水资源开发利用状况

1、第2章水循环与水资源开发利用状况2.1地球水储量与循环2.2全球水资源2.3中国水资源由海洋河流、湖泊、沼泽、地下水冰川和大气水 分等共同构成的一个环绕地球表层的不连续的圈层 称为水圈。这些水若平铺在地球表面，水圈厚度只有 地球平均半径的1/1630。水圈总质量只占地球总质量的0.024%。其中海洋是水圈的主体，是水圈中最大的连续水 体，约3700m深。Land-ocean hemisphereOcean hemisphere 200, Ihomm rar tMcsacr2.1地球水储量与循环2/1.1、地球水储量与分布2.1.2、水循环2/L3、全球水量平衡2.1.1地球水储量分布地球表面积

2、：5.1亿kn*,水体总量：1.386亿km?； 海洋面积361亿km2,海洋水量:13.38亿knF,占地 球总水量的96.5%;陆地面积：1.49亿km2,水量仅0.48亿km3,占地球总水量的3.5%。便于人类利用的 仅为0.1065亿knA占淡水量的30.4%o表明可供人 类利用的水资源十分有限。地球水储量水体储水总量咸水淡水水 fi/Km所占水量/Km3所占水 fi/Km所占海洋水133800000096.34133800000099.0400地表水242541001.75854000.0062416870069.0冰川冰盖240641001.736002406410068.7湖泊1

3、764000.013854000.006910000.26沼泽1147000.0008001147000.033河流21200.00020021200.006地下水237000001.71128700000.9531083000030.92重力水234000001.688128700000.9531053000030.06地下冰3000000.022003000000.86土壤水165000.00100165000.05大气水129000.000900129000.04生物水11200.00010011200.003全球总储最1385984600100135095540100350292001

4、00可利用的淡水仅0.014%生物体世界各大洲水资源分布状况洲面积 万km2年降水年怪流量怪流模数mmkm2mmkm3L.sd.knr2欧洲1050789829030632100.399.7亚洲4347.574232240332144100.4510.5非洲30127422235015147500.24.8北美洲24207561830033982000.4510.7南美洲1780160028400660117600.4121.0大洋州133.527003610156020900.5851.0澳大利亚761.54563470403000.091.3南极洲1398165231016523101.0

5、5.2全部陆地14900800119000315468000.3910.02.1.2地球上的水循环1 水的自然循环：特点:由降雨量自然循环的大致尺度 水的性质基本不变2水的社会循环特点:工业与生活污水的产生与排放 是主要的污染源L*的自然循环(1)水的自然循环过程在自然界中，水体并非静止不动，其形态也不是一承不水的性质不断变化变的，而是处在不断地运动、不断地循坏、交替与更新过程 中。水循环(Water circle)：各种水体受太阳能的作用，不断 地进行相互转换和迁移胡周期性过程。水循环(hydrologic cycle)适当条件下凝结为水滴，以降水的形式落到地球表面，然后水从水面和陆地表面蒸

6、发，变为水汽，被气流带到空中，在聶籍勰猛鵰再以降水的形曲回地面这样往复降水(Precipitation)径流（Runoff）蒸发 Evaporation)Snow andIceSo MoistureTranspiration tEvaporabon Transpiratkxi.FrontScAir Mass(CoW Dry) TAk MassRrversre Lakes GroundwaterGroundwater地球的水循环圈（自然循环） 仝冷水.義发.土水分慈发絶贰損久水循环包括蒸散、 输送、凝结、降水 和径流五个环节:水的物理三态（气体.液体、体）的相互转化110 m* S *MTF*2

