水資源利用及保護

1、城市建設(shè)學院城市建設(shè)學院水資源利用與保護課件城市建設(shè)學院城市建設(shè)學院1、 緒論緒論2、水循環(huán)與水資源開發(fā)利用狀況水循環(huán)與水資源開發(fā)利用狀況3、水資源量評價水資源量評價4、供水資源水質(zhì)評價、供水資源水質(zhì)評價5、水資源供需平衡分析、水資源供需平衡分析6、取水工程、取水工程7、節(jié)水理論與技術(shù)、節(jié)水理論與技術(shù)8、水資源保護、水資源保護1.1 水資源的基本含義水資源的基本含義 1.2 水資源的特性水資源的特性 1.3 水資源研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢水資源研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1.4 水資源利用與保護的任務(wù)和內(nèi)容水資源利用與保護的任務(wù)和內(nèi)容 水是人類及一切生物賴以生存的不可缺少的重水是人類及一切生物賴以生存的不可

2、缺少的重要物質(zhì)，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境改善要物質(zhì)，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境改善不可替代的極為寶貴的自然資源，同土地、能源不可替代的極為寶貴的自然資源，同土地、能源等構(gòu)成人類經(jīng)濟與社會發(fā)展的基本條件。等構(gòu)成人類經(jīng)濟與社會發(fā)展的基本條件。1.1 水資源的基本含義水資源的基本含義1.1.1 1.1.1 水資源的屬性水資源的屬性（1 1）自然屬性）自然屬性自然界天然存在，受自然界因素自然界天然存在，受自然界因素主要控制，參與自然界循環(huán)與平衡的重要因子。主要控制，參與自然界循環(huán)與平衡的重要因子。- -我們不能違背其自然規(guī)律。我們不能違背其自然規(guī)律。（2 2）對于人類具備可利用性）對于人類具

3、備可利用性水的類型多，水的水的類型多，水的用途廣泛，要求不一，淡水、微咸水、中咸水、咸用途廣泛，要求不一，淡水、微咸水、中咸水、咸水、肥水；各種形態(tài)，氣、固、液；賦存類型，地水、肥水；各種形態(tài)，氣、固、液；賦存類型，地下水，地表水等。下水，地表水等。 - -只有在當今經(jīng)濟技術(shù)條件只有在當今經(jīng)濟技術(shù)條件下可以利用的。下可以利用的。（3 3）數(shù)量與質(zhì)量兼顧性）數(shù)量與質(zhì)量兼顧性在數(shù)量上要足夠，在質(zhì)量上滿足在數(shù)量上要足夠，在質(zhì)量上滿足需要，在一定條件下是可以改變的。需要，在一定條件下是可以改變的。（4 4）時變性）時變性是否是水資源很大程度上取決于經(jīng)濟技術(shù)條是否是水資源很大程度上取決于經(jīng)濟技術(shù)條件，今

4、天認為或不能作為的水隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展也可以成件，今天認為或不能作為的水隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展也可以成為水資源。為水資源。1.1.2 1.1.2 國內(nèi)外對水資源的定義國內(nèi)外對水資源的定義國外：國外：較早采用這一概念的是美國地質(zhì)調(diào)查局（較早采用這一概念的是美國地質(zhì)調(diào)查局（USGSUSGS）。）。18941894年，年，該局設(shè)立了水資源處，其主要業(yè)務(wù)范圍是對地表河川徑流和該局設(shè)立了水資源處，其主要業(yè)務(wù)范圍是對地表河川徑流和地下水觀測。地下水觀測。大不列顛大百科全書將水資源解釋為：大不列顛大百科全書將水資源解釋為：“全部自然全部自然界任何形態(tài)的水，包括氣態(tài)水、液態(tài)水和固態(tài)水的總量界任何形態(tài)的水，包括氣態(tài)

5、水、液態(tài)水和固態(tài)水的總量”。這一解釋為。這一解釋為“水資源水資源賦予十分廣泛的含義。實際上，賦予十分廣泛的含義。實際上，資源的本質(zhì)特性就是體現(xiàn)在其資源的本質(zhì)特性就是體現(xiàn)在其“可利用性可利用性”。19631963年英國的水資源法把水資源定義為：年英國的水資源法把水資源定義為：“（地球（地球上）具有足夠數(shù)量的可用水上）具有足夠數(shù)量的可用水”。強調(diào)了其在量上的可利用。強調(diào)了其在量上的可利用性。性。聯(lián)合國教科文組織（聯(lián)合國教科文組織（UNESC0UNESC0）和世界氣象組織（和世界氣象組織（WMOWMO）共同制訂的水資源評價活動共同制訂的水資源評價活動國家評價手冊國家評價手冊中，定義水資源為：中，定義

6、水資源為：“可以利用或有可能被利用的水可以利用或有可能被利用的水源，具有足夠數(shù)量和可用的質(zhì)量，并能在某一地點為源，具有足夠數(shù)量和可用的質(zhì)量，并能在某一地點為滿足某種用途而可被利用。滿足某種用途而可被利用?！边@一定義的核心主要包這一定義的核心主要包括兩個方面，其一是應(yīng)有足夠的數(shù)量，其二是強調(diào)了括兩個方面，其一是應(yīng)有足夠的數(shù)量，其二是強調(diào)了水資源的質(zhì)量。水資源的質(zhì)量。國內(nèi)：國內(nèi)：19881988年年8 8月月1 1日頒布實施的中華人民共和國水法將日頒布實施的中華人民共和國水法將水資源認定為水資源認定為“地表水和地下水地表水和地下水”。環(huán)境科學詞典環(huán)境科學詞典（19941994）定義水資源為定義水資

