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电解水实验范文1
一、化学反应的实质
从微观角度看水分子分解时生成了氢原子和氧原子，两个氢原子结合成一个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；两个氧原子结合成一个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。从而说明在化学反应里，分子可以分成原子，而原子不能再分。化学反应的实质是，（原物质）分子分裂成原子，原子再组合成（新物质）分子。
二、某化合物是由哪些元素组成
从宏观角度看：水电解的产物只有氢气、氧气两种物质，所涉及的元素也只有两种且都来源于水，说明水是由氢氧两种元素组成的化合物。由此可解释：化合物是由哪些元素组成。
例1 某化合物燃烧生成H O和CO 。该化合物一定含有 元素，可能含有 元素。
解析：该化合物用X表示，燃烧的实质是与氧气反应，故有X+O2 H O+CO ，产物两种，所涉及元素三种，其中的碳氢两元素一定来自X，氧元素的来源既可能来自X，也有可能来自空气中的氧气。故答案为：碳、氢，氧。
例2 某化合物46g，完全燃烧生成54g水，88g二氧化碳，故此化合物中含 元素。
解析：首先肯定该化合物中含有碳、氢两元素，是否含有氧元素由计算可知：该化合物用Y表示，故有Y+OH O+CO ，由54g水可计算出含氢06g，由88g二氧化碳可计算出含碳24g，故产物中碳氢质量和：24g+06g=3g，而该化合物为46g，说明该化合物中还含氧元素且质量为46g-3g=16g，故答案为：碳、氢、氧。
三、化合物中各元素质量比
电解水实验结果是产生氢气和氧气，体积比为2∶1，又知氢气、氧气两气体密度分别为00899 g/L，1429 g/L，由此可计算出两元素质量比：设电解水实验产生氢气为2L，则与此同时产生氧气为1L。
m(H )=2L×00899g/L=01798g
m(O )=1L×1429g/L=1429g = ≈ 。
其他化合物中各元素质量比呢？如前面例2……
四、解释如何确定化合物的化学式
由电解水实验结果，如在上面已确定水是由氢氧两种元素组成且质量比为1∶8，那么各元素原子之间的个数比呢？
设水的化学式为HmOn，则 ==
故水的化学式为H O。
例3 核糖相对分子质量为150，其中含碳40%，氢67%，其余为氧，则核糖化学式为。
解析：已知化合物由三种元素组成，设其化学式为CxHyOz如其质量为100g，则碳元素质量为40g，氢元素质量为67g，氧元素质量为533g。由此可推出x∶y∶z=1∶2∶1。又因核糖相对分子质量为150，简式为CH O，各元素相对原子质量总和为30，故原子个数应同时扩大5倍，故其化学式为C H O 。
电解水实验范文2
关键词：电解饱和食盐水；电解水；电解氯化铜；实验改进
文章编号：1005-6629（2012）11-0049-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1、问题提出
江苏教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书化学1的第40页中有如图1所示的电解饱和食盐水实验。
该实验装置具有能有效收集气体、检验气体时易操作等优点，但其还是未能有效解决下列问题：①阴极产生H2量少，进行点燃或爆鸣实验比较困难；②验证氯气时，Cl2容易逃逸到空气中而污染环境。
