水循环原理(优质4篇)

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水循环【第一篇】

关键词:循环水 化工装置 药剂

1、前言

石油化工中冷却循环用水用量很大,对于企业的运行具有重大的影响。为了发挥循环水的作用,需要采用循环水药剂保障水质,避免循环水换热器管道结垢、腐蚀。大庆炼化公司动力一厂空分二车间有三个循环水场,分别为四循一站、四循二站、四循三站,设计循环量分别为5000t/H、7000t/H、7000t/H,为炼化公司聚合物装置及聚丙烯装置提供循环水。

2、循环水水质特点与影响因素

水质特点

为了保障水质处理,需要对循环水的水质进行分析。对循环水场的水质分析结果如表1所示,由表中的参数可以看出,车间的循环水Ca2+、Mg2+、C1-等离子较高,属于严重结垢型水质,而且水中的悬浮物、灰尘较多。随着使用时间的增加,水中的溶解固体与悬浮物不断增加,而且因为可溶性气体等进入循环水,导致循环水水质恶化。2010年5月份大庆炼化公司动力一厂空分二车间四循二站的循环水水质出现过较大波动,总体离子含量接近2mg/mL,COD达到100mg/mL,pH值低于7,循环水颜色变红,导致聚丙烯装置换热器前循环水滤网堵塞,E-853板式换热器堵塞,影响换热器的正常运行。

影响水质考核指标的原因分析

循环水场生产环境相对较差,对于循环水水质的影响因素较多,为了保证循环水水质达到标准,除了需要选择合适的循环水药剂之外,还需要分析相关的影响因素,以避免对水质造成影响。

周围环境

在大庆炼化公司动力一厂空分二车间循环水场周围,环境影响较大,因为该水场周围具有聚丙烯装置、宏伟热电厂等装置,粉尘以及微粒等杂质易进入循环水中,造成循环水悬浮物增加。因为水中固体增加,容易沉积在换热片管壁,造成管壁腐蚀,影响管壁的换热效果。化工装置生产过程中产生二氧化硫、二氧化碳等酸性气体,这些蒸汽混杂水蒸气加速了换热器的挂片腐蚀,缩减了换热装置的使用寿命。

循环水药剂不合理以及加药方式落后

该水场选择的杀菌用循环水药剂主要是液氯进行处理,但是因为水质对于液氯的杀菌能力影响较大,而且易产生氯离子,造成水质恶化,易造成点腐蚀。在选择循环水药剂的处理过程中,采用连续投加液氯杀菌剂,采用加药装置连续投加缓释阻垢剂。药剂随着循环水的流动浓度逐渐降低,导致药剂浓度降低,从而降低了水处理效果。

补入循环水的水质

循环水的补水除采用新鲜水外,主要使用污水回用水作为补水,污水回用水的特点是氯根高、电导高的特点。而且聚丙烯装置换热器材质多数为不锈钢材质,由于氯根高极易产生点腐蚀,进而使循环水的铁离子含量增加,影响循环水水质。

3、循环水药剂的选择

缓蚀剂的选择

为了保证循环水水质达标,车间采用189C药剂作为循环水药剂[2],观察系统运行过程中水质变化与影响。为了对循环水药剂的影响进行观察,控制循环水的浓缩倍数在±之间,pH值控制在±之间,并且以70 mg/L的速度投放药剂。为了实现工艺的控制与管理,共补水2980L,补189C药剂2122mL,观察循环水外观与检测水质标准。

杀菌灭藻处理药剂

采用连续投加氧化性杀菌剂固体氯以及B250杀菌剂交替杀菌,为了避免细菌产生抗药性,需要隔周采用不同的杀菌剂,投放的方式如下:每单周加杀菌剂固体氯吨,每双周加吨非氧化性杀菌剂B250。每月投加一次粘泥剥离剂739,以抑制生物粘泥在管壁上沉积[3]。

