水资源利用及保护

1、城市建设学院城市建设学院水资源利用与保护课件城市建设学院城市建设学院1、 绪论绪论2、水循环与水资源开发利用状况水循环与水资源开发利用状况3、水资源量评价水资源量评价4、供水资源水质评价、供水资源水质评价5、水资源供需平衡分析、水资源供需平衡分析6、取水工程、取水工程7、节水理论与技术、节水理论与技术8、水资源保护、水资源保护1.1 水资源的基本含义水资源的基本含义 1.2 水资源的特性水资源的特性 1.3 水资源研究现状与发展趋势水资源研究现状与发展趋势 1.4 水资源利用与保护的任务和内容水资源利用与保护的任务和内容 水是人类及一切生物赖以生存的不可缺少的重水是人类及一切生物赖以生存的不可

2、缺少的重要物质，也是工农业生产、经济发展和环境改善要物质，也是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源，同土地、能源不可替代的极为宝贵的自然资源，同土地、能源等构成人类经济与社会发展的基本条件。等构成人类经济与社会发展的基本条件。1.1 水资源的基本含义水资源的基本含义1.1.1 1.1.1 水资源的属性水资源的属性（1 1）自然属性）自然属性自然界天然存在，受自然界因素自然界天然存在，受自然界因素主要控制，参与自然界循环与平衡的重要因子。主要控制，参与自然界循环与平衡的重要因子。- -我们不能违背其自然规律。我们不能违背其自然规律。（2 2）对于人类具备可利用性）对于人类具

3、备可利用性水的类型多，水的水的类型多，水的用途广泛，要求不一，淡水、微咸水、中咸水、咸用途广泛，要求不一，淡水、微咸水、中咸水、咸水、肥水；各种形态，气、固、液；赋存类型，地水、肥水；各种形态，气、固、液；赋存类型，地下水，地表水等。下水，地表水等。 - -只有在当今经济技术条件只有在当今经济技术条件下可以利用的。下可以利用的。（3 3）数量与质量兼顾性）数量与质量兼顾性在数量上要足够，在质量上满足在数量上要足够，在质量上满足需要，在一定条件下是可以改变的。需要，在一定条件下是可以改变的。（4 4）时变性）时变性是否是水资源很大程度上取决于经济技术条是否是水资源很大程度上取决于经济技术条件，今

4、天认为或不能作为的水随着经济技术的发展也可以成件，今天认为或不能作为的水随着经济技术的发展也可以成为水资源。为水资源。1.1.2 1.1.2 国内外对水资源的定义国内外对水资源的定义国外：国外：较早采用这一概念的是美国地质调查局（较早采用这一概念的是美国地质调查局（USGSUSGS）。）。18941894年，年，该局设立了水资源处，其主要业务范围是对地表河川径流和该局设立了水资源处，其主要业务范围是对地表河川径流和地下水观测。地下水观测。大不列颠大百科全书将水资源解释为：大不列颠大百科全书将水资源解释为：“全部自然全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量界任何形态的水，包括气态

5、水、液态水和固态水的总量”。这一解释为。这一解释为“水资源水资源赋予十分广泛的含义。实际上，赋予十分广泛的含义。实际上，资源的本质特性就是体现在其资源的本质特性就是体现在其“可利用性可利用性”。19631963年英国的水资源法把水资源定义为：年英国的水资源法把水资源定义为：“（地球（地球上）具有足够数量的可用水上）具有足够数量的可用水”。强调了其在量上的可利用。强调了其在量上的可利用性。性。联合国教科文组织（联合国教科文组织（UNESC0UNESC0）和世界气象组织（和世界气象组织（WMOWMO）共同制订的水资源评价活动共同制订的水资源评价活动国家评价手册国家评价手册中，定义水资源为：中，定义

6、水资源为：“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，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。满足某种用途而可被利用。”这一定义的核心主要包这一定义的核心主要包括两个方面，其一是应有足够的数量，其二是强调了括两个方面，其一是应有足够的数量，其二是强调了水资源的质量。水资源的质量。国内：国内：19881988年年8 8月月1 1日颁布实施的中华人民共和国水法将日颁布实施的中华人民共和国水法将水资源认定为水资源认定为“地表水和地下水地表水和地下水”。环境科学词典环境科学词典（19941994）定义水资源为定义水资

