水循环的主要动力

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇水循环的主要动力范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

水循环的主要动力范文第1篇

[关键词]新能源汽车 电机 流程式 灵活

中图分类号：TS761.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0116-01

背景

在当今汽车上，汽车电器设备和电子控制系统不断增多。随之而来，汽车用电量需求不断攀升，如空调用电、燃料系统的电子化、排气的净化处理、电动执行机构的增多及其用电等，输出电流增大，从而导致汽车发动机所带发电机的功率从原来的0.25kW、0.35kW、0.5kW、增大到0.75kW、1kW，甚至1.5kW、2kW，这样原来的风冷已经不能满足汽车发电机的温升问题，影响到其寿命和工作可靠性。

目前，新能源汽车的发展，因其绿色环保的概念而得到了各国政府的大力支持，各国纷纷出台新能源汽车相关政策。新能源汽车，主要是以电动汽车为核心，电机和控制器是电动汽车的动力来源，也是驱动系统中发热量较高的两大部件。因此，高效合理的散热设计，是保证电机和驱动器可靠运行的必要条件。一般的，传统的散热方式是自然风冷，强制和风冷和强制水冷三种方式，风冷主要是对小功率的电机产品，对大功率的电机，目前广泛采用强制水冷，而冷却水套是主要水冷方式。但是，目前现有的冷却水套仍存在着许多的缺陷。

1.现有冷却水套设计存在的主要缺陷

目前现有技术问题主要是：1、进出水口受到限制、不能灵活安装。为保证散热效果的均匀，螺旋形冷却水套只能在水套前后两侧开进出水口，对电机安装造成限制2、冷却不均匀，导致局部高温，水流受重力影响较大，进水口一般只能安装在中心线上。受重力影响，导致流速不均，冷却不均匀。3、水道由串联到并联，最终并入出水口，导致出水后出现局部冲击，影响装置的可靠性。

2.冷却水套的创新设计

本设计主要通过成本低廉的一套设备，弥补现有技术的不足。利用水冷却方式，通过导流隔片形成多流程水循环式冷却水套。流程式平行流水循环，解决了重力影响对冷却效果的影响，通过前后往复式水循环，使得电机冷却均匀。流程式水循环水路对进出水口的位置没有限制，进一步解决了安装受限制的问题。水循环过程匀速、均匀，不会造成局部冲击，装置可靠性好。水循环的管路采用多孔设计，扩大水的接触面积，提高冷却效率。本设计的流程示意图如图1，其中1为出水口，2为进水口，3为前集流管，4为导流隔片，5为冷却扁管 ，6为后集流管。

本设计利用流程式水循环冷却方式，通过水泵控制水的速度和流量进入进水口，利用导流隔片控制水流循环的走向和流程，通过冷却扁管内部的多孔设计，增大了水流的接触面积，提高了对电机的冷却效率。易于控制冷却效率、可靠性强、安装灵活。

本设计的系统工作流程具体如下：

第一步：通过水泵将水引入进水口，流入前集流管。

第二步：水流到前集流管的第一个导流隔片后，开始转向，通过冷却扁管，进入后集流管，第一流程结束。

第三步：进入后集流管后，水沿集流管方向流，遇到第二个导流隔片，进而转向，进入第二流程，流回前集流管。

第四步，重复以上行程，依次类推，直到水流通过出水口，一个冷却循环结束。

3.总结

本发明利用水冷却方式，通过导流隔片形成多流程水循环式冷却水套。流程式平行流水循环，解决了重力影响对冷却效果的影响，通过前后往复式水循环，使得电机冷却均匀。流程式水循环水路对进出水口的位置没有限制，进一步解决了水套的安装受限制的问题。水循环过程水流匀速、均匀，不会造成局部冲击，装置可靠性好。水循环的管路采用多孔设计，扩大水的接触面积，提高冷却效率。

参考文献：

1.邓隐北，邓彬，汽车发电机的技术进展，微电机，2010（1），89-91;

2.侯谭刚，论汽车交流发电机的现状与发展，汽车科技，2012（5），31-32;

3.陈光军，汽车发电机自动化测试台的设计，机电技术，2008（10），98-100;

水循环的主要动力范文第2篇

关键词：流域 水循环 水文 分布式 模型 WEP

一、分布式流域水循环模拟的意义与作用

地球环境变化和人类活动的影响改变了水的自然循环规律， 加剧了我国水资源的供需矛盾，许多地区出现了水环境与水生态恶化的严重局势。地表水、地下水及人工侧支循环水等各类水资源转化频繁，狭义的水资源概念与传统的水资源评价方法已显不适。

20世纪80年代中期以来，随着计算机技术、地理信息系统和遥感技术的发展，从水循环过程的物理机制入手并考虑水文变量的空间变异性问题，即分布式流域水文（水循环）模型或称“白箱”模型的研究在国内外受到广泛重视，涌现出许多分布式或半分布式模型，如SHE模型、IHDM模型及TOPMODEL模型等（参见文献1）。另外，全球大循环（GCM）研究对陆地地表过程模拟提出了越来越高的要求，土壤-植物-大气连续体（SPAC）研究受到重视，出现了各类SVATS（土壤-植物-大气通量交换方案）模型，从另一方面加强了水循环的研究。本文使用“流域水循环模拟”而不是“流域水文模拟”，意在强调需要将流域水循环系统的所有要素过程联系起来研究而不仅仅是产汇流模拟。

分布式流域水循环模拟能够回答水在时空间上如何移动和转化、什么样的工程与管理措施才能减少无效耗水以及人与生态如何分水等问题，而且其模型参数具有物理意义、可根据测量和下垫面条件进行推算。因此，基于物理机制的分布式流域水循环模型的研究与开发具有重要意义，在以下几个方面具有不可替代的作用：（1）预测未来环境变化下的流域水资源演变趋势，（2）分析人类活动的影响与各类对策的效果，（3）借助各类遥测技术在缺乏地面观测资料流域进行水文分析与预测，（4）为流域水资源评价与配置、洪水预报调度、水环境评价、水土流失监督治理及水生态环境分析等各专业应用提供强力支持。