循环水药剂的工艺

大庆炼化公司动力一厂空分二车间循环药剂的工艺流程如下:循环冷却水经过加药剂处理,待药剂作用一段时间之后,药剂通过循环水流通运转,根据中石化《实验室缓蚀评定试验法旋转挂片失重法》进行取水,对于工艺中的循环水质量进行研究分析,判断循环水药剂的影响。

现场管理

为了避免现场环境造成的影响,需要加强现场管理,包括以下内容:(1)加入液碱进行中和循环水PH值,避免酸度过高造成的腐蚀作用,控制pH值在以上,定时对回用水的pH值、碱度、氯根等指标进行监测;(2)采用连续投加的方式加入循环水药剂,稳定控制锌离子浓度在2―3mg/L;(3)加强对旁滤系统的管理,将挂片箱材质由碳钢升级为不锈钢,合理地安排污水的排放。

4、结语

循环水水质对于石油化工装置具有重要的影响,为了保证循环水水质达标,需要采用合理的循环水药剂、对现场环境进行有效控制、优化投药方式以及及时做好查漏堵漏。大庆炼化公司动力一厂空分二车间为保证循环水水质达标,加入189C缓蚀剂作为循环水药剂,并且对投药后的循环数参数进行测定。根据测定的结果来看,采用189C缓蚀剂能够有效的改变水质,增强换热能力,性能满足生产要求。而且189C缓蚀剂在含盐量好,容量较大的循环水环境中具有较好的缓释效果。采用交替杀菌的方式,能够有效杀灭循环水中的细菌,避免抗药性。

参考文献

[1] 周东 大庆炼化公司循环水系统运行方案的优化[D]硕士 2005

水循环原理范文【第二篇】

关键词:循环水 节能减排 技术改造

中原化工有限公司始建于20世纪80年代,由于当时条件所限及国家政策、法律要求不高,公司循环水直接排放,不但浪费了资源、能源,也增加了排污,污染了环境。为改变这种局面,根据国家有关要求,公司成立技术攻关小组,组织人员进行技术攻关,通过对合成车间、反应车间、锅炉车间等有循环水的所有车间进行深入分析、科学论证,制定技术改造方案,对循环水系统进行了彻底、科学、合理的改造。实践证明技改方案具有效果显著、投资省、可延长循环水循环周期2到3倍。通过技术改造既产生了较好的经济效益,也产生了较好的环境效益、社会效益。

一、循环水运行现状情况

中原化工有限公司是一家综合性化工企业,主要由尿素、甲醇等生产合成车间组成,配套一台70吨燃煤锅炉,锅炉采用湿法除尘。本次改造研究把合成氨车间冷却用水、氮肥车间冷却用水、造粒车间冷却用水、锅炉车间脱硫除尘废水、合成醛类冷却用水、原料脱氮脱硫冷却循环水、产品精馏车间冷却循环水等循环用水分别采取各自闭路循环。把各路循环后外排的污水进行研究分析,按含有的不同成分进行分类收集,设定统一处理目标,根据各自的特点采取不同的收集处理方式。水质具有独立特性的单独收集单独处理,水质具有相近、相似或相同特性在处理方式上又具有相同要求的集中收集、集中处理,处理合格后再循环利用。对锅炉车间脱硫、除尘冷却水、造粒车间冷却用水、原料脱氮、脱硫车间冷却循环水等相对纯度较高,含各种杂质及各种有机污染物、无机污染物较少的循环水可将其直接通入3#尿素循环水。根据不同性质的冷却水确定不同的去向,分类施策,分别利用,从而达到降低成本,节约能源、资源,减少对环境污染的效果。

