美国水资源开发利用.docx
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美国水资源开发利用
美国水资源开发利用
美国水资源管理与开发利用 课件概述 第一章，简单介绍美国的水资源概况和水资源时空分布特点，为后续章节进一步分析美国的水资源管理体系、开发利用情况等做好铺垫和背景介绍。
水资源概况主要从其自然地理、河湖及地下水状况等角度介绍；水资源时空分布的主要特点是季节变化明显、空间分布不均。
第二章，重点讲述的美国的水资源管理，主要介绍美国的水资源管理体制；与水相关法律法规的情况，包括水法的发展历程和主要水法的概要；从美国水环境监测体制、水资源保护措施、农业节水灌溉管理等方面介绍了美国水资源保护的开展情况；介绍美国水资源管理政策的变迁、取用水管理及流域化管理等。
从中，我们可认识到完善的立法体系、有效的监测体系和管理手段、先进的技术对实施严格的水资源管理和实现水资源可持续利用的重要意义。
第三章，概括性介绍美国的水资源开发利用情况、主要调水工程及其特点，重点介绍美国水能发电、农业灌溉的情况和特点；美国的跨流域调水主要集中在干旱半干旱的科罗拉多河流域及西部地区，除概括性介绍主要跨流域调水工程外，重点介绍加利福尼亚州的北水南调工程和中央河谷工程，总结美国跨流域调水的主要特点。
学习目标：
了解美国的水资源管理体制、管理政策、保护措施、水资源开发利用情况，以及主要的跨流域调水工程；为我国的水资源管理与开发利用提供参考和借鉴。
学习重点：
了解美国水资源概况和开发利用情况；了解美国水资源的管理体制、管理政策、保护措施及其水资源管理模式；了解美国为应对水资源分布空间不均而采取的主要调水工程。
第一章 美国的水资源概况与特点 学习提示 主要内容：
本章主要讲述了美国自然地理状况、水资源概况，对美国的降雨条件、河流水系情况进行了介绍；同时，对美国水资源总量丰富、东多西少的特点进行了介绍。
学习目的：
了解美国水资源概况，包括降水、主要河流水系；了解美国水资源的特点，为进一步了解美国的水资源开发利用及管理打下基础。
学习重点：
了解美国水资源总体状况，对美国水资源总量丰富、东多西少的特点有正确的认识。
第一节 美国水资源概况 美国地处北美洲中部，50个州和哥伦比亚特区组成，国土面积为985万km2，其中陆地面积万km2，水面面积万km2。
辽阔的地域上平原、山脉、丘陵、沙漠、湖泊、沼泽等各种地貌类型均有分布。
美国西临太平洋，东临大西洋，西部主要山脉为落基山脉，东部主要山脉是阿巴拉契亚山脉。
地理分布西高东低，东南部是沿大西洋平原；东部是阿巴拉契亚山脉；中部是密西西比大平原；西部是以落基山脉和内华达山脉为主的山地。
山地占国土的三分之一，丘陵及平原占三分之二。
境内地势东、西两侧高，中间低，东部与西部大致以南北向的落基山东麓为界，也是美国太平洋水系和大西洋水系的分水岭，两边的气候和自然条件差异较大。
1．概况 根据降水量的自然分布，美国水资源特点可以概括为：
东多西少，人均丰富。
美国大陆年平均降水总量58008亿m3，降水深约760mm。
以西经100度为界，可将美国本土化分成两个不同区域：
西部17个州为干旱和半干旱区，年降水量在500mm以下，西部内陆地区只有250mm左右，科罗拉多河下游地区不足90mm，是全美水资源较为紧缺的地区；东部年降水量为800～1000mm左右，是湿润与半湿润地区。
据2003年联合国粮农组织颁布的《各国水资源评论》，美国本土境内年平均地表水资源量为18620亿m3，地下水资源量为13000亿m3，扣除地表水和地下水重复计算部分后合计，境内年平均水资源量为20000亿m3。
考虑境外进入的部分水资源，本土水资源总量为20710亿m3，人均水资源量接近7407m3，是水资源较为丰富的国家之一，见下表。
注：
