论文摘要

　　人类的生存与发展离不开水,我国是世届水资源贫乏国家之一,而且水资源分布又极不均,我国的南水北调工程能调节一部份水分布不均的问题,但不能解决缺水的问题,缺水问题是客观存在,要解决缺水问题,如何科学用水和节约用水是摆在我们面前的首要任务.本文重点阐述如何节约用水的问题:主张将每个城市现有的一套供水系统改为两套供水系统,一套为高水质的供水系统,专供人类饮用;另一套为二次用水供水系统,专供城市坏卫用水,城市工业用水及农业用水等.政府只需垫付少量的钱搞二次供水系统便解决问题,而且垫付的钱今后还可收回来,可以将现有的水资源一份当两份用,可以缓解水资源短缺问题,还可大大减少二氧化碳排放量,这是一件实实在在的利民工程,解决二次供水系统分别由本人发明的”一步高节水系统装置”及”城市节水供水系统工程”来解决。

　　地球有“水的星球”之称，水在推动地球及地球生物的演化、形成与发展的过程中具有重大作用。水环境是与人类关系最为密切的环境要素之一。水对于人类的生存、发展具有决定性意义，而人类活动对于水的状态也产生重要的影响，人与水的这种相互关系主要集中在三个层面：水资源、水灾害和水污染，水资源关系到人类的生存，水灾害威胁到环境的安全，而水污染则直接危害到环境的健康。因而调控人与水的关系，达到人与水的和谐，是实现人类社会、经济、环境可持续发展的重要内容。

 

　　人与水的关系分析

　　人类与水的关系非常密切。作为人类生活、生产不可缺少的资源，水对人类社会发展的意义表现在水的功能的三方面：生活用水、生产用水和生态用水。

　　(一)生活用水

　　水是人类的生命之源。研究发现，人体血液的矿化度为9 g/L，与30亿年前的海水相同，静脉点滴用的生理盐水浓度为0.9%，与原始海水一致，这似乎告诉我们，现代人的身体内仍然流动着几十亿年前的海洋水。水是构成人体的基本成分，人体所含水量平均约为人体重量的60%(婴儿为70%，60岁老人为49%)。水是人体新陈代谢的主要介质，在没有食物、只有水的情况下，人的生命可延续20~30天，而如果缺水，5~7天就会死亡，因此为了维持生命活动，每人每天至少需要2~2.5升水，考虑到卫生方面的需求，实际用水量还远不止这个数字。一般每人每天可得清洁用水低于50升时，就有可能发生与水有关的疾病。

　　对人类社会而言，生活用水可分为城镇生活用水和农村生活用水两类。城镇生活用水主要是家庭用水(饮用、卫生)，还包括各种公共建筑用水、消防用水及浇洒道路绿地等市政用水，受城市性质、经济水平、气候、水源水量、居民用水习惯和收费方式等因素的影响，人均用水量变化较大，发达地区一般高于欠发达地区，丰水地区一般高于缺水地区。城镇生活用水约占全球用水量的7%，我国城镇用水则占全国总用水量的4.5%。人均生活用量差异也甚大，我国城市人均日生活用水量218升(1999年)，北京263升，重庆167升，广州564升，天津147升，巴黎450升，芝加哥824升。受供水条件及生活水平所限，农村人均日生活用水量一般远小于城镇生活用水量，而且水质差别很大。

　　(二)生产用水

　　水是重要的生产资源。水在生产中的利用涉及水能、水量、水质多方面，按水的功能划分，生产用水主要包括农业用水、工业用水两部分。

　　农业用水。在人类历史长河中，水最早被用于农田灌溉。现代意义上的农业用水主要包括农业灌溉用水和林业、牧业灌溉用水及渔业用水。农业用水量由于受气候地理条件的影响，在时空分布上变化较大，同时还与作物的品种和组成、灌溉方式和技术、管理水平、土壤、水源以及工程设施等具体条件有关。在我国华北地区，种一亩蔬菜需水25~35立方米，种一亩小麦需水40~50立方米。目前，农业用水占全球用水总量的65%，我国农业用水则占到全国用水量的75.3%。

　　工业用水。工业用水主要包括原料、冷却、洗涤、传送、调温、调湿等用水。工业用水量与工业发展布局、产业结构、生产工艺水平等多因素密切相关。工业用水约占全球用水量的22%，我国工业用水所占比例为20.2%。美国用水量居世界首位，每年约4720亿立方米，1999年我国工业用水量2484亿立方米，工业用水主要集中在火力发电、纺织、造纸、钢铁和石油石化行业，这五个行业用水量占全国工业用水量的79.1%。

