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1、水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成地球上的水资源专题地球上的水资源专题 参照参照普通高等教育普通高等教育“十十二二五五” 规划教材规划教材水资源计算水资源计算与管理与管理，制作本课件。，制作本课件。 本教材可用于资源环境与本教材可用于资源环境与城乡规划管理专业的专业基础城乡规划管理专业的专业基础课，也可供地理科学类、水利课，也可供地理科学类、水利类、土木类、环境与安全类、类、土木类、环境与安全类、地质学类等相关专业的教师、地质学类等相关专业的教师、本科生和研究生及科技人员参本科生和研究生及科技人员参考。考。20112011年年1 1月出版月出版水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许
2、武成n 水是自然环境中最活跃的因子，是一切生命活动的物水是自然环境中最活跃的因子，是一切生命活动的物质基础，是人类赖以生存和发展最宝贵的自然资源。质基础，是人类赖以生存和发展最宝贵的自然资源。随着人口的剧增、经济的发展以及人类物质文化生活随着人口的剧增、经济的发展以及人类物质文化生活水平的提高，全世界对水资源的需求量迅猛增长，再水平的提高，全世界对水资源的需求量迅猛增长，再加上人类活动所引起的水污染日益严重，使得世界上加上人类活动所引起的水污染日益严重，使得世界上许多国家和地区出现了严重的水资源危机。水资源紧许多国家和地区出现了严重的水资源危机。水资源紧缺已成为世界许多国家和地区经济发展的限制
3、因素，缺已成为世界许多国家和地区经济发展的限制因素，引起人们的普遍关注，引起人们的普遍关注，21世纪被誉为世纪被誉为“水的世纪水的世纪”。为了合理开发利用水资源，以实现社会经济的持续发为了合理开发利用水资源，以实现社会经济的持续发展，迫切需要加强水资源研究。展，迫切需要加强水资源研究。n 水资源学是以研究水资源形成、转化、运动规律以及水资源学是以研究水资源形成、转化、运动规律以及水资源开发、利用、规划、管理、保护等为主要内容水资源开发、利用、规划、管理、保护等为主要内容的一门新兴学科。的一门新兴学科。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成第一节水资源的含义与特征第一节水资源的含义与特征一
4、、水资源的涵义一、水资源的涵义 由于研究的领域不同或思考的角度不同，专家学者们对由于研究的领域不同或思考的角度不同，专家学者们对“水资水资源源”(water resources)一词的理解差异很大，对它的一词的理解差异很大，对它的“定义定义”有四五十种之多，被公认的主要有：有四五十种之多，被公认的主要有：（1）大不列颠大百科全书大不列颠大百科全书将水资源解释为：将水资源解释为：“全部全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量”。这一解释为这一解释为“水资源水资源”赋予十分广泛的含义。实际上，资源的赋予十分广泛的含义。实际上，资源
5、的本质特性就是体现在其本质特性就是体现在其“可利用性可利用性”。毫无疑问，不能被人类。毫无疑问，不能被人类所利用的不能称为资源。基于此，所利用的不能称为资源。基于此，1963年英国的年英国的水资源法水资源法把水资源定义为：把水资源定义为：“（地球上）具有足够数量的可用水源（地球上）具有足够数量的可用水源”。在水环境污染并不突出的特定条件下，这一概念比在水环境污染并不突出的特定条件下，这一概念比大不列颠大不列颠大百科全书大百科全书的定义赋予水资源更为明确的含义，强调了其在的定义赋予水资源更为明确的含义，强调了其在量上的可利用性。量上的可利用性。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成l (2
6、) 联合国教科文组织（联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织）和世界气象组织（WMO）在）在1988年共同制订的年共同制订的水资源评价活动水资源评价活动国家评价手册国家评价手册中，定义水资源为：中，定义水资源为：“可以利用或可以利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。”这一这一定义的核心主要包括两个方面，其一是应有足够的数定义的核心主要包括两个方面，其一是应有足够的数量，其二是强调了水资源的质量。有量，其二是强调了水资源的质量。有“量量”无无“质质”
