水循環方案

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水循環方案范文第1篇

關鍵詞：氨水管道 應力腐蝕

Abstract: plant ammonia pipeline leakage problem is circular construction enterprise with construction unit with years of old problem, many ammonia water pipe in put into production 1 ~ 3 months can produce leak, and corrosion speed fast, because in the high temperature of ammonia when instability, for pipe leakage repair is also very difficult problem, so what has caused by ammonia water pipe is in such a short time is leak? In this paper the author many times just in coking project construction period and deal with the similar problem analysis and problem solving, summarizes some prevention measures and experience. Hope in the construction of the ammonia water pipe installation help.

Keywords: ammonia water pipe stress corrosion

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：

一般理解，管道放生泄露的原因是管道與氨水發生了化學反應，是氨水腐蝕碳鋼管道后造成的。既然氨水腐蝕管道這么嚴重，那么設計單位怎么還采用碳鋼材質的管材呢？實際情況是：鐵與氨水一般是不會發生化學反應的， 鐵一般只能作為還原劑存在，而氨同理也是經常作為還原劑，二者當然也不可能發生氧化還原反應，即使將鐵放入濃氨水中也不會發生絡合反應生成鐵氨絡合物。那么氨水腐蝕這種說法顯然是不成立的。循環氨水在冷卻的焦爐荒煤氣時，煤氣中含有一定量的氨、二氧化碳、硫化氫、氰化氫和其他組分溶解于循環氨水中，而硫化氫、氰化氫與鐵能夠發生反應。化學式如下：

Fe+H2S= Fe S+ H2 Fe+2HCN= Fe(CN)2+ H2

所以初步判定管道內壁的腐蝕主要是酸類物質腐蝕。對回流氨水進行PH值測定一般在5~6左右，呈弱酸性，這也說明了這一點。

但是現實情況是管道泄漏都在焊縫處，僅靠硫化氫、氰化氫等弱酸與鐵的反應在短短的1~3月內不可能發生泄漏。顯然循環氨水中含有的少量的酸不是腐蝕管道的主要原因。而且就現場觀察，腐蝕大部分都發生在焊縫位置，看來問題是出在焊縫處。

首先，焊接作業時在焊縫局部會產生應力。應力在外在媒介的作用下會突然釋放而引起鋼材表面的開裂，也就是常說的應力腐蝕。在循環氨水中的硫化氫在焊縫處由于還原反應生成FeS等而引起一般腐蝕，反應生成的氫氣形成小氣泡造成鋼材表面細小的鼓包開裂，而焊接應力在這種細小開裂的作用下失去穩定性，在氨水快速流動的推波助瀾下，在應力區將產生更多更大的開裂，導致這種開裂向鋼材內部滲透并擴散。從而產生更多的裂紋。可稱為氫腐蝕。據研究發現，碳鋼和低合金鋼在pH＝4.2時，硫化物應力的開裂最嚴重；pH＝5～6時，不易破裂；當pH≥7時，不發生破裂。但有CN－存在時，可發生硫化物應力開裂，隨著CN－濃度的增加，氫滲透速率迅速上升，CN－濃度大于5×10-4 mol/L時，還會促進腐蝕。氰化氫易溶于水，那么循環氨水管道中CN－的濃度必定遠大于5×10-4 mol/L , 因此造成硫化物應力開裂就會非常嚴重。

再者據研究發現出現裂縫后會引發縫隙腐蝕，氨水管道的焊接缺陷或應力腐蝕會在管道內壁形成微小的裂紋縫隙，管道溶液中的介質留存其中，導致管道內流動的氨水和滯留在縫隙內的氨水產生濃度差，從而引起電位差，致使電化學電池的建立，在陽極位置發生氧化過程，就導致了縫隙內的金屬腐蝕。陰極位置的電子與氨水中的氫離子反應生成氫原子，氫原子向金屬內部擴散，并集聚在金屬的高應力區，即裂縫的尖端區域，導致裂縫尖端變脆并使裂縫擴展成更大的裂紋。當循環氨水溶液中存有Cl－離子時這種情況就會更加嚴重。

