流域水资源可持续利用课件.ppt

《流域水资源可持续利用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流域水资源可持续利用课件.ppt（80页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、流域水资源可持续利用,提 纲,水的开发与利用人水关系辨析水资源承载能力水资源可持续利用水资源一体化管理,水,water,1 水的开发与利用,按人口平均的水资源量,水资源量的多寡应和需求相比才能判断。需求的最简单指标就是人口，因此，一般水资源量应考虑人均值。亚洲总水资源量最多，但人均最少。,亚洲,世界大河水资源,长江,黄河,亚马逊河占全球16,世界用水,自有历史记载以来，全球总用水量一直增长。但是最近几十年增长速度显著加快，1940年后尤为明显。全球总用水量在20世纪中，增长了67倍，从500多增加到3500多立方公里/年。,500多,3500左右,总用水量,农业用水,工业用水,市政用水,世界用

2、水增长的原因,世界用水增长的主要原因是人口的增长，19402000年，全球人口从20多亿增加到60亿，增长了近3倍。但是用水量的增长比人口增长更快，19402000年，用水量从不到1000km3/年增加到5000km3/年，是同期人口增长的23倍。这是由于经济发展和生活改善，人均用水量大幅提高之故。,取水3800km3,河流,地下水,湖泊,水库,全球可获取径流的54,耗水2300km3（61）,作物,蒸发,工业生产,社区用水,回归水1500km3（39）,全球取水和耗水（1995）,人水关系,Relationship,2 人水关系辨析,在地球的演变历程中，出现过多次陆地板块的分离和碰撞，相应发

3、生过多次的陆海变迁。在不同地质年代的河流，各有其形成、发育、衰退和消亡的过程。,2.1 河流的形成和发展,黄河,长江,珠江,怒江,雅鲁藏布江,喜马拉雅山,淮河,海河,黑龙江,辽河,松花江,嫩江,塔里木河,喜马拉雅山在新生代第三纪中期的崛起，导致我国出现西高东低的地势，从而形成我国大部分河流由西向东的流向。又经过相当长时期的演变，到第四纪在东部形成广大冲积平原，才出现当今主要河流的雏形。,不同地区的自然环境塑造了不同特性的河流，同时，河流的活动也不断改变着与河流有关的自然环境。,当外部的自然环境发生重大变化时（例如：剧烈的地质活动，气候上的突变等），河流本身的走向、形态或径流会出现较大的变化，导

4、致新的河流发育形成，原有的河流衰退甚至衰亡。从这些意义上讲，可以说河流也有其生命过程，但这种过程是十分漫长的，而且和生物的生命过程有本质的区别。,河流是地球演化过程中的产物，也是地球演化过程中的一个活跃因素。河流的自然功能可从以下三个方面进行研究分析：输送水量塑造地形支撑生态,2.2 河流的自然功能,输送水量,河流是全球水文循环过程中液态水在陆地表面流动的主要通道。河流的输水作用，使不同地区间的水量得以调剂。,冰融化和水蒸发时消耗热量和冻结及凝结时放出热量，这个过程对气温起到调节作用。进入大气圈的水蒸汽，起着巨大的“温室效应”。据布迪科（俄）计算，大气圈水蒸汽含量减少一半，地球表面平均温度将降

5、低5。由于水的特大热容量，世界大洋成为一个巨大的恒温器，使世界范围的气温标准化。,调节气温,塑造地形,在数以亿计的漫长地球历史过程中，水默默地塑造着地球的面貌。水的冷热变化使岩石风化，造成土壤；雨水、溪流的不断冲刷使山脉形成峡谷和平原；地下水溶蚀岩石，造成喀斯特；淋溶了岩石的地下水每年向海洋输送30亿吨溶解物质；世界河流每年带入海洋220亿吨固态物质，平均每年每平方公里侵蚀150吨，黄河陕县以上的侵蚀量为每年每平方公里2280吨。格里戈里也夫（俄）估计，若无地壳运动，陆地表面在11000万年内将削成与世界大洋水面齐平的平面。,河流在冲积平原上蜿蜒游荡，不断变换流路，相邻河流时分时合，形成冲积平

