水循环方案

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水循环方案范文第1篇

关键词：氨水管道 应力腐蚀

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

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一般理解，管道放生泄露的原因是管道与氨水发生了化学反应，是氨水腐蚀碳钢管道后造成的。既然氨水腐蚀管道这么严重，那么设计单位怎么还采用碳钢材质的管材呢？实际情况是：铁与氨水一般是不会发生化学反应的， 铁一般只能作为还原剂存在，而氨同理也是经常作为还原剂，二者当然也不可能发生氧化还原反应，即使将铁放入浓氨水中也不会发生络合反应生成铁氨络合物。那么氨水腐蚀这种说法显然是不成立的。循环氨水在冷却的焦炉荒煤气时，煤气中含有一定量的氨、二氧化碳、硫化氢、氰化氢和其他组分溶解于循环氨水中，而硫化氢、氰化氢与铁能够发生反应。化学式如下：

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

所以初步判定管道内壁的腐蚀主要是酸类物质腐蚀。对回流氨水进行PH值测定一般在5~6左右，呈弱酸性，这也说明了这一点。

但是现实情况是管道泄漏都在焊缝处，仅靠硫化氢、氰化氢等弱酸与铁的反应在短短的1~3月内不可能发生泄漏。显然循环氨水中含有的少量的酸不是腐蚀管道的主要原因。而且就现场观察，腐蚀大部分都发生在焊缝位置，看来问题是出在焊缝处。

首先，焊接作业时在焊缝局部会产生应力。应力在外在媒介的作用下会突然释放而引起钢材表面的开裂，也就是常说的应力腐蚀。在循环氨水中的硫化氢在焊缝处由于还原反应生成FeS等而引起一般腐蚀，反应生成的氢气形成小气泡造成钢材表面细小的鼓包开裂，而焊接应力在这种细小开裂的作用下失去稳定性，在氨水快速流动的推波助澜下，在应力区将产生更多更大的开裂，导致这种开裂向钢材内部渗透并扩散。从而产生更多的裂纹。可称为氢腐蚀。据研究发现，碳钢和低合金钢在pH＝4.2时，硫化物应力的开裂最严重；pH＝5～6时，不易破裂；当pH≥7时，不发生破裂。但有CN－存在时，可发生硫化物应力开裂，随着CN－浓度的增加，氢渗透速率迅速上升，CN－浓度大于5×10-4 mol/L时，还会促进腐蚀。氰化氢易溶于水，那么循环氨水管道中CN－的浓度必定远大于5×10-4 mol/L , 因此造成硫化物应力开裂就会非常严重。

再者据研究发现出现裂缝后会引发缝隙腐蚀，氨水管道的焊接缺陷或应力腐蚀会在管道内壁形成微小的裂纹缝隙，管道溶液中的介质留存其中，导致管道内流动的氨水和滞留在缝隙内的氨水产生浓度差，从而引起电位差，致使电化学电池的建立，在阳极位置发生氧化过程，就导致了缝隙内的金属腐蚀。阴极位置的电子与氨水中的氢离子反应生成氢原子，氢原子向金属内部扩散，并集聚在金属的高应力区，即裂缝的尖端区域，导致裂缝尖端变脆并使裂缝扩展成更大的裂纹。当循环氨水溶液中存有Cl－离子时这种情况就会更加严重。

结合以上论述，循环氨水中的酸腐蚀是对管道比较均匀的腐蚀，腐蚀性也较小。焊缝处的应力腐蚀才是主要原因。而酸腐蚀又促进应力腐蚀的快速反应产生裂纹，裂纹内电池电化学反应又导致缝隙腐蚀。在三者的互相作用下循环氨水管道在短时间内就发生了焊缝泄漏。要想减少或杜绝氨水管道泄漏，我们在平常施工时就要对症下药，消除管道中存在的残余应力。减少应力腐蚀对管道的影响，就个人而言在氨水管道施工时应注意以下几个方面：

管道安装方面

1.下料尺寸力求精准，不可强力对口，焊缝对口平齐，管道坡口加工一般采用手工氧炔焰气割加工，不但坡口加工角度参差不齐，表面割纹也很多，焊接成型就较差。而采用机械加工则可以避免上述问题的出现。所以管道坡口尽量采用机械加工模式。管道对口时若发生错口，整体薄厚将变薄，且在管道内口形成错台现象，则氨水流动时形成阻力，加大腐蚀速度。