7、，或有或有“质质”无无“量量”均不能称之为水资源。这一定义均不能称之为水资源。这一定义比英国比英国水资源法水资源法中水资源的定义具有更为明确的中水资源的定义具有更为明确的含义，不仅考虑水的数量，同时其必须具备质量的可含义，不仅考虑水的数量，同时其必须具备质量的可利用性。利用性。l (3)前苏联水文学家前苏联水文学家O.A.斯宾格列尔在斯宾格列尔在水与人类水与人类著著作中指出：作中指出：“所谓水资源，通常理解为某一区域的地所谓水资源，通常理解为某一区域的地表水（河流、湖泊、沼泽、冰川）和地下淡水储量。表水（河流、湖泊、沼泽、冰川）和地下淡水储量。水资源分为更新非常缓慢的永久储量和年内可恢复的水资
8、源分为更新非常缓慢的永久储量和年内可恢复的储量两类，在利用永久储量时，水的消耗不应大于它储量两类，在利用永久储量时，水的消耗不应大于它的恢复能力的恢复能力”。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成 (4) 1988年年8月月1日颁布实施的日颁布实施的中华人民共和国水法中华人民共和国水法将水资源认定为将水资源认定为“地表水和地下水。地表水和地下水。” （5）1994年年环境科学词典环境科学词典定义水资源为定义水资源为“特定时特定时空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水的可利用性是有限制条件的水的可利用性是有限制条件的”。 （6）中国
9、大百科全书中国大百科全书在不同的卷册中对水资源也在不同的卷册中对水资源也给予了不同的解释。如在大气科学、海洋科学、水文给予了不同的解释。如在大气科学、海洋科学、水文科学卷中，水资源被定义为科学卷中，水资源被定义为“地球表层可供人类利用地球表层可供人类利用的水，包括水量（水质）、水域和水能资源，一般指的水，包括水量（水质）、水域和水能资源，一般指每年可更新的水量资源每年可更新的水量资源”；在水利卷中，水资源被定；在水利卷中，水资源被定义为义为“自然界各种形态（气态、固态或液态）的天然自然界各种形态（气态、固态或液态）的天然水，并将可供人类利用的水资源作为供评价的水资水，并将可供人类利用的水资源作
10、为供评价的水资源源”。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成u 对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解，其主要对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解，其主要原因在于水资源是一个既简单又非常复杂的概念。它的复杂内原因在于水资源是一个既简单又非常复杂的概念。它的复杂内涵表现在：水的类型繁多，具有运动性，各种类型的水体具有涵表现在：水的类型繁多，具有运动性，各种类型的水体具有相互转化的特性。水的用途广泛，不同的用途对水量和水质具相互转化的特性。水的用途广泛，不同的用途对水量和水质具有不同的要求；水资源所包含的有不同的要求；水资源所包含的“量量”和和“质质”在一定条件下在一定条件
11、下是可以改变的；更为重要的是，水资源的开发利用还受到经济是可以改变的；更为重要的是，水资源的开发利用还受到经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。正因为如此，人们从技术条件、社会条件和环境条件的制约。正因为如此，人们从不同的侧面认识水资源，造成对水资源一词理解的不一致性及不同的侧面认识水资源，造成对水资源一词理解的不一致性及认识的差异性。认识的差异性。u 综上所述，水资源可以理解为人类长期生存、生活和生产活动综上所述，水资源可以理解为人类长期生存、生活和生产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。一般认为，水
12、资源概念具有广义和狭义之分。值和经济价值。一般认为，水资源概念具有广义和狭义之分。u 广义上的水资源指地球上水圈内的所有水体（世界上一切水广义上的水资源指地球上水圈内的所有水体（世界上一切水体），包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水体），包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中的水分，都是人类宝贵的财富。按照这样理解，自然及大气中的水分，都是人类宝贵的财富。按照这样理解，自然界的水体既是地理环境要素，又是水资源。但是限于当前的经界的水体既是地理环境要素，又是水资源。但是限于当前的经济技术条件，对含盐量较高的海水和分布在南北两极的冰川，济技术条件，对含盐量较高的海水和