結合以上論述，循環氨水中的酸腐蝕是對管道比較均勻的腐蝕，腐蝕性也較小。焊縫處的應力腐蝕才是主要原因。而酸腐蝕又促進應力腐蝕的快速反應產生裂紋，裂紋內電池電化學反應又導致縫隙腐蝕。在三者的互相作用下循環氨水管道在短時間內就發生了焊縫泄漏。要想減少或杜絕氨水管道泄漏，我們在平常施工時就要對癥下藥，消除管道中存在的殘余應力。減少應力腐蝕對管道的影響，就個人而言在氨水管道施工時應注意以下幾個方面：

管道安裝方面

1.下料尺寸力求精準，不可強力對口，焊縫對口平齊，管道坡口加工一般采用手工氧炔焰氣割加工，不但坡口加工角度參差不齊，表面割紋也很多，焊接成型就較差。而采用機械加工則可以避免上述問題的出現。所以管道坡口盡量采用機械加工模式。管道對口時若發生錯口，整體薄厚將變薄，且在管道內口形成錯臺現象，則氨水流動時形成阻力，加大腐蝕速度。

2. 管道管座應該因勢利導，安裝前應充分考慮管道的熱脹冷縮時支座的位移方向，管道在敷設時應受力均勻，不能有點間距遠、有的間距進。造成管道下垂或上翹，尤其在焊接位置不能出現“波浪”型管道，否則會加重管道焊縫處的應力。因此管道安裝時要合理配置管座及支架的位置和形式，支架間距不能或遠或近，更不能與管道直接焊接在一起固定住。

3、管材表面不能有磕碰刮擦及電弧傷害。管道一旦有了“外傷”，勢必會造成“內患”。管材表面一旦被磕碰刮擦或電弧傷害，管壁處就變薄，從管道內壁開始均勻腐蝕，此處將最先被腐蝕泄露。

焊接施工

在焊接工藝方面主要是制定合理的焊接工藝規程，一般來講要選用有經驗的焊工，手工電弧焊焊條選用不要選用大直徑焊條，選用Φ2.5mm或者Φ3.2mm的較為適宜，焊接電流要適當調小，采用小電流快速多層焊接的方法，減少焊接作業時焊縫周圍局部應力的產生。這在多次焦化施工中也得到了很好的驗證，而采用氬弧焊、CO2氣體保護焊也是個不錯的選擇。

焊后熱處理

焊后熱處理是消除管道應力的主要方法，使用氧炔焰加熱管道不均勻，效果較差，目前一般采用電加熱帶加熱，每焊完一道焊縫馬上要對焊縫進行焊后熱處理以更好的消除殘余的焊接應力，如果施工管材采用螺旋埋弧焊接鋼管，為防止管道出廠時未進行熱處理有必要對螺旋焊縫也進行熱處理消除應力。

若焊縫處已經開始泄露，生產又不能停，維修時且不可直接在焊縫處補焊，以免造成氨水管道崩開釀成事故，一般的辦法是采用“腰帶”將焊縫包住。該施工方法應經非常普遍，不在贅述。

結束語：

總之，只要在施工中能夠充分考慮到各個方面的因素，在管道下料組對、焊接方法及焊后熱處理等方面精心施工。解決循環氨水管道腐蝕的問題將得到很大的改觀。另外造成循環氨水管道泄漏的原因還有很多。循環氨水管道中含有多種化學介質，它們之間互相作用，發生的反應也錯綜復雜，以上關于循環氨水管道泄露的論述只是個人在施工中的一點粗淺看法，要想徹底解決該類問題還需要在今后的實踐中去繼續發現和驗證。

參考文獻：

水循環方案范文第2篇

【關鍵詞】節能；水泵；變頻調速；智能控制

一、前言

供熱企業熱網循環泵在供熱期間需要隨采暖負荷，外部溫度，供回水溫度情況進行調節，循環泵需要滿載運行的情況很少。90%的時間工作都是在非滿載運行的狀況。循環泵在工頻下全速時，產生大量的電力損失，增加了企業的電費成本。在使用變頻調速裝置后，可根據需要調節循環泵轉速，可以提高電機轉速的控制精度，使電機在最節能的轉速下運行。根據流體力學原理，軸功率與轉速的三次方成正比。當所需水量減少，循環泵轉速降低時，其功率按轉速的三次方下降，精確調速的節電效果理想，由于電機輕載運行的時間所占比例較高，使用變頻調速可提高輕載運行時的電機效率達到節電效果可觀。

