美国水资源开发利用 - 图文 下载本文

磷的问题。

2.污水处理

经过处理的污水经常被回收利用,补充地下水是一种主要的回用方式,一般是排到渗透池中,通过往地下渗透的方式进行地下水补充,也有采用地下灌注的方法。有些居民饮用井水,实际上也来源于这种补给水,美国居民现在已能认可并接受这种方式。污水回用方式主要由以下几种:

不同的污水处理厂,受纳水体可能不一致,排放标准也不同,即使是同一个单位在经营。如果排放水进行重复利用,还必须符合水重复利用的有关标准。污水处理厂的水质、水量排放情况要定期报给州水资源管理委员会、区域水质控制委员会等,还须编制年报,向州政府及联邦EPA报告,并定期向区域水质控制委员会缴纳排污费,排污费按水量、BOD5和T-SS浓度计算。各级环保部门及水资源管理委员会、水质控制委员会都有监督污水处理厂的权利,一旦污水处理厂超标排放,可以对其进行处罚。如发现有弄虚作假的行为,可以吊销经营执照,严重的可以追究刑事责任。

20世纪90年代后期,分散式污水处理逐渐开始在美国流行。分散式污水处理系统是一种包括现场收集与就近处理的综合系统,主要用于处理家庭、工业、小型社区或服务区产生的污水。传统分散式污水处理系统主要由化粪池和土壤吸附系统两部分组成。分散式污水处理系统又名化粪池系统、现场处理系统(OWTSs)、单独处理系统、收集处理系统、一体式处理系统、大容量化粪池处理系统等。因为其具有成本低、处理效果好、维护简单等优点,尤其适用于城市以外分散式住宅等不适合使用集中式污水处理系统的地区。

分散式污水处理技术的演变在经历了最初的简单户外污水坑、化粪池,到今天较为先进的处理单元后,目前可供小型社区选择的分散污水处理工艺大致可以分为3类,分别代表了污水传输、处

理或排放的基本方法,以下分别予以介绍:

(1)利用土壤作为处理载体和排放载体的自然系统,包括土地处理、人工湿地和地下渗滤系统。另外,也包括一些污泥和化粪池污泥处理系统,如污泥干化场、摊撒地面和污泥池等。

(2)选用埋深较浅的轻质塑料管收集系统,与传统的重力排水管相比,其接头数更少、施工难度更小。这包括压力、真空和小管径重力排水系统。

(3)利用复杂的生物和物理过程的传统处理系统,以各种池体、水泵、鼓风机、旋转机械和其他机械作为一个处理整体,这些处理中包括微生物的悬浮生长、固定生长以及二者的混合形式。这些系统还包括一些可供选择的污泥和化粪池污泥处置系统,如消化池、脱水、压缩和合适的排放方法。最近20年中,在小型及分散式污水处理系统的设备方面,较为显著的变化是新技术和硬件发展以及采用新设备后传统技术再利用,主要涉及到改良的化粪池系统、高负荷厌氧处理、可供选择的污水收集技术、水体处理系统、人工湿地、土壤处理系统。

分散式处理主要是用来满足远离市政集中处理设施地区对污水管理的需求,以单独处理和现场土壤处理系统作为长期的污水解决方案,这就导致分散式污水管理(DWM)概念的提出。DWM涉及污水的收集、处理、排放和回用,这些污水源自独立住宅、组屋、独立社区以及工业废水源头与邻近社区。DWM系统的组成要素可能包括:污水收集、污水预处理、污水处理、污水回用与排放以及生物固体及化粪池污泥处置等。尽管这些要素和大型集中处理系统组成要素一样,但采用的具体处理方式有所不同。

3.理念宣传

水资源保护和管理的成功与否不仅取决于有效的政策和法律,更重要的取决于公众的参与和行为的改变。美国利用正规和非正规教育两种途径进行水资源教育。正规教育指在小学、中学及大学设置环境和水资源课程。非正规教育指利用电视、报纸、广播、节目、聚会、讲座、传单等形式向公众讲授水资源保护的重要性。比如由美国凯洛格(Kellogg)基金会帮助的密执根地下水教育项目,面向农村,利用各种媒体向公众介绍地下水的利用与保护,并利用计算机图像技术模拟地下水的流动、污染及保护,拍成录相带,在全州83个县放映,取得了很好的效果,使公众保护地下水的意识大为增强。现美国联邦政府和州政府都设有环境教育基金,鼓励地方和学校申请,开展各种环境教育活动。