7、源為“特定時空特定時空下可利用的水，是可再利用資源，不論其質(zhì)與量，水下可利用的水，是可再利用資源，不論其質(zhì)與量，水的可利用性是有限制條件的的可利用性是有限制條件的”。中國大百科全書中國大百科全書在不同的卷冊中對水資源也給予了不在不同的卷冊中對水資源也給予了不同的解釋。同的解釋。 如在大氣科學、海洋科學、水文科學卷中，水資源被定如在大氣科學、海洋科學、水文科學卷中，水資源被定義為義為“地球表層可供人類利用的水，包括水量（水質(zhì)）、地球表層可供人類利用的水，包括水量（水質(zhì)）、水域和水能資源，一般指每年可更新的水量資源水域和水能資源，一般指每年可更新的水量資源”； 在水利卷中，水資源被定義為在水利卷中

8、，水資源被定義為“自然界各種形態(tài)（氣態(tài)自然界各種形態(tài)（氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)）的天然水，并將可供人類利用的水資源作、固態(tài)或液態(tài)）的天然水，并將可供人類利用的水資源作為供評價的水資源為供評價的水資源”。 對水資源的概念及其內(nèi)涵具有不盡一致的認識與理解的對水資源的概念及其內(nèi)涵具有不盡一致的認識與理解的主要原因在于水資源是一個既簡單又非常復雜的概念。復主要原因在于水資源是一個既簡單又非常復雜的概念。復雜內(nèi)涵表現(xiàn)在：雜內(nèi)涵表現(xiàn)在：水的類型繁多，具有運動性，各種類型的水體具有相互轉(zhuǎn)水的類型繁多，具有運動性，各種類型的水體具有相互轉(zhuǎn)化的特性?；奶匦?。水的用途廣泛，不同的用途對水量和水質(zhì)具有不同的要求水的用途廣

9、泛，不同的用途對水量和水質(zhì)具有不同的要求 水資源所包含的水資源所包含的“量量”和和“質(zhì)質(zhì)”在一定條件下是可以改在一定條件下是可以改變的變的水資源的開發(fā)利用還受到經(jīng)濟技術(shù)條件、社會條件和環(huán)境水資源的開發(fā)利用還受到經(jīng)濟技術(shù)條件、社會條件和環(huán)境條件的制約。條件的制約。 綜上，水資源可以理解為人類長期生存、生綜上，水資源可以理解為人類長期生存、生活和生產(chǎn)活動中所需要的各種水，既包括數(shù)量活和生產(chǎn)活動中所需要的各種水，既包括數(shù)量和質(zhì)量含義，又包括其使用價值和經(jīng)濟價值。和質(zhì)量含義，又包括其使用價值和經(jīng)濟價值。1.1.3 水資源的定義水資源的定義 狹義狹義：是指人類在一定的：是指人類在一定的經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟技術(shù)條

10、件下能夠條件下能夠直接直接使用的使用的淡水。淡水。 廣義廣義：是指在一定的經(jīng)濟技術(shù)條件下能夠：是指在一定的經(jīng)濟技術(shù)條件下能夠直接直接或間接或間接使用的各種使用的各種水和水中物質(zhì)水和水中物質(zhì)，在社會生活和，在社會生活和生產(chǎn)中具有生產(chǎn)中具有使用價值和經(jīng)濟價值使用價值和經(jīng)濟價值的水都可稱為水的水都可稱為水資源。資源。水資源利用工程：水資源利用工程： 研究水資源規(guī)律及人類利用方法的的學科研究水資源規(guī)律及人類利用方法的的學科水資源利用與保護課件緒論1.2 水資源的特性水資源的特性1、 資源的循環(huán)性資源的循環(huán)性 水資源具有的流動性水資源具有的流動性 ，在循環(huán)中形成的一種動，在循環(huán)中形成的一種動態(tài)資源，具有

11、循環(huán)性。水循環(huán)系統(tǒng)是一個龐大的態(tài)資源，具有循環(huán)性。水循環(huán)系統(tǒng)是一個龐大的天然水資源系統(tǒng)，處在不斷地開采、補給和消耗天然水資源系統(tǒng)，處在不斷地開采、補給和消耗、恢復的循環(huán)之中，可以不斷地供給人類利用和、恢復的循環(huán)之中，可以不斷地供給人類利用和滿足生態(tài)平衡的需要。滿足生態(tài)平衡的需要。2、儲量的有限性、儲量的有限性 全球淡水資源的儲量是十分有限的全球的淡水全球淡水資源的儲量是十分有限的全球的淡水資源僅占全球總水量的資源僅占全球總水量的2.5，大部分儲存在極地冰大部分儲存在極地冰帽和冰川中，真正能夠被人類直接利用的淡水資源帽和冰川中，真正能夠被人類直接利用的淡水資源僅占全球總水量的僅占全球總水量的0.

12、8。從水量動態(tài)平衡的觀點來。從水量動態(tài)平衡的觀點來看，某一期間的水消耗量接近于該期間的水補給量看，某一期間的水消耗量接近于該期間的水補給量，否則將會破壞水平衡，造成一系列不良的環(huán)境問，否則將會破壞水平衡，造成一系列不良的環(huán)境問題。可見，水循環(huán)過程是無限的，水資源的儲量是題?？梢姡h(huán)過程是無限的，水資源的儲量是有限的。有限的。3、時空分布的不均勻性、時空分布的不均勻性 時空分布的不均勻性是水資源的又一特性。時空分布的不均勻性是水資源的又一特性。 我國水資源在區(qū)域上分布極不均勻?？傮w上表我國水資源在區(qū)域上分布極不均勻。總體上表現(xiàn)為東南多現(xiàn)為東南多 西北少；沿海多，內(nèi)陸少；山區(qū)多，平西北少；沿海

