第二章水循環(huán)與水資源開發(fā)利用情況第一節(jié)地球水量儲存與循環(huán)第二節(jié)全球水資源第三節(jié)中國水資源圖1全球水循環(huán)的水量平衡圖２我國水資源利用狀況圖３水的自然、社會循環(huán)示意圖圖４現代的城市取水不斷修建越來越遠的引水工程圖５新的城市取水模式圖６現代不健康的營養(yǎng)物質循環(huán)圖７創(chuàng)新的現代城市水系統圖８流域水健康循環(huán)示意圖第一節(jié)地球水量儲存與循環(huán)一地球水儲量與分布二地球上水循環(huán)三水量平衡一地球水量儲存與循環(huán)地球儲量海洋水量96.5%陸地水量3.5%淡水量72.9%其它27.1%難以利用的水69.6%可以利用的水30.4%可供人類利用的淡水資源特點：

數量有限（占全球水總儲量的1％）分布地極不均勻地球水儲量表世界各大洲淡水資源分布表二地球上水循環(huán)自然界的水文循環(huán)：水的蒸發(fā)降水徑流的循環(huán)過程是周而復始、不停進行著，水的這種運動稱為……自然界的水文循環(huán)，根據其循環(huán)途徑分為大循環(huán)和小循環(huán)大循環(huán)和小循環(huán)的含義

大循環(huán)：指水在大氣圈、水圈、巖石圈之間的循環(huán)過程；小循環(huán)：指陸地或者海洋本身的水單獨進行循環(huán)的過程。水的自然循環(huán)示意圖水的社會循環(huán)示意圖全球水循環(huán)狀況

根據1978年的統計資料，參與全球動態(tài)平衡的循環(huán)水量為，僅占全球水儲量的0.049%.更替周期更替周期：指在補給停止的情況下，各類水從水體中排干所需要的時間。計算公式：式中T－水的更替周期

q（t）－單位時間內水體中參與循環(huán)的水量

Q（t）－某一時刻水體中儲存的水量例題：

大氣水的儲量為，全球從水面和地面平均每年有的水蒸發(fā)到大氣中，求大氣水的平均更替周期？解：大氣水的平均更替周期為：

各種水體的更替周期表人為水循環(huán)定義：由于人類不同程度的生產和生活活動的作用與影響所形成的水循環(huán)的過程。三水量平衡（1.全球水量平衡2.流域水量平衡）

從全球角度來認識水的自然循環(huán)過程，其總水量是平衡的。研究水量平衡的作用：

①有助于了解循環(huán)各要素的數量關系，估計地區(qū)水資源數量；②分析水資源各要素之間的相互轉化關系，確定水資源的合理利用量。1.全球水量平衡

研究范圍：地球陸地水量平衡方程為：（2－2）式中——陸地蒸發(fā)量

——陸地降水量

——入海徑流量

——陸地研究時段內蓄水量的變量1.全球水量平衡

可正可負，在觀測年數趨近無窮大時，正負抵消，蓄水量總的變化趨近于零。所以，多年平均水量平衡方程式為：（2－3）式中——分別為陸地的多年平均蒸發(fā)量、多年平均年降水量和多年平均年入海徑流量