　　(三)生态用水

　　良好的生态环境是保障人类生存发展的必要条件，但生态系统自身的维系与发展同时也要消耗一定的水量。例如，江河湖泊必须保持一定的流量，以满足水生生物的生长，并利于冲刷泥沙、冲洗盐分、保持水体自净能力以及交通旅游等的需要;植被蒸腾，土壤水、地下水和地表水蒸发，以及为维持水沙平衡及水盐平衡而必需的入海水量，均需一定的水量。

　　由于人类活动范围和规模的加大，往往存在生活用水、生产用水严重挤占生态用水的情况，导致生态环境的恶化。

　　世界水资源短缺分析

　　多少世纪来，人类普遍认为水是大自然赋予人类的取之不尽、用之不竭的天然源泉，因而未加爱惜，恣意污染和浪费。但近年来，越来越多的人们警觉到，水资源并不像想象的那么丰富，目前这种不可持续的水资源利用方式已经对许多地区的人类生活、经济发展和生态环境造成严重的不利影响。

　　陆地上的淡水资源不但总量不多，而且分布也很不均匀。由于受气候和地理条件的影响，北非和中东很多国家(如埃及、沙特阿拉伯等)降雨量少、蒸发量大，因此径流量很小，人均及单位面积土地的淡水占有量都极少;相反，冰岛、厄瓜多尔、印度尼西亚等国，以每公顷土地计的径流量比贫水国高出1 000倍以上。世界上占陆地面积40%的干旱与半干旱地区的径流仅占全球径流的2%，而且大部分可获得水资源局限于几条河流：亚马逊河携带着全球16%的径流，而刚果——扎伊尔河流域携带着非洲近1/3的河水流量。

　　世界银行最新提供的报告警告，世界上近40%的人口难保有足够的洁净用水，世界水资源已经到了严重不足的阶段。世界的水需求量已从1900年到2009年增长了8倍，是同期人口增幅的三倍以上，水资源面临着前所未有的威胁，特别是在非洲、亚洲的中部和南部、美国西部、中东等地区水资源已处于供不应求的状态。联合国世界淡水资源综合评价报告更不能令人乐观，该报告指出，世界约1/3人口生活在面临中度和高度水紧张的地区，水资源的短缺制约了当地经济和社会的发展，如果不采取行动，预计2025年世界人口的2/3或近55亿将有面临着这种局面的风险。

　　我国的水资源短缺分析

　　21世纪以来，由于经济社会的高速发展，气候持续干旱，污染日益严重，我国不少地区出现了不断加剧的水资源短缺问题，特别是在我国北方及部分沿海地区，水资源的供需矛盾十分突出，已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

　　世界水资源研究所提出用四级水平来评估人均占有水资源量的多少：人均占有水量小于1 000 m3为最低水平，严重缺水;1 000~5 000 m3为低水平，缺水;5 000~10 000m3为中等水平，不缺水;>10 000 m3为高水平，水资源丰富。按照这个标准，我国人均水资源量处于缺水上下限(1000-5000立方米/人)的中低值，总体缺水。而且我国的水资源分布也极不均衡。北方人均水资源量仅988 m3/人，低于1000 m3的重度缺水标准，黄河、淮河、海河流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750 m3的缺水紧张线，其中山东为380 m3，河北为330 m3，北京不足300 m3，天津仅为150 m3，成为世界上最缺水的地区之一。更为严峻的，部分地区严重的水污染，造成合格水源减少，水质性缺水已威胁到我国业已不足的水资源供给。例如，上海的水资源总量丰富，但由于受污染影响，人均水资源拥有量仅为全国平均水平的40%，实际可供饮用的水仅占地表水资源的20%。为此，联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。

　　缺水不但给人民生产、生活带来严重影响，而且威胁到生态环境的安全。目前，我国荒漠化面积达188万km2，接近国土总面积的1/4;由于地下水超采，我国北方黄淮海地区近年来地下水位不断下降，地下水降落漏斗面积及漏斗中心水位埋深在不断增大;河北、河南豫北地区和山东西北地区的地下水降落漏斗已连成一片，形成包括北京和天津在内的华北平原地下水漏斗区，面积超过4万km2。据有关专家估计，我国生态环境用水的总量尚有110多亿m3的缺口，主要分布在黄淮海流域和内陆河流域，需从区外调水补充。生态缺水将直接加剧生态环境的恶化，制约我国整体的可持续发展。

