1、,水资源与水环境研究进展,资源与环境学院土壤学系,陈效民,水资源的含义比较丰富，对水资源概念的界定也是多种多样。国际： 不列颠百科全书：自然界一切形态（液态、固态和气态）的水。 英国水资源法：具有足够数量的可用水源。 水资源评价活动国家评价手册 ：可以利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而被利用。,第一节 水资源的概念,国内： 中华人民共和国水法：地表水和地下水。 环境科学词典：特定时空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水的可利用性是有限制条件的。 中国大百科全书 大气科学海洋科学水文科学卷：地球表层可供人类利用的水，包括水量（水质）、水域
2、和水能资源，一般指每年可更新的水量资源。 水利卷：自然界各种形态（气态、液态或固态）的天然水。 地理卷：地球上目前和近期人类可以直接或间接利用的水，是自然资源的一个组成部分。,一般来说，水资源分为：广义水资源和狭义水资源。广义的水资源是指地球上水的总体，包括大气中的降水、河湖中的地表水、浅层和深层的地下水、冰川、海水等。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。,流动性可再生性有限性时空分布的不均匀性多态性不可替代性环境资源属性,一、水资源的自然属性,第二节 水资源的特点,社会共享性利与害的两重性多用途性商品性
3、,二、水资源的社会属性,一、水资源的主要用途水资源利用，是指通过水资源开发为各类用户提供符合质量要求的地表水和地下水可用水源以及各个用户使用水的过程。水资源利用按不同的分类标准，可分为很多类型。,第三节 水资源的主要用途及协调,（一）生活用水是人类日常生活及相关活动用水的总称。,（二）农业用水是农、林、牧、副、渔业等各部门和乡镇、农场企事业单位以及农村居民生产用水的总称。,（三）工业用水是工矿企业用于制造、加工、冷却、空调、净化、洗涤等方面的水。,（四）水力发电是利用河流中流动的水流所蕴藏的水能产生电能，为人类用电服务。,（五）生态用水是生态系统维持自身需求所利用水的总称。,二、水资源多种用途
4、之间的协调水资源的用途是多方面的，而可利用的水资源量是有限的，因此必然会出现用水部门之间为争水而引发的矛盾以及需求与供给之间的矛盾。妥善解决这些矛盾，是关系国计民生、社会稳定和人类长远发展的一件大事。,一、水资源短缺水资源短缺是当今和未来面临的主要问题之一。原因：（1）自然条件制约：自然条件差，时空分布不均匀等（2）人类需求不断增加：人口增长、经济发展等表现：农业缺水、城市缺水、生态缺水,第四节 水资源利用面临的主要问题,二、洪涝灾害洪涝灾害是某些地区的又一大水问题。原因：（1）水资源时空分布不均匀；全球气候变化（3）人类活动影响加剧，改变降雨时空分布及生态环境对洪水的调蓄能力形式：河流洪水、
5、突发洪水、城市洪涝灾害等,三、水环境污染水环境恶化也是一个非常严峻的水问题。原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加危害：（1）危害人体健康，影响水资源的有效利用（2）造成水质型缺水，加剧水资源短缺危机,随着人口增加和经济社会的发展，水资源问题将更加突出，成为制约人类社会可持续发展的关键性问题。水资源问题不仅是中国的问题，也是世界经济社会发展亟待解决的问题之一。造成这一问题出现的原因有自然原因，但更多的是人类不合理地开发、利用和管理水资源的活动所导致的。要解决这些问题，需要人类共同的努力，加强对水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护等工作，实现水资源的可持续利用。,2008年七大水系水质类
6、别比例,主要水系水质状况,第五节 水环境质量状况,淮河水系水质类别比例,淮河水系 淮河干流监测断面： 86个 13个类： 19.8% 41.7% 类： 36.0% 41.7% 劣类： 44.2% 16.6% 主要污染指标为氨氮、生化需氧量和高锰酸盐指数,主要水系水质状况,2008年淮河水系水质状况,淮河干流水质类别比例,监测断面： 55个类： 14.5% 类： 21.8%劣类： 63.7%,2008年海河水系水质状况,主要水系水质状况,海河水系污染严重，水质以劣类为主。 主要污染物为氨氮、高锰酸盐指数、石油类 和生化需氧量,海河水系水质类别比例,2008年辽河水系水质状况,主要水系水质状况,监