笔者认为：电解速率不快，H2量少可能是由两方面的原因造成的，第一，在u型管中电解饱和食盐水时，离子在阴阳两极间的迁移距离过长，电阻大。同样的电压下，功率消耗大，气体生成量少；第二，阴极铁棒浸入溶液部分太短，表面积小，不利于氢气的产生；第三，在检验Cl2性质时难以杜绝其泄漏，若用其他装置收集并吸收尾气，则实验步骤加多。
2、电解饱和食盐水实验的改进
基于以上分析，电解饱和食盐水实验的改进思路为：①阴极和阳极尽可能靠近，以缩短离子迁移的距离，提高电解的速率；②将电解产生的氯气和氢气封闭在电解器中，便于收集、教学和减少污染。
2.1 实验仪器、药品及其装置简介
仪器：学生直流电源（1套）、碳棒2根（带橡胶塞，125×7 mm）、15×150 mL试管2根（先在底部打出小孔，D≈3 mm，这是非常关键的设计）、大烧杯（1个）、自制固定片、洗瓶、火柴、导线若干等。
药品：饱和食盐水、酚酞试剂、淀粉碘化钾试纸、蒸馏水。
试管底部的小孔用酒精喷灯将其底部加热至红热后用铁钉戳制而成，由于此时的小孔不规则，需在酒精喷灯上加热使其孔径趋于规则，制得的孔径大概在3 mm左右（实验过程中使用的是15～150 mL试管，3mm的孔径大小效果较好，固定片是一块面积略大于烧杯的塑料片，上面的圆孔制作是先对照试管的直径画出其圆孔的大小，再用刻刀沿着画出的圆孔线（适当缩小）刻出圆孔。由于塑料有—定的形变，当把试管插入小孔的时候，即可固定试管，再根据固定片大小最后依次刻出其他圆孔。
2.2 实验步骤和现象
2.2.1 组装实验仪器
按照图2安装实验装置。安装过程中应注意：要先在底部有孔的小试管加入饱和食盐水，可以从小孔加入直至完全赶走空气，然后在两支试管中加入几滴酚酞；再将两支试管置于烧杯中的饱和食盐水中。
2.2.2 接通电源，开始电解
接通电源，控制电压在28 V左右，可以观察到阴阳两极同时产生气体。阴极产生大量小气泡（H2），试管内液体逐渐被排出试管，同时无色液体逐渐变成红色，可证明阴极产生NaOH；阳极也有大量小气泡（Cl2）生成，但试管内的液体被排出的速率不及阴极处试管快。
2.2.3 关闭电源，观察气体
当阴极试管中的液体被完全（大部分）排出时停止电解（建议保留一部分液体，便于观察现象和验证气体），此时阳极试管中大部分是气体，可看到略带黄绿色。将小试管从固定片中拿出来，让学生观察。由于空气压力的作用，试管中残留的液体不会滴下来，收集的气体也不会逃逸。
2.2.4 验证生成的气体
（1）检验氢气。先点燃酒精灯，用手指堵住试管的小孔，试管口靠近酒精灯或点燃的火柴，可听见响亮的爆鸣声，可证明该气体是H2。
（2）检验氯气。同样用手指堵住小孔，试管靠近润湿淀粉Kl试纸，放开堵孔的手指，湿润的淀粉Kl试纸马上变深蓝色或紫色，可证明该气体是Cl2。可用手扇闻气体，嗅到刺激性气味。
2.3 对影响电解饱和食盐水速率条件的探究
本研究假设，在新的实验装置中影响电解饱和食盐水速率的条件有电压高低和电极间距等。笔者在实验中针对这两个问题进行了探索，其实验结果如下：
根据图3所示，不难得到结论：在电解电压保持不变的情况下，电解时间会随着两电极间的距离变化而变化，表现为当增大两电极间的距离时，需要的电解时间增大，电解速率变慢。在其他条件不变的情况下，改变电解电压时，会发现电压与电解时间呈线性关系，并且随着电压的上升，电解所需要的时间减少，电解速率变快。这就为通过以改变电源电压的方式来提高电解效率提供了一定的理论依据，然而，由于实验中提供的直流电源具有一定额定电压，不可能无限制的改变电解电压，所以通过以改变电极间距离的方式来提高电解效率仍然具有—定应用价值。
3、新电解装置的运用
3.1 电解水实验
