第四章水資源

第四章水資源第一節(jié)水資源及其分類與特性第二節(jié)水資源評(píng)價(jià)第三節(jié)中國(guó)的水資源第四節(jié)水資源開發(fā)利用與保護(hù)第一節(jié)水資源及其分類與特性一、水資源的概念與作用1、水資源的概念水資源是指在當(dāng)前或可預(yù)見到的將來(lái)可以某種形式為人類提供利用的那部分水。（水資源=部分水源+技術(shù)）水資源是指在目前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，比較容易被人類利用的補(bǔ)給條件好的那部分淡水量，即大陸上由大氣降水補(bǔ)給的各種地表、地下淡水水體的動(dòng)態(tài)水量。①水的利用可能性是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)條件密切聯(lián)系在一起，因此在不同時(shí)期和不同地區(qū)，水資源的含義是不一樣的。②水資源是具有多種用途的物質(zhì)資源，眾所周知，水可以用來(lái)供水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、娛樂活動(dòng)等，因此不能只把某一個(gè)或幾個(gè)部門利用的水作為水資源的全部含義。③水資源利用應(yīng)該是不引起水量枯竭、水質(zhì)惡化的。因此，水資源不是一個(gè)單純自然屬性的概念，而是一個(gè)包括自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)在內(nèi)的綜合性概念。2、水資源的作用（1）水是人類生活不可少的生活資料，沒有水就沒有人類的生命和一切（2）水是社會(huì)生產(chǎn)非常重要的資源。（3）水也是自然環(huán)境的重要組成部分。3、分類二、水資源的特性補(bǔ)給上的可恢復(fù)性（循環(huán)性）數(shù)量有限性地區(qū)分布上的差異性時(shí)間分配上的不均勻性經(jīng)濟(jì)上的兩重性利用上的多樣性開發(fā)上的整體性第二節(jié)水資源評(píng)價(jià)一、水資源評(píng)價(jià)的目的與內(nèi)容1、評(píng)價(jià)的目的水資源評(píng)價(jià)是水資源規(guī)劃、開發(fā)利用、保護(hù)和管理的基礎(chǔ)工作，其目的在于查清水資源本身及其有關(guān)的基本情況，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的宏觀決策提供依據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)水資源評(píng)價(jià)尚無(wú)統(tǒng)一看法，隨著工作深入，水資源評(píng)價(jià)已由早期天然情況水文要素統(tǒng)計(jì)發(fā)展到水資源的利用，水資源的利用也由單純的水量供應(yīng)發(fā)展到開發(fā)利用的各個(gè)方面。2、水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，水資源評(píng)價(jià)是一項(xiàng)綜合評(píng)價(jià)，其主要內(nèi)容。包括確定目前和預(yù)測(cè)水資源的數(shù)量、質(zhì)量及其時(shí)空分布特點(diǎn)和相互關(guān)系，分析和估計(jì)水資源開發(fā)利用保護(hù)和管理各個(gè)階段已經(jīng)和可能出現(xiàn)的變化，確定有利和不利條件，提出決策和建議，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)和工農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)部門服務(wù)。(1)摸清水資源家底首先要對(duì)調(diào)查和收集到的資料及以往分析成果進(jìn)行整理和審查，選擇分析代表站，對(duì)徑流資料還原計(jì)算，對(duì)降水、徑流資料插補(bǔ)延長(zhǎng)和分析系列代表性。