水资源利用与保护2水资源开发利用状况.ppt

第二章 水资源开发利用状况 近二十年来都江堰水资源利用比较 ２０世纪８０年代，都江堰灌区被水利部评为“二级老损工程”，输水损失严重，田间灌水方式落后，水资源利用率低，灌区处于“低效高耗”状态。加之都江堰渠首无调蓄水库和配水的控制性枢纽，致使枯水年和每年的枯水期严重缺水，严重影响着工程效益的进一步发挥和水资源的有效利用。 第一节 地球水储量与循环 水的存在形态 海水 湖水 河流水 土壤水 地下水 冰川水 其他水 一、地球水储量分布 地球表面积：5.1亿km2，水体总量：13.86亿km3；海洋面积：3.61亿km2，海洋水量：13.38亿km3，占地球总水量的96.5%；陆地面积：1.49亿km2，水量仅0.48亿km3，占地球总水量的3.5%。陆地上淡水量仅占73%。便于人类利用的仅为0.1065亿km3，占淡水量的30.4%。表明可供人类利用的水资源十分有限。 地球上的水是不会静止的,它是不断在运动变化和相互交换的。在太阳热力和重力的作用下，地壳浅表面的水不断循环，海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈；水汽随气流漂移，在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落 ( 即雨、雪等不同形式的降水)。 1．水的循环 大循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程。 大循环和小循环实际上是不能截然分开的，而是互相联系的，小循环往往包含在大循环之中。循环的总趋势是海洋向陆地上空输送水汽，然后产生降水至陆地，陆地又将部分水径流输入大海。 人为循环：由于人类生产与生活活动的作用与影响不同程度地发生水的循环。 水文循环的产生原因 1）内因：水的“三态”变化。 ——水循环的基础 2) 外因：太阳辐射和地心引力。 ——水循环的源动力 3）水汽流动具有方向性，上升、飘移、降水、下渗、径流。 ——往复循环成为可能 3、过程：水文循环示意图 三个阶段：蒸发、降水、径流 五个环节：水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗和径流。 水循环是地球上最主要的物质循环之一。 表现为： 1) 通过形态的变化，水在地球上起到输送热量和调节气候的作用； ——气温、湿度 2) 对地貌的形成和变化产生影响； 循环与更新为人类和生物的生存提供物质基础。 ——循环时排除污染、自身更新为淡水 4) 回归水的质量直接或间接对水循环水质产生影响 3．更替同期： 例如：大气水的储量为1.29万km3，全球从水面和地面平均每年有57.7万km3的水蒸发到大气中，由此大气水的平均更替同期为： 表2-3 淡水更新周期 更替周期长，反映水体参与自然循环比较冷淡；更替周期短，反映水体参与自然循环比较活跃。 哪些形态的水体比较活跃？ 在开发利用水资源过程中，应当充分考虑各种水体的循环周期和活跃程度，合理开发以防止由于更替周期长或补给不及时，造成水资源的枯竭。 2人类参与的水文循环 ① 由于排放污水，必然污染水体。 ② 由于过量开采，加大了水体的输出量，减少了某一种特定水体的总量。由于人类取之用之，增加了该水体的输出速度，而输入速度（自然恢复速度）不变的话，水体总量将会减少。所以，要谨慎开采更替周期较长的水体，否则后果不堪设想。 ③ 人类的参与改变了水的自然循环，使径流输入和输出加大，在这种情况下的循环称为人为循环，也称侧支循环 三、水量平衡 定义：地球上任一区域在一定时段内，进入的水量与输出水量之差等于该区内的蓄水变化量 (一）地球水量平衡 （1）研究对象为陆地： (3)研究对象为全球： （二）流域水量平衡 （1）非闭合流域水量平衡方程： 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流出量； S1，S2——时段初和时段末的蓄水量 令E=E2-E1代表净蒸发量，则上式成为： （2）闭合流域水量平衡方程： 上式中Rb=0、Rd=0，并令R=Rb’+Rd’，ΔS=S2-S1，则方程变为： 对多年平均来说：ΔS=0；则有： 式中： ——流域多年平均年降水量、年径流量和年蒸发量。 第二节 全球水资源 人类对水资源的开发利用的认识经历了一个漫长的历史时期。 1.古代——适应水环境的变化； 2.近代——兴利除害； 3. 现代——密切协调社会与自然关系，注重社会、经济效益和生态平衡 拥有量前10位的国家如图： 一、开发利用状况 过去的300年中，人类用水量增加了35倍多，近十年每年递增4%—8%。工业化国