用上述电解饱和食盐水装置完成电解水实验，同样取得成功。实验所得气体生成物收集在底部有孔的小试管中。由于可燃性气体的爆炸都存在一个爆炸极限，而实验所得的H2是纯净的，所以爆鸣需要混入一定量空气。可以让集满氢气的小试管小孔朝上暴露在空气中，然后再点燃。
3.2 电解CuCl2溶液的实验
在电解CuCl2溶液时，可以发现阴极区有铜生成，溶液由蓝色变成黄绿色，而阳极区产生气体，溶液的蓝色变浅，且微微透出绿色。如果使用传统装置进行实验，无法让学生观察到上述现象，但是改进装置却能进行直观教学一一可将小试管直接从固定片中拿出来供学生观察，不必担心氯气泄露。
4、本改进实验装置优点
（1）实验现象明显。可以将小试管从固定片中拿出来，供学生直接观察，不必担心气体逃逸。
电解水实验范文3
以空气为背景气，脉冲频率f=50Hz，甲苯水溶液初始浓度CLo=30mgL-1,体积V=75mL，溶液pH为中性，改变脉冲峰值电压,考察峰值电压对甲苯水溶液去除率的影响。反应器加入溶液后立即开始放电反应，由于甲苯水溶液的初始浓度比较低，挥发量比较小，使得气体中甲苯的浓度很低，对去除率影响不大，因此，甲苯水溶液的去除率可以近似的看做是100%LoLiLoCCηC。图2为脉冲峰值电压和甲苯水溶液去除率的关系示意图。从图中可知：随着峰值电压的提高，甲苯的去除率提高幅度较大，当反应时间为60min，峰值电压从15kv上升到20kv，甲苯的去除率从60%提高到93%，这是因为随峰值电压的提高，注入反应器的能量也增加。从电晕放电的现象观察也发现，随峰值电压的上升电晕由暗趋向明亮。反应系统中输入能量的大小可以用公式W=1/2CfU2计算（Wangetal.,2006），其中C为储能电容，f为脉冲频率，U为峰值电压。当甲苯的去除量要达18mgL-1，22.8mgL-1，27.9mgL-1时，需要在输入能量分别为7.31w，9.95w，13.00w的条件下电晕60min。将能量消耗与甲苯的去除量相比可知能量消耗与甲苯去除量的比值并不是一个固定的值，而是呈正相关的关系，即能量消耗越多，甲苯的去除量越大，这与电压升高，甲苯去除量增大的结果相一致，原因是电压升高会导致输入能量的增大，从公式W=1/2CfU2也可以看出，当储能电容和脉冲频率一定时，输入能量与电压成二次方关系。
2电晕放电同时降解气液相中的甲苯
以空气为背景气，脉冲电压U=17.5kV，频率f=50Hz，甲苯水溶液初始浓度CLo=30mgL-1，体积V=75ml，溶液pH为中性。等反应器内溶液达到气液平衡后，进行放电反应，图3为实验结果。比较图3与图2可知，气液平衡后再电晕，甲苯的去除率较高。这主要是因为气体的介电常数远远小于液体，因此在气相中更容易引发放电，产生的高能电子及活性自由基较液相中多(张丽等，2007;李楠，2008)，所以脉冲电晕对气相甲苯的降解速率较液相甲苯快，当放置一段时间后，将会有很大一部分甲苯从液相转移到气相中，因此其整体的降解速率较直接电晕液相甲苯快。因此，采用气液同时降解的方式可以缩短放电反应的时间（当要达到去除率为60%时，直接电晕所需的时间为40min，而采用气液同时降解，所需的时间仅为25min），达到节约能耗的目的。
3不同背景气对甲苯水溶液去除率的影响
