水资源开发利用状况.ppt

第2章 水循环环与水资资源开发发利用状况2.1 地球水储储量与循环环 2.2 全球水资资源 2.3 中国水资资源水圈的概念由海洋、河流、湖泊、沼泽泽、地下水、冰川和大气水 分等共同构成的一个环绕环绕地球表层层的不连续连续的圈层层 称为为水圈这这些水若平铺铺在地球表面，水圈厚度只有 地球平均半径的1/1630 水圈总质总质量只占地球总质总质量的0.024% 其中海洋是水圈的主体，是水圈中最大的连续连续水 体， 约约3700m深2.1.1、地球水储储量与分布 2.1.2、水循环环 2.1.3、全球水量平衡2.1地球水储量与循环2.1.1地球水储量分布地球表面积：5.15.1亿亿kmkm2 2，水体总量：1.3861.386亿km3；海洋面积：3.613.61亿km2，海洋水量：13.3813.38亿km3，占地球总水量的96.596.5%；陆地面积：1.491.49亿km2，水量仅0.480.48亿亿kmkm3 3，占地球总水量的3.53.5%便于人类利用的仅为0.10650.1065亿亿kmkm3 3，占淡水量的30.4%30.4%表明可供人类利用的水资源十分有限地球水储储量水体储水总量咸水淡水 水量/Km3所占%水量/Km3所占%水量/Km3所占%海洋水133800000096.34133800000099.0400地表水242541001.75854000.0062416870069.0冰川冰盖240641001.736002406410068.7湖泊1764000.013854000.006910000.26沼泽1147000.0008001147000.033河流21200.00020021200.006地下水237000001.71128700000.9531083000030.92重力水234000001.688128700000.9531053000030.06地下冰3000000.022003000000.86土壤水165000.00100165000.05大气水129000.000900129000.04生物水11200.00010011200.003全球总储量138598460010013509554010035029200100可利用的淡水仅仅0.014%海洋97.41%2.59%冰帽和 冰河 1.984%地下水 0.592%生物体 0.0001% 河流0.0001%大气中的水蒸 气0.001%土壤含水0.005%世界各大洲水资资源分布状况洲面积积 万km2年降水量年径流量径流 系 数径流模数mmkm2mmkm3L.s-1.km-2欧洲1050789829030632100.399.7亚亚洲4347.574232240332144100.4510.5非洲30127422235015147500.24.8北美洲24207561830033982000.4510.7南美洲1780160028400660117600.4121.0大洋州133.527003610156020900.5851.0澳大利亚亚761.54563470403000.091.3南极洲1398165231016523101.05.2全部陆陆地14900800119000315468000.3910.02.1.2地球上的水循环1.水的自然循环环： 特点：①由降雨量自然循环环的大致尺度②水的性质质基本不变变 2.水的社会循环环 特点：①工业业与生活污污水的产产生与排放是主要的污污染源②水的性质质不断变变化1.水的自然循环环 （1）水的自然循环过程在自然界中，水体并非静止不动，其形态也不是一承不 变的，而是处在不断地运动、不断地循环、交替与更新过程 中。

水循环(Water circle)：各种水体受太阳能的作用，不断 地进行相互转换和 迁移的周期性过程 水循环环（hydrologic cycle）水从水面和陆陆地表面蒸发发，变为变为水汽，被气流带带到空中，在 适当条件下凝结为结为水滴，以降水的形式落到地球表面，然后再 经经蒸发发和水汽输输送，再以降水的形式落回地面，这样这样往复循环环 的过过程，叫水循环环降水（Precipitation）径流（Runoff）蒸发（Evaporation） 水循环环包括蒸散、 输输送、凝结结、降水 和径流五个环节环节 内因：水的物理三 态态（气体、液体、 固体）的相互转转化 外因：太阳辐辐射、 地球引力节节水循环环（hydrologic cycle）水循环环的过过程可分为为大循环环和小循环环 从海面上蒸发发出来的一部分水汽，被气流带带到大陆陆上空， 与冷凝结结，成云致雨，降落到地面其中一部分重新蒸发发回空 中，一部分从地面和地下汇汇入河川，最后注入海洋这这种海陆陆 间间的的水分交换过换过程叫做水的大循环环 陆陆地上的水蒸发发后，在空中凝结结成水又降回到陆陆地，或从 海洋上蒸发发的水汽，在空中凝结结成水又降回到海洋中，这这种局 部的水循环环叫做水的小循环环。

气流蒸发遇冷降水蒸发从海洋蒸发上升的水汽海洋上空陆地上空海洋江河地表或地下径流陆面部分蒸发汇流径流遇冷降水蒸发上升的水汽海洋上空上升的水汽海洋陆面陆地上空蒸发遇冷降水自然界水的大循环 自然界水的小循环 大循环和小循环实际上是不能截然分开的，而是互相联系的，小循环往 往包含在大循环之中循环的总趋势是海洋向陆地上空输送水汽，然后 产生降水至陆地，陆地又将部分水径流输入大海水的自然循环具有方向性 内陆陆水循环环从海洋上蒸发发的水汽，其中一部分被气流带带到大 陆陆上空，与冷凝结结，先在海洋边缘边缘降落下来降落后 一部分形成径流回到海面，另一部分又进进行蒸发发，加 入继续继续运动动到大陆陆上空的气流中，被带带往距海更远远 的地区上空，由遇冷凝结结降落，其中一部分又形成径 流，另一部分又蒸发发，继续继续向内陆陆推进进，循环环不止内陆陆水循环环示意图图（2）水自然循环的原因(因素)◇ 水具有相变特性，气相和液相水均有流动性——水循环的基础◇ 地球引力的重力作用，太阳辐射的热力效应——水循环的源动力◇ 水汽流动具有方向性，上升、飘移、降水、下渗、径流——往复循环成为可能（3）水自然循环的作用◇ 是地球上最主要的物质循环之一。

