1第一章绪论第二章水资源开发利用状况1.

第一章绪论水资源开发利用与保护第一节水资源的基本含义含义：从供水角度讲，水资源可以理解为人类长期生存、生产、生活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。一般来说，水资源分为：广义水资源和狭义水资源。广义的水资源是指地球上水的总体，包括大气中的降水、河湖中的地表水、浅层和深层的地下水、冰川、海水等。狭义的水资源是指与生态系统保护和人类生存与发展密切相关的、可以利用的、而又逐年能够得到恢复和更新的淡水（含盐量0.1％），其补给来源为大气降水。水圈中各种水体的水通过水文循环，得到更新。大气中的水储量只需8天就可更新补充一次。河网内某一时刻的水储量为2.1万亿立方米，需要16天更新补充一次。海洋的水储量需要2500年更新补充一次。深层地下水需要1400年才能更新补充一次。所以地下水每年只能少量取用或作为一种备用水源在特别干旱年份取用。如果短期内地下水取用过多就很难恢复，地下水位就会急剧下降，引起地面沉陷等。土壤水更新期约1年；湖泊水更新期为17年；山地冰川更新期约1600年，极地冰川近万年。目前,人类比较容易利用淡水资源，主要是河流水、淡水湖水和浅层地下水，储量极少。第二节水资源的特性水是自然界的重要物质，是环境中最为活跃的要素。（四大文明古国都是沿河流发展起来的；所有强盛帝都均傍大河、湖泊而建；中国古代的四大发明都是沿黄河流域诞生。（1）水资源的循环水资源与其它固体资源的本质区别在于其所具有的流动性，它是循环中形成的一种动态资源，具有循环性。是各种水体受太阳能的作用，不断地进行相互转换和迁移的周期性过程。（2）储量的有限性总体储量是有限的，真正能被人类直接利用的淡水资源仅占全球总水量的0.8%第二节水资源的特性（3）分布的不均匀性我国水资源分布在区域上分布极不均匀。总体上是东南多，西北少；沿海多，内陆少，山区多，平原少。时间上夏秋降水集中，水资源较丰富；冬春降水较少，水资源较贫乏。总体来说：降水量大，水循环活跃地区，水资源丰富；降水量小，水循环不活跃地区，水资源贫乏（4）利用的多样性水资源被人类广泛应用于工业、农业和生活，还应用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。（5）利、害的两重性正因为水资源的两重性，在水资源开发过程中尤其强调合理利用、有序开发，以达到兴利除害的目的。例：1991年淮河、太湖、松花江等地发生大洪水，受灾面积达3.68亿亩，受灾损失达779亿元。第三节本门课的内容第一章绪论第二章水循环与水资源开发利用状况第三章水资源量评价第四章供水资源水质评价第六章取水工程第七章节水理论与技术第八章水资源保护第二章水资源开发利用状况第一节地球水储量、循环及转化关系一地球水储量分布湖泊淡水76.7%冰川及永久冻土层水69.55%地下淡水及土壤水30.11%地表淡水、大气水、生物水0.34%河川径流1.8%淡水总量2.53%生物水0.9%大气水10.9%沼泽淡水9.7%海洋及湖泊、地下咸水总量97.47%各种水体所占比例1．水的循环水循环（watercycle），是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。自然界的水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的纽带，是自然环境中发展演变最活跃的因素，并形成了地球上的淡水资源。二、地球上水的循环二、地球上水的循环小循环：陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程。大循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程。(图)人为循环：由于人类生产生活活动的作用与影响不同程度地发生水的循环。next年总蒸发量505，000km3水汽输送10%地表径流地表蒸发72，000降水119，000地下径流47,00047,00033,000以洪水的形式入海无法利用14,000形成稳定径流被人类利用5,000流经无人区9,000可以经常利用降水90%返回2.自然水循环过程1）自然水循环过程自然水循环过程一般包括蒸发、水气输送、凝结降水、下渗以及径流几个环节。①蒸发蒸发是水分通过热能交换从固态或液态转换为气态的过程，是水分从地球地面和水体进入大气的过程。陆地上年降水量的66%是通过蒸发（包括蒸腾）返回大气的。2.自然水循环过程1）自然水循环过程②水气输送水汽输送，是指大气中的水汽由气流携带着从一个地区上空输送到另一个地区的过程。大气中的水汽含量虽然只占全球水循环系统中总水量的1.53%，但却是全球水循环过程中最活跃的成分。正是由于大气中的水汽如此活跃的更新和输送，才实现了全球各水体间的水量连续转换和更新。2.自然水循环过程1）自然水循环过程③凝结降水降水是水汽在大气层中微小颗粒周围进行凝结，形成雨滴，再降落到地面的过程。降水是水文循环中最活跃的因子，是一种水文要素，也是一种气象要素。降水的特征常用几个基本要素来表示，如降水量、降水历时、降水强度、降水面积及暴雨中心等。2.自然水循环过程1）自然水循环过程④下渗下渗是指降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内的运动过程。按照水分所受的力和运动特征，下渗可分为三个阶段：渗润、渗漏、渗透阶段。影响下渗的主要因素有：土壤因素（包括土壤均质性、土壤质地和孔隙率等）、土壤初始含水率、地表结皮（表土结皮能减少入渗量）、降雨因素（包括雨型、降雨强度等）和下垫面因素（包括植被、坡度、坡向、耕作措施等）等。下渗差----内涝------屋顶绿化和海绵城市城市屋顶绿化屋顶绿化具有一般绿化的生态、景观等效果，还能有效地防止屋顶温度升高，从而减少温差对屋顶的破坏，另外防水隔热和节能效果也很明显。据测试表明，夏季有屋顶绿化的顶层室内温度比未绿化的要低4至6℃左右，而冬季则能有效保温。屋顶绿化能避免屋顶出现极端温度并减少紫外线对屋顶的损害，绿化后的屋顶寿命比未绿化的长约3倍。经绿化的屋顶能够吸收空气中30%的粉尘，吸收并储蓄6%的雨水，因而对缓解城市洪涝、防风滞尘具有积极作用。