13、分布在南北两极的冰川，目前大规模开发利用还有许多困难。目前大规模开发利用还有许多困难。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成u 狭义上的水资源不同于自然界的水体，它仅仅指在一定时狭义上的水资源不同于自然界的水体，它仅仅指在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态淡水期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态淡水水体。这种开发利用，不仅目前在技术上可能，而且经济水体。这种开发利用，不仅目前在技术上可能，而且经济上合理，且对生态环境可能造成的影响也是可接受的。作上合理，且对生态环境可能造成的影响也是可接受的。作为水资源的水体一般应满足下列条件通过工程措施可以为水资源的水体一
14、般应满足下列条件通过工程措施可以直接取用，或通过生物措施可以间接利用；水质要符合直接取用，或通过生物措施可以间接利用；水质要符合用水的要求；补给条件好，水量可以逐年更新。这种水用水的要求；补给条件好，水量可以逐年更新。这种水资源主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，个别地资源主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，个别地方还包括微咸水。这几种淡水资源合起来只占全球总水量方还包括微咸水。这几种淡水资源合起来只占全球总水量的的0.77左右，约为左右，约为1065万万km3。淡水资源与海水相比，所。淡水资源与海水相比，所占比例很小，但却是目前研究的重点。占比例很小，但却是目前研究的重点。u 这里需
15、要说明的是，土壤水虽然不能直接用于工业、城镇这里需要说明的是，土壤水虽然不能直接用于工业、城镇供水，但它是植物生长必不可少的条件，可以直接被植物供水，但它是植物生长必不可少的条件，可以直接被植物吸收，所以土壤水应属于水资源范畴。至于大气降水，它吸收，所以土壤水应属于水资源范畴。至于大气降水，它不仅是径流形成的最重要因素，而且是淡水资源的最主要，不仅是径流形成的最重要因素，而且是淡水资源的最主要，甚至唯一的补给来源。甚至唯一的补给来源。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成二、水资源的特征二、水资源的特征 n 水是自然环境的基本要素，在自然地理环境形成和发水是自然环境的基本要素，在自然地
16、理环境形成和发展过程中起着重要作用。水是生命的物质基础，没有展过程中起着重要作用。水是生命的物质基础，没有水便不会有生命和人类。水是人类生存和发展所必需水便不会有生命和人类。水是人类生存和发展所必需的物质，是社会生产最宝贵的资源，是农业的命脉，的物质，是社会生产最宝贵的资源，是农业的命脉，工业发展的重要条件，城镇布局的重要因素，是人类工业发展的重要条件，城镇布局的重要因素，是人类最宝贵的财富之一。水资源不仅具有一般资源的属性，最宝贵的财富之一。水资源不仅具有一般资源的属性，而且具有许多独特的性质。而且具有许多独特的性质。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（一）（一） 储量的有限性储
17、量的有限性地球上的总水量是一定的，约地球上的总水量是一定的，约13.86亿亿km3即即138.6亿亿亿亿m3，但其中但其中96.5%是含盐量较高的海水，目前不能为人类大量地是含盐量较高的海水，目前不能为人类大量地直接取用。而地球上含盐量不超过直接取用。而地球上含盐量不超过1的淡水仅占全球总储的淡水仅占全球总储水量的水量的2.53%，约，约0.35亿亿km3（3.5亿亿亿亿m3）。再加上这一微）。再加上这一微量比例的淡水中，大部分是固体冰川，被固定在地球两极量比例的淡水中，大部分是固体冰川，被固定在地球两极和高山地带，在目前的技术水平上还难以利用；液态淡水和高山地带，在目前的技术水平上还难以利用
18、；液态淡水中，又绝大部分是深层地下水，开采利用得也很少。所以中，又绝大部分是深层地下水，开采利用得也很少。所以目前人类容易利用的淡水有河水、淡水湖泊水、浅层地下目前人类容易利用的淡水有河水、淡水湖泊水、浅层地下水和土壤水等，储量为水和土壤水等，储量为1065万万km3，只占全球淡水总量的，只占全球淡水总量的30.4%，全球总储水量的，全球总储水量的0.77%。总之，水资源的静态储量是极其有限的，是十分宝贵的资总之，水资源的静态储量是极其有限的，是十分宝贵的资源。因此，我们在开发利用时，要注意节约用水和保护水源。因此，我们在开发利用时，要注意节约用水和保护水资源，在日常生活中更要注意节约用水。资