二、參數計算

對于熱源廠使用的循環泵功率較大，只用工作流量變化范圍大小確定節能效益的大小就不正確了，應根據轉速變化范圍確定節能效益的大小才正確。

泵的功率N1、供水量Q1與泵轉速n1三者的關系如下式：

1、電機所耗功率與電機轉速3次成正比，即N1/N =（n1/n）3

2、流量Q與電機轉速成正比，即Q1/Q= n1/n

3、揚程與電機轉速的平方成正比，即 H1/H= （n1/n）2

4、電機軸功率P與水泵流量Q及揚程H之間有如下近似關系P=2.73HQ/η，

式中：Q—額定流量，N—額定流量Q時的軸功率，n—水泵的額定轉速，H—揚程，P—電機軸功率η為泵的效率

因額定流量Q=100%時，n=100%，N=100%，若n1=90%n時，Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可節電27.1%。若n1=80%n時，Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可節電48.8%。當然，這種理論上的估算只能作為一個參考，在水泵的實際工作運行中，由于各種因素的影響，不可能完全達到這樣的節能效果，工作實際中節電效率約為25%左右。

由此分析，單對循環泵進行頻改造就是有很大的節能空間的，但想進一步優化循環系統運行效率，就需增加智能控制系統，通過RS232HE RS485接口與上位計算機或PLC通訊控制，保證遠程有線或無線控制。

三、智能控制系統構成

電源部分由接觸器、斷路器、電流互感器及電壓、電流、有功功率表組成，斷路器的作用是當出現嚴重故障而執行單元又不能自動停機時，由人工分閘，直接斷開其供電電源。

切換部分由兩臺機械聯鎖的接觸器組成，其主要作用是實現執行單元和旁路等系統之間的切換。

繼電控制部分由繼電器，380V/220V控制接觸器、DC24V電源組成，其主要作用是完成本系統所需的所有邏輯判斷及控制。

操作面板，供值班人員使用，對系統實施啟、停車、復位遠端控制，并監控電壓、電流、故障、停運、停車、自動卸荷、增開、減開等信號。

四、系統經節能改造后的功能

采用高效閉環控制系統控制，可按需要進行軟件組態設定溫度、壓力進行PID調節，使電機輸出功率隨負載變化而變化，在滿足使用要求的前提下達到最大限度的節能。

方便調節方式，可設定壓力、溫度，電壓電流等參數可現實在面板上，設置和調節監控功能使用方便，為遠程計算機控制預留接口。

由于降速運行和軟啟動，減少振動和磨損，延長設備維護周期和使用壽命，提高設備的MTBF（平均故障間隔時間）值，并減少電網沖擊，提高系統可靠性，減少維修費用。

系統具備各種保護措施（過流、過壓、過載、過熱、電機相間和對地短路等）且系統具有BIT（自檢測）功能，使系統運轉率和安全性大大提高。

系統可選擇自動或手動方式控制，可選擇工頻或變頻節能方式運行。在需要時節能系統可切換為原系統控制方式，不影響原系統的正常使用。

五、技術改進分析

由于我廠建設初期對1000KW循環泵電機選型揚程過大，在不使用變頻啟動時需要減小閥門開度來防止啟動電流過載，待電機啟動后再調整閥門開度，浪費了相當一部分電能。

通過公式：H1/H=（n1/n）2揚程與電機轉速的平方成正比，引進變頻器后，可以通過變頻器降低電機轉速使揚程減少，一方面保證電機啟動安全，同時減啟動少操作環節，提高循環泵系統運行可靠性。

