1、第二章 水资源的综合利用,水资源综合利用的途径,水资源综合利用的矛盾及协调,综合需水图,四,本章思考题及课外延伸,目录,第一节 水资源综合利用的途径,1.1 概述 定义：不同的部门，对水资源的利用方式不同。例如，灌溉、给水要消耗水量，发电只利用水能，航运则依靠水的浮载能力。这就有可能、也有必要使同一河流或同一地区的水资源同时满足几个用水部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决。这种开发水资源的方式，就称为水资源的综合利用。,全国总用水量5633.0亿m3,2005年我国用水组成示意图,水资源利用的分类：按利用方式可分为河道内用水和河道外用水； 根据消耗状况可分为消耗性用水和非消耗性用水
2、； 按用途可分为生活、农业、工业、水力发电、航运、生态等用水。,农业用水（agricultural water use） 定义：农业用水是农、林、牧、副、渔等各部门和乡镇、农场、企事业单位及农村居民生产用水的总称。,农业用水的供水系统：蓄水工程,自流灌溉引水渠首工程,提水灌溉工程,灌溉渠系,水力发电（hydroelectric power） 定义：水力发电是利用河流中水流所蕴藏的水能，生产电能，为人类用电服务。,水能是一种清洁能源，既不会消耗水资源，也不会污染水资源，是目前各国大力推广的能源开发方式。,发电量计算 水电站出力计算式： N=9.81QH净 其中，为水电站效率系数；Q为水电站引用流
3、量； H净为净水头差。 如果水电站在t1到tn时间段内的出力N(t)已知，则时段内的发电量为：,第一节 水资源综合利用的途径,河川水能资源的基本开发方式,（1）坝式：坝后式水电站、河床式水电站,坝式水电站的水头取决于坝高。,坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。,坝式水电站的投资大，工期长。,坝后式（三峡电站）,河床式,无压引水式水电站：主要建筑物包括低坝，进水口，沉沙池，引水渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。,有压引水式水电站：主要建筑物包括低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。,（2）引水式 ：无压引水式水电站、有压引水式水电站,第
4、一节 水资源综合利用的途径,（3）混合式 在一个河段上，同时采用高坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。 混合式水电站适用于上游有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。,北京下马岭引水电站,第一节 水资源综合利用的途径,第一节 水资源综合利用的途径,水资源的其它使用途径,航运,娱乐,渔业,矛盾： （1）有限水资源与无限用水之间的矛盾？ （2）用水部门之间的矛盾？ （3）水资源空间分布不均导致的地区间矛盾？ （4）水资源时间分配不均导致的用水时间的矛盾？ （5）上、下游用水冲突、地区冲突？ （6）水量、水质不一致问题？ （7）社会经济发展用水与生态环境用
5、水之间的矛盾？,How to solve these problems?,Coordination (协调),第二节 水资源综合利用矛盾及协调,在协调用水矛盾时应坚持以下原则： 1.坚持依法治水的原则 2.坚持全局统筹、兼顾局部的原则 3.坚持系统分析与综合利用的原则 4.坚持人与人和谐、人与水和谐的原则,水资源综合利用矛盾的协调,第二节 水资源综合利用矛盾及协调,兴利除害,兴利：发电、灌溉、供水、航运、渔业、环境用水,除害：防洪、抗旱,水资源综合利用,第三节 防洪与治涝,防洪的主要任务：按照规定的防洪标准，因地制宜的采用恰当的工程措施，以消减洪峰流量，或者加大河床的过水能力，保证安全度汛。,
6、工程措施： 1、水土保持 2、筑堤防洪与防汛抢险 3、疏浚与整治河道 4、分洪、滞洪与蓄洪,导致涝灾的因素：1、降水集中；2、排水系统不健全治涝的工程措施：1、修筑围堤和堵支联芋 2、开渠撇洪 3、整修排水系统,1.4 农业用水（agricultural water use） 定义：农业用水是农、林、牧、副、渔等各部门和乡镇、农场、企事业单位及农村居民生产用水的总称。 农业用水的供水系统：蓄水工程 自流灌溉引水渠首工程 提水灌溉工程 灌溉渠系,第一节 水资源综合利用的途径,田间灌溉方式,（一）地面灌溉 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。 地面灌溉是最传统的
