地球上水的分布课件

1、一、地球上水的分布 地球有“水的行星”之称。地球表面积5.1亿km2，海洋面积3.613 亿km2，总水量13.38亿km3，占地球总水量96.5%。平均水深3700m，折合当量深度2640m。 大气水含量随高度的增加而减小,7km高度范围内总水量约12900km3，折合当量深度25mm，占地球总水量的0.001%。 地下水总储量2340万km3，折合当量深度174m，占地球总水量1.7%。 土壤水指地表2m厚土层内的水，土层的平均湿度10%。当量深度0.2m，总储量16500 km3。 生物体内的储水量约1120 km3。 一、地球上水的分布 地球有“水的行星”之称。地 地球上各种水体按照水

2、量由多到少： 1 海洋水：13.38亿km3，当量深度2640m2 冰川与永久冰盖：2406.41万km3，当量深度179m3 地下水：2340万km3(淡水1053万km3 )，当量深度174m4 永冻土底冰：30万km3，当量深度2.23m5 湖泊水：17.64万km3，当量深度1.31m6 土壤水（2m厚土层内）：16500km3，当量深度32mm7 大气水（7km高度内）：12900km3，当量深度25mm 8 沼泽水：1.147万km3，当量深度22mm。9 河床水：0.212万km3 10 生物体内的储水量：约1120km3。 地球上各种水体按照水量由多到少： 二 水资源的含义与特

3、性 1 水资源概念的源起 水资源这一概念最早出现于正式的机构名称，1894年美国地质调查局（USGS）内部设立水资源处(Water Resource Department)，当时水资源是地表水和地下水的总称。 不列颠百科全书(K. P. Kalinin)将水资源定义为“自然界一切形态的水（固态、液态和气态）”。前苏联最初将水定义为一种矿产资源。1963年英国国会通过的“水资源法”将水资源定义为：具有足够数量的可用水源，即自然界中水的特定部分. 二 水资源的含义与特性 二 水资源的含义与特性 1 水资源概念的源起 1988年联合国教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)：作为资源的水应

4、当是可供利用或有可能被利用，具有足够数量和可用质量，并可适合某地对水的需求而能长期供应的水源。既有使用价值的概念，又有经济价值的概念。二 水资源的含义与特性 二 水资源的含义与特性 1 水资源概念的源起 在我国有时“水资源”与“水利”2个词等同使用，现在2词的含义有时一致（一致时Water Resources被译为水利），有时不一致。 不一致时，水利是已经确立的有关治水业务的综合行业，包括江河整治、防洪治涝、供水兴利、改善人类生存环境等方面的基础工作、前期工作、工程技术、科学管理等方面的全部过程，内容涉及水文学、地质学、地理学、气象学、水力学、材料力学、工程力学、管理科学等，以及水利工程的勘测

5、、设计、施工、管理运行和水资源保护等方面的业务工作和科学研究等。二 水资源的含义与特性 二 水资源的含义与特性 1 水资源概念的源起 中国现行的管理体制使水资源利用与保护管理涉及水利、水电、水产、水运等不同的部门，是跨行业管理、共同管理。二 水资源的含义与特性 二 水资源的含义与特性 2、广义的水资源概念 地球上的一切水体都是水资源。但限于当前的经济技术条件，海水、极地的冰川等水体还很难大规模开发利用。 水资源的应用价值表现为水量、水质及水能3个方面。 水资源是宝贵的自然资源，也是重要的环境要素，是人类生存和社会经济活动的基本条件。二 水资源的含义与特性 二 水资源的含义与特性 3 狭义的水资

6、源概念 狭义的水资源是指在当前的技术、经济条件下，生态环境允许的能被人类直接或间接利用的各种动态水体。主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，个别地方还包括微咸水。这几种淡水资源只占全球总水量的0.32%。 应把狭义水资源理解为一个具有多层次结构的概念： 层次1 广义的水资源 目前部分不能利用层次2 符合农业用水标准的水资源 农业用水层次3 符合工业用水标准的水资源 工业用水层次4 符合生活用水标准的水资源 生活用水 二 水资源的含义与特性 三、世界水资源1 衡量区域水资源数量特征的指标 多年平均的年径流总量：淡水资源总量是由地表水和地下水组成的，但河川径流量是淡水资源的主要组成部分，在我国占

