全国大型灌区续建配套与节水改造规划工作已经圆满完成，但从规划审查中所接触的一些问题看，大型灌区续建配套与节水改造的技术论证和决策，仍是一个有待进一步研究和总结的问题。不同地区、不同条件、不同类型的大型灌区应该因地制宜、科学地论证和选择自己的技术方案和技术路线、本文仅就规划审查中反映出的共性技术问题，谈几点对北方大型灌区节水改造的认识，供参考。
2.北方大型灌区节水改造任务艰巨
根据水利部1999年组织的大型灌区续建配套与节水改造规划成果，规划灌溉面积30万亩以上的大型灌区共402处，现状有效灌溉面积2.37亿亩，占全国耕地面积的12.2%，规划灌溉面积2.88亿亩。其中位于北方地区的大型灌区有252处，占总数的62.7%，现状有效灌溉面积1.55亿亩,占全国现状有效灌溉面积的65.4%，规划灌溉面积1.82亿亩，占大型灌区规划灌溉面积的63.2%。由此可见，北方大型灌区在节水改造中占有非常重要的位置。
北方大型灌区和全国大型灌区同样面临工程不够配套、建设标准偏低、老化失修、管理落后等一系列问题，还面临灌溉水量不足的严峻问题。通过节水改造，不但要解决现状缺水，而且在不增加灌溉用水总量的前提下，还要在灌区控制范围内扩大灌溉面积。大型灌区节水改造建设周期长，综合性强，投入巨大，技术方案和技术路线既要立足于生产上已经得到验证的成套技术，同时应有必要的前瞻性，制定科学、合理的改造标准，积极、慎重地采用新技术、新材料、新工艺，以增加灌区改造的科技含量、提升灌区功能，保证工程质量，降低建设费用和运行成本，提高灌区经济效益。
3.北方大型大型灌区节水改造共性技术问题
北方和南方大型灌区所处气候条件有显著差异，节水改造方向和技术路线也有明显的差别，但就北方大型灌区而言，节水改造技术决策也存在一定的共性，可归纳为下述几个主要方面：
3.1以水资源承载能力确定灌区发展规模
我国农业面临的水资源严峻形势不仅表现为水资源的人均占有量和亩均占有量低，而且更突出地表现为水土资源配置失衡。黄河、淮河、海河三大流域的土地面积占全国的13.4%，耕地占39%，人口占35％，GDP占32％，而水资源仅占7.7%，是水资源最为紧张的地区。我国西部大部分灌区垦殖率仅为50％左右，即灌区控制范围有近一半的面积为各类荒地。充足的光热资源和丰富的土地资源诱发起人们以扩大灌溉面积发展农业生产的愿望，但往往忽视了水资源承载能力的限制，造成上游开荒、下游弃耕，湖泊干涸，河道断流，绿州萎缩，自然生态恶化的严重后果。因此大型灌区改造必须正确把握水资源的承载能力，确立以水资源承载能力决定灌区发展规模的技术原则。
水资源承载能力主要取决于水资源条件，一般而言，水资源丰富地区的水资源承载能力大，而水资源匮乏地区的水资源承载能力小。但是，水资源的承载能力又表现出明显的可变性，广义上讲开源、节流都是为了提高水资源的承载能力，当然这种提高是有限制的。水资源开发程度超出安全限度意味着水资源的承载风险加大；超出技术、经济合理性的节流，也必然带来运行、管理上的风险。水资源承载能力还表现为相当大的弹性，例如超采浅层地下水的短期合理性与长期危害性是并存的。正确利用水资源承载能力的弹性可以大大提高水利工程的经济合理性，超出限度则最终会影响农业生产。
在考虑水资源承载能力时，还必须考虑对生态环境的影响。水资源短缺的北方地区，在当前技术水平下，提高水资源对经济发展的承载能力，不能不影响到生态环境用水，因此生态环境脆弱地区应首先保证必要的生态环境用水，其他地区也要同时从长远上考虑生态环境的承受能力。
3.2根据作物要求分别确定灌溉标准
大型灌区通常采用单一灌溉设计保证率，例如有关规范规定的影响因素中，作物影响是以“作物组成”的形式出现的，并未明确同一灌区的不同作物可采用不同的灌溉设计保证率。这种状况与我国农业传统上强调粮食生产有关，也与规划设计的粗放有关。大型灌区节水改造中如何正确选择灌溉设计保证率是一个有争议的问题，一方面北方水资源短缺，不可能选择过高的灌溉标准，另一方面灌区节水改造的效果又应该体现在灌溉保证率的提高上。
我国大型灌区多建于50~70年代，灌溉设计保证率是根据当时的水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模等因素确定的。80年代以来全国气候呈现北旱南涝的态势，北方河流年径流量明显减少，不少灌区的灌溉实际保证率并未达到设计保证率。例如山西省有65％的灌溉面积每年只能灌水1~2次，且远低于设计灌溉定额。因此，北方大型灌区节水改造的效果首先不是体现为提高灌溉设计保证率，而应该体现在恢复灌溉保证率上。
我国农业种植面临重大结构调整，即由目前以粮为主的“粮、经”二元结构变为“粮、经、饲”均衡发展的三元结构，农业用水形态呈多样化趋势。优质、专用粮食作物和大多数经济作物因产值高、适用水肥条件好等原因，要求较高的灌溉保证率，而耐旱牧草和一般粮食作物则不要求较高的灌溉保证率，因此同一灌区应该针对作物要求确定不同的灌溉设计保证率，这是适应农业种植结构调整，发展灌区经济的必然选择。
采用多种灌溉设计保证率给灌区规划设计和运行管理带来技术上的难度，解决的办法应依水源条件不同而异。在单一水源条件下，可通过调整作物种植布局和实行作物区域种植、规模经营的方法解决，在多水源特别是开发利用地下水的条件下，应在供水保证率高的水源受益地区种植要求灌溉保证率高的作物。渠道也可以参照国外经验，采用既适合大流量输水，也适合较小流量输水的形式。
3.3实现水资源的合理开发和联合运用
我国大型灌区均以河流、湖泊、水库等为主水源，但通常并未对区内全部水资源实行有效的统一管理。
降雨形成的土壤水是水资源的重要赋存形式，有效利用降水是提高农田水份生产效率，解决水资源短缺的重要技术方向。除西北部年降水量小于200mm的地区外，北方大部地区属补充灌溉农业，对降水有较大的依赖性。据有关研究表明，北方地区土壤水的资源量占降水资源量的60%~70%，小麦生育期土壤水可达其全部耗水量的1/3，但多数地区土壤水并未得到充分利用。北方地区有为数不少的高扬程灌区，总扬程达200~300m，运行费用高，多年来一直由地方政府给予补助或享受优惠电价，但农民负担仍然很重。有效利用降雨给高扬程灌区节水改造提示了新的出路。例如陕西省东雷灌区实行九级扬水，最高扬程331.7m，平均扬程214.7m，因运行费用高，有的二级泵站不能正常开机，灌溉效益也无法发挥。当地农民针对这种情况，开始在有效利用降水，种植果树上做文章。但是降水集中在7、8、9三个月，春季少雨，为此农民打水窖，分散集蓄雨水，降水不足时则少量利用渠水补足蓄水，形成了“渠引窖蓄”的用水模式。这种用水模式大大减少了灌溉用水量，对该类灌区节水改造方向影响深远。
地下水是北方灌区的重要水资源，我国在井渠结合方面取得了不少经验，地下水开发利用对大型灌区的意义并不仅仅是增加可供水量，而且能控制耕地盐渍化，为种植结构调整提供便利的水利条件。西北地区降水少，浅层地下水主要靠灌溉补给；浅层地下水往往矿化度较高，且在垂直方向和水平方面呈不均匀分布；灌区垦殖率低，灌区内各类荒地大量分布，潜水蒸发损失大，这些因素都给西北灌区的地下水开发利用带来多方面的特殊性。实行井渠结合是大型灌区节水改造的重要内容，但处于不同自然条件的西北大型灌区，实行井渠结合的技术方案、工程布局、工程形式、管理方式等，仍有必要认真研究和总结。
3.4骨干渠道应是渠道防渗的重点
大型灌区渠系复杂，渠线长、渠道的工程地质条件和施工条件不同，输水损失大，以渠道防渗作为节水改造主要措施是符合实际情况的。但是渠道防渗耗资巨大，而且还普遍存在冻涨破坏的威胁，如何正确选择渠道防渗重点是大型灌区节水改造面临的技术决策。骨干渠道与田间渠道比较有以下特点：①骨干渠道一般按续灌方式运行，行水时间长；田间渠道一般按轮灌方式运行，行水时间短。②各级渠道的合计设计流量，田间渠道一般为骨干渠道的几倍至十几倍，即一级田间渠道的合计断面远大于一级骨干渠道的合计断面。③比较单条渠道长度，骨干渠道较田间渠道要大得多，但比较单位灌溉面积的渠道长度，结果正好相反。由此可以看出，骨干渠道输水损失水量一般大于田间渠道输水损失水量，骨干渠道防渗亩均费用一般小于田间渠道防渗亩均费用。因此，从投入的有效性考虑，大型灌区的渠道防渗应以骨干渠道为重点。