4.应用新技术

在水资源调查评价、规划、实时监控等方面,美国有关部门广泛地应用先进的科学技术,如遥感技术,卫星传送,地理信息系统等。美国地质调查局负责水资源的监测、评价和科研工作,共设有覆盖全美各个河流和水源地的7028个观测站点,技术手段十分先进,这些监测站点全部与卫星联网,任何一个站点上发生在两小时以前的监测数据都能在因特网上查到。该局不仅开展正常的水资源观测和评价工作,近年来,还率先运用数学模型进行了全美地下水的水量和水质方面的研究工作。

水资源实时调度在美国也很普遍,许多供水区都是通过计算机模型完成对水量的分配,自动化控制对水资源的保护与科学配置起到了促进作用。

农业节水灌溉 : 1.农业状况

农业是美国国民经济的现代基础产业。目前农业产值虽然占不到国民生产总值的2%,但是农业与之相关的产业(如农机制造、化肥、农药生产、农产品加工、运输、销售等)构成的“食物和纤维体系”,是美国经济中仅次于制造业的第二大产业部门。

独立战争20年后,为发展农业,政府决定无偿划拨土地供人们去耕种。1900年,美国国会通过BECLAMATIONL ACT法案,规定只要在西部地区种草植树或修筑水渠达到一定面积和时间,就可从政府手中低价或免费获得土地。同时,政府在财政补贴和转移支付等政策方面给予相当大的鼓励和支持,加大资金投入,进行流域综合治理,使西部沙漠地区的农业发展成为可能,并逐步成为大的农作物种植区。美国2000年GDP达70000亿美元,其中农业为10000亿美元,占1/7。美国农业方面投入远远高于工业。农业科研投入大约每年占农业国内生产总值的2%~2.2%,其中私人企业投资占53%、联邦政府投资占31%、州政府投资占16%。

根据美国农业部的农业区域划分,全国分为十大农业区域,各区域主要特点如下:

小麦和林牧业区。位于西部山区,本区主要为畜牧放牧业。南部以棉花为主,多常年性牧场,北部以小麦、豆类和甜菜为主,并有大面积的季节性牧场。三角洲区。

太平洋沿岸区。本区属多样化农业区。加州葡萄、草梅、生菜、番茄等产量皆居全国首位,柑桔类水果和棉花产量居全国第二位,华盛顿州苹果产量居全国之首。

小麦区。划分为南北两个区域,是美国小麦带的主体部分,堪萨斯州是冬小麦产区,北达科地州是春小麦产区,高梁和玉米也是本区的重要作物。

畜牧和灌溉农业区。主要位于阿巴拉契亚地区,美国的主要烟草产区,1987年本区烟草产值占全国烟草总产值的80%。花生、肉牛及乳产品也是本区重要农产品。

乳畜带。位于东北及大湖区,以鲜奶和奶制品生产为中心的专门化生产区域,又称牧草乳酪带(大湖区也是奶产区),除缅因州外,区域内各州均以乳制品生产占农业生产首位。本区牛奶主要用于制酪,其奶酪产量占全国总产量的40%以上。南部靠近玉米带,产量占全国的 17%左右。

玉米带。历称美国农业的“心脏”。主要农产品为玉米、大豆和肉类,玉米产量、大豆产量和饲养肉猪数均超过全国的一半数量,其中出口玉米比重相当大。

混合农业区。分布在棉花带以北,玉米带、乳蓄带以南,形成原因为西部是密西西比河流域,中部为阿巴拉契亚山脉,东部为大西洋沿岸。亚热带湿润气候,加上该地多变的地理环境,使得该地既适宜牧草生长,发展畜牧业,又适宜各种作物的生长,发展种植业。

棉花带。美国历史上棉花带主体位于东南部地区,本区目前仍是美国主要棉产区之一,主要集中在密西西比河及支流谷地周围,1990年本区棉花生产占全国总产量的27%。水稻、甘蔗也是本区种植业的主要作物。目前以棉花、玉米为代表的传统农业已逐步为养禽业、蔬菜、水果、花生等多样化农业所取代。

亚热带作物带。处在南部平原,本区农业多样化明显,包括美国所有种植的农作物和饲养牧畜品种。肉牛和肉羊饲养、小麦和棉花种植为本区重要的农工产业部门。

2.农业节水灌溉 (1)农业节水灌溉

美国农业节水灌溉的主要形式有节水地面灌、喷灌、微灌和地下灌溉四种形式。自1974年以来,总灌溉面积中喷灌所占比例稳步上升,地面灌面积则不断下降。1998年各种灌水方法的灌溉面积如下表。

从1998年灌溉普查结果分析,灌溉的面积最大的作物是玉米,占总灌溉面积的21%,以下依次为苜蓿、棉花、豆类和果树。灌溉面积最大的三个州依次为加利福尼亚、内布拉斯加、德克萨斯,