六、經濟效益分析

依照公式：

年節電收益=改造功率X每天運行時間X年運行天數X電價X節電率

按照單臺6.3kv水泵電機計算：

變頻改造后年節電收益=1000KWX24X184X0.96X0.25=105.984萬元

單臺6.3KV1000KW電機年節電100萬元以上，由此分析電機變頻節能改造效益可觀。

綜合以上分析及現有循環泵實際運行情況，我認為對循環泵改為變頻調速技術和經濟上可行，節能方面經濟效益顯著，且能大大提高管網及設備的安全運行效率，降低維修費用。

參考文獻

[1]昊自強.水泵變頻運行的圖解分析方法.變頻器世界，2005，（7）

[2]曹琦.恒壓變頻供水系統節能分析.變頻器世界，2006，（6）

[3]陳運珍.變頻器在水行業節能降耗中的巨大作用.變頻技術應用，2006，（1）

水循環方案范文第3篇

【關鍵詞】 真空泵 冷卻 運行

1 設備簡介

真空泵是企業的主要動力，對企業的生產及安全至關重要。我廠目前有5臺W-300型，30KW往復式真空泵。真空泵的冷卻系統包括電機、冷卻泵、冷卻塔等。運行時，冷卻水不斷的進行循環冷卻。

往復式真空泵的主要部件見（圖1）。包括氣缸1、活塞2、活塞的驅動曲柄連桿機構3、排氣閥4和吸氣閥5等重要部件，以及機座、曲軸箱、動密封和靜密封等輔助部件。往復式真空泵運轉時，在電動機的驅動下，通過曲柄連桿機構的作用，使氣缸內的活塞作往復運動。當活塞在氣缸內從左端向右端運動時，由于氣缸的左腔體積不斷增大，左腔空間的壓強不斷的降低，當左腔空間內的壓強低于被抽容器內的壓強，根據氣體壓強平衡的原理，被抽容器內的氣體經過吸氣閥5不斷地被抽進左腔，此時正處于吸氣過程。當活塞達到最右位置時，氣缸左腔內就充滿了氣體。接著活塞從右端向左端運動，此時吸氣閥5自動關閉。氣體隨著活塞從右往左運動而逐漸被壓縮。當氣缸內的氣體達到排氣壓力時，此時排氣閥4被打開，氣體被排出，完成了一個工作循環。當活塞再從左端向右端運動時，重復上述循環，直到被抽容器達到某一平衡壓力為止。

2 存在的問題

2.1 溫度高

往復式真空泵運轉時，活塞缸體容器產生大量的熱能從而使泵體發熱。另外，泵軸與端蓋是機械密封，始終摩擦發熱。這些熱量都是由泵體中間內的冷卻水不斷的循環進行冷卻，一旦斷水，泵內溫度將急劇升高，當達到600℃-800℃時，活塞缸體容器就會爆缸。

2.2 能耗大

活塞在缸體容器內做往復運動，使泵體發熱，導致缸體容器膨脹，這樣就會造成真空泵的抽真空度效率下降（出力不夠），造成電能源浪費。

3 改造思路

改進真空泵冷卻水循環控制系統，主要是改進冷卻水循環的運行方式，改過去的人工開啟閥門轉為自動開啟，如果檢測不到冷卻水循環水的流動，將無法開啟真空泵，從而保證了真空泵安全運行。使之實現自動、節能、發揮設備最大能力的目的。

4 改造方案

改造方案1：采用電接點壓力表來作為真空泵缺水保護裝置。由于電接點壓力表缺水保護裝置的工作原理是當水壓不足時，觸頭斷開，中間繼電器失電，使電機無法合閘或運行中以保護電機；當水壓足夠時，觸頭閉合，電機啟動。電接點壓力表作為傳統保護裝置，有易損壞，受環境影響大，精確度低等缺陷。故此方案不采用！

改造方案2：基于PLC的缺水監控保護裝置來作為真空泵缺水保護。首先在冷卻水循環系統管路中的手動開啟/關閉閥門的后端加裝一只水流傳感器和一只水壓力傳感器，輸出的0-10V或4-20mA反饋信號傳輸到PLC，然后由PLC輸出信號來控制真空泵啟動中間繼電器。一旦冷卻水循環系統管路中缺水，水流傳感器就輸出低電平，控制器進行缺水斷電保護，防止和保護真空泵因水循環散熱缺水造成故障。同時現場發出報警提示，且能自動檢測水源恢復狀態。當冷卻水循環系統管路中有冷卻水流動，水流傳感器就輸出高電平，PLC輸出信號使真空泵啟動工作，最終實現真空泵的控制運行，使之起到對真空泵的保護作用。此方案采用（圖2）。

5 實施效果

基于PLC的真空泵缺水保護裝置，能在冷卻水循環系統缺水的情況下能及時控制真空泵的啟動，保證了真空泵的安全運行，節約了電能，具有很高的社會推廣價值。

參考文獻：

[1]王永華.《現代電氣控制及PLC應用技術》.北京航空航天大學出版社，2008.2.