(一)循环水补充水水源

中原化工有限公司将循环水作为补水水源主要有以下几种情况。

经过反渗透法处理后水的特点。经反渗透处理过的水,其中的无机污染物、有机污染物含量都较低,养分较少,不利于微生物、细菌、藻类的生长繁殖,长期使用反渗透法处理后的水,可有效降低设备的结垢率及污泥产生率。目前中原化工有限公司有四套反渗透装置,充分发挥四套反渗透装置的处理能力,可有效减轻脱盐装置的负荷,交换树脂的使用量及树脂复活剂的使用量都大幅度减少,反渗透法水的使用不但节约了成本也降低了污染物的排放。

用一次性水作为补充水水源。一次性水也可作为补充水,但是一次性水的缺点是水中含有的有机污染物、无机污染物、微生物都较高,如果作为补充水使用它的优点是水源充足、费用低,缺点是水的质量较差,若长期使用会使循环水中的无机离子含量增加较快,循环水质变化快,对设备影响大。因此该水不能作为长期大量补水的水源,所以只有当一次性水中各项有机、无机指标含量低时,才益补充一次性水。

将循环排放水终端排放水作为补充水水源。终端水是各套循环水的排放水,若不利用将排入外环境,浪费资源,污染环境,被视为污水,因此水的质量较差,浊度、无机盐分、其他有机污染物物及微生物都较多,是必需经过二次处理方可使用的水。该水处理主要采用物理法、物理化学法、化学法及生物化学法,沉淀环节等进行处理,经分析各项指标达到要求后方可进入循环水系统,参与再循环,如果将处理不达标的终端水补入循环水系统,将使循环水受到污染,恶化循环水水质,影响设备的工作效率及使用寿命。

(二)设备表面结垢、腐蚀、微生物藻类生长问题

各系统循环水的主要作用是降低设备的温度,使其保持恒定,保证设备处于最佳工作状态。而循环水散热的方式有以下几种,一是通过循环水与空气接触传导散热;二是通过水分蒸发带走热量散热。其散热过程循环水与大气密切接触,特别是在工业区与受污染的空气接触,使大气中的污染成分溶解在循环水中,使循环水的有机污染物、无机污染物浓度升高,水质发生变化。另外水分蒸发散热使循环水中的水变为水蒸气散发,进一步使水中的污染物浓缩、浓度升高。这样产生的后果是设备表面容易结垢,同时对设备产生一定的腐蚀作用。微生物及藻类大量繁殖,使循环水中的粘泥量增加,粘泥沉淀设备表面,影响设备散热,长时间沉积会导致管道堵塞,最终影响设备正常工作,功率下降,效率降低,甚者会影响生产。同时循环水的循环周期明显缩短,也增加对设备的清洗次数,导致成本增加,清洗产生的污染物污染环境。

二、处理方案

(一)补充水的预处理

一次水通过反渗透装置降低水中盐分、微生物以及有机物等其他物质的含量,采用反渗透装置处理的水,补入循环水后可保持循环水水质不会短时间恶化,使循环冷却水的使用周期明显延长。减少循环水的补充,降低了用水成本,减少污染物排放。但反渗透水处理费用相对较高。各循环环系的排放水叫终端水,其特点是其中含有污染成分复杂浓度较高,必须经过有效处理达标后方可使用。具体措施是用泵把污水打入加药池加药混合,使终端水与药剂密切接触、充分反应,停留一定时间后循环水中的颗粒物充分凝结,然后流入沉降池,把大颗粒固体沉降下来后流入清水池备用。稳定后的循环水浊度基本保持在30-40NTU,进口出口浊度最少能降50NTU,可以充分满足再循环的要求。

(二)循环水处理

随着循环水冷却水循环次数的增加,水中的有机污染物、无机污染物、微生物、藻类等杂质增加,浓度也会相应升高,极易沉积、结垢、堵塞,必须进行相应处理,否则不宜使用。中原化工有限公司采用缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂来控制设备的结垢、腐蚀以及菌藻繁殖,解决了浮着结垢及沉积堵塞问题。

