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水循环特征范文1
关键词：变化环境；地下水资源；地下水环境；综述；进展
中图分类号：P343.6；P334.92 文献标志码：A 文章编号：16721683（2014）06001804
地下水是水循环重要组成部分，地下水的蒸发、补给、排泄、越流、横向流动等使得地下水资源不断得到更新。降水落到地面，一部分形成地表径流，通过地表水体入海或再次回归到大气中；另一部分通过包气带渗入地下，形成地下水径流，又通过蒸发、地下水开发、补给地表水等形式离开地下。
自19世纪以来，工业化排出大量“温室气体”使全球地表平均温度升高，降水、蒸发等气候要素也发生变化，进而影响地下水污染物运移的动力条件。同时，人类活动（包括土地利用方式的改变、大量取用地表水和地下水等）也在强烈地改变流域水循环的各个环节。可见变化环境下流域水循环演变是全球气候变化和强烈人类活动共同作用的结果，具有“自然人工”二元驱动力的模式，是一种“二元”水循环过程[1]。变化的环境直接或间接作用于地下水循环机制，不但影响地下水资源情势，而且改变污染物作用于水体的机制，使得水环境情势发生变化。鉴于地下水的重要性，分析人类活动和气候变化对地下水资源和水环境的影响，是未来制定地下水资源和水环境政策的重要依据，对于应对未来水危机有着重要的意义。
1 变化环境的内涵
过去20多年来，对由自然和人为因素引起的地球系统功能的全球尺度变化研究不断深化。水循环和生物地球化学循环等的变化是全球变化的一部分，同时水循环和生物地球化学循环也受到来自大尺度的地球环境的影响。一般来说，变化环境下驱动水循环演变的因子可以分为自然环境影响和人类活动两大类[2]；自然环境影响因子主要包括：气候变化[1]，太阳黑子活动[3]，自然变化[4]等；人类活动包括农业活动[5]、工业化和城市化[6]等导致的下垫面变化和覆被变化，以及水利工程和取用水[7]等导致的水循环变化。一般将气候变化和人类活动统称为变化环境[8]。水循环伴生过程是水循环的一系列伴随过程，如水生态和水环境过程等[9]。
2 相关研究进展
2.1 变化环境下水循环及伴生过程演变研究进展
在对水循环的研究中，水文模型是一个重要且有用的工具。随着水文相关研究的不断深入，水文模型得到不断发展，从降雨径流“黑箱”模型（以Sherman单位线法为代表[9]）发展到概念集总式“灰箱”模型（以美国Stanford模型[8]，日本TANK[10]模型），再发展到基于物理机制的分布式“白箱”模型（以SHE模型为代表[11]）。
基于物理机制和偏微分方程的分布式水文模型可以计算、模拟和分析具有时空变异性的各水循环要素，为变化环境下水循环演变分析和其伴生过程模拟及分析提供了强大平台支持[12]。例如，Ktie等[13]将区域气候模式与水文模型耦合用于研究河川径流对气候变化的响应；Tome等[14]将简单的降水―潜在蒸发关系与生态水文模型结合，辨别出气候变化和人类活动对河川径流的不同影响；Barnett等[15]将“指纹算法”与气候水文模型相结合，在美国中西部地区的水资源演变归因分析中进行应用，得出该地区水资源演变的60%为气候变化驱动；Scibek等[16]利用区域气候模式、分布式水文模型和地下水模型，分析了气候变化下的地下水和地表水相互作用；Huang[17]应用分布式生态水文动力学SWIM模型模拟了大尺度流域对土地利用变化的响应，而且在水循环模拟的基础上又模拟了地下水氮负荷和氮浓度，得出优化的农业土地利用和管理是减少氮负荷和改善流域水质的必要条件；Ocampo 等[18]在澳大利亚西部的Susannah Brook以农业活动为主的流域，在调查水文过程与生物地球化学过程关系的基础上，分析了坡度以及高地与河岸地区浅层地下水对氮循环的影响，并在此基础上建立了耦合水文过程与生物地球化学过程的“统一智能模型”。
2.2 变化环境对地下水循环的影响
