第6章-水资源.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,6.1 水资源的概念，分类与特征,一.,概念：,水资源,是指当前或可预见到的未来可以以某种形式为人类提供福利的那部分水体。,水资源=部分水源（水体）+技术,二、分类：,1、按物理性质：,淡水、卤水、热水（温泉（水温超过20的泉或水温超过当地年平均气温的泉）、地下热水）、固态水（冰山、积雪）,2、按储存方式：,地表水（河、湖、冰川、积雪）、地下水（潜水、土壤水）、海水、大气水,3、按国民经济要求：,耗用水体（给水）：工业用水、农业用水、居民用水；,借用水体（做功）：航运、漂木、发电、军事用途（天然屏障）,常用术语：,淡水、水能、地下水、海洋水、热水、冰雪水等。,三、特点,1.循环性与动态性：水循环具有周期性,水 体,周 期,水 体,周期,冰川水,10000年,土壤水,1年,深层地下水,5000年,湖泊水,17天,海洋水,2500年,河流水,16天,浅层地下水,340年,大气水,8天,周期变化,总量动态恒定；具有一定净化能力。,2 性质多变性,（1）性质多变性：,时空多变,质量、数量多变,（2）性质多变具有传递性：,大气水,河流水（径流）,湖泊,地下水,海洋,6.2 淡水资源,一、淡水的意义,1、淡水是维持人类生存的三大基本因素之一,维持人体水量：,占人体重的76，从各种从食物中取水2kg/日,人；,提供微量元素：,K、Na、Ca、Mg、I、F；,调节体温,（汗腺）；,保证日常生活:,如洗脸、洗澡、洗衣服、饮用、洗车、美化庭院等。,2、水是生物地球化学过程的基本介质和物质载体，是生态平衡的关键因素。,光合作用的原料；生态平衡的关键因子。,植物进行新陈代谢的介质和吸收养分的载体。,动物靠水保持体内物质循环、排泄、生殖、呼吸和调节体温。,水利是农业的命脉。全世界用水量中，农业约占70。,据估算和测定，一株向日葵，夏天要消耗250kg水；小麦生长期的用水量为345506米,3,，棉花333400米,3,，甜菜466600米,3,。,3、水是工业的“血液”。,任何一种工业部门都离不开水。按工业用水性质、作用的差异，工业用水可以分为原料用水(约占1)，锅炉用水(约占3)，冷却用水(约占50)，工艺及冲洗用水(约占30)，空调用水(约占6)等。,二、淡水的概况与危机,1、概况概念、储量、消费、分布,（1）淡水的概念（fresh water）,淡水资源，主要指目前经济技术条件下可以利用的那部分矿化度不高的水（含盐量小于500mg/L），主要包括浅层地下水和江河湖泊中的水资源。,（2）储量,世界上水圈中水的总量共计,138.610,16,米,3,，其中淡水3.510,16,米,3,，占2.53，淡水中除去深层地下水和冰雪水，与人类生活密切的浅层地下水和江河湖泊中的水仅占0.34，总量为104.6万亿米,3,。,淡水的储量不仅在今天，而且在未来都大大超过人类对淡水的需求量。,（3）淡水消费,20世纪初，全世界淡水消费总量为400立方公里年(400亿米,3,)，1970年2600亿米,3,，到2000年，可达到6000亿米,3,或稍多点。,水消耗构成中，农业占70，工业占20，其他占4。,80年代水消耗总量仅为江河年经流的6，2000年达到1213。,（4）分布时空分布极不均匀,丰富国家：,加拿大、巴西、俄罗斯。,径流深：,拉美高出平均2倍；其次是欧、亚，非洲最小，不足世界均值的1/2。,中国分布趋势：,南方多水、北方少水，近海多于内陆、山地多于平原。