城市水资源利用与管理水文及水资源学院

2013-7-24

自我介绍 孙营营，讲师。

联系方式：

◆河海大学SYY参考书目

董增川主编，水资源规划与管理，水利水电出版社，2008 左其亭等，水资源利用与管理，黄河水利出版社，2009 叶秉如主编，水资源系统优化规划和调度，水利水电出版社，2001

梁忠民等，水文水利计算，中国高等教育出版社，2005 黄永基，区域水资源供需分析方法，河海大学出版社，1990课程考核•笔试（平时成绩30%+考试成绩70%）•课程设计（第19周）

一、绪论资源的概念及分类

水资源的概念及分类

水资源的特点

水资源现状

水资源问题与挑战

课程主要内容1.1资源的概念及分类

资源的概念

一定历史条件下，人类开发利用以提高自己福利水平或生存能力的、具有某种稀缺性的，受社会约束的各种要素或事物的总称。

1.1资源的概念及分类

资源的分类

★自然资源★社会资源

按产业分类：工业资源，农业资源，旅游资源，水产资源

按物理特性分：物质资源和能量资源，能源又分一次能源和二次能源按再生性分：可再生和非可再生

特点

多功能性，区域性，整体性，有限性

人力资源

智力资源

信息资源

技术资源

管理资源

易变性，不平衡性，社会性，继承性

特点水资源的定义

国际：

《英国大百科全书》：自然界一切形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量。

英国《水资源法》：地球上具有足够数量的可利用的水。

联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）共同制定的《水资源评价活动——国家评价手册》：可资利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而被利用。

国内：

《中华人民共和国水法》将水资源认定为：“地表水与地下水”。

《环境科学词典》：特定时空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水的可利用性是有条件的。

《中国大百科全书》

——大气科学·海洋科学·水文科学卷：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。——水利卷：自然界各种形态（气态、液态或固态）的天然水。

——地理卷：地球上目前和近期人类可以直接或间接利用的水，是自然资源的一个组成部分。

水资源的涵义

广义的水资源：地球上水的总体。泛指自然界所有的以气态、固态、液态形式存在的水。

广义的水资源可以分为：地表水，地下水，土壤水，大气水，生物水水资源的涵义

狭义的水资源：较易被人类所利用的、有一定数量和质量保证的，并且在不长的时间中可以恢复和更新的淡水资源。

按照水资源的主要用途：

生活用水：人类日常生活及相关活动用水的总称。

生产用水：有经济产出的各类生产活动所需的水量，包括第一产业的种植业和林牧渔业，第二产业的高用水工业、一般工业、火（核）电工业和建筑业，以及第三产业的商饮业、其他服务业。

生态用水：生态系统维持自身需求所利用水的总称。

1.2 水资源的特点

(1) 水文循环的无限性和水资源的有限性

111

385

水文循环的产生原因？内因—水的“三态”变化；外因—太阳辐射和地心引力。

水文循环的分类

（1）水文大循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程。

（2）水文小循环：陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程。

（3）衍生的水循环：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，又称人为水循环（侧支循环）。

水文循环人为循环

降水

蒸发

海洋径流

回归水处理工程

水资源开发

工农业生产、生活用水不可复原水

衍生的水循环

人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好，会产生一系列水问题与生态环境问题。

1.2水资源的特点

极地冰盖、常年雪、地下冰10000年

世界大洋2500年

高山冰川1600年

地下水（深部）1400年

湖泊17年

沼泽5年

土壤水1年

河水16日

大气水8日

生物水几小时

全球的水循环周期是2400年/次，更新时间长、水污染严重。

水文循环的特点

1）太阳辐射和重力作用是水文循环的基本动力；

2）水文循环涉及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈；

3）全球水文循环是个闭合系统，但局部水文循环却是开放系统；

4）鉴于自然界水的循环规律，所以说水是一种可更新的资源；水资源的不断更新和循环再生为人类和生物的生存提供基本的物质基础。

5）人类和万物处于水循环（主要是陆地水循环）中, 人类活动直接影响着水的循环过程，回归水的质量直接或间接对水循环水质产生影响；6）由于水的循环作用，水具有自身净化作用；