6、原上的特殊地貌，也不断改变与河流有关的自然环境。,支撑生态,河流是形成和支持地球上许多生态系统的重要因素。在输送淡水和泥沙的同时，河流也运送由于雨水冲刷而带入河中的各种生物质和矿物盐类，为河流内以至流域内和近海地区的生物提供营养物，为他们运送种子，排走和分解废弃物，并以各种形态为他们提供栖息地，使河流成为多种生态系统生存和演化的基本保证条件。,水生生态系统,湿地生态系统,陆地生态系统,海洋生态系统,地球上所有生物都含有水，平均含水80。地球上所有动植物和人含有近11200亿吨水，相当于同时灌满世界上所有河床的水量的一半，或者说，在动物血管和植物根、茎、叶中，有相当于地球河水一半的水在流动。,水

7、是所有生物机体的主要组成,在生物的演化和进化过程中，地球上出现了人类。人类和其它动物一样，必须以饮水水源作为生存的第一条件，并和其他生物群体共享包括水在内的地球自然资源。人类和其它动物不同的是：人类利用和改造一些河流，发展生产，创造文明，从而逐渐支配了自然界几乎所有的资源，并以地球的主人自居。,2.3 人类活动和河流演变的相互作用,古埃及文明、古两河文明、古印度文明和古中华文明无不发源于大河两岸的冲积平原，是有其必然性的。这是因为，只有广阔的冲积平原和源源不断的河流淡水资源，才有条件发展大规模的人类社会和建立经济基础。,根据社会经济发展的需要，人类对河流进行了各种方式的改造。从某种意义上说，人

8、类是通过改造河流，才创造了今天的文明世界。但是，随着人类社会经济的发展，自然环境受到的干扰越来越大，河流的自然功能也受到越来越严重的损伤。例如：森林和草地受到破坏，加重了水土流失；各类建设及生产中的废渣、废料和废水污染了地表水和地下水；各种废气污染了大气，并造成酸雨，导致植被破坏和水体污染。,水土流失,水污染,大气污染,酸雨,由于温室气体增加导致全球气温的变化，将对人类社会造成不利后果，包括对流域生态系统、河川径流和江河洪水的影响。,围垦河流两岸的洪泛土地，从而割断河流与两岸陆地的联系，并侵占洪水的蓄泄空间；,引水到河道以外，从而减少河流的径流；,筑坝壅高或拦截河水，从而阻拦或改变河水的流路；

9、,建造调节径流的水库，从而改变河流的水文情势；,利用河流排泄废水，从而改变河流的水质。,在改造河流的同时，也改变了河流所在地区的原有生态系统，并创造了城镇村庄、农耕地、人工湿地以及人工河流等各种人工生态系统。,城镇,耕地,人工湿地,人工河流,以上种种改造，都不同程度地改变了河流天然的水文情势，干扰它的自然功能。,河流是一个巨大的系统，具有较强的抵御干扰能力，但如果干扰超过它的自我调节和自我修复能力，其自然功能也将不可逆转地逐渐退化，最终将影响甚至威胁人的生存和发展。,承载力,Carrying capacity,3 水资源承载能力,我国河流开发的历史久远，很多河流已经远非原始的状态。黄河和长江流

10、域的开发历史都在两千年以上，即使珠江、松花江、辽河以及西北地区的内陆河等流域，也有数百年以上的开发历史。,3.1 河流的开发利用,一般认为，黄河在大约15万年前冲出三门峡，东流注入太平洋。通过游荡不定的流路和挟带的大量泥沙，不但塑造了华北平原，而且不断改变渤海湾和黄海的形态，从而支持、发展了陆地和近海海域相应的生态系统。,史前时期在这片冲积平原上，就开始有人类活动。到两千多年前的春秋战国时期，河流两侧出现堤防，秦汉以后形成两岸统一的堤防系统，将黄河约束于两堤之间，从而根本改变了黄河下游的形态，使黄河河道具有“善淤、善决、善徙”的特点，形成黄河与人类的尖锐矛盾。,黄河的东流和频繁改道，不可避免地

11、侵犯海河水系和淮河水系，在隋唐以后由于南粮北调的需要，开辟了贯通黄、淮、海和长江水系的人工大运河，更使黄、淮、海河的矛盾变得错综复杂，成为世界少有的治水难题。,随着喜马拉雅山的崛起，古金沙江、古雅砻江和古大渡河从南流（入古红河）相继转为东流，形成古川江水系。最终由于三峡在大约几十万年前的贯通，才形成我国的最大河流长江。,长江挟带的泥沙造成两岸的冲积平原，而两岸平原和湖泊沼地的陆续开发，又不断侵占长江洪水的蓄泄空间，形成并日益加重两岸的洪涝威胁。,新中国成立以来，为适应社会经济的急速发展，以空前未有的速度和规模开发利用和改造河流。到2004年底：全国的江河湖海堤防总长达27.7万km，保护人口5

