第二章 水循环与水资源开发利用状况

2.1.2 地球上水循环
（3）更替周期 所谓更替周期是指在补给停止的条件下，各类 水从水体中排干所需要的时间，一般可按下式进 行估算：
Qt T qt
式 中T 水 的 更 替 周 期 ；
Qt 某 一 时 刻 水 体 中 储 存 水 的量。
qt 单 位 时 间 内 水 体 参 与 环 循的水量；
2.1.3 水量平衡
P E1 Rb Rd S1 E2 R b R d S2
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；
R’b，R’d——时段内地面径流和地下径流出量；
S1，S2——时段初和时段末的蓄水量。
2.1.3 水量平衡
EL PL R ΔSL
式中 EL——陆地蒸发量；
（2-2）
PL——陆地降水量；
R——入海径流量； SL——陆地研究时段内蓄水量的变量。 在短时期内，时段蓄水量的变量 SL可正可负。 在多年情况下，当观测年数趋近无穷大时，正负值 可以相互抵消、蓄水量总的变化接近于零。
2.1.3 水量平衡 因此，多年平均水量平衡方程式为：
2.2全球水资源
2.2.2 全球水资源面 临问题
2.2.2 全球水资源面临问题
1.水量短缺严重，供需矛盾尖锐
联合国环境规划署发表的《2000年全球环境展 望》报告指出：世界上已有大约20％的人缺乏安全 的饮用水，50％的人生活在没有卫生系统的地区。 预测到2025年，全世界将有2／3的人口面临严重 缺水的局面。缺水区在亚洲占60％，在非洲占85％。 对中东国家来说，缺水危机已经成为严酷的现实。 另外，世界上许多重要的水域是由多个国家共有的， 普遍存在水资源利用矛盾和潜在冲突，最明显的是 在尼罗河流域、亚洲西南部和中东。
2.1.2 地球上水循环
2.1.2 地球上水循环
（2）自然界水循环的意义：
人类和万物处于水循环 ( 主要是陆地水循环 )的环境中 , 人类活动直接影响着水的循环过程； 由于水的循环作用，水具有自身净化作用；
鉴于自然界水的循环规律 , 可以说水是一种可更新的资源；
由于水循环的特点决定，水存在的形式具有多样性，分布 的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异 性； 水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地 球环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。
（1）可分为小循环和大循环： 小循环——是指由海洋表面蒸发的水汽 , 又以降水形式落 入海洋 ； 或者由大陆表面 ( 包括陆地水体表面、土面及 植物叶面等 ) 蒸发的水气 , 仍以降水形式落回陆地表面。 这种发生在局部范围内的水循环过程称为小循环 大循环——则是由海洋表面蒸发的水汽 , 随气流带到大陆 上空 , 形成降水落回地面 , 再通过径流 ( 地表的及地下 的)返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程称为大 循环
2.3.1 中国水资源概况
局部地区：
淮河流域、西北部分内陆河流、辽河和 黄河流域水资源开发利用率均超过或接近 60%，海河流域已经超过100%
长期预测：
据中国工程院咨询报告，预计到2030年 全国缺水量约130亿m3 全国水资源的开发利用率将达到24.5%
我国径流地带区划
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2.3中国水资源
2.2.1 全球水资源开发利用现状
1980年的统计结果：
（1）全球水资源的利用量69％用于农业，23 ％用于工业，8％为居民用水。 （2）世界用水量差异极大，在工业发达的欧洲， 用水量有近54％用于工业，而在亚洲和非洲地 区，农业用水量占总用水量的80％以上，主要 用于农田灌溉。
Байду номын сангаас
2.2.1 全球水资源开发利用现状
2.1.2 地球上水循环
图2-1 自然-人为复合水温循环概念简图
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2.1地球水量储存 与循环
2.1.3 水量平衡
2.1.3 水量平衡