7、测断面： 35个类： 20.1% 类： 34.2%劣类： 45.7%,整个辽河水系水体污染严重 主要污染指标：生化需氧量、石油类、高锰酸盐指数、氨氮,辽河水系水质类别比例,总体水质 干流水质 类 34.7% 47.7% 、类 30.4% 38.5%劣类 34.9% 13.8%,干流水质 （109个国控断面）,2009年上半年各水系干流水质均好于支流水质。,总体水质 （401个国控断面）,主要水系水质状况,“三湖” 湖体水质均为劣 类。主要污染指标为总氮、总磷。 太湖、巢湖处于轻度富营养状态，滇池处于重度富营养状态。,“三湖”水质变化趋势,2003年：,二. 全国水环境质量状况,2009年南水北
8、调（东线）水质状况,特殊区域水质状况,监测断面： 13个类： 23.1% 类： 53.9%劣类： 23.0%,污染普遍。主要污染指标：生化需氧量、氨氮和高锰酸盐指数,南水北调（东线）水质类别比例,二. 全国水环境质量状况,1、各主要流域规划实施中遇到难以协调的水污染焦点问题是常规规划、执法、管理体系难以协调的跨行政区域、跨部门、跨流域问题，必须要有强有力的高层次协调机构。,第六节 流域水污染控制思考,河南境内在无天然径流情况下，农业灌溉蓄水在闸坝调控方面的争议,淮 河 流 域,山东菏泽、临沂污水出路与江苏的争议,河南、安徽在来水质量上的争议,思考之一,围绕哈尔滨饮用水源地保护，出现黑、吉两省水
9、污染责任的争议，引发了给水部门和水利部门使用江水与水库水源之争,松 花 江 流 域,思考之一,海河流域,河南、山西卫河漳河污水与德州、临清污水污染河北吴桥、沧州、天津三大水源地,思考之一,南水北调东线,河南、山西、山东污水出路之争是南水北调东线工程治污的难点,思考之一,黄 河 流 域,小浪底水库修建后，形成小浪底-三门峡两库区为主的污染敏感区，使黄河污染最重的支流，山西汾河、陕西渭河以及河南伊洛河的污染后果集中体现在该区,长 江 流 域,三峡工程2003年蓄水发电，使四川、重庆市污染防治时间表提前10年，要求近三年，重庆市必须完成污水处理厂10座，垃圾处理厂13座，同时要求重庆市重新定位发展目
10、标，调整城市功能，确保库区水质基本达II类。,三峡库区,汉江1997、1998、2000 年2-3月，汉江均出现历时一月的“水华”现象，影响人口2300万。“水华”出现的条件：汉江流量200-300m3/s，流速0.5-0.7m/s，水温12-13度。总P浓度为0.15mg/l（标准值为0.1mg/l）。,2、实现流域可持发展的生态环境保护措施。流域发展模式是二十一世纪中国可持续发展的重点所在，各流域在防治污染的同时，必须解决好发展经济与生态环境保护的关系。,我国能源消耗与G-7国家水平比较,资料来源：根据2009年中国可持续发展战略报告,我国主要耗水指标与发达国家比较,%,我国和发达国家农业
11、生产效率比较,以施用化肥为例。1978年到1995年，全国化肥用量增长了97%，而粮食仅增长了36%；粮食产量每增长1%，化肥施用量增长近3%。,3、流域水污染控制要从污染防治向生态管理的理念转变，要从水陆并行管理向水陆综合管理转变。水生态环境分区是实施流域水生态管理的空间单元。,水生态环境分区是根据流域地理、水文气象和生态一致性划分的水环境管理分区。 流域水生态管理方法成为水环境综合管理的发展趋势，也是流域水环境管理理论基础。 水生态环境分区可代表流域生态系统的类型，也反映出人类活动与水环境的相互影响和作用。 美国是世界上最先制定水生态环境分区的国家之一，并且形成了水生态环境区划为基础的水环
12、境管理方法与技术体系。,第七节 流域水生态环境分区 的基本概念,美国EPA研究发现原有的生态分区方法不能很好的指示水生态系统的特性与类型，于1987年提出了水生态环境分区方法，目的是反映水生态系统特征的空间一致性。 分区的指标主要包括：地形、土壤、自然植被、土地利用方式和水文气象等，是影响水生态系统特征、反映水生态与周围陆地生态相关性的关键因素。,1、美国流域水生态分区的指标,分区是由专家在定量和定性综合分析的基础上划定。 美国分区方案于1987年发布，为三级区划体系，北美大陆：一级分区15个和二级分区52个区，美国大陆：三级区划分为84个区。 为了加强非点源污染的管理和监测，正在进行第四级区
