复习-水资源利用与保护

1、 第1章 绪论1.1 水资源的基本概念 掌握：水资源的概念(ginin) 水资源的用途是什么？ 如何认识水资源的价值？1.2 水资源开发利用与社会经济发展 掌握：水是社会发展的支撑条件 社会发展带来的水问题 可持续水资源开发与利用1.3 水资源保护与管理的重要性 掌握：水资源“开发与利用”和“保护与管理”的关系 水资源保护与管理的目的和意义 水资源保护与管理的内容共三十六页1 水资源概念 可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应该(ynggi)具有足够数量和可利用的质量，并能在某一地点为满足某种用途可以被利用。2 水资源的用途用途广泛，对水量水质(shu zh)的要求多样 共三十六页3 保护与

2、管理的内容 （1）水资源量的管理：研究管理方法、评价(pngji)体系、需水量的计算与预测方法、制定水资源开发与利用规划。 （2）水资源质的管理：研究保护方法、保护技术，包括水资源的生态保护技术和污染源控制技术。 （3）节水与水资源综合利用：研究节水技术，包括农业灌溉节水、工业节水、和生活节水技术，同时研究水资源综合利用技术，提高使用（利用）效益。 （4）水资源的经济管理：研究经济管理技术，尤其是水价管理技术。 （5）水资源管理的信息化：研究信息技术在水资源管理中的应用，建立水资源管理信息系统。共三十六页第2章 水资源概论(giln)（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

3、也不是一承不变的，而是处在不断地运动、不断地循环、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(jnxng)相互 Hydranautic circle 转换和迁移的周期性过程。 三个阶段：降水、径流、蒸发2.1.2 大气降水 降水的必要条件：大气中含有足够的水分(水蒸气) 充分条件：水蒸气遇到冷空气(气温降低) 由于地面环境不同，大气中水分分布不均匀，降水也极不均匀。 原因：1)不同地区的地表蒸发量不同; 2)大气环流所携带的水蒸气量的流入或流出。共三十六页2.1.3 降水量分布 对于一个区域，由于气流运动的差异+蒸发量的差异，从而影响该区域上空大

4、气中的水分量，造成(zo chn)大气中水分（水蒸气）分布不均，降水量也分布不均。 干旱类型的划分按照国际一般划分方法： 年均降水量 250mm 250500mm 500mm 气候类型 干旱气候 半干旱气候 湿润气候 共三十六页2.1.4 水的存在形态(xngti)和全球可利用水资源 （1）水的存在形态 海水、湖水、河流水、土壤水、地下水、冰川水、其他(qt)水。（2）拥有量 1993年“国际人口行动”提出的“持续水人口和可更新水的供给前景“报告认为：人均水资源量少于1700 m3/年为用水紧张（Water Stress）国家；少于1000 m3/年为缺水（Water scarcity）国家；

5、少于500 m3/年为严重缺水（Absolute scarcity）国家。 共三十六页2.2.1 基本概念 地表水资源是河流、湖泊、冰川、沼泽等一切地表水体的总称(zn chn)。 地表水资源量是河流、湖泊、冰川、沼泽等地表水体的动态流量。 地下水埋藏于地表以下的各种形态的水分，包括液态水、固态 水、气态水 、吸着水、薄膜水、毛细管水等六种。 地下水资源具有直接或间接使用价值的地下水的总称。 地表水资源与地下水资源的特点！ 2.2 地表水资源(zyun)2.3 地下水资源共三十六页 需水量可分为河道内用水和河道外用水两大类。河道内用水包括水力发电、航运、放牧、冲於、环境、旅游等，主要是利用河水

6、的势能和生态功能，基本上不消耗水量或污染水质，属于非耗损性清洁用水。河道外用水包括生活需水量、工业需水量、农业需水量、生态环境(shn ti hun jn)需水量等四种。3.1 需水量第三章 水资源利用(lyng)共三十六页3.3 区域(qy)水量平衡 区域水量平衡是指一定时期内所研究(ynji)各项入流量等于出流量加上储存量的变化，一般可用水量平衡公式表示为： 共三十六页3.3.2 区域(qy)水量平衡分析 区域水量平衡分析包括三个方面的含义： 降雨径流平衡降水量与蒸发量、径流量的平衡，它是一个区域总的水量平衡关系，也是水文循环意义上的水量平衡； 水资源的供用耗排平衡它是从机理上认识和描绘(

