城市水资源的开发利用与保护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,城市水资源规划与管理,Urban Water Resources Planning, Utilization and Management,一,.,绪论,(Introduction),1,）,水资源及其特性,(water resource and the characteristic),水资源的含义、特性与紧缺状况（,definition, characteristic, and stress,）,水文循环与水的社会循环,(hydrological & social recycle),2,）,水资源评价与承载力分析,(assessment and bearing capacity),水资源的数量计算,(volume quantification),水资源的质量标准,(quality standard),水量预测与承载能力,(demand forecast and bearing capacity),1. 1,课程主要内容,(Contents),1.1,课程的主要内容,3,）,水资源的开发利用（,development and utilization,）,地表水资源及其开发利用,（,surface water resource),地下水资源及其开发利用,(ground water resource),非传统水资源利用,(unconventional water resource),节水理论与途径 （,water conservation,),4,）,水资源管理与保护,( management and protection),水域功能划分,(function area plot out),水环境质量标准,(water environmental quality standard),水资源保护的体系与措施,(protection system & measures),课程主要内容的关系,第一章 绪论,第二章 水循环与水资源概况,第三章 水资源评价,第五章 地表水开发利用工程,第六章 地下水开发利用工程,第七章 水资源的主要用途,水资源承载能力,水资源保护,水资源管理,水资源基本情况,水资源开发利用,水资源保障,二,.,水资源与水循环,2.1,水资源及其特性,水资源定义（,definition),：,可以利用,或者,有可能被利用,的水源，具有足够的,数量,和可用的,质量,，并能在某处为满足某种用途而可被利用。（广义，,UNESCO,）,人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的,淡水,。（狭义，,工程上一般采用狭义定义,）,Water resource and hydrologic cycle,水资源定义的含义,可利用和可能被利用的,：主要指淡水资源，只占地球上总水量的,3.5,其中极地冰盖占据了约,70,，难以被利用。,难开采的深层地下水不算,水资源主要指,河川径流,与,浅层地下水,0.025,。,脏了没有使用价值的，不是水资源：劣于地表水,V,类标准的，就不算资源。,2.1,水资源及其特性,水资源的特性：,循环（可再生）性,(recyclable),资源量的稀缺性,(scarce),分布不均匀性,(unevenly distributed),利害两重性,利用的多样性,Hydrological recycle,Flooding damage and pollution,Multiple functions of the utilization,水资源量的描述单位与计算方法,国家,/,地区的水资源总量（亿,m,3,/a,）：综合国力的重要组成部分,人均资源量（,m,3,/p,a,),，单位耕地水资源量,(m,3,/hm,2,),：丰沛或紧缺的相对程度；,年平均径流深度（,mm,）、降雨量,/,蒸发量，自然生态状况的表述,中国年平均径流深度,284mm,，但是分布不均（世界平均,314mm,）,计算方法：通常是按当地的降雨量与径流深度折算，客水的资源量通常不算。,年径流总量,（亿米,）,中国,印度尼西亚,美国,加拿大,俄罗斯,巴西,27115,28113,29702,31220,40000,51912,我国同世界部分国家,年径流总量的比较,（,1996,）,我国水资源的总量大,，,居世界第六位,。,人均径流量,（,m,/,人,.,年,）,中国,美国,印度尼西亚,俄罗斯,巴西,加拿大,2167,11294,14509,26990,32343,105117,我国同世界部分国家,人均径流量的比较,（,1996,）,我国人均水资源量少，被列为全球,13,个缺水国家之一,水资源与综合国力的关系,中国人均淡水储量只有美国的,1/5,左右，而且许多水源都污染严重，甚至达到了危险程度；而美国大部分水源已变得更加干净。,中国能源需求飙升，但其国内资源不足,粮食仍是中国的紧迫问题，美国是主要供应来源,人口老龄化和劳动人口减少将导致中国经济减速,老大哥式经济会遭遇更多的难题,“,美国不会被中国超越五大理由 ”,我国水资源的特点,人均水量低,(,约,2100m,3,/,人,a,），仅有世界平均值的四分之一；,空间分布不均匀，北方、西北干旱严重；,时间分布不均匀，降水量过分集中于雨季；,水土流失严重，水质污染严重。,水少，水多，水脏,官方对我国水资源状况的简单归纳。,中国的水资源状况,黄河在过去的,10,多年年年断流，其中,1997,年断流,226,天，海河、辽河严重缺水。,华北大量超采地下水，河北累计超采地下水,600,亿,m,3,，形成全世界面积最大的地下复合漏斗区，河塘干涸、树木枯死。,水利设施落后，洪水灾害对国民经济发展和社会安定构成潜在威胁，,2010,年前,9,个月，我国发生内涝的城市就有,237,个。,以,三河,（淮河、辽河、海河），,三湖,（太湖、巢湖、滇池）为代表的地表水体水质污染严重。,西北地区生态状况恶化，植被退化。,世界水资源的概况,按降水量与蒸发量评价,由于受地理位置和地形地貌的影响，全球各地水资源在空间上都存在分布不均匀的状况。