试论水资源利用和保护

1、试论水资源利用和保护1 绪 论 水是地球上生物赖以生存的重要物质，随着社会的开展，对水的需求在不断的增加，由此产生了水资源短缺的问题，同时，人类向水体排放的污染物使水质下降，影响了水资源的利用，因此，水资源合理开发利用与保护的问题成为当今全球关注的焦点问题之一。 水资源问题的产生1 绪 论 水问题 水与社会 世界银行行长伊斯梅尔：本世纪许多战争都是为了争夺石油而进行的，下个世纪多为水源而战争； 约旦国王侯赛因：约旦的战争，只有为约旦河而战； 前联合国秘书长加力以及埃及总统：埃及再也不会和以色列有战争了，埃及的武装力量是为尼罗河而存在； 南亚次大陆恒河、不拉马普特拉河是印度与孟加拉的命根子，40

2、%来自于境外。70年代支解巴基斯坦，印度对华态度无不与水资源有关。1 绪 论1 绪 论1.1 水资源的根本含义 水资源概念的开展 水资源(water resouce)一词很久以前已经地现，随着时代的进步其内涵也在不断地丰富和开展。1.?大不列颠大百科全书?将水资源解释为 “全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态求和固态水的总量，为“水资源赋予十分广泛的含义。2. 1963年英国的?水资源法?把水资源定义为：“(地球上)具有足够数量的可用水。强调了其在量上的可利用性。1 绪 论 1.1 水资源的根本含义 水资源概念的开展3.联合团教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO) 定义水资源为

3、 “可以利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被用。 4. 1988年8月1日施行的?中华人民共和国水法?将水资源认定为“地表水和地下水。 综上所述，一般认为，水资源概念具有广义和狭义之分狭义的水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水广义的水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。1 绪 论 水资源特性 资源的循环性 储量的有限性 分布的不均匀性 利用的多样性 利、害的两重性 1.2 水资源的特性1 绪 论 1.3 水资源研究现状与开展趋势 水资源研究的开展历程1. 1

4、965年联合国教科文组织成立国际水文十年机构。 2. 1975年国际水文规划委员会。3. 1972年成立国际资源协会。 4. 1975年国际水文规划委员会。5. 1977年世界水会议决议指出：没有对水资源的综合评价，就谈不上对水资源的合理规划和管理。 6. 1983年第九届气象会议通过：水文和水资源方案。7. 1987年召开“水的未来水文学和水资源开开展望讨论会。 8. 1991年起每年召开一次国际水会议。 1 绪 论 1.3 水资源研究现状与开展趋势 研究现状与开展趋势1. 水资源模拟与模型化 2. 水资源系统分析多目标化3. 水资源信息管理系统 4. 水环境理论与技术的先进性1 绪 论 (

5、1)水循环、水资源的赋存与分布； (2) 资源的形成与评价、水量计算的理论和方法； (3)水资源质量评价指标与评价体系； (4)取水构筑物类型、适用范围与运行参数 (5)水资源供需平衡分析理论方法体系； (6)节水理论、技术与指标体系； (7)水资源保护与管理的内容、方法和措施 1.4 本课程的任务和内容 本课程主要内容2 水循环与水资源开发利用状况 2.1 地球水储量与循环 地球水量分布 从外表上看地球上的水量是非常丰富的。地球71的面积被水覆盖，其中975是海水。如果不算两极的冰层、地下冰等，人们可以得到的淡水只有地球上水的很小一局部。 地球水资源地域分布 地球上有限的水资源分布也很不均匀

6、，差异很大，可相差数十倍以上。水循环与水资源开发利用状况 2.1 地球水储量与循环 地球水资源地域分布 2.1 地球水储量与循环 水循环与水资源开发利用状况 地球上有限的水资源分布也很不均匀，差异很大，可相差数十倍以上。水循环与水资源开发利用状况 水循环概念 水 循环 水循环是指地球上各种形态的水体，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等环节，不断地发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。 水循环是自然界重要的物质循环，水循环的主要作用在于保证水体的更新，为社会经济的开展提供水源，同时在全球起到热量传递等重要作用。水循环与水资源开发利用状况水循环的几个概念