费宇红[19]通过对京津以南的河北平原近50年来地下水循环进行研究，认为浅层地下水和深层地下水的严重超采改变了地下水流的方向，从自西向东的自然状态转变为向各地地下水位漏斗中心汇流的状态。张文华对石羊河流域地下水的动态影响因素进行了主成分回归分析，认为人类活动对地下水动态的影响在67%左右，气候变化对地下水动态影响在37%左右。张冠儒[20]采用动态建模与正交试验相结合的方法对宝鸡峡灌区的地下水位进行研究，认为灌溉量和蒸发量是影响地下水位动态的主要影响因素；韩业珍[21]在同一地区采用灰色关联度方法研究了地下水位动态变化，认为黄土台塬区和渭河阶地区地下水动态的影响因素从大到小依次为蒸发、降水、地表水灌溉、地下水开采。林岚[22]对松嫩盆地降雨入渗补给量变化进行了研究，定量评价了气候变化和土地利用变化情景下降雨入渗补给的变化。可见在变化环境下，地下水循环发生了严重的变化，人类活动和气候变化在一些地区对地下水循环有着巨大的影响，并且同一因素在不同地区的影响程度呈现不一致的特征。
2.3 变化环境对地下水环境的影响
韩冬梅[23]认为忻州盆地第四系地下水渗流场的改变使得含水层地球化学作用发生改变造成一系列的地下水资源、水环境问题。郎超[24]在喀斯特地区研究了“三水”运输化学特征，发现包括三氮在内的一些具有人类活动影响的特征的物质是主要污染物，提示了人类活动对喀斯特地区地下水环境的重要影响。叶玉玲[25]对胶州湾周边地区地下水文以及地球化学特征进行了分析，认为地下水向胶州湾输送的营养盐以硝态氮为主，氨氮和磷的量较小，并且这些营养盐主要来自农业面源活动。章光新[26]等运用统计和相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法研究了气候变化和高强度人类活动下的松嫩平原地下水化学特征与演变规律，认为风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合等过程是影响地下水水质化学特征的主要机制。可以看出，气候变化和人类生产生活已成为地下水环境改变的主要原因，并且由于农业活动中大量营养元素的施用，已对地下水环境造成严重的影响，对该领域的研究对于缓解地下水环境危机有着重要意义。
近年来，国外研究多以地下水流模型和地下水溶质运移模型模拟变化环境以及管理控制情景下的地下水环境变化。Zhang等[27]通过建立地下水流模型（MODFLOW）和地下水溶质运移模型（MT3DMS），模拟了6种土地利用情景下的英国Sherwood沙地的地下水氮污染浓度，据估算，到2025年，由于森林面积增大，总氮污染负荷减少了35%，并且在最严格氮污染损失的情景下，地下水总氮浓度达到50 mg/L（合10 N mg/L左右），已高于欧洲饮用水标准。Gunter等[28]通过建立MODFLOW和MT3DMS模型研究了河道与地下水系统的水动力变化情景下的含水层的氮污染情况。Miroslav等[29]利用MT3DMS模型模拟了捷克Elbe河床底泥对地下水的污染，预测未来10～20年内该地区地下水质没有大的风险。
3 不足及难点
目前，我国对地下水循环和水环境的研究大多处在调查、实验和相关性分析阶段，难以准确地揭示变化环境下地下水循环和水环境的演变机制，而模型模拟研究还在探索之中，在区域上多集中在灌区为主的小区域，大尺度的地下水水循环（地下水资源）演变研究较缺乏。
大流域（区域）地下水流模型在补给量的确定上存在一定的难度。在变化环境影响下，各种补给量发生了复杂变化，对补给的精细计算超过当前的计算能力和研究水平，因此影响了大尺度流域（区域）地下水流模拟的精度。由于地下水污染物运移模型是根据地下水流模型补给量和浓度来估算地下水污染物负荷。因此确定补给量的困难也影响着大尺度地下水污染物运移模型的精度。
另外，地下水污染负荷研究尚待完善，主要是土壤水运动以及土壤水营养盐运移机制复杂多变。应用包气带和饱和带污染物运移耦合模拟虽然有尝试，但开发较难，并且不适合大流域。实验估算法在点尺度上较精确，但大尺度流域影响因素众多，布置大量实验点不太现实。物料平衡法较为简单，但是由于源汇项多并且复杂多变，影响因素众多，不确定性相对较大。
4 发展趋势与展望