资源ReviewofWorldresourcesbyCountry，FAO，2003。
2．河流 美国河流大都为南北走向，总长度约290万km。
水系主要分为：
墨西哥湾水系，包括密西西比河及其支流；与墨西哥分界的格兰德河，以及注入墨西哥湾的其它诸河，其流域面积约占美国本土面积的三分之二。
太平洋水系，包括西部山区流人太平洋的科罗拉多河、哥伦比亚河和加州的萨克拉门托河、圣华金河等。
大西洋水系，包括阿巴拉契亚山脉以东直人大西洋的诸小河，其中以波托马克河最为著名，该河流经美国首都华盛顿，是美国南北的分界线，以及哈得逊河等。
白令海水系，包括阿拉斯加州的育空河及其它诸河。
北冰洋水系，包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流。
请看美国主要河流特征值及主要河流分布、流域划分：
表美国主要河流特征值 水系河流名称注入长度（km）597040883058235022852076206015931490145814261387124611961114233321081996104530581674128731861165流域面积（万km2）13787 22 11 2885河口平均流量（m3/s）169722518—11611642186————1926—1903———79577504—98541611—63711897密西西比河密苏里河格兰德河阿肯色河阿查法拉亚河雷德河布拉索斯河墨西哥湾水系普拉特河佩科斯河加拿大人河田纳西河科罗拉多）河莫比尔河堪萨斯河黄石河科罗拉多河太平洋水系俄亥俄河哥伦比亚河希拉河圣劳伦斯河大西洋水系斯内克河北加拿大人河白令海水系 墨西哥湾密西西比河墨西哥湾密西西比河墨西哥湾阿查法拉亚河墨西哥湾密苏里河格兰德河阿肯色河俄亥俄河墨西哥湾墨西哥湾密苏里河密苏里河加利福尼亚湾太平洋太平洋科罗拉多河大西洋哥伦比亚河加拿大河白令海白令海育空河卡斯科奎木河 注：
1.密西西比河干流长3766km，自支流密苏里河的河源算起全长5970km。
2.密西西比河、育空河、圣劳伦斯河、哥伦比亚河的流域面积包括加拿大境内部分。
3.阿查法拉亚河为独立入海河流，长度和流域面积计入其支流雷德河的部分。
4.资料来源TheStatisticalAbstractoftheUnitedStates，2008
3．湖泊 美国天然湖泊面积超过25km2的有150多个。
五大湖为美洲最大的淡水湖系，包括苏必利尔湖、密歇根湖、休仑湖、伊利湖和安大略湖。
密歇根湖全部在美国境内，其他4个湖是美国和加拿大交接湖泊。
五大湖的水经圣劳伦斯河注入大西洋。
水域总面积约为万km2，美国境内湖面积万km2，总蓄水量约226800亿m3。
五大湖之间运河和船闸相连。
伊利湖和安大略湖之间是尼亚加拉瀑布。
五大湖为天然航道，密歇根湖伊利诺伊水道可与密西西比河相通。
注：
1.表中特征数据包括美国和加拿大 2.密歇根湖湖面面积全在美国境内，其他湖泊括号内的数字为在美国境内的湖面面积。
3.资料TheStatisticalAbstractoftheUnitedStates，2000；GreatLakesInformationNetwork，2006年数据 除五大湖外，美国其他较大的淡水湖泊特征值如下。
注：
1.伍兹湖群、尚普兰湖、圣克莱尔湖为跨国湖，表中湖面面积为美国部分，括号内为全部湖面积。
2.资料TheStatisticalAbstractoftheUnitedStates，2000； GreatLakesInformationNetwork，2006年数据；http：
//。
美国最大咸水湖是位于犹他州的大盐湖，湖面面积4756km2。
4．地下水 美国地下水资源丰富，据美国地质调查局的估计，在美国本土地壳上层800m厚度范围内，存储地下水的体积大约亿m3。
地下水补给量大约每天亿m3，即每年约13815亿m3。