1.全球水量平衡

對海洋而言：（2－4）將3、4式合并，即得全球水量平衡方程：（2－5）（2－6）即全球多年平均年蒸發(fā)量等于多年平均年降水量2.流域水量平衡

根據水量平衡原理，對于非閉合流域（地下分水線與地面分水線不相重合得流域）可列下面水量平衡方程式：（2－7）式中——降水量時段內區(qū)域的降水量；

——時段內的水蒸氣凝結量和蒸發(fā)量；

——時段內地面徑流和地下徑流流入量；

——時段內地面徑流和地下徑流流出量；

——始端初和始端末的蓄水量。2.流域水量平衡

令代表凈蒸發(fā)量，則上式為：（2－8）此時即為非閉合流域的水量平衡方程但對于一個閉合流域：若令則閉合流域水量平衡方程為：（2－9）

2.流域水量平衡其中（2－10）式中——流域多年平均降水量，年徑流量和年蒸發(fā)量對于人為水循環(huán)影響下的閉合流域的水量平衡，則：

（2－11）

——人為水循環(huán)影響下某時段內徑流量的變化量本節(jié)完返回本章目錄地表水環(huán)境質量標準（GB3838－2002）Ⅰ類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)。Ⅱ類：主要適用于集中式生活飲用水地表水水源地一級保護區(qū)、珍貴水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等。Ⅲ類：主要適用于集中式生活飲用水地表水水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、回游通道、水產養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。Ⅳ類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。Ⅴ類：主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域第二節(jié)全球水資源一全球水資源開發(fā)利用狀況二全球水資源面臨問題三全球水資源開發(fā)利用趨勢一全球水資源開發(fā)利用狀況

1980年的統計結果表明，全球水資源的利用量總體上為，其中：農業(yè)69％，工業(yè)23％，居民用水8％對于發(fā)達工業(yè)的國家工業(yè)54％對于亞洲和非洲地區(qū)農業(yè)80％（1）農業(yè)用水、（2）工業(yè)用水、（3）生活用水（1）農業(yè)用水占全部用水量2/3以上；20世紀80年代以來，以色列在農業(yè)灌溉普遍采用計算機自動控制的滴灌與噴灌技術，農業(yè)用水減少30％，并將全國70％的廢水處理后用于灌溉，提高水資源的利用效率。（2）工業(yè)用水工業(yè)用水量的多少取決于各類工業(yè)的生產方式、用水管理、設備水平的自然條件等，也取決于各國的工業(yè)化水平。（3）生活用水全球的生活用水量僅占總用水量的8％左右。二全球水資源面臨問題

水量嚴重短缺，供需矛盾尖銳；

“世界缺水將嚴重制約本世紀經濟發(fā)展，可能導致國家間沖突”水源污染嚴重，“水質型缺水”突出“世界上近10億人口沒有足夠量的安全水源”三全球水資源開發(fā)利用趨勢表2.5世界主要用水部門/不可復原水量的統計和預測圖2－3不同用水占總用水量比例歷時變化及趨勢全球水資源開發(fā)利用趨勢表現在：（1）農業(yè)用水量及農業(yè)用水中不可復原的水量最高；（2）工業(yè)用水將更加重視提高工業(yè)用水技術，降低用水定額，加大節(jié)水力度，大幅度提高用水重復利用率；（3）水資源的開發(fā)將更為重視經濟、環(huán)境與生態(tài)的良性協調發(fā)展。本節(jié)完返回本章目錄第三節(jié)中國水資源一中國水資源概況二中國水資源時空分布特征三中國水資源開發(fā)利用中國水資源面臨問題增強我國水資源支撐持續(xù)發(fā)展能力的對策一中國水資源概況我國多年平均降水量約6190立方千米，折后降水深度為648mm（全球為800mm），低20％

1997年全國水資源總量為2788立方千米，其中地表淡水為2683，地下淡水為694；人均占有資源量僅為2300立方米，相當于世界人均占有量的1/4；2004年全國水資源總量為24130立方千米，比常年減少12.9%，全國平均降水量601mm，比常年減少6.5%七大水系、北方六區(qū)、南方四區(qū)

七大水系：珠江、長江、松花江、淮河、海河、遼河、黃河；北方六區(qū)：松花江、遼河、海河、黃河、淮河、西北諸河六個水資源一級區(qū)南方四區(qū)：長江、東南諸河、珠江、西南諸河四個水資源一級區(qū)。二中國水資源時空分布特征