（1）基于水循环模拟的地下水资源与水环境研究。地下水资源和水环境是水循环系统及其伴生过程的一个重要部分。水循环模拟，特别是“二元”水循环及其伴生过程模拟，是基于物理机制的过程模拟，其对于综合模拟水资源系统和水环境系统有着强大的支撑作用。应用水循环模拟平台，模拟变化环境对水循环影响，进而分析地下水资源和水环境的情势，将是重要的研究趋势。
第二，关于作用机理的研究。在基于水循环模拟的研究中，由于系统的复杂性和参数的不确定性和参数处理的粗略性，部分模拟结果失真。但是参数问题是表象，机理研究不足才是本质。虽然含水层污染物运移机制研究已取得很大进展，但是只是集中在小尺度范围，而难以应用到流域（区域）尺度中。因此，在对变化环境下地下水资源和水环境演变过程中，要在作用机制和参数处理上特别是大尺度机制上进行深入的研究。
第三，地下水综合模拟框架的开发。研究变化环境下地下水资源和水环境演变涉及到水循环及其伴生过程模拟的各个方面，其模型应用中需要用到其他模型的模拟结果，涉及到系统间的数据和参数交换。因此需要构建地下水综合模拟框架，涉及到对水循环及其伴生过程的各系统的作用机制和耦合机制的研究，也涉及到不同尺度模拟之间的数据交换研究。
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水循环特征范文2
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
水循环特征范文3
教学本质到底是什么？现代不少教育学家认为“教学是师生双方共同活动，由教师的教与学生的学组合起来的共同活动过程”，进而认为教学的本质是“对话”、“交流”、“沟通”，教学是一种学习的活动，本质上是学而不是教。在新课程背景下，教学本质更是以教师指导下的学生主动学习为基础，以新型师生关系为纽带，通过教师、学生与教学目标、教学资源、教学媒体的交互作用而使学生在知识能力、情感态度、创新精神等方面都得到主动发展的一种有组织、有计划的育人活动。由此可知，新教学的本质在于育人，即引导学生主动地学习，使之在知识能力、情感态度、创新精神等方面都得到主动发展，成为具有鲜明个性的人。但目前不少课堂教学中，知识是“死”的，是客观存在的，教学设计往往侧重于发挥教师的主导作用，学生是课堂的旁观者，没有积极参与，没有自己的经历和体验，通过“别人”（教师或书本）陈述话语获得知识，这样获得的知识是机械的，学生不懂得应用。学生的思维能力、学习积极性、主动性都未激发出来。还有一种情况，对于新课改，一些教师过多沉浸于新的教学形式、教学手段的变革中，但却忽略了教学的真正本质与意义。如果失去本质，仅有形式，岂不等于无源之水、无本之木？曾听过这样一节课，上课教师花费了大量时间制作多媒体课件，准备了十几张卡片，并采用小组合作、探究发现、活动教学等多种新型的教学形式，一节课热热闹闹，但是最基本的教学目标却不清晰，尚未落实。这种现象在当今课堂中并不少见，看似热热闹闹，但却忽略了教学本质，这是很值得警醒的。
二、探寻、理解学习意义，为学生创造有意义的学习经历
“学者，觉也”（《礼记·王制》）、“学而不思则罔，思而不学则殆”（《论语·为政》）、“学莫贵于自得”（程颐）、“思之自得者真，习之纯熟者妙”（明代学者王廷相），分别是古圣先贤对于学习的真义、原则、方法、功能的经典性表述。要实现意义学习，首先要激发学生兴趣和需要。人本主义学习理论认为：“所有学生都有学习动机，而如何使所有学生的学习动机，专注于为他所设定的学科，显然是教学成败的关键所在。”因此教师在教导学生学习知识之前，必须设身处地从学生的立场出发，提出并尝试回答这样的问题：“我们为什么要学习？”只有学生认为，学习是有意义和价值的，所学知识正符合他们的成长需要，且有能力学习，有能力达到教师对他们的期望程度，他们才会自愿读书求知，不会因失败而退缩，不会不敢于尝试。所以不管是哪种学习，都希望学习不是一个痛苦的过程，而是快乐、有意义的：学习应该既能贴近社会生活，符合学生能力水平，又能从中感受快乐、有所收获。然而有的学生深感学习痛苦、不知学习的意义何在，作为教师就很有必要思考怎样学习才是有意义的。
