第七章 水资源管理

第七章水资源管理第一节水资源概述水是自然资源的重要组成部分，是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。水是生命的源泉，是生态系统中不可缺少的要素。随着人口与经济的增长，水资源的需求量不断增加，水环境又不断恶化，水资源紧缺已成为世人共同关注的全球性问题。事实已经表明，水资源紧缺已成为我国国民经济持续发展的“瓶颈”。一、水资源的基本概念地球71％的表面积被水覆盖着(地球表面面积约为5.1亿平方公里，其中，海洋面积约为3.61亿平方公里，陆地面积约为1.49亿平方公里，分别占全球总面积的71％和29％)。地球拥有的水量非常巨大，总储水量约为13.86亿立方千米。其中，96.5％在海洋里(海洋储水量约13.38亿立方千米)；1.76％在冰川、冻土、雪盖中，是固体状态；1.7％在地下；余下的分散在湖泊、江河、大气和生物体中。可以说，从天空到地下，从陆地到海洋，到处都是水的世界。地球上的水尽管数量巨大，但能直接为人们生产和生活所利用的，却非常少。首先，数量巨大的海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业生产，因此，实际说来，地球上的淡水只占总水量的2.5％左右；其次，数量稀少的淡水绝大部分被冻结在远离人类的南北两极和冻土中，无法利用，只有少量淡水散布在湖泊、江河和地下。(一)水资源的含义广义的水资源是指地球上水的总体。水以固态、液态和气态三种形式存在于地球表面和岩石圈、大气圈、生物圈之中。从广义来说，自然界中各种形态的水都可视为水资源。狭义的水资源是指人类可以利用的、逐年可以更新和得到恢复的淡水(包括可利用的微咸水)。通常我们所说的水资源主要指其狭义概念，即指陆地上的淡水资源，如河流水、淡水、湖泊水、地下水和冰川等。(二)水资源循环地球上的水不仅存在于水圈中，也存在于大气圈、生物圈和岩石圈中。在自然界中，水通过蒸发和植物蒸腾、输送、凝结降水、下渗和径流(地表径流、地下径流)等环节，在各种水体之间进行着连续不断的运动，这种运动过程称为水循环。在太阳辐射和地球引力的推动下，水在水圈内各组成部分之间不停地运动着，构成全球范围的大循环，并把各种水体连接起来，使得各种水体能够长期存在。在太阳能的作用下，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环，这部分水容易被人类社会所利用，具有经济价值，正是人们所说的水资源。(三)水资源的特点1、可恢复性与有限性在水循环过程中，水资源不断得到恢复和更新，属可再生资源。水循环过程虽具有无限性的特点，但在其循环过程中，又受太阳辐射、人类活动等条件的制约，因此每年更新的水量又是有限的；而且，自然界中各种水体的循环周期不同，水资源恢复量也不同，这也反映了水资源属于动态资源的特点。所以，水循环过程的无限性和再生补给水量的有限性，决定了水资源在一定限度内才是“取之不尽，用之不竭”的。2、时空分布的不均匀性作为水资源主要补给来源的大气降水、地表径流和地下径流等都具有随机性和周期性，其年内与年际变化都很大，时间分布上不均衡。因此，也造成了水资源在时间分布上有很大差异，在许多地区，降水主要集中于少数丰水月份，而长时间的枯水期是少雨或无降水；同时，水资源在地区分布上也很不均衡，有些地方干旱、水量很少，但有些地方水量又很多、灾害连连。据统计，巴西、俄罗斯、美国、印度尼西亚、加拿大、中国、孟加拉、印度和委内瑞拉这9个国家占去了全球水资源总量的60％，而在中东、南非等地区，水资源则十分贫乏。无论是空间上还是时间上，水资源分配不均都给水资源的合理开发利用带来了很大的困难。3、利用的广泛性与不可代替性水资源是生活资料又是生产资料，在国计民生中用途广泛，各行各业都离不开它。从水资源的利用方式看，可将其分为消耗性用水和非消耗性用水两种。生活用水、农业灌溉、工业生产用水等，都属于消耗性用水，其中一部分回归到水体中，但数量已减少，而且水质也发生了变化；养鱼、航运、水力发电等，都属于非消耗性用水。