7、农业灌溉方式，也是世界上最主要的灌溉方式。 优点：操作简单、运行费用低、维护 保养方便。 缺点：浪费水资源，提高了浇地成本。,（二）喷灌 利用专门的设备，把有压水流喷射到空中，并散成水滴，像天然降雨洒落到地面，湿润土壤，供植物吸收。 喷灌设备主要由供水部位、输水管路和喷头三部分组成。 优点：省水，增产；便于实现机械化，节省劳动力；适应性强，提高土地利用率。 缺点：投资较大，且需要消耗动力，运行费用高；灌水质量易受风速和气候的影响。,简单的变量分级喷灌系统（实线部分）图,（三）滴灌 通过安装在低压管道系统上的滴头、孔口、滴灌带等灌水器，将水一滴一滴、均匀而缓慢地滴入植物根区附近的土壤中。 优点：
8、既能保证植物根系吸水，又大大减少了水分损失，是一种先进的节水灌溉技术，省水、省地、省工、增产。 缺点：投资大、滴头易堵塞。,（四）地下灌溉 利用埋在地下的管道，将灌溉水引至田间作物根系吸水层，主要靠毛细管作用湿润土壤，供植物吸收。 优点：土壤湿润均匀、不破坏土壤结构、无板结层、地面蒸发少、省水、灌溉效率较高、可同时进行其它作业等优点，被认为是最用发展前途的节水灌溉技术。 缺点：灌溉渗水官网孔口易被 堵塞。,农业用水量计算 （1）直接计算法，直接根据农业用水量统计计算得到； （2）定额估算法 AW净=QAWF AW=AW净/=QAWF/ 其中，AW为农业灌溉用水量； AW净为净灌溉用水量；QAW
9、为净灌溉定额；F为灌溉面积；为灌溉水利用系数。 我国农业用水状况 （1） 农业用水所占比重高； （2） 农业灌溉水利用效率低； （3） 节水意识不强。,第一节 水资源综合利用的途径,灌溉水源： （1）蓄洪补枯； （2）引水（引丰济枯）（3）开采地下水工程措施： （1） 蓄水工程； （2） 渠首工程； （3） 提水灌溉工程；（4） 渠系工程（5） 水利系统（长藤结瓜）,第一节 水资源综合利用的途径,1.5 水资源的其它使用途径,航运,娱乐,渔业,第一节 水资源综合利用的途径,水资源包括：水量、水质、水能、水域 水环境保护： 1、防治水域污染 2、生态保护 3、水利有关的自然资源合理利用与保护,1
10、.4 生态用水（ecological water use） 定义：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”，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。 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”。,第一节 水资源综合利用的途径,生态系统与水资源的关系： 水是生态系统不可替代的因素，一个地方具备什么样的水资源条件，就会出现什么样的生态系统，生态系统的盛衰优劣都是水资源分配结果的直接反映。 1.水资源是生态系统存在的基础 2.人类过度掠夺水资源，使生态系统遭受严重破坏 3.生态系统的恶化又会影响人类的生
11、存与发展 4.对经济社会发展的宏观调控，是实现人与自然和谐共存的途径,第一节 水资源综合利用的途径,工业用水（industrial water use） 定义：工业用水指工矿企业用于制造、加工、冷却、空调、净化、洗涤等方面的水。 工业用水过程：供水水源 工业供水系统 工业循环水系统 工业废水处理系统,第一节 水资源综合利用的途径,工业用水量计算 （1）直接计算法，直接根据工业用水量统计计算得到； （2）定额估算法 IW=QIh YI 其中，QIh(m3/万元)为万元工业增加值用水量； YI (万元)为当年工业增加值。 我国工业用水状况 2005年，工业用水占到了全国总用水的22.8%，但是，工
12、业用水设施总体比较落后，我国主要行业的行业用水水平均明显低于发达国家。此外，我国工业废水处理率和处理程度低，带来的污染危害严重。,第一节 水资源综合利用的途径,矛盾： （1）有限水资源与无限用水之间的矛盾？ （2）用水部门之间的矛盾？ （3）水资源空间分布不均导致的地区间矛盾？ （4）水资源时间分配不均导致的用水时间的矛盾？ （5）上、下游用水冲突、地区冲突？ （6）水量、水质不一致问题？ （7）社会经济发展用水与生态环境用水之间的矛盾？,How to solve these problems?,Coordination (协调),第二节 水资源综合利用矛盾及协调,在协调用水矛盾时应坚持以下原则： 1.坚持依法治水的原则 2.坚持全局统筹、兼顾局部的原则 3.坚持系统分析与综合利用的原则 4.坚持人与人和谐、人与水和谐的原则,水资源综合利用矛盾的协调,第二节 水资源综合利用矛盾及协调,第三节 综合需水图,综合需水图 根据各部门年和逐月的需水图，即可绘制综合需水图。综合需水图的编制应考虑到一水多用的可能性，不能简单的将各部门的需水量同步累加。,兴利用水,第三节 综合需水图,各用水部门需水及综合需水图 (a)工业及民用给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水,第三节 综合需水图,