12、.31亿人；河流上的大、中、小水库8.5万座，总库容5542亿m3，为河川年均径流总量的20.5%；供水总量5548亿m3，为年均水资源总量的19.8%；灌溉面积5625万hm2，为耕地面积的45%。,3.2 河流的生态环境问题对河流的大规模开发利用，也带来不少问题，直接影响河流的自然功能和永续利用。,下游河湖干涸：一些河流由于上中游过度用水，造成下游河湖干涸，不仅影响下游地区社会经济的发展，而且还使这些地区的地下水严重超采，造成地面沉降、海水入侵等地质灾害。,在干旱地区的内陆河，下游河湖干涸不但使当地人民失去生存条件，而且由于下游生态系统的衰亡，造成沙漠扩大，危及全区的生态安全。,近海海域的

13、生态系统退化：由于河流入海的淡水减少，近海海域的盐度相应增加，加上大量污染物的排入，使我国近海海域的生态系统都有不同程度的退化，以渤海湾最为严重。珠江口及东南沿海的红树林衰亡，不仅影响生物的多样性，还将加重今后风暴潮的危害。,赤潮,渤海湾,红树林,红树林,水质严重污染：在经济发达地区的河流、湖泊以至水库，都受到不同程度的污染，并且日趋严重，成为当前我国水资源可持续利用的最大威胁。,河流污染,水库污染,洪灾威胁依然严重：多年来虽然不断加固、加高和增建堤防，并兴建巨大的调节水库，但是许多河流的洪灾威胁依然严重，有的甚至比过去更为严重。,这是由于：对河流洪水的调节力度过大，使河流减少了汛期的造床流量

14、，造成河床萎缩；土地无序开发，大量侵占行洪滩地和蓄洪湖泊，压缩了洪水的蓄泄空间。以上两种因素都导致河流的洪水位不断抬高，在有的地方，防洪工程建设和洪水位抬高甚至形成恶性循环。,自然环境系统为人类提供两种基本的服务：一种是原材料和能源的供给，另一种是吸收、转化人类废弃物功能。但是自然环境系统向人类提供的这种服务是有限度的，如果人类活动或向自然环境系统的索取超过一定的限度，原有的系统平衡将被打破，而新的平衡的建立总是以自然环境系统向人类服务的减少为代价。,3.3 水资源承载力,承载力一词原为物理力学中的一个物理量，指物体在不产生任何破坏时所能承受的最大负荷，具有力的量纲。,（1）承载力概念,最初借

15、用承载力一词的学科是群落生态学。对多种生物的研究表明，种群开始形成时期增长缓慢，在环境条件较好时，增长加快，往往会生长过头，待种群数量达到一定值超过其承载容量后，由于环境阻力限制，种群会大批死亡而导致种群数量骤然下降，然后再重新回到新的平衡。可以说，在地球进化史上，所有生物的发展都遵循这一规律，而惟一例外的是人类。,（2）承载力概念的外延,承载力理论在实践中的最初应用领域是畜牧业。在北美、南美及亚洲草原地区，由于草地开垦、过度放牧等原因，土地开始退化，为有效管理草原和取得最大经济效益，一些学者将承载力理论引入到草原管理中，随之草地承载力、最大载畜量等相关概念相继被提出。应该说，承载力理论在这一

16、领域的应用取得了成效，即使在今天，草原生态学家仍在使用这一概念，用以指导畜牧业生产。,随之出现的另一概念是土地承载力，这一概念的提出是在全球人口不断增加，耕地面积日趋减少，人类面临粮食危机的背景下产生的。,随着工业化国家经济的迅速发展，环境污染与资源短缺问题日渐明显，人类在历史上又一次面临承载力的问题。但与以往不同的是：第一，这一次人口承载容量面临的问题不是发生在少数地区，而是遍及全球。其主要原因是：一方面，发达国家随着经济的迅速发展，对资源的需求量不断增加，在本国资源不能自给的情况下，开始向他国掠夺资源；另一方面，发展中国家因贫困等原因，对资源的破坏不断加剧，从而导致全球资源存储量不断减少，