4、利与害的两重性由于降水和径流的地区分布不平衡和时间分配不均匀，往往会出现洪涝、旱碱等自然灾害。开发利用水资源的目的是兴利除害、造福人民。如果开发利用不当，便会引起人为灾害。例如，垮坝事故、水土流失、次生盐渍化、水质污染、地下水枯竭、地面沉降、诱发地震等都时有发生。水资源的可供开发利用性和其可能引起的灾害，说明水资源具有利与害的两重性。5、社会性与经济性水资源不仅具有自然属性，而且具有商品属性。世界上一些国家已建立了水资源的有偿使用制度，水资源在开发利用中受经济规律制约，这体现了其经济性。二、水资源的重要作用(一)水资源是生命维系的基本要素水资源是地球上分布最广、储量最大的物质资源，是一切动物、植物赖以生存、繁衍和发展的必需物质基础。原始的生命起源于水，从水生进化到陆生，可以说水资源的存在和循环是地球孕育出万物的重要因素。水资源是一切生命新陈代谢活动的介质，生命活动的整个联系和协调、营养物质的运输、代谢物的运送、废物的排泄、急速的传递等都与水密切相关。在生命的过程中，也是通过水的蒸发将生命体不断产生的热量散发到体外，以保持体温的恒定。(二)水资源是经济发展的重要条件水资源是一个国家和民族发展的重要条件。人类发展的历史表明，人类是逐水栖居的：人类最早的文明是在埃及的尼罗河、中国的黄河、印度的恒河和古巴比伦的两河流域发生和发展的；近代世界和我国的一些著名城市也都是依水滨海而建的，这些都充分证明了水资源对国家和民族发展的重要性。水资源是国民经济和社会发展的一项不可缺少的重要物质基础。工农业生产活动也像生命系统一样每时每刻离不开水的供给，而且，随着生产力的发展，需水量也不断增加。在我国，随着经济的迅速发展，工农业产值和城市人口的不断增加，用水量也日趋增大。(三)水资源是国家安全的根本保障水不仅与人类的生存和国家经济发展密切相关，而且与国家和民族的安全密不可分。有史以来，水资源都是部族、区域和国家之间争夺的目标。一旦水资源奇缺，不仅会妨碍经济发展，更会造成社会动荡，甚至引发战争。地表水资源1、河流河水的主要来源是流域内的降水，通过地面和地下汇流于河槽中，由于水流在重力作用下而做功，不断地切割和刷深河床，并在沿途流动中产生旁侧侵蚀，导致河床加深、加宽。这样，最初的小沟道变成小溪，再由小溪发展成小河，沿途又接纳大大小小的支流而汇集成江河。这些有水流动的大小河流系统，称为河系与水系。水系是由干流和许多支流组成的，直接流人海洋或注入上一级河流。流人干流的叫一级支流，流入一级支流的叫二级支流，以此类推。凡最后流入海洋的河流，称为外河流。凡流入内陆湖泊或消失于沙漠中的河流，称为内陆河。受地形、气候影响，河流地区分布不均匀，绝大多数河流分布在我国的东部和南方，西北地区干旱少雨，河流稀少，并有范围较大的无流区。按照外流河和内陆河划分，外流入海洋流域的流域总面积约占全国国土面积的2/3，其余为内陆河流域。我国外流河大多数随西高东低的地势流入太平洋，如长江、黄河、黑龙江、辽河、海河、珠江、钱塘江、澜沧江等；怒江和雅鲁藏布江因受弧形山系的影响，则向南流人印度洋；额尔齐斯河向西流入哈萨克斯坦境内后，再向北经俄罗斯流人北冰洋。内陆河按照地理位置、水系发育情况和水源补给条件的差异，大致可分为内蒙古、河西、青海、羌塘、塔里木、准噶尔和中亚细亚等7个区域。中国最重要的河流是松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江和珠江，通常称为七大江河。按河流长度排序，长江为国内最长的河流，在世界上仅次于尼罗河和亚马逊河，居世界第3位；黄河为国内第二长河，在世界上还次于美国的密西西比河而居第5位。按流域面积大小排序，长江也是国内第一大河，但在世界大河中则名列第11位；黄河流域面积在国内排序第2位，而在世界大河中排名为第22位。按多年平均年径流量排序，在国内长江为第1位，珠江为第2位；中国多数河流由降雨直接补给。完全由降雨补给的河流有珠江、东部沿海诸河、淮河、长江中下游、怒江和澜沧江的中下游、台湾和海南岛诸河等；由冬季积雪和降雨混合补给的河流有松花江、黄河、海河、辽河、长江上游、甘肃河西走廊和新疆的部分河流。