7）由于水循环的特点决定了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；(2) 水资源时空分布的不均匀性

◆时间：年内分汛期、非汛期；年际分丰水年、枯水年。

◆空间：有些地区洪涝灾害频繁，有些地区干旱严重。

(3) 利用的广泛性和不可替代性

一号文件：“水是生命之源、生产之要、生态之基”。

应用在：农业灌溉、工业生产、生活用水（消耗性用水）；水力发电、航运、水产养殖、旅游（非消耗性用水）等。

(4) 利害两重性

自然属性

生活、生产、生态环境必需

洪灾、干旱、水污染、水浑利

害

改善运作条件、缓冲供需矛盾

土地淹没、生态环境破坏利

害

工程属性海洋96.5%其他3.5%

陆地冰1.9%

地下水1.5%湖泊0.017%

土壤水0.005%

河水0.0001%

大气水0.0001%

世界水资源现状——总水资源量

根据联合国教科文组织最新发表数字,地球上的水有13.86×108 km3；若平铺地面将形成2700 m 的水层。

世界淡水资源的分布图

世界水资源现状——多年平均河川径流量世界各大洲年降水及年径流分布0500

1000

1500

200025003000亚 洲非 洲北美洲南美洲南极洲欧 洲澳大利亚大洋洲（各岛）

降水径流地区分布不均

非洲干旱半干旱区年际变化可达1.5－2倍

欧洲湿润区年际

变化仅15－25％年际分布不均非洲和欧洲径流量的年际变化

长江黄河亚马逊河占

全球16％

世界大江大河的河川径流量

世界各国的水资源现状

20000

400006000080000100000120000140000巴西

前苏联加拿大

美国

印尼

中国

印度

日本年径流量

人口

人均水量亩均水量

国家年径流量人口人均水量亩均水量巴西51912123004220510704前苏联47140200178561386加拿大3122024001300834774美国2970222000135011046印尼281131480019513199中国271159990027141769印度17800678002625721日本

5470

11600

47168415

中国水资源总量居世界第六位，低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚。中国人均水资源仅占世界人均四分之一。

自有历史记载以来，全球总用水量一直增长。但是最近几十年增长速度显著加快，1940年后尤为明显。全球总用水量在20世纪中，增长了6－7倍，从500多增加到3500多立方公里/年。