17、各国对资源的竞争也日趋激烈。发生在全球的诸多战争中，实际上有许多是为争夺资源而发生的。第二，此次全球的承载力限制不仅仅发生在土地资源，而且扩展到了森林资源、矿产资源、环境资源、水资源,根据世界资源报告World Resources Institute 19961997，19601990年的30年间，有大约1/5的热带森林消失。在80年代，全球森林、疏林和灌木丛覆盖面积减少了32%。人类对水资源的利用强度和需要持续上升，在19401990年间，从江河、湖泊、水库、地下蓄水层和其他水源抽取的淡水量增加了4倍多，而污染又严重破坏了许多江河、湖泊和地下水源的水质，大大减少了淡水资源的供应。在全球许多地

18、区，淡水压力越来越大，不少地区甚至缺乏足够的淡水供应。工业化发展导致的另一后果是对能源消耗的迅速增长，而能源增长主要依赖于石油、煤炭和天然气等矿物资源。根据全球统计结果，1993年全球能源消耗达到3.381010t，相当于1.63亿桶石油，比1973年增加了40%。其他资源如矿产资源、渔业资源也在不断减少,所有这些，都引起人们对全球资源的重新评估，提出：我们的环境到底可承受多少污染？全球不可再生资源和可再生资源到底能承载多少人口？由此，环境承载力、资源承载力、生态承载力、绿洲承载力等承载力的概念相继应运而生。,联合国教科文组织：“一个国家或地区的资源承载力是指在可以遇见的期间内，利用本地能源及

19、其他资源和智力、技术等条件，在保证其社会文化准则的物质生活水平条件下，所能持续供养的人口数量。”水资源作为一种资源，其承载力合乎上述定义的内容，但由于水资源的特殊性，其承载能力也应有其特殊性。（1）认同可持续发展原则，强调生态环境的重要性。（2）强调必须进行水资源优化配置，从而确定水资源对人口及社会经济规模的最大支撑能力。（3）人类社会的可持续发展需要水资源和其他诸如矿藏、森林、土地等资源的共同支持。,（3）水资源系统承载能力,人口,生活水平,科技水平（可利用资源量提高，单位生活水平提高所需资源量降低）,一定区域内，水资源承载力的三要素关系,持续利用,sustainable water res

20、ources development,4 水资源可持续利用,寂静的春天（1962）的意义不是简单地论证某种化学药剂的危害，而是提出了一个更大的命题：在这个地球上，人和自然将怎么相处？我们必须与其他生物共同分享我们的地球,蕾切尔卡逊与“寂静的春天”,4.1 可持续发展理论,1972年，罗马俱乐部和波托马克协会以及麻省理工学院研究小组共同出版了第一份研究报告增长的极限。第一，如果在世界人口、资源消耗、工业化、粮食生产和污染方面以现在的趋势继续下去，这个行星上增长的极限有朝一日将在今后100年中发生。第二，改变这种增长趋势和建立稳定的生态和经济条件，以支撑遥远的未来是可能的。第三，如果世界人民决心追

21、求第二种结果，而不是第一种结果，他们为达到这种结果而开始工作得愈快，他们成功的可能性就愈大 增长的极限就是在这种情形下，对地球的第一份会诊报告。,罗马俱乐部与“增长的极限”,1984年10月世界环境与发展委员召开第一次会议时，80年代的世界已有许多震惊全球的事件。世界环境与发展委员会在挪威首相布伦特兰夫人的主持下，经过三年的努力，于1987年向联合国提交一份题为我们共同的未来的报告。这份报告最重要的内容就是第一次提出了“可持续发展”的概念，即“既满足当代的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。,世界环境与发展委员会 与“我们共同的未来”,1992年6月，联合国环境与发展大会在巴西

22、里约热内卢召开，有183个国家的代表，102位国家元首、政府首脑和国际组织代表参加。在这一联合国成立以来规模最大、级别最高、人数最多、筹备时间最长、影响最深远的大会上，通过里约热内卢环境与发展宣言及21世纪议程等重要文件。“地球的整体性和相互依存性”得到最广泛的认同，80年代“可持续发展”的概念扩充为一种全球战略。,联合国环境与发展宣言,可持续发展思想,可持续发展战略包含着一种最基本的人文精神和价值观念，具体说来就是：代际平衡（我们活，也让子孙活）区际平衡（富人活，也让穷人活）人与自然和谐相处（人类活，也让动植物活）,“地球濒临失衡，选择在我们手中”,4.2 水资源可持续利用水资源可持续利用系