二、WEP模型的开发与验证

本文作者从1995年起从事分布式流域水循环模拟研究，开发了网格分布式流域水循环模型WEP (Water and Energy transfer Process) 模型（参见文献2至4）。该模型以长方形或正方形网格为计算单元，便于使用GIS和卫星遥感数据，并具有物理概念强、计算精度高和速度快等特点，已在日本谷田川等多个流域得到验证，正在日本战略性创造研究推进事业项目(CREST)“都市生态圈、大气圈和水圈中的水量能量交换”课题中使用，并正在我国的几个流域进行验证中。WEP模型2002年10月获日本国著作权登录，并可从互联网上下载，详见pwri.go.jp/team/suiri/yata-r/index_e.html。虽然WEP模型还包括水质模拟模块，受篇幅所限，这里仅就WEP模型的水循环模拟部分的开发与验证情况做简要介绍。

1．1 WEP模型的开发 为提高计算效率，WEP模型对非饱和土壤水运动的模拟采取了比SHE模型简化的算法，但强化了对植物生态耗水与热输送过程的模拟，对水热输送各过程的描述大都是基于物理概念。

（1）模型结构。各网格单元的铅直方向结构如图-1（a）所示。从上到下包括植被或建筑物截留层、地表洼地储留层、土壤表层、过渡带层、浅层地下水层和深层地下水层等。状态变量包括植被截留量、洼地储留量、土壤含水率、地表温度、过渡带层储水量、地下水位及河道水位等。主要参数包括植被最大截留深、土壤渗透系数、土壤水分吸力特征曲线参数、地下水透水系数和产水系数、河床的透水系数及坡面和河道的糙率等。为考虑网格内土地利用的不均匀性，采用了“马赛克”法即把网格内的土地归成数类，分别计算各类土地类型的地表面水热通量，取其面积平均值为网格单元的地表面水热通量。土地利用首先分为水域、裸地－植被域、不透水域三大类。裸地－植被域又分为裸地、草地与耕地、树木3类、不透水域分为都市地表面与都市建筑物。另外，为反映表层土壤的含水率随深度的变化和便于描述土壤蒸发、草或作物根系吸水和树木根系吸水，将裸地－植被域的表层土壤分割成3层。

（a）

（b）

图-1　WEP模型的结构：（a）网格单元内的铅直方向结构，（b）平面结构

WEP模型的平面结构如图-1(b)所示。首先，为追迹计算坡面径流，根据流域数字高程（DEM）及数字化实际河道等，设定网格单元的汇流方向（落水线）。然后，将坡面径流沿着落水线用1维运动波法由流域的最上游端追迹计算至最下游端。关于各支流及干流的河道汇流计算，视有无下游边界条件采用1维运动波法或动力波法由上游端至下游端追迹计算。地下水流动采用多层模型进行数值解析，并考虑其与地表水、土壤水及河道水的水量交换。

(2) 水循环过程的模拟。蒸发蒸腾包括植被截留蒸发、土壤蒸发、水面蒸发和植被蒸腾等。WEP模型按照土壤-植被-大气通量交换方法(SVATS)、采用Penman-Monteith公式详细计算了蒸发蒸腾。由于蒸发蒸腾过程和能量交换过程客观上融为一体，地表附近的辐射、潜热、显热、热传导及地表温度的计算不可缺少。为减轻计算负担，热传导及地表温度的计算采用了强制复原法(FRM)。GREEN-AMPT入渗模型物理概念明确，所用参数可由土壤物理特性推出，并已得到大量应用验证，因此，WEP模型采用GREEN-AMPT铅直一维入渗模型模拟降雨入渗及超渗坡面径流。GREEN-AMPT模型仅适用于降雨入渗过程。而非降雨期的表层土壤(通常是非饱和状态)水分量的再分配将影响到降雨入渗时的初期水分量、土壤和植被的蒸发蒸腾和对浅层地下水的补给等，为减轻计算负担，WEP模型将表层土壤分成数层，按照非饱和状态的达西定律和连续方程进行计算。 在山地丘陵等地形起伏地区，同时考虑坡向壤中径流及土壤渗透系数的各向变异性。地下水流动采用多层模型进行数值解析。浅层地下水运动按照BOUSINESSQ方程进行二维数值计算，源项包括表层土壤的降雨补给、地下水取水、深层渗漏及地下水溢出(或来自河流的补给)等。在河流下部及周围，河流水和地下水的相互补给量根据其水位差与河床材料的特性等按达西定律计算。为考虑包气带层过厚可能造成的地下水补给滞后问题，在表层土壤与浅层地下水之间设一过渡层，用储流函数法处理。另外，WEP还考虑了雨水人工储留渗透设施的模拟、防灾调节池的计算及水田的模型化等。

2．2 WEP模型的验证

WEP模型先后在日本东京的多摩川中部流域（578 km2）、千叶县海老川流域（27 km2）及茨城县谷田川流域（166 km2）得到验证和应用。其中，海老川流域是高度都市化的流域，谷田川流域是农地与人工林地为主的自然流域，多摩川中部流域是半都市化半自然的流域。WEP模型的模拟结果示例见图－2至4。可以看出，WEP模型不仅对流量，而且对地下水位及土壤水分等均有良好的模拟结果。验证后的WEP模型曾用来分析都市化对东京都水热收支及水热通量的空间分布的影响，评价雨水人工储留渗透设施和防灾调节池对流域水循环的改善作用，研究水田的维持河川枯水流量及滞洪效果等（参见文献2至4）。

WEP模型具有较高的计算效率。以谷田川流域的计算为例，共有16661个计算网格单元，计算时段步长采用1小时，在CPU为1.4GHZ的微机上，一年的计算时间约为3小时。