　　改变我国水资源短缺之有效途径

　　我国是水资源贫乏的国家,而且水资源分布不均,这是不争的事实.我国政府花大力气,花巨资实施南水北调工程,虽然很有必要,但它严重挤占了生态用水,会对生态发展造成负面影响,而它也只能调节水资源分布不均的问题,不能解决水资源短缺问题.而水资源短缺是客观存在,是无法改变的事实.解决水资源短缺问题只能从两方面入手,一是节约用水,二是科学用水.很多专家和学者在这两方面都下了不少功夫,节约用水,首先是节约城市的生活用和生产用水,要办到这一点,必须从改变供水系统着手,把现有的单一系统一分为二为二套系统:一是专供人类饮用高质量的水供应系统,二是供人类生活用的如拖地,抹屋,冲厕,浇花,洗车及城市环卫用水和城市生产用水系统,改造成这两套系统简单容易,花钱不多,而且更利民.第一套供水系统是现有的,不用论叙了.第二套供水系统现祥细论述如下:

　　(一)第二套供水系统水的来源: 一是城市污水处理厂处理后的水(在此不作论述).二是城市生活用水收集起来的二次用水,现祥细论述如下:城市里每家每户,宾馆饭店及各种娛乐场所等的生活用水不外孚洗手间的盥洗用水及厨房里的生活用水;洗衣服的洗衣机用水;洗澡用水等方面.目前千家万户的这三种用水都得不到很好的回收利用而白白浪费掉了。而人类赖以生存的本来就很贫乏的水想办法将其留住让其多为人类作贡献，历来诸多智者动过不少脑筋，想过各种各样的办法，试图生产出一种节水器来解决这一课题，结果生产出来不是不好用，就是使用麻烦，安装困难或外表不美观，或用不上，或不愿意用等。为克服以上问题，尹宏开先生经过十多年的研究,研发出一种”一步高节水系统装置”。它是把宾馆、饭店及每个家庭除涮锅、洗碗油污水以外的其他一切用水，用储水箱系统分类储存起来进行不同用途的二次再使用的节水装置。该装置使用简单、美观适用、价廉，可安装在大小不同面积，不同用户家庭及宾馆、饭店、浴室及洗手间里，社会需求量可观，具有很好的发展前景,但此种装置用户得利很小,家用拖地,抹屋,冲厕等自家用不了那么多的二次用水,大量多余的二次用水只能从下水道排走,如果接出户外(必须政府行为),然后用管路收集起来作为城市二次用水供水系统的水,为此本人设计并申请了发明专利,专利名称:”城市节水供水系统工程”(申请号:201310336689.0 )”城市节水供水系统工程”有以下发明内容: 水的收集储存,牵涉到水的来源,水的来源,由”一步高节水系统装置”或系统分拆出来的单个元素解决,将诚市每家每户及宾馆饭店及公共娱乐场所等,除涮锅洗碗的油污水以外的全部生活用水收集起来的二次再使用水,除自家用外,大量用不完的二次用水可供”城市节水供水系统工程”收集,收集起来用来作城市环卫用水及工业用水和农业用水等,水的收集储存由居民住宅楼外管道,宾馆饭店及公共娱乐场所楼外管道及城市水的储存供应点的分布和建设及高,中,低压管网系统建设等组成。”城市节水供水系统工程”全面实施后,不亚于南水北调工程,并且更省钱,能节约城市60%以上的用水,是一利国利民的系统节水工程,水的收集分片区按不同楼层分低,中,高压管路进行收集,并在片区连成管网,然后再将片区与片区按低,中,高压管网连网成为城市二次用水供应网,按低,中,高压用水要求进行供水,城市用不完还可接出市外作农业用水。片区内布置的由箱体组合成的二次用水供给点,能将用管路从楼外收集起来的低,中,高压管网中的水收集起来供城市环卫用水车用水及消防用水等,二次用水供给点设计科学,功能齐全,储水箱之间用连通管连通,水装满了,有自动报满装置,储水箱到一定时间,还可轻松地做清洁,并设计有做清洁杠杆系统等。

 