国家新课程培训中心曾对北京市和海南省的中学生就有关学习意义进行问卷调查。对学生的想法进行分类，并适度提炼，发现对学生来说有意义的学习至少包括三个要素：有趣、有效、有用。学生学习中对这三个要素的追求符合学习心理发展规律，同时也与教学本质一致。怎样让教学变得“有趣、有效、有用”，在课堂上回归教学本质，让学生积极参与学习，为学生创造有意义的学习经历，下面以“水循环”一课为例略作探讨。
三、“有趣、有效、有用”的课堂教学策略——以“水循环”为例
“水循环”一课尝试回归教学本质，可很好体现学习意义和地理学科应用性，是一节“活”课。对学生而言，在这节课中他们可以感受到自己是主体，因为老师要求学生运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义。所有教学环节都需要学生自己观察、探索和思考才能完成，教学始终在触动“我”、给我“看”、让我“做”、看“我”的、检验“我”等过程中进行。创设的情境和带思考性的设问也使学生进一步产生浓厚的学习兴趣和探究欲望。
1.解读课标要求，确定教学目标
本节课课程标准要求：“运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义”。对课标的解读可分四步，先对两个关键词做解析：“过程”即事物发展所经过的程序、阶段；“环节”即相互关联的诸多事物之一。然后将课标分解成如下学习目标。描述水循环的过程；掌握水循环各环节的特点及其相互关系；理解水循环的地理意义；运用水循环知识解释地理现象，提出解决地理问题的方法。
2.落实学习目标，紧抓“过程”和“动态”
从地理环境整体性和差异性角度分析水循环动态过程，可设计独具匠心的四个层层递进的教学环节，培养和考查学生地理观察能力、地理关联思维能力及文字表达能力。
首先呈现一幅立体的水循环大环境图（图1）。引导学生观察并思考以下问题，如水体的种类、水的三态，然后要求学生观察水循环环节，让学生对水循环有直观感知，并在大脑中留下海陆空水循环宏观画面。其二，在学生对水循环环节和水循环过程有一定了解的基础上，进一步要求学生读水循环示意图（图2），思考并回答以下问题：“海上内循环、海陆间循环、陆地内循环彼此之间是怎样关联的？为什么把海陆间循环叫作大循环，是因为它的循环水量大还是范围大？抑或其它原因？”此处值得借鉴的是让学生认识到水循环过程是一个整体，再从几个设问找出三者的差异性，加强学生对三种类型水循环关联性的认识。其三，让学生归纳出水循环的主要环节，并分析每个环节的主要影响因素。其四，让学生尝试简单描述水的循环过程，并写在学案上。同时要求学生参看书本描述，纠正学生表述口语化的错误。
3.拓宽思维空间，培养地理能力
在学生归纳出水循环的主要环节后，要求学生思考并分析每个环节的影响因素，充分体现地理环境各要素的内在联系，进一步拓展学生地理思维，让学生真正把知识连贯起来，学会分析各地理要素的关联性。学生也可以得出结论：水循环是动态的，影响因素是动态的，影响因素的变化会导致水循环环节的变化，从而影响水循环。
在讲述水循环地理意义这一环节时，可出示大量与水循环相关的地理景观图片，让学生先直接感受水循环造成很多地理现象和地理景观。同时也让学生从理性的认识过渡到现实世界，并要求学生学会用所学知识去解释其地理现象的成因，用文字归纳水循环的地理意义。这一环节不仅测试学生归纳能力，也提醒学生透过地理现象看本质，并指导其学会用地理语言描述地理特征。
4.重视教学评价，凸显地理学科价值
水循环特征范文4
大规模的水坝建设使得水库对河川径流的调节能力日益加大，有些流域的水库调节库容接近或超过河川的多年平均径流量，以至造成水坝下游河流水量的减少，甚至干枯。这将造成下游河床的萎缩，对河流生态系统造成毁灭性的灾害。同时，水坝的建设造成水流连续性、河床连续性、生态连续性的破坏，并在上游造成大面积的淹没，大量移民又要造成许多新的环境问题。
河流的防洪标准不断提高，河流两岸的堤防越来越高，使得河流两岸的洪泛区域与河流的水循环分离，河流两岸的湿地消失，地下水得不到河流的补充，使得两岸广阔洪泛平原的生态状况日益恶化。
大量兴建的水资源开发工程造成流域水资源的过度开发利用，结果是流域地下水位下降、地表河流和湖泊萎缩、植枯，生态环境恶化。在近海地区由于地下水的降低，海水入侵地下水，造成地下水的污染。
概括来说，大量水利工程的建设对流域水循环的影响最大，主要表现是：
