水平衡计算
工艺水取水量就是各工艺取用的新鲜水量.
整个项目新鲜水量用于全厂工业用水重复利用率的计算里.
工艺水回用率计算中，生产线1和生产线2为工艺水，其回用水400+600,新水200+200。工业用水重复利用率中，新鲜水700,重复用水1600+600+400。
间接冷却水循环率中，循环水为600，新水为200。
污水回用率中，污水站污水回用量400，直接排放的污水90+380。图中冷却塔的50为冷却水，可直排，不算污水。
水平衡中各种水量的核算
工业企业用水的定义、水源、分类、以及用水管理和水量计量应遵循CJ19-87规
定。
1、取水量
工业用水的取水量是指自地表水、地下水、自来水、海水、城市污水及其他水源的总水量。现有生产厂，以水表读取为准，乘以实际用水时间，得出用水量（日和年）。对于拟建工程项目则应按用水装置（生产单元）汇总，一般化工生产装置取水量包括生产用水和生活用水两大方面；生产用水又包括间接冷却水、工艺用水和锅炉给水。各种用水关系见图4-7。
工业取水量＝间接冷却水量+工艺用水量+锅炉给水量+生活用水量
2、重复利用水量
重复利用水量系指生产厂（建设项目）内部循环使用和循环使用的总水量。在化工建设项目中主要是间接冷却水系统的循环水量和工艺过程中循环多次使用的水之和，可由项目建议书或可行性报告中获取这些数据。对现有生产厂，可用水
泵的额定流量计算，即：
重复利用水量＝水泵额定流量×实际开泵时间
3、耗水量
耗水量是整个工程项目消耗掉的新鲜水量总和，即：H=Q1+Q2+Q3+ Q4+ Q5+ Q6式中，Q1――产品含水，即由产品带走的水，Q1＝产品产量（t/h或t/a）×产品
含水量，％；
Q2――间接冷却水系统补充水量，亦即循环冷却水系统补充水量，耗
水量；
Q3――洗涤用水、直接冷却水和其他工艺用水量之和。洗涤用水和直
接冷却水均为与物料直接接触的水。工艺水用量由生产装置、工艺水回用和工艺水取水量相加得到。工艺用水量和直接冷却水量可从项目建议书或可行性报告的水平衡图中，按各工艺装置依次汇总。洗涤用水应包括装置和生产区地坪的冲洗
水；
Q4――锅炉运转消耗的水量，可由蒸汽吨数核算，或由可行性报告获
取；
Q5――水处理用水量，指再生水处理装置所需的用水量，如再生树脂
等软水剂的用水量。可由可行性报告获取，或按公式计算；
Q6――生活用水量，指厂区内生活用水部门的用水量，如办公楼、食堂、浴室、厕所、绿化等的用水量之和。厂区生活用水可按职工生活用水[一般采取25～35L/（人·班）]和淋浴用水[40～60L/（人·班·淋浴1h）]核算。
4、排水量
排水量即环境统计定义的废水排放总量，包括生产废水和生活废水。对于工程分析水平衡计算，生产废水指工程项目所有排放口排到外环境的生产废水总和，包括各装置外排的生产废水、直接冷却水和洗涤水；生活污水指厂区内生活设施排放的污水。一般对于密闭用水的生产单元，可忽略损失量，将取水量的值作为排水量的值；厂区生活污水也可忽略消耗，将生活用水量视为生活污水排放量。应该用类比调查或排放系数法核准可行性报告中的废水排放量。
5、漏水量
漏水量指全厂管道及设备漏损的水量，即全厂（全工程）用水量和装置用水量之差，通常将全厂（全工程）用水量的2％作为漏水量。
6、工业用水评价的考核指标
进行工程分析水平衡核算时，常用几个指标来考核评价工业用水的水平，这些指标为：重复利用率、间接冷却水循环率、工艺水回用率和污水回用率、万元产值新鲜水量（取水量）、单位产品取水量（新鲜水量），蒸汽冷凝水回用率及职工
人均日生活取水量。
（1）重复利用率R0
重复利用率指工业用水中，重复利用水量占用水量的百分比。
式中，C――重复利用水量；
Y――用水量，由重复利用水量和取水量相加得到；
Q――取水量。
（2）间接冷却水循环率R冷
间接冷却水循环率指工业生产用间接冷却水中循环和回用水量占间接冷却用水
量的百分比。
式中，C冷――间接冷却水循环量；
Y冷――间接冷却水系统用水量；
Q冷――间接冷却水系统取水量（补充新鲜水量）。
（3）工艺水回用率Rx
式中，Cx――工艺水回用量；
Qx――工艺水取水量（取用新鲜水量）；
Yx――工艺水用水量。
（4）污水回用率R污。
式中，C污――污水回用水量；
Q直污――直接排入外环境污水量；
Y全污――污水排放总量。