7、： 1. 大循环、小循环 2. 水体的更替周期；T=Q(t)/q(t) 地球水循环 水循环与水资源开发利用状况 水体 循环 水循环过程分解水汽蒸发水汽输送凝结降水水分入渗地表和地下径流水循环与水资源开发利用状况 地球上水循环示意图 水循环过程 水体 循环 水循环与水资源开发利用状况 水的人为循环-社会循环 水体 循环 水循环与水资源开发利用状况 水的人为循环对自然循环的影响 水体 循环 1人为的水循环改变了自然循环的途径，其中一局部水成为不可复原水，减少了自然循环的强度。 2回归水的质量状况直接或间接对水循环水质产生影响，如区域河流与地下水污柒。 3人为循环对水量的影响突出，对生态环境的影响大

8、。 由于水的人为循环对水的自然循环会产生一定的影响：表现在： 水量平衡 水量平衡原理 地球上的水通过参与水循环始终处于不断的更替和循环的过程中，但是在整个循环过程中始终遵循质量守恒根本定律。 某地区在某段时间内水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。 水量收入 ：降水P，径流流入R入。 水量支出 ：蒸发 (E，径流流出R出。水循环与水资源开发利用状况 水量平衡 水量平衡原理 根本原理：质量守衡根据水平衡原理可列出普遍公式： 水资源变化量：S=|P+R入-E-R出| 而多年平均水资源变化量趋于零，所以公式应为： P+R入-E-R出=0水循环与水资源开发利用状况 水量平衡 水量平衡原理 讨论

9、： 对于外流区域： R入E 对于海洋： R入R出 R= R入- R出 0=P-E+R P=E-R PE 对于全球： R=0 无径流变化 0=P-E P=E水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球水资源开发利用情况水循环与水资源开发利用状况人类对水资源开发利用的认识经历了一个漫长的时期。在古代社会：努力趋利避害、增利减害为目的；在近代社会：兴利除害追求对水资源多目标开发；在现代社会：对水资源的利用进入了密切协调社会与自 然关系的阶段，更加注意社会、经济效益 和生态平衡，以期获得最大的综合效益。 2.2 全球水资源 全球水资源开发利用情况水循环与水资源开发利用状况 据统计在过去的300

10、年中，人类用水量增加了35倍多，增加幅度最大的主要是开展中国家。且世界各地人均年用水量差异较大，兴旺地区的人均年用水量是开展中地区和工农业落后地区的3倍一8倍： 从用水结构上来讲，全球水资源的利用量为0.324万km3，其中69用于农业，23用于工业8为居民用水，如图23所示。水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球用水结构 根本情况: (1)农业用水基数大,占全部用水量的2/3以上. (2)自然条件,耕作水平,灌溉方式影响用水量 传统大水漫灌: 灌溉用水量一般在7500m3hm2 喷灌,滴灌: 灌溉用水量一般在3000m3hm2 在兴旺国家,随着集约化高效农业的开展,例如：喷灌,

11、滴灌等高效农业的开展,农业用水水平根本稳定, 也是我国未来的一个方向，农业节水对于节约用水意义重大。水循环与水资源开发利用状况 2.2全球水资源 全球农业用水情况 工业用水是全球水资源利用的一个重要组成局部。工业用水取水量约为全球总取水量的14左右。 总结兴旺国家工业用水情况可以看出，一般用水会出现一个先增加直至稳定的过程。目前美、日等兴旺国家工业用水量已根本稳定，而开展中国家工业用水量增加迅猛。日本工业用水量从60年代中期至70年代初以44的速率锰增。70年代中期趋于稳定。70年代至80年代末，工业产值大幅度增长，淡水用量却稳定变化，新鲜淡水补给量在逐年下降后，80年代初呈现零增长状态。而工

