摘要：随着海水淡化技术、海水冷凝技术的不断成熟，海水资源的有效利用已逐步进入工业和生活中，成为沿海区域经济发展中的重要资源。本文以山东省龙口市为例，探讨区域水资源利用情况及水资源发展的紧迫性，以及海水资源在工业用水中的应用，并通过潮位影响、波浪影响、海流影响等分析海水利用的可行性和稳定性。本文旨在通过对沿海海水资源的开发利用，有效的减缓区域地表水资源和地下水资源的供水压力，为区域经济的可持续发展提供有效建议。
关键词：海水资源；区域工业；可行性；可持续发展
1 研究区域概况
1.1区域位置概况
龙口市是山东省下辖县级市，由烟台市代管。地理坐标为东经120°13′～120°44′，北纬37°27′～37°47′，位于山东省东北部，胶东半岛西北部，渤海湾南畔，东与蓬莱市毗邻，南与栖霞市、招远市接壤，西面和北面临渤海，与天津市、辽宁省大连市隔海相望，是中国环渤海经济区最具发展活力的地区之一。
1.2 区域水资源概况
据《龙口市统计年鉴》知，龙口市多年平均降水量656.6mm，年降水总量5.90亿m³，多年平均天然年径流量为22403万m³，多年平均水资源可利用总量为15086万m³。降水量在时间、空间上分布极不均匀。
按龙口市2017年数据知，生活需水量约为1514万m³，农业灌溉需水量约为11183万m³，第二产业需水量约为2330万m³，第三产业需水量约为285万m³，生态环境需水量约为125万m³，共计15429万m³，超出多年平均水资源可利用总量343 m³，区域供需水量不平衡。
2 海水资源在工业中的有效利用
水在工业生产中发挥着不同作用，将工业用水分为冷却用水、热力用水、工艺用水、生活用水四大类。其中，冷却水在部分工业用水中约占企业总用量的70%~80%，取水量的20%~30%，工业用水分类见图1。按生产用水系统来划分，其用水系统可分为以下子系统：工业给水系统（新鲜水系统）、循环冷却水系统、消防给水系统等，而循环冷却水系统是众多水系统中需水量最高的。循环冷却水系统主要分为淡水闭式间接冷却系统和海水开式二次冷却系统。其中海水开式二次冷却系统主要供给冷凝器、冷却器、压缩机、机泵等冷却用水。生产工艺上，乙烷裂解等项目用水在规划总用水量75%以上，而循环冷却水占工业用水的70%以上，若使用淡水冷却将消耗大量的优质水资源，龙口市依托海滨优势，结合国家海水利用十三五规划，使用海水循环冷却系统，降低企业生产成本的同，保护和节约了区域水资源。
图1 综合利用项目用水分类示意图
3海水资源利用的约束条件分析
3.1潮位影响分析
本文根据龙口港验潮站1961～1981年验潮资料，1961～2004年最高、最低潮位资料，对工程海区的潮汐特征，高、低潮累积频率，各重现期的高、低潮位等进行了统计和计算。发现龙口市累年平均海面为91cm，8月海平面出现最大值，高116cm；而最低值出现在1、2 月份为69cm。累年各月的平均海面呈现一峰一谷，即夏季出现峰值，冬季出现谷值。
根据资料得知，龙口港潮汐型态数为0.92，属不规则半日潮型，平均潮差为91cm，最大潮差为287cm，出现最大潮差的原因很多，主要受气象因子的影响。在风暴潮与增减水方面，由于莱州湾的湾口开向东北，每当渤海海面上出现东北大风时，该海区则出现明显增水现象，当东北大风急转西北大风时，龙口地区增水尤为显著，往往形成海水倒灌现象。龙口湾增、减水70～99cm的频率分别为78%和69%；增、减水100～119cm的频率分别为15％和20％；增、减水120～149cm的频率分别为5％和8％，大于或等于150cm增、减水的频率都为3％。显而易见，尽管大于150cm增、减水频率不大，但应是主要防范的对象。
3.2波浪影响分析
根据1995～2000年波浪测站资料得出波高在各向的出现率，该海域常浪向为NE向，其频率为14%，次常浪向为NNE向和S向，频率分别为9%和8%。而强浪向和次强浪向分别为NE向和NNE向，其最大波高分别达7.2m和6.6m。此外，在NW、NNW和N向也都曾有5.0m以上的大浪出现。全年静稳频率为38%。
3.3海流影响分析
本文使用海域内布设的6个海流观测站，进行了大、小潮两次周日连续同步海流观测。两次观测期间，大潮期风向为东北风，风速较小，其最大风力为4～5级，海况较好；小潮期风向为北风，风速较大，海况较差。
监测结果如下：海流较弱，最大只有48cm/s，且涨潮期间的流速小于落潮期间的流速。在流向方面，总的趋势是：1、2号站，涨潮期间的流向基本为偏东北向，落潮期间的流向为偏西南向；3号站，涨潮期间的流向基本为偏东北向，落潮期间的流向为偏南向；4、5号站，涨潮期间的流向基本为偏西北向，落潮期间的流向为偏南向；6号站，涨潮为偏南向，落潮为偏北向。在潮流方面，潮流强度一般，平均最大潮流流速31cm/s，可能最大流速也只有59.2cm/s。潮流可能最大流速的方向基本为落潮流向。且垂线上，各层流向变化不大。
3.4其他影响分析
海水资源在工业中的有效利用，除受潮流、波浪、海流因素的影响，还与海水盐度、海冰、海水温度、海底地貌、海相沉积等因素有关。经实际调查，龙口市海水盐度适中，海冰现象较弱，海水温度合适，海水取用受海底地貌、海相沉积的影响不大。
4 结论与建议
4.1主要结论
本文为了响应水资源可持续发展的号召，考虑龙口市水资源利用量不足的严峻性，根据龙口市区域位置的优越性，论证海水资源的有效利用对龙口市工业发展的影响。主要结论如下：1、龙口市水资源可利用量不足，供需不平衡，海水资源的有效开发利用可有效缓解区域水资源的紧张态势。2、龙口港潮流不稳定，各月差异较大，且有季节性变化趋势。3、龙口港波浪全年静稳频率为38%，但变化幅度不大。4、海流较弱，涨潮期间的流向基本为偏东北向，落潮期间的流向为偏西南向，且潮流强度一般。垂线上，各层流向变化不大。
4.2相关建议
龙口市海水资源在工业中的利用是可行的，龙口港波浪和海流较为稳定，适合使用海水淡化技术对工业进行供水和海水冷凝技术对工业产业工艺进行优化和资源配置。本文建议企业在适当考虑潮流变化、季节因素、风向变化等因素影响的前提下，合理选择取水口位置并完善退水措施，使龙口市海水资源在合法、合理的情况下为区域水资源的有效使用和可持续发展贡献力量。
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论文作者:伍玉良
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
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