缓蚀剂可以在金属表面形成一层保护膜,减少设备与有害物质的接触,有效阻止电子学腐蚀的进行,延缓腐蚀进度,提高设备使用寿命。

(三)增加旁滤设备

中原化工有限公司在系统中增加旁滤设备,辅助解决循环水浊度问题,通过旁滤设备的进一步调节与处理,使循环水系统长时间运行下的浊度变化不大,进出口浊度差在20-50NTU,保证循环水水质控制在指标内,确保系统运行正常、稳定。

(四)水的分类、分级使用

通过调查、研究、分析对水的分类、分级使用,主要从以下三个方面。一是油水分离,可防止含油废水再次污染不含油的废水。集中回收废水中的油,通过油回收装置进行氧化(酸化)沉淀、过滤,达到油标准重新使用,变废为宝,既降低成本,又减少污染。二是污水雨水分离,特别是初期雨水,落到地面冲洗地面,将地面的泥沙、杂质冲入雨水中,增加水的浑浊度,同时还将一些有机污染物如COD、BOD、石油类、SS物、生活垃圾中的微生物等溶入雨水中,对水质产生不良影响,必须对其单独收集,做到雨水分离。另外雨水数量不易控制,若不单独收集,当雨量大时会出现较大的设备冲击力,增加水负荷。三是水分级使用,尿素车间、脱碳车间设备标准高,对循环水影响较小,循环水质较好,当需补充循环水时,主要补充水质稳定、质量较好的反渗透水。甲醇车间、合成车间对循环水要求不高,对循环系统主要补充经处理过的终端水。

(五)加装过滤装置

该公司采用化学办法,用絮凝剂快速中和、处理水中胶体颗粒表面的负电荷,又能在粒子间起吸附作用,从而产生大颗粒絮凝物析出,再用助凝剂加大絮凝物颗粒直径,使其便于沉淀,减低水的浊度。该方法受水流速度的影响较大,当水流速度较慢时颗粒物易于沉降浊度降低,当水流速度较快时效果较差,为了解决速度快时的沉降问题,还需加装过滤装置,彻底解决沉降问题。

(六)去除水中盐分

如何去除水中盐分,应用较广的方法有三种。即电渗析法,反渗透法,离子交换法。

一是离子交换法的特点。离子交换法系统相对复杂,需要建立相应的软件设施,并且需要定期对离子交换树脂进行再生,消耗大量的酸、碱,投资费用与运行费用都较高,产污量较大。

二是反渗透法处理循环水的特点。利用反渗透法处理循环水,解决水中的盐分问题,特点是投资费用高但运行费用低。

三是电渗析法处理循环水的特点。电渗析法对原水的水质要求不高,设施简单,投资费用较低。电渗析的耗电量与原水含盐量密切相关,当原水中盐量高时用电量就高,成正比关系,含盐量在400-3500mg/L。采用电渗法,必须配以精密过滤系统去除悬浮物然后经电渗析除盐,只有密切配合才能较好地降低水中的含盐量,使之达到循环水补水水质的要求。

(七)沉淀污泥定期清掘

一般小型污水处理都设置重力浓缩池,经浓缩后的污泥集中到附近大型污水处理厂或污泥塘处理;除此之外还可以用污泥干化床,这种方式用于气候适宜,冬季不结冰的地区(冬季不适宜我公司使用),干化后的污泥用作农肥或填埋;也可以把污泥汇于污泥塘内,经长时间静置沉淀后,上清液回流至水处理系统,沉淀污泥定期清掘后造肥或填埋。

三、污水零排放

随着经济的壮大与发展,环境问题、资源问题也日益突出,循环经济、绿色经济理念正深入人心,环境问题是急需解决的重要问题之一。氮肥生产污水零排放项目会越来越多地在氮肥企业中推广,而如何治理好循环水,把握好循环水利用、处理的每个环节,达到使产污最小化,再利用最大化的效果,是做到零排放的重要因素。是循环水持续有效的再循环,不排向外环境,就能实现零排放无污染,公司就有可能实现经济效益与环境效益的最大化。

我公司通过对循环水再利用的调查、分析及处理技术的研究与应用,有效地解决了公司的资源、能源利用、污染物排放等实际问题,产生了较好的经济效益、环境效益及社会效益,为零排放奠定了基础,为同行提供了借鉴。

参考文献:

[1] 伦纳德・奥托兰诺著。环境管理与影响评价[M].北京:化学工业出版社,2004:95- 98.