反应器加入溶液后立即开始放电反应，分别以氩气、氮气、空气为背景气，峰值电压U=17.5kV，脉冲频率f=50Hz，甲苯水溶液初始浓度CLo=30mg/L，体积V=75ml，溶液pH为中性，考察不同背景气对甲苯水溶液去除率的影响。图4为电晕60min，不同背景气和甲苯去除率的关系示意图。从图中可知，甲苯水溶液在氩气气氛下的去除率最高，在空气气氛下的去除率最低。这是因为一方面当有氩气存在的时候，放电过程中会发生潘宁电离产生Ar﹡离子，使气体的汤生第一电离系数提高，在一定程度上减小了起晕和击穿电压，从而使放电更容易发生(孙保民等,2010)；另一方面，N2、O2分子都具有俘获高能电子的能力,而O2分子俘获高能电子的能力最强(任忠夫等,2006)，因此，氧气浓度升高，用于直接降解甲苯分子和与水分子反应产生活性物质的高能电子就减少，甲苯的去除率就越低。虽然空气中的氧分子在电晕作用下会形成臭氧，但在常温常压下甲苯与臭氧的反应速度常数很小，可以忽略(Tobyetal.,1985;黄立维等,2007)。
4甲苯水溶液初始浓度对去除率的影响
反应器加入溶液后立即开始放电反应，以空气为背景气，脉冲电压U=17.5kv，频率f=50Hz，甲苯水溶液体积V=75ml，溶液pH为中性，考察甲苯水溶液初始浓度对去除率的影响。图5为电晕60min,甲苯水溶液初始浓度与去除率的关系示意图。从图中可知：甲苯水溶液的去除率随着初始浓度的增高而降低。当初始浓度为30mgL-1时，电晕60min后，甲苯的去除率为76%，当初始浓度升高到90mgL-1时，电晕60min后，甲苯的去除率只有60%。这主要是因为随着初始浓度的提高，反应器中甲苯分子的数量也会增加，所需要的活性物质就越多，而当峰值电压和脉冲频率一定时，注入反应器的能量和产生的活性物质的数量是不变的(Leietal.,2008;Hongetal.,2012;Quetal.,2013)，因此，导致了去除率随浓度的升高而降低的结果。
5产物分析
图6为甲苯水溶液以空气为背景气，分别在中性、酸性、碱性条件下反应一定时间后的液相色谱图。从图中可知：在中性条件下，产物以产物2居多，在碱性条件下，3种产物的生成量差不多，在酸性条件下，产物1没有检测到，而产物4、5的生成量较多，实际上，在中性和碱性条件下，产物4也有检测到，只是生成的量很少，在图中看不出来，所以未在图中标出。将这些产物的保留时间与推测可能产生的物质的保留时间做对照，发现产物3的保留时间与苯甲醛的完全吻合，根据文献(Vanetal.,2007;康颖等,2008)，可以确定产物3就是苯甲醛。由液相色谱图我们可以肯定脉冲电晕确实能降解水溶液中的甲苯，并伴有多种水溶性物质生成，而且pH对产物的种类和数量有很较大的影响。本文来自于《环境科学学报》杂志。环境科学学报杂志简介详见
6结论
电解水实验范文4
1、电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气，电解反应2Cl--2e-=Cl2，阴极上氢离子得到电子生成氢气，电解反应为2H++2e-=H2，总反应为2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2+H2。
2、电解食盐水是一个实验，实验结果为：通电后，食盐水中的氯化钠（NaCl）与水（H2O）发生电离，分别在阴极与阳极生成氢气（H2）与氯气（Cl2）。剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠（NaOH）。
3、工业上常用电解食盐水制取氢氧化钠。由于氯离子或氯气与氢氧化钠溶液接触会生成氯化钠和次氯酸钠（NaClO），工业制氢氧化钠使用特殊构造的、带有离子交换膜（不允许带负电的氯离子或氯气通过）的电解槽隔绝氯离子或氯气与氢氧化钠。