[2]孫洪程，魏杰，王儉.《過程自動檢測與控制技術》.化學工業出版社，2006.10.

水循環方案范文第4篇

【關鍵詞】氧化裝置；內置換熱器；強制循環；自然循環；安全可靠性；經濟性

煤礦瓦斯氧化裝置（簡稱“氧化裝置”）是一種采用高溫氧化熱逆流技術對煤礦風排瓦斯和不能用于燃氣內燃機組發電的抽采瓦斯（摻混）進行處理的煤礦節能減排設備。其工作原理是通過外部能量在其氧化床建立起一個溫度約為1000℃的溫度場，動力引入煤礦瓦斯（濃度不大于1.2%）至氧化床進行氧化反應，釋放出的氧化熱量一部分維持氧化反應，其余部分通過內置換熱器通過水工質以蒸汽方式提取利用，達到減排溫室氣體和利用廢棄能源的目的。在熱量提取方式上，目前以國外瑞典MEGTEC公司為代表的產品，采用外置煙道余熱換熱器，利用排氣余熱制取蒸汽。勝動集團自主研發的氧化裝置采用內置換熱器，將換熱器置于氧化裝置氧化床中，較外置換熱器，具有更高的換熱效率和結構緊湊的優點。

為確定與氧化裝置工作特性相適應的內置換熱方案，試驗小組通過在60000m3/h氧化裝置上先后配置強制循環和自然循環兩種方式換熱器，于2010年在陜西礦業集團大佛寺煤礦風井廣場，進行了為期一年的性能試驗。本篇主要就此兩種循環方式，在其技術性能、安全可靠性和經濟性方面，結合試驗結果和原因分析進行對比闡述，確定出適宜方案。

一、換熱方案結構與原理

強制循環，在鍋筒與蒸發器之間利用循環泵建立工質循環。自然循環，在鍋筒和蒸發器之間利用下降管和上升管中工質密度差產生工質循環。循環過程產生的汽水混合物在鍋筒（汽水分離器）內進行汽水分離產出蒸汽。下圖是其結構與原理圖。

二、性能試驗對比

1.對氧化床溫度場均勻性的影響

在強制循環換熱方案試驗過程中，通過布置在氧化床側面的熱電偶測得場溫顯示，在氧化裝置啟動和運行過程中存在氧化床溫度場不均勻現象。這一現象隨著氧化裝置的運行呈現惡化趨勢，影響裝置穩定運行。

通過對這一現象進行原因分析發現，由于蒸發器在氧化床內呈分組水平布置（受工質流速限制），在氧化裝置啟動過程中，外部能量建立的溫度場是不均勻的。位于溫度高區域的換熱管組內部形成氣阻，導致處于溫度低區域換熱管組工質流速加快，帶走低溫區相對多的熱量，從而導致溫度高的區域溫度場呈上升趨勢，溫度低的區域溫度場呈下降趨勢，造成氧化床整個溫度場不均勻，致使裝置啟動困難和運行不穩定。

在自然循環換熱方案試驗過程中，通過熱電偶測得場溫度顯示，在啟動初期存在溫度場不均勻的現象，但在啟動中后期和運行過程中溫度場趨于均勻，而且穩定。其原因在于該方案蒸發器上升管在氧化床內呈單組豎直布置，自上至下經過氧化床蓄放熱區。隨著過程的持續，蒸發器上升管工質流動中自動對高溫區域吸熱，向低溫區域放熱，自動平衡氧化床溫度場，使之趨于均勻穩定，便于啟動和工作過程穩定運行。