13、多，內(nèi)陸少；山區(qū)多，平原少。原少。4、利用的多樣性、利用的多樣性 廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活，還用于發(fā)電、水運廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活，還用于發(fā)電、水運、水產(chǎn)、旅游和環(huán)境改造效在各種不同的用途中。、水產(chǎn)、旅游和環(huán)境改造效在各種不同的用途中。5、利、害的兩重性、利、害的兩重性 水資源與其他固體礦產(chǎn)資源相比，最大區(qū)別是；水資源與其他固體礦產(chǎn)資源相比，最大區(qū)別是；水資源具有既可造福于人類、又可危害人類生存的水資源具有既可造福于人類、又可危害人類生存的兩重性。兩重性。1.3 水資源研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢水資源研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 20世紀世紀60年代以來，隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，年代以來，隨著世界經(jīng)濟的迅

14、速發(fā)展，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，需用水量的不斷增工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，需用水量的不斷增加，用水問題在世界范圍內(nèi)已十分突出。如何加強加，用水問題在世界范圍內(nèi)已十分突出。如何加強對水資源合理開發(fā)利用、管理與保護的研究，已受對水資源合理開發(fā)利用、管理與保護的研究，已受到廣泛的關(guān)注。到廣泛的關(guān)注。1.3.1 研究與管理機構(gòu)的建立及研究現(xiàn)狀與趨勢研究與管理機構(gòu)的建立及研究現(xiàn)狀與趨勢1965 年聯(lián)合國教科文組織成立了國際水文十年（年聯(lián)合國教科文組織成立了國際水文十年（IHD）（）（1965 1974）機構(gòu)，機構(gòu)，120 多個國家參加多個國家參加了本資源研究。了本資源研究。1975年成立了國際水文

15、規(guī)劃委員會年成立了國際水文規(guī)劃委員會（IHP）（）（19751989）接替接替IHD。 第一期第一期IHP計劃（計劃（1976 1980）突出了與水資源綜合利用）突出了與水資源綜合利用、以資源保護等有關(guān)的生態(tài)、經(jīng)濟和社會各方面的研究、以資源保護等有關(guān)的生態(tài)、經(jīng)濟和社會各方面的研究； 第二期第二期IHP計劃（計劃（19811983）強舊了水資源與環(huán)境關(guān)系）強舊了水資源與環(huán)境關(guān)系的研究；的研究； 第三期第三期IHP計劃（計劃（19841989）則研究）則研究”為經(jīng)濟和社會發(fā)為經(jīng)濟和社會發(fā)展合理管理水資源的水文學和科學基礎(chǔ)展合理管理水資源的水文學和科學基礎(chǔ)”，強調(diào)水文學與資，強調(diào)水文學與資源規(guī)劃與管

16、理的聯(lián)系，力求有助于解決世界水資源問題。源規(guī)劃與管理的聯(lián)系，力求有助于解決世界水資源問題。1972年成立的國際水資源協(xié)會，年成立的國際水資源協(xié)會，19731988年間召開的六年間召開的六次水資源專題國際會議，主要從水次水資源專題國際會議，主要從水人類生存人類生存環(huán)境探討世環(huán)境探討世界水資源問題。界水資源問題。 聯(lián)合圍地區(qū)經(jīng)濟委員會、糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織（聯(lián)合圍地區(qū)經(jīng)濟委員會、糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織（WHO）、）、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）等制定了配合水資源評價等制定了配合水資源評價活動的內(nèi)國?；顒拥膬?nèi)國。 1977年聯(lián)合國在阿根廷馬爾德普拉過召開的世界水會議上年聯(lián)合國在阿

17、根廷馬爾德普拉過召開的世界水會議上，第一項決議中明確指出：沒有對水資源的綜合評價，就談，第一項決議中明確指出：沒有對水資源的綜合評價，就談不上對水資源的合理規(guī)劃和管理。不上對水資源的合理規(guī)劃和管理。1983年第九屆世界氣象會議通過了世界氣象組織年第九屆世界氣象會議通過了世界氣象組織和聯(lián)合國教科文組織的共同協(xié)作項目：水文和水資和聯(lián)合國教科文組織的共同協(xié)作項目：水文和水資源計劃。它的主要目標是保證水資源量和質(zhì)的評價源計劃。它的主要目標是保證水資源量和質(zhì)的評價，對不同部門毛用水量和經(jīng)濟可用水量的前景進行，對不同部門毛用水量和經(jīng)濟可用水量的前景進行預測。預測。同年，國際水文科學協(xié)會修改的章程中指出；水

18、文同年，國際水文科學協(xié)會修改的章程中指出；水文學應(yīng)作為地球科學和水資源學的一個方面來對待學應(yīng)作為地球科學和水資源學的一個方面來對待主要任務(wù)是解決在水資源利用和管理中的水文問題主要任務(wù)是解決在水資源利用和管理中的水文問題，以及由于人類活動引起的水資源變化問題。，以及由于人類活動引起的水資源變化問題。 1987年年5月在羅馬由國際水文科學協(xié)會和國際水力學研究月在羅馬由國際水文科學協(xié)會和國際水力學研究會共同召開的會共同召開的”水的未來水的未來水文學和水資源開發(fā)展望水文學和水資源開發(fā)展望”討討論會，提出水資源利用中人類需要了解水的特性和水資源的論會，提出水資源利用中人類需要了解水的特性和水資源的信息，

19、人類對自然現(xiàn)象的求知欲將是水文學發(fā)展的動力。信息，人類對自然現(xiàn)象的求知欲將是水文學發(fā)展的動力。瑞典皇家科學院、國際湖沼學會、國際水質(zhì)協(xié)會、國際水瑞典皇家科學院、國際湖沼學會、國際水質(zhì)協(xié)會、國際水資源協(xié)會、國際供水協(xié)會、世界銀行和世界野生生物基金會資源協(xié)會、國際供水協(xié)會、世界銀行和世界野生生物基金會等組織聯(lián)合發(fā)起，從等組織聯(lián)合發(fā)起，從1991年起每年在斯德哥爾摩召開一次國年起每年在斯德哥爾摩召開一次國際水會議，就全球水資源問題開展廣泛討論。際水會議，就全球水資源問題開展廣泛討論。1.3.2 水資源利用和管理理論和方法的進展水資源利用和管理理論和方法的進展（1）水資源模擬與模型化）水資源模擬與模型