7、源为“特定时空特定时空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水的可利用性是有限制条件的的可利用性是有限制条件的”。中国大百科全书中国大百科全书在不同的卷册中对水资源也给予了不在不同的卷册中对水资源也给予了不同的解释。同的解释。 如在大气科学、海洋科学、水文科学卷中，水资源被定如在大气科学、海洋科学、水文科学卷中，水资源被定义为义为“地球表层可供人类利用的水，包括水量（水质）、地球表层可供人类利用的水，包括水量（水质）、水域和水能资源，一般指每年可更新的水量资源水域和水能资源，一般指每年可更新的水量资源”； 在水利卷中，水资源被定义为在水利卷中

8、，水资源被定义为“自然界各种形态（气态自然界各种形态（气态、固态或液态）的天然水，并将可供人类利用的水资源作、固态或液态）的天然水，并将可供人类利用的水资源作为供评价的水资源为供评价的水资源”。 对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解的对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解的主要原因在于水资源是一个既简单又非常复杂的概念。复主要原因在于水资源是一个既简单又非常复杂的概念。复杂内涵表现在：杂内涵表现在：水的类型繁多，具有运动性，各种类型的水体具有相互转水的类型繁多，具有运动性，各种类型的水体具有相互转化的特性。化的特性。水的用途广泛，不同的用途对水量和水质具有不同的要求水的用途广

9、泛，不同的用途对水量和水质具有不同的要求 水资源所包含的水资源所包含的“量量”和和“质质”在一定条件下是可以改在一定条件下是可以改变的变的水资源的开发利用还受到经济技术条件、社会条件和环境水资源的开发利用还受到经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。条件的制约。 综上，水资源可以理解为人类长期生存、生综上，水资源可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量和质量含义，又包括其使用价值和经济价值。和质量含义，又包括其使用价值和经济价值。1.1.3 水资源的定义水资源的定义 狭义狭义：是指人类在一定的：是指人类在一定的经济技术经济技术条

10、件下能够条件下能够直接直接使用的使用的淡水。淡水。 广义广义：是指在一定的经济技术条件下能够：是指在一定的经济技术条件下能够直接直接或间接或间接使用的各种使用的各种水和水中物质水和水中物质，在社会生活和，在社会生活和生产中具有生产中具有使用价值和经济价值使用价值和经济价值的水都可称为水的水都可称为水资源。资源。水资源利用工程：水资源利用工程： 研究水资源规律及人类利用方法的的学科研究水资源规律及人类利用方法的的学科水资源利用与保护课件绪论1.2 水资源的特性水资源的特性1、 资源的循环性资源的循环性 水资源具有的流动性水资源具有的流动性 ，在循环中形成的一种动，在循环中形成的一种动态资源，具有

11、循环性。水循环系统是一个庞大的态资源，具有循环性。水循环系统是一个庞大的天然水资源系统，处在不断地开采、补给和消耗天然水资源系统，处在不断地开采、补给和消耗、恢复的循环之中，可以不断地供给人类利用和、恢复的循环之中，可以不断地供给人类利用和满足生态平衡的需要。满足生态平衡的需要。2、储量的有限性、储量的有限性 全球淡水资源的储量是十分有限的全球的淡水全球淡水资源的储量是十分有限的全球的淡水资源仅占全球总水量的资源仅占全球总水量的2.5，大部分储存在极地冰大部分储存在极地冰帽和冰川中，真正能够被人类直接利用的淡水资源帽和冰川中，真正能够被人类直接利用的淡水资源仅占全球总水量的仅占全球总水量的0.

12、8。从水量动态平衡的观点来。从水量动态平衡的观点来看，某一期间的水消耗量接近于该期间的水补给量看，某一期间的水消耗量接近于该期间的水补给量，否则将会破坏水平衡，造成一系列不良的环境问，否则将会破坏水平衡，造成一系列不良的环境问题。可见，水循环过程是无限的，水资源的储量是题。可见，水循环过程是无限的，水资源的储量是有限的。有限的。3、时空分布的不均匀性、时空分布的不均匀性 时空分布的不均匀性是水资源的又一特性。时空分布的不均匀性是水资源的又一特性。 我国水资源在区域上分布极不均匀。总体上表我国水资源在区域上分布极不均匀。总体上表现为东南多现为东南多 西北少；沿海多，内陆少；山区多，平西北少；沿海