下圖為氧化裝置在流量60000m3/h，瓦斯濃度5%-6%工況下，氧化床場溫試驗截圖。

2.安全可靠性方面

內置強制循環換熱方案的氧化裝置在額定工況下持續運行不足1000h，就出現換熱器爆管漏水情況。究其原因，在于溫度場的不均勻造成位于不同區域的換熱管組內工質流動氣阻不同，位于高溫區的換熱管組因吸收的熱量多，產生的內部氣阻相比位于低溫區的管組大，氣阻差值隨著運行過程越來越大，導致位于高溫區換熱管內因缺少足夠工質吸熱造成干燒。另外，強制循環方案依靠循環泵驅動工質循環換熱，循環泵可靠性原因導致的工質不能正常循環，使蒸發器換熱管處于熱慣性很大的高溫場中干燒，也是造成碳化爆管的潛在原因。其結果是導致氧化裝置無法安全運行。

自然循環方式蒸發器的結構布置和循環方式使換熱管內始終充滿工質，正常情況下不會出現換熱管干燒現象。即便出現鍋筒不能正常補水的極端情況，位于蒸發器上部的鍋筒內工質可繼續維持自然循環，對溫度場的熱慣性起到了緩沖作用，為故障排除爭取了時間，保證了氧化裝置的運行安全。內置自然循環換熱方案的氧化裝置在額定工況下持續運行2160h后，拆檢發現蒸發器上升管無任何碳化跡象。

3.經濟性方面

強制循環較自然循環在循環回路增加了熱水循環泵，使氧化裝置自用電耗增加了。60000m3/h氧化裝置強制循環換熱系統配置型號PVHW65-250（Ⅰ）離心式熱水循環泵，揚程80m，功率22kw（不計配套冷卻循環泵功率）。試驗證明，其二者運行功率占到氧化裝置運行總功率的10%左右。再者，熱水循環泵工作在高溫、高壓條件下，特殊的結構和材質決定了其較高的購置價格和維護費用。由此看來，自然循環方案的經濟性要優于強制循環方案。

4.對循環系統參數的影響

試驗證明，內置強制循環方案的氧化裝置，其循環系統正常工作的最高試驗壓力為0.8MPa，低于1.3MPa的設計工作壓力。這是由于受到熱水循環泵揚程（80m）的限制。熱水泵高溫水腔密封采用軸向端面動環和靜環機械密封方式，動環的軸向密封壓力來自機械密封的碟片彈簧，該彈簧的剛度根據熱水泵的揚程設計。一旦系統工作壓力高于熱水泵揚程，軸向密封就會失效，出現高溫水腔向冷卻水腔竄水現象。若要保證熱水泵正常工作，其揚程應高于循環系統工作壓力，目前國內熱水泵多為離心式，揚程通常在1MPa以下，限制了循環系統工作壓力的提升空間。

自然循環系統由于工質的循環靠上升管和下降管工質密度差，沒有熱水泵環節，整個循環系統的工作壓力取決于系統材質強度和制造工藝，工作壓力可達到臨界壓力。內置強制循環方案的氧化裝置，試驗證明其循環系統壓力完全能夠達到2.5MPa的設計工作壓力。

試驗證明，在蒸汽產汽量方面，強制循環回路由于循環水泵的壓頭，汽水流動速度高于自然循環方式，呈紊流狀態，吸熱系數大，相同換熱面積，強制循環方式要比自然循環方式產汽量高約10%-15%。下圖是兩種循環方式蒸汽產量與瓦斯濃度關系曲線圖。

三、結論

（1）通過在60000m3/h氧化裝置配置的兩種循環方式內置換熱器的對比試驗證明，無論在運行的安全可靠和經濟性方面，還是在對氧化裝置適應性方面，自然循環方案優于強制循環方案，可做為其首選配置方案。

（2）內置自然循環換熱器的60000m3/h氧化裝置熱效率在60%左右，熱效率低于常用余熱鍋爐。下步可通過如下試驗方向，驗證提高其熱效率的可行性：

水循環方案范文第5篇

論文摘要：提出了在健康水循環思路指導下的以供需水預測、節制用水、水資源保護為基礎的，綜合考慮水資源配置的水資源綜合規劃方法，改變了傳統的根據水量需求單純擴大供水規模的以需定供規劃方式。在水資源總量有限的條件下，從依靠技術管理提高用水效率、調整工農業產業結構、降低用水定額、兼顧 經濟 社會用水與生態用水等方面對需水加以控制管理；從一次性水源向再生性水源轉變，挖掘供水潛力；對飲用水水源地和一般水體涵養保護、供水排水、污水處理、再生回用進行全過程管理，實行地表水、地下水統一保護。最后，以北京市新城順義區為對象進行了區域水資源綜合規劃。

