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1、课程简介1水资源开发与利用1教师简介1主讲教师：杜晓丽1课程学习1教学大纲1教学重点1教学内容2课程拓展24推荐书目：24推荐书目：25推荐书目：25课程简介水资源开发与利用教师简介主讲教师：杜晓丽北京建筑大学环境与能源工程学院副教授课程学习教学大纲教学重点一、水资源的定义二、水资源的特性三、水资源的开发（一）地下水的开发与利用整理为word格式（二）地表水的开发与利用教学内容一、水资源的定义大家好，今天我们来讲一下水资源开发与利用。那么首先说到水资源，我们都知道水资源是一种典型的自然资源。那么所谓自然资源呢，就是指的参与人类生态系统能量流、物质流和信息流，从而保证系统的代谢功能得以实现，促进
2、系统稳定、有序、不断进化升级的这种各种物质，我们统称为自然资源。那么自然资源呢，并非泛指是所有的物质，而是特指哪些呀？那些有益的有助于人类生态系统保持稳定和发展的一些自然物质，那么它对人类来说呢具有可利用性。 水资源的定义呢，它的发展经过了一个发展阶段，最初在国外的时候呢，很早在1894年，然后才提到了这个水资源的概念。它的由美国的地质调查局来提出的。那么这个局呢是专门设计了一个处，为水资源处。随后呢在大不列颠大百科全书当中对水资源做了解释，它认为全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量，就是我们认为的水资源。那么到了1963年，英国水资源法呢，把水资源定义为地球上足够数量的、
3、可利用的水。那我们可以看出来，到这我们的把水资源呢强调了它是可利用的。到最后呢联合国教科文组织和世界气象组织共同制订了这个水资源评价活动，那么对水资源定义是这样说的，可以利用或有可能被利用的水源，具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而被利用。那我们可以看出来，在这个定义中呢，我们对水资源的定义呢，提到了数量和质量，它得有一定的数量。除此之外呢，它还得有一定的质量。那么这是从全球来说，世界上各国对水资源的定义。整理为word格式 那么到了我国来说呢，我们看一看水资源定义在我国发生的这个过程，发展的历史。在公元前2500年左右的时候呢，秦代的李冰就修建了著名的这个都江堰水利工程
4、。那么1988年我们中华人民共和国水法将水资源认定为地表水和地下水。中国的大百科全书呢它是这样说的，一般水资源是指的每年可更新的水量资源。到1994年环境科学的辞典这样说的，特定时空下可利用的水是可再利用资源，不论其质与量，水的可用性是有限制条件的。那么我们可以看出来，不管是世界上还是我们国家，对水资源的定义都是不一样的。那么引起对水资源的概念及其它的含义不一致的理解和认识的原因呢，主要是水资源呀是一个既简单又复杂的这么一个系统，一个概念。它主要复杂的原因表现在哪呢？首先水的类型是比较多的，它具有运动性。你比如说我们说湖泊水、河流水、海洋的水，还有地下水。第二呢它的特点呢是用途比较广泛，就说我
5、们喝要喝，我们洗脸、洗手，我们做饭，我们冲厕、浇花等等我们都得用。第三个点呢，它主要的复杂表现在什么呢？对你的水的质量和数量要求呢在一定条件下呢，这个水呢是可以改变的。你比如说我们质量，我们用完的水本来是干净的水，它可能就变成了脏水，那么它质量就发生了变化。那么对它的数量呢也是这样的，我们会喝很多水，然后喝了很多水呢，只是以尿液的形式，很少尿液形式排放。那么在一定条件下，量也发生了变化。那么还可以受到这个气候的影响，它的量也会发生大量的变化。第四个复杂性体现在，它开发的利用呢，受经济技术条件，社会条件和环境条件的制约。整理为word格式那么不管怎么吧，总之我们对水资源定义可以这样说，水资源可以
