水资源管理工作必备知识与技能.doc

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文档简介

④灌溉水利用系数。指实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值，也等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标。⑤灌溉用水量计算。直接法一种作物的一次净灌溉用水量一种作物的一次毛灌溉用水量间接法。间接法是通过综合灌水定额计算灌溉用水量。任何时段内全灌区的综合灌水定额等于该时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，即：7.农业节水。农业节水就是在充分利用降水资源的基础上，通过各种技术、工程和管理等措施，在提高农业有效经济量产出的同时，最大限度地减少供水在农业用水过程中的损失，实现农业高效用水。农业节水的目的就是以提高农业用水效率、增加农业产出为核心，确保水资源的良性循环，维持区域用水平衡，逐步减少农业用水总量，保证农业生产健康稳定发展。（1）传统农业节水措施。主要是指以输配水量节约为主的工程节水措施，包括渠道衬砌、管道输水、传统地面灌水技术的改进以及各种喷灌、微灌新灌水技术的实施。渠道衬砌。有效减少农田输水系统的损失，提高田间入水效率：通过混凝土衬砌的渠道可减少渗漏量90%～95%以上。提高了渠道的抗冲刷能力，便利了输水条件，提高了灌溉保证率；减少了对地下水的补给，防止土地次生盐碱化现象的发生；减少渠道淤积、防止杂草生长，节省维护费用。管道输水。管道输水是将灌溉水通过管道直接把水送到田间进行灌溉的工程。低压管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力设备、进水装置、输水管道、出水装置及管件组成。管道输水具有节水节能、省地省工、管理方便、成本低、易于推广等特点。传统地面灌水技术的改进。小畦“三改”灌水技术，即长畦改短畦、宽畦改窄畦、大畦改小畦,比一般长畦灌溉节水40%～60%，田间畦埂少，省地省力，便于耕作，适合地广人稀、劳力不足，水源缺乏的地区；波涌灌溉又称间歇灌溉和涌流灌溉，它是按一定周期间歇地向沟（畦）供水，使水流呈波涌状推进到沟（畦）末端，以湿润土壤的一种节水型地面灌水新技术，具有省时、省水、节能、灌水质量高等优点，所需设备少，投资小、具有明显的节水效果（节水率在30%～50%）；喷灌是利用专门的系统将水加压后送到喷灌地段，通过喷头将水喷洒在空中，并使水分散成小水滴后均匀地洒落在田间进行灌溉的一种灌溉方式，系统一般有水源工程、首部装置、输配水管道和喷头等组成，其中喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备；微灌是指根据作物生长需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的滴水器，将有压水变成细小的水流或水滴，把作物生长所需要的水分和养分输送到作物根区附近的灌水方法，系统由水源、首部枢纽、灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成，灌水器是微灌设备中最关键的部件，多数由塑料材料注塑成型。（2）农业节水新技术。◆农艺节水。通过采取各种耕作栽培措施和化学制剂调控农田水分状况，目的是减少无效蒸发，防止水土流失、改善土壤结构，提高作物产量和水分利用率。农艺节水主要包括地面覆盖、耕作改良、水肥耦合、抗旱品种选育等。▲地面覆盖。抑制土壤水分蒸发；蓄水保墒、提高地温，改善土壤，节水增产；实施技术简单，成本低廉，易于推广。▲耕作改良。通过各种耕作作业改善土壤耕层结构，蓄水保墒，增加养分供给，减少水分蒸发消耗，为作物生长发育提供一个良好的生态环境，其措施包括深松耕法和免耕少耕法等。深松耕法是只疏松土层而不反转土层的一种土壤耕作方式，该法实施后的土壤透气性好，蓄水保墒能力强。免耕少耕法是减少耕作次数或在一定年限内免除一切耕作，具有保持水土和抗旱增产的效果。免耕少耕法可使玉米增产10%～20%。▲水肥耦合。这是合理施肥使提高水分利用效率的重要途径。作物营养的基本问题是解决在有限的水资源条件下，合理施肥，培肥地力，充分发挥水肥协同效应和激励机制，提高水分利用效率和在不增加施肥量的条件下，获得最大经济效益。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的，从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。▲抗旱品种选育。作物品种的水分利用效率由本身遗传特性、形态特征和生理过程所决定，并在环境条件和栽培措施的综合应用中得以体现，依次通过选用对作物品种实现高效利用水资源，具有很大的潜力。