渠道的功能主要是输水、配水，但同时还要求不冲、不淤，尽可能减少洇渗对周围农田的影响，缩短行水时间，保证行水安全等等。从这些要求上看，骨干渠道防渗也应优先于田间渠道防渗。井渠结合灌区，渠道通常都有引水补源的作用，因此田间渠道除确有必要的渠段外，一般不易采取防渗措施。
3.5田间工程运行应与骨干工程运行相协调
大型灌区节水改造要求田间工程与骨干工程同步进行，以充分发挥改造效益。从技术上看，田间节水灌溉工程选型必须考虑田间用水过程和渠道供水过程的一致性。如前所述，大型灌区的田间渠道多以轮灌方式运行，尽管灌区灌水周期一般为15~20日，但某条田间渠道的行水时间不过1~2日。采用地面灌溉方式可以适应田间渠道的这种运行特点，但如采用喷灌、微灌，则供水过程往往难以满足用水过程。可以通过修建田间调节池解决这个问题，但一是需增加投资，二是调节池的蒸发渗漏损失不容忽视，技术上、经济上应进行论证。
北方大型灌区的田间工程，技术上应以改进地面灌溉为主要方向，有地形条件的应积极发展低压管道输水灌溉。农业种植结构调整要求采用喷灌、微灌等灌溉方式时，尽可能实行井渠结合，以地下水作为水源。
3.6适度发展喷灌、微灌，支持种植结构调整。
我国农业面临农业资源特别是水资源不足的制约，同时还面临比较效益低和加入WTO的挑战，农业结构特别是种植结构的调整势在必行。大型灌区具有较好的水利条件，而且不少都位于大中城市周围的经济圈、经济带内，进行种植结构调整既是大型灌区面临的挑战，也是大型灌区发展的机遇，因此大型灌区节水改造应高度重视提高农业经济效益和有利于发展农村经济。喷灌、微灌是先进的灌溉方式，对经济作物有广泛的适用性，应适度发展。其技术上的考虑是：不应照搬国外通过修建田间调节池协调田间用水过程和渠道供水过程的作法，而应提倡合理开发利用地下水，实行井渠结合运行模式。
3.7农艺措施是充分发挥节水改造效益的关键
提高降水利用率和生产效率的农艺措施主要是：以平整土地为中心的坡地整治措施，以秸秆和地膜覆盖为重点的覆盖保墒措施，以少耕、免耕为主的耕作保墒措施，以平衡施肥和施用抗旱剂为重点的化学调控措施，以选用抗旱品种为重点的生物节水措施，以优化农业资源配置为主的产业化发展措施等等。大型灌区节水改造的目的是为了提高水利用率和水分生产效率，应在技术方案和技术路线中明确农艺措施的重要作用，也应对农艺措施的筛选和配套提出指导性要求。
北方大型灌区多数面临水资源短缺的困扰，提倡非充分灌溉的呼声很高。但是应该看到，农业技术进步已经迫使人们对充分灌溉重新认识。例如棵间蒸发被认为是作物需水量的一部分，传统上对其合理性并未有过什么苛求，仅仅要求进行较好的耕作和管理。但据河北省的试验资料，桔秆覆盖麦田可减少35%~66%的土壤水分消耗，其中大部分为棵间蒸发减少量。显然这种覆盖措施并不会造成作物水分的亏缺，也不会对作物生长环境造成显著影响。因此在决定采用非充分灌溉之前，首先应该研究农艺措施对作物需水量的影响，使充分灌溉和非充分灌溉都建立在当代科学的基础上。
3.8以信息化推动灌区生产服务的社会化
信息技术在大型灌区的传统应用是水管理自动化和办公自动化，显而易见这种信息技术应用仅局限于灌区管理机构内部，并非服务于灌区社会。
基于对信息化认识的不断深化，有些灌区已经在探索服务于灌区社会的信息化道路。例如山西省夹马口灌区利用信息技术把农户用水情况完全向社会公布，使农民理解节约用水和自身利益是息息相关的，收到很好的节水效益和经济效益，也为大型灌区信息化提示了新的思路。
4.北方大型灌区节水改造的几项关键技术
北方大型灌区的具体条件不尽相同，面临的问题有其特殊性，对节水改造技术需求有显著差异，但其中也有一些比较具有共性的需求：
4.1灌区水循环的模拟和评价技术
灌区引水量的减少以及渠道防渗等节水措施的广泛采用将影响灌区水循环，特别是地下水的补给和消耗将发生显著变化，并进一步影响到土壤盐分运动以及自然植被、人工植被的生态耗水。如何依据节水改造实施前后条件的变化比较准确地推演未来的状况和变化趋势，是对这项技术的基本要求。
4.2渠道防冻涨技术
造成北方防渗渠道破坏的主要原因是冻涨，这种状况与北方灌区普遍进行冬灌、秋浇等有直接关系。冬灌、秋浇一般定额较大，抬高了地下水位，特别是骨干渠道沿线的地下水位有时甚至高于渠底，致使冻涨量过大。国内外渠道防冻涨研究成果和成功经验不少，技术上似乎没有大的障碍，问题在于防冻涨措施的有效性往往和建设费用、运行费用成正比，对于发展中国家尚难以承受。北方灌区渠道防冻涨问题不宜单纯依靠防冻涨措施解决，应提倡针对渠段实际情况采用综合措施解决。例如，骨干渠道两侧地下水补给条件好，水质也较好，可以沿渠布设机井（或埋设水平排水管），将地下水提入渠中，一方面增加了可供水量，另一方面也可有效降低骨干渠道两侧的地下水位，减轻冻涨威胁，比单纯排水的经济性好。
4.3管道输水技术
管道输水、配水系统在井灌区已有较广泛应用，但在大型灌区除水泵进出水管道外，尚未得到真正应用。从节水改造初步规划来看，少数具有地形条件的灌区已经注意到这项技术的应用前景。北方灌区中有为数不少的高扬程灌区，运行费用很高，减少输水损失不仅节约用水，而且减少能耗，经济上、技术上都是可行的，应着手该项技术的开发和应用。如何根据灌区的基本条件合理规划设计配套完善的管道输配水系统，开发低成本大口径管材，解决管道输水管理上的困难等等是对管道输水技术的主要需求。
4.4大规模、高精度平整土地技术
高精度平整土地是提高大型灌区田间水利用率的基础性工作，以往用人工和推土机进行这项工作，精度不高，耕地大平小不平，致使灌水仍不够均匀，灌水定额过大。目前提高田间水利用率的有效措施是划小畦块，缩短沟长，但不利于农机作业。国外降低农业生产成本，提高竞争能力的方向是扩大地块，并同时采用激光平地，保证灌溉效率。激光平地在我国尚处于试验阶段，应该在大型灌区节水改造中推广该项技术，这符合农业现代化的长远要求。激光平地除机械、电子设备外，还应包括测量技术、规划技术、施工技术等等。
4.5非充分灌溉技术
非充分灌溉是北方相当一部分缺水灌区的必然选择，但如前所述，由于农艺节水技术的进步和广泛应用，充分灌溉和非充分灌溉界限已发生明显变化。故这里所讲的非充分灌溉，应该是在较好农艺节水措施条件下进行的灌溉。对于大型灌区，普遍采用非充分灌溉的关键在于需要对灌溉系统功能重新定位，对灌区运行调度也提出严格要求，否则如果按照目前的工程条件和调度能力，作物水分的“短期亏缺”很可能成为“永久亏缺”。
4.6耕地盐渍化的控制技术
西北地区的大型灌区因降水稀少，蒸发强烈，以及排水工程不配套等原因，开灌后都不同程度存在盐渍化问题，因此必要的排水配套措施应该是这次灌区节水改造的重要内容之一。引黄灌溉曾在60年代初期发生过盐渍化的问题，部分灌区一度被迫停灌，此后在盐渍化综合治理方面积累了不少经验，但是这些经验在多大程度上适合于西北的干旱、半干旱条件尚缺乏分析和验证。
4.7灌区分析评价技术
灌区分析评价包括二方面的目的：一是对现状灌排设施进行调查，总结经验，找准问题；二是根据水资源条件、农业种植结构等变化趋势，提出灌区节水改造的目标、标准、技术方案、技术路线、经济技术指标、管理体制等等。灌区分析评价是灌区节水改造规划工作的基础，也是一项重要的前期性研究工作，但目前这项工作非常薄弱，仍停留在常规现场调查的水平上。
4.8信息技术
大型灌区节水改造对信息技术的需求是明显的，但对信息技术的定位又很不明确。信息技术不同于传统的自动化技术，它除采集数据和执行指令外，更强调信息的共享性。因此用于大型灌节水改造的信息技术将涉及信息网络、信息平台、信息仓库、信息决策、信息服务等广泛的领域，信息技术只有更直接地为农业生产和农村经济服务，才能发挥提升传统灌排工程系统的作用。
关键词：国内外城市节水
1.节水概论
