水资源利用与保护.ppt
- 文档编号:30792798
- 上传时间:2023-10-07
- 格式:PPT
- 页数:113
- 大小:18.46MB
水资源利用与保护.ppt
《水资源利用与保护.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水资源利用与保护.ppt(113页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
,水资源利用与保护课件,1、绪论2、水循环与水资源开发利用状况3、水资源量评价4、供水资源水质评价5、水资源供需平衡分析6、取水工程7、节水理论与技术8、水资源保护,1.1水资源的基本含义1.2水资源的特性1.3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,水资源利用与保护课件绪论,水资源利用与保护课件绪论,水是人类及一切生物赖以生存的不可缺少的重要物质,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,水资源利用与保护课件绪论,1.1.1水资源的属性
(1)自然属性自然界天然存在,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。
-我们不能违背其自然规律。
(2)对于人类具备可利用性水的类型多,水的用途广泛,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,地下水,地表水等。
-只有在当今经济技术条件下可以利用的。
水资源利用与保护课件绪论,(3)数量与质量兼顾性在数量上要足够,在质量上满足需要,在一定条件下是可以改变的。
(4)时变性是否是水资源很大程度上取决于经济技术条件,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。
1.1.2国内外对水资源的定义国外:
较早采用这一概念的是美国地质调查局(USGS)。
1894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地下水观测。
水资源利用与保护课件绪论,大不列颠大百科全书将水资源解释为:
“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”。
这一解释为“水资源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“可利用性”。
1963年英国的水资源法把水资源定义为:
“(地球上)具有足够数量的可用水”。
强调了其在量上的可利用性。
水资源利用与保护课件绪论,联合国教科文组织(UNESC0)和世界气象组织(WMO)共同制订的水资源评价活动国家评价手册中,定义水资源为:
“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,并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。
”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,其二是强调了水资源的质量。
水资源利用与保护课件绪论,国内:
1988年8月1日颁布实施的中华人民共和国水法将水资源认定为“地表水和地下水”。
环境科学词典(1994)定义水资源为“特定时空下可利用的水,是可再利用资源,不论其质与量,水的可利用性是有限制条件的”。
水资源利用与保护课件绪论,中国大百科全书在不同的卷册中对水资源也给予了不同的解释。
如在大气科学、海洋科学、水文科学卷中,水资源被定义为“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”;在水利卷中,水资源被定义为“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为供评价的水资源”。
水资源利用与保护课件绪论,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资源所包含的“量”和“质”在一定条件下是可以改变的水资源的开发利用还受到经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。
水资源利用与保护课件绪论,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,既包括数量和质量含义,又包括其使用价值和经济价值。
水资源利用与保护课件绪论,1.1.3水资源的定义狭义:
是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。
广义:
是指在一定的经济技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水中物质,在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。
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,水资源利用与保护课件绪论,水资源利用与保护课件绪论,1.2水资源的特性1、资源的循环性水资源具有的流动性,在循环中形成的一种动态资源,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、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。
水资源利用与保护课件绪论,2、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资源仅占全球总水量的2.5,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仅占全球总水量的0.8。
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,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,水资源的储量是有限的。
水资源利用与保护课件绪论,3、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。
我国水资源在区域上分布极不均匀。
总体上表现为东南多西北少;沿海多,内陆少;山区多,平原少。
水资源利用与保护课件绪论,4、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、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两重性。
水资源利用与保护课件绪论,1.3水资源研究现状与发展趋势20世纪60年代以来,随着世界经济的迅速发展,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。
水资源利用与保护课件绪论,1.3.1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(IHD)(19651974)机构,120多个国家参加了本资源研究。
1975年成立了国际水文规划委员会(IHP)(19751989)接替IHD。
水资源利用与保护课件绪论,第一期IHP计划(19761980)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;第二期IHP计划(19811983)强旧了水资源与环境关系的研究;第三期IHP计划(19841989)则研究”为经济和社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”,强调水文学与资源规划与管理的联系,力求有助于解决世界水资源问题。
水资源利用与保护课件绪论,1972年成立的国际水资源协会,19731988年间召开的六次水资源专题国际会议,主要从水人类生存环境探讨世界水资源问题。
联合围地区经济委员会、粮农组织、世界卫生组织(WHO)、联合国环境规划署(UNEP)等制定了配合水资源评价活动的内国。
1977年联合国在阿根廷马尔德普拉过召开的世界水会议上,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。
水资源利用与保护课件绪论,1983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预测。
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。
水资源利用与保护课件绪论,1987年5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”水的未来水文学和水资源开发展望”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1991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。
水资源利用与保护课件绪论,1.3.2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
(2)水资源系统分析多目标化(3)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、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,水资源利用与保护课件绪论,(4)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术的研究取得了显著进展。
水资源利用与保护课件绪论,1.4水资源利用与保护的任务和内容主要任务:
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。
水资源利用与保护课件绪论,主要内容包括:
(1)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;(3)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;(5)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:
(7)水资源保护与管理的内容、方法和措施。
水资源利用与保护课件2章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地球水量储存与循环2.1.1地球水储量与分布,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,地球上水的储存形式及储量,地球上水的组成,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,世界淡水的组成,其它淡水的组成,世界的其它淡水中,河流水和湖泊淡水分别占了世界淡水总储量的0.006%和0.26%,再加上少量的浅层地下水,可利用的淡水占全球淡水总储量的0.3%,水资源是有限的!