第二节美国水资源时空分布特点 美国本土48个州大部分处于北温带，于幅员辽阔，地形差别较大，各地气候差异明显：
早期美国主要采取了工程性措施来解决于水资源分布不均而造成的一系列问题。
中西部地区，于干旱少雨，水资源紧缺，农业灌溉、工业用水紧张，水资源问题已经严重影响社会经济的发展。
比如加州是一个半干旱地区，降水时空分布不均，降雨集中在11月初至来年4月末，其西北部地区水量较多，全州有1/3的径流是来自这一人烟稀少的地区，而这一水源地必须修建水利工 程其丰富的水资源才能被中部和南部利用，州水利工程、中央河谷工程两大引水工程的建成，为城市和经济的发展提供了水资源保障。
而在东部地区于水资源相对比较丰富，水资源开发利用程度不及西部地区高，主要是采用加强调度，如在河流水量减少的情况下，发布干旱警报，限制如洗车等用水的方式进行管理。
第二章 美国的水资源管理体系 学习提示 经过近一个世纪的建设，美国水资源开发利用工程已基本形成体系，对局部洪水的控制和西部水资源的配置都达到了较高水平，大规模开发利用水资源的阶段已经结束。
在进一步开发利用水资源已受到生态和环境强力制约的今天，美国水资源工作的重心已转向高效管理，重点是提高水的利用效率和防治水污染。
_主要内容本章主要介绍了美国的水资源管理体系。
首先对美国水资源管理体制进行介绍，对美国水资源管理体制的特点、联邦各部门及州政府在水资源管理体制中的职能做详细介绍。
其次，本节课程介绍美国与水相关法律法规的情况，简述水法的发展历程和主要水法的概要。
再次，从美国水环境监测体制、水资源保护措施方面、农业节水灌溉管理等方面介绍美国水资源保护的开展情况。
最后，对美国水资源管理的特点进行总结，并就其水资源管理政策的变迁、取用水管理、流域化管理等问题进行介绍。
学习目的：
了解美国水资源的管理体制，联邦政府相关水资源管理部门及州政府的职能；了解美国水资源法规的发展历程及其特点；了解美国的水资源保护工作；了解美国水资源管理方面的特点、学习其先进经验。
学习重点：
重点了解美国水资源管理体制的特点，水环境保护举措；着重了解美国水资源管理的特点，学习其经验。
第一节 美国水资源管理体制 美国是联邦制国家，水资源属州所有。
各州都有相当大的立法权，州政府与联邦政府的关系相对比较松散，在水资源管理上实行以州为基本单位的管理体制。
州以下往往分成若干个水务局，对供水、排水、污水处理及回用等涉水事务统筹考虑，统一管理。
联邦政府在过去一百多年里，兴建了大批水利设施；近二十年来，于联邦财政困难，水利发展和水资源管理的职责更多地州政府履行，从而更加确立了美国以州为基本管理单位的水资源管理体制。
美国在水资源管理方面没有全国统一的法典性的水法，以各州自行立法与州际协议为基本管理 规则，州际间水资源开发利用的矛盾则联邦政府有关机构进行协调，如协调不成则往往诉诸法律，通过司法程序予以解决。
水资源管理体制特点：
美国联邦政府实行多部门、以州为基本单位的水管理体制，各部门根据授权承担一定的水管理职能。
各州有较大的水管理权限，许多水资源管理事务一般要经过州立法后才能执行。
州的水管理体制依据州议会颁布州的水法规，州政府设置有水管理机构，各州的水管理机构名称和设置不尽相同，这些机构对供水、排水、污水处理及回用等涉水事务统筹考虑，统一管理。
水管理体制涉及联邦政府行政机关、国会、州和流域机构四方面。
全国无统一的水资源管理法规。
以各州自行立法与州际协议为基本管理规则，州际间水资源开发利用的矛盾则联邦政府有关机构进行协调，如果协调不成则往往诉诸法律，通过司法程序予以解决。
水资源管理体制中联邦、州的职能及作用：
以州为主的水资源管理体制，并不意味着联邦政府不参与水资源管理。
其中，负责有关水资源问题管理的联邦政府机构及其主要职能如下：
环境保护署：