流域水循环的短路化，流域水循环的速度加快，降雨产汇流的速度加快，流域降雨很快汇入河道，泄入大海。
流域水循环的绝缘化，洪水只在大堤的范围内流动，不再泛滥。河流两岸的广大洪泛区不再受到洪水的侵扰，但是也失去了洪水对地下水的补充和清洗。流域的水循环与河流的水循环绝缘化。
流域生态系统的孤立化，流域的水绿生态网络被切断、阻隔，流域内的生物群落被局限在某一固定区域，不能自由移动，捕食和不能正常进行，造成生物群落的退化和灭绝。
近年来，对于保护生物多样性和流域社会可持续发展的认识不断被接受，提出了对遭受破坏的生态系统进行修复的新课题，许多国家提出恢复流域的自然特征，恢复多自然特征的河流，我国的一些流域也先后提出了生态修复的目标，在这样的大潮流的推动下，出现了许多生态水力学的研究课题，比较引人注目的成果有：
湖泊水生态系统的修复。目前我国人口密集区的大多数湖泊出现了由于污染造成的湖泊富营养化现象，即由于磷、氮类营养盐大量进入湖泊造成湖泊内藻类的异常增殖，水体生产力提高，水质恶化。对湖泊的治理除了控制污染源之外，最有效而可行的措施就是修复湖泊的生态系统。在我国的洱海、滇池、太湖都在开展生态修复的试点工程。如湖滨带的生态修复、湖周湿地的生态修复等。湖流对营养盐的输送、湖流对湖泊内泥沙的输移、湖流对底泥污染物释放量的影响、以及综合各类研究成果建立的水域富营养化模型等都成为生态水力学中的热门课题。中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院率先开展了这一领域的研究，目前类似的课题已经有很多。已有三维的富营养化模型，包括流场、温度、太阳辐射、光合作用、营养盐、浮游植物、浮游动物、大型水生动植物在内的诸多物理、化学和生态参数。
恢复河流自然特征的研究。传统水力学的研究，比较注重河流输水的经济性，结果造成河流断面的均一化、河流渠道化，河流自然特征逐渐消失，河流生物多样性减少。目前，在恢复河流自然特征的研究中，创造河床的滩——潭交互结构、近岸的洄流结构、创造适合特种生物生存和繁殖的流场等方面的研究也方兴未艾。
以河流生态系统优化为目标的水利工程调度研究。以往的水利工程调度大多只考虑水资源优化、水能经济优化等目标，没有将下游的水环境和生态环境优化作为调度目标，结果往往是达到了经济优化的目标，损坏了下游的生态环境。近年来结合下游河流环境、生态需水量的研究，提出了以下游生态环境优化为目标的水库调度研究，增加了水库的生态环境调度功能，有条件的地方将水库的改善生态环境放在首位，被称为生态型水库。
洪水资源化的研究。传统水利认为洪水只是一种灾害，近来逐渐认识到洪水不仅是灾害，还是一个生态过程，通过洪水泛滥补充地下水、恢复湿地、清洗河流、改良土壤等，因此不能完全消灭洪水。这方面的研究有，有控制的人工洪水调度、与溢流堰结合的堤防设计、利用洪水的地下水回灌等。
湿地修复技术研究。湿地的恢复需要适当的水流条件，不同的湿地植物群落，需要相应的水深、流速、水温等。在湿地恢复过程中要注意流场的控制，以满足湿地生态修复的要求。
植物群落对水中营养盐降解的机理研究。水中的营养盐在进入水生植物系统后，经过沉降、微生物分解、根系吸收等环节，使水体内营养盐的浓度降低，达到净化目的。上述过程，与流场关系密切，如水深、流速、水体滞留时间等。目前多是通过现场的实地实验确定各种参数，试图建立数学模型。
水循环特征范文5
国内外城市及住宅区水循环利用现状
1. 国外住宅区水循环利用现状：国外对住宅区水循环利用非常重视，德国、美国、新加坡等国家在此方面都有丰富的成功经验。德国是欧洲开展雨水利用最好的国家，在城市的很多公共场所设有专门的雨水收集系统。很多小街巷都是以石块铺砌，留有缝隙，供雨水下渗，利用公共雨水管收集雨水，处理后达到杂用水水质标准，用于街区公寓的厕所冲洗和景观用水，大大节省了自来水的用量。此外德国还专门制定了有关雨水利用的法律法规，新建小区若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。美国也制定了相应的法律法规，对雨水利用给予重点支持。如科罗拉多州、佛罗里达州就曾分别制定了《雨水利用条例》，其中规定，新开发区的暴雨、洪水、洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区必须要实行强制的“就地滞洪蓄水”。新加坡水资源匮乏，生活用水很大程度上依赖于经过深度处理和净化的雨水和海水。在新加坡雨水利用的建设成本低，雨水经过深度处理作为饮用水的成本是海水淡化的三分之一。所以，新加坡在雨水收集及利用上具有很高的成效。