图－2 WEP模型的流量模拟结果示例（谷田川流域）

图－3 WEP模型的地下水位模拟结果示例（海老川流域）

图－4 WEP模型的土壤水分模拟结果示例（海老川流域）

转贴于 三、分布式流域水循环模拟面临的难题与对策 分布式流域水循环模拟在我国推广应用所面临的主要难题有：（1）水文变量及参数的空间变异性与尺度问题。我国流域尺度大、人类活动影响深。可根据流域不同地区的地形地貌特点，分区选取不同的计算网格步长，然后根据网格内土壤等参数的概率分布规律考虑其空间变异性对产汇流的影响。（2）水循环的动力学机制的描述和计算量大之间的矛盾。水循环的许多过程如降雨时的入渗和地表径流过程变化快，描述这些过程常需要日以下的时间步长。如果所有过程所有时期均采用很短的时间步长，计算量将很大。因此，采用变时间步长，即针对不同过程及同一过程的不同时期采用不同的时间步长，将是缓解矛盾的对策之一。（3）下包气带过厚滞后了降雨对浅层地下水的补给问题。我国许多地区特别是干旱半干旱地区的浅层地下水位往往很深，和地表之间存在很厚的包气带，滞后了降雨对浅层地下水的补给。可通过典型调查和观测，采取滞后曲线法、储留函数法等方法来解决。（4）资料收集难与数据不足问题。分布式水循环模拟需要大量的基础数据。虽然我国的水文气象观测、地质调查与资料整编等基础工作开展较早、质量较高，但目前仍存在资料收集难与数据不足问题。

四、结束语 分布式流域水循环模拟和GIS、DEM和各类遥测技术相结合，解决水资源评价、洪水预报调度、水土流失、水污染以及水生态等各种生产实际问题，近年来已成为跨学科的国际研究前沿。国际水文学会（IAHS）2002年将“观测资料缺乏流域的预测（PUBs）”提议为下一个国际水文十年研究计划。欧美国家已开发出分布式流域水循环模拟与流域水资源管理、污染物运移或土壤侵蚀流失计算等耦合的应用系统，如美国USGS 的MMS 系统、欧洲的SHETRAN模型等。因此，加快开发适应我国自然地理特征与气候特点的各类基于GIS的耦合式应用系统显得十分重要。此外，考虑到我国流域尺度大、人类活动影响深、环境复杂多变的实际情况，虽然传统的以率定参数为本的集总式水文模型无法客观地描述产汇流机制和预测人类活动带来的影响，但完全按数学物理方程模拟又受计算量的限制和尺度问题的困扰，因此基于物理概念和变时空步长的分布式流域水循环模型将是未来的发展方向。

参考文献 [1] Singh V.P. and D.A Woolhiser， Mathematical modeling of watershed hydrology，Journal of Hydrologic Engineering， ASCE， Aug.，2002，Vol.7， No.4， 270-292

[2] Jia Yangwen， Guangheng Ni， Yoshihisa Kawahara and Tadashi Suetsugi， Development of WEP Model and Its Application to an Urban Watershed， Hydrological Processes， May， 2001， Vol.15， 2175-2194

水循环的主要动力范文第3篇

一、水资源循环概述

(一)水资源循环的内涵

水资源的循环包括水的自然循环和水的社会循环。水的自然循环是指水在自然界中以固态、液态、气态三种存在方式，通过蒸发，凝结成云，再形成雨雪降落回到水体天然生态系统的过程。水的社会循环是指在其自然循环的过程当中，人类不断利用地表径流和地下水来满足生产和生活的需要而造成的人为的循环，包括农业用水、工业用水和居民生活用水三个子系统，本文认为，水资源循环的内涵是以遵循生态循环体系的客观要求为前提，以循环经济的理念和模式为基础，将循环经济的思路贯穿到水资源的开发、供应、输送、使用、排放、处理和回用的全过程中，通过清洁生产、生态工业链等方式，运用价格机制、激励政策、法规体系等手段，促使人们在农业、工业、城市生活和生态环境用水的各个环节中，在节约的基础上循环用水，通过循环用水来促进节约，形成兼顾经济、社会、环境三大效益的水资源循环利用模式。

(二)水资源循环的特点

水资源循环的特点应当是以“减量化、再利用、再循环”为原则，以科学技术的进步为推动力，以水资源的可持续利用为目标，通过不断改进工艺和技术设备，将节约用水和循环用水渗透到生产、生活和生态用水的各个环节和领域，从而提高水资源的利用效率，实现水资源的循环利用。

(三)水资源循环技术创新的意义

创新是技术进步的必然选择。目前我国的社会生活及生产过程对水资源的使用过分依赖，与水资源利用的技术水平较低有着直接的关系。我国现有的技术水平尚不能满足发展水资源循环的需要，关于水资源的许多工程技术问题都还需要进一步的研究，因此，必须通过不断的技术进步来实现水资源的循环利用，而创新是技术进步的源泉，只有创新才能推动发展，所以对水资源循环技术的创新是实现水资源循环利用的必然选择。

二、水资源循环利用技术现状及问题

水资源的循环利用技术在不同的领域有着不同的具体表现。水资源循环不仅指水资源在农业、工业和城市生活等人工生态系统的循环利用，还包括对水的天然生态系统的保护、合理开发以及水资源在人工生态系统和天然生态系统的反复循环。

(一)关于农业循环用水技术现状及问题

我国农业用水量占据全国用水总量的2/3以上，因此，发展农业循环用水技术具有重要的战略意义。农业用水主要包括水源、渠系输水、田间灌水、土壤保水以及作物用水五个环节，我国目前在田间灌水技术领域的发展取得了一定的成果，如新疆生产建设兵团创新完成的拥有自主知识产权的膜下滴灌技术系统，集成了地膜覆盖技术和滴灌技术，为我国干旱地区的农业发展提供了新的技术平台。但是，从农业循环用水的整体技术来看，仍然存在着许多问题。