13、多，内陆少；山区多，平原少。原少。4、利用的多样性、利用的多样性 广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、水产、旅游和环境改造效在各种不同的用途中。、水产、旅游和环境改造效在各种不同的用途中。5、利、害的两重性、利、害的两重性 水资源与其他固体矿产资源相比，最大区别是；水资源与其他固体矿产资源相比，最大区别是；水资源具有既可造福于人类、又可危害人类生存的水资源具有既可造福于人类、又可危害人类生存的两重性。两重性。1.3 水资源研究现状与发展趋势水资源研究现状与发展趋势 20世纪世纪60年代以来，随着世界经济的迅速发展，年代以来，随着世界经济的迅

14、速发展，工、农业生产规模的不断扩大，需用水量的不断增工、农业生产规模的不断扩大，需用水量的不断增加，用水问题在世界范围内已十分突出。如何加强加，用水问题在世界范围内已十分突出。如何加强对水资源合理开发利用、管理与保护的研究，已受对水资源合理开发利用、管理与保护的研究，已受到广泛的关注。到广泛的关注。1.3.1 研究与管理机构的建立及研究现状与趋势研究与管理机构的建立及研究现状与趋势1965 年联合国教科文组织成立了国际水文十年（年联合国教科文组织成立了国际水文十年（IHD）（）（1965 1974）机构，机构，120 多个国家参加多个国家参加了本资源研究。了本资源研究。1975年成立了国际水文

15、规划委员会年成立了国际水文规划委员会（IHP）（）（19751989）接替接替IHD。 第一期第一期IHP计划（计划（1976 1980）突出了与水资源综合利用）突出了与水资源综合利用、以资源保护等有关的生态、经济和社会各方面的研究、以资源保护等有关的生态、经济和社会各方面的研究； 第二期第二期IHP计划（计划（19811983）强旧了水资源与环境关系）强旧了水资源与环境关系的研究；的研究； 第三期第三期IHP计划（计划（19841989）则研究）则研究”为经济和社会发为经济和社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础展合理管理水资源的水文学和科学基础”，强调水文学与资，强调水文学与资源规划与管

16、理的联系，力求有助于解决世界水资源问题。源规划与管理的联系，力求有助于解决世界水资源问题。1972年成立的国际水资源协会，年成立的国际水资源协会，19731988年间召开的六年间召开的六次水资源专题国际会议，主要从水次水资源专题国际会议，主要从水人类生存人类生存环境探讨世环境探讨世界水资源问题。界水资源问题。 联合围地区经济委员会、粮农组织、世界卫生组织（联合围地区经济委员会、粮农组织、世界卫生组织（WHO）、）、联合国环境规划署（联合国环境规划署（UNEP）等制定了配合水资源评价等制定了配合水资源评价活动的内国。活动的内国。 1977年联合国在阿根廷马尔德普拉过召开的世界水会议上年联合国在阿

17、根廷马尔德普拉过召开的世界水会议上，第一项决议中明确指出：没有对水资源的综合评价，就谈，第一项决议中明确指出：没有对水资源的综合评价，就谈不上对水资源的合理规划和管理。不上对水资源的合理规划和管理。1983年第九届世界气象会议通过了世界气象组织年第九届世界气象会议通过了世界气象组织和联合国教科文组织的共同协作项目：水文和水资和联合国教科文组织的共同协作项目：水文和水资源计划。它的主要目标是保证水资源量和质的评价源计划。它的主要目标是保证水资源量和质的评价，对不同部门毛用水量和经济可用水量的前景进行，对不同部门毛用水量和经济可用水量的前景进行预测。预测。同年，国际水文科学协会修改的章程中指出；水

18、文同年，国际水文科学协会修改的章程中指出；水文学应作为地球科学和水资源学的一个方面来对待学应作为地球科学和水资源学的一个方面来对待主要任务是解决在水资源利用和管理中的水文问题主要任务是解决在水资源利用和管理中的水文问题，以及由于人类活动引起的水资源变化问题。，以及由于人类活动引起的水资源变化问题。 1987年年5月在罗马由国际水文科学协会和国际水力学研究月在罗马由国际水文科学协会和国际水力学研究会共同召开的会共同召开的”水的未来水的未来水文学和水资源开发展望水文学和水资源开发展望”讨讨论会，提出水资源利用中人类需要了解水的特性和水资源的论会，提出水资源利用中人类需要了解水的特性和水资源的信息，