2. 管道管座应该因势利导，安装前应充分考虑管道的热胀冷缩时支座的位移方向，管道在敷设时应受力均匀，不能有点间距远、有的间距进。造成管道下垂或上翘，尤其在焊接位置不能出现“波浪”型管道，否则会加重管道焊缝处的应力。因此管道安装时要合理配置管座及支架的位置和形式，支架间距不能或远或近，更不能与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电弧伤害。管道一旦有了“外伤”，势必会造成“内患”。管材表面一旦被磕碰刮擦或电弧伤害，管壁处就变薄，从管道内壁开始均匀腐蚀，此处将最先被腐蚀泄露。

焊接施工

在焊接工艺方面主要是制定合理的焊接工艺规程，一般来讲要选用有经验的焊工，手工电弧焊焊条选用不要选用大直径焊条，选用Φ2.5mm或者Φ3.2mm的较为适宜，焊接电流要适当调小，采用小电流快速多层焊接的方法，减少焊接作业时焊缝周围局部应力的产生。这在多次焦化施工中也得到了很好的验证，而采用氩弧焊、CO2气体保护焊也是个不错的选择。

焊后热处理

焊后热处理是消除管道应力的主要方法，使用氧炔焰加热管道不均匀，效果较差，目前一般采用电加热带加热，每焊完一道焊缝马上要对焊缝进行焊后热处理以更好的消除残余的焊接应力，如果施工管材采用螺旋埋弧焊接钢管，为防止管道出厂时未进行热处理有必要对螺旋焊缝也进行热处理消除应力。

若焊缝处已经开始泄露，生产又不能停，维修时且不可直接在焊缝处补焊，以免造成氨水管道崩开酿成事故，一般的办法是采用“腰带”将焊缝包住。该施工方法应经非常普遍，不在赘述。

结束语：

总之，只要在施工中能够充分考虑到各个方面的因素，在管道下料组对、焊接方法及焊后热处理等方面精心施工。解决循环氨水管道腐蚀的问题将得到很大的改观。另外造成循环氨水管道泄漏的原因还有很多。循环氨水管道中含有多种化学介质，它们之间互相作用，发生的反应也错综复杂，以上关于循环氨水管道泄露的论述只是个人在施工中的一点粗浅看法，要想彻底解决该类问题还需要在今后的实践中去继续发现和验证。

参考文献：

水循环方案范文第2篇

【关键词】节能；水泵；变频调速；智能控制

一、前言

供热企业热网循环泵在供热期间需要随采暖负荷，外部温度，供回水温度情况进行调节，循环泵需要满载运行的情况很少。90%的时间工作都是在非满载运行的状况。循环泵在工频下全速时，产生大量的电力损失，增加了企业的电费成本。在使用变频调速装置后，可根据需要调节循环泵转速，可以提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需水量减少，循环泵转速降低时，其功率按转速的三次方下降，精确调速的节电效果理想，由于电机轻载运行的时间所占比例较高，使用变频调速可提高轻载运行时的电机效率达到节电效果可观。

二、参数计算

对于热源厂使用的循环泵功率较大，只用工作流量变化范围大小确定节能效益的大小就不正确了，应根据转速变化范围确定节能效益的大小才正确。

泵的功率N1、供水量Q1与泵转速n1三者的关系如下式：

1、电机所耗功率与电机转速3次成正比，即N1/N =（n1/n）3

2、流量Q与电机转速成正比，即Q1/Q= n1/n

3、扬程与电机转速的平方成正比，即 H1/H= （n1/n）2

4、电机轴功率P与水泵流量Q及扬程H之间有如下近似关系P=2.73HQ/η，

式中：Q—额定流量，N—额定流量Q时的轴功率，n—水泵的额定转速，H—扬程，P—电机轴功率η为泵的效率

因额定流量Q=100%时，n=100%，N=100%，若n1=90%n时，Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可节电27.1%。若n1=80%n时，Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可节电48.8%。当然，这种理论上的估算只能作为一个参考，在水泵的实际工作运行中，由于各种因素的影响，不可能完全达到这样的节能效果，工作实际中节电效率约为25%左右。

