水资源开发利用状况.ppt

第二章水资源开发利用状况 缺水的草原 缺水的草原 近二十年来都江堰水资源利用比较 世纪 年代 都江堰灌区被水利部评为 二级老损工程 输水损失严重 田间灌水方式落后 水资源利用率低 灌区处于 低效高耗 状态 加之都江堰渠首无调蓄水库和配水的控制性枢纽 致使枯水年和每年的枯水期严重缺水 严重影响着工程效益的进一步发挥和水资源的有效利用 第一节地球水储量与循环 一 地球水储量分布 地球表面积 5 1亿km2 水体总量 1 386亿km3 海洋面积 3 61亿km2 海洋水量 13 38亿km3 占地球总水量的96 5 陆地面积 1 49亿km2 水量仅0 48亿km3 占地球总水量的3 5 便于人类利用的仅为0 1065亿km3 占淡水量的30 4 表明可供人类利用的水资源十分有限 永冻土底冰湖泊淡水土壤水大气水沼泽水河水生物水 各种水体所占比例 二 地球上水的循环 1 水的循环大循环 水在大气圈 水圈 岩石圈之间的循环过程 小循环 陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程 人为循环 由于人类生产与生活活动的作用与影响不同程度地发生水的循环 蒸发505 000 水汽输送10 地表径流 地表蒸发72 000 降水119 000 地下径流 33 000以洪水的形式入海无法利用 14 000形成稳定径流被人类利用 降水90 2人类参与的水文循环 水循环是地球上最主要的物质循环之一 表现为1 通过形态的变化 水在地球上起到输送热量和调节气候的作用 2 对地貌的形成和变化产生影响 3 循环与更新为人类和生物的生存提供物质基础 4 回归水的质量直接或间接对水循环水质产生影响 3 更替同期 或中 T 水的更替同期 q t 单位时间内水体参与循环的水量 Q t 某一时刻水体储存的水量 例如 大气水的储量为1 29万km3 全球从水面和地面平均每年有57 7万km3的水蒸发到大气中 由此大气水的平均更替同期为 表2 3淡水更新周期 三 水量的平衡 定义 地球上任一区域在一定时段内 进入的水量与输出水量之差等于该区内的蓄水变化量 一 地球水量平衡 或中 EL 陆地蒸发量 PL 陆地降水量 R 入海径流量 SL 陆地在研究时段内蓄水量的变量 EL PL R SL有短时间内可正可负 但多年来平均近于零 则多年来平均的水量平衡议程为 式中 陆地多年平均蒸发量 陆地多年平均降水量 多年平均入海径流量 2 研究对象为海洋 式中 海洋多年平均蒸发量 海洋多年平均降水量 多年平均入海径流量 HerryPool 3为对象全球 或 二 流域水量平衡 1 非闭合流域水量平衡方程 式中 P 降水量时段内区域的降水量 E1 E2 时段内的水蒸气凝结量和蒸发量 Rb Rd 时段内地面径流和地下径流流入量 Rb Rd 时段内地面径流和地下径流流出量 S1 S2 时段初和时段末的蓄水量令E E2 E1代表净蒸发量 则上式成为 2 闭合流域水量平衡方程 上式中Rb 0 Rd 0 并令R Rb Rd S S2 S1 则方程变为 对多年平均来说 S 0 则有 式中 流域多年平均年降水量 年径流量和年蒸发量 第二节全球水资源 人类对水资源的开发利用的认识经历了一个漫长的历史时期 1 古代 适应水环境的变化 2 近代 兴利除害 3 现代 密切协调社会与自然关系 注重社会 经济效益和生态平衡 一 开发利用状况 过去的300年中 人类用水量增加了35倍多 近十年每年递增4 8 工业化国家的用水状况趋于稳定 增幅最大的主发是发展中国家 1农业用水农业用水一直占全部用的2 3以上 漫灌 畦灌 7500m3 hm2 喷灌 滴灌 3000m3 hm2 2工业用水工业用水取水量约为全球总取水量的1 4左右 3生活用水生活用水占全球用水量的很少一部分 约8 左右 4地下水资源在全球供水中的位置占有重要位置 由于水质优良 清洁卫生 受污染程度轻 日本城市用水中地下水和地表水占的比例 