[2] 赵军,杨凯等。上海城市河流生态系统服务的支付意愿[J].环境科学,2005(2).

水循环【第三篇】

关键词循环水系统改造;必要性;措施

中图分类号:TV文献标识码: A

一、前言

随着经济的发展,化工企业也变得越来越多,给环境和水质都带来了一定的污染,基于这样的现象对企业的循环水系统进行改造是十分必要的。

二、概述

1、循环水系统

当今化工企业内重要的公用工程系统之一就是循环水冷却系统,水冷却系统运行质量的好坏是保证生产装置的设备安全和运行稳定的必备物质条件,是决定化工企业能够长期的周期性运行的关键因素。

2、循环水系统节水的必要性

近些年合成氨企业不断增量,装置不断扩大增量,企业的用水量日益增加,而循环水系统的用水量更是达到一个历史峰值。由于我厂位置在工业区内,水资源开发难度极大。无论是国家层面,还是省市地区,除了看中新上园区化工项目的环境影响,水资源等不可再生资源也一直是一个重要的关注点。化工企业作为工业体系中的用水大户,我们必须最大限度地节约用水,更好的开发利用现有的水资源。解决企业的用水和节水问题,这是实现企业可持续发展必由之路。

三、合成氨企业循环水系统改造的意义

合成氨企业的污水排放量大,污染物含量高,直接排放或者不达标排放都会对环境和居民生活造成极大威胁。近些年来,环境保护观念的提升,人们对环境的可持续发展越来越重视,特别是化工企业的排污就成了主要整治对象,这给企业的生产经营提高了难度,增加了生产成本,因此,对循环水系统的改造具有非常重的意义:

1、减少环境污染,在回流利用过程中采取各种措施,将有害固体物质进行分离,将无利用价值的深挖掩埋或灭毒处理,可重复提取利用的成分进行回收提取,从而减少了有害物质的排放,有利于环境保护。

2、有利于企业节能降耗,通过处理后的中水回流利用,节约用水,废水治理中的可利用成分的二次提取利用及次生产品的利用,减少了生产成本,减少企业片面的治污资金投入负担,从而提高企业的生产效益。

3、通过废水回流利用的治理过程促进了生产过程的技术革新,企业在生产过程中对于如何减少废水和有毒污水的产生方面,会有针对性的改进相关生产工艺,对于企业的生产运营管理起到了促进作用。

4、促进了企业的可持续发展,环境保护是每一个企业面临的社会责任,治污效果如何直接影响石化企业的发展前景,避免因为治污失败是企业发展进入死胡同,最终会被市场淘汰。

四、合成氨企业循环水处理的主要问题

1、水质差,

COD值偏高在化工企业的循环水处理系统中,由于多方面的原因经常出现主物料泄漏的现象,导致循环水的 PH 值不断上升,使其具有一定的腐蚀性,这不仅需要企业加投其他缓蚀剂来降低循环水的腐蚀程度,还需要重视化学反应中产生的新物质的沉淀问题。同时,循环水的COD值常常处于偏高的状态,导致化工污水的循环处理没有完全达标,容易对水源和设备造成二次污染。