　　专利技术内容及具体设计

　　发明专利“ 一步高节水系统装置”由水收集储存系统、水清洁循环系统、水二次再使用系统三大系统组成：

　　1、水收集储存系统。这套系统能将千家万户除涮锅洗琬的油污水以外的生活用水全部收集起来作二次用水用,它由不同规格、不同用途、价廉物美的长方体塑料箱重叠而组成。每个箱体外面可放两片磁铁片，可以用它来吸附装饰贴面板，组合箱层与层之间不连通，但又能用溢盛管能有机地组合为一体，各层连通。这样组合便能将不同水质的一次用水，分开储存在不同的层次的储存箱里，进行不同用处的二次再使用。洗澡时开始调温期间放出来非常干净的水，由专门收集装置收集到二层以上储存箱里儲存，它可以直接放出来作一次用水用;厨房生活用水槽除涮锅洗碗的油污水外的比较干净的生活用水、洗手间的用水，储存在二层儲存箱里可以放出来作拖地、抹屋浇花用水;洗澡、洗衣服用水，带有清洁剂的水储存在底层储存箱里正好用来作冲厕及洗车用水，但必须提升一定的高度才能用，这项任务由提升系统来完成。储存的水一般都用不完，如政府行为可以接出户外收集起来作城市用水:如冲洗马路、洗车、消防及工业用等用水。为了广泛的推广和应用，把它组合成家私，如厨房的生活平台(橱柜)、盥洗间的盥洗平台(柜)、洗澡间的娱乐平台(豪华双人保温浴缸及镜片)及大小装饰屏、大小迎宾屏、对联等，它的装饰贴面上的花纹图案，由美术家分高中低三档设计，使高层次的人群看上爱，乐意买;使中低层次的人群看得上、用得上、买得起，它既可储水，又可当家私，又可当装饰。

　　2、水清洁循环系统 。由溢盛管、水清洁管路、防腐装置等组成。收集储存在储存箱里的水是流动的，能做到流水不腐，但一年半载需要做一次清洁。将储存箱里的沉淀物清洗干净，做清洁时只须揭下贴面板，用专门配制的万向做清洁刷，按照说明书所说打开做清洁管路，从下层到上层逐一逐个地清洗，直到满意为止，再关上做清洁管路，贴上贴面板，非常轻松和方便。

　　3、水的二次再使用系统。由连接管路、提升系统、同步放水装置等组成。提升系统有脚踏式、坐压式、全自动电动式，根据用户具体情况及用水量选用，或不用，用同步放水装置代替，非常灵活。

　　每家每户收集起来的水,家用只一小部份而大量的二次用水必须政府行为接入政府的二次用水系统,这一小钱必须政府出,政府只是先垫付而也,政府可以从二次用水收费(应非常低)得到补偿,不但能收回投入,或许还可小赚."一步高节水系统装置"迟迟不能开发,关鍵原因就在于此:其一,每家每户二次用水非常少,节约的水费不多,实惠太少,如政府行为,为其出钱安装接出室外的管路,那情况就大不一样了,只要政府有关部门发文承诺,开发投资商将蜂拥而来,排队搶这个项目开发。

　　开发这个项目,是政府的一项利民工程,全面实施后不亞于南水北调工程,花钱少之又少,而且更利民,可大量减少二氧化碳排放量,本人不讲任何条件愿与中国科学院,中国工程学院或中国环保局等单位协作开发实施为缓解我国水资源乏为解决二氧碳减排作出贡献,为实现中国梦献出余热。

　　作者:尹宏开 2013年8月6日

　　注:参考文献:

　　1,发明专利"一步高节水系统装置"发明文件。

　　2,发明专利"一步高节水系统装置"价值分析报告。

　　3,发明专利”:城市节水供水系统工程”发明文件。

　　三个专利简介

　　1,多功能全自动翻身方便床(专利号:201210195466.2 实质性审查结束)

　　它是一种严重不能起床的病人及半瘫,全瘫,植物人等特殊病人用床,它有一套巧妙的床面板及自动翻身装置和自动方便装置,三者互相配合,解决了至今从未有人解决过的,在同一张病床上的纵向运动的方便机构与橫向运动的翻身机构互相冲突的技术难题,能将病人腿部以上整个身体进行左右翻转,并能将病人举升到最舒服的位置停留靠坐休息或自行方便,不须人的帮助实现病人的自动翻身,自行方便,不方便时实现腿部弯曲,伸直;腰部弯腰,伸腰,左右翻身等运动,可以点动,以可以全自动,能按照所编程序,实现有人在塲和无人在塲全自动运动,病人在床上运动得好,对健康的恢复大有帮助,并设计有运送病人方便物的自动小车及在床下设计有供赔伴人员用的床及货柜等,是这类病人医院的最好用床及这类病人家属买回家的最好护理用床。