▲化学制剂。目前常用的化学制剂包括保水剂、抗蒸腾剂等。◆生理节水。生理节水是将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合形成的新型节水技术。▲调亏灌溉。根据作物的生理生化作用受到遗传特性或生长激素的影响，在其生长发育的某些时期施加一定的水分胁迫（有目的地使其有一定程度的缺水），即可影响作物的光合产物向不同的组织器官分配，提高所需收获的产量而舍弃营养器官的生长量和有机合成物质的总量。（玉米叶面变窄、植株变矮等）▲局部灌溉。根据作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末端管道上的特殊灌水器将水和作物生长所需的养分用比较小的流量均匀准确地把水直接输向植物根末部，以湿润植物根部土壤为主要目标。▲控制性分根交替灌溉。人为保持和控制根系活动层的土壤在垂直剖面或水平面的某个区域干燥，使作物根系始终有一部分生长在干燥或较干燥的土壤区域中，限制该部分的根系吸收水分，让其产生水分胁迫信号传递至叶气孔，形成最优气孔开度，减少作物奢侈的蒸腾耗水，另一部分根系区则保持湿润，维持作物正常吸水，保证作物产量。◆管理节水。建立农田土壤墒情检测预报模型，开展灌区多种水源联合利用的研究，根据作物需水规律和生长发育特点，运用现代先进的管理技术和自动化管理系统对作物用水进行科学调控，最大限度满足作物对水分的需求，实现灌区用水的科学政策管理，实现区域效益最佳。（3）现代农业节水发展方向。工程节水－生物节水－管理节水－资源节水的农业节水机理；单一－综合、微观－宏观、自然－复合、静态－动态的农业节水效应；水循环、宏观区域、资源节水、综合效应的农业节水潜力。（二）工业用水及节水水在工业生产中有多种用途，可作为传递热量的介质，也可以是工艺过程的溶剂、洗涤剂、吸收剂、萃取剂，还可用作生产原料或反应物质的反应介质。所以，工业用水指工、矿企业的各部门，在工业生产过程（或期间）中，制造、加工、冷却、空调、洗涤、锅炉等处使用的水及厂内职工生活用水的总称。按用水的作用工业用水可分为生产用水、间接冷却水、工艺用水、产品用水、洗涤用水、直接冷却水、其他工艺用水、锅炉用水、锅炉给水、锅炉水处理用水、生活用水等。1.用水系统。供水水源有河流取水、水库（湖泊）取水、海水取水、地下水。（1）工业供水系统。包括取水工程、输水工程、水处理工程和配水工程四个部分。（2）工业循环水系统。据估计，工业生产中约为70%~80%的用水是冷却水，实现冷却水的循环利用是工业循环水系统的重要工作。在冷却水循环系统中，可分为密闭式和敞开式两种。密闭式循环冷却水系统的水质处理比较简单，维护容易，而且补充水量极少，有利于水资源的节约。但是冷却效率很低，循环系统的基建造价和能耗高，一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备；敞开式循环冷却水系统可节约大量冷却水，排污水量也相应减少，是目前应用最广泛的一种循环冷却水系统；冷却构筑物是指用来降低水温的设施。对于敞开式循环冷却水系统，冷却构筑物包括冷却池和冷却塔。其中，冷却池又可分为天然冷却池和喷水冷却池两种。（3）工业废水处理系统。工业废水按所含的主要污染物质，通常分为有机废水、无机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却废水。按产生废水的工业部门，可分为造纸废水、制革废水、农药废水、电镀废水、电厂废水、矿山废水等。工业废水处理的过程是将废水中所含的各种污染物与水分离或加以分解并使其净化的过程。废水处理法大致可分为调节、离心分离、沉淀、除油、过滤等物理处理法，中和、化学沉淀、氧化还原等化学处理法，混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离等物理化学处理法，以及好氧生物处理法、厌氧生物处理法等生物处理法。2.用水量计算。工业用水的水量可分为用水量（总用水量）、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、补充水量等九种。关于工业用水量的计算，一般有两种途径：一是直接计算法，即根据工业用水量统计计算得到，因为工业用水一般都有比较完善的供水系统，可以控制和核算用水量大小；二是根据定额估算，即根据当地统计分析，获得万元工业增加值用水量经验数据，再由当年工业增加值计算工业用水量。定额估算方法是一种间接估算，其关键是要通过统计得到比较准确的“万元工业增加值用水量”的经验数据，这是计算的基础。在目前统计资料不太完善的情况下，万元工业增加值用水量数据在不同地区也有比较大差异。3.工业节水。（1）工业节水指标体系。工业节水指标体系由用水率度指标和节水水量组成。