文要素發生了顯著的趨勢性變化，極端水文事件發生的機率明顯增加，城市內澇災害等突發事件日趨頻繁。

為建設成可持續發展、人水和諧的水科學利用，需要我們約束自身的生產生活，大力推進節能減排，合理新建水利樞紐，合理規劃分配水資源從而合理促進經濟社會發展。同時應當建設和管理河流類型自然保護區，對于現有流域應當合理規劃利用；已開發利用的河流適當地開展退耕還湖，限制捕撈等措施恢復原有的生態環境，最終形成節水優先，人水和諧的可持續發展觀。

參考文獻

[1]詹道江，徐向陽等.工程水文學[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2]丁一匯.人類活動與全球氣候及其對水資源的影響[J].氣候變化觀測現實，2008.

[3]宋曉猛，張建云等.氣候變化和人類活動對水文循環影響研究進展[J].水利學報，2013.

第7篇：水循環的途徑范文

農田生態系統作為陸地生態系統的重要組成部分，研究其CO2通量和水汽通量的變化特征對于探討整個陸地生態系統的碳、水循環具有重要的意義。筆者采用渦度相關系統測定了晴天條件下夏玉米農田生態系統抽穗期的水碳通量，分析其日變化特征。研究結果表明（：1）農田生態系統CO2通量隨著光合有效輻射的增強而增大，用米氏方程擬合達到極顯著水平，最大潛在碳通量為3.63398mg/(m²•s)；（2）CO2通量上午和下午沒有明顯的差異，不存在氣孔抑制現象；（3）水汽通量隨著光合有效輻射的增強而增大，但下午的水汽通量顯著大于上午，其原因在于下午的飽和水汽壓差遠遠大于上午，造成下午的蒸騰和蒸發更大；（4）冠層導度隨時間的推移基本呈減小的趨勢，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右隨著光合有效輻射越來越弱，冠層導度逐漸減小，造成這一結果的原因可能是露水蒸發引起上午冠層導度被高估。

關鍵詞：

玉米農田；水汽通量；CO2通量；冠層導度；日變化

隨著科學技術的進步和生產力水平的提高，人類對環境的影響范圍及力度迅速擴大，大氣中CO2濃度的變化對全球氣候的影響以及全球性水資源短缺已成為當前阻礙人類社會進步的主要問題。為尋求地球生態系統碳水循環調控管理的有效途徑，對各種生態系統（海洋、陸地）水熱、CO2通量進行了長期觀測研究。目前，陸地生態系統CO2循環和水循環已經成為全球變化研究中關注的熱點問題[1-2]。國內外研究學者正密切關注各種類型陸地生態系統碳水通量的日變化、季節變化和年際變化規律及其環境控制機制，從而估計陸地生態系統水碳通量的時空變化[3-7]。研究表明，對于全球碳水平衡來說，陸地生態系統碳水循環起著重要的作用[8]。農田作為陸地生態系統碳水循環的重要組成部分[9]，受人類活動的影響最大，對農田生態系統碳水收支進行深入研究，是全面探討整個陸地生態系統功能不可缺少的內容。對農田生態系統中的水碳循環過程及其變化趨勢的進行研究，將會幫助我們了解氣候變化對農田生態系統的影響及農田生態系統的碳水循環對全球碳水循環的影響。渦度相關技術通過長期和連續的通量觀測直接測定植被與大氣間CO2、水熱通量[10-12]，為研究生態系統尺度CO2、水汽通量的變化規律及其對環境變化的響應提供了可靠的途徑，渦度相關法已成為當前地氣交換研究中最先進的通量觀測方法。本研究采用渦度相關技術測定了夏玉米農田生態系統CO2通量和水熱通量，分析其日變化規律及與環境因子的關系，定量闡述了玉米抽穗期的水碳通量變化特征，為農業生產提供科學的數據支持，為提高農田生態系統碳積蓄能力和農田作物生產力水平及水分利用效率提供理論依據[16]，對進一步定量研究區域水碳循環及糧食安全應對氣候變化的技術具有重要意義[17]。

