第三章 土木工程与水环境(1)

根据《2010年中国环境状况公告》

全国地表水污染依然较重。长江、黄河、珠江、松 花江、淮河、海河和辽河七大水系， 204条河流 409个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ 类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为59.9%、23.7% 和16.4%。湖泊（水库）富营养化问题突出。 26 个国控重点湖泊（水库）中，满足Ⅱ类水质的1个， 占3.8%


1、生活用水 水是构成人体的基本成分，人体所含水量平均为人 体重量的60%。为了维持生命活动，每人每天至少 需要2～2.5L水。考虑到卫生方面的需求，一般每人 每天的清洁用水低于50L时，就可能发生与水有关的 疾病。 生活用水分为城镇生活用水和农村生活用水两类。 1）城镇生活用水 城镇生活用水主要是家庭用水（饮用、卫生），还 包括各种公共建筑用水、消防用水及浇洒道路绿地 等市政用水。发达地区高于欠发达地区，丰水地区 高于缺水地区。



水资源最短缺的是华北地区。



3）水资源的时间分布不均衡
夏季，高温潮湿多雨，气候具有海洋性。冬季受来 自大陆的干冷气流的影响，气候寒冷，干燥少雨。 我国大部分地区年内连续4个月降水量占全年水量 的60％～80％。受季风的影响，我国降水年内年 际变化大。 水资源的时间分布极不均衡，基本上是夏秋多、冬 春少。由于降水过于集中，容易形成旱涝，而且水 资源中有2/3是洪水的径流量。 4）水污染





世界淡水消耗中生活用水占10%。美国人均家庭用 水约每天400升。 2）农村生活用水 农村人均日生活用水量一般远小于城镇生活用水量 ，而且水质差别很大。2009年，我国城镇人均用水 量为212Ｌ/ｄ，而同期农村居民人均用水量仅为73 Ｌ/ｄ，差额高达139Ｌ/ｄ。城镇化的加速推进将带 来总用水量的大幅提高，2020年城市化率达到60% ，2030年达到65%，城市人口超过10亿人。 2、生产用水 1）农业用水 主要包括农业灌溉用水和林业、牧业灌溉用水及





2、中国水资源特点和水资源短缺 1）水资源的总量多，人均和单位耕地占有水量不 多 水资源总量2.8万亿立方米，次于巴西、俄罗斯、 加拿大、美国和印度尼西亚。按照人口计算，我国 人均水资源占有量为世界平均水平的30%。在世界 上名列121位，是全球人均水资源最贫乏的国家。 耕地亩均水资源占有量1770m3，约为世界平均水 平的2/3。 我国有14个省、自治区、直辖市的人均水资源拥有 量低于国际公认的1700m3用水紧张线。 2）水资源的空间分布不均匀、水土资源组合不平 衡




二、水资源开发利用 主要通过建设蓄水、引水和提水工程，控制和调节 水资源的时空分布，将富水时期或丰水地区的水资 源调配到缺水时期或缺水地区，以补丰补缺，协调 天然来水与人类生产、生活与生态用水间的供需关 系。 1、水库 《第一次全国水利普查》： 全国共有水库98002座，总库容9323.12亿立方米。 2、空间上调节 一般指跨流域的引水，将丰水流域的水调至缺水地 区。





我国的南水北调工程：目前分别在长江下游、中游 、上游，规划了三个调水区： 东线：扬州附近的长江北岸、利用京杭运河及与其 平行的部分河道送水到天津，另建分干线到胶东半 岛，全长1156公里。 中线：长江支流汉江上游的丹江口水库，建设专用 输水渠道，沿京广铁路西侧送水到北京。全长1267 公里。 西线：从长江上游天河及支流雅砻江、大渡河调水 到黄河上游。 东线、中线和西线三项工程的年调水总规模，相当 于在黄淮海平原和西北地区增加一条黄河的水量。






3）严格水功能区纳污控制 我国水资源污染严重，进一步加剧了水资源短缺， 需要从严核定水域纳污容量，严格控制河湖排污总 量，加强水资源保护。 4）制定用水定额：一套宏观总量指标体系，明确各 地区、各行业乃至各单位、各企业、各灌区的水资 源使用权指标，一套水资源的微观定额指标体系， 用来规定单位产品或服务的用水量指标。 5）制定用水权交易市场规则，建立用水权交易市场 ，实行用水权有偿转让，实现水资源的高效配置。 6）在缺水地区不能建设高耗水的项目 如：造纸、印染、石油化工、钢铁、纺织等高用水 行业。




三、水资源的短缺 1、全球水资源短缺 2009年3月12日，联合国教科文组织公布了第三 版《世界水资源开发报告》，指出：全球用水量 在20世纪增加了6倍，增长速度是人口增速的两倍 ，中国、印度、美国等10国为最大用水国。全球 仍有11亿人缺水，26亿人无法保证用水卫生，其 中一半以上集中在落后国家。 水在粮食生产中必不可少，农业用水量居各种用 水量之首，由于人们日常饮食中肉类和奶制品的 比例增加，生物燃料的产量增加，造成水资源消 耗量大，农业用水供需矛盾紧张。


