07水资源管理 思考题.docx

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07水资源管理思考题

狭义的水资源是指与生态系统保护和人类生存与发展密切相关的、可以利用的、而又逐年能够得到恢复和更新的淡水，其补给来源为大气降水。

大气降水（广义水资源）包括地表水资源（填洼截留、地表径流）、土壤水资源（壤中流、包气带储蓄）、地下水资源（地下径流、地下水储蓄）

水资源的特点

流动性

可再生性

多用途性

公共性

利与害的两重性

有限性

水资源学的研究方法

①以气象、水文要素的长期观测资料为依据，采用成因分析和统计分析相结合的方法

②多学科交叉的方法

③定量分析与定性分析相结合的方法

④采用系统分析的方法

径流系数

径流深度

河川径流是由地面和地下（包括土壤）汇流到河槽并沿河槽流动的水流的统称。

我国水资源的特点

水资源总量丰富，但是人均占有量少

水资源总量居世界第六位，人均占有量居世界第85位

水资源空间分布不均匀

由于我国所处的地理位置和特殊的地形、地貌、气候条件，导致水资源丰枯在地区之间差异比较大，总体状况是南多北少，水量与人口和耕地分布不相适应。

水资源时间分布不均匀

我国大部分地区受季风影响明显，降水量年内分配不均匀，年际变化较大，并有枯水年和丰水年连续出现的特点

世界性的三大水问题

水少（干旱缺水）

导致水资源紧缺，主要有两个方面的影响：

自然因素的制约；社会经济的发展，出现需大于供的情况。

水多

这与水少问题形成一个对立面，也是地球上水量平衡的一个反映，同时由于气候变化以及人类活动的影响使洪水灾害日益严重。

水脏（水体污染）

水环境恶化问题已经成为影响面最广、后果最严重的问题，它严重制约了社会经济的发展

我国面临的水问题

1）防洪标准低，洪涝灾害频繁

2）干旱缺水日趋严重

干旱缺水严重制约了我国经济社会尤其是农业的稳定发展，影响到人类的生活质量和城市化发展。

3）水环境恶化严重

水问题带来的社会影响

1）水资源紧缺给国民经济带来了重大损失

目前，我国水资源出现了“需大于供”的状况，地下水的开采用远远大于水资源的可利用量，由此可见，水资源短缺已经成为制约我国经济增长的重要因素。

由于水资源短缺问题，使得农业生产总值及工业生产总值增长较慢，影响了国家正个经济的发展，也带来了很大的损失。

2）水资源问题威胁到社会安全稳定

水资源问题（如水灾，旱灾，水污染等）已经严重影响到人们的生活，甚至在重大水事件发生后，对人民的生活已经造成了严重的威胁，甚至威胁到人们的生命。

此外，有些国家甚至为争取水源而引发战争，如中东战争，引起战争的原因不仅仅是石油问题，最关键的问题还是水源问题。

由此可以看出，水资源问题变得极为严重，它将威胁到整个社会的安全稳定，甚至人民的生命。

3）水资源问题会导致生态系统恶化

目前，水资源问题日趋严重，尤其是水环境问题，部分水资源已经受到严重的污染，部分水源已经不能作为饮用水的水源，同时，由于水资源的污染，水资源的可利用量更为短缺，为了社会的发展及人民的生活，水资源利用水量挤兑生态用水量，使维持生态系统正常运行的水量日益减少，引起了生态系统的不断恶化，最终也将影响到人们的生活。

水循环（watercycle），是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。

陆地上年降水量的66%是通过蒸发（包括蒸腾）返回大气的。

在水文循环中，大陆上降水的34%转化为地面径流和地下径流汇入海洋。

下渗是指降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内的运动过程。

影响下渗的主要因素有：

土壤因素（包括土壤均质性、土壤质地和孔隙率等）、土壤初始含水率、地表结皮（表土结皮能减少入渗量）、降雨因素（包括雨型、降雨强度等）和下垫面因素（包括植被、坡度、坡向、耕作措施等）等。