20、化（2）水資源系統(tǒng)分析多目標化）水資源系統(tǒng)分析多目標化（3）水資源信息管理系統(tǒng)）水資源信息管理系統(tǒng) 為了適應(yīng)水資源系統(tǒng)分析與系統(tǒng)管理的需要為了適應(yīng)水資源系統(tǒng)分析與系統(tǒng)管理的需要 目前已初步目前已初步建立了水資源信息分析與管理系統(tǒng)，主要涉及信息查向系統(tǒng)建立了水資源信息分析與管理系統(tǒng)，主要涉及信息查向系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和圖形庫系統(tǒng)、水資源狀況評價系統(tǒng)、水資源管理與、數(shù)據(jù)和圖形庫系統(tǒng)、水資源狀況評價系統(tǒng)、水資源管理與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)等優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)等（4）水環(huán)境理論與技術(shù)的先進性）水環(huán)境理論與技術(shù)的先進性 人們通過對水資源變化規(guī)律的研究，尋技這種變?nèi)藗兺ㄟ^對水資源變化規(guī)律的研究，尋技這種變化規(guī)律與社會發(fā)民和經(jīng)濟建

21、設(shè)之間的內(nèi)在關(guān)系，以化規(guī)律與社會發(fā)民和經(jīng)濟建設(shè)之間的內(nèi)在關(guān)系，以便有效地利用水資源，使環(huán)境質(zhì)量向著有利于人類便有效地利用水資源，使環(huán)境質(zhì)量向著有利于人類當今和長遠利益的方向發(fā)展。與此同時，節(jié)水、污當今和長遠利益的方向發(fā)展。與此同時，節(jié)水、污水再生回用、水體污染控制與修復的現(xiàn)代理論與技水再生回用、水體污染控制與修復的現(xiàn)代理論與技術(shù)的研究取得了顯著進展。術(shù)的研究取得了顯著進展。1.4 水資源利用與保護的任務(wù)和內(nèi)容水資源利用與保護的任務(wù)和內(nèi)容 主要任務(wù)主要任務(wù)：全面深入了解全球水資源的形成、分布、開發(fā)與：全面深入了解全球水資源的形成、分布、開發(fā)與利用，系統(tǒng)地學習和掌握水資源質(zhì)與量評價的基本理論與方利

22、用，系統(tǒng)地學習和掌握水資源質(zhì)與量評價的基本理論與方法、評價指標體系；地表水和地下水開發(fā)利用工程類型、結(jié)法、評價指標體系；地表水和地下水開發(fā)利用工程類型、結(jié)構(gòu)特征、布置方式、水量計算與工程運行參數(shù)：學習和掌握構(gòu)特征、布置方式、水量計算與工程運行參數(shù)：學習和掌握水資源供需平衡分析的系統(tǒng)分析方法，節(jié)水、污水再生回用水資源供需平衡分析的系統(tǒng)分析方法，節(jié)水、污水再生回用的現(xiàn)代理論與技術(shù)，學習和了解水資源保護與管理的基本概的現(xiàn)代理論與技術(shù)，學習和了解水資源保護與管理的基本概念、法律法規(guī)體系、水環(huán)境監(jiān)測與評價方法、水污染防治的念、法律法規(guī)體系、水環(huán)境監(jiān)測與評價方法、水污染防治的概念、理論和方法。概念、理論和

23、方法。主要內(nèi)容包括：主要內(nèi)容包括： （1）水資源的循環(huán)、賦存與分布；）水資源的循環(huán)、賦存與分布； （2）水資源評價、水量計算的理論和方法；）水資源評價、水量計算的理論和方法； （3）水資源質(zhì)級評價指標與評價體系；）水資源質(zhì)級評價指標與評價體系； （4）取水構(gòu)筑物類型、適用范圍與運行參數(shù)；）取水構(gòu)筑物類型、適用范圍與運行參數(shù)； （5）水資源供需平衡分析方法體系；）水資源供需平衡分析方法體系； （6）節(jié)水理論、技術(shù)與指標體系：）節(jié)水理論、技術(shù)與指標體系： （7）水資源保護與管理的內(nèi)容、方法和措施。）水資源保護與管理的內(nèi)容、方法和措施。 水循環(huán)與水資源開發(fā)利用狀況水循環(huán)與水資源開發(fā)利用狀況2.1 地

24、球水量儲存與循環(huán)地球水量儲存與循環(huán)2.1.1 地球水儲量與分布地球水儲量與分布 地球上水的儲存形式及儲量地球上水的儲存形式及儲量地球上水的組成地球上水的組成世界淡水的組成世界淡水的組成其它淡水的組成其它淡水的組成 世界的其它淡水中，世界的其它淡水中，河流水和湖泊淡水分別河流水和湖泊淡水分別占了世界淡水總儲量的占了世界淡水總儲量的0.006%0.006%和和0.26%,0.26%,再加上再加上少量的淺層地下水少量的淺層地下水, ,可可利用的淡水占全球淡水利用的淡水占全球淡水總儲量的總儲量的0.3%0.3%水資源是有限的水資源是有限的!各種水體所占比例各種水體所占比例2.1.2 地球上水循環(huán)地球上