19、源，在日常生活中更要注意节约用水。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（二）循环再生性（二）循环再生性以上所讲的水资源储量是静态储量。事实上，地球上的水并非静止不动，而以上所讲的水资源储量是静态储量。事实上，地球上的水并非静止不动，而是在不断地进行相态变化和空间位置的转移过程，存在着巨大的水分循环过是在不断地进行相态变化和空间位置的转移过程，存在着巨大的水分循环过程。程。通过周而复始的水分循环过程，地球上各种水体相互联系转换，使得各种水通过周而复始的水分循环过程，地球上各种水体相互联系转换，使得各种水资源得以恢复、更新和再生，即水资源是一种可再生的动态资源，这是水资资源得以恢复、更新和
20、再生，即水资源是一种可再生的动态资源，这是水资源区别于矿产资源的重要特性。由于水循环过程是无限和连续的，所以地表源区别于矿产资源的重要特性。由于水循环过程是无限和连续的，所以地表水和地下水在被被合理利用后，总能得到大气降水的补给。从这个意义上讲，水和地下水在被被合理利用后，总能得到大气降水的补给。从这个意义上讲，水是一种世界性的不断更新和再生的资源，具有水是一种世界性的不断更新和再生的资源，具有“取之不竭，用之不尽取之不竭，用之不尽”的的特点。特点。除自然再生外，还可人工再生水资源，或通过海水淡化和废水、污水净化处除自然再生外，还可人工再生水资源，或通过海水淡化和废水、污水净化处理来获得水资源
21、，或通过植树造林和人工降雨促进水循环来对水资源进行人理来获得水资源，或通过植树造林和人工降雨促进水循环来对水资源进行人工再生。工再生。从水资源的可再生性特点表明，只要利用合理、保护得当，水资源是能够循从水资源的可再生性特点表明，只要利用合理、保护得当，水资源是能够循环再现和不断更新的。环再现和不断更新的。尽管水循环过程是无限的，然而在一定的时间和空间范围内，大气降水对水尽管水循环过程是无限的，然而在一定的时间和空间范围内，大气降水对水资源的补给却是有限的，并且各种水体循环更替周期不同，其水资源恢复量资源的补给却是有限的，并且各种水体循环更替周期不同，其水资源恢复量也不相同。可见，水资源是循环再
22、生过程的无限性和具体时空再生补给水量也不相同。可见，水资源是循环再生过程的无限性和具体时空再生补给水量的有限性的对立统一体。所以在开采利用时，要注意节约利用，十分珍惜和的有限性的对立统一体。所以在开采利用时，要注意节约利用，十分珍惜和保护水资源，其开采利用量应小于循环更新量，一般不动用难以恢复的储存保护水资源，其开采利用量应小于循环更新量，一般不动用难以恢复的储存在地表和地下的静态储量。在地表和地下的静态储量。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（三）流动性（三）流动性 水资源与其他固体资源的本质区别在于其所具有的流水资源与其他固体资源的本质区别在于其所具有的流动性，它是在循环中形成的
23、一种动态资源，具有循环动性，它是在循环中形成的一种动态资源，具有循环性。水循环系统是一个庞大的天然水资源系统，处在性。水循环系统是一个庞大的天然水资源系统，处在不断地开采、补给和消耗、恢复的循环之中，可以不不断地开采、补给和消耗、恢复的循环之中，可以不断地供给人类利用和满足生态平衡的需要。正是由于断地供给人类利用和满足生态平衡的需要。正是由于水资源是动态资源，在川流不息地流动，若不及时加水资源是动态资源，在川流不息地流动，若不及时加以利用，就会白白地流走。这就要求我们必须充分合以利用，就会白白地流走。这就要求我们必须充分合理地利用水资源，使其发挥最大的效益。理地利用水资源，使其发挥最大的效益。
24、水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（四）时空分布不均匀（变化的复杂性）（四）时空分布不均匀（变化的复杂性）水资源在自然界中具有一定的时间和空间分布。时空分布水资源在自然界中具有一定的时间和空间分布。时空分布的不均匀性是水资源的又一特性。全球水资源的分布表现的不均匀性是水资源的又一特性。全球水资源的分布表现为极不均匀性。为极不均匀性。1. 空间分布不均匀空间分布不均匀由于太阳辐射、大气环流、海陆分由于太阳辐射、大气环流、海陆分布、地形条件和人类活动等的影响，地球上的降水、地表布、地形条件和人类活动等的影响，地球上的降水、地表和地下径流分布都很不均匀。和地下径流分布都很不均匀。世界各大洲