随着社会和经济的不断发展，环境和资源问题日益突出，水便是其中的主要问题之一。1997年联合国水资源会议曾郑重向全世界发出警告：“水，不久将成为继石油危机之后的下一个社会危机”。我国是一个缺水的国家，人均水资源拥有量仅为2150m3/a（按13亿人计），不到世界人均水平的四分之一，排在世界第109位。特别是“三北”（东北、华北和西北）地区和经济发达的沿海地区，水的供需矛盾已十分突出。有关资料表明，我国每年因缺水而影响工业产值已达2300多亿元。预计到本世纪末，全国年总需水量将达到700亿m3，而缺水量也将达到70亿m3，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
1.1节水的内涵
英文表达节水的概念有两个，即“SavingWater”和“WaterConservation”。但两个的意义有所不同。前者指较为具体的节约用水，后者的含义比较广泛，不同的学者或研究机构有不同的理解，但都倾向于采用经济的、社会的和技术的手段，以满足社会利益为目标，提高水资源的利用效率，保持水资源的可持续利用。我国《节水型城市目标导则》（1997）中对节水作了如下定义：“节约用水指通过行政、技术、经济等管理手段加强用水管理，调整用水结构，改进用水工艺，实行计划用水，杜绝用水浪费，运用先进的科学技术建立科学的用水体系，有效地使用水资源，保护水资源，适应城市经济和城市建设持续发展的需要”。这里，节约用水的含义已经超越了节省用水量的意义，它内容更广泛，还包括有关水资源立法、水价、管理体制等一系列行政管理措施。
1.2节水的意义
节水是一个全球性的问题，即使是水资源相对丰富的国家，如美国，也经常发生供水不足问题，自本世纪30年代至90年代，美国用水人口增加了一倍，而水资源产量却没有增加，1990年前后，约22%的大型系统出现了供水短缺。供水不足带来的损失是巨大的，世界有些城市为了满足干旱期间的城市用水，不得不关闭城市周围的农场，工业生产也受到影响。例如美国加利福尼亚的一次干旱中，仅一个县的损失就数亿美元。目前我国每年因缺水造成了工业产值的损失外，农业损失更是不计其数。另外，全球范围内的气候异常及水体污染，特别是人为造成的水污染，更加剧了本已十分紧缺的水资源。在这种情况下，节水具有非常重要的意义：
（1）可以减少当前和未来的用水量，维持水资源的可持续利用；
（2）节约当前给水系统的运行和维护费用，减少水厂的建设数量，或降低水厂建设的投资；
（3）减少污水处理厂的建设数量或延缓污水处理构筑物的扩建，使现有系统可以接纳更多用户的污水，从而减少受纳水体的污染，节约建设资金和运行费用；
（4）增强对干旱的预防能力，短期节水措施可以带来立竿见影的效果，而长期节水则因大大降低了水资源的消耗量而能够提高正常时期的干旱防备能力；
（5）具有社会意义，通过用水审计及其它措施，可以调整地区间的用水差异，避免用水不公及其它与用水相关的社会问题；
（6）具有明显的环境效益，除了对野生生物、湿地和环境美化等方面的效益外，还有维护河流生态平衡、避免地下水过度开采而带来地下水污染等方面的效益。
2.国外节水技术概况
无论是美国、欧洲一些相对丰水的国家，还是阿拉伯海湾地区等贫水国家，节水作为水资源管理的一项重要活动和内容，已在世界范围内得到了广泛的实施，并形成了一些成熟的节水方法和技术，主要包括工业节水、生活用水节水、供水系统节水和其他节水技术。
美国是世界上节水研究最多的国家。早些时候，节水就已经成为干旱和意外缺水的应急措施。到了七十年代，受电力部门节约用电的影响，节水在硬件设备和公众教育等方面都得到了大大的发展，并成为基本的水管理措施。进入八十年代后，虽然还没有建立起专门的节水机构或立法机构，但各州已纷纷开展了节水运动。1990年，美国召开了由各州主要供水公司参加的“CONSERV90”节水会议，成为首次全国性的节水会议和美国节水史上的里程碑，这次会议对有关节水的诸多问题，包括物理的、经济的、政治的、政策的等均进行了研究和讨论，由此节水成为了供水管理的一个可行的和永久性的组成部分。目前，各州普遍将节水和用水量管理视为水资源总体规划（IntegratedWaterResourcesPlanning）的一个部分。
欧洲国家大范围地实行节水要晚一些，例如英国比美国晚5～10年左右，英国在1988年建立了“节水者”公司（CompanyofWaterConservators），旨在促进节水和环境管理的发展，满足公众需求。但直到1996年，才正式规定将节水纳入供水规划中。之后，英国全国各地的公共供水公司纷纷对其用水量和给水规划进行评估，节水工作全面展开。
阿拉伯海湾地区的国家是众所周知的缺水国家，自1978年以来，海湾合作委员会（GCC）的成员国采用了诸如废水回用和海水脱盐等昂贵的替代技术，以满足不断增长的需水量，沙特、科威特、卡塔尔和巴林等国由于长期、过量取用地下水，已导致了地下水源过分开采和水质变坏等问题。饱受缺水之苦的这些阿拉伯海湾国家都一致在寻求以节约用水为原则来指导给水规划和管理的途径。目前节水已涉及到农业、生活和工业等领域。
实例一：Delaware河流流域节水实践
Delaware河流流域是美国一个包括了四个州的较大流域。长期以来，流域取水主要用于发电，其次是居民生活用水、工业用水、高尔夫球场浇灌、畜牧场用水及造雪等。通常取水量为13.3m3/s，6月份高峰取水量达到26.5m3/s。面对这样大的供水量，Delaware河流流域内设立了一个专职部门，即Delaware河流流域委员会---DRBC（DelawareRiverBasinCommission），总体负责协调和解决区域性水资源矛盾问题。自80年代起，节水已成为DRBC在四个州的河流流域供水管理策略的一个有机组成部分。1983年4月，DRBC建立了一个节水咨询委员会––––WCAC（WaterConservationAdvisoryCommittee），要求它在以下三方面为DRBC提供咨询：
（1）流域内四个州制定的“意外干旱形势对策”的理由；
（2）干旱期间降低用水量的可能方案；
（3）控制每天用水量的长期节水方案。
WCAC的成员不仅有来自供水公司的代表，而且包括了其他代表各方面利益的代表。1983至1985年间，WCAC对DRBC所分配的两项干旱任务予以关注，对干旱防备计划进行了考察，干旱防备计划包括鉴别基本用水量、干旱期间应急用水规定、大宗用户干旱应急准备和要求、提议的或现存的可以采取节水措施的法律机构及公众信息服务等。WCAC的资料表明，1985年高峰用水期间，仅非基本用水一项就达到了15%的节水效果。1985年后，WCAC的工作重点转到了第三项，即推荐一个长期节水计划以控制每日用水量。长期节水措施包括立法和教育。DRBC已制订了6项节水法规：水源计量（SourceMetering）、服务计量（ServiceMetering）、漏水检测及其修复（LeakageDetectionandRepair）、室内给排水设备节水性能（PerformanceofPlumbing）、节水计划（ConservationPlanning）和水价结构（RateStructures）等，预计到2020年，整个河流流域可以节水15.55～26.8万m3/d。1988年节约供水和污水处理费用2.5～4亿美元。
实例二：Kansas州Wichita的节水实践
节水和需水量管理是Wichita城市水资源计划的一个有机组成部分。城市节水项目已经帮助该市延缓了供水量的增加，并减少了新的水源开发，节省了本地区现有的水资源。节水活动包括公众宣传教育、公布景观浇水条例（以降低浇水量）、公布更新室内用水设备条例（以减少生活用水量）、鼓励工业冷却水的回用、加强漏水检测和修复等。同时实施新的水价体系，即逐级上升的水价结构体系（Invertedwaterratesstructure），用水量每提高一级，单位水费也随之提高一级。该市的节水措施预期可以节约平均日综合用水量的13%
2.1国外工业节水技术
城市工业用水在城市用水中占有较大比例，有时甚至高达70％。因此工业节水对于城市节水具有重大意义。国外发达国家城市工业节水主要在于循环水和冷却水。
2.1.1循环用水