25、水循環(huán) 地球上的水儲量只是在某一瞬間儲存在地球上不地球上的水儲量只是在某一瞬間儲存在地球上不同空同位置上水的體積，以此來衡量不同類型水體同空同位置上水的體積，以此來衡量不同類型水體之間量的多少。在自然界中，水體并非靜止不動之間量的多少。在自然界中，水體并非靜止不動，而是處在不斷的運動過程中，不斷地循環(huán)交替與，而是處在不斷的運動過程中，不斷地循環(huán)交替與更新。更新。一、自然循環(huán)一、自然循環(huán)蒸發(fā)蒸發(fā) 降水降水 徑流的過程周而復始，不停地進行徑流的過程周而復始，不停地進行（1）可分為小循環(huán)和大循環(huán)可分為小循環(huán)和大循環(huán)：v小循環(huán)小循環(huán)是指由海洋表面蒸發(fā)的水汽是指由海洋表面蒸發(fā)的水汽 , , 又以降水形式

26、又以降水形式落入海洋落入海洋 ； 或者由大陸表面或者由大陸表面 ( ( 包括陸地水體表面、土面包括陸地水體表面、土面及植物葉面等及植物葉面等 ) ) 蒸發(fā)的水氣蒸發(fā)的水氣 , , 仍以降水形式落回陸地表面仍以降水形式落回陸地表面。 這種發(fā)生在局部范圍內(nèi)的水循環(huán)過程稱為小循環(huán)這種發(fā)生在局部范圍內(nèi)的水循環(huán)過程稱為小循環(huán)v大循環(huán)大循環(huán)則是由海洋表面蒸發(fā)的水汽則是由海洋表面蒸發(fā)的水汽 , , 隨氣流帶到大隨氣流帶到大陸上空陸上空 , , 形成降水落回地面形成降水落回地面 , , 再通過徑流再通過徑流 ( ( 地表的及地地表的及地下的下的) )返回海洋的過程這種發(fā)生在海陸之間的循環(huán)過程稱為返回海洋的過程

27、這種發(fā)生在海陸之間的循環(huán)過程稱為大循環(huán)大循環(huán)地球水循環(huán)示意圖（單位地球水循環(huán)示意圖（單位: :10109 9m m3 3）（2 2）自然界水循環(huán)的意義：）自然界水循環(huán)的意義：v鑒于自然界水的循環(huán)規(guī)律鑒于自然界水的循環(huán)規(guī)律 , , 所以說水是一種可更新的資源所以說水是一種可更新的資源；v人類和萬物處于水循環(huán)人類和萬物處于水循環(huán) ( ( 主要是陸地水循環(huán)主要是陸地水循環(huán)) )的環(huán)境中的環(huán)境中 , , 人人類活動直接影響著水的循環(huán)過程。類活動直接影響著水的循環(huán)過程。v由于水的循環(huán)作用，水具有自身凈化作用；由于水的循環(huán)作用，水具有自身凈化作用；v由于水循環(huán)的特點決定，水存在的形式多樣性，分布的廣泛由于

28、水循環(huán)的特點決定，水存在的形式多樣性，分布的廣泛性，時空變化的隨機性，水資源的分配的巨大差異性。性，時空變化的隨機性，水資源的分配的巨大差異性。v水的循環(huán)在地球上起到輸送熱量和調(diào)節(jié)氣候的作用，對地球水的循環(huán)在地球上起到輸送熱量和調(diào)節(jié)氣候的作用，對地球環(huán)境的形成、演化和人類生存都有重大的作用與影響。環(huán)境的形成、演化和人類生存都有重大的作用與影響。（3）更替周期更替周期 所謂所謂更替周期更替周期是指在補給停止的條件下，各類水是指在補給停止的條件下，各類水從水體中排干所需要的時間，一般可按下式進行估從水體中排干所需要的時間，一般可按下式進行估算：算： 水水量量。某某一一時時刻刻水水體體中中儲儲存存的

29、的環(huán)環(huán)的的水水量量；單單位位時時間間內(nèi)內(nèi)水水體體參參與與循循水水的的更更替替周周期期；式式中中 tQtqTtqtQT例：大氣水的儲量為例：大氣水的儲量為1.29X104km3，全球從水面和全球從水面和地面平均每年有地面平均每年有57.7X104km3的水蒸發(fā)到大氣中，的水蒸發(fā)到大氣中，由此大氣水的平均更替周期為：由此大氣水的平均更替周期為： dtqtQT83657 .5729. 1 二、人為循環(huán)二、人為循環(huán)（側(cè)支循環(huán)）（側(cè)支循環(huán)） 自然界的水文循環(huán)除受到太陽輻射能作用，從大自然界的水文循環(huán)除受到太陽輻射能作用，從大循環(huán)或小循環(huán)方式不停運動之外，由于人類生產(chǎn)與循環(huán)或小循環(huán)方式不停運動之外，由于人

30、類生產(chǎn)與生活活動的作用與影響不同程度地發(fā)生生活活動的作用與影響不同程度地發(fā)生“人為水循人為水循環(huán)環(huán)”。圖圖2-1 自然自然-人為復合水溫循環(huán)概念簡圖人為復合水溫循環(huán)概念簡圖2.1.3 水量平衡水量平衡 全球上任一區(qū)域在一定時間內(nèi)，進入的水量與輸全球上任一區(qū)域在一定時間內(nèi)，進入的水量與輸出水量之差等于該區(qū)域內(nèi)的蓄水變化量，這一關(guān)系出水量之差等于該區(qū)域內(nèi)的蓄水變化量，這一關(guān)系稱為水量平衡。稱為水量平衡。1、全球水量平衡、全球水量平衡 （1）若以地球陸地作為研究范圍，其水量平衡方）若以地球陸地作為研究范圍，其水量平衡方程為：程為： L LL LL LS SR RP PE E（2-2）式中式中 EL陸