25、陆地年径流总量为世界各大洲陆地年径流总量为4.68万万km3（包括南极洲）（包括南极洲）（表（表11），折合径流深），折合径流深314mm。按大洲而论，亚洲最多。按大洲而论，亚洲最多（14410km3），南美洲其次（），南美洲其次（11760km3），再依次为北美），再依次为北美洲（洲（8200km3）、非洲（）、非洲（4570km3）和欧洲（）和欧洲（3210km3），），大洋洲（大洋洲（2090km3）最少。主要原因是各大洲承受降水的面）最少。主要原因是各大洲承受降水的面积相差很大。积相差很大。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成表11世界各大洲降水量与径流量分布大陆大陆（连同岛（
26、连同岛屿）屿）面积（104km2）降水量径流量占总径流量的%（mm）（km3）（mm）（km3）亚洲亚洲4347.5741322003321441031非洲非洲3012.074022300151457010北美洲北美洲2420.075618300339820017南美洲南美洲1780.01596284006611176025南极洲南极洲1398.0165231016523105欧洲欧洲1050.0790829030632107澳大利亚澳大利亚761.54563470393000.6大洋洲大洋洲（各岛）（各岛）133.527043610156620904.4全球陆地全球陆地14902.57981
27、1888031446850100注资料来源：注资料来源：中国大百科全书中国大百科全书水利水利卷，卷，19921992年年水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成u按国家论，年径流量超过按国家论，年径流量超过1万亿万亿m3的国家依次为巴西（的国家依次为巴西（51912亿亿m3）、加拿大（）、加拿大（31220亿亿m3 ）、美国（）、美国（29702亿亿m3 ）、）、印度尼西亚（印度尼西亚（28113亿亿m3）、中国（）、中国（27115亿亿m3）和印度（）和印度（17800亿亿m3）。）。u全球降水有随纬度增加而减少的趋势，赤道多雨带是全球全球降水有随纬度增加而减少的趋势，赤道多雨带是全球降
28、水量最多的地带，相应的径流量也最丰富。地球上约降水量最多的地带，相应的径流量也最丰富。地球上约1/3的地区为干旱与半干旱带，这些地区降水稀少，地表很少的地区为干旱与半干旱带，这些地区降水稀少，地表很少产生径流，甚至为大面积的无流区。产生径流，甚至为大面积的无流区。u中国水资源的地区差异特别明显，年降水量和径流深从东中国水资源的地区差异特别明显，年降水量和径流深从东南沿海向西北内陆递减。南沿海向西北内陆递减。u水资源空间分布的不均衡，使得有些国家和地区水资源丰水资源空间分布的不均衡，使得有些国家和地区水资源丰富，有些国家和地区水资源却又贫乏。为解决区域性缺水富，有些国家和地区水资源却又贫乏。为解
29、决区域性缺水问题，不少国家兴建了跨区域性的调水工程。如中国的问题，不少国家兴建了跨区域性的调水工程。如中国的“南水北调工程南水北调工程”。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成2. 时间分配的不均匀性时间分配的不均匀性 水资源的时间变化具有十分复杂的表现形式：既有在确定性因素水资源的时间变化具有十分复杂的表现形式：既有在确定性因素影响下的周期性变化，又有在随机性因素影响下的不重复性变化。影响下的周期性变化，又有在随机性因素影响下的不重复性变化。受气候和地理因素的影响，地球上的降水在时程上的分配是不均受气候和地理因素的影响，地球上的降水在时程上的分配是不均匀的，相应的径流量变化也很大，与
30、用水部门的需要不适应。世匀的，相应的径流量变化也很大，与用水部门的需要不适应。世界上相当多的地区，尤其大陆性和季风性气候区，水资源的年内界上相当多的地区，尤其大陆性和季风性气候区，水资源的年内分配不均、年际变化大。海洋性气候区，水资源的季节和年际变分配不均、年际变化大。海洋性气候区，水资源的季节和年际变化相对较小。如我国受大陆性季风气候影响，大部分地区冬春少化相对较小。如我国受大陆性季风气候影响，大部分地区冬春少雨，多春旱；夏秋多雨，多洪涝。降水量和径流量的年际变化也雨，多春旱；夏秋多雨，多洪涝。降水量和径流量的年际变化也很大，而且常常是连续数年的多水期与连续数年的少水期交替出很大，而且常常是
31、连续数年的多水期与连续数年的少水期交替出现。出现连续多水年时，可导致大洪涝；出现连续少水年时，可现。出现连续多水年时，可导致大洪涝；出现连续少水年时，可导致严重旱灾。导致严重旱灾。为解决水资源的时间分配不均匀性，需要兴建蓄水工程，丰水季为解决水资源的时间分配不均匀性，需要兴建蓄水工程，丰水季节的年份蓄水供枯水季节和年份用，达到丰蓄枯用的目的。节的年份蓄水供枯水季节和年份用，达到丰蓄枯用的目的。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（五）利用上的多样性和广泛性（五）利用上的多样性和广泛性水资源既是生产资料，又是生活资料，在国计民生中用途水资源既是生产资料，又是生活资料，在国计民生中用途极其
