0水資源與環(huán)境管理(04)

1、1,水資源管理 涂新軍 ,2,第四章 水資源的數(shù)量管理,一、水資源數(shù)量,二、水資源量供需平衡,三、非常規(guī)水資源,四、水資源流和虛擬水,3,一、水資源數(shù)量,（一）世界水資源,（二）中國水資源,4,（一）世界水資源,5,（一）世界水資源,6,（一）世界水資源,目前世界上有53個(gè)國家和地區(qū)（占全球陸地面積的60%）缺水。 聯(lián)合國發(fā)表的世界水資源綜合評(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè)結(jié)果表明，到2025年，全世界人口將增加至83億，生活在水源緊張和經(jīng)常缺水國家的人數(shù)，將從1990年的3億增加到2025年的30億，全世界將有1/3的人口遭受中高度到高度缺水的壓力。,7,（二）中國水資源,8,（二）中國水資源,9,（二）中國水

2、資源,10,（二）中國水資源,11,二、水資源量供需平衡管理,（一）水資源量的評(píng)價(jià) （二）水資源需求預(yù)測(cè) （三）水資源供給預(yù)測(cè) （四）水資源供需平衡分析,12,（一）水資源量的評(píng)價(jià),水資源量管理的基礎(chǔ)是對(duì)水資源量的準(zhǔn)確掌握。水資源量的評(píng)價(jià)是水資源規(guī)劃與管理的基礎(chǔ)。 主要包括地表水資源量、地下水資源量、水資源總量、水資源可利用量、水資源開發(fā)利用程度、供水量、用水量、用水消耗等。,13,（一）水資源量的評(píng)價(jià),地表水資源量就是河流、湖泊、冰川等地表水體中由當(dāng)?shù)亟邓纬傻?、可以更新的?dòng)態(tài)水量，用天然河川徑流量來表示，并與頻率選擇有關(guān)。（如50%、75%、90%等） 地下水資源量是指地下水體中參與水循環(huán)

3、且可以更新的動(dòng)態(tài)水量。 水資源總量就是當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇砗偷叵庐a(chǎn)水量，即地表產(chǎn)流量與降水入滲補(bǔ)給地下水量之和。,14,（一）水資源量的評(píng)價(jià),水資源可利用量包括地表水資源可利用量和地下水可利用量?jī)刹糠帧?地表水可利用量是指在可遇見的時(shí)期內(nèi)，同時(shí)在考慮生態(tài)環(huán)境需水和必要的河道內(nèi)用水需求的前提下，通過經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施可供河道外一次性利用的最大水量。 （不含回歸水重復(fù)利用量） 地下水可開采量是在可遇見的時(shí)期呢，通過經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施，在不致引起生態(tài)環(huán)境惡化條件下允許從含水層中獲取的最大水量。,15,（一）水資源量的評(píng)價(jià),水資源開發(fā)利用程度通常用地表水資源開發(fā)率、地下水開采率和水資源利用消

4、耗率來表示。 地表水資源開發(fā)率指地表水資源供水量占地表水資源量的百分比；地下水開采率是地下水實(shí)際開采率占地下水資源量的百分比。 水資源利用消耗率是用水消耗占水資源總量的百分比。（？）,16,（一）水資源量的評(píng)價(jià),供水量 是指各種水源工程為用水戶提供的包括輸水損失在內(nèi)的毛供水量。 用水量 是分配給用水戶的包括輸水損失在內(nèi)的毛用水量。 用水消耗量（耗水量）是指毛用水量在輸水、用水過程中，通過植物蒸騰、土壤吸收、產(chǎn)品帶走、居民和牲畜飲用等多種途徑消耗掉而 不能回歸 到地表水體或地下水層的水量。,17,（二）水資源需求預(yù)測(cè),目前，我國水資源綜合規(guī)劃按“三生”用水進(jìn)行預(yù)測(cè)，即生活用水、生產(chǎn)用水、生態(tài)環(huán)境

