第1-6章水资源利用与保护PPT格式课件下载.ppt
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了解污染物在水环境中迁移转化的物化与生物学作用、污染水体修复的理论与工程技术措施、流域水资源保护的法律、技术与工程措施。
教材及参考资料教材及参考资料n教材李广贺主编,水资源利用与保护(第二版),中国建筑工业出版社,2010n参考资料严煦世,范瑾初主编,给水工程(第4版),中国建筑工程出版社杨开主编,水资源开发利用与保护,湖南大学出版社王晓昌主编,水资源利用与保护,高等教育出版社第一章绪论水资源的基本含义1水资源的特性2水资源研究现状与发展趋势3水资源利用与保护的任务和内容4内容提要内容提要n本章教学目标的基本要求:
掌握水资源的基本含义和特性,了解水资源研究现状与发展趋势,了解水资源利用与保护的任务和内容。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义一、水的重要性水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质,同时也是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义二、自然资源的定义自然资源:
参与人类生态系统能量流、物质流和信息流,从而保证系统的代谢功能得以实现,促进系统稳定有序不断进化升级的各种物质。
自然资源并非泛指所有的物质,而是特指那些有益、有助于人类生态系统保持稳定和发展的某些自然界物质。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义三、水资源定义的发展历史n国外在国外,较早采用“水资源”这一概念的是美国地质调查局(USGS)。
1894年,该局设立了水资源处大不列颠大百科全书水中资源解释:
“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”;
1963年英国水资源法把水资源定义为:
“地球上有足够的水”强调了水的可用性;
联合国教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)共同制定的水资源评价活动国家评价手册定义:
“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,并能在某一地点为满足某种用途而可被利用”数量与质量。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义n国内公元前250年左右,秦代李冰李冰在四川省灌县修建了解决成都平原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程。
1988年中华人民共和国水法将水资源认定为:
“地表水与地下水”。
1994环境科学词典定义:
“特定时空下可利用的水,是可再利用资源,不论其质与量,水的可用性是有限制条件的”。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义引起对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解,主要原因在于:
水资源是个既简单又复杂的概念。
复杂表现为:
水的类型繁多,具有运动性;
用途广泛;
量与质在一定条件下可以改变;
开发利用受经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。
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各种水,既包括数量和质量数量和质量的含义,又包括其使用价值和经济价值使用价值和经济价值。
1.1水资源的基本含义水资源的基本含义狭义上:
水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水淡水。
广义的:
水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水和水中的物质水中的物质,在社会生活中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。
1.2水资源的特性水资源的特性水是自然界的重要物质,是环境中最为活跃的要素。
水资源的循环水资源与其它固体资源的本质区别在于其所具有的流动性,它是循环中形成的一种动态资源,具有循环性。
储量的有限性水资源处于不断的消耗和补充过程中,在某种意义上水资源具有“取之不尽”的特点,恢复性强。
1.2水资源的特性水资源的特性分布的不均匀性我国水资源分布在区域上分布极不均匀。
总体上是东南多,西北少;
沿海多,内陆少,山区多,平原少;
时间上夏多冬少。
利用的多样性水资源被人类广泛应用于工业、农业和生活,还应用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。
1.2水资源的特性水资源的特性利、害的两重性正因为水资源的两重性,在水资源开发过程中尤其强调合理利用、有序开发,以达到兴利除害的目的。
1.3水资源研究现状与发展趋势水资源研究现状与发展趋势在水资源利用与管理的理论和方法方面取得了明显进展,主要表现以下几个方面:
水资源模拟与模型化水资源系统分析水资源信息管理系统水环境研究1.4水资源利用与保护的任务和内容水资源利用与保护的任务和内容一、主要任务使大家全面深入了解全球水资源状况、形成与分布特征、开发与利用的现状基础上,系统地学习和掌握水资源循环与平衡,水资源评价与研究的基本概念、理论和方法;
全面学习和掌握与供水有关的水资源利用工程的类型、布置原则、布置方式、适用范围和适用条件,以及水资源利用工程运行的有关技术参数;
学习和掌握水资源合理规划、种类水体的联合调度和科学管理、水污染防治的概、理论和方法。
1.4水资源利用与保护的任务和内容水资源利用与保护的任务和内容二、主要内容阐述水资源的循环、赋存、分布特征;
地表水资源的形成、分布及动力状态;
地下水资源的埋藏、分布及其运动规律;
水资源评价、水量计算的理论和方法;
水资源利用工程的类型、设计和适用范围,各种取水工程的运行参数;
水资源保护与管理的内容、方法和措施。
第二章水循环与水资源开发利用状况大运河长江三峡长江三峡长江三峡长江三峡江水电站江水电站东东黄河小浪底黄河小浪底五强溪五强溪白山水电站白山水电站n本章教学目标的基本要求:
理解地球水量储存与分布、地球上水循环方式和全球水量平衡,理解全球水资源开发利用状况、面临问题和开发利用趋势,掌握中国水资源量概况、时空分布特性、开发利用状况和面临的主要问题。
