水資源利用和保護

1、水資源利用和保護            摘要：人類對水資源的開發(fā)利用分兩大類：一類是從水資源取走所需的水量，滿足人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要后，數(shù)量有所消耗，質量有所變化，在另外地點回歸水源。另一類是取用水能（水力發(fā)電）、發(fā)展水運、水產(chǎn)和水上游樂，維持生態(tài)平衡等，這種利用不需要從水源引走水量，但是需要河流、湖泊、河口保持一定的水位、流量和水質。本節(jié)所討論的水資源利用情況主要是第一類用水形式。 關鍵詞：水資源 利用 保護  水是人類發(fā)展不可缺少的自然資源，是人類和一切生

2、物賴以生存的物質基礎。當今世界，水資源不足和污染構成的水源危機成為任何一個國家在政策、經(jīng)濟和技術上所面臨的復雜問題和社會經(jīng)濟發(fā)展的主要制約因素。1992年1月聯(lián)合國在冰島舉行了水和環(huán)境國際會議，呼吁尋找新的途徑，對淡水資源作出評價、發(fā)展和管理。1993年，世界銀行提出了有關水資源的新課題。糧農(nóng)組織最近成立了一個關于水和持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的國際項目（LAP-WASAD），這些信息表明，水資源問題已引起全世界的關注。 人類對水資源的開發(fā)利用分兩大類：一類是從水資源取走所需的水量，滿足人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要后，數(shù)量有所消耗，質量有所變化，在另外地點回歸水源。另一類是取用水能（水力發(fā)電）、發(fā)展水運、水產(chǎn)

3、和水上游樂，維持生態(tài)平衡等，這種利用不需要從水源引走水量，但是需要河流、湖泊、河口保持一定的水位、流量和水質。本節(jié)所討論的水資源利用情況主要是第一類用水形式。要做好水資源的利用與保護工作，就要了解水資源及其重要作用，世界水資源利用情況，我國水資源的特點，水資源的利用與保護措施。（一）水資源及其重要作用1、水資源地球上水的總貯量約有13.9億km3，其中約97%為海洋咸水，不能直接為人類利用。二淡水的總量僅為0.36億km3，而且這不足地球總水量3%的淡水中，有77.2%是以冰川和冰帽形式存在于極地和高山上，也難以為人類直接利用；22.4%為地下水和土壤水，其中2/3的地下水深埋在地下深處；江河

4、、湖泊等地面水的總量大約只有23萬km3，占淡水總量的0.36%。因此，只有約20%的淡水是人類易于利用的，而能直接取用的河、湖淡水僅占淡水總量的0.3%。可見，可供人類直接利用的淡水資源是十分有限的。 2、水循環(huán)地球表面的水在太陽輻射能和地心引力的相互作用下，不斷地蒸發(fā)和蒸騰到大氣中，并在空中形成云，在大氣環(huán)流的作用下傳播到不同的地域，再以降雨或降雪等形式回到海洋或陸地的表面。這些降水，一部分滲入地下，成為土壤水或地下水；一部分形成地表徑流匯入江、海，再經(jīng)蒸發(fā)進入大氣圈；還有一部分直接蒸發(fā)或經(jīng)植物吸收而蒸騰進入大氣。這種過程循環(huán)往復，永無止境。通過循環(huán)水資源得到不斷的更新。在較長時間內(nèi)，全球

5、范圍的蒸發(fā)于降水基本保持平衡，但在一定時間、空間范圍內(nèi)，其數(shù)量極為有限，并不像人們想象的那樣可以取之不盡、用之不竭。不同形態(tài)水的循環(huán)速率差異很大，除生物水外，大氣水和河流水的循環(huán)更替期最短，更新利用率高，是最活躍、最重要，也是于人類和生物生長發(fā)育最密切的水資源。3、水資源的重要作用1) 調節(jié)氣候。水是大氣的重要成分。雖然大氣中僅含全球水量的百萬分之一，然而，大氣和水之間的循環(huán)相互作用，確定了地球水循環(huán)運動，形成支持生物的氣候。大氣中的水幫助調節(jié)全球能量平衡，水循環(huán)運動起著不同地區(qū)的能量傳輸作用。2) 水磨塑造地球表面的形態(tài)。流動的水開創(chuàng)和推動土地地貌的形成，重排地表景觀以及三角洲形成等。水是形