全球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输 出水量之差等于该区域内的蓄水变化量，这一关 系称为水量平衡。 1、全球水量平衡 （1）若以地球陆地作为研究范围，其水量平 衡方程为：
按水资源总量大小排队，前几名依次是： 巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚、 中国。中国人均水资源占有量仅为世界人均占 有量的¼ 多一点,世界排名第110位之后。
思考：上述资料反映了什么问题？
由于人口众多，我国水资源总量较多，但人均占有量少。
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2.1地球水量储存 与循环
2.1.2 地球上水循环
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2.2全球水资源
2.2.3 全球水资源开 发利用趋势
世界水资源概况
部分国家水资源总量与人均占有量
部分国家用水情况
世界若干富水国和贫水国的水资源（1985年）
世界水资源状况评价主要指标
2.2.3 全球水资源开发利用趋势 总体表现在： 1. 农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高。 农业用水量在总用水量中所占的比例在逐年降 低，但农业用水量基数大，仍然是当今相当长一 段时间内的水资源开发利用大户。尤为重要的是， 农业用水的不可恢复水量占用水量的比例又远远 大于工业和生活用水的不可恢复水量的比例。
2.1.3 水量平衡 将（2-3），（2-4）式合并，即得全球水量平衡 方程： （2-5） E E P P
L h L h
或：
E P
（2-6）
即全球多年平均年蒸发量E 等于全球多年平均年 降水量 P 。
2.1.3 水量平衡
2、流域水量平衡

根据水量平衡原理，对于非闭合流域，即地 下分水线与地面分水线不相重合的流域，可列出 如下水量平衡方程式：
2.1.3 水量平衡
令E E1 E2代表净蒸发量，则上式 成为：
P Rb Rd S1 E R b R d S2
对闭合流域：
（2-8）
Rb 0，Rd 0 若令R R b R d，S S2 S1 , 则
R P E S
EL PL R
式中
（2-3）
EL PL R
——陆地的多年平均年蒸发量；
——陆地多年平均年降水量；
——多年平均年入海径流量。
2.1.3 水量平衡 （2）海洋
对海洋而言，多年平均年蒸发量 E 等于多年平 h 均年降水量 P 与多年平均年入海径流量 之和， R h 即：
Eh Ph R
（2-4）
2.1.2 地球上水循环 例：大气水的储量为1.29X104km3，全球从水面 和地面平均每年有57.7X104km3的水蒸发到大气 中，由此大气水的平均更替周期为：
Qt 1.29 T 365 8d qt 57.7
2.1.2 地球上水循环
2.1.2 地球上水循环
二、人为循环（侧支循环） 自然界的水文循环除受到太阳辐射能作用，从 大循环或小循环方式不停运动之外，由于人类生 产与生活活动的作用与影响不同程度地发生“人 为水循环”。
对闭合流域,多年平均情况： （2-9）
R PE
（2-10）
2.1.3 水量平衡 对于人为水循环影响下的闭合流域的水量平衡， 具有如下概念关系：
P R E S
（2-11）
S 式中 ——人为水循环影响下某时段内径流量的
变化量。
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2.2全球水资源
2.2.1 全球水资源开 发利用现状
2.3.2 中国水资源时空 分布特征
2.3.2 中国水资源时空分布特征 1.空间分布特征
（1）降水、河流分布的不均匀性
主要表现为：降水和河川径流的地区分布不均匀，水土
资源组合很不平衡。一个地区水资源的丰量程度主要取 决于降水量的多寡。
2.1.2 地球上水循环

地球上的水储量只是在某一瞬间储存在 地球上不同空同位置上水的体积，以此 来衡量不同类型水体之间量的多少。在 自然界中，水体并非静止不动，而是处 在不断的运动过程中，不断地循环交替 与更新。
2.1.2 地球上水循环
一、自然循环 蒸发 降水 径流的过程周而复始，不停地进行。