19、人类对自然现象的求知欲将是水文学发展的动力。信息，人类对自然现象的求知欲将是水文学发展的动力。瑞典皇家科学院、国际湖沼学会、国际水质协会、国际水瑞典皇家科学院、国际湖沼学会、国际水质协会、国际水资源协会、国际供水协会、世界银行和世界野生生物基金会资源协会、国际供水协会、世界银行和世界野生生物基金会等组织联合发起，从等组织联合发起，从1991年起每年在斯德哥尔摩召开一次国年起每年在斯德哥尔摩召开一次国际水会议，就全球水资源问题开展广泛讨论。际水会议，就全球水资源问题开展广泛讨论。1.3.2 水资源利用和管理理论和方法的进展水资源利用和管理理论和方法的进展（1）水资源模拟与模型化）水资源模拟与模型

20、化（2）水资源系统分析多目标化）水资源系统分析多目标化（3）水资源信息管理系统）水资源信息管理系统 为了适应水资源系统分析与系统管理的需要为了适应水资源系统分析与系统管理的需要 目前已初步目前已初步建立了水资源信息分析与管理系统，主要涉及信息查向系统建立了水资源信息分析与管理系统，主要涉及信息查向系统、数据和图形库系统、水资源状况评价系统、水资源管理与、数据和图形库系统、水资源状况评价系统、水资源管理与优化调度系统等优化调度系统等（4）水环境理论与技术的先进性）水环境理论与技术的先进性 人们通过对水资源变化规律的研究，寻技这种变人们通过对水资源变化规律的研究，寻技这种变化规律与社会发民和经济建

21、设之间的内在关系，以化规律与社会发民和经济建设之间的内在关系，以便有效地利用水资源，使环境质量向着有利于人类便有效地利用水资源，使环境质量向着有利于人类当今和长远利益的方向发展。与此同时，节水、污当今和长远利益的方向发展。与此同时，节水、污水再生回用、水体污染控制与修复的现代理论与技水再生回用、水体污染控制与修复的现代理论与技术的研究取得了显著进展。术的研究取得了显著进展。1.4 水资源利用与保护的任务和内容水资源利用与保护的任务和内容 主要任务主要任务：全面深入了解全球水资源的形成、分布、开发与：全面深入了解全球水资源的形成、分布、开发与利用，系统地学习和掌握水资源质与量评价的基本理论与方利

22、用，系统地学习和掌握水资源质与量评价的基本理论与方法、评价指标体系；地表水和地下水开发利用工程类型、结法、评价指标体系；地表水和地下水开发利用工程类型、结构特征、布置方式、水量计算与工程运行参数：学习和掌握构特征、布置方式、水量计算与工程运行参数：学习和掌握水资源供需平衡分析的系统分析方法，节水、污水再生回用水资源供需平衡分析的系统分析方法，节水、污水再生回用的现代理论与技术，学习和了解水资源保护与管理的基本概的现代理论与技术，学习和了解水资源保护与管理的基本概念、法律法规体系、水环境监测与评价方法、水污染防治的念、法律法规体系、水环境监测与评价方法、水污染防治的概念、理论和方法。概念、理论和

23、方法。主要内容包括：主要内容包括： （1）水资源的循环、赋存与分布；）水资源的循环、赋存与分布； （2）水资源评价、水量计算的理论和方法；）水资源评价、水量计算的理论和方法； （3）水资源质级评价指标与评价体系；）水资源质级评价指标与评价体系； （4）取水构筑物类型、适用范围与运行参数；）取水构筑物类型、适用范围与运行参数； （5）水资源供需平衡分析方法体系；）水资源供需平衡分析方法体系； （6）节水理论、技术与指标体系：）节水理论、技术与指标体系： （7）水资源保护与管理的内容、方法和措施。）水资源保护与管理的内容、方法和措施。 水循环与水资源开发利用状况水循环与水资源开发利用状况2.1 地

24、球水量储存与循环地球水量储存与循环2.1.1 地球水储量与分布地球水储量与分布 地球上水的储存形式及储量地球上水的储存形式及储量地球上水的组成地球上水的组成世界淡水的组成世界淡水的组成其它淡水的组成其它淡水的组成 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别河流水和湖泊淡水分别占了世界淡水总储量的占了世界淡水总储量的0.006%0.006%和和0.26%,0.26%,再加上再加上少量的浅层地下水少量的浅层地下水, ,可可利用的淡水占全球淡水利用的淡水占全球淡水总储量的总储量的0.3%0.3%水资源是有限的水资源是有限的!各种水体所占比例各种水体所占比例2.1.2 地球上水循环地球上