我國水資源特征：時空變化極大，分布極不均勻。1.空間分布特征（1）降水、河流分布的不均勻性（2）地下水資源分布的不均勻性

2.時間分布特征

1空間分布特征

（1）降水、河流分布的不均勻性我國河流的主要徑流量分布在東南和中南地區(qū)，與降水量的分布具有高度一致性。（2）地下水資源分布的不均勻性

地形、降水分布的地域差異性，使我國不僅在地表水資源上表現為南多北少的局面，而且地下水資源仍具有南方豐富，北方貧乏的特征；面積水資源總量北方地區(qū)60％21％南方地區(qū)40％79％2時間分布特征

我國大部分地區(qū)受季風影響，降水年內分配不均勻，年際變化大，枯水年和豐水年連續(xù)發(fā)生；我國最大年降水量與最小降水量之間相差懸殊；降水量的年內分配很不均勻。長江以南地區(qū)由南向北雨季為3～6月至4～7月，降水量占全年的50％～60％；長江以北地區(qū)雨季為6～9月，降水量占全國的70％～80％。部分城市月降水量占全年降水量的比例圖三中國水資源開發(fā)利用20世紀80年代初，我國供水設施的實際供水量為443.7，占全國平均水資源量的16％；其中河流徑流量占86％，開采地下水占14％。1997年全國用水情況農業(yè)用水392.0(70.4%)

全國總用水量556.6工業(yè)用水112.1(20.2%)

生活用水52.5(9.4%)2004年全國總用水量5548（占當年水資源總量的23％），其中生活用水占11.7％，工業(yè)用水占22.2％，農業(yè)用水占64.6％，生態(tài)用水占1.5％1我國水資源開發(fā)利用特點（1）水資源開發(fā)利用有了很大發(fā)展，但總體水平仍不高；（2）水資源的開發(fā)利用地區(qū)之間差異較大，出現區(qū)域性不平衡現象；（3）具有進一步提高水資源開發(fā)利用程度的有利條件，但也存在不合理的開發(fā)利用現象。（1）水資源開發(fā)利用有了和大發(fā)展，

但總體水平仍不高；現狀供水能力達到5640，實際供水量5623，河道外實際用水量5566。開發(fā)利用程度（75％可供水量與多年平均水資源總量之比）僅為20％；GDP國內生產總值，GNP國民生產總值

GDP（或GNP）與用水量的比值，可以綜合反映一個國家或地區(qū)的經濟發(fā)展水平和用水及節(jié)水水平國家或地區(qū)單水方GNP關系表

國家

單水方GNP一部分發(fā)達國家（英、德、法、日等）>30美元另一部分發(fā)達國家（美、加、澳、意、西、巴、韓等）10～30美元大部分中等發(fā)達國家（印尼、俄、烏克蘭等）2～10美元中國1美元（2）水資源的開發(fā)利用地區(qū)之間差異較大，

出現區(qū)域性不平衡現象黃淮海、遼河流域地區(qū)的水資源的利用程度已達到很高水平，其中海河流域水資源的開發(fā)利用率達76％，地下水開發(fā)利用程度超過90％；西南地區(qū)是我國水資源開發(fā)利用程度最低的地區(qū)，水資源開發(fā)利用率不足10％；長江中下游及華南地區(qū)與西北地區(qū)是我國人均用水量較高的地區(qū)，長江中下游及華南地區(qū)1997年該地區(qū)的用水量占全國總用水量的一半，人均用水量538立方米，用水模數達18.6萬，為全國平均數的3.2倍。西北內陸地區(qū)人均用水量高達1062立方米，為全國平均數的2.4倍，而用水模數為1.6萬，僅為全國平均數的27％，這與地廣人稀有關造成人均用水量高的原因：粗放型的水資源管理運行方式（3）具有進一步提高水資源開發(fā)利用程度的有利條件，