我国农业循环用水技术的应用程度非常有限。喷灌和微灌等节水灌溉技术的应用面积仅占灌溉面积的2.6％左右，远远没有达到农业循环用水的要求。土壤保水和作物用水环节取得的一些技术成果转化应用速度非常有限，难以得到大面积推广和应用。大部分单项技术之间的集成和连接脱节，没能形成可以发挥整体效益的技术集成体系和适宜于不同地区农业生态状况的技术应用模式，不利于水资源循环利用的发展。

(二)关于工业循环用水技术现状及问题

工业冷却用水量占工业用水总量的80％左右，因此发展高效冷却节水技术是工业循环用水的重点。循环冷却水在循环使用的过程中浓缩到一定倍数时必须排出一定的浓缩水，而补充一些新鲜水。排出的浓缩水要重新进入水循环系统中必须经过废水回用技术的处理。目前对于工业废水的深度处理技术，研究和应用最多的是物理处理技术，主要包括混凝、砂滤、微絮凝、吸附、超滤、反渗透和离子交换等。

目前沿海一些淡水资源缺乏的城市，开发利用海水代替淡水作为工业冷却水已经取得了初步成效。海水冷却技术包括海水直流冷却技术和海水循环冷却技术。我国基本具备了拥有自主知识产权的海水冷却的关键技术，但海水直流冷却技术尚存在着一些问题如取水量大、工程一次性投资大、排污量大、海水污染明显等，而海水循环冷却技术在我国尚处于研究和工程示范阶段，与国外先进的海水冷却塔技术还有着一定的差距。

(三)关于城市生活用水技术现状及问题

城市生活节水的主要技术途径是采用节水型用水器具和防漏防渗管道等。节水型用水器具包括节水型水龙头、节水型便器系统、节水型淋浴设施等等。循环用水的技术主要有再生水利用技术和城区雨水、海水、苦咸水利用技术等等。目前城市生活用水中每年因输配水管和用水器具漏水引起的损失占据了生活用水的很大一部分，有些城市仅此一项损失的水高达20％。因此，加强城市输水环节技术的开发对实现城市生活用水的循环有着总要的战略意义。

(四)关于水体天然生态环境现状及问题

我国长期以来的用水规划均是以工农业为主，忽视生态环境用水需求。对人工生态系统起着支撑作用的水体天然生态系统正在逐渐退化，如果不及时更新用水观念，关注水体天然生态系统，实现水资源的可持续利用就只能是一句空话。下面以三峡库区为例探讨一下水体天然生态系统中存在的问题。

三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程，自建成以来，三峡水库水体自净能力较建库前增大约3倍，其防洪、无排放发电和航运效益为经济发展和改善库区的水体生态环境做出了巨大贡献。但是，三峡工程对水体生态环境也带来了一些不利的影响。库区两岸排放的工业废水、每年涨水带入江中的生活垃圾、农药化肥的使用不当、船舶事故及白色污染排放等等给三峡水体的生态环境造成了极大的污染。此外由于排入水中的氮、磷等营养物质不断增加，防止库区水的富营养化也是我们必须考虑的一个问题。

我国目前对水污染控制技术和水环境保护技术的研究取得了一定的成果，但是要从根本上解决水体的生态环境问题，必须全面推广清洁生产技术，从源头防止污染的发生，形成一个良性的水资源循环流动体系，实现经济与生态的和谐发展。

三、水资源循环技术创新的政策保障

(一)建立高效有序的水资源管理体制

目前大部分地区水资源的开发利用尚处于无序状态，水资源短缺与浪费现象共存。工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水，由于水权不明晰，争水抢水现象时有发生，缺乏统一的调控和管理，这对水资源循环利用的发展是极为不利的。所以要加强和完善政府的水资源一体化的宏观调控功能，建立高效有序的水资源管理体制，对农业、工业、城市生活和生态环境的用水需求进行合理配置，使不同的区域和部门之间协调起来，在对水资源有序开发的基础上实现水资源在整个水体生态环境中的良性循环。

(二)保证投融资渠道的畅通

技术创新需要大量的资金支持，因此畅通的融资渠道是进行水资源循环技术创新的前提条件。实施在财政、金融、税收等方面的优惠扶持，进行直接或间接投资，是政府部门在技术创新中最主要、最普遍的职能，也是科学技术实现创新和发展最直接、最有力的推动。目前我国水资源循环技术创新最主要的投融资方式有政府对科研项目直接进行投资、对技术创新项目提供低息贷款、采取优惠的税收政策等等。除此之外，政府可以对水资源循环技术创新投资额较大的企业进行适当的补贴，或者通过争取国际援助，挖掘国际资金市场的巨大潜力，为水资源循环技术创新提供充足的资金。

(三)提供创新的后备保障

1．加强法制建设。目前我国关于水资源循环技术的法律、法规还比较薄弱，水资源循环技术的创新缺乏有力的支持和保护。政府应当逐步完善和健全与技术创新相关的法律、法规，使创新过程中出现的问题和纠纷有法可依，加强执法力度，做到有法必依。还要建立专利制度，为技术创新和知识产权提供有效的保护。

2．创新技术的选择。水资源循环技术的创新应当放在重点节水领域，并针对农业、工业、城市生活和水体天然生态环境用水过程中存在的具体问题，结合各领域和各地区的实际情况，因地制宜，开发适合我国国情的循环用水技术。此外还要注意单项用水技术的集成，通过技术之间的联系和优化配置发挥出整体优势，形成水资源循环利用的技术体系。

3．创新风险的规避。在技术创新的过程中，由于外部环境的不确定性和创新项目本身的难度和复杂性，使创新活动随时可能中断或失败。为了推动水循环技术创新的发展，政府应当引入风险机制，建立风险资本，组织风险投资机构，减轻和转移水循环技术创新的风险。

(四)完善创新的服务体系

1．培养创新型人才。水资源循环技术创新需要大量优秀的创新型人才，政府应当充分依托我国的教育资源，加大对创新型人才的培养力度，开展多种形式的技能培训，不断提高技术人员的创新意识和创新能力。

2．畅通的信息渠道。一个良好的创新环境，必须有畅通的信息渠道作支撑。要充分利用现代化的信息技术和网络技术提供国内外最新技术动态，搭建市场需求信息平台，使创新根据市场的需求有的放矢，从而降低创新的风险。

3．建立水资源循环技术创新成果的转化应用和推广渠道。技术创新不是目的，而是实现水资源循环的手段。归根结底，技术创新的成果只有应用到实际的生产、生活和生态用水过程当中，才能推动水资源循环经济的发展，发挥其经济、社会和环境效益。

4．提高群众的节水意识。只有群众在实际行动中做到主动节水，才能把创新成果的效益发挥到最大，更好地为实现水资源的循环而服务。

四、结束语

水循环的主要动力范文第4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.