1材料和方法

1.1試驗區概況試驗在位于青島農業大學膠州現代農業科技示范園（東經120.48°，北緯36.26°）內進行，試驗所在地氣候屬于暖溫帶季風氣候，氣候溫和，四季分明，年平均氣溫為11~14℃，年平均日照時數為2229h，近10年的年平均降雨量為662mm。降雨主要集中在7月下旬和8月上旬。試驗地土壤為砂漿黑土，pH6.78，屬半濕潤易旱區。觀測面積為150m×200m，除了觀測區域西面為果樹外，其他方向與觀測區內種植種類相同，均為冬小麥、夏玉米一年兩熟輪作制度。夏玉米的生育期一般為6月中旬至10月上旬，冬小麥的生育期從10月上旬至次年6月上旬。在作物生長期水分供應充足。2013年6月26日種植夏玉米，品種為‘鄭單958’，采取免耕帶肥種植方式，行距為0.65m，株距為0.22m，肥料為N-P2O5-K2O(22-10-10)，施肥量每公頃525kg，在小喇叭口期每公頃追施尿素225kg，10月10日收獲。

1.2數據測定試驗采用美國Campbell公司生產的渦度相關系統在膠州試驗站對夏玉米農田CO2通量、水汽通量進行了連續的定位觀測。采用CSAT3型（Campbell公司）超聲風速儀測定三維風速；采用LI-7500型CO2/H2O開路紅外氣體分析儀測定潛熱、CO2和H2O的垂直通量，超聲風速儀和紅外氣體分析儀安裝在在通量塔的同一高度（玉米生長前期及中期高度為2.5m，玉米季后期高度調整至3.5m）。本套儀器安裝于膠州示范園的東南部，面積為30000m2的農田的中心位置，采用全自動的氣象觀測系統同步測定氣溫、太陽輻射、大氣濕度、土壤濕度、冠層溫度等數據，通過CR3000采集器自動采集觀測數據，每30min儲存數據一次。

1.3數據處理在夏玉米抽穗期選擇未進行農事操作的連續晴天（2013年9月13日至9月19日）進行分析，期間太陽光合有效輻射如圖1所示。通過異常值剔除法剔除掉渦度相關系統測定的異常數據，并對渦度相關測定的潛熱通量和CO2通量進行WPL校正[18]。用WPL校正后的潛熱通量(LE)經過式(1)計算出水汽通量(ET)，式中ta為大氣溫度。

2結果與分析

2.1CO2通量、水汽通量及冠層導度的日變化特征將選取的夏玉米農田的7個晴天數據進行平均，白天光合有效輻射(PAR)、CO2通量(Fc)、的日變化特征如圖2所示，水汽通量(ET)和冠層導度(Gc)的日變化如圖3所示，氣溫和飽和水汽壓的日變化如圖4所示。從圖2、3可以看出，上午隨光合有效輻射的增強，CO2通量和水汽通量增大；下午隨光合有效輻射的減弱，CO通量和水汽通量減小。而在中午前后11:00—14:00，CO2通量基本保持恒定，水汽通量有一定程度的降低，最值分別出現在12:30和14:00。圖4中，進一步分析冠層導度的日變化發現，冠層導度也隨著光合有效輻射的變化而變化。日出后，冠層導度隨時間的推移基本呈減小的趨勢，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右冠層導度明顯減小。

2.2水分利用效率的日變化特征用CO2通量(Fc)和水汽通量的比值來計算出農田水分利用效率，計算式如(2)所示，農田水分利用效率(WUE)的日變化規律如圖5所示。由圖5顯示可知，農田水分利用效率上午隨時間的推移越來越小，而在中午前后達到恒定，下午基本保持不變直至傍晚，隨著光合有效輻射的減小，光合的同化作用減弱，使得水分利用效率急劇減小。CO2通量和水汽通量的關系（圖6）表明，水汽通量與CO2通量之間存在著顯著的耦合響應，這與王志強等[19]的研究結果一致。從圖中可以看出上午和下午水汽通量和CO2通量的關系存在著顯著差異，在一天中二者關系形成了一個“環狀”結構。