其职责包括根据环保需要，制定相应的规定和要求，调控和约束水资源的开发利用，防止水资源被污染；发放污染排放许可证、制定国家饮用水标准、出台有关规定帮助各州制定水质标准、管理州资助项目以补贴兴建污水处理厂的费用等。
环保署在全国设有十个区域性办事处。
每个办事处的管辖范围包括几个州以及一个或几个横跨几个州的流域。
相对于辖区范围内的各州而言，区域办事处的职权包括批准州政府制定的规章和标准、审批联邦政府划拨的水务资金的使用。
农业部：
陆军工程兵团：
主要负责政府投资兴建的大型水利工程的规划和施工。
从预算角度来说，这是联邦政府最重要的水资源开发机构，它负责防洪及洪水冲积平原管理、供水、航运、水力发电、 海岸线保护和水上游乐等项目。
能源部联邦能源监管委员会：
负责颁发水电项目建设许可证、提出环境质量保护措施等。
商务部国家海洋与大气管理局：
负责沿海地区的流域管理、非点源污染以及渔业管理。
联邦紧急事务管理署：
主要负责应对各种自然灾害和人为灾害事件，减少生命和财产损失，涉及水资源方面的业务有洪水保险、洪泛区管理和大坝安全等。
内政部：
州一级的管理机构主要为流域委员会。
为了解决跨州的水资源管理问题，美国建立了一些基于流域的水资源管理委员会。
这些委员会是法律实体，而不是纯粹的行政机构。
范围覆盖特拉华、新泽西、宾夕法尼亚和纽约等州的特拉华流域委员会以及覆盖马里兰、弗吉尼亚、宾夕法尼亚等州和哥伦比亚特区的切萨皮克湾委员会便是两个典型代表。
这两个委员会是联邦政府倡导成立的。
委员会的成员包括有关州的州长以及一名联邦政府的代表。
特拉华委员会中的联邦代表是总统委任的，而切萨皮克湾委员会中的联邦代表则是美国环保署署长。
这样可以确保委员会在包括制定政策法规在内的相关事务方面拥有充分的权力。
总的来说，美国水资源管理体制有如下基本特征：
联邦政府一级实行分散管理机制，涉及的部门与机构包括：
内政部的垦务局、地质调查局，农业部的自然资源保护局，环境保护总署，陆军工程兵团，田纳西流域管理局和联邦紧急事务管理署等，分工承担水资源开发和管理的有关职责。
州政府具有相对独立的立法及行政管理职能，具体负责水资源开发、管理职能。
没有建立全国统一的流域管理体制。
一般通过相关各方签订协议进行跨州流域的水管理，如科罗拉多河流域各州签订的分水协议。
田纳西流域管理局是特殊历史背景下形成的一个特例。
水法律法规十分健全。
各种水事活动均相应的法律法规进行规范，各类水事纠纷最终可以通过法律诉讼解决。
第二节美国水资源管理的法律体系 随着水资源开发利用的发展，美国的水资源法规也逐步形成、丰富和完备。
在美国，大中型水资源工程的规划、兴建和管理，都要通过法律程序决定。
因此，根据不同时期不同水资源开发目标，美国陆续制定出相应的有关水法规。
根据水资源开发利用的特点，美国全国性水法规的发展过程大致分为以下4个历史时期：
1、早期 当时迫切要求发展内河航道，1824年，国会制定了第一个联邦水法《河道和港口法》。
2、水资源计划发展时期 此时期陆续制定的水法，反映联邦政府逐渐介入水资源开发，如《垦殖法》授权开发西部、《防洪法》治理密西西比河。
国会于1928年3月15日通过了密西西比河下游防洪法，并拨款亿美元建设防洪体系，建设费用完全联邦政府承担。
1928年的《防洪法》授权陆军工程兵团整治河道、建设滞洪区、开辟泄洪道，结束了堤防万能政策。
3、建设时期 此时期对主要河流根据综合开发的原则进行大规模开发，制定的水法反映对河流综合开发中的诸多问题的处理，如多目标工程开发的协调、项目投资分摊、机构的分工协作等，制定《TVA法》以开发田纳西河流域等。
田纳西河流域管理局成立于1933年，几十年之内相继建成了20多座水库，形成了流域水资源统一调度使用的综合系统，其完善的水库系统在美国是唯一的。
另外，密西西比河流域、科罗拉多河中央河谷工程以及哥伦比亚河流域等的综合开发也是举世闻名的，在这一阶段，美国的水资源开发工作已基本完成。