5、用水。 生活用水包括城鎮(zhèn)居民用水和農(nóng)村居民用水 生產(chǎn)用水包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、建筑業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)用水。,18,19,（二）水資源需求預(yù)測(cè),對(duì)于未來水資源需求的預(yù)測(cè)，重要的問題是準(zhǔn)確性。（？）對(duì)于未來需水預(yù)測(cè)結(jié)果，決定水戰(zhàn)略。 萬元產(chǎn)值需水量定額預(yù)測(cè)的水資源需求普遍偏高 目前，人均綜合用水量法得到廣泛的認(rèn)同 。,20,（二）水資源需求預(yù)測(cè),21,（三）水資源供給預(yù)測(cè),供水量是指在不同的來水條件下，供水設(shè)施可提供的水量。 根據(jù)供水的來源，供水水源由以下幾個(gè)部分構(gòu)成： 常規(guī)水源：地表水源、地下水源、跨流域調(diào)水 非常規(guī)水資源：污水回用、微咸水利用、雨水利用、洪水資源化、海水等,22,（三）水資源供給預(yù)

6、測(cè),23,（三）水資源供給預(yù)測(cè),供水預(yù)測(cè)應(yīng)注意： 供水量預(yù)測(cè)是在考慮供水現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，要考慮不同保證率的可供水量； 要預(yù)計(jì)不同規(guī)劃水平年工程變化情況以及考慮現(xiàn)有工程更新改造和續(xù)建配套后新增的供水能力； 要考慮工程老化、水庫淤積和因上游用水增加造成的來水量減少等對(duì)工程供水能力的影響。,24,（四）水資源供需平衡分析,供需平衡分析就是采取各種措施使水資源供水量和需求量處于平衡狀態(tài)。 水資源供需平衡的基本思想就是“開源節(jié)流”。 開源就是增加水源，包括開辟新的水源，海水利用、非常規(guī)水資源的開發(fā)利用、虛擬水等 。 而節(jié)流就是通過各種手段抑制需求，包括通過技術(shù)手段提高水資源利用率和利用效率，如通過挖潛減少

7、水資源的需求、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改革管理機(jī)制等。 根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，來決定是 “以供定需 還是 以需定供 “的水資源供需管理政策。,25,三、非常規(guī)水資源,（一）污水回用 （二）微咸水利用 （三）雨水利用 （四）海水利用,26,（一）污水回用（中水利用，再生水）,以色列是水資源極為短缺的國家，水資源短缺促進(jìn)了以色列在污水凈化和回收利用發(fā)展，其技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。 以色列立法規(guī)定要充分利用廢水。城市中的水至少回用一次,污水回用后用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)企業(yè)、市民沖廁、河流復(fù)蘇等方面。 全國90%的污水收集排放,80%經(jīng)過處理,最后有60%65%的處理后的污水回用。 這些再生水中有42

8、%用于灌溉,30%回灌地下。,27,（一）污水回用,日本早在1962年就開始回用污水，70年代已初見規(guī)模，90年代初日本在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了廢水再生回用的調(diào)查研究與工藝設(shè)計(jì) 。 賴滬內(nèi)海地區(qū)污水回用量已達(dá)到該地區(qū)用淡水總量的2/3。 1991年日本的“造水計(jì)劃”中明確將污水再生回用技術(shù)作為最主要的開發(fā)研究?jī)?nèi)容加以資助,開發(fā)了很多污水深度處理工藝。,28,（一）污水回用,美國有357個(gè)城市回用污水,再生回用點(diǎn)536個(gè)。城市污水回用總量約為9.41093/年，其中灌溉用水占總回用量的60%，工業(yè)用水占總用水量的30%，城市生活等其它方面的回用水量不足10% 。 我國把“水資源的可持續(xù)利用和污水處理回

9、用”明確寫入“第十個(gè)五年計(jì)劃發(fā)展綱要”和新水法中。,29,（二）微咸水的利用,微咸水利用有了很長(zhǎng)時(shí)間，技術(shù)日趨完善。最為典型的是以色列，經(jīng)過科學(xué)合理的開發(fā)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使微咸水和淡水混合為生活飲用水及農(nóng)林業(yè)灌溉用水。 日本用含鹽濃度7.020.0g/kg的滯潮地或潮水河的水進(jìn)行灌溉。 我國北方可開采的微咸水(礦化度2.03.0g/L)資源總量約130.0億m3,其中華北地區(qū)23.0億m3,已利用了6.6億m3，華北平原還有高達(dá)2萬平方公里礦化度3-5g/L地下咸水面積，初步估算可以有開采條件的10-15億m3，淮河流域微咸水資源總量約125.0億m3,尚未開發(fā)利用。,30,（三）雨水