水循环的主要动力范文第5篇

1.1水循环经济的概念

关于水循环经济的概念，到目前为止学术界并未明确提出，大多数是在循环经济的概念基础上，从城市或产业的角度提出了一些近似的概念。

陈琨[1]从实施水循环经济的模式方面，提出水资源循环经济应该至少包括两层内涵：一是在用水环节，对于跑、冒、滴、漏、污实现最小量化，最大限度地实现水的净化、回收、循环利用，达到或接近水的零排放；二是尊重自然界水的循环规律，在区域范围内，通过经济、工程技术、立法等手段调整水的时空合理分布和利用，维护水的自然循环系统，使水资源得以永续利用。张钡[2]从社会水循环的角度，提出了水产业循环经济的概念，他认为，水产业的循环经济应是一种在对水资源不断循环利用基础上的经济发展模式，其中污水处理资源化、减量化和无害化，是水产业循环经济的一条重要原则和标志。

正确而又合理的水循环经济定义是水循环经济系统分析、核算与制定水循环经济发展模式的基础。综上所述，在对水循环经济及其应用这一研究过程中，虽然各位学者给水循环经济所下的定义，规定的研究对象、研究范围等都有所不同，然而随着社会的进步和研究成果的大量问世，彼此间的差异将逐步缩小。本文认为，水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式，它是建立在社会水循环系统分析的基础上，遵循循环经济的思想，按照水资源节约、水环境友好的原则，在人们在生产和生活过程中，在水资源开发利用的各个环节，始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则，重视采用新技术、新材料、新工艺，并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障，提高水的利用效益和效率，最大限度地减轻和降低污染，来实现社会发展的最终可持续性。

1.2水循环经济的特征

根据水循环经济的定义，通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出，水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征。

1.2.1发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性

水循环经济模式在发展目标追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一，要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。

（1）效率特征要求水资源利用注重节水，节水应在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下，在先进科学技术的支撑下，采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染，提高水的利用效率，高效利用水资源。

（2）效益特征表现在中观上水资源配置的高效益，要构建节水型经济系统和节水型社会系统。例如，非农产业的用水效益大大高于农业，低耗水产业的用水效益高于高耗水产业，经济作物的用水效益高于种植业，这要求通过结构调整优化配置水资源，将水从低效益用途配置到高效益领域，提高单位水资源消耗的经济产出。

（3）可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护，不以牺牲生态环境为代价，这是水循环经济模式追求的最高目标。可持续性主要体现在宏观层面，要求区域发展与水资源承载能力相适应，塑造持续发展型社会；要求一个流域或地区量水而行，以水定发展，打造与当地资源禀赋相适应的产业结构；要求通过统筹规划、合理布局和精心管理，协调好生活、生产和生态用水的关系，将农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模控制在水资源承载能力范围之内。

1.2.2管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环

发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境，水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环，且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济的健康、良性循环特征体现在水资源利用的各个环节中，需要贯彻以下三个基本原则。

（1）输入端的减量化原则（Reduce）。要求在供水环节，减少进入生产和消费流程的水资源量，即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求，在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。在生产中，要求采用清洁生产技术、节水技术和节水实践，从而减少生产过程中对水资源的需求量；在生活中，要求人们使用节水器具和采用节水实践来减少对水资源的过度需求，从而达到减少废水排放的目的。

（2）过程控制的再利用原则（Reuse）。为了提高水资源的利用效率，要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用，水资源在生产过程中尽量多次重复利用。在生产中，要求企业采用清洁生产和先进技术，以便于排出的水能够不经任何处理就能为另一用途所用；在生活中，鼓励人们采取措施将生活水重复使用后用于冲厕、灌溉等用途。

（3）输出端的再循环原则（Recycle）。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。废水资源化通常有两种方式：一是水资源循环利用后形成与原来相同的产品，二是水资源循环利用后形成不同的新产品，废水资源化后形成不同的产品可用于不同的用途。再循环原则要求水资源相关者将失去功能的废水恢复功能，从而可以再利用，以使水资源整个流程实现闭合。

1.2.3利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化

先进的科学技术是循环经济的核心竞争力，如果没有先进技术的输入，水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。水循环经济的技术支持体系由五类构成，包括替代技术、减量化技术、再利用技术、污水资源化技术、系统化技术等。

有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用，充分利用价格、税收和财政等各种经济手段，包括建立征收水资源税制度、上下游生态补偿制度、污水资源化税收优惠制度等，从而实现符合水循环经济发展要求的3R原则。

法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展，也是所有发达国家普遍采用的重要手段。从目前法制建设的需要来看，我国在水循环经济立法中存在着很多立法空白，极大地影响了水资源循环利用的顺利进行，迫切需要制定新的法律法规来规范各种水资源利用的行为，例如：建立《节水型社会基本法》、《污水资源化利用管理条例》等法律和制度，是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。2水循环经济国内外研究进展