（5）万元产值取水量（新鲜水量）W。
式中，W――每产生1万元产值的产品需要的取水量（包括生产、生活取水量），
m3/万元；
Q――全年取水量，m3/a。
（6）单位产品取水量V。
单位产品取水量指每生产单位产品（如t，m）需要的生产和辅助性生产的取水
量（不包括生活用水量）。
（7）蒸汽冷凝水回用率R凝
蒸汽冷凝水回用率指用于生产的锅炉蒸汽冷凝水回用量占锅炉蒸汽发汽量的百
分比，是考核蒸汽冷凝水回用程度的专项性指标。按下式计算：
式中，C凝――年蒸汽冷凝水回用量；
Z――年蒸汽发汽量。
（8）职工人均日生活取水量（Q生）。
定义每个职工平均每天用于生活的取水量为职工人均日生活取水量[L/（人·d）]。
计算公式如下：
该项指标相对地能反映出生产用水和生活用水组成情况。
再给大家出一道案例分析中的水平衡计算题：
请根据以下水平衡图，计算全厂水的重复利用率、间接冷却水循环率及蒸汽冷凝水回用率（05
年案例分析教材P178页）
水的重复利用率指工业用水中重复利用水量占总用水量的百分比，即：R=水回用量（蒸汽冷凝水+其它回用水+循环水量）/总用水量×100%。本案例中全厂水的重复利用率为：（220+1040+2.32）/（38.72+220+1040+2.32）＝97.0％
间接冷却水循环率(R冷)：间接冷却水循环率指工业生产中循环和回用量占间接冷却水用水量的百分比，即：R冷=间接冷却水循环量/（间接冷却水系统循环用水量+补充新鲜水量）×100%。本案例中间接冷却水循环率(R冷)为：（220+1040）/（5.40+23.21+220+1040）＝
97.8％
蒸汽冷凝水回用率（R凝）：蒸汽冷凝水回用率指用于生产的锅炉蒸汽冷凝水回用量占锅炉蒸汽发生量的百分比，是考核蒸汽冷凝水回用程度的专项性指标。即：R凝=年蒸汽冷凝水回用量/年蒸汽发生量×100%。本案例中蒸汽冷凝水回用率（R凝）为：2.32/5.76＝40.3%
水资源平衡分析
一、水资源平衡分析 1、某土地整理项目采用井灌，项目区总灌溉面积1500h㎡，区内人口1.5万，大小牲畜2.5万头，全部采用低压管道输水管该后，冬小麦种植面积1200h㎡，夏玉米种植面积1150 h㎡，棉花150h㎡，另外种植部分蔬菜。水源以浅层地下水为主，灌区周边主要承受北部边界地下水补给，南部边界有少量排出，东部边界无地下水补给和排出，南北部边界长Lns=5.2㎞，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Js=0.0015，东西边各长Lew=3㎞；地下水埋深大于8m；该区多年平均降雨量P=650mm；灌区范围内为沙壤土，含水层厚度h含=25m，渗透系数K=30m/d。试在灌溉设计保证率为75%下对该井灌区进行水量供需平衡分析与计算。 解：根据已知条件、前面所述表格及公式计算如下： （1）可供水量计算 1．降雨入渗补给量W1 根据项目区范围内土质及地下水埋深，降雨入渗补给系数K取 0.15，补给面积A=5.2×3=15.6k㎡，其计算过程如下： W1=0.001KPA =0.001×0.15×650×15.6×106 =121.68（万m3）
2.侧向补给量W2 W2=365Kh含Lns（Jn-Js） =365×25×30×5200×（0.005-0.0015） =498.23（万m3） 3.灌溉回归补给量W3 地下水埋深大于8米，可忽略不计。 因此，可供水量为W供=W1+W2+W3 =619.91（万m3） （2）需水量计算。由《中国主要农作物需水量等值线图》查得该井灌区所在区域在灌溉设计保证率为75%下冬小麦、夏玉米、棉 花的净灌溉定额分别为300mm、55mm、165mm，蔬菜净灌溉定额 每年按800mm计算。 1.灌溉用水量。灌溉水利用系数￡取0.9，算得灌溉用水量表 作物面积（hm2）净灌溉定额（mm）灌溉用水量（万m2）冬小麦 1200 300 400.00 夏玉米 1150 55 70.28 棉花 250 165 45.83 蔬菜 50 800 44.44 合计 560.55 2.工业用水。该项目区无工业，所以为0. 3.居民生活及家畜家禽用水。生活用水按人均日用水量40L，大小 牲畜日用水量平均35L，则居民生活及家畜家禽用水53.8万m3.