2.3CO2通量對光合有效輻射的響應白天生態系統CO2通量對光合有效輻射的響應如圖7所示。從圖7可以看出，凈生態系統碳通量隨光合有效輻射的增強而增大，但隨著光合有效輻射的增強，碳通量增大的趨勢逐漸減弱。CO2通量(Fc)對光合有效輻射(PAR)的響應可以用Michaelis-Menten方程式(3)進行擬合（圖7）。

2.4水汽通量和冠層導度對光合有效輻射的響應白天水汽通量對光合有效輻射的響應如圖8所示。從圖8可以看出，水汽通量與光合有效輻射之間存在極顯著的線性關系。無論是上午還是下午，水汽通量都會隨著光合有效輻射的增大而增大，在相同的光合有效輻射下，上午的水汽通量明顯小于下午。冠層導度對光合有效輻射的響應如圖9所示。從圖9可以看出，在上午10:00之前，冠層導度與光合有效輻射之間沒有明顯的響應關系；而從10:00以后到傍晚，冠層導度都會隨著光合有效輻射的減小而減小，具有顯著的線性關系。

3結論

在玉米抽穗期晴天條件下，農田生態系統CO2通量隨著光合有效輻射的增強而增大，用米氏方程擬合達到極顯著水平，上午和下午沒有明顯的差異，不存在氣孔抑制現象；水汽通量隨著光合有效輻射的增強而增大，但下午的水汽通量顯著大于上午，其原因在于下午的飽和水汽壓差遠遠大于上午，造成下午的蒸騰和蒸發更大；冠層導度隨時間的推移基本呈減小的趨勢，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右隨著光合有效輻射越來越弱冠層導度逐漸減小，造成這一結果的原因可能是露水蒸發引起上午冠層導度被高估。

4討論

4.1上午冠層導度偏大的原因圖9顯示，上午8:00—10:00冠層導度偏大。導致上午冠層導度偏大的原因可能與露水有關。在夏玉米抽穗期的9月中旬，田間高濕和較大的晝夜溫差會形成大量露水，而這些露水會隨著太陽升起、氣溫升高而開始蒸發，露水蒸發加大了農田冠層水汽擴散的強度，但由于渦度相關系統無法區分地表蒸發、露水蒸發以及氣孔蒸騰，因此，會因為露水蒸發造成冠層導度高估。到10:00前后，隨著露水蒸發完成，冠層導度主要由地表蒸發和氣孔蒸騰引起，冠層導度被高估的現象消除。

4.2上午和下午碳通量對稱響應的原因碳通量主要反應光合作用對碳的同化作用，而光合作用主要受光合有效輻射的影響，由圖2可知，一天中光合有效輻射隨時間基本呈正弦分布，上午的光合有效輻射和下午保持對稱，使得上午的CO2通量和下午也出現對稱。由碳通量的對稱響應，也反證了C4作物玉米田不存在氣孔抑制現象。假如存在氣孔抑制現象，必然造成碳通量的非對稱響應[20]。

第8篇：水循環的途徑范文

論文摘要：對我國目前水環境現狀和發展過程進行分析，提出需水管理、循環用水等對策和施，為實現健康社會水循環提供初步思路。

0前言

水資源是基礎自然資源，是生態環境的控制因素之一，同時又是戰略性經濟資源。當前水資源短缺已經成為我國經濟持續發展的限制因素特別是人為的水環境污染，嚴重威脅著人類自身的健康，因此，世界各國都越來越重視污水的處理和回用技術的發展水資源的短缺，水污染的加重是我國當前水問題的兩大主要方面。實現水資源的可持續利用，遏制水污染加劇的趨勢，乃至恢復良好的水環境，是我們急需解決的問題。