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行以下內(nèi)容的計(jì)算。①降水量和蒸發(fā)量的計(jì)算。了解它們的大小及時(shí)空變化規(guī)律。②河川徑流流量的計(jì)算。求出多年平均及不同頻率的河川徑流量，并分析其年內(nèi)分配與多年變化規(guī)律。②地下水資源的計(jì)算。按不同地貌單元，分別計(jì)算地下水補(bǔ)給量或排泄量。④水資源總量的計(jì)算。在不同地貌單元河川徑流量、地下水補(bǔ)給量(或排泄量)計(jì)算的基礎(chǔ)上，扣除重復(fù)量，即得出區(qū)域水資源總量。一般情況下，還應(yīng)進(jìn)行水量平衡分析，以檢查成果的合理性。。⑤入境與出境水量的計(jì)算。⑥水能資源的估算。包括河流水能蘊(yùn)藏量及可能開發(fā)的水能資餌。⑦水域資源的估算。包括水面面積、深度等。⑥水質(zhì)調(diào)查與分析。包括河流泥沙的數(shù)量、季節(jié)和年際變化及地區(qū)分布；河流水化學(xué)特征的時(shí)空分布規(guī)律；水污染現(xiàn)狀等。(2)了解水資餌開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在問題①已有的及規(guī)劃的水資源工程的特點(diǎn)。包括可供水量用水量及其時(shí)間分配、地區(qū)分布等情況。②水資源工程存在的問題。包括管理和環(huán)境保護(hù)等。③洪澇、干早、水土流失、水質(zhì)污染等災(zāi)害情況。包括它們發(fā)生的原因、時(shí)間、頻率、地區(qū)分布、災(zāi)害程度等。(3)水資源評(píng)價(jià)①根據(jù)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，計(jì)算目前和預(yù)估未來(lái)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游等部門所需求的水量、水質(zhì)以及水能、水域的開發(fā)利用要求。

②結(jié)合當(dāng)前及規(guī)劃的水資源開發(fā)利用情況，評(píng)價(jià)水資源滿足各部門需求的程度和保證程度，其中不同代表年、不同發(fā)展階段的水量供需平衡分析是最主要的評(píng)價(jià)內(nèi)容之一。

③確定水資源開發(fā)利用的有利和不利條件，為合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

(4)對(duì)策與建議①在上述工作基礎(chǔ)上，提出合理利用和保護(hù)水資源的對(duì)策與建議，為國(guó)家宏觀決策作參考。②范圍較大，差異顯著的區(qū)域可進(jìn)行水資源區(qū)劃，分區(qū)歸納出各時(shí)期水資源開發(fā)利用的主要問題，提出不同的對(duì)策與建議。二、水資源評(píng)價(jià)的程序調(diào)查階段：區(qū)域內(nèi)自然條件、經(jīng)濟(jì)條件、水資源利用和水害情況的調(diào)查研究、初步摸清水資源開發(fā)利用中的有利及不利條件。分析計(jì)算階段：天然水資源、可利用水資源、需水量、水能資源、水域資源、和水質(zhì)的分析計(jì)算以及水的災(zāi)害的分析。評(píng)價(jià)階段：供需關(guān)系分析評(píng)價(jià)、開發(fā)利用條件分析評(píng)價(jià)和水資源保護(hù)與環(huán)境影響分析評(píng)價(jià)。三、供需關(guān)系分析評(píng)價(jià)可供水量需（用）水量供需平衡計(jì)算1、可供水量蓄水工程（水庫(kù)、塘壩等）可供水量就是水庫(kù)的凈調(diào)節(jié)水量。（調(diào)節(jié)水量減去水庫(kù)損失）引、提水工程可供水量指通過引水工程或動(dòng)力機(jī)械設(shè)備直接從江河湖泊中自流引用或提取的水量。地下水可供水量則以地下水可開采量或?qū)嶋H用水量代替。