4、电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2或Cl离子接触会生成NaClO与NaCl，H?和Cl?混合遇火或光照能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊构造的、带有离子交换膜（不允许带负电的氯离子或氯气通过）的电解槽中进行。
（来源：文章屋网 ）
电解水实验范文5
关键词：围堰；水文条件；施工步骤；施工要点
中图分类号：TU7文献标识码： A 文章编号：
前言
围堰是一种临时性坝工，其工作条件又有一定的特殊性。如果围堰不是永久性建筑的一部分，并不一定要拆除，亦可将其留在原处。围堰按构造和材料可分为：土袋围堰、土围堰、木桩土围堰、钢壁围堰、钢板桩围堰、混凝土围堰和套箱围堰等。围堰按照用途可以分为墩台施工围堰、河宽限制上下游围堰以及驳岸挡墙施工围堰等几种。下面分别对各种围堰的特点、适用范围、施工技术进行阐述。
1 土围堰
1.1 适用范围和自身特点
土围堰适用于水深小于2m，流速小于0.3m/s，河床透水性较小的土壤，坡面加固防护时，流速可以稍大，宜用于河边的浅滩处。土围堰是完全依靠围堰本身重力获得稳定和强度的。当河床土质如为渗水量大的砂土，如中砂、细沙、粉砂时，不得使用土围堰。因为这类砂土不仅渗水量大，增加挖基坑时的排水工作量，而且排水时，围堰下砂土极易发生管涌、翻砂，使围堰下基地沉陷，毁坏围堰。
1.2 施工技术
土围堰的施工中应该注意一下几点：
1.2.1 当围堰顶部宽度为1~2m时，可采用机械挖基，但应根据机械的种类确定具体的顶部宽度，且不应小于3m。
1.2.2 在筑堰之前，必须将围堰底下河床底上的树根、石块及杂物清除干净。因为混有树根、石块及杂物的填筑土不易夯压并极易形成渗水孔道。
1.2.3 筑堰材料宜选用黏性土或砂夹黏土。填出水面之后应进行夯实。
2 木板桩围堰
2.1 适用范围和自身特点
木板桩围堰适用于采集和运输木材较方便的地区, 河床能打下木板桩, 水深较大（3m~5m）, 流速较高（1m/s~5m/s以上）, 河床透水, 基坑壁有土, 当不能运用土堰时, 适宜采用。为了防止渗漏，板桩间应有榫槽相接。当水深不深时，可用单层木板桩，内部加支撑以平衡外部压力；水较深时，可用双壁木板桩，双壁之间用铁拉条或根木拉紧，中间填土。若挖基较深，而条件又允许的情况下，可采用多级木板桩围堰。
2.2 施工技术
木板桩围堰常用两三块拼成一组再插打，以求迅速及板缝密实。安装板桩时，如木板桩较短，可只在地面或水面设置一道导框；如桩身较长，为了保证插打垂直，应采用两道导框，先打定位桩，后安装围堰。木板装的插打与合拢有两种方法。一种是先插后打。将围堰的一边或全围堰的板桩都先插好、挤紧，插桩时可先将桩打下1m左右，使桩能够站稳。插好后，对各个桩分次轮流击打，每次打下1.5m左右，直至全部打下至设计标高。这种方法能保证合拢但是施工进度较慢。另一种方法是分块插打。由一角开始，用单块或单个组桩插打，至设计标高后再插打第二桩，此方法进度快，但是合拢比较困难，质量不易保证。
3 双壁钢围堰
3.1 适用范围和自身特点
双壁钢围堰适用于深水基础施工，围堰的尺寸及高度应根据基础尺寸及放样误差、墩位处河床标高、围堰下沉深度和施工期间可能出现的最高水位高程以及浪高等因素确定。钢壁围堰是一种新型的施工方法。该法不受施工水位限制，可承受很大的水压力，能安全渡洪，结构简单、刚性大，施工方便，工期短，可部分回收利用，当岩面倾斜时，还可做成高低刃脚。
3.2 施工技术
双壁钢围堰的施工要点如下：
3.2.1 钢壳的刃脚应全部稳妥地支承于岩面上以保证清基和顺利钻孔。
3.2.2 钻孔护筒顶面应高出封底混凝土面0.15~1.0m,下端应接近基岩面，并串联固定连成整体。当封底混凝土灌注完毕后，由潜水员在水下拆除连接螺栓，将固定支架吊出水面。