7、全部水资源总量的94%，所以利用多年平均的河流年径流总量近似地表示水资源总量。 人均年径流量：是一个国际公认的水资源标准，人均20001667m3/a,为水资源紧张国家；人均16671000 m3/a,为缺水国家；人均1600mm,年径流深800mm。年径流系数0.5，水资源最丰富。2）湿润-多水带：年降水量800-1600mm，年径流深200-800mm。年径流系数0.25-0.5。3）半湿润-过渡带：年降水量400-800mm,年径流深50-200mm，年径流系数0.1-0.25。4）干旱-少水带：年降水量200-400mm，年径流深10-50mm，年径流系数0.1。5）干旱-干涸带：年降

8、水量200mm，年径流深1600mm,年径流深800m四、我国水资源 （二）水资源的时空变化2 多年变化 年径流量和年降水量的年际变化有明显的相关性。中国各区域径流量的年际变化受季风影响，东南沿海小，西北内陆大。 年径流量的多年变化可以以径流的变差系数（Cv值）表示。Cv值在江南丘陵和秦岭一线以南在0.5以下，两湖盆地以南一般0.30.4，淮河流域0.60.8，华北平原1.0，东北山地一般在0.6以下。四、我国水资源 变差系数计算公式是： 式中：S 表示一组数据的标准差，X表示该组数据的平均数。变差系数计算公式是： 2 多年变化 年径流量的多年变化也可以用极值比表示（K）。K指系列中最大值和最

9、小值的倍比值。K值的区域分一异规律与Cv的分异规律基本一致。 降水方面我国还表现出较长周期（6080a）的南涝北旱或北涝南旱的规律。2 多年变化3 季节变化 河流径流量的季节变化取决于河流的补给条件：按补给条件，全国大致分三个区。 秦岭以南主要为雨水补给区：径流量的季节变化受降水季节分配影响，夏汛比较突出。 东北地区、华北部分地区、黄河上游和西北一些河流为雨水和冰雪融水补给区：有春、夏两次汛期，但春汛水量一般不大，多数河流占年径流总量的5%10%，年径流过程线为双峰型。 西北内陆的祁连山、天山、阿尔泰山、昆仑山及青藏高原部分地区河流由高山冰雪融水补给：径流量的变化与气温有密切关系，年内分配比较

10、均匀。3 季节变化 河流径流量的季节变化取决于河流的补给条件（三）中国水资源的条件和问题 1 水资源总量不少，但人均、亩均水资源量较少 中国人均水资源量只及世界平均水平的1/4。山东水资源总量335亿m3，人口9125万，人均水资源量367m3，占全国的26位，全国人均水平的1/6 。（三）中国水资源的条件和问题 1 水资源总量不少，但人均、（三）中国水资源的条件和问题 2 水资源地区分布很不均匀，与人口耕地分布不相适应 从全国说南方水多地少人多，北方水少地多。这造成了南方水量有余北方水量短缺的局面。具体说：表1-24中南方四区水资源总量占全国的81%，人口占全国的54.7%，耕地占全国的35

11、.9%，人均水资源量4170m3。北方五区水资源量占全国的19%，耕地占全国的58.3%，人口占全国的43.2%，人均水资源量938m3。其中海河、滦河流域只有430m3。耕地亩均水资源量454m3，海河、滦河流域只有251m3，而南方四区亩均水量4134m3。 解决我国的水资源问题，除在北方合理开源节流，开发利用外，还应积极开展跨流域调水的工作，将南方多余的水量调至北方缺水地区。（三）中国水资源的条件和问题 2 水资源地区分布很不均匀，（三）中国水资源的条件和问题3 水量的年内年际变化大，水旱灾害频繁 季风气候的影响使我国的降水和径流的年内分配很不均匀，年际变化大，水旱灾害频繁，造成我国农业

