中國水資源及其開發利用策略水資源的定義

水資源(廣義)

地球上所有的氣態、液態和固態的天然水。人類可以利用水資源(通常)

主要指某一地區逐年可以恢復與更新的淡水資源。中國水資源及其開發利用策略水資源的綜合利用—除害興利

除害防洪(Floodcontrol)、治澇(Waterloggedcontrol)、防冰凌(Ice-causedfloodcontrol)

興利發電(Powergeneration)城市居民與工業供水(Watersupply)灌溉(Irrigation)養殖與野生動物保護(Fisheryandwildlife)航運(Navigation)旅游(Recreation)防污染(Pollutionabatement)中國水資源及其開發利用策略水資源作用與意義作用:水資源是生命之源，是基礎自然資源，是生態環境的控制性因素之一，又是戰略性經濟資源，一個國家綜合國力的有機組成部分。展望未來，水資源正日益影響全球的環境與發展，甚至可能導致國家間沖突。意義:

探討21世紀水資源的國家戰略及其相關科學問題，是全球共同關注和各國政府的重點議題之一。中國水資源及其開發利用策略中國主要江河流域長江流域黃河流域淮河流域海河流域珠江流域遼河流域松花江流域太湖流域中國水資源及其開發利用策略中國水資源分區圖中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點水多、水少、水臟Toomuch,toolittleandtoodirty.總量較多，但人均很少空間分布不均時間分布不均工農業用水比例不協調水污染嚴重水能資源總量第一，但已開發量較少中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—總量多年平均年徑流量總量2.8124萬億m3河川徑流：2.7115萬億m3（284mm）地下水：0.8288萬億m3

重復量：0.7279萬億m3

總量第6位，人均量第109位總量列于巴西、俄羅斯、美國、加拿大、印度尼西亞之后人均2300m3，僅為世界平均值的1/4，是世界13個人均貧水國家之一中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—空間分布不均

南方水多、北方水少地表水西南36.8％中南26.5％華東18.3％華北2.6％西北8.0％東北5.0％臺灣2.8％中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—時間分布不均

年內分布不均汛期夏季降雨占60~80％汛期棄水，但興利蓄水滿足不了年際分布不均豐水年洪澇災害嚴重

1994年洪災直接經濟損失1750多億元

1998年洪災直接經濟損失2550多億元，其中黑龍江218億元、湖南422億元、湖北357億元、江西408億元枯水年干旱災害嚴重中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—工農業用水不均

農業用水占70~80%農業用水浪費大

城市與工業缺水600座城市有300多缺水100多座嚴重缺水目前5500~6000億m3；未來用水高峰7000~8000億m3中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—5個不協調

水資源與人口分布不相協調黃淮海三流域片占全國34.7%的人口人均水資源量低于1000m3.水資源與生產力布局不相協調東、中、西經濟帶的GDP比例4:2:1東、中、西經濟帶的水資源比例1:1:2水資源與耕地資源分布不相協調北方耕地占65%，灌溉面積占59%，水資源量<20%中國水資源及其開發利用策略中國水資源特點—5個不協調水資源與其他礦產資源分布不相協調山西、寧夏煤炭資源豐富，每百元礦產資源潛在價值擁有水資源量僅為全國的1/40水資源時空分布與生態環境需求不相協調中國水資源及其開發利用策略中國水能資源

定義河流、潮汐、波浪所具有的能量資源總稱。以位能、壓能和動能等形式存在于水體中的能量資源，也稱水力資源?？稍偕阅茉床挥脛t白白流掉利于環保易于控制中國水資源及其開發利用策略中國水能資源特點

總量第1出力:可開發量/蘊藏量=3.78/6.76億kW能量:可開發量/蘊藏量=1.92/5.92萬億kWh

地區分布不均西南67.8％中南15.4％中國水資源及其開發利用策略中國水能資源特點已開發量到2003年底，中國水電裝機容量達到9489.62萬千瓦，占全國總發電裝機容量的24.24％；中國水電年發電量達到2813.3億千瓦時，占全國總發電量的14.77％2004年9月26日，中國電力企業聯合會宣布，黃河公伯峽水電站首臺機組于當日正式投產發電。至此，中國水電裝機突破1億千瓦，居世界第一位2009年，小灣機組發電，裝機容量2億千瓦已開發占總量的26%（1/3.78）開發潛力還很大中國水資源及其開發利用策略中國水資源開發利用策略中國水資源特點決定其總體開發利用策略總量較多，但人均很少 開源節流空間分布不均 南水北調時間分布不均 防洪抗旱工農業用水比例不協調 節水灌溉水污染、水土流失嚴重 保護水環境與水生態水能資源總量第一開發潛力仍很大 加速開發水電地區分布不均

西電東送再生性能源

優先發展水電

中國水資源及其開發利用策略中國水資源所面臨的問題用水情況5年供用水資料：1980、1993、1997~1999年新中國成立50年來，全國用水總量從1949年的1000多億m3增加到1997年的5566億m3，其中農業用水占70.5％，工業20.1％，生活9.4％，人均綜合用水量從不足200m3增加到450m3。