在水循环的研究与实践应用方面，近年来许多国家和地区结合自己的实际做了大量的工作。这些国家和地区包括：澳大利亚、美国、加拿大、纳米比亚、日本、欧盟成员国以及西亚、非洲、拉丁美洲等国家。Asano等[3]认为水资源需求的数量和调配的范围随着人类生活与社会生产力的发展而不断扩大，一方面社会生产力的发展需要扩展水资源的调配范围；另一方面社会生产力的发展也提高了调水的经济和技术实力。Metcalf[4]从污水再生的角度系统论述了污水处理、处置和回用的基本原理。Beekman[5]从节水减污的角度系统论述了水体保护、循环利用的基本原理。Lund[6]对调水的成本与风险交易以及对自然、经济的影响进行了分析。Glenn-Marie[7]建立了国家层面水资源循环体系和水实物量核算投入产出表，并用于南部非洲国家（如纳米比亚）的水资源核算，进而分析水资源对各部门经济的影响，提出产业发展政策。

其中，澳大利亚无论在水循环研究方面，还是实践方面，都颇为成功。从1977年开始，澳大利亚有关部门便开始着手再生水项目的可行性研究，为了成功举办2000年悉尼奥运会，澳大利亚政府相继出台了《国家水资源管理战略框架》和《NSW城市和社区循环水利用导则》，并建立了相应的循环水管理机构、管理制度和标准；目前，在澳大利亚大约有500个污水处理厂，其中有一半从事循环水的开发，每年大约有150GL到200GL的废水被循环利用。2004年，在澳大利亚国会资助下，澳大利亚技术科学与工程学院出版了《澳大利亚的水循环研究》报告。这份研究报告介绍了澳大利亚当前水循环利用情况，主要强调生活和工业废水的处理程度和循环利用问题。报告讨论了一系列问题，既有国际的，又有国内的经验，并提出了未来水循环利用和管理的24条建议：水循环的定义、水循环经济的必要性、循环水的水权问题、相关制度和标准的修订和建立、循环水项目的可行性研究、循环水成本与价格方案与操作办法、对污水处理过程的技术创新、循环水项目的投融资方式、国家水资源管理机构改革、公众参与循环水项目的必要性等[8]。

随着水资源的日益紧缺，在中国，许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施，对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来，但仍处于起步阶段，研究深度不够，成果较少。代表成果主要有：陈志恺[9]的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”，贾绍凤[10]的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨[1]的“我国实施水循环经济模式的途径”等，这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。在实践方面，废水循环利用主要在以下几方面：农业灌溉，同时改善河流质量；作为工业冷却水；市政用水，如草地和树林；酒店和居民区冲洗厕所；经过处理的废水再利用于城市景观绿化；为了更加明确再生水项目执行的可行性，许多水资源短缺和污染严重的城市，如北京、天津、太原、大连和青岛，已选择部分地方和工业园区作为试点。

综上所述，随着水资源危机逐渐加剧以及人类对可持续发展目标的追求，传统的以“扩大水资源供给”为目的的工程水利管理方式以及对水资源不合理的开发、利用方式已经不能适应可持续发展战略对水资源合理开发利用的要求。传统的单一管理方式逐步向水资源与经济社会协调利用的循环经济方式转变，水资源与社会经济之间关系的研究也逐步由过去的单一水文学向多学科交叉延伸。

3水循环经济研究的新理论支柱

关于水循环经济研究的理论基础呈现出多学科交叉发展，可持续发展理论、物质代谢理论以及产业生态学理论逐步成为该领域研究的主要理论支柱。

3.1可持续发展理论

产业革命以来，人类活动对自然的两重性愈加明显，随着人口问题、资源问题、环境问题——即全球问题的提出，可持续发展成为我国，也成为全世界二十一世纪发展经济的主题。这就要求要将水资源合理开发利用提高到人口、经济、资源和环境共同协调发展的高度来认识。可见，“可持续发展”的思想将推进水资源的开发和管理，并由此构成未来水资源管理的新理论。

首先，可持续发展理论要求水资源利用要关注流域尺度或区域惊尺度的可持续发展。由于水资源与水环境系统以流域尺度为基本单元，可持续发展在协调水环境系统与经济系统的关系时，必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水资源环境系统的功能，是谋求可持续发展的必由之路。

其次，可持续发展理论要求定量描述并分析水环境系统与经济系统的关系，使得水环境核算研究成为当前水环境经济领域的最前沿课题。水环境核算包括实物量核算与价值量核算，实物核算是建立在水循环定量分析的基础上，用实物单位描述经济系统与水资源的输入输出关系；价值核算集中在水环境价值的内涵、类型及量化方法上，水资源价值核算将为水权、水价、排污权等水环境保护市场机制的形成奠定理论基础。

最后，可持续发展理论要求水资源利用从循环经济的角度考虑。循环经济作为生态效率高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的经济生产模式，在全球范围受到广泛的重视，是对可持续发展的重要贡献。

3.2物质代谢理论

人类社会发展的实质是物质生产和消费方式在不同时期的动态演进，也是人类对自然世界不断进行改造的历史。早在19世纪中叶，马克思就曾注意到城市迅速发展导致养分循环代谢断裂的问题（MetabolicRift），并且指出人类社会与自然界之间存在着相互制约、相互影响的重要生态关联[11]。但这以后，很少有学者在此基础上进一步提出物质代谢研究的重要思想或分析方法。

直到20世纪60年代，Kneese与Ayres以及Leontief等经济学家重新意识到现代经济社会中物质代谢过程的重要性，明确指出应当尽早开展关于物质流系统的研究，并且基于经济学理论和投入产出方法分别提出了物料平衡分析的初步方法，用以解释经济系统的生产与消费以及外部性问题，从而推动了物质代谢研究开始逐渐应用于识别产业经济结构及其导致的环境影响。1988年Ayres首次提出物质代谢（IndustrialMetabolism，也叫产业代谢）的概念，并且指出所谓物质代谢就是现代经济体系运用劳动力要素将原材料转化为产品与废物的一系列物质过程的集合，这标志着物质代谢研究范畴正式确立并得到广泛认可[12]。