化学平衡常数及其计算训练题
化学平衡常数及其计算训练题 1．O 3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应① O 3 2 ＋[O] ΔH >0 平衡常数为K 1； 反应② [O]＋O 32 ΔH <0 平衡常数为K 2； 总反应：2O 3 2 ΔH <0 平衡常数为K 。 下列叙述正确的是( ) A ．降低温度，总反应K 减小 B ．K ＝K 1＋K 2 C ．适当升温，可提高消毒效率 D ．压强增大，K 2减小 解析：选C 降温，总反应平衡向右移动，K 增大，A 项错误；K 1＝ c 2 c c 3 、 K 2＝ c 2 2 c c 3 、K ＝c 3 2c 2 3 ＝K 1·K 2，B 项错误；升高温度，反应①平衡向右移动， 反应②平衡向左移动，c ([O])增大，可提高消毒效率，C 项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D 项错误。 2．将一定量氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)加入密闭容器中，发生反应NH 2COONH 4 3 (g)＋CO 2(g)。该反应的平衡常数的负对 数(－lg K )值随温度(T )的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是( ) A ．该反应的ΔH >0 B ．NH 3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 C ．A 点对应状态的平衡常数K (A)的值为10－2.294 D ．30 ℃时，B 点对应状态的v 正 水资源平衡分析 国家投资实施的土地开发整理项目，为了提高耕地质量，绝大多数都规划了灌溉工程。为此，这样的项目区地形图灌区必须进行水资源的平衡分析。 灌区的水资源平衡分析，包含着水质、水量和水位等方面内容，水位的来用水平衡分析比较简单，经过对地形与取用水位相互关系的分析，结合取水工程的设置，划定出自流区和扬水区（扬程大小）即可。这里侧重讨论水量平衡分析的内容。 灌区的水土资源平衡分析是根据水源来水过程和灌区用水过程进行的，这两个过程是逐年变化的，在规划设计时必须先确定用哪个年份的水源来水过程和灌区用水过程进行平衡计算，这个特定的水文年份叫设计典型年，简称设计年，而设计年又是根据灌溉设计标准确定的。 一、灌溉设计标准 选择设计年所依据的标准称为灌溉设计标准。它综合反映了水源对灌区用水的保证程度，关系到灌溉工程的规模、投资和效益。 国标（GB50288-99）规定，设计灌溉工程时，应首先确定灌溉设计保证率，南方小型水稻灌区的灌溉工程也可按抗旱天数进行设计。 （一）灌溉设计保证率 1．定义：指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的机率，一般用得到满足的年数占总年数的百分率表示。它综合反映了用水和 来水两方面的情况。 将多年（长系列）的年灌溉用水量按大小顺序排列，用数理统计方法计算并绘制年灌溉用水量频率曲线，在此曲线上选用的频率值即为灌溉设计保证率值。 如灌溉设计保证率P＝80％，则表示频率P＝80％对应的灌溉用水量出现的机会为P＝80％，意味着每百年中有80年这样的年灌溉用水量可以得到保证，只有20年供水不足或中断，换一种说法（用重现期的语言）就是相当于平均每五年出现一次（五年一遇）供水不足或中断的情况。 2．灌溉用水保证率的确定 ①国标（GB50288-99）规定： 注：1、作物经济价值较高的地区，宜选用表中较大值；作物经 化学平衡常数和化学平衡计算 1．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO＋H22＋H2，且K＝1。若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为 ( ) A．16.7% B．50% C．66.7% D．83.3% 2．在容积为1L的密闭容器里，装有4molNO2，在一定温度时进行下面的反应： 2NO22O4(g)，该温度下反应的平衡常数K＝0.25，则平衡时该容器中NO2的物质的量为A．0mol B．1mol C．2mol D．3mol 3．某温度下H2(g)＋I2的平衡常数为50。开始时，c(H2)＝1mol·Ｌ－1，达平衡时，c(HI)＝1mol·Ｌ－1，则开始时I2(g)的物质的量浓度为 ( ) A．0.04mol·Ｌ－1 B．0.5mol·Ｌ－1 C．0.54mol·Ｌ－1D．1mol·Ｌ－1 4．在一个容积为 6 L的密闭容器中，放入 3 L X(g)和2 L Y(g)，在一定条件下发生反应： 4X(g)＋n＋6R(g)反应达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增 加了5%，X的浓度减小1/3，则该反应中的n值为( ) A．3 B．4 C．5 D．6 5．在一定条件下，可逆反应X(g)十达到平衡时，X的转化率与Y的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ) A．1∶1 B．1∶３ C．2∶3 D．3∶２ 6．将等物质的量的CO和H2O(g)混合，在一定条件下发生反应：CO(g)＋H22(g)＋H2(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23%，则这时混合气体对氢气的相对密度为A．11.5 B．23 C．25 D．28 7．在一固定容积的密闭容器中，加入 4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)＋n ＋W(g)，反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中的n值为A．4 B．3 C．2 D．1 8．