4、管理时期 此时期的立法反映了加强水资源管理的特征，包括防洪政策的调整、水污染治理及水环境保护、安全饮用水、大坝安全管理等。
通过建设，水资源在量上基本满足了工农业生产和生活等方面的需要；但工业化和经济的快速发展对水环境造成了严重污染，水质不断恶化。
为此，联邦政府开始重视水资源管理，先后制定了1972年的《联邦水污染控制法》、1974年的《安全饮用水法》、1976年的《资源保持和恢复法》、1977年《清洁水法》修正案、1980年的《全面的环境响应、补偿和责任法》和《水资源控制法案》、1986年的《水资源开发法》、1996年国会又修改了《安全饮用水法》、2002年的《大坝安全法》等一系列法律和法规。
1972年的《清洁水保护法》，建立了对工业和城市点源污染的许可证体系，增加了联邦政府在废水处理工程上的财政预算，财政拨款达180亿美元，联邦政府负担废水处理工程75%的费用。
1977年《清洁水保护法修正案》进一步建立了有毒物质释放标准和控制方案，并给予州政府水资源工程的控制权 水资源法规特点：
概括地说，200多年来，美国水资源政策和法令的变化具有以下特点：
从早期的防洪、运输、发电和灌溉转为强调河流、湖泊、池塘生态环境对水资源的需求。
包括娱乐、鱼类和野生动物的用水需求。
包括娱乐、鱼类和野生动物的用水需求。
强调流域生态系统的整体功能 80年代以前，美国水资源政策强调的是水质的化学标准，巨额的投入确实使水体达到了这些标准，但水体的某些生态功能却未能恢复。
基于此，美国政府提出：
水资源的质量不仅考虑化学指标，还要考虑生态指标，包括栖息地质量、生物多样性和整体性。
重治理转为重预防 水资源一旦被污染，治理费用巨大，且效果很不稳定。
美国政府在花费了巨资之后意识到预防污染的重要性和迫切性。
为了鼓励对环境无危害的新产品、新技术的开发，以保护环境、预防污染，政府给企业提供财政补贴、税收减免、技术指导。
重视非工程措施在水资源管理中的应用 60年代以前，美国的水资源管理强调修水库、建大坝等工程措施来防洪、发电，改善运输和企业供水。
随着公众环境意识的增强和许多工程措施在防洪和发电上的失败及对生态环境的危害，美国水资源政策开始重视非工程措施，如保护湿地，植树造林，通过土地利用规划保护地下水资源等来防洪和保护生态环境。
重视湿地的保护与利用 50年代以前，联邦政府为了发展农业，防止传染性疾病扩散，一直鼓励开发湿地。
据估计，共有1亿多英亩湿地被转化为农业或居民用地。
80年代后人们意识到湿地有防洪、改善水质和鱼类、野生动物栖息地、保护生物多样性，发展渔业生产及为大众提供观赏和娱乐场所的重要作用，开始重视旨在保护湿地的立法。
对于大于5英亩的湿地，户主如欲用作其他用途，必须得到州或联邦政府的批准。
未经批准擅自破坏湿地，轻则罚款、重则判刑入狱。
确因工作需要，必须占用某块湿地，可经州政府批准，在别的地点修建比原湿地大2到3倍的人工湿地来弥补原湿地的损失。
面源污染控制 自70年代以来，经过近30年的努力，美国基本上解决了点源污染，如工业和城市废水处理的控制和管理问题。
现在已把很难识别和确认污染源的地点和边界的面源污染，列为内陆水资源的第一大污染源，并投入了大量人力、物力从事面源污染的研究、控制和管理。
强调政府、企业和公众在水资源管理上的协作 70年代以前的水资源政策和法令强调联邦政府的主导作用。
现政策则强调部门之间的协作，每项水利工程都联邦政府和州或地方政府分摊工程费用，且征求和重视地方政府和社会团体的意见，收到了很好的效果。
重视水资源数据和情报的利用及分享 美国政府从70年代起逐步建立了一系列环境资源数据库。
水资源数据库的信息包括流域边界、水流、水质、土壤、土地利用、交通运输及动植物种类分布等。
这些数据全部储存在计算机内，只需交纳少量数据加工费甚至不必交纳任何费用便可使用。
数据分享减少花费，促进了数据在水资源决策上的应用。