7、 2OM*/L.Ml OBflldnlm1:太阳辐地球引力节射、均衰金滾(ft枳1I mllian Mn*Mcr Ty artb d tl ItM 5. MTOfll AM ptvprYM 9 2ur*pcf1r1水循环(hydrologic cycle)水循环的过程可分为大循环和小循环从海面上蒸发出来的一部分水汽，被气流带到大陆上空， 与冷凝结，成云致雨.降落到地面。其中一部分重新蒸发回空 中订二亀分驰西和地忑匹入理山最后注入海洋。这种海陆 间的的水分嫌过程叫做水的大猶环。陆地上的水蒸巻后，在空中凝结成水又降回到陆地，或从 齊洋占萊杀的水密，在空峻结成水又降回到海洋中，这种 啟部的水宿环叫做

8、水的小循环。自然界水的小循环大循环和小循环实际上是不能截然分开的，而定互相联系的，小循环往 往包含在大循环Z中。循环的总趋势是海洋向陆地上空输送水汽，然肩 产生降水至陆地，陆地乂将部分水径流输入人海。水的自然循环具有方向性内陆水循环从海洋上蒸发的水汽，其中一部分被气流带到大 陆上空，与冷凝结，先在海洋边缘降落下来。降落后 一部分形成径流回到海面，另一部分又进行蒸发，加 入继续运动到大陆上空的气流中，被带往距海更远 的地区上空，由遇冷凝结降落，其中一部分又形成径 流，另一部分又蒸发，继续向内陆推进，循环不止。内陆水循环示意图（2）水自然循环的原因（因素）水具有相变特性，气相和液相水均有流动性。水

9、循环的基础地球引力的重力作用.太阳辐射的热力效应。水循环的源动力水汽流动具有方向性.上升、飘移降水下渗径流。往复循环成为可能 （3）水自然循环的作用O是地球上最主要的物质循环Z。输送能疑.热量、元素O调节环境与气候。气温、湿度 循坏时排除污染、白身更新为淡水，供人类生存所用。生存基础水循环的环境意义输送热量.调节湿度和温度，创造适宜的生存环境 搬运地表物质，塑造地貌形态传送营养物质不断提供水利资源和更新淡水资源 是地表环境自净过程的主要机制 自然地理过程的主要组成部分 许多矿物资源的形成2.水的社会循环人为循环冋归水海洋蒸发处理工程降水|工农业生产.生活用水不可复原水水文循环洋才:工程-f废水

10、)给杏工程I用水)I生活用水设备雨水擇水罰g辎水苣木r-*-生产用水设备1百流系统(1)J(1) 1S循环系统喙rd生产豎加皮水处it厂自水体或克济系统(2) 1-2水的社合循莎airce. Bnan Morns. Bnosh Geoicgical Survey. 2001水循环是地球上最主要的物质循环之一。表现为1）通过形态的变化，水在地球上起到输送热量和调节 气候的作用；2）对地貌的形成和变化产生影响；3）循环与更新为人类和生物的生存提供物质基础。4）回归水的质量直接或间接对水循环水质产生影响城市水循环 人类行为对地下水的影响处使用雨水管网IE复使用 处理淄溉（滋流）械市近郊 井畔诚市供水

11、井卫生设施废水和汚水工业废水就地处理1fil排污）地表水含水土层更替周期或中：T水的更替周期；q(t)单位时间内水体参与循环的水量;Q(t)某一时刻水体储存的水量。例如：大气水的储量为1.29万km3,全球从水面和地面 平均每年有57.7万km3的水蒸发到大气中，由此大气水的 平均更替周期为：57.7各类水体的更替周期水体种类更替周期永冻带底冰10000a极地冰川和雪盖9700a海洋2500a高山冰川1600a深层地下水1400a湖泊17a沼泽5a土壤水1a河川水16d大气水8d生物水几小时2.1.3水量平衡全球水量平衡 流域水量平衡1、地球的水量平衡水量平衡原理:根据物质不灭定律，对于任一区