用水率度指标包括新水利用系数、工业用水循环利用率、水的损耗率、循环比、回用率、重复利用率；工业节水水量指标包括万元工业产值取水量、工业用水定额。万元工业产值取水量是指报告期内工业取水量与工业产值之比：工业用水定额，特别是企业用水基础定额和行业用水定额是一种绝对的经济效果指标，因此它是衡量企业内部、地区、工业行业与企业用水（节水）水平的主要考核指标，是进行工业用水（节水）水平横向、纵向比较的统一尺度，其可比性、指导性强。（2）工业节水措施。调整产品结构，改进生产工艺，建立节水型工业；强化节水技术、开发节水设备，努力降低节水设施投资；加强企业用水行政管理，逐步实现节水的法制化；提高工业生产规模，发挥规模经济效应。（三）生活用水生活用水是人类日常生活及其相关活动用水的总称。生活用水分为城市生活用水和农村生活用水。城市生活用水包括城市居民住宅用水、公共建筑用水、市政环境景观和娱乐用水、消防用水，农村生活用水包括日常生活用水、家畜用水。生活用水具有用水量增长较快、用水量时程变化较大、供水保证率要求高、对水质要求高、水量浪费严重、生活污水水质污染程度小于工业废水等特征。1.生活用水的水量、水质和水压。生活用水量的多少随着当地的气温、生活习惯、房屋卫生设备条件、供水压力等而有不同。生活饮用水的水质必须做到外观无色透明、无臭无味、不含致病微生物，以及其他有害健康的物质。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中，从感官性状、化学指标、毒理学指标和细菌性指标和放射线指标等方面，对生活饮用水水质标准作出明确的规定。生活用水管网必须保证一定的水压，通常称作最小服务水压。2.生活用水途径。生活给水系统一般由取水工程、净水工程和输配水工程三部分组成。水源→取水工程→净水工程→输配水工程→用户。（1）水源。水源有江河、湖泊、水库、海水等地表水源和上层滞水、潜水、承压水、裂隙水、溶岩水、泉水等地下水源，地下水水质清澄，且水源不易受外界污染和气温影响，一般宜作为生活饮用水的水源。但地下水也有缺点，一般含矿物盐类较高，硬度较大。在水源的选择时，一般对于用户量小、供水安全要求低的乡镇供水系统，应优先采用水质好的地下水、水库水作为水源。对用水量大，供水安全要求高的城市供水系统，应优先采用河流、湖泊等地表水源，这将有利于地下水资源的保护和合理开发，提高供水安全可靠性。选用的一般原则是给水水源应水量足够、水质良好、统筹考虑、供水经济安全。（2）给水处理。以地下水作为水源时，由于水质较好，通常不需任何处理，仅经消毒即可，工艺简单。以地表水作为水源时，生活饮用水处理工艺流程下图：混合混合絮凝沉淀池澄清池滤池清水池二级泵站絮凝剂消毒剂3.生活用水量计算。（1）生活用水定额。包括居民生活用水定额，企业职工生活用水定额，公共建筑用水定额，消防用水定额和市政用水定额等。（2）生活用水量计算方法：①分类法。将用水特性一致的用水户归纳在一起，然后根据用水量标准及有关因素进行调查计算。式中：Wj—一定时期或时段第j种用水类型的用水量（m3）；m—用水类型的总数。②分区法。分区法是将要计算用水量的区域划分为若干个分区，然后根据各分区用水特点、用水量标准进行调查与计算。式中：Wi—一定时期或时段第i个区域的用水量，m3；n—被划分的区域数。区域划分还可将大区域分为若干小区域，然后列表进行调查与计算：式中：Wi，j—一定时期或时段第i个区域第j种用水类型的用水量，m3；③定额计算法。居住区日均生活用水量计算：式中：Q1—居住区日均生活用水量(m3／d)；P—设计年供水区规划人口数（人）；q1—平均日生活用水定额(L/d人)。牲畜日均用水量计算：式中：Q2—牲畜日均用水量，(m3／d)；N—设计年供水区牲畜数（头）；q2—平均日牲畜用水定额，(L/d.头)。最高日用水量。最高日用水量是一年中用水量最多一天的用水量，一般以最高日用水量来确定给水系统中各构筑物的规模。居住区最高日生活用水量计算公式为：式中：Q—居住区最高日生活用水量(m3／d)；qi—不同卫生设备的居住区最高日生活用水定额m3/(人·d)；Ni——设计年限内计划用水人数。工业企业职工生活及淋浴用水量，计算公式为：式中：Q2：工业企业职工生活及淋浴用水量(m3／d)；Q′：各工业企业的职工生活用水量，按下式计算：（qi为工业企业的职工生活用水定额，一般采用25～35L/(人·班)，Ni为每班人数，n为每日班制；）Q″：各工业企业的职工淋浴用水量，按下式计算：，为工业企业的职工淋浴用水定额，一般采用40～60L/(人·班)，qi为工厂每班职工淋浴人数，n为每日班制。公共建筑用水量，计算公式为：式中：Q3—公共建筑用水量(m3／d)；qi—各公用建筑最高日用水定额

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