1我國水環境現狀

根據環保總局2003年公布的數據，我國七大水系29．7％檢測斷面屬于劣V類水質，32．2％的斷面屬于Ⅳ、V類水質，只有38．1％的斷面滿足I一Ⅲ類水質要求；監測的28個重點湖、庫，劣V水質占35．7％，V類水質湖庫占14．3％，僅有3．6％湖庫滿足Ⅱ類水質要求。

我國水環境的現狀和國家經濟發展過程密切相關，根據經濟發展過程我們把水環境發展劃分為兩個階段：

第一階段是單向型經濟。我國工業化初期，工業規模小，水資源相對豐富，水環境容量也較為寬松。工業生產幾乎完全采用粗放型模式，“人定勝天”、“我國幅員遼闊，人口眾多，資源豐富”是當時的流行語，經濟增長依靠資源高強度開采和消耗，同時高強度破壞生態環境。這個階段水資源被看作“取之不盡，用之不竭”，是最廉價的資源之一，大量清水被使用后變成污水不加任何處理被任意排放。

第二階段是“末端治理”階段。特別是改革開放以后，工業化程度的提高，人們對資源的需求越來越大，同時環境容量被逐漸消耗。我國出現資源短缺和大面積污染現象。為了促進經濟的增長，繼續擴大資源的開采和使用，還通過工藝革新、減少浪費等措施減少資源的浪費，“增收節支”、“開源節流”、“達標排放”是各種媒體常用詞語。這個階段我國水資源短缺日益凸顯，水環境質量持續下滑，地下水位持續下降。這時各地修建大型水利設施、跨流域調水、海水淡化等，開源成為主要措施。

隨著循環經濟理念的逐漸深入，一些地區也開展了雨水利用和污水回用等措施，在工業企業和生活小區普遍開展節水工作，水重復利用率得到很大提高。清潔生產、源頭控制、污染預防等概念逐漸傳播，但由于大多數人對此缺乏系統深入研究，相關法律、經濟、技術等也有待完善，整體上水環境質量仍在下滑。

2水循環措施及對策

按照1997年人口統計，我國人均水資源量是2220m32030年人口預計達到l6億。人均水資源量是1760m3按照國際上一般承認的標準屬于用水緊張的國家。根據統計，我國水資源消耗80％淡水用于工業，因此工業廢水的回用具有巨大的潛力可挖。

(1)推行需水管理

傳統的水資源管理模式“以需定供”，一個區域需要多少水，供水部門就設法通過開源提供多少水，地下水不夠就開采地表水，當地表水不夠就跨區域調水。這種模式下，用戶需水量增加首先是向供水部門要水，供水部門也愿意修建大型取水工程增加供水量來提高自己的效益。但在大量用水的同時也就產生大量的污水，一個區域的水環境容量存在一個最大值，大量的污水進入到區域水體后必然導致水環境的惡化。

保護和恢復良好的水環境，實現水資源的健康循環，從而實現“以供定需”的管理模式。根據一個區域的最大水環境容量，和近期內污水的處理能力，確定最大排放污水量，最大供水量不超過區域社會循環水量最大值，即最大污水排放量，用戶對水量需求增加時，通過用戶端來解決，包括工藝改進，產業結構調整，生活方式的改變等等，實現用戶內部和用戶之間的水資源循環使用。日本和歐洲國家的城市供水總量沒有增加，經濟卻在持續發展臣在推行需水管理模式時，根據工廠、企業、賓館、飯店等不同行業的特點，制定限量供水的額定指標，居民按照家庭人口的多少定出生活用水額定指標，在此基礎上，對自來水用戶采取超量加價收費的措施，用經濟手段來促進人們對淡水資源匱乏的認識和節約用水的行動，從而逐步使人們認識水資源的本來價值。

(2)推進循環用水

循環用水是根據不同的用水對象對水質不同要求，根據優質優用的原則，然后對其排水不經處理或適當處理。再用于水質要求低的用戶，通過增加水的使用次數減少新鮮水的使用量。發展循環用水符合循環經濟的“3R”原則，減少社會經濟系統流人和流出的物質量，實現水資源在空間上、時間上和數量上的最佳運用，從而推動生產方式從粗放式向集約型轉變，促進經濟結構的合理調整。實現社會的可持續發展。