但也存在不合理的開發(fā)利用現象我國水資源分布具有的特點：三江水富，四河緊缺；富水的三江分別位于兩側，缺水的四河被包圍，這對于實施跨流域調水的戰(zhàn)略布局，進行水資源的合理配置非常有利；解決西南地區(qū)田高水低，供水十分困難的問題，可以利用水能資源豐富的優(yōu)勢，修建中小型水電站，發(fā)展中低揚程的提水灌溉；加強污水資源化的進程；沿海地區(qū)因地制宜擴大海水利用量。2我國水資源開發(fā)利用變化趨勢（1）供水增長受多種因素的制約影響，區(qū)域間發(fā)展不平衡進一步加劇；（2）供水水源及組成多元化趨向越來越明顯；（3）用水量的增長略低于人口的增長，用水構成有較大變化；（4）水質污染加重，水資源質量下降，生態(tài)環(huán)境問題突出；（5）重視加強水資源管理，但管理仍是薄弱的環(huán)節(jié)。四中國水資源面臨問題1水資源開發(fā)過度，生態(tài)破壞嚴重；2城市供水集中，供需矛盾尖銳；3地下水過量開采，環(huán)境地質問題突出；4水資源污染嚴重，水環(huán)境日益惡化；5水資源開發(fā)利用缺乏統籌規(guī)劃和有效管理。6解放后我國水利建設三個階段1水資源開發(fā)過度，生態(tài)破壞嚴重

黃河擁有水資源總量72.8，從20世紀70年代初開始出現斷流，在1972～1996年間，共有19年發(fā)生斷流，累計斷流次數達57次，共686天，因斷流和供水不足造成的工農業(yè)直接損失達268億元。過量、近乎掠奪性的開發(fā)形成斷流面而造成生態(tài)環(huán)境的惡化，在西北內陸河流流域日趨嚴重；