重视水资源教育 水资源保护和管理的成功与否不仅取决于有效的政策和法律，还取决于公众的参与和行为。
为此，在小学、中学及大学设置环境和水资源课程，并利用电视、报纸、广播、节目、聚会、讲座、传单等形式向公众讲授水资源保护的重要性。
强调流域范围内水、空气和生态资源的综合管理 流域管理的概念早在1908年美国内陆水流委员会给国会的报告中就提出来了。
但90年代强调的是流域的整体治理，包括地下水、地表水、湿地、空气、生态系统的综合规划、设计、实施和保护。
其优点是多单位协调，统一目标和减少部门间的扯皮现象，节省人力物力，提高水资源项目效益。
第三节美国的水资源保护 随着水资源开发利用工程建设任务的基本完成，美国把水资源保护工作作为各级水资源管理机构的重要任务，各级政府对水资源保护工作十分重视。
美国各级机构对水资源保护的主要做法是严格限制污染型工业的发展，注重合理的工业布局，绝对禁止在水源保护区建立有污染的工业，大力发展污水处理厂，所有污水都经过严格的处理后排放，并且对暴雨径流产生的污水，也都经处理后再排放。
如濒海城市旧金山市，因其下水收集系统和污水处理厂修建年代较早，处理能力偏小,为了保护海洋生态环境，该市在下水道中修建了污水储存系统，在处理厂来不及处理时，将污水暂存在箱涵中，以免直接排入海湾而污染海洋环境。
为保证供水水质，旧金山和丹佛市将自来水集水区用国家购买的方式购买下来，防止因人类过度的开发利用而影响水源水质，对供水水源地采取了严格的保护措施。
美国十分重视对自然生态的保护，在开发利用水资源过程中，十分注意对野生动物的保护，在这方面进行了深入的研究，如野生鱼种、动植物用水都给予了充分的考虑，大多数水库都有最小下泄流量要求，以保证野生动植物对水的需求。
生态环境对水的需求，已经成为美国水资源开发利用最重要的制约因素之一。
为了有效地保护水资源，美国采取了水质水量统一管理的水资源保护体制，如波托马克河管理委员会就拥有对污染河流水质的行为进行直接处罚的权力，而且对河流的水质保护拥有监督管理的权力，从而使该河流水质一直保持在一个较高的水平。
美国一些高等院校和研究机构受政府支持开展了大量的水资源保护方面的研究，设备先进，研究深入。
如内华达大学，正在开展对科罗拉多大峡谷地下水的研究，为了摸清地下水运动的规律，该学院采用了先进的痕量分析技术，从元素在地球上的分布规律中，分析推断地下水补给的周期，从而使得其数学模型的参数得到证实，并且还使用示踪剂进行验证分析，从而对地下水的运动有了深入的了解。
水环境监测体制：
1.水质评价 美国水质评价包括两个层次：
国家水质评价和州的水质评价。
评价的依据是环境保护署根据相关水法规而制定的国家水质标准。
州原则上应执行环保署的水质标准，如有异议，可适当修正，但应取得环保署同意。
各州每两年进行一次水质评价，以此作为水污染治理的依据，并向保护署提交水质评价报告，内容包括水体水质状况、受污染威胁的水体名单以及需采取的治理措施。
环保署则向国会提交全国水质评价的双年报告。
自2002年以后，环保署建立国家水质评价数据库，可在网上查阅，不再需要向国会提交报告。
2002年美国国家水质评价数据库，是可查询的美国国家水质评价的最新成果。
将水体按地理分类，如河流、湖及水库、河口、湿地、海湾等8类。
水体水质按不同功能分别进行评价，水体功能分为饮用水、工业用水、农业用水、人游泳、水生生物保护等。
水质优劣分三类：
水质好，符合要求水质标准，可以使用；水质有污染可能，可以使用但要防止恶化；水质有害，不能满足预定的使用。
根据上述基本元素，比较水体实际的水质状况和规定的水质标准进行评价。
水体污染程度，河流按长度计，湖泊和水库等按面积计。
地质调查局自1991年起，也实施一项国
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