循环用水在美国工业中得到了广泛应用，据报道，加利福尼亚的SanJose在1988和1989年有15个工业行业，包括食品工业、金属精加工、纸张再处理、电子工业等，采用循环用水，总节水量达56万m3/a，总经济效益为200万美元。在这些循环用水工艺中，有些将工艺过程中的用水回收循环利用，有些则在排放下水道前经预处理后回收利用。事实证明，一个工厂之内的循环用水，允许有较大的水质波动范围（回用于不同的生产工序），因此是首先应该考虑的节水措施。
2.1.2冷却塔回用水
国外很多公司通过改进冷却塔给水系统而节约用水，也有一些大公司如Exel微电子公司、Intel公司等采用臭氧对空调用水或其它轻度污染水进行处理回用，明显地减少了废水排放量。另外，很多工厂通过改进生产工艺和生产设备达到节约生产用水的目的。
2.1.3设备改进
很多工厂通过改进生产工艺的设备而减少用水量。许多公司采用反渗透生产去离子水时，通过采用新材料和改变运行参数大大减少了反渗透工艺中的流量。Dyna-Craft公司在电镀部分安装空气刀（AirKnife），将电镀的废酸洗液吹回到工艺池中，从而减少了清洗水。
2.1.4用水监测和雇员教育
资料表明，国外十分重视用水量监测，大部分工业监测设备较为完善，确保了节水措施发挥作用，同时促进降低漏损和杜绝其它浪费用水。除此之外，国外极其重视对雇员进行节水教育，雇员是节水运动的主体，他们节水意识的提高对保证节水效果是极其重要的。
实例三：工业用水节水––––美国California的工业节水
在美国California，平均有18%的城市供水进入制造业，还有12%的供水进入商业和服务设施。由于节水对降低生产成本有潜在作用，许多工业厂家开始加强厂内用水管理和减少用水量。1988～1989年间，CaliforniaSanJose城有15家工业开展了节水。这些工业大致可分为四种类型：食品工业、金属表面处理、纸张再处理、及电子制造等。这些公司节水总量达1.5亿加仑/年，节水产生的经济效益达200万美元/年。
2.2国外生活用水节水及其它节水技术
城市生活用水在城市用水中占有较大份额，例如沙特阿拉伯占47%左右，具有较大的节水潜力，其节水技术也研究得最为成熟。目前国外城市生活用水节水主要注重以下几个方面。
2.2.1城市生活用水监测和用水量估计
实行用水量监测，是为了了解实际的用水量和用水方式，进而得知供水系统的运行状况，为合理、公正地确定水价提供依据。用水量估计主要是通过调查和评估用水现状，按照节水原则合理估计将来的生活用水量。
2.2.2采用节水型家庭卫生器具
节水型卫生器具一般是低流量或超低流量的卫生器具，研究表明，这种器具节水效果明显，用以代替低用水效率的卫生器具可平均节省32%的生活用水。节水型卫生器具包括节水型便具、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具等。
2.2.3家庭草坪浇灌节水技术
据统计，美国大约有50%的拥有草坪的居民过量浇水，因此具有较大的节水潜力。该技术通过改进浇水方式、建立不同季节的浇水规定、控制浇水时间、选择抗旱草种等达到节水目的。1990年美国曾开发了一个试验程序，以降雨量和草坪跟部深度为主要影响因素，控制浇水量，结果证明该程序是可信的。
2.2.4水价结构和漏水控制
城市生活用水的水价结构反映了水的制造成本、销售效益和其它效益。居民生活用水的水价是大多数公司首先关注的问题，因为其份额大且使用群体稳定。节水型水价的研究在美国进行得很多。国外研究证明，漏水控制的节水效果也是相当明显的，英国北爱尔兰在未实行漏水控制之前，每幢建筑物平均漏水量为23-40L/h，在实行漏水控制后，平均漏水降至8～11L/h。
2.3国外其它节水途径
国外其它节水技术还包括供水厂节水、供水系统漏水控制、用水审计、雨水管理、废水回用、节水经济激励、立法、公众宣传、水资源一体化规划等。
供水厂的自用水量一般为5%～10%，主要用于滤池和沉淀池冲洗以及厂区生活用水，当水厂规模大时，这部分排水量是相当大的。well等人对水厂废水循环利用的可行性进行了研究，结果表明，通过适当处理，将生产过程中的废水回用到某些位置是可行的，但要注意对TOC的检测。
漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、连接管、卫生器具等，同时管网压力也是一个重要因素，美国和英国都有专门培训的技术人员对漏水进行管理和控制。
1989年，加利福尼亚ConcordConstraCosta的供水管理区进行了用水审计，既包括检漏等工程措施，也包括使用户明白自己的用水量和节水量等综合性内容，该措施的节水效果估计为3.8万m3/年。
实例四：正确选择水表大小Boston（Massachusetts）节水实例
Boston水和废水委员会––––BWSC（BostonWaterandSewerCommission）为Boston一百多万人提供水和废水服务。Boston是Massachusetts水资源管理局––––MWRA（MassachusettsWaterResourcesAuthority）的最大用户，其需水量达到该局总售水量的40%，因此Boston的用水给MWRA带来相当大的压力。虽然采取了多种节水措施，用水量连续下降，但未计量用水（Unaccounted-forWater）依然高得惊人。统计数据表明，对于较老的一些城区，高达20%～30%的未计入水量已是相当普遍。1990年MWRA组成了一个“未计量用水任务行动组”，对未计量用水和不正确计量用水进行了综合性考察，结果表明，水表的正确计量范围、读表、滑动、修复和更换等对用水影响甚大，其中最关键的是正确计量。为此，该行动小组专门成立了一个“水表计量范围降低项目组”，通过减少400多个1.5英寸以上水表的尺寸，节水量达到43万加仑/d。除了降低了未计量用水外，仅减小水表尺寸便可取得200万美元/年的经济效益。.国内节水技术概况
国内的节水运动始于八十年代初期，经过近二十年的努力，取得了较大进展，城市节水累计达220多亿m3。以北京市为例，北京市城市自来水需水量五十年代平均增长了28.98%，六十年代为4.29%，七十年代为6.74%，八十年代为3.1%，91至96年为5.8%，数据充分说明，八十年代开始的节水措施效果是明显的。
3.1国内工业节水技术
鉴于大量工业废水除少数污染很严重外，大部分经简单处理后可重复使用，因此工业节水也是国内城市节水的重点。1990年我国城市工业万元产值取水量为245m3/万元，1996年已降至198m3/万元，北京、天津、大连、青岛等城市，工业万元产值取水量已低于100m3/万元，但还有不少城市高达数百立方米，这表明我国工业节水工作尽管已取得了一定成就，但从整体来看，工业用水水平还比较低，同发达国家的20～30m3/万元相比差距很大。
在具体节水技术上，国内主要注重重复用水技术，包括冷却水的循环节水、一般循环水节水（指循序用水、闭路用水等）和工艺节水（包括冷却工艺改革、无水少水工艺等）等，这些技术在火电、钢铁、石化、化工、印染、造纸等行业都有成功应用的例子。
宝钢二期工程，按95%的循环重复利用率设计水厂规模为20万m3/d，若采用直流供水系统，则设计规模需要380～400万m3/d，节水效果十分明显。石家庄市在纺织行业普遍采用溴化锂制冷空调用水闭路循环系统，如棉纺二厂投资496万元分两期建成闭路循环系统，实现节水406万m3/年，水的重复利用率达到81.8%，直接经济效益37万元/年。
兰州炼油化工厂在炼油工艺中，用混合空气冷却代替水冷却换热设备，在常减压、气体精馏、丙烷脱沥青等装置上都安装了干湿式联合空气冷却器，通过可行性论证，对其他部分装置的用水工艺也采取了上述措施，使生产装置的空气冷却设备占44%，因而在不增加供水设备的情况下，节约循环水量4200m3/h，保证了新建扩建装置的正常生产。
3.2国内生活用水节水及其它节水技术
国内城市生活用水（大生活用水）一般占城市总用水量的30%左右，包括城市居民住宅用水（小生活用水）和公共用水两部分。但随着社会经济的快速发展，城市生活用水量将迅速增加，因此就节水而言，也大有潜力可挖。