25、水循环 地球上的水储量只是在某一瞬间储存在地球上不地球上的水储量只是在某一瞬间储存在地球上不同空同位置上水的体积，以此来衡量不同类型水体同空同位置上水的体积，以此来衡量不同类型水体之间量的多少。在自然界中，水体并非静止不动之间量的多少。在自然界中，水体并非静止不动，而是处在不断的运动过程中，不断地循环交替与，而是处在不断的运动过程中，不断地循环交替与更新。更新。一、自然循环一、自然循环蒸发蒸发 降水降水 径流的过程周而复始，不停地进行径流的过程周而复始，不停地进行（1）可分为小循环和大循环可分为小循环和大循环：v小循环小循环是指由海洋表面蒸发的水汽是指由海洋表面蒸发的水汽 , , 又以降水形式

26、又以降水形式落入海洋落入海洋 ； 或者由大陆表面或者由大陆表面 ( ( 包括陆地水体表面、土面包括陆地水体表面、土面及植物叶面等及植物叶面等 ) ) 蒸发的水气蒸发的水气 , , 仍以降水形式落回陆地表面仍以降水形式落回陆地表面。 这种发生在局部范围内的水循环过程称为小循环这种发生在局部范围内的水循环过程称为小循环v大循环大循环则是由海洋表面蒸发的水汽则是由海洋表面蒸发的水汽 , , 随气流带到大随气流带到大陆上空陆上空 , , 形成降水落回地面形成降水落回地面 , , 再通过径流再通过径流 ( ( 地表的及地地表的及地下的下的) )返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程称为返回海洋的过程

27、这种发生在海陆之间的循环过程称为大循环大循环地球水循环示意图（单位地球水循环示意图（单位: :10109 9m m3 3）（2 2）自然界水循环的意义：）自然界水循环的意义：v鉴于自然界水的循环规律鉴于自然界水的循环规律 , , 所以说水是一种可更新的资源所以说水是一种可更新的资源；v人类和万物处于水循环人类和万物处于水循环 ( ( 主要是陆地水循环主要是陆地水循环) )的环境中的环境中 , , 人人类活动直接影响着水的循环过程。类活动直接影响着水的循环过程。v由于水的循环作用，水具有自身净化作用；由于水的循环作用，水具有自身净化作用；v由于水循环的特点决定，水存在的形式多样性，分布的广泛由于

28、水循环的特点决定，水存在的形式多样性，分布的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异性。性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异性。v水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地球水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地球环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。（3）更替周期更替周期 所谓所谓更替周期更替周期是指在补给停止的条件下，各类水是指在补给停止的条件下，各类水从水体中排干所需要的时间，一般可按下式进行估从水体中排干所需要的时间，一般可按下式进行估算：算： 水水量量。某某一一时时刻刻水水体体中中储储存存的

29、的环环的的水水量量；单单位位时时间间内内水水体体参参与与循循水水的的更更替替周周期期；式式中中 tQtqTtqtQT例：大气水的储量为例：大气水的储量为1.29X104km3，全球从水面和全球从水面和地面平均每年有地面平均每年有57.7X104km3的水蒸发到大气中，的水蒸发到大气中，由此大气水的平均更替周期为：由此大气水的平均更替周期为： dtqtQT83657 .5729. 1 二、人为循环二、人为循环（侧支循环）（侧支循环） 自然界的水文循环除受到太阳辐射能作用，从大自然界的水文循环除受到太阳辐射能作用，从大循环或小循环方式不停运动之外，由于人类生产与循环或小循环方式不停运动之外，由于人

30、类生产与生活活动的作用与影响不同程度地发生生活活动的作用与影响不同程度地发生“人为水循人为水循环环”。图图2-1 自然自然-人为复合水温循环概念简图人为复合水温循环概念简图2.1.3 水量平衡水量平衡 全球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输全球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输出水量之差等于该区域内的蓄水变化量，这一关系出水量之差等于该区域内的蓄水变化量，这一关系称为水量平衡。称为水量平衡。1、全球水量平衡、全球水量平衡 （1）若以地球陆地作为研究范围，其水量平衡方）若以地球陆地作为研究范围，其水量平衡方程为：程为： L LL LL LS SR RP PE E（2-2）式中式中 EL陆