2、需（用）水量蓄水部門河道內(nèi)用水——水力發(fā)電、航運(yùn)、放牧、養(yǎng)魚、河道充淤、旅游等用水。河道外用水——農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水等。4436（1）農(nóng)業(yè)用水灌溉用水、農(nóng)村居民生活用水、漁業(yè)用水、牲畜用水等。其中絕大多數(shù)為灌溉用水，約占90％以上，所以農(nóng)業(yè)用水基本隨灌溉面積和沼涸定額的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。1970—1975年世界灌溉面積由27.4億畝增至30億畝平均年增長(zhǎng)1.8%，同期農(nóng)業(yè)用水由1.9萬(wàn)億立方米增至2.1萬(wàn)億立方米，年增長(zhǎng)率2％。灌溉用水量與灌溉指標(biāo)——單位面積耕地用水量即灌溉定額有密切關(guān)系，而它又與氣候、土族、作物、耕作方法、灌水技術(shù)等有關(guān)。灌溉用水量應(yīng)對(duì)不同類型灌區(qū)劃分單元，分別由灌溉定額乘以灌溉面積求算，并確定毛灌溉用水量，凈耗水量和回歸水量。水資源供需分析還需預(yù)測(cè)未來(lái)不同水平年的灌溉用水量。預(yù)測(cè)的關(guān)鍵在于主要影響因素的分析和預(yù)測(cè)。主要影響因素是灌溉面積的發(fā)展速度，不同保證率情況下的不同灌溉方式的凈灌溉定額、作物品種及組成、渠系有效利用系數(shù)提高程度。根據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)2000年灌溉面積從1980年的73332萬(wàn)畝增加到8億畝，用水量將從4005億立方米增加到4407億立方米。（2）工業(yè)用水量工業(yè)用水是指工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程個(gè)，用于制造、加工、空調(diào)、冷卻、分化、洗滌等方面的用水，其中也包括企業(yè)內(nèi)部職工生活用水。工業(yè)生產(chǎn)不僅要用大量的水，而且同時(shí)排放相當(dāng)數(shù)量的工業(yè)廢水，是水體污染的主要污染源，因此工業(yè)用水業(yè)已引起各國(guó)的重視。在一些城市，如我國(guó)北方，水資源已成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。由于在用水循環(huán)過程個(gè)，水量是保持平衡的，因此可用水量平衡法計(jì)算工業(yè)用水量，即；通常所說的工業(yè)用水量不是總用水量，而是指實(shí)際取用水量即補(bǔ)充的新水(W補(bǔ)):經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)用水的重復(fù)利用率比較高，如日本為74％，西德75%，原蘇聯(lián)80％，美國(guó)85％，我國(guó)比較低，僅有30％左右。重復(fù)利用率(л)是重復(fù)用水量占總用水量的百分比，即：影響工業(yè)用水量的因素很多，要準(zhǔn)確地面估未來(lái)工業(yè)用水量比較困難，目前常用歷年工業(yè)用水量變化趨勢(shì)法、工業(yè)用水量一工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)率相關(guān)法和萬(wàn)元產(chǎn)值用水量變化趨勢(shì)法推算。根據(jù)北京等城市分析，當(dāng)工業(yè)用水結(jié)構(gòu)不發(fā)生根本變化時(shí)，隨著年產(chǎn)值的增長(zhǎng)，萬(wàn)元產(chǎn)值用水量下降，而重復(fù)利用率則不斷提高，（3）城市生活用水家庭用水和城市活動(dòng)用水。前者指維持日常生活的家庭及個(gè)人用水，后者指商業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、文化、娛樂、旅游、環(huán)保、消防等用水。用水量不斷增加。