2、浓缩倍数低

一般说来,化工企业的生产设备对水的需求量都比较大,导致循环冷却水系统热负荷低,加上循环水系统的保有水量比较大,这就使得循环水量与保有水量的比值小于2。因此,该企业的循环水装置系统的循环水存在着浓缩倍数低、腐蚀性比较强的特点,具体表现在污水排放量大、水质浑浊、微生物数量超标等,这不仅不利于换冷设备的正常运转,还造成了水稳药剂和干净水源的大量浪费。

3、循环水系统内长期漏入工艺介质

很多化工企业的循环水装置的换热设备曾经发生不同程度的内漏,使得工艺介质大量渗漏,导致设备内部的表面形成一层油膜,这不仅严重影响了循环水的处理效果,还导致循环水系统内部形成大量的微生物,如微生物粘泥、藻类等大量繁殖难以得到有效控制。此外,工艺介质的渗漏,还会导致循环水遭受污染,这都不利于化工企业的循环水处理工作的正常开展。

4、旁滤效率降低

对于安装有砂滤罐的化工企业的循环水处理系统而言,由于砂滤罐的反冲洗和旁滤都套用循环冷却水,所以水的压力不是很大,有时很难达到循环水处理的设计要求。此外,在反冲环节,水的流失率也比较高,在运行一段时间后发现,排污阀口容易被细沙等杂物严重堵塞,会导致循环水处理装置的旁滤效率大幅下滑。

5、产生大量生物粘泥

由于很多化工企业的循环水系统中水的浊度较高,细菌含量也长期处于较高水平,因此经过一段时间之后就会产生大量的生物粘泥,生物粘泥经常粘附在换热装置的换热管等装置上,形成厚度不一的生物粘泥层,这不仅会影响换热器的热量传递效率,也不利于循环水处理系统的安全、可靠运行。

五、改造措施

1、完善加药系统

(一)加药点的选取

聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为循环水的主要添加剂之一,原聚合氯化铝在热水池进口处投加。由于热水池内煤泥积累较快,而热水池未设抓灰装置( 抓灰装置设在平流沉淀池上方),导致聚合氯化铝实际使用效果较差。通过观察,发现聚合氯化铝加在离平流沉淀池4 m 左右的回流沟内使用效果较好。

(二)加药方式的改进

原聚合氯化铝通过计量泵输送,计量泵虽然计量比较精确,但故障率很高。另外,因计量泵进口、出口径较小,聚合氯化铝液体中的固体颗粒容易堵塞在管内;当聚丙烯酰胺浓度稍高时,因药剂黏度增大经常造成无法泵送,给加药操作带来了较大难度。加药不同于化学反应,连续加入量的精度要求不是很高,只要保证在一定时间内加入量一定,即可达到要求。因此,决定制作钢支架,以提高2 种药剂储罐的高度,加大排药管直径,通过高位差使药剂自流入加药点;并且在储罐上增加液位计,根据回水浊度的变化规定每班需加入药剂的量,操作人员根据每小时巡检的液位变化情况,调节加药阀开度。

(三)严格药剂质量控制

药剂质量直接影响到循环水的浊度,若用质量较差的药剂,循环水浊度在短时间内可能没有较大的变化,但是随着时间的推移,浊度会快速上升,若此时再进行处理,一般需半个月才能恢复至正常运行工况。

2、排污系统的改进

原设计中,澄清器内沉淀的煤泥排至平流沉淀池后凝结的煤泥被再次冲散,需要再次沉淀,导致工艺重复,影响了水处理的效率,加大了平流沉淀池的负荷。另外,排污时因大量煤泥的排入,整个系统( 平流沉淀池、澄清器和清水池) 的水质浊度全部升高,需几个小时才能恢复至正常工况,对系统的高效、清洁运行造成较大影响。为此,江山合成氨厂将澄清器内煤泥先排至原循环水沉淀池沉淀 1d;次日排污前,先将上层清液抽入平流沉淀池( 澄清器每天白班排污 1 次) ,再使用抓灰机打捞煤泥,从而实现循环水的泥水分离。采用此方法排污不会影响系统水质。