由此分析，单对循环泵进行频改造就是有很大的节能空间的，但想进一步优化循环系统运行效率，就需增加智能控制系统，通过RS232HE RS485接口与上位计算机或PLC通讯控制，保证远程有线或无线控制。

三、智能控制系统构成

电源部分由接触器、断路器、电流互感器及电压、电流、有功功率表组成，断路器的作用是当出现严重故障而执行单元又不能自动停机时，由人工分闸，直接断开其供电电源。

切换部分由两台机械联锁的接触器组成，其主要作用是实现执行单元和旁路等系统之间的切换。

继电控制部分由继电器，380V/220V控制接触器、DC24V电源组成，其主要作用是完成本系统所需的所有逻辑判断及控制。

操作面板，供值班人员使用，对系统实施启、停车、复位远端控制，并监控电压、电流、故障、停运、停车、自动卸荷、增开、减开等信号。

四、系统经节能改造后的功能

采用高效闭环控制系统控制，可按需要进行软件组态设定温度、压力进行PID调节，使电机输出功率随负载变化而变化，在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。

方便调节方式，可设定压力、温度，电压电流等参数可现实在面板上，设置和调节监控功能使用方便，为远程计算机控制预留接口。

由于降速运行和软启动，减少振动和磨损，延长设备维护周期和使用寿命，提高设备的MTBF（平均故障间隔时间）值，并减少电网冲击，提高系统可靠性，减少维修费用。

系统具备各种保护措施（过流、过压、过载、过热、电机相间和对地短路等）且系统具有BIT（自检测）功能，使系统运转率和安全性大大提高。

系统可选择自动或手动方式控制，可选择工频或变频节能方式运行。在需要时节能系统可切换为原系统控制方式，不影响原系统的正常使用。

五、技术改进分析

由于我厂建设初期对1000KW循环泵电机选型扬程过大，在不使用变频启动时需要减小阀门开度来防止启动电流过载，待电机启动后再调整阀门开度，浪费了相当一部分电能。

通过公式：H1/H=（n1/n）2扬程与电机转速的平方成正比，引进变频器后，可以通过变频器降低电机转速使扬程减少，一方面保证电机启动安全，同时减启动少操作环节，提高循环泵系统运行可靠性。

六、经济效益分析

依照公式：

年节电收益=改造功率X每天运行时间X年运行天数X电价X节电率

按照单台6.3kv水泵电机计算：

变频改造后年节电收益=1000KWX24X184X0.96X0.25=105.984万元

单台6.3KV1000KW电机年节电100万元以上，由此分析电机变频节能改造效益可观。

综合以上分析及现有循环泵实际运行情况，我认为对循环泵改为变频调速技术和经济上可行，节能方面经济效益显著，且能大大提高管网及设备的安全运行效率，降低维修费用。

参考文献

[1]昊自强.水泵变频运行的图解分析方法.变频器世界，2005，（7）

[2]曹琦.恒压变频供水系统节能分析.变频器世界，2006，（6）

[3]陈运珍.变频器在水行业节能降耗中的巨大作用.变频技术应用，2006，（1）

水循环方案范文第3篇

【关键词】 真空泵 冷却 运行

1 设备简介

真空泵是企业的主要动力，对企业的生产及安全至关重要。我厂目前有5台W-300型，30KW往复式真空泵。真空泵的冷却系统包括电机、冷却泵、冷却塔等。运行时，冷却水不断的进行循环冷却。

往复式真空泵的主要部件见（图1）。包括气缸1、活塞2、活塞的驱动曲柄连杆机构3、排气阀4和吸气阀5等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。往复式真空泵运转时，在电动机的驱动下，通过曲柄连杆机构的作用，使气缸内的活塞作往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，左腔空间的压强不断的降低，当左腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽容器内的气体经过吸气阀5不断地被抽进左腔，此时正处于吸气过程。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5自动关闭。气体随着活塞从右往左运动而逐渐被压缩。当气缸内的气体达到排气压力时，此时排气阀4被打开，气体被排出，完成了一个工作循环。当活塞再从左端向右端运动时，重复上述循环，直到被抽容器达到某一平衡压力为止。

2 存在的问题

2.1 温度高

往复式真空泵运转时，活塞缸体容器产生大量的热能从而使泵体发热。另外，泵轴与端盖是机械密封，始终摩擦发热。这些热量都是由泵体中间内的冷却水不断的循环进行冷却，一旦断水，泵内温度将急剧升高，当达到600℃-800℃时，活塞缸体容器就会爆缸。