12、域, 在任意时段内，来水量等于出水量与区域内蓄水量变化之和。陆地水量平衡方程ek=p-r+ask海洋水畳平衡方程地球的水:平衡多年平均水量半衡方程E陆=P陆-全球水量平衡方程E= P世界水量平衡表地表面积多年平均 年降水量多年平均 年蒸发量多年平均 年入海径流量106km2mmkm3mmkm3mmkm3陆地1498001190004857200031547000海洋3611270458000140050500013047000全球51011305770001130577000全球晦水.蒸宙.土tn水分烝:fess腾Wi失总和径流蒸汽传输流域水量平衡方程通用水量平衡方程在地面上任意划定一个区域，

13、假设一个垂直柱体.底部没水 量交换。则某一时段进入柱体的水量，包括：降水量X.凝结量Z地 面径流流入量地下径流流入量W和柱体内时段初的蓄水量 Ulo流出柱体的水量.包括：时段内总蒸发量Z2、地面流出的径流 量丫2、地下流出的径流量W2柱体内时段末的蓄水量6和时段内 的用水量q水量平衡方程式：X+Z+丫 1+W 计 U=Z2+ Y2+ W2+U2+q令净蒸发量Z=Z2 乙则X+ +Wi+U尸Z+ 丫2+ W2+U2+q水量平衡示意图FUitfSt入堆 bK-aarttttfKa.aiA流域水量平衡方程因为丫尸0, AU=U2-Up所以 非闭合流域水量平衡方程式：X+W1=Z+Y2+W2+ AU+

14、q 闭合流域水量平衡方程式X=Z+Y+AU+q对多年而言工U/nOX= Y-p Z2.2全球水资源2.2.1全球水资源概况2.2.2全球水资源开发利用状况2.2.3全球水资源面临问题2.2.4全球水资源开发利用趋势221世界水资源概况全球总径流量47000Km3,其中70%为洪水径流,人难以利用，另有12.5%流经无人区，无人问津。稳定径流只占17.5%.全球总库容占全球总径流量的5%左右（2000 Km3）世界水资源概况稳定径流与水库合计全球可利用径流量为20%22.5%, (900010570)Km3,分布不均匀丰水地区：冰岛.南美（厄瓜多尔）.印度尼西亚 缺水地区：北非.中东（阿拉伯地区

15、）.华北世界各大洲水资源分布状况洲面积 万km2年降水年怪流量怪流模数mmkm2mmkm3L.s-1.knr2欧洲1050789829030632100.399.7亚洲4347.574232240332144100.4510.5非洲30127422235015147500.24.8北美洲24207561830033982000.4510.7南美洲1780160028400660117600.4121.0大洋州133.527003610156020900.5851.0澳大利亚761.54563470403000.091.3南极洲1398165231016523101.05.2全部陆地149008

16、00119000315468000.3910.0Percent of worldfs water resources and population 门各国水资源量拥有量前10位的国家如图:10.000o o o o o o o o o o o o8 S4.2.(EM 3nosau a-qeMauaH 一 EmeN=zc8.assnar.ssauopu-BULE0.sqEOoo1950年一2000年各地区人均占有水资源（千立方米/人） 非洲亚洲Z3020100120195019702000年份19501970年份2000195()年一2000年各地区人均占有水资源(千立方米/人)15010050

17、1950拉丁美19702000欧洲年份年份221开发利用状况过去的300年中，人类用水量增加了35倍多，近 十年每年递增4%8%o工业化国家的用水状况趋于 稳定，增幅最大的主发是发展中国家。全球用水状况世界各地人均年用水量对比北中美 欧洲亚洲南美非洲O OO005o OO500O2因武汉：TH才三关上去子图2-6世界部分城帀居民生活用水水平对比1农业用水农业用水一直占全部用的2/3以上。漫灌、畦灌 (7500m3/hm2)喷灌、滴灌(3000 m3/hm2)2工业用水工业用水取水量约为全球总取水量的1/4左右。3生活用水生活用水占全球用水量的很少一部分.约8%左右。4地下水资源在全球供水中的位置占有重要位置：由