进入20世纪90年代，产业生态学的建立和进一步发展为物质代谢理论和成果应用提供了切实的理论依据，促进了现代物质代谢分析技术的发展与繁荣，使得人们逐渐认识到现有的物质生产和消费模式，即物质社会代谢的结构与组织形式，是导致人类社会与自然生态系统之间尖锐冲突的本质根源。由此，以优化或重组物质代谢过程为目标，从根本上转变现行经济结构使之更加符合自然生态规律，已成为实践可持续发展道路的主流方向之一。同样，水循环经济发展模式的研究也需要分析生产、消费等环节的水资源物质流代谢过程，从根本上提出符合水资源节约、高效的经济发展模式，因此，物质代谢理论成为了水循环经济研究的基础理论之一。

3.3产业生态学理论

产业生态学主要以物质和能量代谢为主要研究内容。其主要采用物质利用强度、物质生产力、循环利用率三种指标分析社会经济的物质代谢效率[13]。以生产部门的水资源为例，物质利用强度通过分析部门水资源消耗强度与其相应的经济产出在整个经济系统中所占比例，识别水资源利用效率；物质生产力则将水资源投入作为生产力要素之一，采用单位水资源的产品或产值指标来衡量水资源生产力水平。水资源利用强度越低、水资源生产力水平越高，说明经济体系对于水资源投入的依赖性越小，系统的封闭性越好；水资源循环利用率则用于表征经济系统内部产生的“废水”或“水污染物”的再循环、再利用程度，循环利用率越高，说明耗散损失进入环境的水污染物越小，经济活动对水资源、水环境的压力就越小，而系统的稳定性也越高。

应当指出，虽然自然生态系统的构成与运行模式为重新组织现代经济生产方式与消费提供了一个参照系，但是到目前为止产业生态学并未提出标准的社会经济发展模式来保证这一战略目标的实现，目前关注的焦点问题主要包括：（1）自然生态系统的资源代谢过程的组织和协调机理如何？对于现代社会的生产和消费以及污染物的循环利用有哪些现实意义？例如，水资源在社会经济系统中的代谢规律如何进行定量描述？如何提高废水循环利用率？（2）自然生态系统中的物质分解和再利用的方式有哪些？它们对发现水循环利用的新途径有哪些启示？例如，如何避免经济系统中污水回收和再利用过程本身也可能导致的环境污染？尽管产业生态学理论尚未发展完善，但是其提出的一系列理论方法为水资源的社会经济系统分析和循环经济发展模式制定提供了重要参考价值，使水资源循环经济按照自然生态系统的组成结构、运行规则重构社会经济系统成为可能和可行。4水循环经济研究新方法与手段

在对水循环与经济发展关系研究的方法上，由于水的流动与循环，水环境系统与水社会经济系统在不同时空尺度下进行能量、物质的交换并交互影响，现代水资源与经济发展关系研究必须从系统的角度出发，研究水环境系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用，从区域、流域方面加强水资源循环、定量分析。为此，物质流分析技术（MaterialFlowAnalysis,MFA）与投入产出分析技术（Inputandoutput,I/O）成为了水循环经济研究的主流方法。

4.1物质流分析技术（MFA）

物质流分析是根据工业代谢和社会代谢的概念，依自然环境为经济社会系统提供的物质输入，通过加工、贸易、使用、回收、废弃等过程形成的系统内存储，以及返回到自然环境中的物质输出等环节过程进行各类物质统计。根据物质守恒定律，整个系统中的输入量应等于输出量与存储量之和。物质流分析中，主要衡量的是社会经济系统中的物质投入、产出和物质利用效率，只考虑通过研究系统边界的物质输入/输出流，而对系统内部的物质流动结构不再细化反映。物质流分析提供了关于环境与经济体系运行机制的整体理解，使得决策者能够确定关键问题所在、选择优先控制目标和相应政策方案，从而通过改善整个经济体系的物质代谢效率来解决生态环境问题。因此，物质流分析已成为20世纪90年代以来环境管理和政策制订的重要技术方法，广泛为发达国家和国际组织所采用[14]。

从物质流分析和水循环经济的相互关系来看，物质流分析的调控作用主要体现在以下几个方面：

（1）减少水资源供应总量。在社会经济活动中，需水的多少直接决定水资源的供应量和对生态环境的影响程度，水资源消耗的减少意味着水资源供应的减少，其对整个社会经济和环境的意义是极为重要的。通过物质流分析，可以发现各部门、各环节水资源输入量的多少，进而通过技术和管理手段，不断提高水资源利用率和增加水资源循环利用量。

（2）提高水资源利用效率。水资源利用效率反映了水资源消耗与经济发展之间的关系，其中生产技术和工艺是提高水资源利用效率的核心。通过物质流分析，我们可以分析和掌握水资源消耗和产值之间的关系，并通过技术、工艺改造和更新，减少水资源的消耗定额，达到尽可能少的水资源消耗获得预期经济与环境可持续发展的目的。

（3）增加水资源重复利用量。通过对生产过程的水资源利用的物质流分析，寻求提高水资源的重复利用率的途径，可以增加水资源的循环使用量，延长水资源的使用寿命，减少水资源的初始投入，从而最终减少水资源的投入量。企业内部、产业间的水资源重复利用，中水回用，雨水和污水资源化利用等都是提高水资源重复利用的重要内容和形式。

（4）减少最终水污染排放量。实际上，在社会经济活动中，通过提高水资源利用率、增加水资源循环利用量，不但可能减少水资源投入总量（新鲜水量），同时也可以实现减少污水排放的目的。因此，在发展水循环经济的过程中，可以通过提高水资源利用率和循环利用率，实行节约用水，达到减少水污染物排放的目的。

4.2投入产出分析技术（I/O）

投入产出分析起源于美国经济学家瓦西里•列昂惕夫的“投入产出分析”。列昂惕夫1931年开始研究“投入产出分析”，主要用于研究美国的经济结构，1968年联合国把它推荐为国民经济核算方法，现已在许多国家得到推广和应用。我国于1974年开始编制了部分产品的1973年投入产出表。一些省市和一些大中城市也编制了投入产出表。1988年底完成了国家1987年的投入产出表的编制工作。同时，各省、市、自治区（除、台湾外）也都编制了本地区的1987年投入产出表。这些投入产出表不同程度地为中央和地方各有关部门应用于管理、决策，并取得了显著成效[15]。