6、理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种的自然水。既包括数量和质量，又包括它的使用价值和经济价值。那么从狭义上来讲，水资源是指的人类在一定的经济技术条件下，能够直接使用的淡水。比如说江河、湖泊为代表的这些地表水。和我们从地下抽的这个地下水。那么从广义上来讲呢，它是指的在一定经济技术条件下，能够直接或者是间接的使用的各种水以及水中的物质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的地球上的各种的水体，我们可以统称为水资源。那么这样来说的话，它包括的就多了。比如说它包括天上的降雨、降雪、河湖当中的水，还有地下的水，土壤当中的水，冰川、海洋里的水等等。虽然有些水它是可以不能被我们直接利用的，但
7、是它可以间接为利用。因此呢，我们也可以认为它是水资源。但是呢，是从广义上来定义的。那么如果按照狭义的意思来说，能够作为水资源的一个最基本的条件有哪几个呢？首先也就是说它能够满足这个需要，按照需要的来说呢，它是比较稳定的。那么这个需要的概念呢可能有两个方面。一个是数量，一个是质量。比如说我们喝的水，那么我们用了有多少人，用的水量肯定必然不一样。所以说在数量上和质量上是有着非常大的差异。那么能够作为水资源，它就必须得提供满足数量上和质量上，双重保证。第二个要求呢，就是这个水量呢要有可靠的水源，能够通过自然的一些水文的循环，不断的得到一个新的补充。那么也就是说这个水啊，它不会枯竭，不会我一直在用一直
8、在用它会枯竭。那么枯竭了之后我们就不能保证后续的使用，因此呢它能够在水文循环当中呢，能够不断的更新、不断的补充。第三个特点呢就是我们这个水量和水质呢，它是可以通过人工的一些控制来实现的。那么这些样的水呢，才能作为水资源。整理为word格式二、水资源的特性那么具体来说，水资源有一些特性，那么首先我们先来看第一个特性。第一个特性呢它叫自然属性，自然属性的意思就是说，我们不能违背水资源的自然规律，因为水呢在自然界是天然存在的，是自然水的一部分，是受自然界因素控制的。另外呢，它还参与自然界的循环和平衡。那么也就是说，咱们不能人为的去破坏它的自然属性。不能违背它的自然规律，才能保持水资源系统的结构和功能
9、的稳定。这是水资源的第一个特性，自然属性。 那么第二个特性呢为可利用性，可利用性的特点呢就是水的类型非常的多，我们水的用途呢也非常广泛，比如说我们工业上要用水，我们生活上要用水，那么这样呢他们的要求是不一样的。有的时候呢我们对水的要求呢，比较水质要求高一点，有的是水质要求低一点。所以说通常来说水的类型呢又有淡水、咸水，然后肥水呀，还有各种的形态，比如说有气态、有固态还有液态，那么它赋存的类型呢也可能是在地下，也可能是在地表。那么哪些才是能用的呢？哪些才能作为水资源呢？也就要考虑它的可利用性，只有在我们当今的技术条件下，才能利用的称为才能具有这个水资源的特性。整理为word格式 那么第三个呢，是
10、数量与质量兼顾。也就是说在数量上要足够，你不能一个城市有100万人口，那我不能只能我的水资源量只有50万，那么这肯定不能满足100万人口的水量，这就数量上就不够。那么在质量上呢也一定要满足需要，而且呢在一定条件下是可以改变的。比如说在指向上，我们说冲厕用的水跟我们喝的水，那它这个质量要求是不一样的。我们冲厕用的水，我们可以用我们平时生活用完的水，再处理之后再回来冲厕，那么这是它在数量和质量上都要兼顾。 那么水资源的第四个特性呢是时变性。时变性呢是指的水资源很多程度上呢，是取决于经济技术条件。也就是说你能不能作为水资源要考虑它的技术经济条件。有可能今天我认为或者是这个东西不能作为水资源的水呢，随
11、着我们经济技术的发展，有一天它可能也会变为水资源。它是一种随着时间和空间发生变化的这么一种动态的资源。比如说新加坡，新加坡是一个非常缺水的城市。那么在最早的时候呢，新加坡是因为没有水，自己的水没有，没有水的情况下呢，他只能从周边的各个城市去买水，就各个国家，其他的国家去买水。后来呢他们发现了，就是随着这个时间的变化，那么他们那发生了一种新的技术，他的技术发生了非常大的革命。最后呢，他可以将这个水，用过的水再处理，处理之后呢达到喝的水平。那么可以用这些水，来替代有一些买的水。也就是说，有可能在过去认为我们用过的水，不可能再喝，再利用。但是呢，随着我们技术的发展呢，它呢也变成了现实。因此呢，水资源
