第四章水资源

第四章水资源第一节水资源及其分类与特性第二节水资源评价第三节中国的水资源第四节水资源开发利用与保护第一节水资源及其分类与特性一、水资源的概念与作用1、水资源的概念水资源是指在当前或可预见到的将来可以某种形式为人类提供利用的那部分水。（水资源=部分水源+技术）水资源是指在目前技术和经济条件下，比较容易被人类利用的补给条件好的那部分淡水量，即大陆上由大气降水补给的各种地表、地下淡水水体的动态水量。①水的利用可能性是与社会经济和科学技术条件密切联系在一起，因此在不同时期和不同地区，水资源的含义是不一样的。②水资源是具有多种用途的物质资源，众所周知，水可以用来供水、灌溉、发电、航运、养殖、娱乐活动等，因此不能只把某一个或几个部门利用的水作为水资源的全部含义。③水资源利用应该是不引起水量枯竭、水质恶化的。因此，水资源不是一个单纯自然属性的概念，而是一个包括自然、经济和社会在内的综合性概念。2、水资源的作用（1）水是人类生活不可少的生活资料，没有水就没有人类的生命和一切（2）水是社会生产非常重要的资源。（3）水也是自然环境的重要组成部分。3、分类二、水资源的特性补给上的可恢复性（循环性）数量有限性地区分布上的差异性时间分配上的不均匀性经济上的两重性利用上的多样性开发上的整体性第二节水资源评价一、水资源评价的目的与内容1、评价的目的水资源评价是水资源规划、开发利用、保护和管理的基础工作，其目的在于查清水资源本身及其有关的基本情况，为国民经济各部门的宏观决策提供依据。目前国内外对水资源评价尚无统一看法，随着工作深入，水资源评价已由早期天然情况水文要素统计发展到水资源的利用，水资源的利用也由单纯的水量供应发展到开发利用的各个方面。2、水资源评价的内容根据国内外经验，水资源评价是一项综合评价，其主要内容。包括确定目前和预测水资源的数量、质量及其时空分布特点和相互关系，分析和估计水资源开发利用保护和管理各个阶段已经和可能出现的变化，确定有利和不利条件，提出决策和建议，为区域经济开发和工农业各生产部门服务。(1)摸清水资源家底首先要对调查和收集到的资料及以往分析成果进行整理和审查，选择分析代表站，对径流资料还原计算，对降水、径流资料插补延长和分析系列代表性。在此基础上，再进行以下内容的计算。①降水量和蒸发量的计算。了解它们的大小及时空变化规律。②河川径流流量的计算。求出多年平均及不同频率的河川径流量，并分析其年内分配与多年变化规律。②地下水资源的计算。按不同地貌单元，分别计算地下水补给量或排泄量。④水资源总量的计算。在不同地貌单元河川径流量、地下水补给量(或排泄量)计算的基础上，扣除重复量，即得出区域水资源总量。一般情况下，还应进行水量平衡分析，以检查成果的合理性。。⑤入境与出境水量的计算。⑥水能资源的估算。包括河流水能蕴藏量及可能开发的水能资饵。⑦水域资源的估算。包括水面面积、深度等。⑥水质调查与分析。包括河流泥沙的数量、季节和年际变化及地区分布；河流水化学特征的时空分布规律；水污染现状等。(2)了解水资饵开发利用现状及存在问题①已有的及规划的水资源工程的特点。包括可供水量用水量及其时间分配、地区分布等情况。②水资源工程存在的问题。包括管理和环境保护等。③洪涝、干早、水土流失、水质污染等灾害情况。包括它们发生的原因、时间、频率、地区分布、灾害程度等。(3)水资源评价①根据国家和地区经济发展要求，计算目前和预估未来农业、工业、城镇、航运、养殖、旅游等部门所需求的水量、水质以及水能、水域的开发利用要求。

②结合当前及规划的水资源开发利用情况，评价水资源满足各部门需求的程度和保证程度，其中不同代表年、不同发展阶段的水量供需平衡分析是最主要的评价内容之一。

③确定水资源开发利用的有利和不利条件，为合理开发利用提供科学依据。