各种水体所占比例,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.1.2地球上水循环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,不断地循环交替与更新。
一、自然循环蒸发降水径流的过程周而复始,不停地进行,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,
(1)可分为小循环和大循环:
小循环是指由海洋表面蒸发的水汽,又以降水形式落入海洋;或者由大陆表面(包括陆地水体表面、土面及植物叶面等)蒸发的水气,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大循环则是由海洋表面蒸发的水汽,随气流带到大陆上空,形成降水落回地面,再通过径流(地表的及地下的)返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程称为大循环,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,地球水循环示意图(单位:
109m3),水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,
(2)自然界水循环的意义:
鉴于自然界水的循环规律,所以说水是一种可更新的资源;人类和万物处于水循环(主要是陆地水循环)的环境中,人类活动直接影响着水的循环过程。
由于水的循环作用,水具有自身净化作用;由于水循环的特点决定,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。
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。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,(3)更替周期所谓更替周期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算:
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,例:
大气水的储量为1.29X104km3,全球从水面和地面平均每年有57.7X104km3的水蒸发到大气中,由此大气水的平均更替周期为:
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,二、人为循环(侧支循环)自然界的水文循环除受到太阳辐射能作用,从大循环或小循环方式不停运动之外,由于人类生产与生活活动的作用与影响不同程度地发生“人为水循环”。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,图2-1自然-人为复合水温循环概念简图,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.1.3水量平衡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,这一关系称为水量平衡。
1、全球水量平衡
(1)若以地球陆地作为研究范围,其水量平衡方程为:
(2-2),水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,式中EL陆地蒸发量;PL陆地降水量;R入海径流量;SL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SL可正可负。
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。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,因此,多年平均水量平衡方程式为:
式中陆地的多年平均年蒸发量;陆地多年平均年降水量;多年平均年入海径流量。
(2-3),水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,
(2)海洋对海洋而言,多年平均年蒸发量等于多年平均年降水量与多年平均年入海径流量之和,即:
(2-4),水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,将(2-3),(2-4)式合并,即得全球水量平衡方程:
(2-5),或:
(2-6),即全球多年平均年蒸发量等于全球多年平均年降水量。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2、流域水量平衡根据水量平衡原理,对于非闭合流域,即地下分水线与地面分水线不相重合的流域,可列出如下水量平衡方程式:
(2-7),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出量;S1,S2时段初和时段末的蓄水量。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,(2-8),对闭合流域:
(2-9),对闭合流域,多年平均情况,,(2-10),水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,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:
(2-11),式中人为水循环影响下某时段内径流量的变化量。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.2全球水资源2.2.1全球水资源开发利用状况1980年的统计结果:
(1)全球水资源的利用量69用于农业,23用于工业,8为居民用水。
(2)世界用水量差异极大,在工业发达的欧洲,用水量有近54用于工业,而在亚洲和非洲地区,农业用水量占总用水量的80以上,主要用于农田灌溉。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,
(1)农业用水农业用水一直占全部用水量2/3以上。
(2)工业用水是全球水资源利用的一个重要组成部分。
工业用水取水量约为全球总取水量的1/4左右(3)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。
全依的生活用水量仅占全球总用水量的8在右。
对用水总量零增长趋势影响不大。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.2.2全球水资源面临问题1.水量短缺严重,供需矛盾尖锐联合国环境规划得发表的2000年全球环境展望报告指出:
世界上已有大约20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2025年,全世界将有23的人口面临严重缺水的局面。
缺水区在亚洲占60,在非洲占85。
对中东国家来说,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。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,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。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,尼罗河流域,埃及2%的领土不是沙漠,降雨量为0-200mm,人口为7000万,取河水量680亿立方米,尼罗河流经8个国家,排最后一位。