31、地蒸发量；陆地蒸发量； PL陆地降水量；陆地降水量； R入海径流量；入海径流量； SL陆地研究时段内蓄水量的变量。陆地研究时段内蓄水量的变量。 在短时期内，时段蓄水量的变量在短时期内，时段蓄水量的变量 SL可正可负。可正可负。在多年情况下，当观测年数趋近无穷大时，正负值在多年情况下，当观测年数趋近无穷大时，正负值可以相互抵消、蓄水量总的变化接近于零。可以相互抵消、蓄水量总的变化接近于零。因此，多年平均水量平衡方程式为：因此，多年平均水量平衡方程式为：式中式中 陆地的多年平均年蒸发量；陆地的多年平均年蒸发量； 陆地多年平均年降水量；陆地多年平均年降水量； 多年平均年入海径流量。多年平均年入海径流

32、量。R RP PE EL LL LL LE EL LP PR R（2-3）（2）海洋）海洋 对海洋而言，多年平均年蒸发量对海洋而言，多年平均年蒸发量 等于多年平均等于多年平均年降水量年降水量 与多年平均年入海径流量与多年平均年入海径流量 之和，即：之和，即：L LE EL LP PR RR RP PE Eh hh h（2-4）将（将（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发量即全球多年平均年蒸发量 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 根据水量平衡原理，对于非闭合流域，即地下分水线与地根据水量平衡原理，对于非闭合流域，即地下分水线与地面分水线不相重合的流域，可列出如下水量平衡方程式：面分水线不相重合的流域，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降水量时段内区域的降水量；降水量时段内区域的降水量； E E1 1，E E2 2时段内的水蒸气凝结量和蒸发量时段内的水蒸气凝结量和蒸发量; ; R Rb b，R Rd d时段内地面径流和地下径流流入量；时段内地面径

34、流和地下径流流入量； Rb，RRd d时段内地面径流和地下径流出量；时段内地面径流和地下径流出量； S S1 1，S S2 2时段初和时段末的蓄水量。时段初和时段末的蓄水量。成为：成为：代表净蒸发量，则上式代表净蒸发量，则上式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）对闭合流域：对闭合流域：0 d db bR R0 0R R，则则，若令若令,12SSS d db bR RR RR RSEP R R（2-9）对闭合流域对闭合流域,多年平均情况，多年平均情况，E EP PR R （2-10） 对于人为水循环影响

35、下的闭合流域的水量平衡，对于人为水循环影响下的闭合流域的水量平衡，具有如下概念关系：具有如下概念关系： SERP（2-11）式中式中 人为水循环影响下某时段内径流量的人为水循环影响下某时段内径流量的变化量。变化量。 S2.2 全球水资源全球水资源2.2.1 全球水资源开发利用状况全球水资源开发利用状况1980年的统计结果：年的统计结果：（1）全球水资源的利用量）全球水资源的利用量69用于农业，用于农业，23用于工业，用于工业，8为居民用水。为居民用水。（2）世界用水量差异极大，在工业发达的欧洲，用水量有）世界用水量差异极大，在工业发达的欧洲，用水量有近近54用于工业，而在亚洲和非洲地区，农业用

36、水量占总用用于工业，而在亚洲和非洲地区，农业用水量占总用水量的水量的80以上，主要用于农田灌溉。以上，主要用于农田灌溉。（1）农业用水）农业用水 农业用水一直占全部用水量农业用水一直占全部用水量2/3以上。以上。（2）工业用水）工业用水 是全球水资源利用的一个重要组成部分。工业用水取水量是全球水资源利用的一个重要组成部分。工业用水取水量约为全球总取水量的约为全球总取水量的1/4左右左右（3）生活用以）生活用以 居民生活用水是随着人口的增加和生活水平的提高而增加居民生活用水是随着人口的增加和生活水平的提高而增加。全依的生活用水量仅占全球总用水量的。全依的生活用水量仅占全球总用水量的8在右。对用水

37、在右。对用水总量零增长趋势影响不大。总量零增长趋势影响不大。2.2.2 全球水资源面临问题全球水资源面临问题1.水量短缺严重，供需矛盾尖锐水量短缺严重，供需矛盾尖锐 联合国环境规划得发表的联合国环境规划得发表的2000年全球环境展望年全球环境展望报报告指出：世界上已有大约告指出：世界上已有大约20的人缺乏安全的饮用水的人缺乏安全的饮用水50的人生活在没有卫生系统的地区。预测到的人生活在没有卫生系统的地区。预测到2025年，年，全世界将有全世界将有23的人口面临严重缺水的局面的人口面临严重缺水的局面。缺水区在缺水区在亚洲占亚洲占60，在非洲占，在非洲占85。对中东国家来说，缺水危。对中东国家来说