,中国地区分布：,丰水带：,华南、东南沿海,多水带：,华中、西南,过渡带：,华北、东北东部、秦淮地区,少水带：,东北西部、山西、陕北、青藏高原,缺水带：,内蒙、新疆内陆干旱区。,淡水危机指在局部地区出现淡水缺乏的现象。,表现：,全世界有60的地区面临着供水不足，大部分国家都在闹“水荒”，“淡水贵如油”的现象已从中东沙漠区和北非大陆，象“瘟疫”一样，扩展到欧洲、亚洲和拉美地区。,淡水的危机不但是一个水量的问题，也是一个水质的问题。,根据世界卫生组织的调查，从医学观点来看，全世界约有10亿人的饮用水是不卫生的。在发展中国家，5人就有3人缺乏干净的饮用水。水质恶化也严重影响到海洋生物和动植物的生长，从而引起海洋捕捞量的减少，农业产量下降。,形成淡水危机有以下几个原因：,人口剧增，对淡水的需求量增大；,淡水资源在地区上分布不均；,水资源的季节变化，加剧了枯水期的供水矛盾；,一些国家的某些地区管理不善，用水浪费大；,人为污染，使洁净的淡水量减少。,2、淡水资源的危机,1、污染源及原因,水污染是造成淡水危机的重要原因之一，水污染的形成，主要是,人为污染,，概括起来有以下,几个方面：,工业污染：,各种工厂排出来大量的未经处理的废水，直接进入江河湖海，引起水污染；有些工厂采用渗井，渗坑处理废水，造成地下水污染，地下水补给地表水时，造成地表水污染。,农业污染：,施用化肥，农药的田地，由于排水和水土流失，长期使用，导致地下水和地表水污染。,生活用水污染：,城市生活用水，通过下水道排入天然水体，造成水质污染。,大气污染：,大气污染造成的酸雨，落入地表水体引起污染。,固体废渣污染：,固体废渣经过降水淋滤流入附近水体，造成污染。,水污染主要是人为造成的，但还有自然原因造成的水污染。,如特殊的地质条件，使某些地区某种化学元素大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某些毒物，都可影响当地的水体，造成污染，象地方氟中毒就是由于水体中氟的含量过高所致。,三、淡水的污染与防治,2、淡水污染的防治,基本措施：防治结合，以防为主。,一是防，即控制或切断污染源；,二是治，即对已污染的水源进行治理，或处理污水。,污染源可分为,点源,(工业废水、生活污水)和,面源,(农药、化肥污染)两大类。单纯治理水污染，最多只能解决,第一代污染,问题，治理过程中会产生,第二代污染,(富营养化和有毒物质富集)，而且治理水污染耗资巨大，所以防才是最根本的措施。,具体措施：,采用无污染工艺，减少废水中的有毒物质；,回收利用污染物，减轻污染物对江河的污染；,采用循环流动供水，系统地消除污染物；,禁止向江河湖库和近海排放未处理的污水；,建立各种净化设施处理污水，实行合理排放；,对农作物病虫害采用生物防治，减轻面状污染，保持生态平衡；,充分利用闲置的水面，多栽培的富集有毒物质的植物，然后收集起来销毁；,压缩耗水量，减少排污量。,四、淡水资源的开源与节流,开源措施：,（1）植树造林：,调节气候，增加降水，涵养水源,（2）储水：,修建大中小型水库，合理使用天然水,（3）引用调水：,引滦入津，引黄济青，南水北调，,陕西：,黑河引水，,引汉济渭,，引乾（乾佑河）济石（石砭峪），引红（红岩河）济石（石头河），引嘉济汉引汉济渭资料,（4）利用固态水：,冰川积雪,农业用水，西北绿洲：石羊河武、民；黑河张掖；党河敦煌；玛纳斯河玛纳斯、石河子,（5）合理利用地下水,（6）咸水淡化，,利用海水,节流：,（1）建立水污染管理机构,，负责：水量，水质，供水，保护等。