(4)对策与建议①在上述工作基础上，提出合理利用和保护水资源的对策与建议，为国家宏观决策作参考。②范围较大，差异显著的区域可进行水资源区划，分区归纳出各时期水资源开发利用的主要问题，提出不同的对策与建议。二、水资源评价的程序调查阶段：区域内自然条件、经济条件、水资源利用和水害情况的调查研究、初步摸清水资源开发利用中的有利及不利条件。分析计算阶段：天然水资源、可利用水资源、需水量、水能资源、水域资源、和水质的分析计算以及水的灾害的分析。评价阶段：供需关系分析评价、开发利用条件分析评价和水资源保护与环境影响分析评价。三、供需关系分析评价可供水量需（用）水量供需平衡计算1、可供水量蓄水工程（水库、塘坝等）可供水量就是水库的净调节水量。（调节水量减去水库损失）引、提水工程可供水量指通过引水工程或动力机械设备直接从江河湖泊中自流引用或提取的水量。地下水可供水量则以地下水可开采量或实际用水量代替。2、需（用）水量蓄水部门河道内用水——水力发电、航运、放牧、养鱼、河道充淤、旅游等用水。河道外用水——农业用水、工业用水和城镇生活用水等。4436（1）农业用水灌溉用水、农村居民生活用水、渔业用水、牲畜用水等。其中绝大多数为灌溉用水，约占90％以上，所以农业用水基本随灌溉面积和沼涸定额的增长而增长。1970—1975年世界灌溉面积由27.4亿亩增至30亿亩平均年增长1.8%，同期农业用水由1.9万亿立方米增至2.1万亿立方米，年增长率2％。灌溉用水量与灌溉指标——单位面积耕地用水量即灌溉定额有密切关系，而它又与气候、土族、作物、耕作方法、灌水技术等有关。灌溉用水量应对不同类型灌区划分单元，分别由灌溉定额乘以灌溉面积求算，并确定毛灌溉用水量，净耗水量和回归水量。水资源供需分析还需预测未来不同水平年的灌溉用水量。预测的关键在于主要影响因素的分析和预测。主要影响因素是灌溉面积的发展速度，不同保证率情况下的不同灌溉方式的净灌溉定额、作物品种及组成、渠系有效利用系数提高程度。根据预测，我国2000年灌溉面积从1980年的73332万亩增加到8亿亩，用水量将从4005亿立方米增加到4407亿立方米。（2）工业用水量工业用水是指工矿企业在生产过程个，用于制造、加工、空调、冷却、分化、洗涤等方面的用水，其中也包括企业内部职工生活用水。工业生产不仅要用大量的水，而且同时排放相当数量的工业废水，是水体污染的主要污染源，因此工业用水业已引起各国的重视。在一些城市，如我国北方，水资源已成为城市经济发展的制约因素。由于在用水循环过程个，水量是保持平衡的，因此可用水量平衡法计算工业用水量，即；通常所说的工业用水量不是总用水量，而是指实际取用水量即补充的新水(W补):经济发达国家工业用水的重复利用率比较高，如日本为74％，西德75%，原苏联80％，美国85％，我国比较低，仅有30％左右。重复利用率(л)是重复用水量占总用水量的百分比，即：影响工业用水量的因素很多，要准确地面估未来工业用水量比较困难，目前常用历年工业用水量变化趋势法、工业用水量一工业产值增长率相关法和万元产值用水量变化趋势法推算。根据北京等城市分析，当工业用水结构不发生根本变化时，随着年产值的增长，万元产值用水量下降，而重复利用率则不断提高，（3）城市生活用水家庭用水和城市活动用水。前者指维持日常生活的家庭及个人用水，后者指商业、医疗卫生、文化、娱乐、旅游、环保、消防等用水。用水量不断增加。在公元前，一个人一天消耗12升水，到中世界增加到20-40升，十八世纪为60升。目前全世界城镇生活用水量占总用水量7％。国外具有自来水供应的城市，人均日用水量为100一300升，最高可达1000升。我国城市生活用水标准还不高，人均日用水量为85一150升左右，一般大城市日用水量为100一150升，最高有200一250升，中小城市为50一100升。总的是南方偏高，北方偏低。一个城市生活用水定额、用水结构与城市特点和性质有关，预测用水量应考虑城市住房与公共设施的发展规划，人口和各行业发展规划，不同类型用水户在总用水量中权重的变化以及合理用水使定额发生的变化等（4）河内用水量河内用水一般不消耗水色只是对流量、水位、流速、水温、水质等方面有不同的要求。河道内一定流量的水量可同时供航运、发电，“这类及环境保护等多种用户使用。如长江年总水量近一万亿立方米，除14.2％为河外用水，余下85.8%均为河内用水。河内用水涉及面广，情况复杂。一部分水量可与下游工农业用水结合，但在汛期或非灌溉季节下游若没有调蓄工程，经发电、航运后的水量流入海洋，不能被重复利用，其中一部分水量可视为耗水量。其他用水量应当分河段计算，上下游统一考虑。3、供需平衡计算供需平衡计算是根据不同水平年和不同频率的代表年，以月为计算时段，按分区平衡单元，对供需两方进行对比，以水量平衡原理从上游到下游，先支流后干流依次进行计算，最后汇总到区域出口控制点，求出全区余缺水量。