12、生产不稳定。 从区域差异看全国各地几乎都有可能发生旱灾，但有5个主要旱区，自北向南为松辽平原、黄淮海平原、黄土高原、四川盆地的东部和北部、云贵高原至广东湛江一带。其中黄淮海平原最为严重。 洪涝灾害主要发生在黄河、海河、长江、珠江、松花江、辽河等七大河流的中下游平原地区，其中以华北平原和长江中下游平原最为严重。（三）中国水资源的条件和问题3 水量的年内年际变化大，水旱（三）中国水资源的条件和问题4、水土流失和泥沙淤积严重，破坏了生态平衡，增加了江河防洪困难，降低了水利工程的效益 我国人口众多、人口密度大，历史上长期的农业生产使森林覆盖率很低，只有12.9%，加上洪涝灾害频繁多发，使水土流失和泥沙

13、淤积严重。 黄土高原是我国水土流失最严重的地区，黄土高原年侵蚀模数5000t/k的面积就有15.6万k，局部地区高达22000t/k。严重的水土流失使黄土高原土壤贫瘠，黄河成为含泥沙最多的河流，年平均含沙量和输沙量居世界各大河首位。（三）中国水资源的条件和问题4、水土流失和泥沙淤积严重，破（三）中国水资源的条件和问题4、水土流失和泥沙淤积严重，破坏了生态平衡，增加了江河防洪困难，降低了水利工程的效益 黄河中游三门峡水库建成后淤积迅速，三门峡水库1960年建成，1961年达到最高蓄水水位，1964年汛期后由于淤积库容损失43%，年平均损失库容10亿m3，为原设计标准的2.7倍。这降低了水库的使用

14、寿命与效益。（三）中国水资源的条件和问题4、水土流失和泥沙淤积严重，破（三）中国水资源的条件和问题5、地下水是我国重要的水资源，要合理开发利用，防止过量开采 我国地下水年资源量8288亿m3。其中北方平原区地下水年平均资源量为1468亿m3，占全国平原区地下水资源量的78.4%。平原地区地表水资源贫乏，地下水诸量大，埋深浅，易开采利用。（三）中国水资源的条件和问题5、地下水是我国重要的水资源，（三）中国水资源的条件和问题5、地下水是我国重要的水资源，要合理开发利用，防止过量开采 华北平原许多地区因过量开采地下水资源造成了严重的后果。如地下水位降低使莱州湾沿岸海水、卤水从地下入侵，地下水水质恶化

15、，地表土壤次生盐渍化。 平原地区城市因过度开采地下水造成地面沉降，使地表渠道、地下管线损坏，路面与建筑物破坏，形成地下水漏斗，造成严重的经济损失。天津市1959-1982年累计最大沉陷量2.3m，平均每年沉陷10cm。北京市1955-1981年累计最大沉陷量2.12m，上海、南通、常州苏州和无锡的地面沉陷也很明显。（三）中国水资源的条件和问题5、地下水是我国重要的水资源，（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水质恶化，保护水源是当务之急（1）天然水质 我国大部分河流的天然水质相当好，河水的矿化度和总硬度很小，矿化度1000mg/L的分布面积占13%

16、,总硬度250mg/L的极硬河水分布面积占全国总面积12%。高矿化度河水和高硬度河水分布在干旱半干旱地区的塔里木盆地、准葛尔盆地、柴达木盆地，内蒙古高原的的西部以及黄河上游的部分黄土高原地区。主要河流中黄河干流水质较差，矿化度300-500mg/L，总硬度85-110mg/L，属于中等矿化度的适度硬水。（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好河长1类%2类%3类%4类%5类%劣5类污染状况986146.126.121.327.68.310.646.5（水利部水文司 中国水资源评价，1997）（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水

17、质恶化，保护水源是当务之急（2）水体污染状况 废水排放和堆放固体废弃物是造成水污染的主要原因。 河流径流的污染状况:近期全国七大江河110多个水质监测点的资料分析表明其中以海滦河流域、淮河流域和辽河流域最为严重。上述七大江河中主要污染指标为氨氮、高锰酸钾指数、挥发汾和生化需氧量（BOD）。河长1类%2类%3类%4类%5类%劣5类污染状况986146（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水质恶化，保护水源是当务之急（3）湖泊水污染 我国湖泊水污染以太湖、滇池和巢湖最为严重。其他许多湖泊的富营养化过程也影响水资源的合理有效利用。从80年代初至今，太湖水