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH43(g)＋HI(g)， 2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·Ｌ－1，c(HI)＝4mol·Ｌ－1，则 NH3的浓度为( ) A．3.5mol·Ｌ－1 B．4mol·Ｌ－1 C．4.5mol·Ｌ－1D．5mol·Ｌ－1 9．体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应A(g)＋。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A．原混合气体的体积为 1.2V L B．原混合气体的体积为 1.1V L C．反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L D．反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L 10．在n L密闭容器中，使1molX和2molY在一定条件下反应：a X(g)＋b c Z(g)。达到平衡时，Y的转化率为20%，混合气体压强比原来下降20%，Z的浓度为Y的浓度的0.25倍，则a，c的值依次为( ) A．1,2 B．3,2 C．2,1 D．2,3 11．在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是 同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为( ) A．20% B．30% C．40% D．50% 12．已知CO(g)＋H22(g)＋H2(g)的正反应为放热反应，850℃时K＝1。 (1)若温度升高到900°C，达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)850℃时，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01mol·Ｌ－1，c(H2O)＝0.03mol·Ｌ－1，c(CO2)＝0.01mol·Ｌ－1，c(H2)＝0.05mol·Ｌ－1。则反应开始时，H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。 (a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1：对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？ （c）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是： [NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3）NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （3）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时，各物质的浓度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9 mol·L-1，[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常 化学平衡常数解题策略 ————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期： 化学平衡常数解题策略 化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。化学平衡常数的引入,对判 断化学平衡移动方向带来了科学的依据。平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系,是反应 限度的最根本的表现。平衡常数的使用，从定量的角度解决了平衡的移动。 一、化学平衡常数 在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,无论反应混合物的起始浓度是多少, 当反应达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组成成分的含量保持不变,即 各物质的浓度保持不变。生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，这个常数 叫化学平衡常数，用Ｋ表示。 化学平衡常数的计算公式为： 对于可逆反应:ｍA(g）＋ nB（g）ｐC(ｇ) ＋ qD（g) 二、化学平衡常数意义 1、化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。 （1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，非平衡状态不适用。 (２）化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。对于同一可逆反应,正反应的平衡 常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即:Ｋ正＝1/K逆。 (3)K值越大,表示反应进行的程度越大，反应物转化率或产率也越大。 （4）Ｋ值不随浓度或压强的改变而改变，但随着温度的改变而改变。 (5）一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,Ｋ值增大；而对于正反应为放热 反应的可逆反应,升高温度,K值减少。 2、由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。 3、由于水的物质的量浓度为一常数(55.6 moｌ·L－１），因平衡常数已归并,书写时不必写出。 