12、呢它具有时变性。整理为word格式第五种呢就是水资源具有可恢复性和可更新性。那么也就是说它可以通过水文循环，来恢复和更新。比如说地下水，当我们采地下水的时候，地下水位会不断的下降，地下水位不断的下降，那么在这个过程当中，我们可以通过什么来补充呢？你气候到了一定的条件，那么通过植物的蒸腾啊，然后水的蒸发啊等等，天气允许，哗哗下雨，好，下雨了之后，那么这些水呢会再来补充地下水，使地下水位维持在一个比较动态、平衡的这么一个状态。因此呢，水资源呢它应该具有可恢复性和可更新性。这是咱们从水资源在世界上它的定义，以及在我国它的定义。那么它的不同，定义的不同如何来的。那么到我们推算出能够作为水资源的一个最基
13、本的要求，应该是怎么样的。那么作为水资源，它又有什么特性进行了分析。三、水资源的开发那么接下来呢咱们就来看一下水资源的开发。现在我们按照狭义上的分，对水资源来划分的话，咱们认为有地表水和地下水，那么这样的话咱们就来看一下，地表水资源的开发与地下水资源的开发利用。整理为word格式（一）地下水的开发与利用1、地下水水源地选择那么首先呢咱们先来看一下地下水资源的开发与利用。那么我们通常说地下水水资源是，有的地区是非常非常丰富的，但是呢虽然它丰富，但是我们不能让它作为水源，这是为什么呢？所以说呢，咱们首先来看一下地下水水源地选择。通常地下水水源地的选择呢，对于大中型的集中供水，它关键的部位呢就是要确
14、定取水地段的位置与它的范围。那么对于小型的分散供水呢，则是来要确定水井的井位。因为它关系到什么呢？关系到你的建设投资，也关系到是否能够保证这个水源地长期的经济安全运转，以避免产生各种不良的影响。那么具体来说地下水水源地的选择呢，应该遵循以下几个要求。第一个要求呢就是你的水源地的水文地质条件。也就是说要取什么样的水呢？要取水地段的含水层具有富水性和补给条件。也就是说你首先得含水的，才能把水源地放在这，你不含水我放在这没意义。第二呢它是可补给的，就是可更新的，要遵循水资源的第五个特性。那么对水源地的地质环境下，我们通用有以下几个要求。新建水源地呢，应该远离原有的取水点或排水点，减少相互干扰。别你建
15、了地方呢，要远离原来有的地方，要不然它可能会相互干扰。第二个呢为了保证地下水的水质，水源地呢最好选在什么地方呢？远离城市和工矿的排污区，它的上游。第三个呢是远离已经污染的或者天然水质不良的这些地表水体，或者含水层的地段。那么也就是说咱们选择水源一定要避免污染。整理为word格式那么第三个水源地选择的原则呢，就是水源地要求有这个经济性、安全性还有扩建的一些可能。那么也就是说在满足水量、水质要求的前提下，为了节省投资呢，我们水源地应该尽量的靠近用户，少占一些耕地。为了降低取水的成本呢，可以选在这个地下水抢来的或自流的地段。那么河谷的水源地呢要考虑水井可能被淹没的问题。人工开发的大口井取水工程呢，应
16、考虑这个井壁的稳固性的问题。当你有多个水源地方案的时候呢，未来扩大开采的前景条件呢，也是要考虑这个问题。因为随着你城市的人口逐渐增加，那么可能你这个水源地所产的水量不够用的，那这个时候要考虑它可能可以扩建。那么这是我们选择地下水源地的原则。2、地下水取水构筑物的类型和适用条件那么具体来说，地下水的取水构筑物有哪些类型，以及他们有什么适用条件呢？通常呢我们地下水取水构筑物呢有管井、大口井、辐射井、复合井和水平渗渠等等。那么管井呢主要适合开采就是深层地下水，就是比较深的，你这地下水埋的比较深的。那么大口井呢通常广泛的用于来取含水层从厚度20米以内的浅层的地下水，大口井取的是较浅层的地下水。辐射井呢，可以用来汲取含