此外，在河西走廊、青藏高原及新疆还有一部分河流，除受积雪和降雨的补给外，还有冰川融水的补给。2、冰川冰川包括冰川和永久雪盖层，是地球上淡水水体的主要组成部分，总水量为2920万立方公里，占淡水水体总量的2/3以上。但冰川主要分布在两极地区，目前开发利用还存在一定困难，其余部分则为分布在陆地上的山岳冰川，比较靠近人类活动地区。我国是世界中低纬度地区山岳冰川最发育的国家之一。中国冰川分布在新疆、青海、甘肃、四川、云南和西藏6省区。其中西藏的冰川数量多达22468条，面积达28645平方公里。中国冰川自北向南依次分布在阿尔泰山、天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山和喜马拉雅山等14条山脉。这些山脉山体巨大，为冰川发育提供了广阔的积累空间和有利于冰川发育的水热条件。中国山岳冰川按成因分为大陆性冰川和海洋性冰川两大类。总储量约51300亿立方米。前者占冰川总面积的80%，后者主要分布在念青唐古拉山东段。3、湖泊湖泊是陆地较封闭的天然水体．是湖盆与运动水体及水中物质相互作用的综合体，按其含盐量的多少分为淡水湖、咸水湖和盐湖三类。沼泽是陆地上常年土壤过湿或有薄层积水，生长沼生和湿生植物的地段，根据有无泥炭积累，分为泥炭沼泽和无泥炭沼泽。湖泊与沼泽之间有较密切的联系，一部分沼泽来源于湖泊的退化与消亡。中国是个多湖泊的国家。面积l平方公里以上的天然湖泊有2600多个，其中面积在1000平方公里以上的大湖有12个：湖泊总水面面积约74000平方公里，总储水量约7330亿立方米，其中淡水储量约占30%。湖泊的地理分布主要取决于湖水的补给和排泄条件。在一些排水不畅的地区，往往有湖泊成群分布。在湿润的外流区以淡水湖为主，干旱内流区则以咸水湖为主。按照湖群的地理分布和形成特点，全国可划分为五个主要湖区。(1)青藏高原湖区全区湖泊面积约37500km2，占全国湖泊面积的50.5％，分布于高原的谷底洼地和山间盆地中。在成因上多属构造湖和冰川湖，少数为堰塞湖，湖水含盐量高，大多数为内陆咸水湖或盐湖。青海湖水面面积4635km2，是我国第一大湖；羌塘高原的喀顺错，湖面海拔5556m，是我国地势最高的湖泊。由于青藏高原仍处于新构造运动上升时期，境内湖泊不同程度地呈现出湖水浓缩、湖面缩小的趋势：(2)东部平原湖区本区湖泊分布于长江、淮河的中下游和黄河、海河的下游，大多为河成湖或泄湖，总面积约21800km2，占全国湖泊面积的29%。由于气候湿润多雨，水量补给丰富，故几乎都是外流型淡水湖，中国著名的五大淡水湖——鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖及巢湖均在这个区内。因泥沙淤积、人工围垦的影响，湖泊面积显著缩小。(3)蒙新高原湖区在内蒙古和新疆的广大地区，发育了许多内陆湖泊，在成因上属构造湖和风成湖。全区湖泊面积约9100km2，占全国湖泊面积的12.2％。由于地处干旱内陆地区，不少入湖河流易于改道，使一些湖泊具有游移性质；另一些非游移性湖泊则发育为咸水湖。因气候干燥和人为因素的影响，湖水日益浓缩，湖面不断缩小，有的湖泊(如罗布泊)已经消亡。位于吐鲁番盆地的艾丁湖，水面高程在海平面以下154m，是我国地势最低的湖泊。（4）东北平原及山地湖区在松辽平原和三江平原的低洼处，因排水不畅而形成了大小不等的湖泊；在丘陵和山地，还有因火山喷发而形成的火山口湖和堰塞湖。全区湖泊面积约3950km’，占全国湖泊面积的5.4%，除松嫩平原有少量的小型咸水湖外，其余均为外流型淡水湖。著名的湖泊有兴凯湖、白头山天池(中朝界湖)、镜泊湖、五大连池等，其中白头山天池水深373m，是我国最深的湖泊。(5)云贵高原湖区全区湖泊面积约1100km’，占全国湖泊面积的1.4％，全为淡水湖。在成因上多为构造湖，碳酸盐岩地层的溶蚀对湖盆的形成也起一定作用。这类构造湖的特点是，湖水较深且清澈，故以风景秀丽而闻名于世