海绵城市根据习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神，财政部、住房城乡建设部、水利部决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作。海绵城市就是比喻城市像海绵一样，遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时有条件将蓄存的水释放出来，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”，不用以前下水道等“灰色设施”。因为传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，今后城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。建设海绵城市，关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。原有的“海绵体”要有效保护。过去，城市建设追求用地一马平川，往往会填湖平壑。根据《海绵城市建设技术指南》，各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响；受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复，并维持一定比例的生态空间。有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《海绵城市建设技术指南》，海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来，道路、广场可以采用透水铺装，特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。创建良好的海绵体。2015年4月2日，根据财政部网站消息，海绵城市建设试点城市名单正式公布。根据竞争性评审得分，排名在前16位的城市分别是（按行政区划序列排列）：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。中央财政对海绵城市建设试点给予专项资金补助，一定三年，具体补助数额按城市规模分档确定，直辖市每年6亿元，省会城市每年5亿元，其他城市每年4亿元。2.自然水循环过程1）自然水循环过程⑤径流径流又称为河川径流，亦即地表径流和地下径流、壤中流之和。在大气降水降到地面以后，一部分水分通过蒸发返回到大气；一部分通过下渗进入到土壤（包括植物吸收、壤中流）；一部分可能蓄积在地表低洼处；剩余的水量在一定条件下可能会形成地表径流，当下渗的水量达到一定程度后会形成地下径流。径流过程是地球上水文循环中的重要一环。在水文循环中，大陆上降水的34%转化为地面径流和地下径流汇入海洋。径流过程又是一个复杂多变的过程，与人类同洪旱灾害进行斗争，以及水资源的开发利用和水环境保护等生产经济活动密切相关。影响径流量大小的主要因素包括：流域气象条件（如降水、蒸发、气温、湿度、风等）、地理位置、地形条件、植被以及人为因素（如水利工程、开垦、城市建设等）。2）水循环的机理及特点①水循环是永无止境的，但是全球水资源量是不变的，服从质量守恒定律。②太阳辐射能和重力作用是水循环的基本动力。③全球水循环是闭合系统，但局部水循环是开放系统。④永无止境的水循环赋予水体再生性。其循环强度一般有水体的更新周期来度量。如大气中的水储量需8天更新补充一次。河网内某一时刻的水储量为2.1万亿立方米，需要16天更新补充一次。水体的更替周期，是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需要的时间。2）水循环的机理及特点⑤水循环是一个非常复杂的系统，影响因素很多。气候变化会影响，人类活动会影响，水循环的形成及特征一直在变化。气候变化对我国的影响从中外专家的一些研究结果来看，总体上我国的变暖趋势冬季将强于夏季；在北方和西部的温暖地区以及沿海地区降雨量将会增加，长江、黄河等流域的洪水爆发频率会更高；东南沿海地区台风和暴雨也将更为频繁；春季和初夏许多地区干旱加剧，干热风频繁，土壤蒸发量上升。农业是受影响最严重的部门。气候变暖导致海平面上升，上海、广州等人口密集的沿海地区地下淡水面临咸潮破坏，甚至有淹没之灾。冻土溶化，日益威胁当地居民生计和道路工程设施等等。2）水循环的机理及特点人类活动对水循环的影响主要表现在：①兴建蓄水、调水工程，改变水资源自然的流动特性和转化过程；②兴建引水、提水工程，大量开采地表、地下水，增加水资源的使用量和消耗量；③生活污水、工业废水、灌溉用水的排放，改变了天然水体的水质状况。水循环的形成及特征一直在变化。3）水循环的作用及意义形成可再生的水资源影响全球的气候变化形成丰富多样的地形地貌为生态系统提供生命支撑形成一切水文现象三水量平衡1、水量平衡概念：地球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输出的水量之差等于该区域的储水量变化（质量守恒定律）1）全球水量平衡进项=出项（1）陆地Es+R=PL陆地的多年平均年蒸发量加陆地多年平均年入海径流量等于陆地多年平均年降水量。（2）海洋EH=PL+R海洋多年平均年蒸发量等于海洋多年平均年降水量与多年平均年入海径流量之和。两式合并有：（3）全球水量平衡方程E=P结论：全球多年平均年蒸发量等于多年平均年降水量。2、水量平衡示意图水循环示意图P：降水量E：蒸发量R:径流发生领域内陆循环海陆间循环海上内循环全球水平衡收入项降水量降水量降水量，径流量降水量支出项蒸发量蒸发量，径流量蒸发量蒸发量方程式P0=E0P0=E0+R0P0=E0-R0P=E第一节地球水储量与循环（结束）第二节全球水资源第二节全球水资源一、全球水资源的概况由于受地理位置和地形地貌的影响，全球水资源在时间和空间上都存在分布不均匀的状况。大洋洲各岛（澳大利亚除外）、南美洲特点：世界水资源分布不合理世界水资源分布不合理，按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%；约占世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水。世