目前国内主要节水措施有：
（1）水表安装与计量。城市生活用水的经验表明，有水表比无水表用水节约，而一户一表用水比一单元装总表节水。山西大同7个大型企业改包费制为计量收费制后，生活用水节约75.3%，每月节水87万m3。
（2）采用节水型器具，包括节水型便具、节水型淋浴器具和洗涤器具等，但这些器具要真正做到既方便使用，又具节水效果，且能普及应用尚需时日。
1.1输水过程中的节水措施
在长期的农业生产过程中，在传统的农业生产中，采取的节水灌溉措施为挖土成渠，然后把水输送到田间地头。这种灌溉方式是一种传统的灌溉方式，在输送水过程中，水分的蒸发和流失量比较大，浪费比较严重。相关的统计数据显示，在目前的农业生产中，灌溉渠道中的水并未得到有效的利用，利用率仅为50~60%，只有这个比例的水被用于农田灌溉，表明农业灌溉用水的重点是搞好输水管道的节水，制定可行的节水措施和方案。这是节约灌溉用水的关键。
（1）加强输水渠道的防渗。由于防渗可采用多种材料，而各种材料的性能不同。一般情况下，应用较多的防渗材料包括浆砌块石、混凝土预制块、干砌块石和现浇混凝土护面等。在当前的农田水利建设中，大都是建设的“三面光”渠道。如果使用的为混凝土护面，则如果渠道较小，则可选用U型混凝土渠道，改善输水流量，降低过水断面。
（2）在农田水利灌溉中，输水管道不仅为渠床渗透，在输水过程中，也可能出现水面蒸发或者渠床上杂草的蒸腾，如果使用输水管道便可降低输水过程中的损耗，则无须采取其他的措施。如果对滴管、喷灌等的要求较高，可从地面灌溉中选择低压输水管，压强通常小于200MPa。
1.2节水灌溉的方法
一般所谓的农田水利节水灌溉是指农田田间的配水，如果灌溉水达到根系的水分配方式不同，则效果也存在着很大的差异。现阶段，节水灌溉技术主要包括以下几点：
（1）微灌技术在农业生产中的应用，一般涉及到的技术主要包括滴灌、脉冲灌溉和微喷雾等技术。如果参照微灌技术设备性能划分，分为两种：①重力微灌；②常压微灌，如果按照灌溉设备分类，同样分为两类：①地下灌溉；②地面灌溉。微灌技术的最大优点在于，可对灌溉用水量进行严格的控制，该技术主要包括输水管道、水过滤系统和灌溉控制系统等。
（2）如果在农田灌溉中使用喷灌技术，则应选择合适的设备，通常包括动力机、加压水泵等。而同时可采用水自然下降的势能，把水压缩在管道中，从而进行输水，然后经过喷嘴把水喷到空气中。这是一个完整的过程，可为灌溉区域内的农作物提供水源。从目前的灌溉技术看，喷灌技术的应用最为普遍，同时，在各种农作物灌溉中均有使用。
（3）在目前的渠道防渗中，经常使用的灌溉渠道防渗技术包括石头衬砌、混凝土衬砌、塑料薄膜材料防渗等技术，且应用的效果十分理想。
（4）步行式灌溉由于在设备拆装方面具有一定的优势，是一种可快速拆卸和组装的节水灌溉设备，可用拖拉机实施灌溉。由于该技术可有效改善灌溉的效率，因此可从源头上完成水资源的节约。
（5）低压管道输水技术的应用，一般采用的方式为，从井内提取水源，然后用灌溉管道系统把水输送到灌溉区域。低压输水管道技术主要应用于水到农田之后，这是由一种比较常用的地面灌溉方式。
1.3节水灌溉的系统
（1）不充分灌溉理论。充分灌溉方法，不仅能够获得单位产量最大化，同时可提高农田灌溉用水的利用率。但这并不意味着单位水量用量最多，收益便最高。因此，基于这一认识，提出不充分灌溉理论，即该理论认为，灌溉的目不是实现单位面积产量的最大化，而是单位用水量尽可能提高作物的产量。在我国水资源日渐紧张的背景下，水资源短缺的年代，该理论的提出显得意义重大。
（2）水稻薄浅湿晒灌，通常水稻灌溉为长期保持较深水层。但是一些地方采用的仍然是串灌、漫灌的方式，水肥流失比较严重。近年来，学者研究采用薄、浅、湿、晒的灌溉制度，在节水方面收到了良好的效果。该系统制度的基本做法为：薄水插秧、浅水返青，在分蘖之前，加强田间湿润管理，而在分蘖之后，通过晒田、拔节抽穗保持薄水，以及乳熟保持田间湿润，确保黄熟湿润落干。
1.4节水田间处理
任何一种节水灌溉措施，在农田水利中的应用，主要的目的是湿润农作物根系活动层土壤，通过湿润土壤，这达到作物吸收的需求。节水田间处理方式，主要包括：①中耕保墒；②麦秆覆盖。其中，中耕保墒方式为在灌溉之后，耙松表层的土壤，进而把毛细管切断处理，最终确保水分不轻易蒸发。而麦秆覆盖方式，也即是把麦杆切碎之后，铺在土表上，从而建立一个覆盖表面，降低水分的蒸发量。
2节水灌溉技术在农业水利中应用的注意事项
在农田水利中应用节水灌溉技术，毫无疑问，存在着各种不利的条件和制约因素，但是不能回避和无视这些不利的条件和因素，而需要正视它们，通过采取有效的应对措施，克服这些不利因素的影响，最终促进农业灌溉技术的推广和应用。这有利于提高我国农田水利的灌溉水平。在农业节水灌溉技术推广中，应注意的问题主要包括以下几个方面：
（1）根据土壤条件和农作物的类型，按照因地制宜的原则，合理选择节水灌溉技术。在应用和推广节水灌溉技术过程中，应根据种植的农作物类型，以及当地的土壤条件，合理选择农田水利节水灌溉技术。对于农作物产量相对较低的大田粮食作物，在应用节水灌溉技术时，应重点考虑改进地面灌溉的方式，把节水灌溉技术作为主体，通过加大资金的投入力度，利用机械化免耕秸秆覆盖技术、膜垄沟灌溉技术，加强这两种技术的研究和应用，在条件允许的情况下，适当加大资金投入，采用喷灌和滴灌技术。
（2）按照农业种植结构的调整方案，合理确定农业节水技术。根据农业种植结构的调整方案，也即是压缩农作物的种植面积，尤其是缩小粮食作物种植面积，扩大经济作物种植面积，合理确定各种节水灌溉技术，提高单方水的效益和经济产出。
（3）积极转变工作思路，以农民为主体。在技术推广和应用中，应切实尊重农民意愿，在技术推广中发挥农民的主体作用，每一项水利工程的建设，应站在优化水资源配置，建设环保型社会的高度，而不能仅仅重视经济效益，还要注重社会和生态效益。
（4）在投入的形式上，改变传统的以农民义务劳动为主的方式，通过市场化的运作方式，吸纳社会等多方面的资金，在建设过程中，广泛收集和采纳各方面的意见和建议，发动社会各界的力量，提高农田水利建设的整体水平。
（5）在污水处理方面，应采用污水分级制度，在一些水资源比较短缺的地区，可采用滴灌技术，把水直接喷洒在植物的根部，这不仅有利于增强吸收，而且可以降低蒸发量。在我国中西部地区，水资源短缺的地带，可应用和推广喷灌、滴灌等技术。总而言之，在应用和推广农业节水灌溉技术的同时，应结合当地是实际情况和各种节水灌溉技术的特点，合理选择节水技术，从而实现节约水资源，提高农作物产出效益的目标。
3结语
1.1农田水利工程
所谓的农田水利工程，就是进行农业发展服务的水利事业项目。而就目前来看，国内的农田水利工程建设已经形成了一定的特征，并为国内的农业发展作为了一定的贡献。首先，国内的农田水利工程已经逐渐从政府主导变成了以农民为主导，而政府主要负责进行工程项目的指导，进而满足农民的生产需求。其次，国内的农田水利工程已经实现了从只考虑经济效益到综合考虑经济效益、生态效益和社会效益的转变。再者，现今的农田水利工程已经实现了投资方式的转变，既从国家、农民出资转变为社会出资和国家补助。
1.2节水灌溉技术
所谓的节水灌溉技术，就是在将传统灌溉技术与集约灌溉理念结合的情况下，按照农作物的生长规律和当地水文特征进行水资源的最大限度利用的灌溉技术。而这种技术的使用，是建立在使用生物技术和保证农产品健康生长的情况下，进行农作物的适当灌溉。所以，使用这种技术，可以使水资源得到充分的利用，进而在避免水资源浪费的情况下，实现农业生产效益的最大化。而对于我国这样一个水资源较为匮乏的国家来说，节水灌溉技术的应用使得农业生产压力得以缓解。所以，农田水利工程节水灌溉技术的应用，对于促进我国农业的发展有着积极的意义。
2节水灌溉技术在农田水利工程中的应用研究
2.1常见节水灌溉技术的应用