投入产出模型应用于资源环境问题的研究开始于20世纪70年代，Leontief和Ford[16]用投入产出模型研究空气污染问题，Carter和Ireri[17]用地区间投入产出模型研究加利福利亚和亚利桑那州的水资源调配问题，Thoss和Wiik[18]用投入产出模型研究水资源管理问题，Hendricks[19]用投入产出模型研究水资源的供需平衡问题，谢梅等人[20]用投入产出模型研究北京的城市水资源系统，陈锡康[21]建立了山西省水资源经济投入产出模型并研究水资源价值问题。

将水资源和环境问题纳入投入产出模型中进行研究，为观察经济活动的水资源消耗强度和水污染物排放强度（即计算水资源消耗系数和水污染物排放系数）提供了前提，同时也为进一步利用投入产出表的消耗系数，将水资源消耗和水污染物排放置于国民经济各部门的普遍联系之中，为水循环经济的物质流分析和价值流核算、循环水价格的制定等提供了良好的分析工具；此外，可以将投入产出模型与计量经济模型相结合，预测社会经济各部门未来水资源消耗量和水污染物产生量、排放量，根据水循环经济发展目标，提出产业结构调整的合理化建议，为水资源可持续发展经济模式的探索奠定了基础。

5水循环经济研究的重点问题

水循环经济研究的目标首先是建立科学的水循环经济理论体系；其次是技术体系适宜，经济保持适度发展；第三是选择合适的水循环经济发展模式；第四是要建立良好的水循环经济管理体制和经济运行机制，这也是今后一个时期水循环经济需研究的重点问题。

5.1水循环经济理论体系构建的研究

水循环经济理论体系的构建是水循环经济走向实践的重要基础，需要从以下几个方面着手：（1）不断地寻求理论创新，建立起符合社会经济规律的水循环经济理论与方法体系，从而更好地指导水循环经济发展的实践；（2）加强对水循环经济发展模式的研究和经济学分析，从而不断提高水循环经济模式的运行效率，促进水循环经济模式的推广；（3）加强对于流域、区域、城市和工业园区等水循环经济发展的长期分析，探索水循环经济发展的内在规律，并逐步试点示范，从而更好地服务于水循环经济发展战略与政策的制订；（4）加强对于水循环经济运行的多角度分析，如市场、价格、技术、规划、法律等，从而不断充实和完善水循环经济的内容体系；（5）加强水循环经济与相关学科的对比与借鉴研究，从而不断推进水循环经济理论的完善与发展。

5.2水循环经济发展模式选择问题的研究

水循环经济发展模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中，包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是节水，减少对自然水资源的索取，二是减少排放，减少对自然水生态的扰动。水循环经济发展模式在人类实践中早有应用，如节水器具，节水的绿色建筑，还有各种中水的回用等。总体来看，对这些模式的研究和分析还不够深入，没有更好地提炼总结，尤其是从经济学角度的分析还有待加强。由于水循环经济概念出现的时间较短，还难以评价各种模式实施的效果，这也都需要加以系统分析[1]。

（1）节约用水模式研究。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪费严重。可见，我国农业节水潜力相当可观，应大力研究和分析农业节水模式，通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究，通过产业布局的调整和产业结构的调整，达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇，要加强水的循环利用研究，控城镇生活的用水浪费，减少城市给水管网和用水器具漏水损失，充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益，通过成本和效益的比较，选择最优的节约用水模式。

（2）清洁生产模式研究。近年来，世界上大力推广清洁生产，广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施，20年来，日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280t水中，只有14t是注入的新水，其余用的都是循环水。至2000年，我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上，但与世界先进水平的90%～95%相比，还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计，2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3，增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究，多角度地选择清洁生产模式，改进工艺和流程，进一步提高多次重复循环用水，提高用水的效率。

（3）污水资源化模式研究。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命，是工业废水治理的努力方向；城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理，分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统，将生活、生产污水处理之后再次使用，从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水，主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工业废水）以每年6.5%的速度增加，预计到2020年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此，污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点，需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。

（4）雨水资源化模式研究。由于自然和历史的原因，在我国北方地区，尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计，当地人均可利用水资源占用量只有110m3，是全国可利用水资源占有量720m3的15.3%，是世界人均可利用水资源占有量2970m3的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来，西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验，使他们得以在这里生存。面对发展的需要，这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此，今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。

（5）海水淡化模式研究。我国拥有1万8千多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区，海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算，中国城市的用水中约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%，就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源，同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代，目前在技术上还不够成熟。今后，需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究，使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。

5.3水循环经济技术创新问题的研究

“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径，在水资源供应不断减少的今天，其核心在于水的循环利用，即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施，增加水资源的间接供应，尽量减少水的使用量，这样不仅可以减少无效需求，减轻供水压力，还可以相应减少污水排放和污水处理的负担，减少对环境的污染。为此，循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施，特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。

技术创新是为了实现一定的系统目标，考虑系统内外客观因素的制约，对各种可能得到的技术手段进行分析比较，不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究，主要是从事技术科学的学者，要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中，通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析，提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。

例如，在社会经济系统中用水部门与行业中，各用水部门与行业都存在节水技术与相关设备；在污水处理厂，要实现污水的资源化利用，必须不断更新处理设施和技术，以提高污水的处理水平；同样，要实现污水的循环利用，需要对饮用水、循环水的管道系统进行技术改造。从经济学的角度，还需要考虑不同技术项目的成本与效益，如引入新的生产流程与工艺以提高水循环利用效率所需要的投入及预期产出。对于企业和区域社会经济发展来看，还要对比分析采取水循环技术的长期成本和短期成本，从而确定水循环技术的可行性。这些工作，需要根据各地的水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平等因素，对各类循环水的技术和设备进行系统的分类，并提出相关的技术识别评价指标，以为水循环经济的发展提供理论指导。

5.4水循环经济管理体制及经济机制问题的研究