,（2）制订水资源管理法,，规范使用，保护，投资，收费，监测,（3）国家统一制订用水标准和排放标准,，按产量核定,（4）改革耗水多工艺设备,，采用循环闭路，一水多用，提高水的利用率,（5）喷灌，滴灌，渗灌技术,，减少农用水,（6）定额供水,，按量收费,“引汉济渭”工程简介,西安喊渴,水资源严重短缺，人均水资源占有量仅为324立方米，不到全国人均占有量的六分之一,最高日用水量达109万立方米，与黑河引水系统每日110万立方米的供水能力基本持平,2010年西安市总需水量将达38.26亿立方米，缺口达14亿立方米，供需矛盾尖锐,引汉济渭,每年调水总量为15.5亿立方米，相当于再造了一条渭河,能满足5大重点城市、13个中小城市的工业用水和1400万城乡居民生活用水,工程投资是我省水利建设单项工程投资之最，接近建国后全省各级财政投入水利的总和,引汉济渭实施后，关中地区水资源供需缺口可由24.6亿立方米压缩到9.9亿立方米，较大程度缓解关中地区的缺水问题，关中地区的重要城市、县城及工业园区的缺水问题可以基本得到解决。,资料,“引汉济渭”工程简图,已通过论证，2012年7月开工，2016年完成,陕西水利：到2020年基本建成“五大体系”、“十大工程”,（2011年8月提出）,五大体系：,水资源合理配置和高效利用体系；,防洪抗旱减灾体系；,农业高效灌溉体系；,水土保持和水生态环境保护体系；,有利于水利科学发展的制度体系。,十大工程：,渭河全线综合治理工程、引汉济渭工程、,陕北黄河引水工程、引红济石工程、,安康东坝防堤工程、泾河东庄水库工程（泾河干流，礼泉-淳化）、,榆林王圪堵水库工程（横山段无定河）、延安南沟门水库工程（黄陵葫芦河下游）、,咸阳亭口水库工程（长武泾河支流黑河下游）、西安李家河水库工程（辋川）。,6.3 水能资源,概念,：水能资源是指蕴藏在水体中的能量资源。,水能资源利用过程，实质上就是使水体中蕴藏的太阳能(势能)有效地释放和利用。,意义,：,尽管在用目前能源消费结构中水能的比重较低，但是水能的循环性和亚恒定性，使它依然受到人们的极大重视，特别是在当今能源危机的形势下，水能更具有特殊的重要意义。,利用历史,：,在常规能源(水能、生物能、化石燃料)中，水能是开发较早的能源。,水能的利用在国外始于公元前一世纪。,最早利用水能的工具是卧式水轮机，产生的动力约300瓦。,后来卧式水轮机改为立式水轮机装置，功率增加到2000瓦；,以后又不断改进，提高到56千瓦，这就是工业革命前能达到的能量。,我国水能利用始于公元前五世纪的铁器时代(水磨)，但发展比较缓慢。,十五世纪到十八世纪的欧洲，工厂和手工业已有了相当发展，工业的主要动力就是水力，因此这一时代手工工厂大多都是沿河分布。,曙光,：,蒸汽机的发明、煤的大量使用，使水能利用很快衰落，直到,十九世纪末的第三次产业革命，尤其是近代超高压远程输电技术的发展，又给水能资源的利用带来了曙光。,一、水能资源的特征,1、循环性：,循环重复使用（发电）,梯级，取之不尽，用之不竭。,2、性质不变性：,只作功，化学性质不变，不造成污染，不影响其他功能的发挥。,3、分布不均性：,取决于降水量（径流量）与落差两个因素，分布不均。,4、位置固定性：,位于地势落差较大处，在我国1-2级，2-3级梯交汇处山区集中分布，交通不便，消费地却在城市。,水力发电的优劣势（与火力发电相比）,优势：,（1）成本低,、积累多，投资回收快。80年代初，3-7厘/度,3分/度。现在统一上涨约10倍。,（2）管理简单，调度灵活,，开机后几分钟达到最大功率。（火电需几小时）,（3）水,电，转换效率=90%,，煤,热,电，效率=30-40%,（4）综合效益显著：,除发电外，兼防洪，灌溉，航运，养殖，旅游。