就目前来看，比较常见的节水灌溉技术是喷灌技术和微灌技术。其中，喷灌技术的应用原理是在压力作用下，利用管道进行水资源的输送，进而使农田得到充分的灌溉。而由于在进行农作物灌溉时，需要利用喷头进行水资源的喷射，所以该技术被称之为喷灌技术。而利用喷灌技术进行农作物的灌溉，可以使水资源均匀的喷洒至农田中，从而达成农作物的充分灌溉的目的同时，大大提高水资源的利用率，进而使用于灌溉的水资源得到节约。而具体来说，应用该种节水灌溉技术往往可以使水资源的利用率达到60%到85%，并节省30%到50%的水量。而不同于喷灌技术，微灌技术是一种较为新型的节水灌溉技术。从本质上来讲，该技术是建立在滴灌技术的基础之上发展而来的，主要通过滴灌、渗灌、微喷灌和小官涌流管这四种方式进行农作物的灌溉。而从技术内容角度，该技术则主要由水资源、输水管网、罐区首部和灌水器所组成。相较于其他节水灌溉技术，该技术的应用具有灌水流量小、灌溉时间长和灌水周期短的特征。所以，利用该技术可以很好的进行水量的控制，进而节省大量的水资源。就实际情况而言，利用该技术可以节省50%到80%的水量。
2.2应用节水灌溉技术需要注意的问题
为了更好的进行节水灌溉技术的应用，在农田水利工程中进行节水灌溉技术推广和应用时，应该进行一些问题的注意。一方面，由于不同的农田的水土条件不同，而与此同时，种植的农作物种类也不尽相同，所以应该进行不同的节水灌溉技术的应用。具体来说，就是在进行节水灌溉技术的选择时，应该根据不同地区的水土特点和农作物特点，进行合理的节水灌溉技术的选择。比如，在进行产出效益不高的农作物的灌溉时，就应该进行以地面灌溉为主的节水灌溉技术的选择。另一方面，由于每个地区都会定期进行农作物种植结构的调整，所以在进行节水灌溉技术选择时要考虑到这一因素。而所谓的调整农业种植结构，就是通过种植大面积林草来进行耕地种植面积的压缩，或者是扩大耗水较低作物的种植面积来进行耗水高的农作物种植面积的压缩。所以，在进行农业种植结构调整后，要重新进行节水灌溉技术的选择，从而更好的进行节水灌溉技术的应用。
3结论
关键词：循环水旁通过滤器节水效果
一、情况概述：
北京地铁复八线西起复兴门站，东至四惠东站，全线共设13座车站，是北京地铁建设史上第一条设计安装有中央空调系统的地铁线路。车站全部采用水冷式制冷机做为站内环境温度控制。在机组运行过程中循环冷却水的损失量很大，已成为北京地铁用水量最多的设备。北京是一个缺水的大都市，市政府对节水要求很高，而且，水费又在不断的提升，使制冷系统的运行费用在地铁公司总的费用中也占据了一定的比例。
节约用水，降低运行费用是地铁运营公司的首要任务，首先我们要确定可以节约的水量在哪里？
在制冷机运行季节，正常的蒸发量和合理的飞溅损失量是无法回收的，只有通过相应的水处理技术和设备来合理的减少排污水量。也就是说：减少排污量是开展节约用水工作的重点⑴
在制冷机运行过程中，由于水的温度是通过蒸发而降温的，在蒸发过程中也是水质浓缩的过程，系统中水质硬度随着浓缩过程的进行而增加，其表现出的结垢倾向会随着浓缩倍数的增加而增加。如果仅采取简单的减少排污量，甚至不排污的方式，蒸发器内管和冷却塔上会出现严重的结垢现象，造成能耗增加和检修工作量增加，这种代价是不合理的和不可取的。所以为了避免这种代价的交换，应选择好合理的浓缩倍数，适量排污。或选择好的水质稳定技术和相应的技术改造，以达到更好的水处理效果和减少更多的排污⑵。
浓缩倍数的选择是根据水质情况来确定的，循环冷却水的蒸发和排污与循环水量、温差、浓缩倍数等因素相关。在没有采用过滤器前，运行期的分析数据见表一：
表一2003年天安门西站运行期冷却水平均分析数据站点名称PH值TDSmg/l总硬度mg/l氯离子mg/l最低浓缩倍数最高浓缩倍数平均的浓缩倍数
天安门西8.821043636771.144.222.54
按照常规预测：一套循环水量在500M3/H的系统，当浓缩倍数在2.54时，它的排污量大约在2M3/H，每天运行12小时，每天的排污量在24吨，而当浓缩倍数提高到5时，排污量下降到0.75M3/H，每天是9吨，减少15吨。
如果一个系统可以每天节水10-20吨，整个沿线的节水率是非常可观的。按每年运行时间120天计算，13个站，每个运行季节可以节水22000吨，按每吨水5.7元计算，节约费用大约是12.54万元，其节水的社会、环境效益和经济效益非常显著的。随着对环境和节水要求的日益提高，循环冷却水“零”排污技术的推广和应用是国内水处理界的新技术目标。
二、解决方案----化学处理与旁流过滤技术结合：
在理论上，大幅度提高循环冷却水运行的浓缩倍数是可能的，在技术上是可行的，一些文献还提出冷却水处理的“零”排污方案。这种方案是利用化学水稳定剂的处理技术与旁流过滤设备相结合来达到目的⑶。
在冷却水运行过程中，冷却塔是开放式运行，塔上的污物很多，像风沙带进的悬浮物，破碎的塔片和在冷却塔上滋生的藻类粘泥，这些污物在冷却水运行过程中，会在流速低的地方沉积，造成水的浊度增加；也会导致水中成垢物质结集在一起，形成垢质，沉积在换热面上，影响换热效率。冷却水的排污，实际上就是通过增加的新水降低这些污物的影响。如果能够通过过滤器的方式将冷却水中的悬浮物，藻类粘泥和风沙及碎塔片等过滤去除，是可以提高运行水的浓缩倍数，减少排污量的。
常规的物理过滤处理是在循环管线上，安装一个管道过滤器。大部分管道过滤器采用单层滤网直接阻挡机械杂质。由于管道水的正面压力，滤网很容易堵塞，而小于孔径的杂质依然会透过过滤器。我们采用旁流精确过滤的方式，是通过安装旁路精密管道过滤器的方式，将冷却水中的悬浮物，藻类粘泥和风沙及碎踏片等过滤，提高运行水的洁净度。该过滤器采用刚性滤网与复合纤维组成，多层过滤，不但有机械阻挡作用，还具有溶胶吸附作用，不仅能吸附小于孔径的杂质，还能吸附部分水溶性物质，如：锈水、胶体等。这种过滤器尽管也是串联在管道中，但由于采用了切向进水，水在容器中形成漩流，这样，大的杂质由于离心力的作用向外扩散，进而靠重力下移，过滤层在中心出水管四周。另外由于向心力的作用，水对过滤层的正面压力减小，因而为吸附过滤制造了条件，即吸附的杂质不易因为水压而透过过滤层。不但如此，围绕中心出水管而旋转的水流对挡在过滤层外面的杂质还有冲刷作用（用水流对过滤层的剪切力自动清洗）。向心力形成的旋涡促使杂质向下集中，这样，自动控制系统就可适时的将杂质排出。这种过滤的特殊结构巧妙的使水流产生离心力、向心力、剪切力、漩流沉淀，因此，具有过滤效果好，不易堵塞，工作可靠的特点。
虽然过滤器并联安装在循环系统中，但通过的水量只是循环水量的5%左右，对系统总的循环流量影响不大，即使过滤器发生堵塞，也不会对整个系统运行有影响。如果采用串联方式，利用压差排污，对系统的总流量是有影响的，会减少系统循环水量，会直接影响换热效率，如果发生堵塞，系统运行将有困难。
三、试验数据分析：
我们通过近几年在地铁复八线实际冷却水处理技术的实施和对水质等问题的了解，及对现场管理和运行模式的认识，我们认为，在地铁复八线推广“零”排污技术是可行的，通过技术实施和双方协商好的运行方式，可以获得相当大的节水效果。
2003年开始，我们对整个复八线的浓缩倍数提升做了一些尝试，将部分站点的浓缩倍数达到6左右，总硬度达到1000以上。在这个硬度下运行，结垢倾向会很严重。由于天安门西站原设计的水箱不合理，每次停机水都有泄漏问题，2003年运行期浓缩倍数只有2.54。在2004年，我们采用了采用旁流过滤方法，安装了一台20M3/H的精密旁通过滤器，具体安装见附图：
运行期间，我们请中石化集团的水处理药剂评定中心进行水样抽检和腐蚀挂片检验，其中水样分析报告和挂片数据见表二和表三⑶⑷⑸。
分析项目自来水循环冷却水
总硬度mg/l280-360900-1700
总碱度mg/l200-250500-770
氯离子mg/l30-46163-352
浓缩倍数6-8
按照浓缩倍数7计算，排污量为0.6M3/H，每天的排污量为7.2吨，与2003年比，每天节水16.8吨。达到了预期的目的。
从运行效果看，整个运行期，制冷机没有出现任何结垢迹象，从腐蚀挂片的腐蚀率看，效果也很好。
表三腐蚀率数据悬挂挂片号材质腐蚀率
mm/年说明
2157碳钢A30.1017挂片露出水面，所以偏高
2152碳钢A30.0804
2198碳钢A30.0679