内容提要内容提要全球水资源2中国水资源3地球水量储存与循环1Peoplearecarryingwaterbackhome,NorthernChinaWomenarecarryingwaterbackhome,NorthernChina2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环一、地球水储量分布地球表面积:
5.1亿km2,水体总量:
1.386亿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%。
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。
2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环96.53%96.53%海洋水海洋水湖泊咸水和地下咸水湖泊咸水和地下咸水淡水淡水1.74%1.74%0.03%0.03%0.76%0.76%冰川冰川地下淡水地下淡水其他淡水其他淡水0.94%0.94%2.53%2.53%永冻土底冰永冻土底冰湖泊淡水湖泊淡水土壤水土壤水大气水大气水沼泽水沼泽水河水河水生物水生物水各种水体所占比例各种水体所占比例2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环二、地球上水的循环n水的循环三个阶段:
降水(Precipitation)径流(Runoff)蒸发(Evaporation)2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环u大循环:
水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程气流气流蒸发蒸发遇冷降水遇冷降水蒸发蒸发从海洋蒸发上升的水汽从海洋蒸发上升的水汽海洋上空海洋上空陆地上空陆地上空海洋海洋江河江河地表或地下径流地表或地下径流陆面陆面部分蒸发部分蒸发汇流汇流径流径流2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环u小循环:
陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程遇冷降水遇冷降水蒸发蒸发上升的水汽上升的水汽海洋上空海洋上空上升的水汽上升的水汽海洋海洋陆面陆面陆地上空陆地上空蒸发蒸发遇冷降水遇冷降水u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2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环n人类参与的水文循环2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环水循环是地球上最主要的物质循环之一,表现为:
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;
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;
回归水的质量直接或间接对水循环水质产生影响。
2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环n更替周期式中:
T水的更替周期;
q(t)单位时间内水体参与循环的水量;
Q(t)某一时刻水体储存的水量。
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周期为:
2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环水体更新周期(年)水体更新周期(年)永久积雪9700沼泽水5海水2500土壤水1地下水1400河流16天湖泊水17大气水8天淡水更新周期2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环三、水量的平衡定义:
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。
n地球水量平衡式中:
EL陆地蒸发量;
PL陆地降水量;
R入海径流量;
SL陆地在研究时段内蓄水量的变量。
LandELPLR2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环SL有短时间内可正可负,但多年来平均近于零。
则多年来平均的水量平衡议程为:
式中:
陆地多年平均蒸发量;
陆地多年平均降水量;
多年平均入海径流量。
2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环当研究对象为海洋时:
海洋多年平均蒸发量;
海洋多年平均降水量;
HerryPoolRPhEh2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环当研究对象为全球时:
或2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环n流域水量平衡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:
2.1地球水量储存与循环地球水量储存与循环闭合流域水量平衡方程上式中Rb=0、Rd=0,并令R=Rb+Rd,S=S2-S1,则方程变为:
对多年平均来说:
S=0;
则有:
流域多年平均年降水量、年径流量和年蒸发量。
2.2全球水资源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。
古代努力趋利避害、增利减害为目的;
近代兴利除害,追求对水资源多目标开发;
现代对水资源的利用进入了密切协调社会与自然关系的阶段,更加注意社会、经济效益和生态平衡,以期获得最大的综合效益。
2.2全球水资源全球水资源一、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%。
工业化国家的用水状况趋于稳定,增幅最大的主发是发展中国家。
2.2全球水资源全球水资源n农业用水农业用水一直占全部用的2/3以上。
漫灌、畦灌(7500m3/hm2)喷灌、滴灌(3000m3/hm2)。
2.2全球水资源全球水资源n工业用水工业用水取水量约为全球总取水量的1/4左右。
2.
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