3.2.3 当墩身混凝土筑出水面后，就可拆除双壁钢围堰的上部，均在围堰内切割，内壁在无水的情况下切割，外壁在灌水后水中切割。
4 钢板桩围堰
4.1 适用范围和自身特点
钢板桩围堰适用于水深大于5m，砂性土、半干硬性黏土、碎卵石类土及风化岩等透水性好的河床且不能用其他围堰的情况。根据需要可修筑成单层、双程和构体式。适用于防水及挡土，施工方便，入土深度应大于河床以上部分长度。钢板桩围堰根据实际需要，可作成圆形或矩形。矩形围堰的角桩没有现成的角桩板桩，须要把一块钢板截开为两个半块，中间加一根角钢焊接或铆接。
4.2 施工技术
钢板桩围堰的施工中应该注意以下几点：
4.2.1 选择打桩机具。打桩机具的选择主要包括打桩锤和打桩架两部分。打桩锤的重量一般大于桩重，这样能保证桩尖与桩头不被打坏，且打桩效率高。
4.2.2 围囹安装。安装围囹时，应进行测量定位。当水中围囹距离岸边或已成桥墩较远者，可用前方交会法进行定位。
4.2.3 钢板桩插打。钢板桩可采用逐块插打和全围囹组插合拢后再逐步打的两种方法。为了加快速度，可另用一台吊机或者一艘吊船来承担吊桩工作，桩架只负责打桩。为了保证钢板桩插打正直，顺利合拢，可采用外加导框的措施。
4.2.4 防渗漏措施。当锁口不密发生渗漏时，可在抽水发现后以板条、棉絮等在内侧堵塞，或在渗漏外侧水面撒布大量细煤渣与木屑或谷糠等使水将其夹带至水下漏缝处进行封堵。
4.2.5 拔除板桩。板桩拔除前，一般应先将水下或基坑中的支撑系统拆除。拆除时应采取适当措施，保证人身安全。为减小拔桩的摩阻力，在拔桩前对桩略加锤击，或在围堰内灌水，使水面高出河面1m~1.5m，用静水压使桩壁与混凝土脱离。
5 套箱围堰
5.1 适用范围和自身特点
套箱围堰适用于深水，流速 2.0m/s，无覆盖层，平坦的岩石河床。套箱围堰分有底套箱和无底套箱，无底套箱用于浅水部位，有底套箱用于深水部位。套箱可用木材、钢板或钢筋混凝土制作，内部设相应材料的支撑。根据工地起吊，移运能力和现场实际情况，套箱可以制成整体式和装配式。套箱的接缝必须采取防止渗漏的措施。
5.2 施工技术
套箱围堰的施工步骤如下:1.测量组放线, 在钢护筒上焊接牛腿。2.平台拆除后搭设上导梁及内支撑。对上导梁牛腿抄平, 安装上导梁、并与牛腿焊接定位, 安装内斜撑。并用相同的方法安装下导梁。3.第一次下插模板并合龙。4.水下安装斜拉杆。5.进行抛填粗砂及砂袋维护。6.布置导管, 并灌注水下封底混凝土。7.套箱止水与封底处理。8.割除设计桩头标高以上的钢护筒, 安装下导梁内斜撑。9.绑扎承台钢筋、预埋墩身钢筋、接地钢筋。10.浇筑承台混凝土。
6 锁口管柱围堰
6.1 适用范围和自身特点
锁口管柱围堰可应用于深水的基础围堰。它的承载力大，又有锁口钢管桩作保护，安全可靠，施工简单，是一种较好的基础形式。
6.2 施工技术
施工方法为：先在要修建的基础周围打入大型锁扣钢管桩，形成一个围堰，再以砂浆将锁扣封闭，然后在围堰内挖除土壤，到一定深度后再灌注承台及墩身混凝土，直到水面上。在围堰内回灌水以后，用水下切割机将承台上的锁口钢管桩切除。
7.结束语
我国目前的经济快速发展，水利工程作为一种十分重要的基础设施对于保证整个国民经济的快速稳定的发展具有十分重要的作用。为了确保水利工程施工的顺利进行必须采用围堰来对流水进行有效的阻挡，只有这样才能够使水利工程建设有一个稳定的施工环境，为水利工程的按期完成打下坚实的基础。
参考文献
[1]贾仲平.水利工程施工围堰技术进展[J].人民长江,2005,36(11): 1-2.