從現階段來看，我國自來水價偏低，從市內河道里取水進入自來水廠進行凈化的自來水與從外省市經長途調來的水從價格上區別不大，人們對節約用水的意識淡薄。特別是我國北方城市的淡水資源更為匱乏，南水北調的規劃是多年來的愿望，實施起來也需付了極大的代價，但國家為了保障人們生活穩定，政府有關部門每年向自來水費中投人大量的補貼，淡水資源的真正價值未能在水價中準確體現出來。物以稀為貴，只有徹底將自來水價格推向市場，才能體現出淡水資源的真正價值來，才能刺激消費者水的憂患意識和節約用水的實際行動。

同時，為使再生水得到充分合理的利用。有關部門應出臺明確的優惠政策和必要的強制性政策。凡是能夠利用再生水的工廠、企事業單位和居民都能享受優惠的水價(額定指標內的用水量)；強制性政策對能夠使用再生水的工廠、企事業單位(再生水水質能達到用水水質標準)無正當理由卻不接受使用再生水的單位，采取加倍收取自來水水費的臨時措施，使其很快接受使用再生水。對仍堅持不使用再生水的要核減其自來水用水指標。

3.扶植污水處理行業的發展

促進水循環，必須注重污水處理行業的發展，包括資金和技術的支持。污水處理行業是消除污染，為民造福的行業，也是耗資較大行業，每天處理污水20萬111的污水處理廠每年需要運行經幾千萬元。由一個部門出資是不可能的，只能在政府的統一組織下由多方進行籌措，從城市建設資金，污水處理費，超標罰款，財政收入等方面共同努力集資，這種方法在中小城市更為適宜。

在現有的技術經濟水平條件下，加大人力、物力在污水處理技術上的投入，控制水污染是實現水循環經濟的基礎。不僅要繼續研發新的污水處理工藝還要注重污水專用處理設備、儀表的國產化，從根本上解決了國外設備需要國外專業維修人員進行維修及國外設備淘汰后沒有備品備件的實際問題。

目前我國污水處理廠工藝選擇沒有專門的機關進行審查把關，造成有些污水處理廠的建設由于處理工藝選擇不當產生了進水水質濃度不高卻選擇了較復雜的處理工藝。有關部門與國家計劃部門緊密配合，嚴格把關，正確選擇，就會使不必要的浪費問題消滅在萌芽中，從而也會節省一批基本建設投資，使建設資金發揮更大的社會、環境效益。

政府也要給污水處理行業一些優惠的政策，如較合理的低價格的電價、污水處理費要按照排出廢水的水量和水質實行綜合指標計費進行收費政策等。污水廠現已轉變企業經營型實體，但為民造福的宗旨沒有變，所以不能把這個企業辦成追求高利潤的企業。污水處理廠又是保護環境治理污染的企業，應當享受政府頒布的各種減免稅優惠政策。

(4)拓寬水循環的使用途徑

從目前的經濟技術條件考慮，所有的污水不可能都循環使用，水的社會循環不能實現密閉循環。怎樣實現在現有條件下水的社會循環最大化，是我們面臨的緊要問題。把再生水利用的渠道拓寬。要因地制宜根據需要確定利用途徑，如農業用水、農業用水、市政及園林用水、城市二級河道景觀用水、生活雜用水、地下水回灌用水等多種利用途徑選擇。

第9篇：水循環的途徑范文

1.綠軸式居住區之理水方式

綠軸式居住區的理水有以下4種方式：1)規則式：運用矩形、多邊形、圓形、弧形等幾何形態，其水際線堅硬分明給人以特定圖形感，多位于居住區建筑物前方或綠軸中心，以人工美為出發點使之成為視覺軸線上的重要點綴物或關聯載體。2)自由人工式：在幾何形態基礎上進行自由形變，破壞其固定感，使得水際線柔和流暢，水面曲折有致，寬窄不一，給人以變化的圖形感和自由的圍合感，多位于綠軸視線中心豐富其景觀空間。3)自由自然式：模仿大自然中的天然湖泊，強調水際線的自然曲線變化，有著天然野趣的意味。可使居住區的不同環境區域產生統一連續感，充分發揮自然式靜水的系帶組景作用。4)綜合式：多運用2種組合理水方式形成居住區水系景觀。如規則式與瀑布自由人工式的組合、自由人工和自由自然式的組合，規則式與自由自然式的組合等（見表2）。