7、miohu)一个区域或者流域内已经形成的水资源量收支平衡关系，及来水量（水资源量）与耗水量、排水量的平衡；也是水文科学意义上的平衡。 水资源的供需平衡关系即自然条件可以供给的水资源量与社会经济环境对水资源的需求关系之间的平衡。是社会经济系统的水量平衡，也是水资源供需安全问题。共三十六页3.4 取水(q shu)工程 取水（water intake）工程，是由人工取水设施或构筑物从各类水体取得水源，通过输水泵站和管路系统供给各种用水。3.4.1 地表水取水工程 由于地表水源的种类、性质和取水条件的差异，地表水取水构筑物有多种类型和分法。按地表水的种类可分为江河取水构筑物、湖泊取水构筑物、水库(s

8、huk)取水构筑物、山溪取水构筑物、海水取水构筑物；按取水构筑物的构造可分为固定式取水构筑物和移动式取水构筑物。固定式取水构筑物适用于各种取水量和各种地表水源，移动式取水构筑物适用于中小取水量，多用于江河、水库和湖泊取水。 共三十六页 （1）河流取水工程 河流取水工程若按构筑物的构造形式划分，则有固定式取水构筑物、活动式取水构筑物，固定式取水构筑物又分为岸边式、河床式、斗槽式三种，活动式可分为浮船式、缆车式两种。 （2）水库取水工程 根据水库的位置与形态，其类型一般可分为： 山谷水库，用拦河坝横断河谷，拦截天然河道径流，抬高水位而成，绝大部分水库属于这一类型。 平原水库，在平原地区的河道、湖泊

9、、洼淀的出口处修建闸、坝，抬高水位形成，必要时还在库周围圈筑围堤，如当地(dngd)水源不足还可以从邻近的河流引水入库。 地下水库，在干旱地区的透水地层，建筑地下截水墙，截蓄地下水或潜流而形成地下水库。共三十六页 水库工程一般由水坝、取水构筑物、泄水构筑物等组成。水坝是挡水构筑物，用于拦截水流(shuli)、调蓄洪水、抬高水位形成蓄水库；泄水构筑物用于下泄水库多余水量，以保证水坝安全，主要有河岸溢洪道、泄水孔、溢流坝等形式；取水构筑物是从水库取水，水库常用取水构筑物有隧洞式取水构筑物、明渠取水、分层取水构筑物、自流管式取水构筑物。 由于水库的水质随水深及季节等因素而变化，因此大多采用分层取水方

10、式，以取得最优水质的水。水库取水构筑物可与坝、泄水口合建或分建。与坝、泄水口合建的取水构筑物一般采用取水塔取水，塔身上一般设置34层喇叭管进水口，每层进水口高差约48m，以便分层取水。单独设立的水库取水构筑物与江河取水构筑物类似，可采用岸边式、河床式、浮船式，也可采用取水塔。共三十六页3.4.2地下水取水(q shu)工程 由于地下水类型、埋藏条件(tiojin)、含水层性质等各不相同，地下水的取水方法和取水构筑物形式也各不相同。地下水取水构筑物主要有管井、大井口、辐射井、渗渠、复合井等。共三十六页第四章 水资源保护(boh) （1）水体污染（water pollution） 水体受到自然因素

11、（物质或能量）的影响，或由于人类的生活和生产活动向水体排放各类污染物，其含量超过了水体的自净能力，使水的感官性状、物理化学性能(xngnng)、化学成分、生物组成及底质情况等发生恶化，污染指标超过水环境质量标准，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，即为水体污染。 共三十六页（2）水体(shu t)污染物 水体污染物有两类：天然污染物和人为污染物。 天然污染物是自然因素所造成，是自然过程中所产生的有机物（腐殖质）和无机物，如特殊地质条件使某些地区有某些或某种化学元素的大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以及降雨淋洗大气和地面后挟带各种物质。 人为污染物是由于人类生活、生产活动排放(

12、pi fn)水体的有机物、无机物、微生物等。随着人类活动的不断拓展和人类社会生产种类及规模的不断扩大，导致天然水体中的污染物种类和数量不断增加，其中数量最多的是人工合成的有机物，以农药、杀虫剂和有机溶剂为主，如多氯联苯、滴滴涕、六六六、四氯化碳等。共三十六页（1）有机污染物 通常用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、溶解氧（DO）、总有机碳（TOC）等作为评价水体有机污染的指标。（2）营养盐类污染物 包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮和总磷，作为水体富营养化控制的重要指标。（3）引起广泛关注的微量污染物 主要包括氰化物、苯、多环芳烃（PAH）、有机氯化物、三卤甲烷（THM）、持久性有