2.2.2 全球水资源面临问题 2、水源污染严重，“水质型缺水”突出 据统计，目前全世界每年约有420多km3污水 排入江河湖海，污染了5500km3的淡水，约占全 球径流总量的14％以上。 据卫生学家估计，目前世界上有1/4人口患病是 由水污染引起的。据不完全统计，发展中国家每年 有2500万人死于饮用不洁净的水，占所有发展中 国家死亡人数的1/3。
2.3.1 中国水资源概况 多年平均年降水总量61889亿m3 (648mm)
河川年径流量27115亿m3 (284mm)
水资源总量（包括地下水）28124亿m3(295mm)
按1997年人口统计，人均水资源量2200m3
中国水资源状况
属于轻度缺水的国家 到21世纪中叶，人口达到16亿高峰时，人均 水资源量仅有1760亿m3，进入用水紧张国 家的行列 按平均径流深度，284mm总体上可以维持较 好的生态环境 开发利用程度18.3%，达到中等紧张程度
尼罗河流域
埃及2%的领土不是沙漠， 降雨量为0-200mm，人口为 7000万，取河水量680亿立 方米，尼罗河流经8个国家， 排最后一位。目前埃及缺水 30%，水的利用率75%，上游 的苏丹与埃塞俄比亚是埃及 最重要的敌国，决不能让它 们发展起来——这是埃及的 国策，否则，进行战争。
中东地区
在中东，约旦河长 360公里，年平均流量 18亿立方米，以色列取 走10余亿，1967年占领 1600平方公里的戈兰高 地（约旦河主要补给 区），以色列地下水开 采的65%来自于被占领 土。
2.2.2 全球水资源面临问题 咸海的教训：为了发展农业，灌溉几百万公顷土 地，60年代每年50-70立方公里水流不能入咸海，80 年代流入为零。咸海的水量从1075立方公里减少为 54立方公里，盐度由10克增加10倍以上。从而导致6 万人的捕鱼业已经关闭；温度的调节作用下降，无 霜期从200余天减少为170天；外裸的海床28000平方 公里，雨量减少一半，该区域环境质量急剧下降。 向长江与珠江排放的污水150亿吨/年，1999年广 州出现了50年不遇的大水荒。松辽流域17808公里的 河流，仅有160公里为一类水质，不到1%。
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第二章 水循环与水 资源开发利用状况
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2.1地球水量储存 与循环
2.1.1 地球水储存量 与分布
《水资源利用与保护》课件—2章水循环与水资源开发利用状况
地球上水的储存形式及储量
地球上水的组成
可利用淡水,占 0.0075%
淡水,占2.5%
全球总水量
发展中国家吃水难－印度干旱季节取水
1.农业用水 农业用水一直占全部用水量2/3以上。 2.工业用水 是全球水资源利用的一个重要组成部分。工业用水取 水量约为全球总取水量的1/4左右。 3.生活用水
居民生活用水是随着人口的增加和生活水平的提高 而增加。全依的生活用水量仅占全球总用水量的8％在 右。对用水总量零增长趋势影响不大。
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2.2.3 全球水资源开发利用趋势 2.工业用水由于不可恢复的水量最低，将更加重 视提高工业用水技术，降低用水定额，加大节水 力度，大幅度提高用水重复利用率。
3.水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的
良性协调发展。
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2.3中国水资源
2.3.1 中国水资源概况
阅读上图可以看到我国 ( 东南 ) 部地区的淡水资源比较丰富，( 西北 ) 部地区淡水资源比较贫乏。讨论一下为什么？ 对照该图，我们西宁 ( 过渡 ) 带，淡水资源是否短缺？
自然概况
大陆暖湿性气候 河流众多，流域面积>100km2，有50000多条 >1000km2, 有1500多条 分为太平洋、印度洋、北冰洋和内陆河四个流区 水资源量，外流河占95.4%，内陆河占4.6% 七大江河：长江、黄河、珠江、松花江、海河、 辽河、淮河 按长度：长江、黄河、黑龙江、松花江、珠江、 雅鲁藏布江、塔里木河、澜沧江、怒江、辽河 按面积：长江、黑龙江、黄河、松花江、珠江、 淮河、海河、雅鲁藏布江、辽河、塔里木河