10、利用,雨水利用就是直接對(duì)天然降水進(jìn)行收集、儲(chǔ)存并加以利用，雨水利用可以粗略地分為農(nóng)業(yè)利用和城市利用。 近年來,世界各地悄然掀起了雨水利用的高潮,并成立了國際雨水集流系統(tǒng)協(xié)會(huì)(IWRA),于19821997年在世界各地召開了8次國際雨水收集大會(huì)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，從20世紀(jì)80年代后期到現(xiàn)在，我國已建成水窖、水池、小塘壩等小微型工程1200萬處，可集蓄雨水160億3，初步解決3600萬人的飲用水問題，為近267萬hm2旱作農(nóng)田提供了補(bǔ)充灌溉水源，使近3000萬人開始擺脫干旱缺水的束縛和困擾（朱強(qiáng)等，2004）,31,（三）雨水利用,城市雨水的利用方式： （1）屋面雨水集蓄利用，利用屋頂做集雨面用于家庭、

11、公共和工業(yè)等方面的非飲用水，如澆灌、沖廁、洗衣、冷卻循環(huán)等中水系統(tǒng)。 （2）屋頂綠化雨水利用，屋頂綠化是一種削減徑流量、減輕污染和城市熱島效應(yīng)、調(diào)節(jié)建筑溫度和美化城市。 （3）園區(qū)雨水集蓄利用，綠地入滲，維護(hù)綠地面積，同時(shí)回補(bǔ)地下水。 （4）雨水回灌地下水，在一些地址條件比較好的地方，進(jìn)行雨洪回灌，人工補(bǔ)給地下水。,32,（四）海水利用,海水利用的方式 ： （1）開發(fā)海底淡水資源 （2）直接利用海水 （3）海水淡化利用,33,（四）海水利用,海水直接利用主要是生產(chǎn)和生活兩個(gè)方面，從總的情況來看，工業(yè)冷卻用水占海水總利用量90%。 日本早在30年代開始利用海水，目前幾乎沿海所有企業(yè)，如鋼鐵、化工

12、、電力等部門都采用海水作為冷卻水。 西歐六國海水年利用量2000億立方米。 香港地區(qū)沖廁水用水量為52萬m3/d，占香港淡水總用量的21.6%。香港于20世紀(jì)50年代末開始采用海水沖廁，目前沖廁海水的用量已達(dá)到35萬m3/d，占沖廁用水的70%左右，香港最終目標(biāo)是全部用海水。,34,（四）海水利用,1997年全世界擁有日處理能力100 m3以上的海水淡化裝置12 451個(gè)，處理容量達(dá)2 273104m3/d，近年來在以10%30%的速度增長(zhǎng)。 中東地區(qū)在世界海水淡化市場(chǎng)所占的份額最大，海水淡化量已占世界海水淡化總量的62%。 中國是繼美、法、日、以色列等國之后研究和開發(fā)海水淡化先進(jìn)技術(shù)的國家之

13、一， 1997年，我國500 m3/d的脫鹽設(shè)備已有40多個(gè)，總產(chǎn)水量18.69萬m3 /d （占世界海水淡化總量的0.8%, 名列第20位），目前我國年利用量80多億m3方。（p62，表3-11）,35,四、水資源流和虛擬水,（一）水資源流 （二）虛擬水,36,(一）水資源流,對(duì)于區(qū)域而言，水資源流向有四部分： （1）以資源、產(chǎn)品的形式流入?yún)^(qū)域 （2）蒸騰蒸發(fā)的損失 （3）以污水排放的方式排放 （4）以資源、產(chǎn)品的形式輸出區(qū)域 所謂的水資源流管理，就是通過區(qū)域水資源流向的分析，明確水資源流入和流出，確立最佳的水資源配置，調(diào)控區(qū)域水資源的行為，管理水資源系列行為的總和。,37,(一）水資源流,38,(二）虛擬水,虛擬水與虛擬水戰(zhàn)略是Tony Allan在20世紀(jì)90年年代提出，是指生產(chǎn)商品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量。 虛擬水不是真實(shí)意義上的水，而是以“虛擬”的形式包含在產(chǎn)品中的“看不見”的水。 虛擬水同時(shí)也被稱為“嵌入水”或“外生水”，特指進(jìn)口虛擬水的國家或地區(qū)使用了非本國或本地區(qū)的水這一事實(shí)。,39,