32、广泛，各行各业都离不开它。按利用方式不同，可分极其广泛，各行各业都离不开它。按利用方式不同，可分为：为：（1）直接消耗水量）直接消耗水量生活用水、农业灌溉、工业生产用生活用水、农业灌溉、工业生产用水等，都属于消耗性用水，其中有一部分回归到水体中，水等，都属于消耗性用水，其中有一部分回归到水体中，但数量已减少，而且水质亦发生了变化（消耗性用水）。但数量已减少，而且水质亦发生了变化（消耗性用水）。（2）利用水能）利用水能水力发电。水力发电。（3）利用水域环境）利用水域环境非消耗性用水。如航运、水产养殖、非消耗性用水。如航运、水产养殖、旅游、生态环境用水。旅游、生态环境用水。根据水资源利用上的多样性
33、和广泛性，在开发利用时，尽根据水资源利用上的多样性和广泛性，在开发利用时，尽量一水多用，发挥水的综合效益，避免一水单用。综合利量一水多用，发挥水的综合效益，避免一水单用。综合利用原则是世界各国河流开发的一项重要原则。除水力发电用原则是世界各国河流开发的一项重要原则。除水力发电以外，还应同时考虑防洪、灌溉、供水、航运、水产、旅以外，还应同时考虑防洪、灌溉、供水、航运、水产、旅游等效益，以及水资源开发对生态和环境的影响。游等效益，以及水资源开发对生态和环境的影响。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（六）经济上的两重性（六）经济上的两重性经济上的两重性包括两个方面：经济上的两重性包括两个
34、方面：（1）一方面是指水资源具有水利和水害的双重性。）一方面是指水资源具有水利和水害的双重性。“水能载舟，亦水能载舟，亦能覆舟能覆舟”，水既能给人类带来福利，为国民经济建设服务，又可带来，水既能给人类带来福利，为国民经济建设服务，又可带来洪水、内涝等灾害，这说明水资源在经济上具有利弊两重性，这是水洪水、内涝等灾害，这说明水资源在经济上具有利弊两重性，这是水资源区别于其他自然资源的又一特点。直到现在，洪涝灾害依然是最资源区别于其他自然资源的又一特点。直到现在，洪涝灾害依然是最主要的自然灾害。我国是洪涝灾害最严重的国家之一，占全国主要的自然灾害。我国是洪涝灾害最严重的国家之一，占全国1/3的的耕地
35、、耕地、2/5的人口和的人口和3/5的工农业总产值地区，约有的工农业总产值地区，约有100多万多万km2国土处国土处于洪水威胁之中。于洪水威胁之中。1998年仅洪涝灾害损失就达近年仅洪涝灾害损失就达近300亿美元。亿美元。（2）另一方面，水资源利用时，可以兴利（发电、灌溉、供水等）另一方面，水资源利用时，可以兴利（发电、灌溉、供水等）和除害（除洪等），但也会产生土地淹没、人口迁移、水质污染、地和除害（除洪等），但也会产生土地淹没、人口迁移、水质污染、地下水位下降等不利影响。同时，水资源的不合理开发将引起人为灾害。下水位下降等不利影响。同时，水资源的不合理开发将引起人为灾害。如垮坝事故、次生盐渍
36、化、地面下沉、诱发地震等时有发生。如垮坝事故、次生盐渍化、地面下沉、诱发地震等时有发生。因此，在开发利用水资源时，必须严格按照自然规律和经济规律办事，因此，在开发利用水资源时，必须严格按照自然规律和经济规律办事，统一规划，综合开发，合理利用，以达到兴利除害的双重目的。统一规划，综合开发，合理利用，以达到兴利除害的双重目的。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成（七）开发利用上的整体性（七）开发利用上的整体性一方面，水由上游到下游穿流各地，因此水资源的开发无一方面，水由上游到下游穿流各地，因此水资源的开发无论是水量、水质或防洪、兴利等都具有上下游、左右岸及论是水量、水质或防洪、兴利等都具有
37、上下游、左右岸及各地区、各部门间相互影响的极为复杂的关系。各地区、各部门间相互影响的极为复杂的关系。另一方面，水资源又是自然环境的一部分，在长期发生发另一方面，水资源又是自然环境的一部分，在长期发生发展过程中，不仅与其他资源（土地、森林等），而且与整展过程中，不仅与其他资源（土地、森林等），而且与整个环境之间相互联系、相互制约。因此水资源的开发利用个环境之间相互联系、相互制约。因此水资源的开发利用必将对环境和其他资源产生各种影响。世界各国在开发利必将对环境和其他资源产生各种影响。世界各国在开发利用水资源的过程中，由于认识和其他方面的原因，缺少整用水资源的过程中，由于认识和其他方面的原因，缺少整