2. 国内住宅区水循环利用现状：在国内，对雨水利用率比较高的城市和地区有北京、香港、台湾等。近几年随着可持续概念的提出以及房地产行业的发展，很多城市开始重视节能减排，房地产行业也更加注重生态住宅的开发。但是小面积的利用雨水成效小，而且成本很高，雨水利用更应该上升到城市建设的层面上。在我国大部分城市中，道路的铺装一般都是透水性比较差柏油路和水泥路，雨水大多通过道路的下水道流向城市外的河流。很多地方甚至因为铺装的透水性较差，造成大面积积水，加重雨天城市交通拥堵。
处理水源
1. 生活废水：对于小区内的生活废水最好根据实际情况分别进行处理。例如，可以考虑将厨房废水管道与卫生间的冲厕管道设为一个排污管道，该废水因为污染物较多，所以可以考虑一起进行特定物理处理法。通过物理或机械作用去除废水中不溶解的悬浮固体及油品，通过过滤、沉淀、离心分离、上浮等多道程序，最后达到中水水质一般标准。另外，人们的洗澡水、洗衣废水以及洗漱废水可以汇集到一个污水管道，因为该污水所含的化学物质较多，所以可以通过化学法进行水质处理，加入化学物质，通过化学反应，改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使之发生化学或物理状态的变化，进而从水中除去。最后达到中水水质一般标准。
处理后的生活废水如果已经达到了中水水质的一般标准，可以将其用于建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面，或供小区居民洗车和冲洗马桶，这样不但节约了大量自来水，还可以为居民节省大量水费。
2. 雨水：雨水经收集后，既可直接用于小区杂用水、环境景观用水和冷却循环用水等，也可以将其简单处理后下渗或回灌地下，补充地下水。在降雨量少而且不均匀的地区，如果雨水直接利用的经济效益不高，可以考虑选择雨水间接利用方案。
雨水的水质比一般回收水的水质要好很多，根据试验研究显示，雨水的pH值较低（平均约在5.6左右），在雨水收集过程中，降雨所带入了许多收集面污染物或泥砂，而一般的污染物（如树叶等）可经由筛网筛除，泥砂可经由沉淀及过滤的处理加以去除。此阶段的雨水可以直接用于景观用水，可作为植物喷洒浇灌。如果进一步将水质进行深度处理，还可以达到人们的生活用水的水质标准。
3. 实践案例：大连大有恬园住宅小区在设计和建设过程中，综合考虑了小区生态环境保护、资源利用和建筑节能等诸多方面因素，初步实现了住宅内外物质能源系统良性循环，无废、无污染。小区建设了中水人工循环利用系统、地表水半自然循环利用系统和地下水自然循环利用系统，全面利用包括污水、雨水、地表涵养水等可利用水资源，开发形成了大有恬园独创的生态住宅水循环利用系统。建设的自用污水处理站，使小区生活污水实现中水回用、污水零排放，每年可节省自来水30～40%，充分体现了资源节约环境友好的建设理念。大有恬园的节能、节水、节地，污水零排放，被誉为“大有恬园”模式。
结 语
如今，全世界都在提倡节能减排，努力建设绿色建筑、生态建筑。其根本目的是通过组织建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。也就是说在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染。这就对水循环利用提出更高的要求。对我国而言，充分借鉴发达国家生态住宅区的水循环利用经验，结合我国国情，进一步加强水循环的技术研究，提高水循环利用率，既能缓解水资源的供需矛盾，又能减少洪涝灾害。
（作者单位：大连理工大学建筑与艺术学院）
基金资助：
辽宁省社会科学规划基金项目（L12CJY037）
水循环特征范文6