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝(用K1、K2表示)。 2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 浅谈水资源供需平衡分析 摘要：在当今资源紧张的大背景下，利用有限的资源创造出尽可能多的价值是人们不断追求的目标。而作为基础性资源之一的水资源，它不仅是环境组成的基本要素，更是一种支持生态系统正常运转的不可代替的重要自然资源，然而，从近几年我国较为严重的洪涝灾害和干旱灾害来看，有限的水资源要想得到充分的利用，必须处理好供需之间的平衡问题，这在城市供水系统中更是与人们的生活密切相关的，因此，我们有必要对水资源的供需平衡做基本的分析和预测，从而使有限的水资源得到充分的利用。 关键字：水资源供需平衡充分利用 一、基本概述 所谓水资源供需平衡就是指可供水量与实际需水量间的关系，而水资源供需平衡分析则指的是，在一定的行政、经济（流域）范围内，各个时期的需水量总和与供水量总和的供求关系分析。它是在流域规划和水资源综合评价分析的基础上，以水资源的供需现状、国民经济发展和社会发展与国土整治规划为依据，运用一定的数学模型和分析方法，测算今后各个时期的用水量和需水量，制定综合平衡、供需协调的水资源长期供求计划和水资源开源节流的总体规划。 具体来讲，水资源的可供给量与其开发的程度和技术水平有关；而实际需水量与工业发展程度、人民正常生产生活水平以及利用水资源的技术等有关。因此，在不同时期，可供水量与实际需水量是在不断变化的，而两者之间的关系也是可变的。供需关系基本表现出3种情况：①供大于需。这说明可利用的水资源还有一定的被进一步利用的潜力；②供等于需。这是一种比较理想的供需状态，说明水资源的开发利用程度与同一阶段人们的生产、生活需要相适应；③供小于需。说明水资源量的短缺，需进一步寻求增加供应量的方法，及时采取开源节流等措施，以缓解供需矛盾。由此我们可以看出，水资源供需之间的平衡只是相对而言的，两者之间的不平衡现象是始终存在的，如果想要利用尽可能少的资源取得尽可能大的效益，我们就需不断研究分析、变动调整供需关系，为制定水资源宏观决策及合理分配与调度奠定基础。 二、水资源供需平衡分析的基本原则 水资源供需平衡分析是一个涉及面很广的一个问题，它不仅要研究供水量与需水量，而且还要结合当地的实际情况，充分分析社会、经济、环境等多方面的因素，因此，在进行水资源供需平衡分析时有用一定的原则做引导。 ⑴流域和地区相结合 通常在研究水资源时都是以流域为基本研究对象的，这也是研究可供水量的起点。而需水量的研究则是要结合所研究区域的经济、社会、环境等的发展情况，具有一定的地区分布特点。然而，我国的经济或行政区域通常与流域分布是不一致的，因此，在进行水资源平衡分析时，要将两者尽可能的统一，划好分区，把小区和大区，区域和流域结合起来。实际上，我国在进行水资源评价时，就已经做到过这一点。在进行具体的水资源供需平衡分析时，要结合以前水资源评价时的经验，使两者充分衔接。如果牵涉到跨流域调水（如南水北调），则更是要注意大小区域的结合，流域与地区的结合。 ⑵近期与远期相结合 化学平衡常数练习 一、单选题 1．在一密闭容器中,反应ａX(ｇ）＋bY（g）cZ（g）达到平衡时平衡常数为K１;在温度不变得条件下向容器中通入一定量得X与Y气体，达到新得平衡后Z得浓度为原来得1、2倍，平衡常数为K2,则K1与K2得大小关系就是( ） A．K１＜K2?B.K1＝K２?Ｃ．K１〉K２D。无法确定 2.在３00 mL得密闭容器中，放入镍粉并充入一定量得CＯ气体，一定条件下发生反应:Ni（s）＋4CＯ（g)?Ｎｉ（ＣO）４(g）,已知该反应平衡常数与温度得关系如下表: 下列说法不正确得就是( ） A.上述生成Ni(CＯ)4（g）得反应为放热反应 B。在25 ℃时,反应Nｉ（ＣO）４(g）?Ni(s）＋４CO（g)得平衡常数为 2×10－5 C.在80 ℃时，测得某时刻，Ni(ＣO）4、CO浓度均为0、５ mｏl·L-1，则此时v正>v逆 D.在80 ℃达到平衡时,测得n(CＯ)=0、3 moｌ，则Ni（CＯ)４得平衡浓度为2 mol·Ｌ－１ 3.在一定温度下,改变反应物中ｎ(ＳO２），对反应２SO２(ｇ）+O２（ｇ）?2SO３（g) ΔＨ<0得影响如图所示，下列说法正确得就是（） A。反应ｂ?c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行B.a?b?c三点得平衡常数Ｋb＞K c〉K a C．上述图象可以得出SＯ2得含量越高得到得混合气体中SO3得体积分数越高 D.ａ?b?ｃ三点中，a点时SＯ2得转化率最高 4。下列关于化学平衡常数得说法中,正确得就是（） A。可以用化学平衡常数来定量描述化学反应得限度 B．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示,生产物浓度用平衡浓度表示 C.平衡常数得大小与浓度、压强、催化剂有关 D.化学平衡发生移动，平衡常数必定发生变化 5.在一定温度下，向2L体积固定得密闭容器中加入1mｏｌHI，发生反应：2HI(g）?H2（g)＋I2（g) ?H>０,测得得物质得量随时间变化如表,下列说法正确得就是（） １ 2 3 (2015届) 菏泽市水资源开发利用现状调查 与供需平衡分析 学院：水利土木工程学院 专业：水文与水资源工 学生姓名： 班级：水文一班学号： 指导老师：职称：副教授 2015年6月 摘要 水资源供需平衡分析是节水灌溉项目中可行性研究报告的一项重要内容，通过对项目区的水资源状况及供水保证率的分析评价，来确定项目是否可行及拟采取的治理措施，它是节水灌溉项目前期工作中不可或缺的一项基础性工作。 本文通过对水资源供需平衡分析的概念、内容及一般原则进行详细的阐述，并对菏泽市的水资源进行了供需平衡分析，主要内容可以分为： 1.从分析的范围考虑，可划分为：（1）计算单元的供需分析；（2）菏泽市整个区域的供需分析；（3）菏泽市河流流域的供需分析 2.从可持续发展观点，可划分为：（1）菏泽市现状的供需分析；（2）菏泽市不同发展阶段的供需分析 3.