3、用压滤机处理湿煤泥

湿煤泥原先存放在地面围建的池内,一般需半个月以上自然风干,遇到雨季甚至1个月都无法风干。由于江山合成氨厂烧块煤,湿煤泥不能内部消化;而在运输过程中,由于湿煤泥含水量过大导致渗漏,也会遭到环保部门的处罚,且外售困难。所以,沉淀池内煤泥沉积量较大,而捞出来后又无法处理,造成煤泥不能及时捞出来,使循环水水质恶化。

六、结束语

合成氨企业在对循环水系统进行合理的改造之后,可以达到低浊度、零排放的效果,所以,对于化工企业来说,对循环水系统进行合理的改造和优化具有重要的意义。同时,也给工业园区内化工企业良性循环发展打下基础。

参考文[]献:

[1]吴国平。贵冶闪速炉循环水系统改造设计。有色冶金设计与研究。2013年3月,第2期,66-68.

水循环【第四篇】

二、知能构建(图1)

三、图表剖析

1.水循环示意图(图2)

该图关键点:①水之所以循环,其内因是水的固、液、气三相变化,外因是太阳能和重力能。②在三种水循环类型中,海陆间循环包括的环节多,涉及范围大,下垫面复杂(包括海洋和陆地),因而又被称为大循环,是水循环最重要的类型;海上内循环携带的水量最多,大约是海陆间水循环的10倍;陆上内循环补充陆地水的量很少。③外流区域,既有海陆间大循环,又有陆上内循环;在内流区域,主要是陆上内循环。④水循环使陆地水资源不断更新,促使地表物质迁移和能量交换,影响全球的气候和生态,塑造地表形态,即水循环具有平衡更新、迁移交换、联系调节、影响塑造的作用。⑤水是循环的,但一个区域的水资源是有限的, 其循环更新的速度也是有限的, 因此一个区域的水资源并不是“取之不尽,用之不竭”的。

2.陆地水体相互关系图(图3)

从图中看,陆地上的水体主要有大气降水、冰川、积雪、湖泊水、河流水、地下水。陆地上水体的相互关系是指陆地水体之间的运动转化及其水源补给关系。从水源补给看,大气降水(雨水)是陆地各类水体最主要的补给来源。当降水历时长、强度小,地表起伏小,土质疏松,植被覆盖率高时,大气降水有利于转化为地下水。

冰川对河流及其它陆地水体的补给是单向的;而河流水、湖泊水及地下水之间具有双向补给关系,如图4所示。但有些河流水与地下水之间并不存在双向补给关系,如黄河下游及长江荆江段因其为“地上河”,只存在河流水补给地下水的情况。

3.河流流量过程曲线图

河流流量过程曲线图是高考试题中经常出现的图型,横坐标代表时间(月份),纵坐标代表河流径流量。根据河流流量过程曲线反映的主要内容,如流量大小及季节变化、汛期出现的时间和长短、枯水期出现的时间和长短等综合分析,可得知:图5河流径流量随雨量变化,补给类型主要为大气降水,降水是河流最重要、最普遍的补给形式,在我国以东部季风区最为典型。图6河流春汛与气温有关,为季节性积雪融水补给,此类河流在我国主要分布在东北地区。图7河流径流量与气温有关,为冰雪融水(冰川和永久性积雪融水)补给,在我国主要分布在西北和青藏高原地区。图8河流径流量全年稳定,为地下水或湖泊水补给;湖泊水对河流水往往有调蓄作用,地下水对河流水的补给较普遍、稳定。