隨著社會經濟的 發展 ，我國水資源緊缺問題越來越突出，這就要求對水資源的利用方式應當由以前水廠一用戶一排放的單向利用轉變為水廠一用戶一再生的循環利用，即實現水資源的健康循環，使水資源的社會循環與 自然 循環能夠相互協調。

1水資源規劃研究現狀

20世紀60年代0年代，人類對水資源的開發利用模式強調以自我發展為中心，導致河道斷流、地下水位下降、植被遭到破壞、生物多樣性銳減。人們逐步認識到環境與水資源的內在聯系，在進行水資源規劃時更多地考慮了水資源、生態環境與社會經濟之間的相互關系。目前國外水資源規劃方法主要遵循可持續發展的原則，將防止生態系統進一步惡化和改善生態系統質量放在最優先的位置，在水資源管理過程中積極地開展水環境質量的改善工作。wwW.133229.coM水資源的規劃重點放在控制水資源需求量上，采取多種節水措施，以保證現有水資源發揮最大效益，只有當現有水資源量不足、確實需要增加水資源量時，才考慮開發新的水資源或尋求替代水源(如再生水)。水資源規劃的目標則轉變為滿足現狀和將來經濟社會開發的適度水資源需求量。同時，在規劃過程中應用經濟措施和價格手段，以及公眾參與的透明規劃方式逐漸成為發展趨勢。

國內在很長的一段時間內采取以需定供的水資源規劃方法，這種方法隱性認為水資源量是取之不盡、用之不竭的，由此也造成了如河道斷流、地面沉降、海水入侵、土地鹽堿化等不良后果。在2002年以后，全國進行了新一輪的水資源綜合規劃編制工作，針對我國社會經濟發展對水資源的迫切需要，進一步查清水資源數量、質量及其時空分布，在維系良好生態系統的基礎上實現水資源的供需平衡。

2規劃目標及方法

2．1規劃目標

健康水循環框架下的區域水資源綜合規劃應當為區域內水資源可持續利用和管理提供依據，根據經濟社會可持續發展和生態環境保護對水資源的要求，提出水資源合理開發、優化配置、高效利用、有效保護和綜合治理的總體布局及實施方案，促進人口、資源、環境和經濟的協調發展，以水資源的可持續利用支持經濟社會的可持續發展。

2．2規劃方法

區域水資源綜合規劃方法的技術路線如圖1所示。在傳統規劃方法——現狀調查評價、供需平衡分析、方案比選的基礎上，以“健康、循環”為核心進行規劃。

“健康”即在規劃的全過程中體現生態環境保護的理念。

在需水預測中，除進行生產和生活需水預測外，還應進行生態需水預測，其目標為各個生態系統的健康等級不低于現狀，多數能夠有所改善。

增加了水資源保護的規劃內容，通過水資源污染現狀調研及預測，結合保護目標，制定污染源治理及地表水、地下水的保護措施，重點是建立規劃區污水收集、處理和回用系統的布局方案。

在建立水資源配置方案集的過程中，應以生態環境保護作為衡量標準之一，去除無法滿足生態環境保護目標的方案。

在規劃方案比選過程中，除考慮傳統的水資源量和社會經濟因素外，還應加入生態環境保護因素，共同進行多目標的優化決策，形成推薦的規劃方案。“循環”的核心是規劃區內污水的收集、處理、再生和回用。再生水回用應根據需水預測成果分析可應用再生水的項目，確定不同回用目標的水質要求及水量需求，由此確定不同規劃水平年再生水廠的規模、工藝、分布和服務范圍。

雨水收集利用也是“循環”的有機組成部分，同時也是面源污染治理的有效手段，應在規劃區內因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。