31、地蒸發(fā)量；陸地蒸發(fā)量； PL陸地降水量；陸地降水量； R入海徑流量；入海徑流量； SL陸地研究時段內(nèi)蓄水量的變量。陸地研究時段內(nèi)蓄水量的變量。 在短時期內(nèi)，時段蓄水量的變量在短時期內(nèi)，時段蓄水量的變量 SL可正可負?？烧韶?。在多年情況下，當觀測年數(shù)趨近無窮大時，正負值在多年情況下，當觀測年數(shù)趨近無窮大時，正負值可以相互抵消、蓄水量總的變化接近于零?？梢韵嗷サ窒?、蓄水量總的變化接近于零。因此，多年平均水量平衡方程式為：因此，多年平均水量平衡方程式為：式中式中 陸地的多年平均年蒸發(fā)量；陸地的多年平均年蒸發(fā)量； 陸地多年平均年降水量；陸地多年平均年降水量； 多年平均年入海徑流量。多年平均年入海徑流

32、量。R RP PE EL LL LL LE EL LP PR R（2-3）（2）海洋）海洋 對海洋而言，多年平均年蒸發(fā)量對海洋而言，多年平均年蒸發(fā)量 等于多年平均等于多年平均年降水量年降水量 與多年平均年入海徑流量與多年平均年入海徑流量 之和，即：之和，即：L LE EL LP PR RR RP PE Eh hh h（2-4）將（將（2-3），（），（2-4）式合并，即得全球水量平衡方）式合并，即得全球水量平衡方程：程：h hL Lh hL LP PP PE EE E（2-5）或：或：P PE E （2-6）即全球多年平均年蒸發(fā)量即全球多年平均年蒸發(fā)量 等于全球多年平均年等于全球多年平均年降水

33、量降水量 。P PE E2、流域水量平衡、流域水量平衡 根據(jù)水量平衡原理，對于非閉合流域，即地下分水線與地根據(jù)水量平衡原理，對于非閉合流域，即地下分水線與地面分水線不相重合的流域，可列出如下水量平衡方程式：面分水線不相重合的流域，可列出如下水量平衡方程式： 2 2d db b2 21 1d db b1 1S SR RR RE ES SR RR RE EP P （2-7）式中式中 PP降水量時段內(nèi)區(qū)域的降水量；降水量時段內(nèi)區(qū)域的降水量； E E1 1，E E2 2時段內(nèi)的水蒸氣凝結(jié)量和蒸發(fā)量時段內(nèi)的水蒸氣凝結(jié)量和蒸發(fā)量; ; R Rb b，R Rd d時段內(nèi)地面徑流和地下徑流流入量；時段內(nèi)地面徑

34、流和地下徑流流入量； Rb，RRd d時段內(nèi)地面徑流和地下徑流出量；時段內(nèi)地面徑流和地下徑流出量； S S1 1，S S2 2時段初和時段末的蓄水量。時段初和時段末的蓄水量。成為：成為：代表凈蒸發(fā)量，則上式代表凈蒸發(fā)量，則上式E EE E令E令E2 21 1 2 2d db b1 1d db bS SR RR RE ES SR RR RP P （2-8）對閉合流域：對閉合流域：0 d db bR R0 0R R，則則，若令若令,12SSS d db bR RR RR RSEP R R（2-9）對閉合流域?qū)﹂]合流域,多年平均情況，多年平均情況，E EP PR R （2-10） 對于人為水循環(huán)影響

35、下的閉合流域的水量平衡，對于人為水循環(huán)影響下的閉合流域的水量平衡，具有如下概念關(guān)系：具有如下概念關(guān)系： SERP（2-11）式中式中 人為水循環(huán)影響下某時段內(nèi)徑流量的人為水循環(huán)影響下某時段內(nèi)徑流量的變化量。變化量。 S2.2 全球水資源全球水資源2.2.1 全球水資源開發(fā)利用狀況全球水資源開發(fā)利用狀況1980年的統(tǒng)計結(jié)果：年的統(tǒng)計結(jié)果：（1）全球水資源的利用量）全球水資源的利用量69用于農(nóng)業(yè)，用于農(nóng)業(yè)，23用于工業(yè)，用于工業(yè)，8為居民用水。為居民用水。（2）世界用水量差異極大，在工業(yè)發(fā)達的歐洲，用水量有）世界用水量差異極大，在工業(yè)發(fā)達的歐洲，用水量有近近54用于工業(yè)，而在亞洲和非洲地區(qū)，農(nóng)業(yè)用

36、水量占總用用于工業(yè)，而在亞洲和非洲地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的水量的80以上，主要用于農(nóng)田灌溉。以上，主要用于農(nóng)田灌溉。（1）農(nóng)業(yè)用水）農(nóng)業(yè)用水 農(nóng)業(yè)用水一直占全部用水量農(nóng)業(yè)用水一直占全部用水量2/3以上。以上。（2）工業(yè)用水）工業(yè)用水 是全球水資源利用的一個重要組成部分。工業(yè)用水取水量是全球水資源利用的一個重要組成部分。工業(yè)用水取水量約為全球總?cè)∷康募s為全球總?cè)∷康?/4左右左右（3）生活用以）生活用以 居民生活用水是隨著人口的增加和生活水平的提高而增加居民生活用水是隨著人口的增加和生活水平的提高而增加。全依的生活用水量僅占全球總用水量的。全依的生活用水量僅占全球總用水量的8在右。對用水

37、在右。對用水總量零增長趨勢影響不大?？偭苛阍鲩L趨勢影響不大。2.2.2 全球水資源面臨問題全球水資源面臨問題1.水量短缺嚴重，供需矛盾尖銳水量短缺嚴重，供需矛盾尖銳 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃得發(fā)表的聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃得發(fā)表的2000年全球環(huán)境展望年全球環(huán)境展望報報告指出：世界上已有大約告指出：世界上已有大約20的人缺乏安全的飲用水的人缺乏安全的飲用水50的人生活在沒有衛(wèi)生系統(tǒng)的地區(qū)。預測到的人生活在沒有衛(wèi)生系統(tǒng)的地區(qū)。預測到2025年，年，全世界將有全世界將有23的人口面臨嚴重缺水的局面的人口面臨嚴重缺水的局面。缺水區(qū)在缺水區(qū)在亞洲占亞洲占60，在非洲占，在非洲占85。對中東國家來說，缺水危。對中東國家來說