38、体考虑和统一规划，造成了许多不良后果。因此必须用系体考虑和统一规划，造成了许多不良后果。因此必须用系统论的观点，从整体考虑，合理开发利用水资源。统论的观点，从整体考虑，合理开发利用水资源。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成第二节全球水资源概况第二节全球水资源概况地球上有丰富的水，这是地球区别于其他行星的主要特征之一。地地球上有丰富的水，这是地球区别于其他行星的主要特征之一。地球总面积约球总面积约5.1亿亿km2，约，约3/4的表面被水覆盖，地球上总水量约的表面被水覆盖，地球上总水量约13.86亿亿km3（表（表12），有），有“水的行星水的行星”之说。其中海洋面积之说。其中海洋面积3
39、.61亿亿km2，占地球总面积的占地球总面积的70.8%，全球海洋总水量约，全球海洋总水量约13.38亿亿km3，占地球总水，占地球总水量的量的96.5%，折合水深，折合水深3700m，为咸水，除极少量水体被利用（作冷，为咸水，除极少量水体被利用（作冷却水、海水淡化引用等）外，绝大多数不能被人类利用；陆地面积却水、海水淡化引用等）外，绝大多数不能被人类利用；陆地面积为为1.49亿亿km2，占地球总面积的，占地球总面积的29.2%，陆地水储量只有，陆地水储量只有0.48亿亿km3，占地球总水量的占地球总水量的3.5%；大气水和生物体内的水仅；大气水和生物体内的水仅1.4万万km3,只占全球只占全
40、球水储量的水储量的0.001。陆地水并非都是淡水（含盐量。陆地水并非都是淡水（含盐量1g/L），全球陆地），全球陆地淡水总量仅淡水总量仅0.35亿亿km3，占陆地水储量的，占陆地水储量的73%，占全球水储量的，占全球水储量的2.53。在陆地淡水中，有。在陆地淡水中，有69.6%即即0.24亿亿km3分布在两极冰川与雪盖、分布在两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，现有技术还难以利用。目前人类容易利高山冰川和永久冻土层中，现有技术还难以利用。目前人类容易利用的淡水有河水、淡水湖泊水、浅层地下水和土壤水等，储量为用的淡水有河水、淡水湖泊水、浅层地下水和土壤水等，储量为0.1065 亿亿km3，只
41、占全球淡水总量的，只占全球淡水总量的30.4%，全球总储水量的，全球总储水量的077%。可。可见，水资源的静态储量是极其有限的，是十分宝贵的资源。见，水资源的静态储量是极其有限的，是十分宝贵的资源。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成表22地球上的水储量水的类型分布面积（104km2）水量（104km3）水深（m）占总储水量比例%占淡水储量比例%一、海洋水36130133800370096.5二、地下水1348023401741.7其中地下淡水134801053780.7630.1三、土壤水82001.650.20.0010.05四、冰川与永久雪盖1622.752406.411463
42、1.7468.71、南极1398216015461.5661.72、格陵兰180.2423412980.176.683、北极岛屿22.618.353690.0060.244、山脉22.44.061810.0030.12五、永冻土底冰2.10030.0140.2220.86六、湖泊水206.8717.6485.70.0131、淡水123.649.1073.60.0070.262、咸水82.238.54103.80.006七、沼泽水268.261.1474.280.00080.03八、河床水14.8800.2120.0140.00020.006九、生物水510000.1120.0020.00010
43、.003十、大气水510001.290.0250.0010.04水体总储量其中淡水储量5100014800138598.4613502.92127182351002.53100水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成对人类最有实用意义的水资源是河川径流量和浅层地下淡水量。河川径对人类最有实用意义的水资源是河川径流量和浅层地下淡水量。河川径流量包含大气降水和高山冰川融水形成的动态地表水，和由降水补给的流量包含大气降水和高山冰川融水形成的动态地表水，和由降水补给的浅层动态地下水，基本上反映了动态水资源的数量和特征，所以世界各浅层动态地下水，基本上反映了动态水资源的数量和特征，所以世界各国通常用