2178碳钢A30.0483
2151碳钢A30.0580
2176碳钢A30.0411
2179碳钢A30.0388
平均值0.0623
6141黄铜0.0013
6145黄铜0.0011
6144黄铜0.0002
平均值0.0008
国家行业规范要求：开放式水处理系统腐蚀率允许值：≤0.125mm/年，我们的实验数据表明均符合国家水处理规范要求。
四、实施方案和节约的费用：
我们在循环管道上引出一条旁路，水量是总循环水量的1/20，安装一个精密过滤器，水通过精密过滤器过滤后，再返回到运行管线中。设备费用大约在8200-10000元
采用精密过滤器的综合效益可以从几个方面统计：
1.节水量：每台制冷机可以节约用水10-20吨/天，节水总量在23400吨
2.节省费用：按每吨水5.7元计算，全年节水费用达到13.34万元。
3.节能源：当采用旁流过滤技术后，水的洁净度增加，在冷却塔上的附着量减少，提高了冷却塔的换热效率，相当节约了能源消耗，估计至少可以降低5-10%的能源消耗。
4.节约水处理药剂：水处理药剂是按照补充水量投加的，当采用过滤器后，补水量降低，加药量也可以节省10%左右。
安装一台旁流过滤器的成本从一年的节水和节电、药剂费用中就可以收回。
五、结论
通过我们在地铁天安门西站进行化学水处理与旁通过滤技术联合应用试验表明，在满足国家对循环水的行业标准的前提下，可以大量减少排污量，节省水资源。从而真正实现冷却水系统的零排污运行模式，会为北京地铁赢得更好的社会影响和经济效益。如果在地铁和相关单位推广应用、将会产生巨大的社会效益、环境效益和经济效益。
六、参考文献：
1.金熙等编《工业水处理技术问答及常用数据》北京.化学工业出版社，1997年，274-290
2.齐冬子编《敞开式循环冷却水系统的化学处理》北京.化学工业出版社，2001年，8-10，169-181，212；
3.中石化总公司水处理药剂评价中心实验报告，2004年,未发表；
[论文摘要]：从我国西北地区的水资源量着手，分析了当前该地区水资源特点。总结西北地区工程节水技术主要措施。
我国西北地区包括新疆、青海、宁夏、甘肃、陕西五省(区)的全部和内蒙古自治区的西部等地区，面积360万km2，约占全国土地面积的37.5%。西北地区特定的自然环境和水资源条件，决定了水在其经济社会发展、生态环境建设中的极端重要性。发展节水农业是西北地区农业和经济社会可持续性发展的重要保证。
西北地区降水稀少，蒸发强烈，水土资源分布不平衡，水资源供需矛后突出；另一方面，水资源开发利用不合理，农业用水效率低，农田灌溉水利用率仅为0.3～0.4左右，浪费极其严重。在发展节水农业方面，问题表现在:节水认识上存在误区；节水灌溉技术水平低；灌区工程不配套，老化失修严重；节水资金投入不足；农业灌溉水价偏低，水费到位差；节水管理体制不健全；节水农业政策有待完善；农业生产结构不够合理；节水设备质量不高，产业化程度低。
1.工程节水技术
工程节水主要从渠系输水到田间灌水过程来考虑节水。渠系输水过程的主要措施有节水渠道防渗和改渠道输水为管道输水节水等；田间灌水过程节水主要是改进地面灌水技术，如大畦改小畦、长畦改短畦、平整土地，在缺水地区推广膜上灌或膜下灌，有条件的地方推广喷灌、微灌等灌溉新技术。
2.修建水利工程，对现有灌区工程进行技术改造和配套建设
在西北内陆河源流区，兴建必要的山区水库，拦蓄调控水资源，因地制宜的合并、改造、废弃平原水库，可减少蒸发造成的水资源浪费。同时，在有条件的支流兴建控制性水利枢纽工程和局部调水工程，科学配置水资源，解决局部地区缺水问题。对现有的大、中、小型灌区工程进行以高效节水为中心的更新改造，这是压缩农业用水的重要措施。
3.加强渠道防渗衬砌
渠道防渗工程节水效益明显，成本低廉，是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一，同时又是当前农田灌溉节水工程改造中的关键环节。渠道采用防渗技术，一是能加快输水速度，缩短灌溉时间，能充分利用渠水，扩大灌溉面积，减少地下深层淡水的开采；二是与土垄沟相比，渠道防渗可节水40%～45%；二是灌区大部分为自流灌溉，节能效益显著。四是省去土渠每年维修费用、缩短浇地时间，可省工30%～50%。陕西、甘肃等地试验资料表明:渠道防渗可使渠系水利用率提高20%～40%，减少渠道渗漏损失50%～90%，此外，渠道防渗还具有加大过水能力、减小过水断面、加快输配水的速度、节省土地等优点。
4.铺设低压管道输水
管道输水具有节水、输水迅速、省地、增产和有利于抢季节等优点，与土渠相比较，利用管道输水水的利用系数可提高到0.95，节电20%～30%，省地5%～增产幅度10%左右。管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最方便的一种输水灌溉技术[1]，目前管道输水技术主要在井灌区推广应用，自流灌区也开始采用管道输水技术。低压管道输水已有于几年的发展历史，适用于各种地块、作物及种植方式，为群众所熟悉和接受，工程使用率高，是目前非常成熟的工程节水技术。
5.平整土地，沟畦改造，改进地面灌水技术
地面灌溉方法是目前应用最广泛、最主要的灌水技术[2]。据有关研究结果表明，畦田、沟的规格适宜，操作合理得当，田间水利用系数可达到0.8以上，灌溉定额可大幅度下降。膜上灌较一般地面灌溉可节水30%以上，高者可达50%以上，波涌灌(包括畦灌、沟灌)可节水10%～30%灌水均匀度及储水效率均明显提高，分根交替灌溉可节水15%～30%，这足以表明地面灌水改进提高应用后的节水潜力[3]。
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量，缩短灌水时间，提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。一般而言，渠灌区若不采取任何节水措施，采用田间大块划小和土地平整工程，可是灌溉水利用系数提高0.05～0.10。畦灌是耕地经平整后，利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉；沟灌是在作物行间开挖灌水沟，灌溉水从输水沟进入灌水沟后，在水流动的过程中由沟底和沟壁向周围入渗湿润土壤的方式进行灌溉。畦灌要求的地面坡度以0.001～0.003为宜，最大不要超过0.01；沟灌要求地面坡度以0.003～0008为宜，最大不要超过0.02。
结合土地平整，进行田间工程改造，划长畦(沟)为短畦(沟)，改宽畦为窄畦，设计合理的畦沟尺寸和入畦(沟)流量，可大大提高灌水均匀度和灌水效率。陕西洛惠渠的研究表明，在入畦单宽流量为3～5L/s时，灌水定额随畦长而变，当畦长由100m改为30m时，灌水定额减少150～204m3/hm2；当畦长30～100m时，畦单宽流量从2L/s增加到5L/s灌水定额可降低150～225m3/hm2。6.推广应用喷灌、滴灌、微灌、膜上灌、膜下灌节水新技术
喷灌可将水均匀地喷洒在作物上，它可以根据作物的不同生育期、不同需水量科学控制灌水定额，平均灌水定额30m3。喷灌工程不需平整耕地、修建田间毛渠和打埂，一般可以节省土地10%～20%。喷灌灌水均匀，节约用水，对地形的适应性强，与地面灌溉相比，大田喷灌一般可省水30～50%，增产10～30%。喷灌的主要缺点是一次性投资较高，受风的影响大，在多风的季节，会出现喷洒不均匀，蒸发损失增大。
滴灌工程是目前科技含量最高、起点最高的节水形式，是高效农业的首选。滴灌与一般的畦灌相比有很多优点，具体主要体现在以下四个方面:一是省水，滴灌属局部灌溉，仅湿润作物根区附近的土壤，避免了输水损失和深层渗漏损失，地表湿润，减少了地面蒸发，节水率可达80%，能最大限度利用水源。二是省肥，在滴灌过程中，用施肥罐将可溶性肥料随水滴入作物根部发育区，可有效地使肥料利用率由30%～40%提高到50%～60%。二是省工，无须平地、筑埂、打畦。滴灌土壤不板结，垄间于燥，可减少中耕和除草等投工，省工50%～80%。四是适应性强，它对地形适应能力强，在坡度为50°～60°的陡坡上，也可以采用滴灌系统，由于滴灌是小水勤滴，适时适量，土壤理化性能好，一般可增产20%～30%以上[3]，并可有效地改善蔬菜的品质。不过，滴灌投资大，因此，更适于经济作物，是温室大棚中最理想的灌水技术，随着农业结构调整的不断深人和高产值、高效农业的推广，滴灌将得到更多的应用。