　　2, ”城市节水供水系统工程”(申请号: 201310336689.0 实质性审查己结束 )

　　”城市节水供水系统工程”,能将诚市每家每户及宾馆饭店及公共娱乐场所等,除涮锅洗碗的油污水以外的全部生活用水收集起来的二次再使用水,除供自家用外,大量用不完的二次用水用管路收集起来供”城市节水供水系统工程”用来作城市环卫用水及工业用水和农业用水等,能为城市节约60%以上用水。它由二次再使用水的收集储存及其再使用及城市高,中,低压管网系统组成,水的收集储存由居民住宅楼外管道,宾馆饭店及公共娱乐场所楼外管道及城市水的储存供应点的分布和建设及高,中,低压管网系统建设等组成;水的储存供应点分片区建设,由单个储水箱分低中高压水组合而成,箱与箱间由连通管连通,并组合有自动报满装置和杠杆做清洁系统,片区间由高中低压管网分别连成城市供水系统,还可接出市外供农业用水,它与室内二次用水收集系统是配对的设计。

　　3, ”一步高节水系统装置”(专利号:ZL20081006945.X已发专利证书)

　　“ 一步高节水系统装置”由水收集储存系统、水清洁循环系统、水二次再使用系统三大系统组成,水收集储存系统能将千家万户除涮锅洗琬的油污水以外的生活用水全部收集起来作二次用水用,它由不同规格、不同用途、价廉物美的长方体塑料箱重叠而组成。每个箱体外面可放两片磁铁片，可以用它来吸附装饰贴面板，组合箱层与层之间不连通，但又能有机地组合为一体，各层连通。这样组合便能将不同水质的一次用水，分开储存在不同的层次的储存箱里，进行不同用处的二次再使用。水的二次再使用系统。由连接管路、提升系统、同步放水装置等组成。提升系统有脚踏式、坐压式、全自动电动式，根据用户具体情况及用水量选用，或不用，用同步放水装置代替，非常灵活。水清洁循环系统 由溢盛管、水清洁管路、防腐装置等组成,收集储存在储存箱里的水是流动的，能做到流水不腐，但一年半载需要做一次清洁。将储存箱里的沉淀物清洗干净，做清洁时只须揭下贴面板，用专门配制的万向做清洁刷，按照说明书所说打开做清洁管路，从下层到上层逐一逐个地清洗，直到满意为止，再关上做清洁管路，贴上面板，非常轻松和方便。由于此项目是一系统,项目过大,开发困难,每家每户受益不多,对开发公司要求又高,因此本人已放弃本专利(因无钱交纳拖欠的年费),如愿意开发的企业,可出线恢复专利权,并无偿赠送与开发”城市节水供水系统工程”的开发商配套开发,无偿提供整套专利生产图纸。

 

　　发明人尹宏开简介 

    尹宏开:四川省合江县白沙镇街基上人,1939年阴历8月18日生。

　　50年代前,在家读私熟,拾煤炭花。

　　50-60年代在四川省合江县中学校读初中,高中。

　　59年毕业于合江中学考上泸州大学,因嫌学校不好未去上学。

　　60年重新考入四川大学成都工学院机械系铸造工艺及设备专业读大学本科(学制五年)。

　　65年大学毕业,统一分配到重庆汽车制造厂(现为五十铃汽车制造集团公司)从事技术工作,任技术组组长。

　　79年9月支援国防三线建设全家人调重庆重型铸锻厂(现改为重庆长征重工有限责任公司),从事技术工作及技术管理工作,先后被评为工程师,高级工程师及主任工程师,曾获厂长嘉奖一次,立三等功一次(见后面单位证明)。

　　95年退休,退休后搞发明创造,1995年发明:”增限力扳手”获国家实用新型专利,荣获粤奥发明杯特别发明奖

　　曾与人合作办公司开发,产品刚一上市,就被一集体企业仿冒,当时的专利法尤如儿戏,再加上资金短缺等

　　诸多原因,导至开发失败,后又获国家多个发明专利,其中"一步高节水系统装置"2010年1月6日获

　　国家发明专利(专利号:ZL20081006945.X),获专利局主办的2011年"国际专利与名牌博览会"金

　　牌, 发有奖牌和证书,2012年11月荻中国发明协会主办的国际发明展览会金奖,发有证书奖章;后又发明了"多功能全自动翻身方便床" 2012年6月14日获国家发明专利(专利号:201210195466.2),

　　2013年又申请了发明专利:”城市节水供水系统工程”(申请号: 201310336689.0 ) 。