在健康水循環的框架下，應改變傳統“以需定供”的規劃理念，通過“節制用水”抑制需水預測中不合理的部分，減少需水量。產業結構調整、節約用水和提高用水效率是節制用水的主要手段。通過對農業及 工業 進行產業結構調整，控制高耗水行業的發展規模，鼓勵耗水量小、利用率高的行業發展;通過節約用水的分析來減少不合理的需水量。

通過上述圍繞“健康、循環”而建立的水資源綜合規劃，將得到由強化節水的需水方案和包含替代水源的供水方案所組成的水資源配置方案集。綜合考慮水資源、社會經濟和生態環境等多因素后可得到優化的水資源配置方案。

3應用案例

3.1背景介紹

根據《北京市城市總體規劃》，順義區將作為北京市東部的重點發展新城之一，承擔主城區疏解出來的部分城市功能，是未來北京東北部城市化發展的核心地區。隨著順義區的快速發展，對水資源的需求將會發生較大變化，進行新的水資源規劃，協調水資源、社會經濟發展和生態環境的相互關系，勢在必行。為此，在健康水循環的框架下研究和制定了順義區的水資源綜合規劃，確定了2010年-2030年順義地區工業、城市及農業的發展規模、結構與用水布局，在綜合考慮總體用水和供水方案后，給出了順義區水資源總體布局方案，對地下水、地表水、污水處理及再生水等各種供水利用方式進行了規劃，同時也對工業、農業、生活、生態的用水來源進行了規劃，滿足了順義地區對水資源的需求。

3.2相關規劃成果

①需水預測及節制用水

在生產需水預測過程中，考慮了順義區經濟產業結構調整，限制了高耗水行業的發展，合理抑制了需水量。

生態需水預測的目標是各生態系統的健康等級不低于現狀，尤其是重點保護地區。生態需水預測分別討論了河流、林地、濕地、城區綠地、城鎮景觀水體的生態需水。通過 計算 給出了順義區的生態需水量及參與水資源供需平衡分析的水量。

節制用水除應用產業結構調整手段外，還對工業、農業和生活的用水節水進行了調查，制定了工業、農業和生活的節水標準與指標，由此進行了節水潛力計算并給出了可行的節水措施。2030年順義區工業、農業和生活相對節水潛力如圖2所示。

根據生產、生活和生態需水的預測及節制用水分析匯總得到基本方案與強化節水方案下的順義區需水量(如圖3所示)。

②水資源保護

首先，結合水功能區劃及現狀水質，確定了地表水分階段保護目標，并 計算 了相應的納污能力。根據對污染源現狀的調研，進行了污水及污染物排放量的計算和預測。由此制定了相應時期污水處理廠的布局、規模及處理深度方案。

其次，從 工業 、城鎮生活、畜禽養殖污染源治理和水環境監測、綜合整治等方面對地表水資源保護策略進行了規劃;由開采量和主要污染物因子控制提出了地下水資源保護對策。

③供水預測

根據順義區的水資源調查評價，預測了不同規劃年順義區地表水和地下水的可供水量，同時根據實際情況給出了雨水集蓄利用方案。

在污水集中處理處置方案的基礎上，對再生水用途及回用潛力進行了分析，主要回用于生態用水，同時兼顧農業、工業及市政雜用用水。

④水資源總體布局

由需水預測、節制用水、水資源保護及供水預測的研究成果，給出了順義地區的6個水資源配置方案，綜合水資源量、社會 經濟 和生態環境等指標，經過供需平衡分析以及不同方案的比選，給出了推薦的水資源配置方案，并形成了水資源的總體布局(見圖4)。

⑤規劃實施的效果評價

通過綜合評價給出了水資源綜合規劃的推薦方案，該方案實施后，順義區水資源供需不平衡的情況將逐漸得到緩解，地下水儲量虧損、地表水生態環境惡化等情況將逐漸恢復，最終形成水資源與社會、經濟、生態環境之間的和諧關系。

規劃實施后，將集中力度實施水資源保護方案，其中包括城鎮污水集中治理工程、水環境綜合整治工程以及地下水源保護工程等，以上工程實施后順義區地表水環境質量狀況將有很大改觀，水質達到水環境功能區劃目標要求，地表水因水質原因而無水可用的狀況會徹底改變，地表水環境安全得到保障。除此之外，地下水也將逐步得到回補，水質也將有所保證。

4結論