6、成土壤的關鍵因素，也在巖石的物理風化中起著重要作用。3)水具有物質運輸?shù)墓δ?。水可以輸送多種多樣材料和營養(yǎng)物質。水輸送物質的形式有兩種：溶解的礦物質和整體物質。大氣中的各種顆粒物質可以沉降到水體，然后由水輸送。從這一方面可以看到，水可以把環(huán)境污染物輸送、擴散到更遠、更廣泛的區(qū)域。4) 水是一切生物必不可少的物質。生命的形成離不開水，水是生物的主體，生物體內(nèi)含水量占體重的60"80%，甚至90%以上。水是生命原生質的組成部分，并參與細胞的新陳代謝，還是生物體內(nèi)外生物化學發(fā)生的介質。因此，一切生命都離不開水。水與生物以各種方式相互作用。在一個區(qū)域范圍內(nèi)，水是決定植被群落和生產(chǎn)力的關鍵因素

7、之，還可以決定動物群落的類型、動物行為等。5) 水是人類賴以生存和生產(chǎn)的最基本的物質基礎。水與人類的關系非常密切，不論是生活或是生產(chǎn)活動都離不開水這一寶貴的自然資源，水既是人體的重要組成，又是人體新陳代謝的介質，人體的水含量占體重的2/3，維持人類正常的生理代謝，每天每人至少需要2"3L水。工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)田灌溉、城市生活都需要消耗大量的水。但是，隨著人口和經(jīng)濟活動的加劇，全球的水循環(huán)已大大偏離了它的自然狀態(tài)，水的流動已發(fā)生了顯著的變化。人口迅速增長，加快了對水資源的消耗，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展嚴重污染了水體，森林破壞改變了蒸發(fā)和徑流方向等，這些人類活動造成了水資源的嚴重破壞，使世界面臨著水危機

8、。  返回 (二) 世界水資源利用情況1、世界水資源概況 世界各地自然條件不同，降水和徑流相差也很大。年降水量以大洋洲(不包括澳大利亞)的諸島最多；其次是南美洲，那里大部分地區(qū)位于赤道氣候區(qū)內(nèi)，水循環(huán)十分活躍，降水量和徑流量均為全球平均值的兩倍以上。歐洲、亞洲和北美洲與世界平均水平相接近，而非洲大陸是世界上最為干燥地區(qū)之一，雖然其降水量與世界平均值相接近，但由于沙漠面積大，蒸發(fā)強烈，徑流量僅為151mm。相比之下大洋洲的澳大利亞最為干燥，與降水量761mm相對其徑流量僅為39mm，這是由于澳大利亞的有2/3地區(qū)為荒漠、半荒漠所致。2、世界水資源的供給與利用  通常

9、人們將全球陸地入海徑流總量作為理論上的水資源總量，即全球水資源總量為47000km3，而這一水資源數(shù)量在全球分布又是不均勻的，各國水資源豐缺程度相差很大。人類在早期對水資源的開發(fā)利用，主要是在農(nóng)業(yè)、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面，而用于工業(yè)和城市生活的水量很少，直到本世紀初，工業(yè)和城市生活用水仍只占總用水量的12%左右。隨著世界人口的高速增長以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水資源的消耗量越來越大。世界用水量逐年增長，1900"1975年間，每年以3"5%的速度遞增，即每20年左右增長一倍。到2000年，世界總用水量將達到6000億m    2007-05

10、-17        3，占世界總徑流量的15%。 隨著人類文明的進步，對水資源的需要量越來越大，1985年用水量為1950年的3.5倍。其中農(nóng)業(yè)用水占總水量的比例由1950年的78.2%下降到1985年的61. %5；而工業(yè)用水與城市用水占總用水量的比例由1950年的22.7%，增加到1985年的34.6%。但可供人類使用的水資源卻不會增加；甚至會因人為的污染等因素而使其質量變差，可利用數(shù)量減少。加之，世界淡水資源的分布極不均勻，人們居住的地理位置與水的分布又不相稱，使水資源的供應與需求之間的矛盾很大，尤其是在工