电解水实验范文6
危机则是改革的契机。在人类应对挑战、对付危机的各种行为中，制度的确立与改进最具有根本性，它的作用就在于节约成本，降低不确定性。制度是人类成功应对挑战的结果，又是成功迎接进一步挑战的先决条件。响应水危机的行为调整，既需要工程建设、更需要制度建设。过去我们应对水危机是以工程建设为中心，建设了大量水利工程和调水工程，但是资源供给总是赶不上人类的需求，水危机反而越来越突出，这表明开源的水利工程建设只能治标，节水的制度建设才是响应水危机的治本之策。中国的治水模式必须从过度依赖工程建设扩大供给为主转向制度建设激励节水，从单一的硬件建设（如水利设备、基础设施）转向软件建设（如制度、法制、民主、R&D、能力建设）和硬件协调发展，政府水利主管部门主要职能从工程投资优先转向制度建设、公共服务、社会管理。
1998年发生特大洪水之后，我国进入大规模水利工程建设时期，过去五年中央水利基建投资总额达1786亿元，是1949年到1997年水利基建投资总额的2.36倍。国家共发行国债6600多亿元，其中用于水利建设1258亿元，约占五分之一。为了应对严峻的水危机，大幅度增加水利投资是必要的，但同时也需要相应加大制度建设的力度。大规模的水利工程建设必须伴随大规模的制度建设，否则不仅不能保证大量工程发挥预期效益，而且随着工程效益的迅速衰减，可能会将我们的水问题拖入更加复杂的境地。
节水型社会建设最能够反映对治水模式转型的要求。我们认为，未来20年中国非常有必要全面建设节水型社会，这是全面建设小康社会的重要支撑，也是中国解决水问题的根本出路。节水型社会包含三重相互联系的特征，微观上资源利用的高效率，中观上资源配置的高效益，宏观上水资源利用的可持续。建立节水型社会是一场深刻的社会变革，核心是通过大规模的制度建设，降低水治理的各种成本，建立促进节水和精心用水管水的激励机制。建设节水型社会要比调水工程经济成本低得多，社会收益高得多，这正是制度建设最主要的节约作用。
节水型社会的建立，是一个强制性制度变迁为主、诱致性制度变迁为辅的过程，不仅需要水利部门发挥重要作用，更需要各级政府发挥主导作用。目前水利部组织的节水型社会试点工作已经取得初步经验，我们建议优先在西北和华北缺水地区推广节水型社会建设的经验，待取得一定成效后再向全国推广。
【内容提要】我国水资源严重短缺与用水严重浪费的现象普遍共存，建设节水型社会是中国可持续发展的战略选择。未来20年中国需要全面建设节水型社会，这是中国应对水危机的根本出路，也是全面建设小康社会的重要支撑。节水型社会建设，是水利部门的一项基本任务，同时应作为各级地方政府的一项重要工作，特别应成为华北和西北地区各级地方政府的一项非常重要的日常性工作。
什么是节水型社会？如何建设节水型社会？建成什么样的节水型社会？这是新世纪中国治水面临的重大课题。西北黑河流域中游的张掖地区是我国第一个节水型社会试点，提供了建设节水型社会的制度实践。近期作者两次赴张掖实地调研，在充分吸收已有研究成果基础上，对张掖的试点经验进行理论总结，尝试概括节水型社会的特征、实现途径和运行机制，使其有更大范围的指导意义。
节水型社会是水资源集约高效利用、经济社会快速发展、人与自然和谐相处的社会，包含三重相互联系的特征：微观上资源利用的高效率；中观上资源配置的高效益；宏观上资源利用的可持续。节水型社会体现了人类发展的现念，代表着高度的社会文明，也是现代化的重要标志。我国现状用水效率普遍不高，用水效益更为低下，部分地区已经超过水资源承载能力，建设节水型社会的任务有很强的紧迫性和艰巨性。
建立节水型社会是一场深刻的社会变革，核心是大规模的制度建设。张掖的实践证明，水权理论为节水型社会建设提供了现实可行的制度框架。实施水权管理是从传统用水粗放型社会走向节水型社会的具体途径，内容包括：（1）落实和强化宏观上的总量控制；（2）根据总量约束制定发展战略和调整经济布局；（3）将总量指标逐级向下分配，明确各用水单元的权利和义务；（4）建设计量和监控等支撑水权制度运行的硬件基础设施；（5）建立用水者协会等水权管理的软件基础设施。建立水权制度，实施水权管理，是一项崭新的事业，要在实践中探索和创新，在创新中发展和完善。