38、，缺水危机已经成为严酷的现实。另外世界上许多重要的水域机已经成为严酷的现实。另外世界上许多重要的水域是由多个国家共有的，普遍存在水资源利用矛盾和潜在是由多个国家共有的，普遍存在水资源利用矛盾和潜在冲突，最明显的是在尼罗河流域、亚洲西南间和中东。冲突，最明显的是在尼罗河流域、亚洲西南间和中东。v世界银行行长伊斯梅尔：本世纪许多战争都是为世界银行行长伊斯梅尔：本世纪许多战争都是为了争夺石油而进行的，下个世纪多为水源而战争。了争夺石油而进行的，下个世纪多为水源而战争。尼罗河流域尼罗河流域 埃及埃及2%2%的领土不是沙的领土不是沙漠，降雨量为漠，降雨量为0-2000-200mmmm，人人口为口为700

39、07000万，取河水量万，取河水量680680亿立方米，尼罗河流经亿立方米，尼罗河流经8 8个个国家，排最后一位。目前国家，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%，上游的苏丹与埃塞俄，上游的苏丹与埃塞俄比亚是埃及最重要的敌国，比亚是埃及最重要的敌国，决不能让它们发展起来决不能让它们发展起来这是埃及的国策，否则，这是埃及的国策，否则，进行战争。进行战争。中东地区中东地区 在中东，约旦河长在中东，约旦河长360360公公里，年平均流量里，年平均流量1818亿立方米，亿立方米，以色列取走以色列取走1010余亿，余亿，19671967年占年占领领1600160

40、0平方公里的戈兰高地平方公里的戈兰高地（约旦河主要补给区），以色（约旦河主要补给区），以色列地下水开采的列地下水开采的65%65%来自于被来自于被占领土。占领土。2、水源污染严重，、水源污染严重，“水质型缺水水质型缺水”突出突出 据统计，目前全世界每年约有据统计，目前全世界每年约有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，约占全球径的淡水，约占全球径流总量的流总量的14以上。以上。 据卫生学家估计，目前世界上有据卫生学家估计，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。据不完全统计，发展中国家每年有水污染引起的。据不完全统计，发展中国家每

41、年有2500万人死于饮用不洁净的水，占所有发展中国家万人死于饮用不洁净的水，占所有发展中国家死亡人数的死亡人数的1/3。v咸海的教训：为了发展农业，灌溉几百万公顷土咸海的教训：为了发展农业，灌溉几百万公顷土地，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年代流入为零。咸海的水量从年代流入为零。咸海的水量从10751075立方公里减少为立方公里减少为5454立方公里，盐度由立方公里，盐度由1010克增加克增加1010倍以上。从而导致倍以上。从而导致6 6万人的捕鱼业已经关闭；温度的调节作用下降，无万人的捕鱼业已经关闭；温度的调节作用下降

42、，无霜期从霜期从200200余天减少为余天减少为170170天；外裸的海床天；外裸的海床2800028000平方平方公里，雨量减少一半，该区域环境质量急剧下降。公里，雨量减少一半，该区域环境质量急剧下降。v向长江与珠江排放的污水向长江与珠江排放的污水150150亿吨亿吨/ /年，年，19991999年广年广州出现了州出现了5050年不遇的大水荒。松辽流域年不遇的大水荒。松辽流域1780817808公里的公里的河流，仅有河流，仅有160160公里为一类水质，不到公里为一类水质，不到1%1%。世界水资源概况世界水资源概况部分国家水资源总量与人均占有量部分国家水资源总量与人均占有量部分国家用水情况部

43、分国家用水情况世界若干富水国和贫水国的水资源（世界若干富水国和贫水国的水资源（19851985年）年）世界水资源状况评价主要指标世界水资源状况评价主要指标 2.2.3 全球水资源开发利用趋势全球水资源开发利用趋势主要表现在：主要表现在：（1）农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高。）农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高。 农业用水量在总用水量中所占的比例在逐年降低，但农业用水量在总用水量中所占的比例在逐年降低，但农业用水量基数大，仍然是当今相当长一段时间内的水农业用水量基数大，仍然是当今相当长一段时间内的水资源开发利用大户。尤为重要的是，农业用水的不可恢资源开发利用大户。尤为重要的是，农