读我国南方某低山丘陵区某小流域水循环示意图，完成1～2题。
1. 由于人类某种活动，使蒸腾作用显著减弱时，可能直接导致该区域（ ）
A. 降水增加 B. 地表径流变化增大
C. 水汽输送量增加 D. 地下径流增加
2. 若要增加该区域的年降水量，则下列措施中目前可行性较差的是（ ）
A. 封山育林 B. 退耕还林
C. 增加水汽输送量 D. 修建小型水库
读我国重点缺水地区分布示意图，回答3～4题。
3. 对各地区缺水原因分析不正确的是（ ）
A. ①地降水量小，农业用水量大
B. ②地生产用水量大，水污染严重
C. ③地降水量小，近海养殖用水量大
D. ④地降水变率大，生产用水量大
4. 解决③地缺水最有效的措施是（ ）
A. 增加人工降雨 B. 修建梯田
C. 大力开采地下水 D. 跨流域调水
图a示意某流域水系分布，图b为该流域内一次局地暴雨前后甲、乙两水文站观测到的河流流量变化曲线。读图，完成5～6题。
a b
5. 此次局地暴雨可能出现在图a中的（ ）
A. ①地 B. ②地 C. ③地 D. ④地
6. 乙水文站洪峰流量峰值小于甲水文站，主要是因为甲、乙水文站之间（ ）
A. 河道淤积 B. 河谷变宽
C. 湖泊分流 D. 湖水补给量减小
下图为树枝状排水系统示意图，读图完成7～9题。
7. 图中等高线由高到低的排列顺序，正确的是（ ）
A. 1―2―3―4―5―6―7
B. 7―6―5―4―3―2―1
C. 1―3―2―7―4―5―6
D. 7―1―6―2―5―3―4
8. 图示树枝状排水系统，利用的地理原理是（ ）
A. 加快地表径流 B. 减缓地表径流
C. 增加下渗 D. 减缓下渗
9. 该排水系统比较适宜的地区是（ ）
A. 高山地区
B. 植被茂密的地区
C. 坡度较大的地区
D. 坡度较缓且降水较为集中的地区
下图中甲、乙分别是M、N河流上的水文站。据图完成10题。
10. 观测发现，M、N河流的径流量有明显的季节变化，则下列叙述正确的是（ ）
A. 防洪任务最重的月份是7月
B. 引起甲、乙两水文站下游自然植被差异的主要原因是纬度变化
C. 大陆沿岸有暖流经过
D. 大陆沿岸常年受极地东风带影响
二、非选择题（共40分）
11. 下面左图为某地地形剖面示意图，右图为该地沿海某流域地下水等水位线分布示意图。读图，回答下列问题。
（1）判断图示水循环的类型，并说明与C海区的渔业资源丰富有关的水循环环节。
（2）在B处大量抽取地下水，可能造成的不利影响是什么？
（3）判断A环节的名称，说明它对海洋和陆地的作用。
（4）与10年前相比，右图中河流的地下水水位发生了什么变化？分析该地的气候可能出现的变化趋势以及该变化所产生的地理意义。
12. 根据材料和图，结合所学知识，回答下列问题。
材料 中新网2012年2月20日电，目前我国遭受地面沉降灾害的城市超过50个，最严重的是长江三角洲地区、华北地区和汾渭谷地。据专家研究目前地面沉降的主要人为原因有三大方面：（1）地下资源开采，如地下水、煤炭等资源的开采；（2）城市地下空间开发，如地铁、地下停车场的建设等；（3）地表大面积荷载增加，如地表出现了大量密集建筑群、桥梁等交通设施及运输荷载的影响等。
中国31个省级行政区（不包括港澳台地区）水资源综合压力等级分布图
备注：1～5表示水资源综合压力等级，数值越大说明水资源的综合压力越大（供水压力越大）
（1）试简要分析地面沉降可能带来的危害及其防御的主要措施。
（2）A、B两地区成为我国水资源综合压力最大地区，其主要原因有何不同？结合两地的地理环境特征，分别提出缓解水资源压力的措施。
13. 分析材料，回答下列问题。
材料一 新华网西宁2011年7月19日电 来自青海省卫星遥感中心的卫星遥感监测显示，中国最大的内陆咸水湖――青海湖的水体面积及水位已连续6年呈递增趋势。监测显示的青海湖水体面积为4321.07平方公里，水位为3193.8米。与2005年相比，青海湖水体面积扩大了70.82平方公里，水位上升了0.35米。专家分析指出，在中国政府和群众的努力之下，青海湖的生态环境呈现了持续良性循环的发展态势。
材料二 青海湖流域图。
（1）青海湖参与的水循环类型是 ，试分析布塔河的水文特征。