目前埃及缺水30%,水的利用率75%,上游的苏丹与埃塞俄比亚是埃及最重要的敌国,决不能让它们发展起来这是埃及的国策,否则,进行战争。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,中东地区,在中东,约旦河长360公里,年平均流量18亿立方米,以色列取走10余亿,1967年占领1600平方公里的戈兰高地(约旦河主要补给区),以色列地下水开采的65%来自于被占领土。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2、水源污染严重,“水质型缺水”突出据统计,目前全世界每年约有420多km3污水排入江河湖海,污染了5500km3的淡水,约占全球径流总量的14以上。
据卫生学家估计,目前世界上有1/4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2500万人死于饮用不洁净的水,占所有发展中国家死亡人数的1/3。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,咸海的教训:
为了发展农业,灌溉几百万公顷土地,60年代每年50-70立方公里水流不能入咸海,80年代流入为零。
咸海的水量从1075立方公里减少为54立方公里,盐度由10克增加10倍以上。
从而导致6万人的捕鱼业已经关闭;温度的调节作用下降,无霜期从200余天减少为170天;外裸的海床28000平方公里,雨量减少一半,该区域环境质量急剧下降。
向长江与珠江排放的污水150亿吨/年,1999年广州出现了50年不遇的大水荒。
松辽流域17808公里的河流,仅有160公里为一类水质,不到1%。
世界水资源概况,部分国家水资源总量与人均占有量,部分国家用水情况,世界若干富水国和贫水国的水资源(1985年),世界水资源状况评价主要指标,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.2.3全球水资源开发利用趋势主要表现在:
(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资源开发利用大户。
尤为重要的是,农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可恢复水量的比例。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,
(2)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、环境与生态的良性协调发展。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.3中国水资源2.3.1中国水资源概况,自然概况,大陆暖湿性气候河流众多,流域面积100km2,有50000多条1000km2,有1500多条分为太平洋、印度洋、北冰洋和内陆河四个流区水资源量,外流河占95.4%,内陆河占4.6%七大江河:
长江、黄河、珠江、松花江、海河、辽河、淮河按长度:
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、辽河按面积:
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,多年平均年降水总量61889亿m3(648mm)河川年径流量27115亿m3(284mm)水资源总量(包括地下水)28124亿m3(295mm)按1997年人口统计,人均水资源量2200m3,中国水资源状况,属于轻度缺水的国家到21世纪中叶,人口达到16亿高峰时,人均水资源量仅有1760亿m3,进入用水紧张国家的行列按平均径流深度,284mm总体上可以维持较好的生态环境开发利用程度18.3%,达到中等紧张程度,局部地区:
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60%,海河流域已经超过100%长期预测:
据中国工程院咨询报告,预计到2030年全国缺水量约130亿m3全国水资源的开发利用率将达到24.5%,我国径流地带区划,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.3.2中国水资源时空分布特征2.3.2.1空间分布特征
(1)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匀,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。
(2)地下水资源分布的不均匀性,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,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。
2.3.2.2时间分布特征我国大部分地区受季风影响明显,降水年内分配不均匀,年际变化大,枯水年和丰水年连续发生。
我国最大年降水量与最小年降水量之间相差悬殊。
降水量的年内分配也很不均匀。
各区域水土资源匹配状况,北方人口2/5,水资源1/5南方人口3/5,水资源4/5北方人均水资源1127立方米,仅为南方的1/3,水资源与人口组合特点,水资源与耕地组合特点,北方耕地3/5,水资源1/5南方耕地2/5,水资源4/5南方每公顷耕地28695立方米,是北方的3倍我国有1333多万公顷可耕后备荒地,集中在东北区与西北区,矿产北方占59%,每100亿元水量16立方米,南方94立方米。
东北与华北占全国GDP38%,而水资源量不足12%,水资源与矿产资源组合特点,主要流域地表水水质,水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,2.3.3中国水资源开发利用
(1)农业用水农田灌溉用水是农业的主要用水和耗水对象,占农业总用水的比例始终保持在90以上的水平。
在农业用水中,地下水的开发利用占据十分重要的地位。
(2)工业和生活用水近20年来,我国工业和生活用水量具有显著的提高,所占总用水量的比例也有大幅度的增加。
2.3.4中国水资源面临主要问题,1、水资源开发过度,生态破坏严重2、城市供水集中,供需矛盾尖锐3、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。
2)泉水流量衰减或断流。
水资源利用与保护课件2章水循环与水资源开发利用状况,3)地面沉降。
4)由于超量开采地下水,造成水位大幅下降,地面失衡,在覆盖型岩溶水源地和矿区产生地面塌陷。
5)海水入侵。
4、水资源污染严重、水环境日益恶化5、水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理,水资源供应不足,水资源需求增加,水资源供需矛盾加剧,水环境污染问题严峻,水土流失问题突出,地下水超采严重,水资源供需预测,生态环境用水逐步提高,预计2030年前后出现用水高峰,解决途径,节水型社会的特征指标,用水状况,我国水资源特点及解决途径,谢谢Thankyou,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水资源 利用 保护