有效的运行机制是建设节水型社会的关键。张掖的实践表明，建立有效的节水型社会运行机制，要正确处理水资源利用和管理中政府、市场和社会的关系，建立三者有机结合的新型水治理结构；重塑政府与市场的关系，在政府调控下迅速扩大市场在水资源配置中的作用；重新审视国家和社会的关系，在政府引导下逐步引入全社会的广泛参与。有效的节水型社会运行机制要求政府运作方式经历“四个转变”：从分割管理转向统一管理；从工程建管转向宏观调控；从排斥市场转向市场友好；从封闭决策转向参与透明。
建设节水型社会要求治水模式的转型。我国的治水模式必须从过度依赖工程建设转向制度建设，从硬件建设为主转向软件建设和硬件建设协调发展，从工程投资优先转向制度投资优先。20世纪90年代末以来，中国治水迎来继建国初期以来的第二个投资，水利部提出了从工程水利转向资源水利的治水新思路，并以此指导大规模的水利工程建设。资源水利重视资源管理，核心是制度建设，它的提出标志着中国治水开始从大规模的工程建设走向大规模的制度建设。中国人民在过去50年的治水实践中建设了高度的工程文明，同样有能力在未来50年建设高度的制度文明。
一、中国水问题的根本出路是全面建设节水型社会
中国目前在以最稀缺的水资源和最脆弱的水生态环境，支撑着人类历史上最大规模的人口，负担着历史上最大规模的人类活动，使我们面临着历史上极为严峻的水危机。中国在未来20年全面建设小康社会的进程中，以及未来50年迈向中等收入国家的道路上，水资源短缺和水环境污染将长期是制约经济社会发展的重大瓶颈。中国的水危机已经引起世界范围的广泛关注。美国兰德公司提出影响中国经济增长可持续性的瓶颈之一就是缺水和污染，它们对增长率的负面影响达到1.5-1.9%，高于能源价格上涨和外商投资下降的影响。 OECD的中国研究报告认为，水的低质量和低效率构成中国发展的重大挑战。
我国水资源严重短缺与用水严重浪费的现象普遍共存，建设节水型社会已经成为国家可持续发展的战略选择。2001年初，由43位院士和300名专家提交的《中国可持续发展水资源战略研究报告》认为，解决我国水的问题，核心是提高用水效率，建设节水型社会，确立节流优先、治污为本、多渠道开源的指导原则。国家“十五”计划纲要首次明确提出要建设节水型社会。2002年8月修订的新水法规定，要发展节水型工业、农业和服务业，建立节水型社会。
中国应对水危机需要综合战略，关键是建立节水型社会。黄淮海流域是中国水短缺最为严重的地区，根据世界自然基金会（WWF）研究报告，如果黄淮海地区水管理能够达到欧洲发达国家的水平，并在减少废物排放及废水集中处理方面投资，节水潜力达到500－800亿M3，不仅完全能够弥补北方需水量的不足，而且将大大改善中国的水环境。南水北调工程建成通水后，并不能从根本上解决中国北方缺水，而如果不能有效提高北方的用水效率和控制污染，将有25－40％的调水量被浪费。南水北调工程要发挥预期效益，避免“大调水、大污染、大浪费”，关键在于北方能否全面建立节水型社会。
节水是中国应对水危机的最有效途径，节水导向的战略适用于整个中国，不仅适用于缺水北方，也同样适用于丰水的南方。节水不仅可以提高资源利用效率、缓解资源供给压力，而且可以减少污水排放、降低供水投资。据《中国可持续发展水资源战略研究报告》预测，我国2010年供水设施单位投资约8元/M3，污水处理约为10元/M3，而节水仅需3元/M3。相对于调水和治污，节水不仅成本较低，而且有很高的生态环境正外部性。节水等于减污，在主要受水质型缺水困扰的南方，也有很强的节水需求。特别是南方很多省份工业化水平和城市化速度大大高于北方，城市水源不足和水质问题十分突出，面临不亚于北方的节水压力。因此，不论水资源短缺的地区，还是水资源相对丰富的地区，不论枯水年，还是丰水年，不论农业还是工业，都有必要节约用水和高效用水。可以认为，全面建立节水机制、全面实施节水战略、全面建设节水型社会，是解决中国缺水和污染问题的根本出路。
什么是节水型社会？如何建设节水型社会？建成什么样的节水型社会？这是新世纪中国治水面临的重大课题。为了探索节水型社会的实践经验，从去年开始，水利部选择甘肃张掖、辽宁大连、四川绵阳等地区进行节水型社会试点。张掖市是2002年3月水利部确定的全国第一个节水型社会的试点，也是我国首次开展的区域性综合节水示范项目，已经开展了卓有成效的工作，引起社会的广泛关注。张掖的试点工作对于我们认识节水型社会有重要参考价值，2003年8月，我们两次赴张掖实地考察，回京后充分吸收和借鉴已有研究成果，尝试对张掖经验做初步的理论总结。
二、节水型社会的三重特征：效率、效益和可持续