③我国已经确定，到2020年城市化率达到60%， 城镇化的加速推进也将带来总用水量的大幅提高。 水资源短缺已经影响我国的可持续发展。
我国目前年需水量约为6180亿m3，而可供水量仅 5830m3，缺水达350亿m3。




北方资源性缺水（北方大部分地区存在资源性缺水 问题，如海河流域的人均水资源量仅相当于全国平 均水平的 1/7，即使南水北调工程建成后，人均水 资源量也不到全国平均水平的 1/5。）、南方水质 性缺水、中西部工程性缺水已成为事实。 近 20 a 来，中国北方地区水资源明显减少。其中 ，海河流域年径流减少了 41%，黄河、淮河、辽 河流域年径流分别减少了 15%，15%和 9%。 在部分流域和地区，水污染已呈现出从支流向干流 延伸、从城市向农村蔓延、从地表向地下渗透、从 陆域向海域发展的趋势。



城区景观带和绿化带建设目前被很多中小城市作为 未来的一项重要工作，这必将带来城镇环境用水需 求的大幅增加。 向河湖、湿地的补水则与降水和水资源总量变化情 况直接相关，近年来，由于干旱天气频繁出现，该 部分用水不断增加。 2011年，经济社会年度用水量为6213.2亿立方米， 其中，居民生活用水473.6亿立方米，农业用水 4168.2亿立方米，工业用水1203亿立方米，建筑业 用水19.9亿立方米，第三产业用水242.1亿立方米， 生态环境用水106.4亿立方米。






渔业用水。从世界范围看农业是最大的用水大户， 农业用水占世界淡水消耗总量的65%—70%。 2005～2009年５年间，我国平均单位粮食耗水量 为0.72 m3／kg。 2）工业用水 水在工业中的用途包括：原料、冷却、洗涤、传送 、调温、调湿等。 工业用水占全球用水量的22%。 我国工业用水占用水总量的24.1%。主要集中在造 纸及纸制品业、纺织服装和鞋帽制造业、化学原料 及化学制品制造业、电力热力生产和供应业、黑色 金属冶炼及压延加工业、农副产品加工业等六个行 业。


第二节 水资源开发利用与水资源节约 一、水资源的循环 水资源的循环是地球上各种形态的水在太阳辐射和 重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下 渗、径流等环节，不断发生相态转换的周而复始的 运动过程。 靠着以太阳能为动力的水循环，每年的蒸发作用把 50万km3的水提升到大气中，其中86%来源于海洋 、14%来源于陆地，同样数量的水又以雨、雪的形 式落回地球，但它的分布比例是不同的：陆地因蒸 发失去7万km3水，靠降水又能得到11万km3水，每 年大约有4万km3水从海洋转移到陆地，这些水构成 世界上可更新淡水供应的基础。





到2030年，全球粮食需求量将提高55%，用水量 也将大幅攀升。 由于城市人口的增加和城市的发展，城市用水紧张 ，预计2030年，城市人口比例将增加2/3，这将造 成城市用水量的进一步紧张。 水资源浪费严重，如管道、沟渠泄露等也导致水资 源的短缺。 大部分地区的水质在下降，水质差导致生活贫困和 卫生环境差，每年约160万人死于不卫生水的使用 ，如疟疾、腹泻等。水质差导致可用水资源量的减 少。 水的地理分布与地球上人口的分布并不匹配，




人们通常说的水资源主要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。陆地上的 淡水资源只占地球上水体总量3%不到，而其中约 70%是固体冰川，分布在南北两极地区和中低纬度 地区的高山地区，同样很难加以利用。 目前比较容易利用的淡水资源主要是河流水、淡水 湖泊水及浅层地下水，这些储量约占全球总水量的 0.3%。 二、水资源的重要性 水资源的重要性主要反映在水的用途方面，按水的 用途划分，用水需求可以分为生活、农业、工业和 生态环境用水。





三、水资源的节约 2010年，《全国水资源综合规划》： 1）严格用水总量控制，设立用水总量红线 到2015年，全国用水总量控制在6200亿m3以内， 到2020年全国年用水总量力争控制在6700亿立方 米以内，2030年全国用水总量力争控制在7000亿 m3以内。 2）严格用水效率控制 我国万元GDP用水量约为世界平均水平的3倍，为 欧美等发达国家的5倍。根据《全国水资源综合规 划》确定的目标，到2020年，全国万元GDP用水 量要降低到120立方米，比2009年下降33%左右。




3）生态用水 生态系统自身的维持与发展也需要消耗一定的水量 生态用水在水资源丰富的湿润地区并不构成问题， 但在水资源紧缺的干旱、半干旱地区及季节性干旱 的半湿润地区，由于人类活动范围和规模的加大， 往往存在生活用水、生产用水严重挤占生态用水的 情况，导致生态环境的恶化。如河流断流、地下水 位下降、植被枯萎等现象。 一是城镇绿化、美化等所需用水，占生态与环境用 水的60％～70％；二是向河湖、湿地的生态补水。 2003年生态环境用水单独统计以来，生态环境用水 占总用水量的比重一直稳定在1.5％～2％之间。
5）工农业用水和生活用水激增，水资源短缺 ① 粮食增产要求有充足的水资源保障，2003年以 来，我国农业用水的绝对量表现出上升势头，如果 农业节水技术没有根本改变，按照静态计算，