12、业用水回收利用率持续提高。水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球工业用水情况 居民生活用水足随着人口的增加和生活水平的提高而增加。总体说来，全球的生活用水量仅占全球总用水量的8左右。对用水总量增长趋势影响不大。水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球生活用水情况 1、全球水资源分布的不均匀性加剧了缺水危机 在全球有限的淡水资源中，巴西、俄罗斯、中国、加拿大、印度尼西亚、美国、印度、哥伦比亚和扎伊尔等9个国家已经占去了这些水资源的60。从未来的开展趋势看，由于社会对水的需求不断增加，而自然界所能提供的可利用的水资源又有一定限度，突出的供需矛盾使水资源已成为国民经济开展的

13、重要制约因素，水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球水资源面临的问题 2、水量短缺，供需矛盾锋利 联合国环境规划署发表的?2000年全球环境展望?报告指出：世界上已有大约20的人缺乏平安的饮用水，50的人生活在没有卫生系统的地区。将在今后50年的时间里增加一半，目前这种情况将会变得更糟。预测到2025年，全世界将有23的人口面临严重缺水的局面。缺水区在亚洲占60，在非洲占85。对中东国家来说，缺水危机已经成为严酷的现实。另外，世界上许多重要的水域是由多个国家共有的、普遍存在水资源利用矛盾和潜在冲突，最明显的是在尼罗河流域、亚洲西南部初中东，未来可能由此引发冲突。水循环与水资源开发

14、利用状况 2.2 全球水资源 全球水资源面临的问题 3、水源污染严重，“水质型缺水突出 由于工业和社会的开展，将大量的废水排入水体，使水体水质下降，在很多地区造成“水质型缺水，据卫生学家估计目前世界上有14人口患病是由水污染引起的。据不完全统计，开展中同家每年有2500万人死于饮用不洁净的水，占所有开展中国家死亡人数的13。 同时，水源污染也给供水平安提出新的挑战，1995年12月曼谷召开的“水与开展大会上专家们指出“世界将近10亿人口没有足够量的平安水源。水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球水资源面临的问题(1)农业用水中不可复原的水量最高，节水潜力巨大。(2)工业用水由于不

15、可恢复的水量最低，将更加重视提高工业用水技术，降低用水定额，大幅提高重复利用率。(3)水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调开展。由过去只单一强调最大限度获取天然径流无视带来的环境与生态灾害未来将更为重视水资源的合理分配与调度，开源与节流并重，优先开展污水再生回用实现水资源的合理开发，水续利用。水循环与水资源开发利用状况 2.2 全球水资源 全球水资源开发利用趋势 我国水资源根本概况 我国淡水资源总量名列世界第六，仅次于巴西、前苏联、加拿 大，美国、印度尼西亚.人均占有量仅为世界平均值的1/4.水资源在时间和地区分布上很不均衡我国有330多个城市缺水，其中110多个城市严重缺水 20

16、21年后，我国将进入严重缺水期，据有关估计，2030年前中 国的缺水量将到达600亿立方米。 因此，为保证我国经济的可持续开展，淡水资源问题的解决己迫 在眉睫。水循环与水资源开发利用状况 2.3 中国水资源 2.3 中国水资源 我国水资源根本概况国家径流量（亿立方米）占世界总量%人均径流量（立方米/人）巴西5191211.043700俄罗斯400008.527000加拿大312206.7129600美国297026.312920印度尼西亚281136.019000中国271155.82632印度178003.72450世界46870010010340水循环与水资源开发利用状况我国主要河流多年平

17、均径流量分布图 我国地表水资源地域分布水循环与水资源开发利用状况 2.3中国水资源 我国地表水资源地域分布水循环与水资源开发利用 中国水资源 我国地下水资源地域分布水循环与水资源开发利用状况 2.3中国水资源 我国多年平均降雨量分布水循环与水资源开发利用状况 2.3 中国水资源 我国水资源开发利用历史 中国水资源开发利用历史悠久，自有文字记载以来，就有了关于水的开发利用的记载。相传的大禹治水，发生在公元前2000年；商代(公元前1600一前1100年)有了农田沟洫，西周(公元前1000年左右)有了蓄水、灌溉、排水、防洪的建设；例如春秋战国时期，黄河下游有了防洪大堤；秦始皇统一中国后，河流上的堤