11、業(yè)和人口集中的城市，這個矛盾更加突出。據(jù)統(tǒng)計，近40年來，全世界農(nóng)業(yè)用水量僅增加了2倍、工業(yè)用水增加了7倍，而生活用水增加的更多。 在人類消耗的淡水資源中生活用水量只占總用水量的一小部分，目前全世界的生活用水量只占河川徑流量的7，但隨著人類生活水平的不斷提高，生活用水量在不斷增長。 在工業(yè)用水中，主要是能源部門的冷卻用水量大。在熱電廠，每生產(chǎn)1000kW·h電，需用水200"500 m3；而原子能電站需水量多一倍。世界能源年產(chǎn)量為4×1012kW·h電，耗水量約為1.2×1010m3。按照目前的趨勢，電力生產(chǎn)每10年翻一番，耗水量較大的核電站的

12、比例到2000年將提高到30"50%。因此，電力工業(yè)需水量將增加一個數(shù)量級。在保持現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展進度情況下，冷卻水用量占全球需水量的30%，工業(yè)發(fā)達國家則可能到60%。其次冶金工業(yè)和化學工業(yè)耗水量也很大。 農(nóng)業(yè)用水的耗水量主要是灌溉用水。并且農(nóng)業(yè)用水的損失比工業(yè)用水要高得多，因此，農(nóng)業(yè)用水對水資源的消耗是最大的。自1950年以來，世界灌溉農(nóng)田增加了近3倍，達到2.7億hm2。淡水資源總量并不能充分為人們所利用，例如，美國人均年占淡水資源10230m3，但約有2/3通過湖泊、河流、濕地等的蒸發(fā)及植物表面蒸騰進入到大氣或流回海洋。因此，對水資源的消耗應當合理有序，否則，就會引起一系列的不良

13、后果。如廣州佛山最近出現(xiàn)許多地面塌陷的現(xiàn)象，專家指出其原因是采礦的同時大量提取地下水造成的。此外，大量廢水的排放引起納污水體的污染，使水資源更加緊張，出現(xiàn)嚴重的水資源危機。3、水危機產(chǎn)生的原因 從總的水儲量和循環(huán)量來看，地球上的水資源是豐富的，如能妥善保護與利用，可以供應200億人的使用。但由于消耗量不斷的增長和可利用水域的污染等原因，造成可利用水資源的短缺和危機，主要有以下幾個方面的原因： 1) 自然條件影響：地球上淡水資源在時間和空間上的極不均勻分布，并受到氣候變化的影響，致使許多國家或地區(qū)的可用水量甚缺。例如我國長江、珠江、浙、閩、臺及西南諸河流域的水量占總水量的81.0%，而這些地區(qū)的

14、耕地僅占全國的35.9%；而華北和西北地處于干早或半干旱氣候區(qū)，其降雨和徑流都很少，季節(jié)性缺水很嚴重。北非和南撒哈拉地區(qū)、阿拉伯半島、伊朗南部、巴基斯坦和西印度是年降雨長期平均變化最大的區(qū)域，其變化幅度超過40%。美國西南部、墨西哥西北部、非洲西南部、巴西最東端以及智利部分地區(qū)也是如此。因此，世界許多地區(qū)會出現(xiàn)區(qū)域性的供水危機。 2) 城市與工業(yè)區(qū)集中發(fā)展：200多年來，世界人口趨向于集中在占全球較小部分的城鎮(zhèn)和城市中，在20世紀中期以來這種城市化化進程已明顯加快。我國在改革開放后的20多年中，城市的數(shù)量增加了好幾倍，城市的規(guī)模也越來越大。目前世界上城市居民約占世界人口的41.6%，而城市占地