各月余缺水量，不同分区的余缺水量不能相互平衡，不能正负抵销，但上游可供水量的余水可供下游区间利用，因此要注意各分区计算单元可供水量之间可能被重复利用。各月余缺水量之和为全年余缺水量。随着计算机技术和系统工程方法的完善，有的采用系统分析方法，建立数学(物理)模型，应用模拟技术和最优化技术，选择最佳供需方案．作出最好助决策。第三节中国的水资源一、中国水资源总量平均每年降水量为61695亿立方米，折合降水深度643毫米。全国河川径流多年平均为26000亿立方米，折合径流深度为271毫米。地下水约7718亿立方米，扣除却表水和地下水转化的重复量，全国水资源总量为2.7万亿立方米。二、中国水资源的特点1、人均占有量很低人均水资源量为世界平均水平的1/4。2、时空分布不均匀长江中下游地区，年径流量与年蒸发量各占一半；长江以南，年径流量超过年蒸发量；长江以北，年蒸发量大于年降水量，长城以北和贺兰山以西，降水几乎全部被蒸发，塔里木等地地表径流几乎为零。季节分配不均年际变化大大部分地区年降水量的70%-80%集中降水量集中于5—10月。并多以暴雨形式出现，容易出现洪涝、干旱等自然灾害。3、水资源分配与生产布局矛盾突出4、高度开发与低水平利用目前，北方大多数河流水资源开发利用已超出其承载力，淮河、辽河、黄河流域水资源开发利用率超过或接近60%，海河已超过100%，都远远超过国际上认定的水资源科学开发比率。水资源的高度开发直接引起了一系列环境问题，如地下水污染，海水入侵等灾害。5、水质污染日益严重三、用水结构2004年全国总用水量5548亿立方米，其中生活用水占11.7%，工业用水占22.2%，农业用水占64.6%，生态用水（仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水）占1.5%。按生活（单指居民生活）、生产、生态用水划分，生活用水占8.0%，生产用水占90.5%，生态用水占1.5%。按东、中、西部地区统计，用水量分别为2145、1595、1808亿立方米,相应占全国总用水量的38.7%、28.7%、32.6%。由东往西，生活和工业用水比重逐渐减小，农业用水比重逐渐增大。耗水量2004年全国用水消耗总量3001亿立方米，其中农业耗水占77.0%，工业耗水占9.3%，生活耗水占12.1%，生态耗水占1.6%。全国综合耗水率（消耗量占用水量的百分比）为54%。干旱地区耗水率普遍大于湿润地区。各类用户耗水率差别较大，农田灌溉为64%，工业为23%，城镇生活为30%。四、水资源预测到2030年，我国总用水量约为7000亿-8000亿m3；实际可用水量仅为8000亿-9000亿m3；水资源开发利用接近极限。五、水资源问题解决途径与水资源开发地区分布悬殊时间分配不均水浪费、水污染水能资源：跨流域调水兴建水库防止水污染节约用水三峡、葛洲坝、龙羊峡等中国的水资源总量较多人均不足水资源是有限的存在问题解决措施1、水资源问题解决途径2、水力资源的梯级开发依据综合利用、近期与远期相结合、措施上的整体性、开发利用与生态环境保护相结合的原则，进行水资源规划，针对整个流域进行全面布局，把河流分成若干段进行梯级开发。3、跨流域调水工程第四节水资源的开发利用一、水资源开发利用的近代发展二、水资源的开发利用1、防洪防洪措施主要有培修堤防、整治河道、分洪滞洪、兴建水库、开挖新河和水土保持等等。流域上游与中游水土保持一般比较重要。而在有条件的地方，通过兴建水库，往往会发挥较好的拦蓄洪水，削减洪峰的作用。2、农业灌溉与供水扩大可靠水源：筑堤蓄水、跨流域引水、开发地下水。人工回注地下水工程。其他：人工降水、拖拽冰山、海水淡化等措施。（耗费能源多，成本高）4、航运5、水产、旅游等三、水资源开发利用与保护的对策1、开辟新水源，节约用水，克服水资源短缺为了解决水资源短缺的矛盾，除了通过筑堤蓄水、跨流域引水、开发地下水等扩大可靠水源之外，节水或更有效地利用现有水源是最重要的措施。如农业推广耐旱农作物，推广节水灌溉。节水措施上改进灌溉方式，可提高灌溉效率，自流灌溉效率为37％，喷灌为75—85％，滴灌60一92％。同时加强工程管理，对增产和节水有重要意义。工业节水措施主要是合理布局；利用循环用水新技术，提高水的重复利用率