500多

3500左右

总用水量

农业用水

工业用水

城市用水

世界水资源的开发利用状况

按年用水量统计：用水量最多的前六个国家依次是：中国

（519.8×109m3）、美国（467.34×109m3）、印度（280×109m3）、巴基斯坦（153.4×109m3）、俄罗斯（117×109m3）。

按人均用水量统计：排序倒数后五位的国家（地区）是：科威特、加沙地带、阿拉伯联合酋长国、巴哈马和卡塔尔。我国排在第127位。

地表水：27115亿m 3地下水：8288亿m3

河川径流地下水

我国水资源现状——总量

◆地表水与地下水之间重复计算的水量：7279亿m3

◆水资源总量：W

总

= 27115+8288–7279=28124亿m3

特点一：总量不丰富，人均占有量低

人均占有量

10002000300040005000600070008000

缺水警戒线

7342

2100

1760

世界目前人均

我国目前人均

m 3/P 我国2030年人均

1700

要建设节水型社会

中国可利用年径流总量：

~12000*108m 3

中国人均：

1980年~2714m 3，1990年~24m 3，2004年~2200m 3，2005年~2100m 3

中国亩均：1769m 3

我国水资源分布的特点

◆年际：分丰水年和枯水年，连续丰水年和

连续枯水年

汛期70%

30%

非汛期

建水库增强能力

实现洪水资源化

特点三：地区分布不均，水土资源不相匹配

年降雨量长江及以南

长江以北水土地0

20

40

60

80

100

%81%19%

38%62%水土资源分布 要建调水工程，提高水资源配置能力

提高水资源的承载力

南水北调工程线路图

望虞河

常熟枢纽

望亭立交

太浦闸

太

湖

长

江

太浦河

引江济太调水线路示意图◆需水量急剧增加

◆水质污染和用水浪费

全球水问题原因？

◆城市用水集中

◆森林植被减少

◆水资源管理分割

我国水问题水脏

水少

水多水浑

洪水

江河洪水是一种自然现象，是人类不可能完全消除的；江河洪灾则主要是由于人类开发利用江河冲积平原而产生的问题，应当由人类自己安排解决。

水少-干旱

在干旱地区的内陆河，下游河湖干涸不但使当地人民失去生存条件，而且由于下游生态系统的衰亡，造成沙漠扩大，危及区域生态安全。

水脏-水污染

水库

在经济发达地区，各类建设及生产中的废渣、废料和废水污染了地表水和地下水；河流、湖泊以至水库，都受到不同程度的污染，并且日趋严重，成为当前我国水资源可持续利用的最大威胁。

水浑-水土流失，环境恶化

水土流失，泥沙淤积

各种废气污染大气，造成酸雨，导致植被破坏和水体污染，森林和草地受到破坏，加重了水土流失；水土流失的严重，又导致土地退化，生态恶化，造成河道、湖泊泥沙淤积。

我国人均水资源不足2100m3，约为世界人均水资源占有量的1/4；全国669个城市中，有400多个城市缺水，其中缺水比较严重的城市有128个；全国每年因城市缺水影响产值2000亿元以上。

1.4 水问题与挑战

◆资源型缺水

水资源空间分布不均匀所致。

P min=40-70mm/year

P max=2000-4000mm/year

◆工程型缺水

●水资源时间分布不均匀的地区，可以通过水库进行年内或多年调节。由于经济发展不平衡，有些地区因建设资金问题，而且在相当长的一段时间内，没有能力建设蓄水工程，导致有水用不到的局面

●沿海地区由于流径短，本身不具备建设调蓄工程的条件

◆水质型缺水2、管理问题

农业用水浪费很大，全国灌区农业用水利用率约40％，发达

国家可达70～80％；部分地区存在大水漫灌现象。通过加强管理、采取一定节水措施，已有改观：

比较项目农田实灌面积

（万hm2）

灌溉用水量

（亿m3）

亩均灌水量

(m3)

1980年4092 3580 583 1993年4320 3440 531 2000年4824 3466 4793、水质污染问题

对全国92100km河长进行水质调查，符合饮用水标准的河长约占1/3，有11％的河长水质低于农业灌溉要求，约6％的河长中有毒含量超过排放标准。

◆污染最严重的三大河：海河、淮河、辽河；

◆污染最严重的三大湖：太湖、巢湖、滇池；

淮河水污染状况

◆水质状况

干流全线超标！◆水污染事件：

污水团集中下泄。

淮河水污染的原因

（1）根本原因：排污总量远大于水环境承载能力（纳污能力）；2004年，入河污废水43.9亿m3，

污染物：COD108万吨，氨氮10.7万吨；

限排意见：38.2万吨，2.66万吨。

（2）闸坝过多：5000余座！流动速度降低，自净能力下降，水质恶化加剧；

（3）资金投入不足；正在开展的污染防治工作：

核定纳污能力，提出排污总量意见；

闸坝运行管理状况评估，决定是否调整运行方式、改建或拆除；

优化闸坝（防污）调度方案

加强水资源一体化管理与控制

工业、生活废污水年排放50亿立方米，工业排放仅能初步达标 80％河网水体受到不同程度污染

太湖水体以Ⅳ类水为主，80%以上富营养化010

203040

50

60

70

8090上海江苏苏南浙江省界

近年受污染河道占总河道的百分比

IV 类39.8%V 类

13.3%劣于V 类

34.9%III 类8.4%II 类

3.6%

2000年流域省界水体水质类别比例图太湖流域水污染

1.4 水资源问题与挑战

水价偏低

技术落后

疏于管理

人口经济发展用水压力增加

水资源系统

供

水

系

统

用水系统配水系统

排水系统地下水再生水

生产生态生活地表水水资源系统的概念：完整的水资源系统是自然生态环境系统与社会经济发展系统的综合体。下载本文