（炉渣，烟尘污染环境）,劣势：,（1）,水电站一次性投资多（淹没），比火高23%,（2）,建设周期长：5-10年。（火电：3-5年）,（3）,稳定性差（水量，季节影响）。可与火电互补。,二、水能利用现状,1、西方,很重视水能开发，水电站建设快，规模越来越大，利用水平高。,开发程度高：,瑞士98%,法95%,英90%,意90%,德80%,日60%,美加40%,比重大(水电/电)：,挪、瑞典、瑞士80%；加75%；法、意50%,水电站规模：,100万KW以上1950年2座，90年代100多座,发展中国家：,发展中国家占65%水能，却开发不足10%。,国家蕴藏量：,中6.76亿KW，俄2.69、巴西2.09、美2.05、加1.53、印度0.7，非洲的国家较少。,2、我国,：,水能在1万千瓦以上的河流3019条，总蕴藏量6.76亿KW，可供开发3.78亿KW，均居世界第一，总装机容量90年代1700万KW，开发程度4.5%,分布,：,地区：,西南占67.9%,中南15.8%,西北9.7%,华东3.6%,东北2%,华北1.2%,省份：,四川，滇，藏最多，山东最少,水系：,长江39.6%（占全国可开发的水能的53.6%）,规模：,比西方晚40年，三峡1820万KW，葛洲坝271.5万KW，刘家峡、龙羊峡，李家峡，新安江，隔河岩，乌江渡，小浪底,三、新途径,世界上“最有希望的能源”,1、海洋温差发电：,海洋是吸收太阳能的最大热库，海水吸热比陆地多1020%，热容量比土层大2倍，比花岗岩大5倍，比空气大3100倍。,1926年，28C热水在温差20,时，首次发电成功，1978年在夏威夷高塔上第一座温差发电机，建在驳船上，发电能力50千瓦。,2、潮汐发电：,80年代我国普查时，潮汐能为1.1亿，相当于40个新安江电站。,电站：,法国朗斯潮汐电站,（1967年建成，装机24台，总装机容量24万千瓦）和加拿大芬地湾,安纳波利斯潮汐电站,（1984年建成，装机1台，装机容量2万千瓦）,，江厦潮汐电站（1972年始建，3200KW）。,3、波力发电：,5M高山海浪 能翻动1700吨巨石，13吨巨石抛起20M，世界波力能量9万亿度。,4、海流发电：,海流大规模海水的定向流动，黑潮流量=各大江河总流量的20倍。,环式海流电站，供灯塔，灯船，汗水艇电池充电。,5、地下暗河：,试验阶段，六郎洞地下暗河水电站,6、地热发电：,羊八井,此外，,原子能发电离不开水为载体，水中取H，水中取U，水中取氚,我国的潮汐电站,资料来源：,KW(5.92mw)，实际装机容量为5.97mw，实际年发电量为1000万kwh。,（1）江厦潮汐试验电站：,电站位于浙江温岭瓯江口乐清湾顶端支汊江厦港，设计装机容量为3200kw，年发电量1070万kwh。世界第三。,（2）白沙口潮汐电站：,位于山东乳山县白沙口海湾，设计装机容量为960kw。,（3）岳浦潮汐电站：,位于浙江象山县南田岛北岸，设计装机容量为300kw。,（4）海山潮汐电站：,位于浙江玉环乐清湾内毛埏岛，总容量为150kw。,（5）沙山潮汐电站：,位于浙江温岭乐清湾江厦潮汐试验电站大坝下游，装机容量仅40kw，它是我国现有潮汐电站中建成最早、运行时间最长的一个。,（6）浏河潮汐电站：,位于江苏太沧县，装机容量150kw，该站已基本上实现无人值班的自动化控制。,（7）果子山潮汐电站：,位于广西饮州湾，装机容量40kw。,（8）幸福洋潮汐电站：,位于福建平潭，总装机容量1280kw，年发电量315.17万kwh。,资料,谢谢！,