2.綠軸式居住區之水岸型式

不同理水形式會產生相應的水岸型式，在綠軸式居住區水系營造中主要有以下3種水岸形式。1)壁立式：由于水體水深較淺，綠軸式居住區中木樁護岸、干砌直立的水岸型式運用較多。既可以采用密排松木樁的型式，也可采用石質、混凝土等材料塑造直線型護岸，頂部以石塊裝飾，側面則貼裝飾板材；或頂部為綠化，側面為石砌飾面，保留岸坡的縫隙為溪流與土地之間架構水循環的通道，保證水、空氣的滲透順暢并為生物提供繁殖和生長環境。2)坡地式：由于綠軸式居住區坡度較緩或腹地較大的地段多為草坪和喬灌綠化，因此護岸與水體接觸部分或構筑石質、木質臺階，或直接通過多種植物來達到穩定水岸的目的，同時保護水岸的自然狀態。如在水邊種植垂柳、水楊、白楊以及蘆葦、菖蒲等喜水特性的植物，通過植物的生長依靠發達的根系來穩固堤岸，使之更類似于自然狀態的水岸。3)置石式：綠軸式居住區中的水系多根據水位的變化及水深情況，采用置石，疊石的方法以減少水流對土壤的侵蝕，同時水系護岸坡度自然舒緩，控制在自然安息角的范圍之內、水位落差小而且水流平緩。

3.綠軸式居住區之水系水源

綠軸式居住區水系用水一般有以下3個主要來源：1)自來水供給：綠軸式居住區內面積和用水量較小的水景，如噴泉、水池、瀑布等其供水來源主要依靠城市供水管網，用水量和水質都有保證，但缺點是費用較高。2)就地掘井：綠軸式居住區可以從自備水井抽取地下水補給水系用水，在滿足水量、水質要求的前題下可節省建設投資，水源地應盡可能靠近供水區；為降低取水成本應選擇在地下水位淺埋或自流的地段。3)雨水利用：現代的水系用水可通過雨水收集方法獲得。在居住區內建筑物的四周設置雨水收集系統(包括屋面的蓄水系統、管網布設的輸水系統、過濾系統以及配水系統)，再加上地面的蓄水系統共同構成雨水的再利用體系，最終達到節水的目的。

4.問題與討論

由于水系對改善環境、調節現代人緊張情緒、營造歡快愉悅氣氛等方面有著顯著效果，越來越多的水系出現在我國綠軸式居住區建設中。但同時也有一些問題比較突出，值得討論。1)關于營造形式的問題：由于受綠軸的空間大小、用地面積形狀等限制，使得理水形式較為單調。同時開發商們也考慮到相比其他傳統形式的居住區，其水系多次開發及運行的經濟性尚不那么明顯，可行性也較小，故而導致其形式趨向單一化。所以，這就要求景觀設計應充分利用可用地的特點，同時考慮運行成本等經濟因素，以獲得最佳的水景效果。2)關于取水途徑的問題：由于綠軸式住區水系開發面積一般不太大，部分開發商只看到眼前利益而忽視水循環利用的長遠經濟效益，采用自來水供給或自備井抽取地下水，較少利用雨水循環系統補給用水；又因這類水系面積較小所以不具備水體自凈能力，只能依靠外來水源的注入和替換來保證水質，故而在一定程度上增加了居住區環境的后期維護成本。我們認為：即便水系面積不大耗水程度較小，也不能忽視節水帶來的長遠經濟效益，以及雨水利用和住區自身再生水利用的生態效益，應鼓勵開發商建立完善的水資源循環利用系統。