18、质从以一类水为主退化为以三类水为主，富营养化过程也加剧，近几年有大面积的蓝藻爆发。 由于富营养化过程，全国的湖泊面积正在逐渐减小。千湖之省湖北1952年有湖泊1066个，现减至325个，水面缩小了3/4以上，并且这种缩小还在继续。（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好，但人为污染日趋严重，防止水质恶化，保护水源是当务之急（4）地下水污染 主要在城市及其附近，流水排污、过渡抽取地下水和堆放固体垃圾使造成城市及其周围地下水污染的主要原因。（三）中国水资源的条件和问题6、我国水资源天然水质相当良好地表水体水域功能分类（GB

19、3838-88） 水质类别 水 域 功 能 类 主要适用于源头水、国家自然保护区 类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级 保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等 类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级 保护区、一般鱼类保护区及游泳区 类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接 接触的娱乐用水区 类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域地表水体水域功能分类（GB3838-88） 水质类别 生态环境需水量的概念 1995年Glick提出了基本生态需水量(basic ecological water requirement)概念：提供一定质量和数量的水给天然生境，以求最大程度地改变天然生态系统的过

20、程，并保护物种多样性和生态整合性。 基本生态需水量的实质是生态建设（或生态恢复）需水量，即保持一定质量和数量的水对于保护天然生态系统的物种多样性和生态完整性有重要意义。生态环境需水量的概念 1995年Glick提出了基地球上水的分布课件地球上水的分布课件（四）生态环境需水量 随着生态系统生态学和持续发展理论的形成和发展，在湿地管理和退化湿地的生态恢复研究中发现，维持湖泊湿地一定的水量和水质是湖泊湿地保证实现生物多样性保护、涵养水源、保持水土和调节气候等功能的前提。 （四）生态环境需水量 随着生态系统生态学和持 崔保山、杨志峰认为湿地生态环境需水量是一个整合概念，其含义包括生态需水和环境需水2方

21、面的含义。 湿地生态需水量是指湿地为维持自身发展和演化过程及生物多样性所需要的水量，包括湿地植物需水量、湿地土壤需水量、野生生物栖息地需水量等。 湿地环境需水量是指湿地支持和保护自然生态系统与生态过程、支持和保护人类活动与生命财产以及改善环境而需要的水量,包括补给地下水需水量、防止岸线侵蚀及河口生态环境需水量、净化污染物需水量等。（四）生态环境需水量1 生态环境需水量的概念 崔保山、杨志峰认为湿地生态环境需水量是一个整合概念，地球上水的分布课件2 湖泊湿地生态环境需水量的计算方法 当前河流和湖泊2类水体生态环境需水量研究比较成熟，计算方法多样。湖泊生态环境需水量计算方法如下：（1）水量平衡(w

22、ater quantity balance)法 Wetzel(1995)根据水量平衡原理，在没有或较少人为干扰的状态下，湖泊的水量变化应处于动态平衡状态: dV/dt= (P+R+Gi)-(D+E+G0) (1) 式中P为降水；R为入湖的地表径流量；Gi为入湖的地下径流量；D为出湖的地表径流量；E为湖泊水面蒸散量；G0为出湖的地下径流量。 湖泊最小生态环境需水量是能保证湖泊的蒸散量（E）、地下径流出湖水量（G0）的湖泊生态环境需水量下限，可以根据湖泊水量的实际消耗情况进行估算。2 湖泊湿地生态环境需水量的计算方法 当前河流和湖 湖泊的换水周期指全部湖水交换更新一次所需要的时间，是判断某一湖泊水资源能否持续利用和保持良好水质条件的一项重要指标。计算公式如下： T=W/Qt (2) 或 T=W/Wq (3) 式中 T为换水周期（d）；W为多年平均蓄水量(108m3)；Qt 为多年平均出湖流量（10