,部分国家的水资源统计结果,统计的,153,个国家中，加拿大列第,8,，中国第,121,位（,2200m,3,/,人,年）,Et,：, 150200,上海市域范围内本地径流量,24,亿,m,3,/a,，长江过境水资源量,9335,亿,m,3,/a,上海多年平均降雨量,1150mm,全国各省人均水资源量统计,数据来源：,2004,年中国统计年鉴,客水资源没有计入，上海、江苏其实不缺水,水资源量评估的参考标准,联合国有关组织对世界水资源紧缺状况做评价时，采用,用水紧张指数,(Water Stress Index),描述资源余缺程度：,2.2,水文循环,(hydrological cycle),水汽输送,降水,蒸发,植物蒸腾,湖,海洋,蒸发,降水,云,云,小循环,小循环,运动的主要过程：降水、渗流、径流、蒸发、输送,降水,(Precipitation),蒸发,(Evaporation),径流,(Runoff),渗流,(,Seepage flow),水文循环的主要成因,水资源成为能得到不断补充的可再生资源,实现地球水圈中各水体的水分交换,水体自净能力的主要影响因素,影响地球物质能量分布,太阳能转化为水的位能,河川冲刷堆积形成平原，营养物质输送入海洋,存在液态、气态、固态三种形式，相互之间可转化是水循环的条件；,太阳辐射与地心引力，是循环形成的动力。,水循环的作用意义,水的社会循环（城市部分）,工业用户,Industrial,绿地,道路等,公益用户,Gr,ee,n,area,&,Str,eet,s,etc,.,自来水厂,Waterworks,污水处理厂,WWTP,水源,Water,Resources,供水管网,Networks,污水管网,Sewer,家庭用户,Domestic,商业,公共用户,Commercial,&,Institutional,水的社会循环（,social recycle),人类的生产、生活对水资源自然循环的影响之总和。,包括水资源的取用、污水的处理排放、再生利用；,其他水资源的利用,水污染的控制,环境工程涉水领域所研究的具体对象,如何实现相关工程的经济高效,2.2,水资源的,质量,与使用,功能,水质满足一定使用要求的水，才能算作水资源；水资源的数量与质量是不能分割的。,水质衡量标准：所包含的污染物的数量；,按照污染物的来源、特性，将众多水污染物划分为,耗氧物质,、,有害有机物,、,重金属,、,病原微生物,等主要类别，以便于评价讨论；,地表水体的水质，采用,地表水环境质量标准,来衡量划分。,地表水环境质量标准,GB3838-2006,基本项目标准值,(mg/L),序号,项目,分类,类,类,类,类,类,1,水温,(),人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升,1,；周平均最大温降,2,2,pH,值（无量纲）,6-9,3,溶解氧,饱和率,90%,（或,7.5,）,6,5,3,2,4,高锰酸盐指数,2,4,6,10,15,5,化学需氧量,(COD),15,15,20,30,40,6,五日生化需氧量,BOD,5,),3,3,4,6,10,7,氨氮（,NH,3,-N,）,0.15,0.5,1.0,1.5,2.0,8,总磷（以,P,计）,0.02,（,0.01,）,0.1,（,0.025,）,0.2,（,0.05,）,0.3,（,0.1,）,0.4,（,0.2,）,9,总氮（湖、库、）,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,10,铜,0.01,1.0,1.0,1.0,1.0,11,锌,0.05,1.0,1.0,2.0,2.0,续表（,GB3838-2002,）,序号,项目,分类,类,类,类,类,12,氟化物,(,以,F,计,),1.0,1.0,1.0,1.5,1.5,13,硒,0.01,0.01,0.01,0.02,0.02,14,砷,0.05,0.05,0.05,0.1,0.1,15,汞,0.00005,0.00005,0.0001,0.001,0.001,16,镉,0.001,0.005,0.005,0.005,0.01,17,铬（六价）,0.01,0.05,0.05,0.05,0.1,18,铅,0.01,0.01,0.05,0.05,0.1,19,氰化物,0.005,0.05,0.2,0.2,0.2,20,挥发酚,0.002,0.002,0.005,0.01,0.1,21,石油类,0.05,0.05,0.05,0.5,1.0,22,阴离子表面活性剂,0.2,0.2,0.2,0.3,0.3,23,硫化物,0.05,0.1,0.05,0.5,1.0,24,粪大肠菌群（个,/L,）,200,2000,10000,20000,40000,地表水环境质量标准中不同类别的用途,类，适用于江河源头，自然保护区,类，生活饮用水源一级保护区，珍稀鱼类保护区,类，生活饮用水源二级保护区，游泳区,类，一般工业用水及人体非直接接触娱乐用水；,类，农业用水及一般景观用水,劣于,V,类的，从水资源角度看没有使用价值。,2000,年全国河流水质综合评价河长类别比例图,上海市骨干河道的水质评价结论,以有机污染为主，主要超标项目为：溶解氧、,NH,4,-,-N,、高锰酸盐指数、,BOD,和,COD,。,(2004,年）,全国江河水资源质量综合评价表,1997,年水利部数据,2005,年黄河流域河流水质污染现状,、,、,是可以作为饮用水资源的水量,流域水质状况分析：,地表水环境质量标准,(GB3838-2002),除了上面表格的,基本项目标准限值,之外，标准还制定了,集中式生活饮用水地表水源地,补充项目标准限值,5,个，主要涉及感观指标。,对,集中式生活饮用水地表水源地,，还有,40,个特定项目标准限值，全部是有毒有害有机物。,上述两类附加指标限值不分类。,各地区人均水资源量,水资源的价值,稀缺性,资源价值的基础，也是市场形成的根本条件。,具有效用：能够满足人们需要的属性。,效用与稀缺性结合，形成商品的要素。,资源产权：交易形成的基本先决条件，包括所有权、使用权、受益权和转让权在内的一组权利。,