在公元前，一個(gè)人一天消耗12升水，到中世界增加到20-40升，十八世紀(jì)為60升。目前全世界城鎮(zhèn)生活用水量占總用水量7％。國(guó)外具有自來(lái)水供應(yīng)的城市，人均日用水量為100一300升，最高可達(dá)1000升。我國(guó)城市生活用水標(biāo)準(zhǔn)還不高，人均日用水量為85一150升左右，一般大城市日用水量為100一150升，最高有200一250升，中小城市為50一100升。總的是南方偏高，北方偏低。一個(gè)城市生活用水定額、用水結(jié)構(gòu)與城市特點(diǎn)和性質(zhì)有關(guān)，預(yù)測(cè)用水量應(yīng)考慮城市住房與公共設(shè)施的發(fā)展規(guī)劃，人口和各行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不同類型用水戶在總用水量中權(quán)重的變化以及合理用水使定額發(fā)生的變化等（4）河內(nèi)用水量河內(nèi)用水一般不消耗水色只是對(duì)流量、水位、流速、水溫、水質(zhì)等方面有不同的要求。河道內(nèi)一定流量的水量可同時(shí)供航運(yùn)、發(fā)電，“這類及環(huán)境保護(hù)等多種用戶使用。如長(zhǎng)江年總水量近一萬(wàn)億立方米，除14.2％為河外用水，余下85.8%均為河內(nèi)用水。河內(nèi)用水涉及面廣，情況復(fù)雜。一部分水量可與下游工農(nóng)業(yè)用水結(jié)合，但在汛期或非灌溉季節(jié)下游若沒有調(diào)蓄工程，經(jīng)發(fā)電、航運(yùn)后的水量流入海洋，不能被重復(fù)利用，其中一部分水量可視為耗水量。其他用水量應(yīng)當(dāng)分河段計(jì)算，上下游統(tǒng)一考慮。3、供需平衡計(jì)算供需平衡計(jì)算是根據(jù)不同水平年和不同頻率的代表年，以月為計(jì)算時(shí)段，按分區(qū)平衡單元，對(duì)供需兩方進(jìn)行對(duì)比，以水量平衡原理從上游到下游，先支流后干流依次進(jìn)行計(jì)算，最后匯總到區(qū)域出口控制點(diǎn)，求出全區(qū)余缺水量。各月余缺水量，不同分區(qū)的余缺水量不能相互平衡，不能正負(fù)抵銷，但上游可供水量的余水可供下游區(qū)間利用，因此要注意各分區(qū)計(jì)算單元可供水量之間可能被重復(fù)利用。各月余缺水量之和為全年余缺水量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)工程方法的完善，有的采用系統(tǒng)分析方法，建立數(shù)學(xué)(物理)模型，應(yīng)用模擬技術(shù)和最優(yōu)化技術(shù)，選擇最佳供需方案．作出最好助決策。第三節(jié)中國(guó)的水資源一、中國(guó)水資源總量平均每年降水量為61695億立方米，折合降水深度643毫米。全國(guó)河川徑流多年平均為26000億立方米，折合徑流深度為271毫米。地下水約7718億立方米，扣除卻表水和地下水轉(zhuǎn)化的重復(fù)量，全國(guó)水資源總量為2.7萬(wàn)億立方米。二、中國(guó)水資源的特點(diǎn)1、人均占有量很低人均水資源量為世界平均水平的1/4。2、時(shí)空分布不均勻長(zhǎng)江中下游地區(qū)，年徑流量與年蒸發(fā)量各占一半；長(zhǎng)江以南，年徑流量超過年蒸發(fā)量；長(zhǎng)江以北，年蒸發(fā)量大于年降水量，長(zhǎng)城以北和賀蘭山以西，降水幾乎全部被蒸發(fā)，塔里木等地地表徑流幾乎為零。季節(jié)分配不均年際變化大大部分地區(qū)年降水量的70%-80%集中降水量集中于5—10月。并多以暴雨形式出現(xiàn)，容易出現(xiàn)洪澇、干旱等自然災(zāi)害。3、水資源分配與生產(chǎn)布局矛盾突出4、高度開發(fā)與低水平利用目前，北方大多數(shù)河流水資源開發(fā)利用已超出其承載力，淮河、遼河、黃河流域水資源開發(fā)利用率超過或接近60%，海河已超過100%，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)際上認(rèn)定的水資源科學(xué)開發(fā)比率。