2.2 能耗大

活塞在缸体容器内做往复运动，使泵体发热，导致缸体容器膨胀，这样就会造成真空泵的抽真空度效率下降（出力不够），造成电能源浪费。

3 改造思路

改进真空泵冷却水循环控制系统，主要是改进冷却水循环的运行方式，改过去的人工开启阀门转为自动开启，如果检测不到冷却水循环水的流动，将无法开启真空泵，从而保证了真空泵安全运行。使之实现自动、节能、发挥设备最大能力的目的。

4 改造方案

改造方案1：采用电接点压力表来作为真空泵缺水保护装置。由于电接点压力表缺水保护装置的工作原理是当水压不足时，触头断开，中间继电器失电，使电机无法合闸或运行中以保护电机；当水压足够时，触头闭合，电机启动。电接点压力表作为传统保护装置，有易损坏，受环境影响大，精确度低等缺陷。故此方案不采用！

改造方案2：基于PLC的缺水监控保护装置来作为真空泵缺水保护。首先在冷却水循环系统管路中的手动开启/关闭阀门的后端加装一只水流传感器和一只水压力传感器，输出的0-10V或4-20mA反馈信号传输到PLC，然后由PLC输出信号来控制真空泵启动中间继电器。一旦冷却水循环系统管路中缺水，水流传感器就输出低电平，控制器进行缺水断电保护，防止和保护真空泵因水循环散热缺水造成故障。同时现场发出报警提示，且能自动检测水源恢复状态。当冷却水循环系统管路中有冷却水流动，水流传感器就输出高电平，PLC输出信号使真空泵启动工作，最终实现真空泵的控制运行，使之起到对真空泵的保护作用。此方案采用（图2）。

5 实施效果

基于PLC的真空泵缺水保护装置，能在冷却水循环系统缺水的情况下能及时控制真空泵的启动，保证了真空泵的安全运行，节约了电能，具有很高的社会推广价值。

参考文献：

[1]王永华.《现代电气控制及PLC应用技术》.北京航空航天大学出版社，2008.2.

[2]孙洪程，魏杰，王俭.《过程自动检测与控制技术》.化学工业出版社，2006.10.

水循环方案范文第4篇

【关键词】氧化装置；内置换热器；强制循环；自然循环；安全可靠性；经济性

煤矿瓦斯氧化装置（简称“氧化装置”）是一种采用高温氧化热逆流技术对煤矿风排瓦斯和不能用于燃气内燃机组发电的抽采瓦斯（掺混）进行处理的煤矿节能减排设备。其工作原理是通过外部能量在其氧化床建立起一个温度约为1000℃的温度场，动力引入煤矿瓦斯（浓度不大于1.2%）至氧化床进行氧化反应，释放出的氧化热量一部分维持氧化反应，其余部分通过内置换热器通过水工质以蒸汽方式提取利用，达到减排温室气体和利用废弃能源的目的。在热量提取方式上，目前以国外瑞典MEGTEC公司为代表的产品，采用外置烟道余热换热器，利用排气余热制取蒸汽。胜动集团自主研发的氧化装置采用内置换热器，将换热器置于氧化装置氧化床中，较外置换热器，具有更高的换热效率和结构紧凑的优点。

为确定与氧化装置工作特性相适应的内置换热方案，试验小组通过在60000m3/h氧化装置上先后配置强制循环和自然循环两种方式换热器，于2010年在陕西矿业集团大佛寺煤矿风井广场，进行了为期一年的性能试验。本篇主要就此两种循环方式，在其技术性能、安全可靠性和经济性方面，结合试验结果和原因分析进行对比阐述，确定出适宜方案。

一、换热方案结构与原理

强制循环，在锅筒与蒸发器之间利用循环泵建立工质循环。自然循环，在锅筒和蒸发器之间利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环。循环过程产生的汽水混合物在锅筒（汽水分离器）内进行汽水分离产出蒸汽。下图是其结构与原理图。

二、性能试验对比

1.对氧化床温度场均匀性的影响

在强制循环换热方案试验过程中，通过布置在氧化床侧面的热电偶测得场温显示，在氧化装置启动和运行过程中存在氧化床温度场不均匀现象。这一现象随着氧化装置的运行呈现恶化趋势，影响装置稳定运行。