23、统是一个由自然环境、经济和社会组成的复杂巨系统，水资源可持续利用的实质就是要求水资源在人口、资源、环境3个约束条件下持久有序、稳定和协调利用，防止水资源枯竭。,水资源可持续利用评价水资源可持续利用评价是以持续发展思想为总的指导原则，以自然环境子系统、经济子系统、社会子系统为基础，评价水资源开发利用方式所导致的生态过程、经济结构、社会组成的动态变化是有益的还是有害的，从而提出水资源开发利用的最佳方案。,一体化,integrated management,5 水资源一体化管理,水资源一体化管理，是指以公平的方式，在不损害重要生态系统可持续性的条件下，促进水、土及相关资源的协调开发和管理，以使经济和

24、社会财富最大化的过程。,水资源一体化管理,自然系统一体化:淡水和海水是连续的统一体，这是典型的上下游问题。地表水和地下水是统一体,两者一体化管理的重要性显而易见。统一考虑水量水质,对水资源管理者意义重大。“绿水”(生物用水和蒸发的水)和“蓝水”(河水和地下含水层水)分别依赖于陆地和水的生态系统。水与土地的密不可分决定了必须对水和土地一体化管理。,人类社会系统一体化:供水、防洪、水生态环境保护统筹考虑。所有的“利益相关者”对水资源的规划是保证可持续利用水资源的一个重要因素。工程与非工程措施并重，构建社会保障措施，加强科学管理，提高科技含量，推进信息化。利用政府与市场两种调控模式，探索和应用水权、

25、水价、水市场理论。,自然与人类社会系统的集成管理人与自然和谐共处，水利要促进经济发展，又要保护与改善生态环境水资源开发、利用、治理的同时，更注重配置、节约、保护,水资源一体化管理与传统水资源管理灌溉、防洪、水电等都是孤立的工程，IWRM要求将任何一个工程都要纳入到一个水资源的系统中加以考察。工程的可行性论证要从传统的主要只关心经济标准转到IWRM所要求的经济、环境、社会标准。传统水资源管理注重技术手段解决问题，满足于更多的工程。IWRM从技术和非技术、工程和非工程手段相结合的角度出发,综合考虑自然资源、生态环境、社会经济、机构、法律等不同系统来解决问题。,水资源一体化管理与水务管理一体化城乡水

26、务一体化管理,就是打破城乡之间、地区之间、部门之间的水管理界限,建立起城市和农村、水源和供水、供水和排水、用水和节水、治污和回用一体化管理的城乡水务统一管理体制。实现地方城乡水务一体化管理,不是部门间管理职能的简单合并、调整,而是加强了对水资源所有权的统一管理，解决了“多龙治水”的弊端，实现了流域水资源的合理开发，优化配置、有效利用和保护。水务管理一体化不等于水资源一体化管理。水资源一体化管理是一种理论方法，水务管理一体化是一种体制，它只能解决一体化管理的主要问题。,美国水资源管理新方法1 系统的思维方式即不是针对个体考虑和解决问题,而是考虑到因果关系,从系统上寻求解决问题。2 公众参与水资源

27、工程管理部门、代理人不再主宰决策系统,取而代之的是为与水管理有关的各种利益集团的更民主的协商提供技术支持。3 适应性管理管理者根据监控数据不断调整的行为以适应环境、经济条件以及社会的选择,从而能更好地适应系统。4 多目标的水资源工程与管理有关水的工程越来越少地为单一目的而设立,往往与防洪减灾、加强航运能力、供水、生物多样性保护等多种目的相结合。5 水管理的高科技化借助先进的科技手段建立系统模型,适时反馈信息,管理者评估事态发展或调整管理状态,同时也能为利益相关群体提供信息平台,减少权力政治的影响,为冲突解决提供有价值的途径。总之,美国流域管理正在明显地从依赖硬件的管理转到依靠软件的管理。流域水资源一体化管理成功的关键是获得人们的广泛理解和找出适合每个特定流域的生态进程规律,从而能制定和实施更合适的管理战略。,工程水利-资源水利传统水利-现代水利、可持续发展水利（生态水利）观念转变（可持续发展）体制转变（一体化管理）方法转变（系统论）手段转变（现代高新技术应用）重点转变（工程向管理）实现水资源可持续利用，保障社会经济可持续发展！,谢 谢！,