水資源的高度開發(fā)直接引起了一系列環(huán)境問題，如地下水污染，海水入侵等災(zāi)害。5、水質(zhì)污染日益嚴(yán)重三、用水結(jié)構(gòu)2004年全國(guó)總用水量5548億立方米，其中生活用水占11.7%，工業(yè)用水占22.2%，農(nóng)業(yè)用水占64.6%，生態(tài)用水（僅包括人為措施供給的城鎮(zhèn)環(huán)境用水和部分河湖、濕地補(bǔ)水）占1.5%。按生活（單指居民生活）、生產(chǎn)、生態(tài)用水劃分，生活用水占8.0%，生產(chǎn)用水占90.5%，生態(tài)用水占1.5%。按東、中、西部地區(qū)統(tǒng)計(jì)，用水量分別為2145、1595、1808億立方米,相應(yīng)占全國(guó)總用水量的38.7%、28.7%、32.6%。由東往西，生活和工業(yè)用水比重逐漸減小，農(nóng)業(yè)用水比重逐漸增大。耗水量2004年全國(guó)用水消耗總量3001億立方米，其中農(nóng)業(yè)耗水占77.0%，工業(yè)耗水占9.3%，生活耗水占12.1%，生態(tài)耗水占1.6%。全國(guó)綜合耗水率（消耗量占用水量的百分比）為54%。干旱地區(qū)耗水率普遍大于濕潤(rùn)地區(qū)。各類用戶耗水率差別較大，農(nóng)田灌溉為64%，工業(yè)為23%，城鎮(zhèn)生活為30%。四、水資源預(yù)測(cè)到2030年，我國(guó)總用水量約為7000億-8000億m3；實(shí)際可用水量?jī)H為8000億-9000億m3；水資源開發(fā)利用接近極限。五、水資源問題解決途徑與水資源開發(fā)地區(qū)分布懸殊時(shí)間分配不均水浪費(fèi)、水污染水能資源：跨流域調(diào)水興建水庫(kù)防止水污染節(jié)約用水三峽、葛洲壩、龍羊峽等中國(guó)的水資源總量較多人均不足水資源是有限的存在問題解決措施1、水資源問題解決途徑2、水力資源的梯級(jí)開發(fā)依據(jù)綜合利用、近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合、措施上的整體性、開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的原則，進(jìn)行水資源規(guī)劃，針對(duì)整個(gè)流域進(jìn)行全面布局，把河流分成若干段進(jìn)行梯級(jí)開發(fā)。3、跨流域調(diào)水工程第四節(jié)水資源的開發(fā)利用一、水資源開發(fā)利用的近代發(fā)展二、水資源的開發(fā)利用1、防洪防洪措施主要有培修堤防、整治河道、分洪滯洪、興建水庫(kù)、開挖新河和水土保持等等。流域上游與中游水土保持一般比較重要。而在有條件的地方，通過興建水庫(kù)，往往會(huì)發(fā)揮較好的攔蓄洪水，削減洪峰的作用。2、農(nóng)業(yè)灌溉與供水?dāng)U大可靠水源：筑堤蓄水、跨流域引水、開發(fā)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。（耗費(fèi)能源多，成本高）4、航運(yùn)5、水產(chǎn)、旅游等三、水資源開發(fā)利用與保護(hù)的對(duì)策1、開辟新水源，節(jié)約用水，克服水資源短缺為了解決水資源短缺的矛盾，除了通過筑堤蓄水、跨流域引水、開發(fā)地下水等擴(kuò)大可靠水源之外，節(jié)水或更有效地利用現(xiàn)有水源是最重要的措施。如農(nóng)業(yè)推廣耐旱農(nóng)作物，推廣節(jié)水灌溉。節(jié)水措施上改進(jìn)灌溉方式，可提高灌溉效率，自流灌溉效率為37％，噴灌為75—85％，滴灌60一92％。同時(shí)加強(qiáng)工程管理，對(duì)增產(chǎn)和節(jié)水有重要意義。工業(yè)節(jié)水措施主要是合理布局；利用循環(huán)用水新技術(shù)，提高水的重復(fù)利用率