水资源的形成可以看成是地表水和地下水的形成过程。

降雨降落到地面后，一部分由于蒸发作用返回到大气中，一部分通过土壤下渗，一部分可能积蓄在低洼处，当降雨量满足填洼量后开始形成地面径流；下渗到土壤中的水分首先被土壤吸收，当达到田间持水量后，下渗趋于稳定。

继续下渗的雨水，一部分从侧面土壤流出，注入河槽形成壤中流，继续下渗的雨水到达地下水面后，形成地下径流。

水循环的特点

①水循环是永无止境的，但是全球水资源量是不变的，服从质量守恒定律。

②太阳辐射能和重力作用是水循环的基本动力。

③全球水循环是闭合系统，但局部水循环是开放系统。

④永无止境的水循环赋予水体再生性。

自然界中的水资源转化过程主要表现在大气水、地表水、地下水之间的相互转化，称为“三水”转化。

如果考虑土壤水，则称为“四水”转化关系

说明人类社会的活动对自然水循环的影响，所形成的社会水循环。

人类活动的影响作用主要表现在：

①兴建蓄水、调水工程，改变水资源自然的流动特性和转化过程；

②兴建引水、提水工程，大量开采地表、地下水，增加水资源的使用量和消耗量；

③生活污水、工业废水、灌溉退水的排放，改变了天然水体的水质状况。

在人类活动影响作用下，人为改变原有的水资源系统（包括水资源系统结构、径流过程以及作用机理等），使原来的水资源系统更加复杂。

城市洪水的形成。

城市建设，形成以“社会水循环”为主导的“自然—社会”水循环模式

城市水循环是一个比自然水循化更复杂，更具有特殊性的过程。

从蒸发过程看，

自然路面蒸发人工路面蒸发

从降雨过程看，接受降雨覆盖条件发生了变化

覆盖植被的陆面路面、房屋屋顶

从下渗过程看

透水的地面不透水的地面

从径流过程看

降到地面的水，由原来的蒸发、下渗，形成地表和地下径流变为雨水流入排水管道，形成地表径流的时间缩短，地下径流的过程滞后。

非消耗性用水，非消耗性用水是指其水性质的变化通常不致妨碍它以后被重新利用

消耗性用水，消耗性用水是指水的状态或水质方面发生的变化，水不能再被人们所使用

生活用水（domesticwateruse）是人类日常生活及其相关活动用水的总称。

生活用水分为城镇生活用水（居民住宅用水、市政公共用水、环境卫生用水等）和农村生活用水（农村居民用水、牲畜用水）。

生活用水的特征：

一是优先性（生活用水保证率高，放在所有供水顺序的第一位）；二是对水质的要求较高。

田间灌溉方式

①地面灌溉就是把水引到田间，靠水的重力作用和毛细管作用湿润土壤，供植物吸收的灌溉方法。

地面灌溉又称大水漫灌，具有操作简单、运行费用低、维护保养方便等优点，同时由于地面灌溉的用水量大，土壤含水量大，增加了土壤水的蒸发量，使得大量的水消耗于无效的株间蒸发，这样不仅浪费水资源，也提高了浇地成本。

②喷灌是利用专门的设备，把有压水流喷射到空中，并散成水滴，像天然降雨那样，洒落到地面上，湿润土壤，供植物吸收。

与地面漫灌相比较

优点：

1）省水、增产

2）便于实现机械化、节省劳动力

3）适应性强、提高土地利用率

缺点：

1）投资较大，且需要消耗动力，运

行费用高

2）灌水质量易受风速和气候的影响

3）气候十分干燥时，蒸发损失增大，

也会降低灌水效果

生态用水生态需水

广义上讲，生态用水是指“特定区域、特定时段、特定条件下生态系统总利用的水分”，它包括一部分水资源量和一部分常常不被水资源量计算包括在内的水分，如无效蒸发量、植物截留量。

狭义上讲，生态用水是指“特定区域、特定时段、特定条件下生态系统总利用的水资源总量”。

根据狭义的定义，生态用水应该是水资源总量中的一部分，从便于水资源科学管理、合理配置与利用的角度，采用此定义比较有利。

水量平衡原理

水量平衡（waterbalance），是指任意选择的流域（或区域），在任意的时段内，其收入的水量与支出的水量之差等于其蓄水量的变化量。

即在水循环过程中，从总体上来说水量收支平衡。

水量平衡的基本方程为：

式中：

I为计算时段内某计算单元的总输入水量；O为计算时段内某计算单元的总输出水量；W1、W2为计算时段始、末某计算单元的蓄水量；ΔW为时段内蓄水量的变化量，ΔW＞0表示该计算单元蓄水量增加，ΔW＜0则表示蓄水量减少。