微灌将水和肥料浇在作物的根部，它比喷灌更省水、省肥。当前推广的主要型式有微喷灌、滴灌、膜下滴灌和渗灌等。膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发和滴灌节水的双重优点，节水效果最好，近几年，随着产品国产化和价格的降低，在我国西北地区得到迅速推广。
1996年新疆石河子垦区在大田(棉花)应用膜下滴灌技术取得成功，1999年开始大面积推广应用，力荐在全国范围内进行推广。据统计膜下滴灌单位面积平均用水量是传统灌溉方式的12.5%，是喷灌的50%，是普通滴灌方式的70%。采用膜下滴灌技术后，不需要修农渠，也不需要筑硬打畦。操作简便，节省机力费和人工作业费，并节省抽水电费和肥料费，有效降低了生产成本。膜下滴灌
可使作物根系经常维持适宜{水分、通气和养分状态，因此，作物增产显著。
参考文献
论文摘要：对西吉县节水灌溉，笔者提出了主要四种模式和途径可供参考。但是在推广这些模式的过程中还存在一些问题，为此，提出了解决这些问题的对策。
建国以来，西吉县先后建成中小型水库44座，塘坝82座，水保骨干坝62座，打农灌机井459眼，发展灌溉面积20.30万亩,农业灌溉用水量每年达0.75亿m3。西吉县以干旱造成的损失最为严重，不但春旱、夏旱经常发生，而且有时出现秋旱或春夏秋连旱。库、井灌区发展节水灌溉已显得尤为重要。节水灌溉就是充分合理利用各种水资源，采取水利、农业、管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最佳。
1针对西吉县节水灌溉主要有以下四种途径可供参考
1.1输配水工程节水库灌区采用渠道防渗衬砌和装配式建筑物技术，可提高水的利用率，扩大灌溉面积，促进农业生产的发展；渠道防渗衬砌后，渠床糙率减少，渠中水的流速加大，输水能力明显提高。由于该技术简单，群众容易掌握，所用砂子、石子等材料可就地取材，有利于工程建设，鉴于上述优点，渠道防渗衬砌是库灌区最广泛应用的节水工程技术之一。经过测试：渠道衬砌后，渠系水利用系数由土渠的0.66可提高到0.80以上。装配式建筑物具有结构轻巧、外型美观、安全实用、施工简单、节省材料、造价低廉、定型、系列化和集中安装的特点，可加大灌区配套工程建设的速度，提高渠道建筑物的质量，缩短施工周期，促进用水管理、减少输水损失和水量浪费，灌区采用装配式建筑物后，亩均节水5%左右。井灌区采用低压管道和白龙管灌输水技术，低压管道适用于以下几种情况的机井灌区：第一，地面坡度大，原渠道冲刷严重而影响灌溉的机井；第二，渠道渗漏严重，灌溉周期过长的机井灌区；第三，有土地扩灌条件的机井。单个机井低压管道控制灌溉面积一般为80~150亩；管网布置采用固定式管道与移动软管相结合的半固定式；低压管道管材为PVC管，耐压等级为0.32兆帕；管道埋设密度每亩不小于6m；给水栓间距在50m至100m之间，单个给水栓控制灌溉面积4~9亩。井灌区采用低压管道后，管系水利用系数可由土渠的0.66提高到0.90以上，提高36.40%。
1.2田间技术节水田间技术节水主要有小畦灌溉和长畦短灌技术。小畦灌溉是宁南山区一项行之有效的田间节水灌溉技术，就是将地面做成窄长形的小畦，由畦田口进水，其特点是水流流程短，灌水相对均匀，可减少深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率，减小灌水定额，达到节水和增产的目的，小畦灌溉适用于井灌区和小型水库灌区，根据实测资料，采用小畦灌溉时（小畦面积0.10~0.20亩）田间水利用系数可达到0.88~0.92，较大田漫灌田间水利用系数平均0.81相比，提高11.10%。推广采用小畦灌溉的四个参数为：畦长20~30m为宜；畦宽按耕作要求为1.60~2.40m；畦田坡度在3%~4%之间适宜；入畦流量0.50~2l/s·m区间为佳。长畦短灌又称长畦分段灌溉，是指将长畦划分为若干不打横向畦埂的小段，用输水沟将水送入各段灌溉，灌水时通常由近及远，可达到与小畦灌溉同样的节水效果。畦田长度40~100m，宽度2.40~3.60m，单宽流量0.60~3l/s·m，长畦短灌不仅减少了田间渠道，节约了耕地，而且便于农机作业。
1.3农艺技术节水库井灌区通过改进灌水技术和作物栽培技术可达到节水的目的。灌区应采用精耕细作，深耕耙耱，增肥改土，以肥促水；小麦选用优良抗旱、高产品种，玉米、蔬菜应采用地膜覆盖技术，达到节水、增产的目的。
1.4管理技术节水管理技术是提高水利用率的关键措施之一,贯穿于整个农业生产的全过程。库井灌区应建立乡、村两级用水管理技术体系,实行计划配水,按方收费,超水加价等管理方法。同时要加大宣传力度，通过各种形式的宣传来提高全民的节水意识,对工程管理人员进行技术培训,达到节水的目标。
通过以上四种节水技术模式和途径,库灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.72以上，节水达20%以上。机井低压管道灌区灌溉水利用系数可由0.54提高至0.81以上，节水达25%以上。小麦单产从300kg可提高至350kg以上，节水、增产效果十分显著。
2推广这些模式存在的主要问题和对策
2.1提高认识，合力发展我县水资源缺乏已是很严重的事实，“水是取之不尽，用之不竭”的错识观念还比较顽固，节水意识和水法律意识还很淡薄。在一些基层领导和干部中，为了实现短期的经济利益，仍在严重超采地下水的地区，继续加大开采地下水，扩大灌溉面积；有的流域在上游无节制地开垦，发展灌溉，不但引起下游荒芜、沙化，而且造成上游灌区次生盐碱化。
2.2应以国家投入为主由于我县农民收入水平较低，而节水灌溉的效益主要体现在改善生态环境等社会效益方面，要求农民投入太多的资金用于发展节水灌溉是不现实的。即使按上述的投资比例，国家的投入也显不足，农民和集体难以长期承受2/3以上的投入，如不加大国家的投入，节水灌溉也难以继续按此速度发展。据预测，到2010年我县人均水资源占有量低于170m3。按国际标准，人均水资源占有量1000m3为起码需求、人均占有水资源量200m3严重缺水边缘统计，农业是最大的用水户，为了保障我县水资源的可持续利用，农业节水将是一项长期的战略任务。
发展节水灌溉，必然要对作物用水进行限制，如采用非充分灌溉制度，则是以降低单产换取区域总产提高为目的，对于单个农户来说不一定受益。即使在水资源充沛地区，单从改变灌溉技术来说，农作物增产的幅度也不太大，除经济作物外，粮食作物一般也只在10%～20%。据调研，从水源到田间，新发展出1亩节水灌溉面积平均约需投入3000元左右，改造1亩节水灌溉面积也得投入500～1000元；发展1亩坡地改梯田约需投入2000元左右。当前农业比较效益很低，农民负担很重且收入增长速度下降，在发展节水灌溉中一般只能承担投劳部分。因此，从现阶段来看，除发展温室大棚或经济作物等高产出的节水灌溉，应以业主或农民为主投入外，节水灌溉的投入应以国家为主。
2.3政策配套，提高灌溉用水管理水平。在推行节水灌溉中，重建设、轻管理仍是长期以来没有解决好的一个重大问题。当前，灌区的农田灌溉水的水价仅为供水成本价的1/3～1/2。据统计，目前在水、种、肥这农业生产投入三要素中，种子投入占27%，肥料占34%，而灌溉用水只占7%～9%。在一些灌区，水费支出仅占平均纯收入的5%。由于水价太低，导致农民不爱惜水，不舍得在购买节水灌溉设备上花钱；由于水价太低，灌溉管理单位收取的水费入不敷出；由于水价太低，水利工程难以维修更新，工程老化失修、带病运行，效益日趋下降。在节水灌溉管理中，加快水价改革是最重要的管理措施。灌区要积极推广用水户参与管理的经验，通过提高水价和加强管理，逐步实现以水养水，达到节水的良性循环。