四、技巧点拨

1.人类活动对水循环影响的分析

①对地表径流的改变(最主要的影响方式):人类引河湖水灌溉、修建水库、跨流域调水、填河改陆、围湖造田等一系列针对河流、湖泊的活动,极大改变了地表径流的自然分布状态;②影响地下径流:人类开发利用地下水、改变下渗以及局部地区的地下工程建设都不可避免地影响地下径流,例如城市建设中通过增加绿地面积、铺设渗水砖、建设雨水花园等措施来控制雨洪和利用雨水;③影响局部地区大气降水,如人工降雨;④影响蒸发,如植树造林、修建水库可增加局部地区的水汽供应量,地膜覆盖可减少农田的水分蒸发。

2.河流水文特征的描述及分析

掌握河流的水文特征要把握“五大特征(流量、水位、汛期、含沙量、结冰期)和五大成因(地形、气候、植被、土壤、人类活动)”。

①流量,大小主要取决于河流的补给量与流域面积的大小,变化主要取决于补给方式。②汛期(水位),包括丰水期、枯水期的时间、汛期长短等,主要与补给方式和河道特征有关。河流流量相同的情况下,河道的宽窄、深浅影响水位的高低。③含沙量,与流域内植被状况、地形坡度、地面物质结构及降水强度等有关。一般来说,坡度越大、物质越疏松、植被覆盖越差、降水强度越大,河流含沙量就越大。④结冰期,用有或无、长或短来描述,取决于冬季气温的高低。冬季气温在0℃以下、从低纬流向高纬的河段,可能发生凌汛。

同时还要注意几点:一是水文特征与水系特征的区别,水系特征主要包括河流的源地、流向、长度、落差、支流(多少、形状)、流域面积、河道特征(宽窄、深浅、曲直)等;二是季节变化和年际变化的区别,如我国西部地区的河流流量季节变化大,但年际变化小;三是分析径流变化的原因时注意时间限制条件,几十年和几年的变化原因可能不同,“几十年”还可能有气候变化的原因。

3.水资源问题的分析

①水资源利用的突出问题。即水资源短缺问题,应从“供求”关系分析,如图9所示。

②水资源持续利用的措施。从两方面分析:一是开源措施(合理开发和提取地下水;修筑水库,调节水资源的季节分配;开渠引水,调节水资源的空间分布;海水淡化、人工增雨等),二是节流措施(加强宣传教育,提高节水意识;改进农业灌溉措施;提高工业用水的效率等)。

五、典题精练

(2016年全国Ⅲ卷)图10所示山地为甲、乙两条河流的分水岭,由透水和不透水岩层相间构成。在生态文明建设过程中,该山地被破坏的森林植被得以恢复,随之河流径流量发生了变化,河流径流的年内波动也减缓了。据此完成1~3题。

(1)森林植被遭破坏后,河流径流量年内波动强烈,是由于:

A.降水更多转化为地下水

B.降水更多转化为坡面径流

C.降水变率增大

D.河道淤积

(2)森林植被恢复后,该山地的:

①降水量增加 ②坡面径流增加 ③蒸发(腾)量增加 ④地下径流增加

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

(3)如果降水最终主要转化为河流径流,那么森林植被恢复后,甲、乙两条河流径流量发生的变化是:

A.甲增加,乙减少,总量增加

B.甲减少,乙增加,总量增加

C.甲增加,乙减少,总量减少

D.甲减少,乙增加,总量减少

解析:该题组以近年来的热点话题“生态文明建设”为背景,考查人类活动对水循环的影响,进而考查对河流水文特征的影响。理解植被覆盖率的高低对水循环环节(下渗、蒸发、地表径流等)的影响是正确解答该题的关键。森林植被破坏后,蒸发和蒸腾减弱,下渗减少,地下径流减少,坡面上的地表径流增加,则河流径流量增大。森林植被恢复后,则相反。图中由于透水岩层向乙河倾斜,森林植被恢复后,雨水下渗到透水岩层后,随倾斜岩层汇入乙河,乙河径流量增加。参考答案分别为B、C、D。

拓展深化该题组涉及的知识点“植被在水循环中的作用”及“人类活动对水循环的影响”是高频考点,需熟练掌握。

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