从供需分析的深度，可划分为：（1）菏泽市不同发展阶段的一次供需分析；（2）菏泽市不同发展阶段的二次供需分析 4.按用水性质，可划分为：（1）河道外用水的供需分；（2）河道内用水的供需分分析 在对菏泽市进行水资源供需分析后，分析在编制可行性研究报告中存在的问题，对今后编制节水灌溉项目可行性研究报告具有着积极的指导意义 本文还进行了水资源优化配置的学习，并设计了一个模型，增进了自己对水资源优化的认识。 关键词： 供需平衡分析，菏泽市，水资源优化配置，模型 目录 目录 第1章绪论 (1) 1.1研究目的与意义 (1) 1.2 研究范围、水资源分区及水平年 (1) 1.3 研究内容、技术路线与方法 (1) 第2章水资源及其开发利用现状 (3) 2.1 自然地理概况 (3) 2.2 社会经济概况 (3) 2.3 水资源量分析 (4) 2.3.1 降水量 (4) 2.3.2 地表水资源量 (4) 2.3.3 地下水资源量 (5) 2.3.4 水资源总量 (5) 2.3.5 地表水资源可利用量 (5) 2.3.6 地下水资源可开采量 (7) 2.3.7 水资源可利用总量 (8) 2.4 水资源开发利用现状及水环境质量 (10) 2.4.1 地表水开发利用情况 (10) 2.4.2 地下水开发利用情况 (26) 2.4.3 现状供水工程情况及实际用水量 (27) 2.4.4 水环境质量 (29) 第3章水资源供需预测及供需平衡分析 (30) 3.1 供水预测 (30) 3.2 需水预测 (31) 3.2.1生产需水预测 (31) 3.2.3生态环境需水预测 (40) 3.2.2 总需水量预测成果 (43) 3.3 供需平衡分析 (45) 3.3.1 分析原则与方法 (45) 3.3.2现状供需分析.......................................................... 错误！未定义书签。 3.3.3规划年供需分析 (46) 第4章水资源优化配置 (48) 4.1 水资源优化配置概述 (48) 水资源平衡分析 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 水资源平衡分析 国家投资实施的土地开发整理项目，为了提高耕地质量，绝大多数都规划了灌溉工程。为此，这样的项目区地形图灌区必须进行水资源的平衡分析。 灌区的水资源平衡分析，包含着水质、水量和水位等方面内容，水位的来用水平衡分析比较简单，经过对地形与取用水位相互关系的分析，结合取水工程的设置，划定出自流区和扬水区（扬程大小）即可。这里侧重讨论水量平衡分析的内容。 灌区的水土资源平衡分析是根据水源来水过程和灌区用水过程进行的，这两个过程是逐年变化的，在规划设计时必须先确定用哪个年份的水源来水过程和灌区用水过程进行平衡计算，这个特定的水文年份叫设计典型年，简称设计年，而设计年又是根据灌溉设计标准确定的。 一、灌溉设计标准 选择设计年所依据的标准称为灌溉设计标准。它综合反映了水源对灌区用水的保证程度，关系到灌溉工程的规模、投资和效益。 国标（GB50288-99）规定，设计灌溉工程时，应首先确定灌溉设计保证率，南方小型水稻灌区的灌溉工程也可按抗旱天数进行设计。 （一）灌溉设计保证率 1．定义：指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的机率，一般用得到满足的年数占总年数的百分率表示。它综合反映了用水和 来水两方面的情况。 将多年（长系列）的年灌溉用水量按大小顺序排列，用数理统计方法计算并绘制年灌溉用水量频率曲线，在此曲线上选用的频率值即为灌溉设计保证率值。 如灌溉设计保证率P＝80％，则表示频率P＝80％对应的灌溉用水量出现的机会为P＝80％，意味着每百年中有80年这样的年灌溉用水量可以得到保证，只有20年供水不足或中断，换一种说法（用重现期的语言）就是相当于平均每五年出现一次（五年一遇）供水不足或中断的情况。 2．灌溉用水保证率的确定 ①国标（GB50288-99）规定： 灌水方法地区作物种类灌溉设计保证 率（％） 地面灌溉 干旱地区或水 资源紧缺地区 以旱作为主50－75 以水稻为主70－80 半湿润、半干旱 地区或水资源 不稳定地区 以旱作为主70－80 以水稻为主75－85 湿润地区或水 资源丰富地区 以旱作为主75－85 以水稻为主80－95 喷灌、微灌各类地区各类作物85－95 注：1、作物经济价值较高的地区，宜选用表中较大值；作物经 化学平衡常数K（Kp）的计算和应用教学设计 广州市第三中学魏勤 高考情况分析： 在近几年全国卷中，直接计算平衡常数K的题目有8道。它们在《题型训练》中的位置分别是： 原理题1（2013全国甲卷28题）P178 原理题3（2014全国甲卷26题）P182 原理题4（2014全国乙卷28题）P183 原理题5（2015全国甲卷27题）P185（只写表达式） 原理题6（2015全国乙卷28题）P187（只写计算式） 原理题8（2016全国乙卷27题）P191 原理题11（2017全国乙卷28题）P196 原理题12（2017全国丙卷28题）P198 专题目标 习惯依赖计算器的学生，对于化学试卷中的计算有一种恐惧，经常是直接放弃，特别是二卷中的计算。平衡常数和压强平衡常数还涉及转化率等有关平衡的相关计算，既是化工生产中必须关注的，也是高考的必考考点和热点。 不管是速率、起始（或平衡）浓度（或物质的量）、转化率，还是平衡常数的计算，都涉及到三段式，这是学生最容易想到的方法。通过本训练，希望学生能够熟练应用三段式，掌握平衡常数和压强平衡常数的计算方法，从而克服对计算的恐惧心理。 引出问题1——直接利用数据或列三段式计算K或K p 例1．题型训练P182（2014全国甲卷26题）——直接代数型 在容积为的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。 回答下列问题： （1）……反应的平衡常数K1为。 （2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以 mol?L-1?s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。…… ②列式计算温度T是反应的平衡常数K2：。 答案:L L 【变式训练1】 上题(1)中, 若起始压强为MPa，则平衡压强p总= ；分压p(NO2)= ，p(N2O4)= ，压强平衡常数K p= 。 答案： 方法指导：根据压强平衡常数的公式，分别求出总压强分压Kp 例2．题型训练P191 （2016·新课标全国Ⅰ，27）——给出三段式部分数据 （2）CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 m ol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－7)随c(H＋)的变化如图所示。 ②用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 某土地整理项目采用井灌，项目区总灌溉面积1500h㎡，区内人口1.5万，大小牲畜2.5万头，全部采用低压管道输水管该后，冬小麦种植面积1200h㎡，夏玉米种植面积1150 h㎡，棉花150h㎡，另外种植部分蔬菜。水源以浅层地下水为主，灌区周边主要承受北部边界地下水补给，南部边界有少量排出，东部边界无地下水补给和排出，南北部边界长Lns=5.2㎞，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Js=0.0015，东西边各长Lew=3㎞；地下水埋深大于8m；该区多年平均降雨量P=650mm；灌区范围内为沙壤土，含水层厚度h含=25m，渗透系数K=30m/d。试在灌溉设计保证率为75%下对该井灌区进行水量供需平衡分析与计算。 解：根据已知条件、前面所述表格及公式计算如下： （1）可供水量计算 1．降雨入渗补给量W1 根据项目区范围内土质及地下水埋深，降雨入渗补给系数K取 0.15，补给面积A=5.2×3=15.6k㎡，其计算过程如下： W1=0.001KPA =0.001×0.15×650×15.6×106 =121.68（万m3） 2.侧向补给量W2 W2=365Kh含Lns（Jn-Js） =365×25×30×5200×（0.005-0.0015） =498.23（万m3） 3.灌溉回归补给量W3 地下水埋深大于8米，可忽略不计。 因此，可供水量为W供=W1+W2+W3 =619.91（万m3） （2）需水量计算。由《中国主要农作物需水量等值线图》查得该井灌区所在区域在灌溉设计保证率为75%下冬小麦、夏玉米、棉 花的净灌溉定额分别为300mm、55mm、165mm，蔬菜净灌溉定额 每年按800mm计算。 1.灌溉用水量。灌溉水利用系数￡取0.9，算得灌溉用水量表 2.工业用水。该项目区无工业，所以为0. 3.居民生活及家畜家禽用水。生活用水按人均日用水量40L，大小 牲畜日用水量平均35L，则居民生活及家畜家禽用水53.8万m3. 项目区总需水量为614.35万m3 水资源概况 项目区属于淮河流域东淝河水系，地表水资源丰富，灌溉条件较好，全部处于淠河总干渠自流直灌灌区范围内。农业生产的主要供给水源有：南侧大潜山总干渠（淠河总干渠）直灌庙东支渠，中侧肥西县柳条湾水库（小一型水库），东侧白露寺支渠（淠河的支渠），内部塘坝堰星罗棋布。淠史杭灌区是我国特大型灌区，淠河总干渠水源来自大别山佛子岭、磨子潭、响洪甸三大水库，灌溉水量充沛，水质较好。 项目区内地下水为松散岩类孔隙水，埋藏深度超过10m，涌水量40～200t/d，均为碳酸氢根离子型淡水，水质条件较好，可满足项目区人畜用水要求。地下水的补给条件主要为大气降水入渗，地下水流向属淮河地下径流区。 1、项目区可供水量分析 项目区水资源丰富，主要供水水源有：淠河总干渠直灌庙东支渠，柳条湾水库小（一）型，区内塘、坝、堰等蓄水工程。水源的可供水量分述如下。 （1）庙东支渠和白露寺支渠供水量 庙东支渠灌区总面积17.25km2，设计灌溉耕地万亩，渠首设计流量0.95m3/s，灌溉水位-45.0m，渠道底宽2m，渠深-1.8m，其中设计水深-1.0m，边坡1：，纵比降1：5000。庙东支渠的陈圩斗渠、孔大塘斗渠、徐大塘斗渠以及10余个直灌放水口，可直接作为项目区的灌溉供水水源。陈圩斗渠全长2.8km，设计流量0.21m3/s， 可灌溉耕地万亩；孔大塘斗渠全长2.6km，设计流量0.21m3/s，可灌溉耕地万亩；徐大塘斗渠全长2.4km，设计流量0.23m3/s，可灌溉耕地万亩；10余个直灌放水口合灌溉流量0.3m3/s，可灌溉耕地万亩。白露寺支渠灌区总面积14.46 km2，设计灌溉耕地万亩。经多年灌溉用水量调查，设计灌溉保证率情况下年引水量约1100万m3。 （2）塘、坝、堰蓄水量 项目区的塘坝堰多为淠史杭灌区内的反调节塘坝，共有大小塘口10余口，其中来水面积较大的有孔大塘、徐大塘，集水面积分别为1.94 km2、1.22km2，塘口口面面积分别为万m2、万m2，塘容分别为万m2、万m2，有效塘容分别为万m2、万m2。10余口塘坝堰总有效塘容约万m2，这些塘坝整修后的复蓄系数可达，年可供水量为万m3。 （3）柳条湾水库可调供水量 柳条湾水库位于项目区东侧，属于拦河坝性质的水库，该坝建于1956年，坝来水面积200km2，兴利库容万m3，总库容343万m3，死库容万m3，防洪库容71万m3，按照库容划分，该水库属于小（一）型水库。拦河坝沿河两岸向上游做堤防长 2.66km，形成了长条形水库，抬高水位至两岸冲田地面1.5m以上，由于来水面积大，调节性能好，常年可保持兴利水位，每年可调节蓄水次。该水库可向项目区内岗圩、双峰两村的冲田地区调节供水，年可调节供水量达165万m3，灌溉耕地达3000亩。 