38、，缺水危機已經(jīng)成為嚴酷的現(xiàn)實。另外世界上許多重要的水域機已經(jīng)成為嚴酷的現(xiàn)實。另外世界上許多重要的水域是由多個國家共有的，普遍存在水資源利用矛盾和潛在是由多個國家共有的，普遍存在水資源利用矛盾和潛在沖突，最明顯的是在尼羅河流域、亞洲西南間和中東。沖突，最明顯的是在尼羅河流域、亞洲西南間和中東。v世界銀行行長伊斯梅爾：本世紀許多戰(zhàn)爭都是為世界銀行行長伊斯梅爾：本世紀許多戰(zhàn)爭都是為了爭奪石油而進行的，下個世紀多為水源而戰(zhàn)爭。了爭奪石油而進行的，下個世紀多為水源而戰(zhàn)爭。尼羅河流域尼羅河流域 埃及埃及2%2%的領(lǐng)土不是沙的領(lǐng)土不是沙漠，降雨量為漠，降雨量為0-2000-200mmmm，人人口為口為700

39、07000萬，取河水量萬，取河水量680680億立方米，尼羅河流經(jīng)億立方米，尼羅河流經(jīng)8 8個個國家，排最后一位。目前國家，排最后一位。目前埃及缺水埃及缺水30%30%，水的利用率，水的利用率75%75%，上游的蘇丹與埃塞俄，上游的蘇丹與埃塞俄比亞是埃及最重要的敵國，比亞是埃及最重要的敵國，決不能讓它們發(fā)展起來決不能讓它們發(fā)展起來這是埃及的國策，否則，這是埃及的國策，否則，進行戰(zhàn)爭。進行戰(zhàn)爭。中東地區(qū)中東地區(qū) 在中東，約旦河長在中東，約旦河長360360公公里，年平均流量里，年平均流量1818億立方米，億立方米，以色列取走以色列取走1010余億，余億，19671967年占年占領(lǐng)領(lǐng)1600160

40、0平方公里的戈蘭高地平方公里的戈蘭高地（約旦河主要補給區(qū)），以色（約旦河主要補給區(qū)），以色列地下水開采的列地下水開采的65%65%來自于被來自于被占領(lǐng)土。占領(lǐng)土。2、水源污染嚴重，、水源污染嚴重，“水質(zhì)型缺水水質(zhì)型缺水”突出突出 據(jù)統(tǒng)計，目前全世界每年約有據(jù)統(tǒng)計，目前全世界每年約有420多多km3污水排污水排入江河湖海，污染了入江河湖海，污染了5500km3的淡水，約占全球徑的淡水，約占全球徑流總量的流總量的14以上。以上。 據(jù)衛(wèi)生學家估計，目前世界上有據(jù)衛(wèi)生學家估計，目前世界上有1/4人口患病是由人口患病是由水污染引起的。據(jù)不完全統(tǒng)計，發(fā)展中國家每年有水污染引起的。據(jù)不完全統(tǒng)計，發(fā)展中國家每

41、年有2500萬人死于飲用不潔凈的水，占所有發(fā)展中國家萬人死于飲用不潔凈的水，占所有發(fā)展中國家死亡人數(shù)的死亡人數(shù)的1/3。v咸海的教訓：為了發(fā)展農(nóng)業(yè)，灌溉幾百萬公頃土咸海的教訓：為了發(fā)展農(nóng)業(yè)，灌溉幾百萬公頃土地，地，6060年代每年年代每年50-7050-70立方公里水流不能入咸海，立方公里水流不能入咸海，8080年代流入為零。咸海的水量從年代流入為零。咸海的水量從10751075立方公里減少為立方公里減少為5454立方公里，鹽度由立方公里，鹽度由1010克增加克增加1010倍以上。從而導致倍以上。從而導致6 6萬人的捕魚業(yè)已經(jīng)關(guān)閉；溫度的調(diào)節(jié)作用下降，無萬人的捕魚業(yè)已經(jīng)關(guān)閉；溫度的調(diào)節(jié)作用下降

42、，無霜期從霜期從200200余天減少為余天減少為170170天；外裸的海床天；外裸的海床2800028000平方平方公里，雨量減少一半，該區(qū)域環(huán)境質(zhì)量急劇下降。公里，雨量減少一半，該區(qū)域環(huán)境質(zhì)量急劇下降。v向長江與珠江排放的污水向長江與珠江排放的污水150150億噸億噸/ /年，年，19991999年廣年廣州出現(xiàn)了州出現(xiàn)了5050年不遇的大水荒。松遼流域年不遇的大水荒。松遼流域1780817808公里的公里的河流，僅有河流，僅有160160公里為一類水質(zhì)，不到公里為一類水質(zhì)，不到1%1%。世界水資源概況世界水資源概況部分國家水資源總量與人均占有量部分國家水資源總量與人均占有量部分國家用水情況部

43、分國家用水情況世界若干富水國和貧水國的水資源（世界若干富水國和貧水國的水資源（19851985年）年）世界水資源狀況評價主要指標世界水資源狀況評價主要指標 2.2.3 全球水資源開發(fā)利用趨勢全球水資源開發(fā)利用趨勢主要表現(xiàn)在：主要表現(xiàn)在：（1）農(nóng)業(yè)用水量及農(nóng)業(yè)用水中不可復原的水量最高。）農(nóng)業(yè)用水量及農(nóng)業(yè)用水中不可復原的水量最高。 農(nóng)業(yè)用水量在總用水量中所占的比例在逐年降低，但農(nóng)業(yè)用水量在總用水量中所占的比例在逐年降低，但農(nóng)業(yè)用水量基數(shù)大，仍然是當今相當長一段時間內(nèi)的水農(nóng)業(yè)用水量基數(shù)大，仍然是當今相當長一段時間內(nèi)的水資源開發(fā)利用大戶。尤為重要的是，農(nóng)業(yè)用水的不可恢資源開發(fā)利用大戶。尤為重要的是，農(nóng)