13、划，目前还只在几个州进行了四级划分。,2、美国流域水生态分区的体系与方法,美国水生态分区（级）示意图,根据水生态环境区的实际情况，制定美国的河流、湖泊、水库的水生态监控指标，制定各分区不同类型水体水化学标准、富营养化标准、生物监测标准； 以水生态环境分区为基础进行污染负荷的计算和管理； 以水生态环境分区为基础进行河流、湖泊的生态系统完整性评价； 根据水生态环境分区建立土地资源和水资源的关系，预测土地利用变化和污染控制变化的效果。,3、美国基于水生态环境分区的管理内容：,水生态分区是对水生态环境特征的综合反映；而水环境功能区划是一种管理手段。水生态环境分区是水环境功能区划的基础，为水环境功能区划
14、提供生态背景要求；水环境功能区划是在水生态环境分区的基础上结合人类需求对水环境的利用功能进行区别。,4、水生态环境分区与水环境功能区划关系,在水环境功能区划方面，缺乏统一的河流、湖泊、近岸海域的区划技术体系； 目前多以水体现状使用功能为基础进行划分，缺乏水生态系统完整性； 以行政区为基础划分，缺乏流域上下游、左右岸、河海之间协调的科学基础； 河口区水环境功能区划分技术还不成熟，成为我国水环境管理的难点。,5、我国水环境功能区划的问题,1、实施污染物排放总量控制是保护和恢复我国流域水环境质量的根本措施之一。“十一五”期间，全国水环境管理将从目标总量控制向容量总量控制转变，还需要在总量控制理论与技
15、术方法方面进行规范和完善，确保污染物总量控制制度在流域水环境管理中的科学实施。,第八节 流域水污染控制思考,在特定污染物、特定区域、有限时间范围内进行实施污染物总量控制； 强调污染源排放量的严格监控制度和技术体系。 日本的“闭合水域总量控制”。 美国的流域水质规划理论。 部分国家实施：排污权市场交易、排污许可证制度。,2、国外总量控制概念和方法：,“六五”期间，对水环境容量进行了研究。 “七五”、“八五”期间，对排放水污染物许可证、水环境保护功能区划分和水环境综合整治规划等技术进行了研究 。 “九五”和 “十五”期间，推行污染物排放目标总量控制制度。 目前开始进行以容量总量为基础的总量核定工作
16、。,3、国内总量控制实施情况,总量控制只是目标总量控制，不能达到水环境保护的要求。 总量分配技术不完善、不规范，造成排污许可证制度不能全面建立和运行。 总量监控技术理论和方法尚不完善，难以对流域排污总量进行有效监督。 国家中长期科技规划中，明确进一步开展区域、流域的水污染物总量控制技术体系研究。,4、国内总量控制实施情况,质量目标与环境监管相脱节 浓度控制与总量控制相脱节 污染控制与水生态保护相脱节 排放达标控制与环境质量达标相脱节 行政区为基础的环境功能区划分与流域水污染调控脱节,5、我国水污染物总量控制存在的问题,6、流域水环境管理研究,研究流域水生态环境分区理论和方法； 研究并完善流域、
17、河口及近岸海域的水环境功能区划的方法； 建立流域水污染物总量控制指标体系； 形成与现行水污染物排放标准和地表水（海水）质量标准相适应的统一的水环境容量核定技术方法，以及流域容量总量分配技术； 为建立以水污染物总量监控和管理体系提供技术支持，实现水环境管理理论和方法上的创新与突破。,7、控制陆源流域污染是保护和恢复海洋环境的根本措施。目前，河流与海洋控制目标不相协调，如何实现河流与海洋统一规划和管理将是流域水污染控制的一个内容。,河流与海洋之间的联系,陆域流域,海岸带,海域,海岸带示意图,编制全国碧海行动计划,近岸海水水质污染 水体富营养化和频发赤潮 海洋生态资源减少 河口淤积与盐度增高 海岸带
18、生态环境恶化 ,第九节 对海洋环境质量面临压力的思考,1、海洋环境质量面临的压力,这些压力来自于： 1)海洋的自然变化2)人类在海域活动的干扰3)来自陆域的自然与人类活动影响,2、对于海洋环境质量的判定,现有方法：海水环境质量标准仅反映水质等级 尚缺方法：富营养化和赤潮等级和危害程度生态资源定量多样性和指示物种沉积物质量速率和成分河口盐度淡水补充与生态流量海岸带生态环境质量健康程度指标,3、改善海洋环境质量的基本考虑,1)以海岸带环境质量改善为近中期任务的核心 2)以河口与海岸带生物栖息地保护和重建为重点 3)以专项科研成果的推广为启动点 4)以法规、标准和管理职责的完善为保障,4、建议开展的研究工作,1)确定近岸海域的环境容量与生态流量 2)河口盐度合理化分布途径 3)缓解河口沉积物对生物栖息地影响的措施 4)减缓恢复海岸带生态循环过程的干扰 5)编制海岸带环境生态健康标准集,The End,