44、河川径流量近似表示动态水资源量。国通常用河川径流量近似表示动态水资源量。 根据水文测验资料以及与根据水文测验资料以及与径流有关的因素推算，全世界多年平均径流总量为径流有关的因素推算，全世界多年平均径流总量为4.68万万km3，其中河，其中河川径流量为川径流量为 4.45万万km3，冰川径流量为，冰川径流量为0.23万万km3。河川径流中有。河川径流中有4.35万万km3流入海洋，其余流入海洋，其余 0.1万万km3排入内陆湖。排入内陆湖。 径流量的地区分布与人口分径流量的地区分布与人口分布并不相适应，有人居住和适合人类活动的地区，约有年径流量布并不相适应，有人居住和适合人类活动的地区，约有年径
45、流量1.9万万km3，占世界径流总量的，占世界径流总量的40.6。 各大洲的自然条件差别很大，降水、径流的地区分布很不均匀各大洲的自然条件差别很大，降水、径流的地区分布很不均匀(表表11世世界各大洲年降水及年径流分布界各大洲年降水及年径流分布)。大洋洲各岛屿的水资源最为丰富。大洋洲各岛屿的水资源最为丰富,平均平均年降水量达到年降水量达到2700mm，年径流深超过，年径流深超过1500mm。南美洲的水资源也较丰。南美洲的水资源也较丰富富,平均年降水量为平均年降水量为1600mm，年径流深为，年径流深为660mm， 降水、径流约相当于降水、径流约相当于全球陆地平均值的两倍。澳大利亚是水资源最贫乏的
46、大陆全球陆地平均值的两倍。澳大利亚是水资源最贫乏的大陆,平均年降水量平均年降水量约约460mm，年径流深只有，年径流深只有40mm，有三分之二的面积为无永久性河流的，有三分之二的面积为无永久性河流的荒漠、半荒漠，年降水量不足荒漠、半荒漠，年降水量不足300mm。欧洲、亚洲、北美洲的水资源条。欧洲、亚洲、北美洲的水资源条件中等，年降水量和年径流深均接近全球陆地平均值。非洲有大面积的件中等，年降水量和年径流深均接近全球陆地平均值。非洲有大面积的沙漠，年降水量虽然接近全球陆地平均值沙漠，年降水量虽然接近全球陆地平均值,但年径流深仅有但年径流深仅有150mm，不到，不到全球平均水平的一半。南极洲的降水
47、量很少全球平均水平的一半。南极洲的降水量很少,年平均只有年平均只有165mm，没有一，没有一条永久性河流，然而却以冰川的形态储存了地球淡水总量的条永久性河流，然而却以冰川的形态储存了地球淡水总量的62。 水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成从世界各国拥有的水资源量来看，居第一位的是巴西，其次从世界各国拥有的水资源量来看，居第一位的是巴西，其次按顺序是苏联、加拿大、美国、印尼和中国。这六个国家的按顺序是苏联、加拿大、美国、印尼和中国。这六个国家的年径流量共计为年径流量共计为2.15万万km3， 占世界年径流总量的占世界年径流总量的46。亚。亚洲国家中年径流深最大的是印尼和日本，接近洲国家
48、中年径流深最大的是印尼和日本，接近1500mm。欧。欧洲国家中年径流深最大的挪威，为洲国家中年径流深最大的挪威，为1250mm。尽管水资源是可再生资源，但受世界人口增长、人类对自然尽管水资源是可再生资源，但受世界人口增长、人类对自然资源过度开发、基础设施投入不足等因素的影响，水资源的资源过度开发、基础设施投入不足等因素的影响，水资源的供应量远远不能满足人类生产和生活的需要。人类生存所必供应量远远不能满足人类生产和生活的需要。人类生存所必须的基本生活用水面临着短缺、卫生不达标或获取困难等问须的基本生活用水面临着短缺、卫生不达标或获取困难等问题。据联合国儿童基金会和世界卫生组织题。据联合国儿童基金
49、会和世界卫生组织2008年月公布的年月公布的一份报告，全球有一份报告，全球有8.84亿人无法获得安全的饮用水，其中亚亿人无法获得安全的饮用水，其中亚洲国家约占一半，撒哈拉以南非洲国家约占洲国家约占一半，撒哈拉以南非洲国家约占40%。联合国教科文组织联合国教科文组织2009年月年月12日发布的日发布的世界水资源开发世界水资源开发报告报告指出，人类对水的需求正以每年指出，人类对水的需求正以每年640亿亿m3的速度增长，的速度增长，到到2030年，全球将有年，全球将有47%的人口居住在用水高度紧张的地区。的人口居住在用水高度紧张的地区。一些干旱和半干旱地区的水资源缺乏将对人口流动产生重大一些干旱和半
50、干旱地区的水资源缺乏将对人口流动产生重大影响。影响。水资源计算与管理水资源计算与管理许武成许武成第三节中国水资源概况第三节中国水资源概况 一、我国水资源量一、我国水资源量我国地域辽阔，国土面积我国地域辽阔，国土面积960万万km2，约占全球陆地总面积的，约占全球陆地总面积的6.5%；地处亚欧大陆东南部，濒临太平洋，西南地区又有全球最高最大的地处亚欧大陆东南部，濒临太平洋，西南地区又有全球最高最大的高原（青藏高原），因而季风气候特别显著；地势西高东低，呈阶高原（青藏高原），因而季风气候特别显著；地势西高东低，呈阶梯状分布，地形复杂，则气候类型多样；河湖众多。据统计，流域梯状分布，地形复杂，则气候