44、业用水的不可恢复水量占用水量的比例又远远大于工业和生活用水的不复水量占用水量的比例又远远大于工业和生活用水的不可恢复水量的比例。可恢复水量的比例。（2）工业用水由于不可恢复的水量最低，将更）工业用水由于不可恢复的水量最低，将更加重视提高工业用水技术，降低用水定额，加大加重视提高工业用水技术，降低用水定额，加大节水力度，大幅度提高用水重复利用率。节水力度，大幅度提高用水重复利用率。（3）水资源的开发将更为重视经济、环境与生）水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。态的良性协调发展。2.3 2.3 中国水资源中国水资源2.3.1 2.3.1 中国水资源概况中国水资源概况 自然概况自然

45、概况大陆暖湿性气候大陆暖湿性气候河流众多，流域面积河流众多，流域面积100km2100km2，有，有5000050000多条多条 1000km2, 1000km2, 有有15001500多条多条分为太平洋、印度洋、北冰洋和内陆河四个流区分为太平洋、印度洋、北冰洋和内陆河四个流区水资源量，外流河占水资源量，外流河占95.4%95.4%，内陆河占，内陆河占4.6%4.6%七大江河：长江、黄河、珠江、松花江、海河、七大江河：长江、黄河、珠江、松花江、海河、 辽河、淮河辽河、淮河按长度：长江、黄河、黑龙江、松花江、珠江、按长度：长江、黄河、黑龙江、松花江、珠江、 雅鲁藏布江、塔里木河、澜沧江、怒江、辽

46、河雅鲁藏布江、塔里木河、澜沧江、怒江、辽河按面积：长江、黑龙江、黄河、松花江、珠江、按面积：长江、黑龙江、黄河、松花江、珠江、 淮河、海河、雅鲁藏布江、辽河、塔里木河淮河、海河、雅鲁藏布江、辽河、塔里木河多年平均年降水总量多年平均年降水总量6188961889亿亿m m3 3 (648mm) (648mm)河川年径流量河川年径流量2711527115亿亿m m3 3 (284mm)(284mm)水资源总量（包括地下水）水资源总量（包括地下水）2812428124亿亿m m3 3(295mm)(295mm)按按19971997年人口统计，人均水资源量年人口统计，人均水资源量2200m2200m3

47、 3中国水资源状况中国水资源状况属于轻度缺水的国家属于轻度缺水的国家到到2121世纪中叶，人口达到世纪中叶，人口达到1616亿高峰时，人均亿高峰时，人均 水资源量仅有水资源量仅有17601760亿亿m3m3，进入用水紧张国，进入用水紧张国 家的行列家的行列按平均径流深度，按平均径流深度，284mm284mm总体上可以维持较总体上可以维持较 好的生态环境好的生态环境开发利用程度开发利用程度18.3%18.3%，达到中等紧张程度，达到中等紧张程度局部地区：局部地区：淮河流域、西北部分内陆河流、辽河和淮河流域、西北部分内陆河流、辽河和黄河流域水资源开发利用率均超过或接近黄河流域水资源开发利用率均超过

48、或接近60%60%，海河流域已经超过，海河流域已经超过100%100%长期预测长期预测：据中国工程院咨询报告，预计到据中国工程院咨询报告，预计到20302030年年全国缺水量约全国缺水量约130130亿亿m3m3全国水资源的开发利用率将达到全国水资源的开发利用率将达到24.5%24.5%我国径流地带区划我国径流地带区划2.3.2 中国水资源时空分布特征中国水资源时空分布特征2.3.2.1 空间分布特征空间分布特征（1）降水、河流分布的不均匀性）降水、河流分布的不均匀性 主要表现为：降水和河川径流的地区分布不均主要表现为：降水和河川径流的地区分布不均匀，水土资源组合很不平衡。一个地区水资源的匀，

49、水土资源组合很不平衡。一个地区水资源的丰量程度主要取决于降水量的多寡。丰量程度主要取决于降水量的多寡。(2) 地下水资源分布的不均匀性地下水资源分布的不均匀性 我国地下水资源量总的分布特点是南方高于北方，地我国地下水资源量总的分布特点是南方高于北方，地下水资源的丰富程度由东南向西北逐渐减少下水资源的丰富程度由东南向西北逐渐减少 另外，由于另外，由于我国各地区之间社会经济发达程度不一，各地人口密集我国各地区之间社会经济发达程度不一，各地人口密集程度、耕地发展情况均不相同，使不同地区人均、单位程度、耕地发展情况均不相同，使不同地区人均、单位耕地面积所占有的地下水资源量具有较大的差别耕地面积所占有的地