主要原因：河流出山少，導致山前平原地下水位呈區(qū)域性下降，溢出帶泉水流量衰減；下游因地表水量少，只得抽取地下咸水灌溉，導致土地鹽堿化；而超采地下水，水位下降過大，使得大面積植被被死亡或衰退。2城市供水集中，供需矛盾尖銳中國666座城市中，缺水城市達333座，其中嚴重缺水108座，主要集中在北方，高峰季節(jié)只能滿足需水量的65％～70％，全國日缺水量達到1600余萬噸；因缺水，工業(yè)經濟年損失估計高達2300多億元；設計供水能力：指在原有設計條件下，供水工程系統提供的最大水量?，F狀供水能力：指在現有工程規(guī)模和配套情況下，考慮工程老化，泥沙淤積、來水條件以及供水對象改變等各種因素后重新核定的在設計保證率情況下的供水量。造成水資源短缺的直接原因：A水資源分布與人口、土地分布的極不平衡；B工農業(yè)發(fā)展迅速、人口成倍增長，人類對水的需求量超出可供的水資源量；C天然存在的劣質水體，以及水資源污染所造成的污染水體所占水資源的比例較高，造成嚴重的“水質型”缺水；D水資源開發(fā)利用不合理，水資源利用率低下，水浪費現象十分普遍。3地下水過量開采，環(huán)境地質問題突出（1）區(qū)域地下水位持續(xù)下降，降落漏斗面積不斷擴大；（2）泉水流量衰減或斷流；（3）地面沉降；（4）由于超量開采地下水，造成水位大幅下降，地面失衡，在覆蓋型巖溶水源地和礦井產生地面塌陷；（5）海水入浸。4水資源污染嚴重，水環(huán)境日益惡化污水排放量是指工業(yè)、第三產業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活等用水戶排放的水量，但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。2004年全國污水排放總量693億噸，其中工業(yè)污水占2/3，第三產業(yè)和城鎮(zhèn)居民時候污水占1/3。根據2004年水質檢測條件，采用國家《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838－2002），對全國河流、湖泊、水庫的水質狀況進行了評價。河流全年水質總體狀況是：Ⅰ類水河長占6.3％，Ⅱ類水河長占27.2％，Ⅲ類水河長占25.9％，Ⅳ類水河長占12.8％，Ⅴ類水河長占25.9％，劣Ⅴ類水河長占21.8％。全年符合和優(yōu)于Ⅲ類水的河長占總評價河長的59.4％，比2003年減少了3個百分點。全國湖泊、水庫的水質評價狀況對50個湖泊水質評價結果：水質符合和優(yōu)于Ⅲ類水的湖泊有18個，部分水體受到污染的13個，水污染嚴重的19個。對49個湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)進行評價，17個湖泊處于中營養(yǎng)狀態(tài)，32個湖泊處于富營養(yǎng)狀態(tài)。國家重點治理的“三湖”情況是：太湖16.5％的面積為Ⅲ類水，75.3％的面積為Ⅳ類水，8.2％的面積為劣Ⅴ類水；中營養(yǎng)水平的面積占23％，富營養(yǎng)占77％。滇池水質以Ⅴ類水為主，占評價面積的69％，劣于Ⅴ類水質占評價面積的31％，全湖處于富營養(yǎng)狀態(tài)。巢湖東半湖區(qū)水質為Ⅳ類水，中廟湖區(qū)水質為Ⅴ類，西半湖水質為劣Ⅴ類，湖水處于富營養(yǎng)狀態(tài)。5水資源開發(fā)利用缺乏統籌規(guī)劃和有效管理制約我國水資源開發(fā)利用的關鍵問題：水資源短缺、供水矛盾突出、水污染嚴重；主要原因：管理不善，造成水質惡化速度加快。水資源利用與保護的關鍵：水資源數量與質量的正確評價，供需平衡的合理分析，水資源開發(fā)利用工程的合理布局，節(jié)水技術與措施的有效實施，實現防止、控制和治理水污染，緩解水資源短缺的壓力，實現水資源的有效保護、持續(xù)利用和良性循環(huán)。6解放后我國水利建設三個階段第一階段，從1949年至1978年的30年。水力建設的特點：“以糧為綱”，以防洪、灌溉為重點，重建設，輕管理。第二階段，從黨的十一屆三中全會至1995年的17年。水力建設的特點：從重點為農業(yè)服務的目標轉向為國民經濟所有部門服務的目標，強調“加強經濟管理，講究經濟效益”。第三階段，是從“九五國民經濟建設和社會發(fā)展”計劃開始的水資源持續(xù)利用的發(fā)展階段。特點：以人口、資源、環(huán)境和經濟協調為指導思想，合理開發(fā)、科學管理水資源、保障當代人和后代人永續(xù)發(fā)展的用水需求。五增強我國水資源支撐持續(xù)發(fā)展能力的對策1.節(jié)約用水，建立節(jié)水型社會2.開發(fā)水資源，增強供水能力3.保護水資源，防治水資源，改善生態(tài)環(huán)境4.綜合治理洪澇災害，保障生產與社會安全5.加強水資源管理，保證水資源持續(xù)利用6.建立水資源核算體系，提高水資源綜合效益六我國水資源可持續(xù)利用的對策一節(jié)、二保、三規(guī)劃、四管理、五調整、六調水、七控制、八科技創(chuàng)新、九市場機制、十知識與資金投入。本章作業(yè)1中國水資源開發(fā)利用趨勢？2中國水資源面臨主要問題？3你認為如何解決我國所面臨的水污染問題？可持續(xù)發(fā)展的由來和內涵1、人與自然2、從公害事件說起3、先覺者的呼聲4、第一座里程碑－斯德哥爾摩會議5、遺留的問題6、可持續(xù)發(fā)展的提出－《我們共同的未來》7、第二座里程碑－里約熱內盧會議1、人與自然人與自然的相互作用表現出對立統一的兩重性。自然對人類的作用；人對自然的作用。2、從公害事件說起1）馬斯谷煙霧事件2）洛杉磯光化學煙霧事件3）多諾拉煙霧事件4）倫敦煙霧事件5）四日市事件6）水娛病事件7）富山痛病事件8）愛知米糖油事件3、先覺者的呼聲1962年，美國的萊切爾－卡遜女士，《寂靜的春天》《寂靜的