13、机污染物和基因干扰物。（4）致病微生物 如可引起肝炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑炎(no yn)的病毒和细菌，以及蛔虫卵、钩虫卵等各种致病体。共三十六页（2）水体自净过程 水体自净：污染物排入水体后，经过水体本身的稀释、挥发、沉淀等物理作用，及吸附、凝聚、中和等化学或物理化学作用，以及生物降解作用，使排入水体的污染物质浓度降低，水体逐渐(zhjin)恢复到原来的平衡状态。这一过程就是水体自净。净化能力 + 环境容量 决定 可以自净或不可自净。实际上自净过程一直在发生，只是时间长短罢了。 自净过程中存在4种作用： 物理作用（稀释、扩散、沉淀、挥发） 化学作用（中和、化合分解、氧化还原） 物化作用（吸附

14、、凝聚） 生化作用（水生生物、微生物代谢）共三十六页4.2水环境质量(hun jn zh lin)4.2.1水环境承载力与水环境质量的关系 水环境质量是衡量水环境在承载力范围内能够自我修复的质量标准(biozhn)，水环境承载力是按照水环境质量标准确定的一定范围内水体所能承纳的最大污染物负荷总量。共三十六页4.2.2水环境质量标准 （1）水环境质量 水环境质量是评价水资源优劣及利用可行性的基本指标之一。为了控制水中成分产生的不良作用，每一种用水都制定了一套由一系列水质参数所定义的水质标准，每一项水质参数表征一项由水质成分所产生的物理的、化学的或生物的特征，水质标准则对这些参数加以量的界定。 水

15、环境标准（Water Environmental Standards）是根据各类水域功能，为控制水污染，保护水资源，保证(bozhng)人体健康，维护生态平衡，促进经济建设而制定的水环境质量评判标准，是政府部门制定的强制性或指导性标准。 水环境标准一般分为水环境质量标准、水污染物排放标准、环境基础标准、水质分析方法标准、环境保护仪器设备标准及环境样品标准。共三十六页 （1）节水（water conservation） 节水的含义深广，不仅仅局限于用水的节约，还包括水资源（地表水和地下水）的保护、控制和开发，并保证其可获得的最大水量进行合理经济利用，也有精心管理和文明使用水资源之意。 节水的内涵

16、可概括为：在合理的生产力布局与生产与生产组织的前提下，为最佳实现一定的社会经济目标和社会经济的可持续发展，通过采取多种措施，对有限的水资源进行合理分配与可持续利用（包括节省用水量）。节水是指采取必要的现实可行的工程(gngchng)措施和非工程(gngchng)措施，减少用水过程中不必要的损失和浪费，提高水的利用率，更加科学合理和高效利用水资源。按照使用区域（或对象）的不同，节水可分为农业节水、工业节水和生活用水节水。 第5章 节水(ji shu)技术共三十六页 农业节水的基本途径主要有： （1）合理拟定农业种植结构 不同的农业种植结构直接影响到农业需水量。 （2）实施经济(jngj)灌溉定额

17、 经济灌溉定额是在保证农业总产量增产效益且用水效率高的前提下的灌溉用水定额。 （3）提高灌水区的利用效率 目前在经济发达国家，特别是在缺水地区，灌溉工程的发展趋势正向低压小流量输水管道化方向发展，即推行喷灌、滴灌、微灌等行之有效的高效节水灌溉技术。共三十六页 5.2.2节水灌溉技术 （1）喷灌 （2）滴灌 （3）微喷灌 （4）渗罐 5.2.3现代(xindi)灌溉面积 现代灌溉包括喷灌、滴灌和微喷罐等节水技术。共三十六页 （2）工业节水途径 提高(t go)工业生产用水系统的用水效率，即水的有效利用程度 提高工业生产用水的重复利用率，即水的循环利用率及回 用率 其他工业节水途径共三十六页 （3

18、）生活(shnghu)节水的主要途径有： 通过宣传教育加强居民节水观念，鼓励节水，创建节水型城市。世界各国采用各种方式宣传节水的重要性、迫切性，提高节水的自觉性。 通过推广城市生活用水节水节水改造供水管网，加强管道检漏工作，防止漏损。 开发、推广和应用节水器具和设备是实现居民生活节水的重要手段和途径。共三十六页 运用经济杠杆节水。调整水价，建立合理的水费体制水费类别、标准及收费方法，取消居民住宅“用水包费制”、普及水表等，使合理分配利用水资源的原则同人们的直接经济效益有机结合起来，促使人们更加注意节水。实行阶梯收费体制，对定量以内的用水实行低价，超过基本用水量的部分实行超量累进加价；对公共服务