通过对这一现象进行原因分析发现，由于蒸发器在氧化床内呈分组水平布置（受工质流速限制），在氧化装置启动过程中，外部能量建立的温度场是不均匀的。位于温度高区域的换热管组内部形成气阻，导致处于温度低区域换热管组工质流速加快，带走低温区相对多的热量，从而导致温度高的区域温度场呈上升趋势，温度低的区域温度场呈下降趋势，造成氧化床整个温度场不均匀，致使装置启动困难和运行不稳定。

在自然循环换热方案试验过程中，通过热电偶测得场温度显示，在启动初期存在温度场不均匀的现象，但在启动中后期和运行过程中温度场趋于均匀，而且稳定。其原因在于该方案蒸发器上升管在氧化床内呈单组竖直布置，自上至下经过氧化床蓄放热区。随着过程的持续，蒸发器上升管工质流动中自动对高温区域吸热，向低温区域放热，自动平衡氧化床温度场，使之趋于均匀稳定，便于启动和工作过程稳定运行。

下图为氧化装置在流量60000m3/h，瓦斯浓度5%-6%工况下，氧化床场温试验截图。

2.安全可靠性方面

内置强制循环换热方案的氧化装置在额定工况下持续运行不足1000h，就出现换热器爆管漏水情况。究其原因，在于温度场的不均匀造成位于不同区域的换热管组内工质流动气阻不同，位于高温区的换热管组因吸收的热量多，产生的内部气阻相比位于低温区的管组大，气阻差值随着运行过程越来越大，导致位于高温区换热管内因缺少足够工质吸热造成干烧。另外，强制循环方案依靠循环泵驱动工质循环换热，循环泵可靠性原因导致的工质不能正常循环，使蒸发器换热管处于热惯性很大的高温场中干烧，也是造成碳化爆管的潜在原因。其结果是导致氧化装置无法安全运行。

自然循环方式蒸发器的结构布置和循环方式使换热管内始终充满工质，正常情况下不会出现换热管干烧现象。即便出现锅筒不能正常补水的极端情况，位于蒸发器上部的锅筒内工质可继续维持自然循环，对温度场的热惯性起到了缓冲作用，为故障排除争取了时间，保证了氧化装置的运行安全。内置自然循环换热方案的氧化装置在额定工况下持续运行2160h后，拆检发现蒸发器上升管无任何碳化迹象。

3.经济性方面

强制循环较自然循环在循环回路增加了热水循环泵，使氧化装置自用电耗增加了。60000m3/h氧化装置强制循环换热系统配置型号PVHW65-250（Ⅰ）离心式热水循环泵，扬程80m，功率22kw（不计配套冷却循环泵功率）。试验证明，其二者运行功率占到氧化装置运行总功率的10%左右。再者，热水循环泵工作在高温、高压条件下，特殊的结构和材质决定了其较高的购置价格和维护费用。由此看来，自然循环方案的经济性要优于强制循环方案。

4.对循环系统参数的影响

试验证明，内置强制循环方案的氧化装置，其循环系统正常工作的最高试验压力为0.8MPa，低于1.3MPa的设计工作压力。这是由于受到热水循环泵扬程（80m）的限制。热水泵高温水腔密封采用轴向端面动环和静环机械密封方式，动环的轴向密封压力来自机械密封的碟片弹簧，该弹簧的刚度根据热水泵的扬程设计。一旦系统工作压力高于热水泵扬程，轴向密封就会失效，出现高温水腔向冷却水腔窜水现象。若要保证热水泵正常工作，其扬程应高于循环系统工作压力，目前国内热水泵多为离心式，扬程通常在1MPa以下，限制了循环系统工作压力的提升空间。

自然循环系统由于工质的循环靠上升管和下降管工质密度差，没有热水泵环节，整个循环系统的工作压力取决于系统材质强度和制造工艺，工作压力可达到临界压力。内置强制循环方案的氧化装置，试验证明其循环系统压力完全能够达到2.5MPa的设计工作压力。

试验证明，在蒸汽产汽量方面，强制循环回路由于循环水泵的压头，汽水流动速度高于自然循环方式，呈紊流状态，吸热系数大，相同换热面积，强制循环方式要比自然循环方式产汽量高约10%-15%。下图是两种循环方式蒸汽产量与瓦斯浓度关系曲线图。