——输送能量、热量、元素◇ 调节环境与气候 ——气温、湿度◇ 循环时排除污染、自身更新为淡水，供人类生存所用——生存基础水循环环的环环境意义义输输送热热量，调节调节湿度和温度，创创造适宜的生存环环境 搬运地表物质质，塑造地貌形态态 传传送营营养物质质 不断提供水利资资源和更新淡水资资源 是地表环环境自净过净过程的主要机制 自然地理过过程的主要组组成部分 许许多矿矿物资资源的形成2.水的社会循环环水循环环是地球上最主要的物质质循环环之一表现为现为1)通过过形态态的变变化，水在地球上起到输输送热热量和调节调节气候的作用；2)对对地貌的形成和变变化产产生影响；3)循环环与更新为为人类类和生物的生存提供物质质基础础4)回归归水的质质量直接或间间接对对水循环环水质产质产生影响更替周期或中：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：各类类水体的更替周期水体种类更替周期 永冻带底冰10000a 极地冰川和雪盖9700a 海洋2500a 高山冰川1600a 深层地下水1400a 湖泊17a 沼泽5a 土壤水1a 河川水16d 大气水8d 生物水几小时2.1.3水量平衡 全球水量平衡 流域水量平衡1、地球的水量平衡水量平衡原理：根据物质质不灭灭定律，对对于任一区域 ，在任意时时段内，来水量等于出水量与区域内蓄水量 变变化之和。

陆陆地水量平衡方程E陆陆=P陆陆-R+S陆陆 海洋水量平衡方程E海=P海+R+S海地球的水量平衡多年平均水量平衡方程 E陆= P P陆 - R R E海= P P海+ R R 全球水量平衡方程全球水量平衡方程 E E = P P世界水量平衡表地表面积多年平均 年降水量多年平均 年蒸发量多年平均 年入海径流量106km2mmkm3mmkm3mmkm3陆地1498001190004857200031547000海洋3611270458000140050500013047000全球51011305770001130577000流域水量平衡方程通用水量平衡方程 在地面上任意划定一个区域，假设一个垂直柱体，底部没水 量交换 则某一时段进入柱体的水量，包括：降水量X、凝结量Z1、地 面径流流入量Y1、地下径流流入量W1和柱体内时段初的蓄水量 U1 流出柱体的水量，包括：时段内总蒸发量Z2、地面流出的径流 量Y2、地下流出的径流量W2、柱体内时段末的蓄水量U2和时段内 的用水量q 水量平衡方程式： X+Z1+Y1+W1+U1=Z2+Y2+W2+U2+q 令净蒸发量Z=Z2-Z1则 X+Y1+W1+U1=Z+Y2+W2+U2+q水量平衡示意图流域水量平衡方程因为Y1=0， U=U2-U1，所以 非闭合流域水量平衡方程式：X+W1=Z+Y2+W2+U+q 闭合流域水量平衡方程式X=Z+Y+U+q 对多年而言U/n0  X = Y +Y + Z Z2.2 全球水资源2.2.1 全球水资源概况2.2.2 全球水资源开发利用状况2.2.3 全球水资源面临问题2.2.4 全球水资源开发利用趋势2.2.1世界水资资源概况全球总总径流量47000Km3，其中70%为为洪水径流 ，人难难以利用，另有12.5%流经经无人区，无人问问津。

稳稳定径流只占17.5%. 全球总库总库容占全球总总径流量的5%左右(2000 Km3)世界水资资源概况稳稳定径流与水库库合计计全球可利用径流量为为 20%~22.5%, (9000~10570)Km3, 分布不均匀 丰水地区：冰岛岛、南美(厄瓜多尔)、印度尼西亚亚 缺水地区：北非、中东东(阿拉伯地区)、华华北世界各大洲水资资源分布状况洲面积积 万km2年降水量年径流量径流 系 数径流模数mmkm2mmkm3L.s-1.km-2欧洲1050789829030632100.399.7亚亚洲4347.574232240332144100.4510.5非洲30127422235015147500.24.8北美洲24207561830033982000.4510.7南美洲1780160028400660117600.4121.0大洋州133.527003610156020900.5851.0澳大利亚亚761.54563470403000.091.3南极洲1398165231016523101.05.2全部陆陆地14900800119000315468000.3910.0ContinentPercent of world's water resources and populationAsia60.5%36%Africa10%8%EuropeNorth and Central America7.3%South America and Caribbean6.4%26%15%5%Oceania11.3%0.5%14%各国水资源量拥有量前10位的国家如图：0102030195019702000 年份非洲04812195019702000 年份亚洲1950年—2000年各地区人均占有水资源（千立方米/人 ）010015050195019702000年份拉丁美洲0246195019702000欧洲年份1950年—2000年各地区人均占有水资源（千立方米/人 ）2.2.1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。