二 面临的问题 根据地球水量储量与分布 人类可利用的淡水资源仅为0 1 108m3 只是地球上很小的一部分 有限的水资源也很难再分配 巴西 俄罗斯 中国 加拿大 印度尼西亚 美国 印度 哥伦比亚和扎伊尔占全世界水资源的60 未来对水资源的需求不断增加 而自然界所能提供的水资源又有一定的限度 表面上看 地球上的水量非常丰富 地球的面积被水覆盖 其中95 5 是海水 实际上 人们可以得到的淡水只有地球上水的很小一部分 水限的水资源也很难再分配 从未来发展趋势来看 社会对水的需求不断增加 水资源又有一定的限度 造成供需矛盾 1 水量短缺严重 供需矛盾尖锐随着社会需求水量的大幅度增加 水资源供需矛盾日益突出 水资源量短缺现象非常严重 2025年 全世界有2 3的人口面临严重缺水的局面 亚洲占60 非洲占85 2 水源污染严重 水质型缺水 突出随着经济 技术和城市化的发展 排放到环境中的污水量日益增多 1950年 2000年各地区人均占有水资源 千立方米 人 1950年 2000年各地区人均占有水资源 千立方米 人 三 开发利用趋势 工农业的迅速发展导致用水量与取水量的大幅增长 1 1900年 1940年40年翻一翻 1940年 2000年15 20年翻一翻 2 农业用水量及其不可复原用水量最高 基数大 占总用水量的60 不可复原用水量占总水量的75 3 工业用水量所占比例小 但增长快 4 生活用水量不超过用水量的10 增长较快 第三节 中国水资源概况 一 中国水资源在世界水资源中的地位 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 但是我国人口众多 若按人均水资源量计算 人均占有量只有2500立方米 约为世界人均水量的1 4 在世界排第110位 按149个国家统计 统一采用联合国1990年人口统计结果 已经被联合国列为13个贫水国家之一 二 中国水资源的时空特征 中国水资源特征表现为时空变化极大 1 空间分布特征A 降水 河流分布的不均匀性B 地下水资源的分布不均匀性 2 时间分布特征 第四节中国水资源的开发利用状况 一 农业用水 是用水大户 占总用水量的70 左右 农业用水主要包括农田 林业 牧业的灌溉用水及水产养殖 农村工副业和人畜生活等用水 农田灌溉用水是农业的主要用水和耗水对象 在农业用水中 地下水的开发利用占据十分重要的地位 北方农业用水占 24 2 北京市占85 5 河北占66 6 由于农业节水技术与节水措施的推广应用 节水水平的提高 农业用水占总用水的比重其趋势上是在不断降低的过程中 从1949年月的97 1 1980年的80 7 1997年的70 二 生活和工业用水生活与工业用水增长快 1980年12 1997年的29 但仍比发达国家低 加拿大 英国 法国的工业用水均占总用水比例的50 以上 我国人均生活日用水量仅为114升 三 地下水资源开发利用状况是我国城镇生活用水不可替代的地位 地下水占城镇生活用水总用水量的59 第五节中国水资源面临的主要问题 一 水资源开发过度 生态破坏严重黄河 728 108m3从20世纪70年代出现断流19次 二 城市供水集中 供需矛盾尖锐 中国666座城市中 缺水的城市就达333座 其中严重缺水108座 主要集中在北方 造成的原因 1 水资源分布与人口 土地分布的极不平衡 2 工农业发展迅速 人口成倍增长 人类对水资源的需求量超过了可供水量 3 天然存在的劣质水体 水资源的污染造成污染水体所占的比重较高 4 水资源开发利用不合理 水资源利用效率低下 水浪费现象十分严重 三 城市地下水过量开采 环境地质问题突出 1 区域地下水位持续下降 降落漏斗面积不断扩大华北平原2 泉水流量衰减或断流例如 济南市的突豹泉 3 地面沉降4 海水入侵如 大连 厦门 四 水资源污染严重 水环境日益恶化 全国污废水年排放量370多亿m3 约85 未经处理 直接排入江河或渗入地下 污染主要有 1城市附近2农业区面源污染日趋严重