三、结论

（1）通过在60000m3/h氧化装置配置的两种循环方式内置换热器的对比试验证明，无论在运行的安全可靠和经济性方面，还是在对氧化装置适应性方面，自然循环方案优于强制循环方案，可做为其首选配置方案。

（2）内置自然循环换热器的60000m3/h氧化装置热效率在60%左右，热效率低于常用余热锅炉。下步可通过如下试验方向，验证提高其热效率的可行性：

水循环方案范文第5篇

论文摘要：提出了在健康水循环思路指导下的以供需水预测、节制用水、水资源保护为基础的，综合考虑水资源配置的水资源综合规划方法，改变了传统的根据水量需求单纯扩大供水规模的以需定供规划方式。在水资源总量有限的条件下，从依靠技术管理提高用水效率、调整工农业产业结构、降低用水定额、兼顾 经济 社会用水与生态用水等方面对需水加以控制管理；从一次性水源向再生性水源转变，挖掘供水潜力；对饮用水水源地和一般水体涵养保护、供水排水、污水处理、再生回用进行全过程管理，实行地表水、地下水统一保护。最后，以北京市新城顺义区为对象进行了区域水资源综合规划。

随着社会经济的 发展 ，我国水资源紧缺问题越来越突出，这就要求对水资源的利用方式应当由以前水厂一用户一排放的单向利用转变为水厂一用户一再生的循环利用，即实现水资源的健康循环，使水资源的社会循环与 自然 循环能够相互协调。

1水资源规划研究现状

20世纪60年代0年代，人类对水资源的开发利用模式强调以自我发展为中心，导致河道断流、地下水位下降、植被遭到破坏、生物多样性锐减。人们逐步认识到环境与水资源的内在联系，在进行水资源规划时更多地考虑了水资源、生态环境与社会经济之间的相互关系。目前国外水资源规划方法主要遵循可持续发展的原则，将防止生态系统进一步恶化和改善生态系统质量放在最优先的位置，在水资源管理过程中积极地开展水环境质量的改善工作。wwW.133229.coM水资源的规划重点放在控制水资源需求量上，采取多种节水措施，以保证现有水资源发挥最大效益，只有当现有水资源量不足、确实需要增加水资源量时，才考虑开发新的水资源或寻求替代水源(如再生水)。水资源规划的目标则转变为满足现状和将来经济社会开发的适度水资源需求量。同时，在规划过程中应用经济措施和价格手段，以及公众参与的透明规划方式逐渐成为发展趋势。

国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法，这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的，由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化等不良后果。在2002年以后，全国进行了新一轮的水资源综合规划编制工作，针对我国社会经济发展对水资源的迫切需要，进一步查清水资源数量、质量及其时空分布，在维系良好生态系统的基础上实现水资源的供需平衡。

2规划目标及方法

2．1规划目标

健康水循环框架下的区域水资源综合规划应当为区域内水资源可持续利用和管理提供依据，根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进人口、资源、环境和经济的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。

2．2规划方法

区域水资源综合规划方法的技术路线如图1所示。在传统规划方法——现状调查评价、供需平衡分析、方案比选的基础上，以“健康、循环”为核心进行规划。

“健康”即在规划的全过程中体现生态环境保护的理念。

在需水预测中，除进行生产和生活需水预测外，还应进行生态需水预测，其目标为各个生态系统的健康等级不低于现状，多数能够有所改善。

增加了水资源保护的规划内容，通过水资源污染现状调研及预测，结合保护目标，制定污染源治理及地表水、地下水的保护措施，重点是建立规划区污水收集、处理和回用系统的布局方案。

在建立水资源配置方案集的过程中，应以生态环境保护作为衡量标准之一，去除无法满足生态环境保护目标的方案。

在规划方案比选过程中，除考虑传统的水资源量和社会经济因素外，还应加入生态环境保护因素，共同进行多目标的优化决策，形成推荐的规划方案。“循环”的核心是规划区内污水的收集、处理、再生和回用。再生水回用应根据需水预测成果分析可应用再生水的项目，确定不同回用目标的水质要求及水量需求，由此确定不同规划水平年再生水厂的规模、工艺、分布和服务范围。

雨水收集利用也是“循环”的有机组成部分，同时也是面源污染治理的有效手段，应在规划区内因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。