44、業(yè)用水的不可恢復水量占用水量的比例又遠遠大于工業(yè)和生活用水的不復水量占用水量的比例又遠遠大于工業(yè)和生活用水的不可恢復水量的比例?？苫謴退康谋壤?。（2）工業(yè)用水由于不可恢復的水量最低，將更）工業(yè)用水由于不可恢復的水量最低，將更加重視提高工業(yè)用水技術(shù)，降低用水定額，加大加重視提高工業(yè)用水技術(shù)，降低用水定額，加大節(jié)水力度，大幅度提高用水重復利用率。節(jié)水力度，大幅度提高用水重復利用率。（3）水資源的開發(fā)將更為重視經(jīng)濟、環(huán)境與生）水資源的開發(fā)將更為重視經(jīng)濟、環(huán)境與生態(tài)的良性協(xié)調(diào)發(fā)展。態(tài)的良性協(xié)調(diào)發(fā)展。2.3 2.3 中國水資源中國水資源2.3.1 2.3.1 中國水資源概況中國水資源概況 自然概況自然

45、概況大陸暖濕性氣候大陸暖濕性氣候河流眾多，流域面積河流眾多，流域面積100km2100km2，有，有5000050000多條多條 1000km2, 1000km2, 有有15001500多條多條分為太平洋、印度洋、北冰洋和內(nèi)陸河四個流區(qū)分為太平洋、印度洋、北冰洋和內(nèi)陸河四個流區(qū)水資源量，外流河占水資源量，外流河占95.4%95.4%，內(nèi)陸河占，內(nèi)陸河占4.6%4.6%七大江河：長江、黃河、珠江、松花江、海河、七大江河：長江、黃河、珠江、松花江、海河、 遼河、淮河遼河、淮河按長度：長江、黃河、黑龍江、松花江、珠江、按長度：長江、黃河、黑龍江、松花江、珠江、 雅魯藏布江、塔里木河、瀾滄江、怒江、遼

46、河雅魯藏布江、塔里木河、瀾滄江、怒江、遼河按面積：長江、黑龍江、黃河、松花江、珠江、按面積：長江、黑龍江、黃河、松花江、珠江、 淮河、海河、雅魯藏布江、遼河、塔里木河淮河、海河、雅魯藏布江、遼河、塔里木河多年平均年降水總量多年平均年降水總量6188961889億億m m3 3 (648mm) (648mm)河川年徑流量河川年徑流量2711527115億億m m3 3 (284mm)(284mm)水資源總量（包括地下水）水資源總量（包括地下水）2812428124億億m m3 3(295mm)(295mm)按按19971997年人口統(tǒng)計，人均水資源量年人口統(tǒng)計，人均水資源量2200m2200m3

47、 3中國水資源狀況中國水資源狀況屬于輕度缺水的國家屬于輕度缺水的國家到到2121世紀中葉，人口達到世紀中葉，人口達到1616億高峰時，人均億高峰時，人均 水資源量僅有水資源量僅有17601760億億m3m3，進入用水緊張國，進入用水緊張國 家的行列家的行列按平均徑流深度，按平均徑流深度，284mm284mm總體上可以維持較總體上可以維持較 好的生態(tài)環(huán)境好的生態(tài)環(huán)境開發(fā)利用程度開發(fā)利用程度18.3%18.3%，達到中等緊張程度，達到中等緊張程度局部地區(qū)：局部地區(qū)：淮河流域、西北部分內(nèi)陸河流、遼河和淮河流域、西北部分內(nèi)陸河流、遼河和黃河流域水資源開發(fā)利用率均超過或接近黃河流域水資源開發(fā)利用率均超過

48、或接近60%60%，海河流域已經(jīng)超過，海河流域已經(jīng)超過100%100%長期預測長期預測：據(jù)中國工程院咨詢報告，預計到據(jù)中國工程院咨詢報告，預計到20302030年年全國缺水量約全國缺水量約130130億億m3m3全國水資源的開發(fā)利用率將達到全國水資源的開發(fā)利用率將達到24.5%24.5%我國徑流地帶區(qū)劃我國徑流地帶區(qū)劃2.3.2 中國水資源時空分布特征中國水資源時空分布特征2.3.2.1 空間分布特征空間分布特征（1）降水、河流分布的不均勻性）降水、河流分布的不均勻性 主要表現(xiàn)為：降水和河川徑流的地區(qū)分布不均主要表現(xiàn)為：降水和河川徑流的地區(qū)分布不均勻，水土資源組合很不平衡。一個地區(qū)水資源的勻，

49、水土資源組合很不平衡。一個地區(qū)水資源的豐量程度主要取決于降水量的多寡。豐量程度主要取決于降水量的多寡。(2) 地下水資源分布的不均勻性地下水資源分布的不均勻性 我國地下水資源量總的分布特點是南方高于北方，地我國地下水資源量總的分布特點是南方高于北方，地下水資源的豐富程度由東南向西北逐漸減少下水資源的豐富程度由東南向西北逐漸減少 另外，由于另外，由于我國各地區(qū)之間社會經(jīng)濟發(fā)達程度不一，各地人口密集我國各地區(qū)之間社會經(jīng)濟發(fā)達程度不一，各地人口密集程度、耕地發(fā)展情況均不相同，使不同地區(qū)人均、單位程度、耕地發(fā)展情況均不相同，使不同地區(qū)人均、單位耕地面積所占有的地下水資源量具有較大的差別耕地面積所占有的地