18、防工程便开始统一安排，历代修建的著名水利工程有：河南固始县的期思云娄灌区，安徽金寨、寿县的芍坡蓄水工程，河北磁县、临漳的引水工程漳水十二渠，四川西部的都江堰灌区，陕西关中的郑国渠，广西兴安县灵渠航运以及闻名中外的京杭大运河等。 水循环与水资源开发利用状况 水资源开发利用情况 我国水资源现状我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源总量考虑，水资源总量居世界第六位，随着社会的开展和对水的需求的增加,水资源短缺的问题日益突出:黄河断流: 70年代 21天 6次 5-6月 130公里 80年代 36天 7次 5-6月 150公里 90年代 226天 2、3、4、5、6 月 700公里 1

19、997年 330天黄河无滴水入海！ 水循环与水资源开发利用 水资源开发利用情况 我国用水总量居世界第二位，人均用量缺乏世界人均用水量的1/3，总体来讲，工业和城市生活用水比例虽增加迅速，但与欧美兴旺国家比比例较小，农业用水比例仍较大，且各个地区很不均匀。我国不同地区水资源总量、地下水天然资源量和地下水开采资源量比照 我国各地区水资源开发利用情况水循环与水资源开发利用 水资源开发利用情况 水资源贫乏，供需矛盾突出 我国目前水资源开发利用现状 我国水资源总量不少，但人均、亩均水资源量很少。我国水资源总量为28124亿m3，其中河川径流27115亿m3，少于巴西、前苏联、加拿大，美国、印度尼西亚居世

20、界第6位。但我国人均水量只有2350m3，只有世界人均占有水量的27%，美国人均占有量的1/6，前苏联人均占有量的1/8。根据149个国家按1990年人口统计的人均占有水量由多到少排列，中国排在第110位。耕地每公顷平均水量27867 m3，约为世界的3/4。可见按我国人均拥有水量及单位面积耕地拥有水量来看，我国是一个水资源比较贫乏的国家。水循环与水资源开发利用 水资源开发利用情况 水资源地区分布不均匀 我国目前水资源现状我国水资源地区分布不均匀，水资源的分布与人口、耕地的分布不相适应。我国北方人口占全国总人口的2/5，但水资源占有量缺乏全国水资源总量的1/5，南方人口占全国的3/5，而水资源

21、总量为全国的4/5。北方人均水资源拥有量仅为南方人均的1/3。在全国人均水量缺乏1000 m3的10个省区中，北方即占了8个。水资源时间分配不均匀 我国水资源年内、年际变化大，年内雨季又比较集中，水旱灾害频繁发生，枯水年和枯水季节的缺水矛盾更为突出。长江以南3-6月份的降水占到全年降水的70%以上;长江以北7-10月份的降水占全年 60%左右,给水资源利用带来困难.水循环与水资源开发利用 水资源开发利用情况 水污染日趋严重 全国水环境总体上近些年仍呈恶化趋势 ,在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河水质最差，约有70%以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染也相当严重，污染河段占60%以上。河流污染

22、情况严峻，其开展趋势也令人担忧。从全国情况看，污染正从支流向干流延伸，从城市向农村蔓延，从地表向地下渗透，从区域向流域扩展。由于排入湖库的氮、磷等营养物质的不断增长率加，近年来水体富营养化程度加快。在五大淡水湖中，太湖、洪泽湖和巢湖已达富营养化程度，鄱阳湖、洞庭湖正处于向富营养化过度阶段。城市近郊的湖泊水库富营养化程度普遍偏高，如杭州西湖、南京玄武湖。“污染型缺水成为限制很多地区开展的一个重要因素.水循环与水资源开发利用 水资源开发利用情况 水土流失严重，河湖库泥沙淤积问题突出 我国目前水资源现状 由于自然条件的限制和长期以来人类活动的结果，我国森林覆盖率很低，水土流失严重。据统计，目前全国森林覆盖率只有12.5%，居世界第120位 .水土流失严重，水土流失造成许多河流含沙量增大，泥沙淤积严重，北方河流更为突出。 水循环与