区域水量平衡方程

对于某一区域，在计算时段内其输入的总水量为：

式中：

I为计算时段内的区域总输入水量；P为计算时段内的区域降水量；Rr为计算时段内流入区域内的地表径流量；Rg为计算时段内流入区域内的地下径流量；q入为计算时段内由区域外调入的水量。

输出的总水量为：

式中：

O为计算时段内的区域总输出水量；E为计算时段内的区域蒸发量；Rr′为计算时段内流出区域的地表径流量；Rg′为计算时段内流出区域的地下径流量；qu为计算时段内扣除蒸发量后的区域总耗水量，主要指工业、生活耗水量；q出为计算时段内由本区域的调出水量。

区域水量平衡方程式为：

就长期来说，其多年平均情况下的区域水量平衡方程为：

式中：

为区域多年平均降水量；

为流入区域内的多年平均径流量，

；

为流出区域的多年平均径流量，

；

为区域多年平均蒸发量；

为区域多年平均调入水量；

为扣除蒸发量后的区域多年平均耗水量；

为区域多年平均调出水量。

水环境容量（waterenvironmentalcapacity），是水体在一定功能要求、设计水文条件和水环境目标下，所允许容纳的污染负荷量，也就是指在水环境功能不受破坏的条件下，水体能容纳污染物的最大数量。

水资源价值的内涵

⑴稀缺性

水资源之所以具有价值，关键在于水资源具有稀缺性。

对于水资源价值的认识是随着社会经济不断发展，技术不断创新而逐渐提高的，经历了从无到有，从低到高的演变过程。

水资源的稀缺性又具有时空性，即在某一地区或某一时期水资源紧缺，而在另一地区或另一时期可能并不缺少。

可以说，水资源价值的大小是其在不同地区不同时段的水资源稀缺性的体现。

⑵资源产权

产权是交易的先决条件，而资源配置、经济效率和外部性问题等都和产权密切相关。

从资源配置的角度来看，产权通常包含以下权利：

所有权、使用权、收益权和转让权。

要体现水资源的价值，一个很重要的方面就是对其产权的界定。

产权体现了所有者对其所拥有资源的一种权利，是规定使用权的一种法律手段。

在各种可能的限制条件下，产权附带使用权。

⑶劳动价值

水资源价值中的劳动价值是劳动价值论的具体体现，它主要是指水资源所有者为了在开发利用和交易获益中处于有利地位，需要通过水文监测、水资源保护、水资源规划等一系列手段对其所拥有的水资源数量和质量进行调查、管理，这些工作所消耗的劳动和资金则使得水资源价值中拥有一部分劳动价值。

劳动价值是区别天然水资源价值和已开发利用水资源价值的重要性质。

看下图，说明水资源价值流的变化

从图水资源在生产和生活过程中的价值流向可以看出：

V2＞V1≥V4＞V3

水资源在这里指的是包括各种废污水在内的所有水体；各种废污水价值的衡量比较困难，其大小可以大于0，等于0甚至小于0。

水资源耦合价值

水资源既有多用途性，也有稀缺性，在不同使用功能和不同稀缺条件下的水资源具有的价值也不尽相同。

考虑到水资源价值有正价值和负价值之分，水资源耦合价值是指单位体积的水资源，在经过使用并又重新回到自然界的循环过程中，水资源价值的相互影响、相互作用而形成的新价值。

水资源耦合价值是不同于水资源价值的独立概念，它是在考虑了经济因素、环境因素和社会因素及其综合效果后得出的综合价值，

制定水资源优化配置方案主要有两个作用：

通过控制社会发展规模、调整经济结构以及节约用水等措施，使需水量在可供水量允许范围内，减小人类活动对水资源的压力；

通过工程措施和非工程措施，改变水资源系统的时空分布特征，以最大可能满足经济社会可持续发展的