15、面積只占地球上總面積的0.3%。在城市和城市周圍又大量建設了工業(yè)區(qū)，因此集中用水量很大，超過當?shù)厮Y源的供水能力。例如，日本年降雨量1818mm，但由于73%的工業(yè)集中在太平洋沿岸，而且東京、大阪、名古屋三大城市周圍50km以內(nèi)，不到國土的1%土地以上居住了全國總人口32%，因此這些城市用水十分緊張。3) 水體污染：水體有兩個含義：一般是指河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、海洋的總稱，在環(huán)境學領域中則把水體當作包括水中的懸浮物、溶解物質、底泥和水生生物等的完整生態(tài)系統(tǒng)或自然綜合體。由于污染物的入侵，使許多水體受到污染，致使其可利用性下降或喪失。因此，水體污染是破壞水資源、造成可利用水資源缺乏的重

16、要原因之一。主要的水體污染物包括各種有機物、酸污染、懸浮物、有毒重金屬和農(nóng)藥以及氮磷等營養(yǎng)物質。4) 用水浪費：城市生活和工農(nóng)業(yè)用水都存在大量的浪費。由于管理不善，工程配套差和工藝技術落后，城市管網(wǎng)和衛(wèi)生設施的漏水很普遍，是城市生活用水中浪費最大的一項。據(jù)統(tǒng)計，美國城市管網(wǎng)漏水量平均達每人每天60L，占全部用水量的10"15%。北京漏水量占總用水量的10"40%，甚至可達70%。工業(yè)上從水源取用的水量遠遠超過其實際耗水量。如美國1970年統(tǒng)計表明，占全國工業(yè)用水量78%的熱電站用水，其實際耗水量僅為其取用水量的1%。農(nóng)村大水漫灌，利用率很低，而且渠道滲漏很大，不僅浪費水資源

17、，而且引起土壤的次生鹽漬化和潛育化，降低土壤質量。5) 盲目開發(fā)地下水：由于地表徑流的減少，水資源的開發(fā)由地表轉入地下，但由于對地下水的盲目過量開采，引起了一系列的后果。我國北方地下水年開采量超過了370億m3，河北滄州1973年地下水位降落漏斗為16km2，中心水位埋深33m，到1980年已達到2700km2，中心水位達68m，這種現(xiàn)象在北方較普遍。由于過量開發(fā)地下水，導致上海、天津市都發(fā)生了嚴重的地面下沉；一些沿海城市出現(xiàn)了海水入侵，使地下水含鹽量過高，失去飲用價值；我國西南部分碳酸鹽地區(qū)的巖溶塌陷。     (三) 我國水資源的特點1、概況：我國江

18、河眾多，流域面積在100km2以上的河流有5萬多條，1000km2以上的約有1500多條。但受氣候和地形的影響，河流分布很不均勻，絕大部分河流分布在我國東部濕潤、多雨的季風區(qū)，西北內(nèi)陸氣候干燥、少雨，河流很少。我國有1 km2以上的湖泊2300多個，總面積7187 km2，約占國土面積的0.8%；湖水總儲量約為7088億m3，其中淡水量占32%。我國還有豐富的冰川資源，共有冰川43000余條，集中分布在西部地區(qū)?？偯娣e58700km2，占亞洲冰川總量的一半以上，總貯量約52000億m    2007-05-17   

19、0;    3。我國平均年降水量為61889億m3，平均降水深648.4mm，年均河川徑流量27115億m3，合徑流深284.1mm。河川徑流主要靠降水補給，由冰川補給的只有500億m3左右。我國年平均地下水資源為8287.6億m3。根據(jù)分析計算，我國地表水和地下水的量分別為27115和8288億m3，扣除二者間的重復量7279億m3后，則我國多年平均水資源總量28124億m3。2、我國水資源特點我國水資源的時空分布特點，可通過降水、蒸發(fā)、徑流等水平衡要素的分布反映如下：1) 水資源總量較豐富，人均和地均擁有量少我國多年平均年水資源總量為28124億m3