在健康水循环的框架下，应改变传统“以需定供”的规划理念，通过“节制用水”抑制需水预测中不合理的部分，减少需水量。产业结构调整、节约用水和提高用水效率是节制用水的主要手段。通过对农业及 工业 进行产业结构调整，控制高耗水行业的发展规模，鼓励耗水量小、利用率高的行业发展;通过节约用水的分析来减少不合理的需水量。

通过上述围绕“健康、循环”而建立的水资源综合规划，将得到由强化节水的需水方案和包含替代水源的供水方案所组成的水资源配置方案集。综合考虑水资源、社会经济和生态环境等多因素后可得到优化的水资源配置方案。

3应用案例

3.1背景介绍

根据《北京市城市总体规划》，顺义区将作为北京市东部的重点发展新城之一，承担主城区疏解出来的部分城市功能，是未来北京东北部城市化发展的核心地区。随着顺义区的快速发展，对水资源的需求将会发生较大变化，进行新的水资源规划，协调水资源、社会经济发展和生态环境的相互关系，势在必行。为此，在健康水循环的框架下研究和制定了顺义区的水资源综合规划，确定了2010年-2030年顺义地区工业、城市及农业的发展规模、结构与用水布局，在综合考虑总体用水和供水方案后，给出了顺义区水资源总体布局方案，对地下水、地表水、污水处理及再生水等各种供水利用方式进行了规划，同时也对工业、农业、生活、生态的用水来源进行了规划，满足了顺义地区对水资源的需求。

3.2相关规划成果

①需水预测及节制用水

在生产需水预测过程中，考虑了顺义区经济产业结构调整，限制了高耗水行业的发展，合理抑制了需水量。

生态需水预测的目标是各生态系统的健康等级不低于现状，尤其是重点保护地区。生态需水预测分别讨论了河流、林地、湿地、城区绿地、城镇景观水体的生态需水。通过 计算 给出了顺义区的生态需水量及参与水资源供需平衡分析的水量。

节制用水除应用产业结构调整手段外，还对工业、农业和生活的用水节水进行了调查，制定了工业、农业和生活的节水标准与指标，由此进行了节水潜力计算并给出了可行的节水措施。2030年顺义区工业、农业和生活相对节水潜力如图2所示。

根据生产、生活和生态需水的预测及节制用水分析汇总得到基本方案与强化节水方案下的顺义区需水量(如图3所示)。

②水资源保护

首先，结合水功能区划及现状水质，确定了地表水分阶段保护目标，并 计算 了相应的纳污能力。根据对污染源现状的调研，进行了污水及污染物排放量的计算和预测。由此制定了相应时期污水处理厂的布局、规模及处理深度方案。

其次，从 工业 、城镇生活、畜禽养殖污染源治理和水环境监测、综合整治等方面对地表水资源保护策略进行了规划;由开采量和主要污染物因子控制提出了地下水资源保护对策。

③供水预测

根据顺义区的水资源调查评价，预测了不同规划年顺义区地表水和地下水的可供水量，同时根据实际情况给出了雨水集蓄利用方案。

在污水集中处理处置方案的基础上，对再生水用途及回用潜力进行了分析，主要回用于生态用水，同时兼顾农业、工业及市政杂用用水。

④水资源总体布局

由需水预测、节制用水、水资源保护及供水预测的研究成果，给出了顺义地区的6个水资源配置方案，综合水资源量、社会 经济 和生态环境等指标，经过供需平衡分析以及不同方案的比选，给出了推荐的水资源配置方案，并形成了水资源的总体布局(见图4)。

⑤规划实施的效果评价

通过综合评价给出了水资源综合规划的推荐方案，该方案实施后，顺义区水资源供需不平衡的情况将逐渐得到缓解，地下水储量亏损、地表水生态环境恶化等情况将逐渐恢复，最终形成水资源与社会、经济、生态环境之间的和谐关系。

规划实施后，将集中力度实施水资源保护方案，其中包括城镇污水集中治理工程、水环境综合整治工程以及地下水源保护工程等，以上工程实施后顺义区地表水环境质量状况将有很大改观，水质达到水环境功能区划目标要求，地表水因水质原因而无水可用的状况会彻底改变，地表水环境安全得到保障。除此之外，地下水也将逐步得到回补，水质也将有所保证。

4结论