第25讲 化学平衡常数及转化率的计算 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K )的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一 化学平衡常数的概念及应用 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K ＝c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B ) (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K 值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q ＝c c (C )·c d (D )c a (A )·c b (B )。 Q ＜K ，反应向正反应方向进行； Q ＝K ，反应处于平衡状态； Q ＞K ，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K 可判断反应的热效应：若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度( ) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数( ) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动( ) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化( ) 第三课时 化学平衡常数 1．一定温度下的可逆反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)达平衡后，K ＝c p (C )·c q (D ) c m (A )·c n (B ) 。 2．化学平衡常数K 只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 3．K 值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行的越完全，反应物的转化率越高。 化学平衡常数 [自学教材·填要点] 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。 2．表达式 对于可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)：K ＝c p (C )·c q (D ) c m (A )·c n (B ) 。 3．特点 K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关。 [师生互动·解疑难] (1)各物质的浓度指平衡时的物质的量浓度，指数为该物质的化学计量数。同一化学反应，由于化学方程式书写不同，平衡常数的表达式不同。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 ①若反应方向改变，则平衡常数改变。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 如N 2＋3H 22NH 3，K ＝a 则有： 2NH 3N 2＋3H 2，K ′＝1/a 。 12N 2＋3 2 H 2NH 3，K ″＝a 1 2 。 1．(2011·江苏高考)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式K＝________。 解析：依据化学反应方程式可书写平衡常数K的表达式。 答案：K＝c2(SO3) c2(SO2)·c(O2) 化学平衡常数的应用 [自学教材·填要点] 1．判断反应进行的程度 K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应的转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。 2．计算转化率 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。 3．判断平衡移动方向 利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。 对于可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的 浓度之间的关系用Q c(浓度商)＝c p(C)·c q(D) c m(A)·c n(B) 表示，则： 当Q c＝K时，反应处于平衡状态； 当Q c 专题四突破1个高考难点——化学平衡常数及其计算[课时跟踪检测] 1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应①O 3O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1； 反应②[O]＋O 32O2ΔH<0平衡常数为K2； 总反应：2O 33O2ΔH<0平衡常数为K。 下列叙述正确的是() A．降低温度，总反应K减小B．K＝K1＋K2 C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小 2．将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应 NH 2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lg K) 值随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是() A．该反应的ΔH>0 B．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 C．A点对应状态的平衡常数K(A)的值为10－2.294 D．30 ℃时，B点对应状态的v正水资源平衡分析报告
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