20、，其中河川徑流約占94%，低于巴西、前蘇聯(lián)、加拿大、美國和印度尼西亞，約占全球徑流總量的5.8%，居世界第6位。平均徑流深為284mm，為世界平均值的90%，居世界第7位?？梢姡覈乃Y源量還是比較豐富的。然而，我國人口眾多，按12億人口計算，平均每人每年占有的河川徑流量2260m3，不足世界平均值的1/4，分別是美國人均占有量的1/6，前蘇聯(lián)的1/8，巴西的1/19和加拿大的1/58。我國地域遼闊，平均每公頃耕地的河川徑流占有量約28320m3，為世界平均值的80%。所以，人我國水資源量與需要不適應的矛盾十分突出，以占世界7的耕地和6%的淡水資源養(yǎng)活著世界上22%的人口。2) 水資源時空分

21、布不均降水是我國河川徑流的主要補給來源，全國降水量的44%轉化為徑流，平均徑流深284.8mm。而我國降水量受海陸分布和地形等因素的影響，在地區(qū)上分布很不平衡，年降水量和徑流深都由東南沿海向西北內(nèi)陸遞減。東南沿海徑流深為1200mm，而西北干旱區(qū)小于50mm，甚至等于零。水資源的地區(qū)分布與人口和耕地的分布很不適應，南方耕地面積只占全國的35.9%，但水資源卻占總量的81%，人均水資源約為全國平均的1.6倍，畝均水量為全國平均的2.3倍。北方黃河、淮河、海河、遼河四大流域片的耕地多、人口密，淡水資源量只有全國的19%，人均占有水量只有全國平均的18%左右，畝均水量僅為全國均值的15%。我國干旱和

22、半干旱地區(qū)，由于降水稀少，蒸發(fā)旺盛，蒸發(fā)能力大大超過降水能力。在西部內(nèi)陸沙漠和草原地區(qū)，蒸發(fā)能力達到1600"2000mm，為我國蒸發(fā)能力最強的地區(qū)。而在東北大小興安嶺、長白山，千山丘陵區(qū)和三江平原，氣溫既低、濕度又大，因此，年蒸發(fā)量較小，僅600"1000mm。我國地表徑流隨時間的分布也很不均勻，徑流的季節(jié)性分配具有夏季豐水、冬季枯水、春秋過渡的特點，而且年際變化北方大于南方。我國東北平原，黃河、淮河、海河平原以及長江中下游平原的地下水補給以降雨為主；而在西北內(nèi)陸盆地則主要以河川徑流補給為主。南方山區(qū)地下水補給量大，一般為20"25萬m3/(km2·a

23、)；而東北西部、內(nèi)蒙和西北內(nèi)陸河山丘區(qū)一般小于5萬m3/(km2·a)。3、我國水資源主要問題1) 我國水資源人均和畝均水量少我國水資源總量為28124億m3，其中河川徑流量為27115億m3，居世界第六位。但我國人均水資源量只有2710 m3，約為世界人均水資源的1/4，列世界第88位。畝均水資源量也只有1770m3，相當于世界平均數(shù)的2/3左右。因此，雖然我國水資源總量并不少，但人均和畝均水量并不豐富。2) 水資源時空分布不均勻，水土資源組合不平衡我國水資源的時空分布很不均勻，與耕地、人口的地區(qū)分布也不相適應。我國南方地區(qū)耕地面積只占全國35.9%，人口數(shù)占全國的54.7%，但水資源總量占全國總量的81%；人均而北方四區(qū)水資源總量只占全國總量的14.4%，耕地面積卻占全國的58.3%。由于季風氣候的強烈影響，我國降水和徑流的年內(nèi)分配很不均勻，年際變化大，少水年和多水年持續(xù)出現(xiàn)，旱澇災害頻繁，平均約每三年發(fā)生一次較嚴重的水旱災害。3) 水土流失嚴重，許多河流含沙量大由于自然條件的限制和長期人類活動的結果，中國森林覆蓋率只有12%，居世界第120位，水土流失嚴重，全國水土流失面積約150萬km2，約占國土面積1/6。結果造成許多河流的含沙量大，如黃河年平均含沙量為37.7kg/m3，年輸沙總量16億t，居世界大河之首。4) 我國水資源開發(fā)利用各地很