19、用水实行低价，对合理工业生产用水实行中价，对营运用水实行高价。 国外普遍推行“中水道”技术来达到污水和废水的重复利用的目的，中水道技术已经在世界许多国家的缺水城市中推广采用。要求有一定(ydng)规模的宾馆、机关、院校或住宅小区，将生活污水处理后回用于市政和生活杂用。 共三十六页 （2）节水器具和设备 节水器具和设备的节水方法是：限定水量，如限量水表；限定（水箱、水池）水位或水位适时传感、显示，如水位自动控制装置、水位报警器；防漏，如低位水箱的各类防漏阀；限制(xinzh)水流量或减压，如各类限流、节流装置、减压阀；限时，如各类延时自闭阀；定时控制，如定时冲洗装置；改进操作或提高操作控制的灵敏

20、性，前者如冷热水混合器，后者如自动水龙头、电磁式淋浴节水装置；提高用水效率；适时调节供水水压或流量，如水泵机组调速给水设备。这些方法几乎都是以 避免水量浪费为特征。 主要的节水器具和设备有： 节水龙头和阀门。 节水卫生洁具。 节水淋浴器。共三十六页 水质再生的两个过程： 1、城市(chngsh)集中排水系统中的污水处理厂，通过应用工程技术去除污水中的部分污染物； 2、土壤和地下含水层、河流、湖泊等水体的自然净化过程。 工程技术的发展往往受到自然过程的启示，或者说人类是在对自然过程认识不断深化，对自然规律不断掌握的过程中发展了工程技术。污水处理技术的发展也不例外。我们目前使用的物理技术、物理化学

21、技术、化学技术、生物技术等都能在自然过程中找到实例。因此，了解水循环中水资源的量和质的自然再生过程对我们明确水资源再生的必要性和可行性是有益的。第6章水资源再生利用(lyng)技术 共三十六页6.1.3水资源再生利用的途径 不同用水目的对水质的要求各不相同，因此，只要污水再生后能够达到相应的水质要求，就能够用于该用水目的。新加坡的“新水”工程所处理的回用水，在色度(s d)、浊度、有机物、微生物等各方面的指标均优于城市自来水，原则上可以用于包括饮用在内的各种用途。但一般来说，污水再生利用主要针对直接饮用以外的用水目的。参照国内外水资源再生利用的实践经验，再生水的用途可以分为：城市杂用、工业回用

22、、农业回用、景观与环境回用、地下水回灌、饮用水源扩充等。 共三十六页6.2.2以水资源再生为目标的污水处理技术 一般来说，污水处理流程可分为预处理、一级处理、二级处理和深度处理等4个阶段，预处理不能单独成为一个处理级别，但后续的一级、二级、深度处理的处理水由于能够达到一定(ydng)水质，所以是污水处理的3个级别。共三十六页6.2.3分散式污水处理与再生利用技术 “分散式”污水处理与再生利用是相对于“集中式”污水处理与再生利用的一个新概念。19世纪工业革命的一个重要结果是城市化，而城市化的结果是基础设施的“集中化”，从污水集中收集(shuj)。 集中输送、集中处理到集中排放的集中式污水系统也是

23、城市化的产物，且成为全世界城市污水系统建设的主要模式。 这种集中式污水系统的主要优点是改善了城市环境，实现了污水处置的工业化，便于系统的规范化运行和管理。共三十六页 与此相应，所谓分散式污水系统是服务于城市某一局部区域、某一小区、某一建筑群或建筑物的污水系统。 优点：第一，污水就地收集、就地处理、就地回用；第二，系统设置灵活，可充分利用当地的地形，不受城市原有污水设施的制约和限制；第三，由于就地回用，所以无需建设大规模的再生水输配设施，动力费用低。推行分散式污水处理系统的另一个特点是有利于污染物的分别处理和资源(zyun)、能源的综合再生利用。共三十六页6.3 污水再生利用的水质标准 为贯彻我国水污染防治和水资源开发方针，提高水利用率，做好城市节约用水工作，合理利用水资源，实现城市污水资源化，减轻污水对环境的污染，促进城市建设(jinsh)和经济建设(jinsh)可持续发展，中华人民共和国建设部组织编制了城市污水再生利用系列标准。该系列标准包