當前面臨的問題防洪安全仍缺乏保障；水資源的緊缺與用水的浪費并存；水土資源過度開發，造成對生態環境的破壞；水環境惡化和水質污染迅速發展，已到極為嚴重的程度。中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(1)必須以水資源的可持續利用支持我國社會經濟的可持續發展。建議從8個方面實行戰略性轉變:

防洪減災農業用水

城市和工業用水防污減災生態環境建設水資源的供需平衡北方的水資源問題西部地區的水資源問題中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(2)防洪減災要從無序、無節制地與洪水爭地轉變為有序、可持續地與洪水協調共處的戰略。為此，要從以建設防洪工程體系為主的戰略轉變為：在防洪工程體系的基礎上，建成全面的防洪減災工作體系?！度珖姥粗笓]系統工程》中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(3)農業用水 要從傳統的粗放型灌溉農業和旱地雨養農業轉變為：以建設節水高效的現代灌溉農業和現代旱地農業為目標的農業用水戰略。城市和工業用水 要從不重視節水、治污和不注意開發非傳統水資源轉變為：節流優先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續利用戰略。中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(4)防污減災 要從末端治理為主轉變為源頭控制為主的綜合治污戰略。生態環境建設 要從不重視生態環境用水轉變為：保證生態環境用水的水資源配置戰略。水資源的供需平衡 要從單純地以需定供轉變為：在加強需水管理基礎上的水資源供需平衡戰略。中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(5)北方的水資源問題 要從以超采地下水和利用未經處理的污水維持經濟增長轉變為：在大力節水治污和合理利用當地水資源的基礎上，采取南水北調的戰略措施，保證北方地區社會經濟的可持續增長。西部地區的水資源問題要從缺乏生態環境意識的低水平開發轉變為：與生態環境建設相協調的水資源開發利用戰略。中國水資源及其開發利用策略我國水資源的總體戰略(6)為了實現以上8個戰略轉變，必須進行3項改革：水資源管理體制的改革;

水資源投資機制的改革;

水價政策的改革。中國水資源及其開發利用策略三峽工程概況長江是中國最大河流，干流全長6300公里，流域集水總面積180萬平方公里，年平均入海水量約9600余億立方米。從干流長度和入海水量論，長江均居世界第三位。三峽水利樞紐壩址位于長江干流上中游的分界處，壩址控制流域面積100萬平方公里，多年平均逕流量4510億立方米。中國水資源及其開發利用策略三峽工程概況三峽工程是中國、也是世界上最大的水利樞紐工程，是治理和開發長江的關鍵性骨干工程。三峽工程水庫正常蓄水位175米，總庫容393億立方米；水庫庫區全長600余公里，平均寬度1.1公里；水庫面積1084平方公里。它具有防洪、發電、航運等綜合效益。中國水資源及其開發利用策略舉世矚目的三峽工程中國水資源及其開發利用策略三峽樞紐平面布置圖中國水資源及其開發利用策略三峽樞紐布置立體圖中國水資源及其開發利用策略2003年三峽工程建設衛星圖片中國水資源及其開發利用策略三峽大壩中國水資源及其開發利用策略三峽工程的防洪效益興建三峽工程的首要目標是防洪。三峽水利樞紐是長江中下游防洪體系中的關鍵性骨干工程。其地理位置優越，可有效地控制長江上游洪水。三峽水庫總庫容393億m3并不是世界上庫容最大的水庫(第25位）。但三峽水庫運行時預留的防洪庫容為221.5億m3

，水庫調洪可削減的洪峰流量達33000

m3/s，屬世界水利工程之最。中國水資源及其開發利用策略三峽工程的防洪效益三峽工程將極大地改善長江中下游防洪條件，特別是可使荊江河段防洪標準由現狀不足10年一遇提高到百年一遇，保護荊江南北1500萬人口和2300萬畝耕地，防止在遭遇千年一遇或類似1870年特大洪水時發生大量人口傷亡的毀滅性災害。三峽工程是世界上防洪效益最大的水利樞紐。中國水資源及其開發利用策略三峽工程的發電效益總裝機容量1820萬千瓦，年平均發電量846.8億度水電站將安裝26臺單機容量為70萬千瓦的水輪發電機組，將是世界上最大的水電站。全國出力可開發量3.78億kW，三峽占4.8％；全國電能可開發量1.92萬億kWh，三峽占4.4％；經濟效益發電0.4元＊846.8=338.7億元梯級增發8億元；峰谷差補償7億元總動態投資2039億元(2039/354=6年）中國水資源及其開發利用策略三峽工程的航運效益三峽水庫回水至西南重鎮重慶市，它將改善航運里程650公里，使重慶至宜昌航道通行的船隊噸位由現狀的3000噸級提高到萬噸級，年單向通過能力由1000萬噸提高到5000萬噸。稱三峽工程是世界上改善航運條件最顯著的第一樞紐工程是當之無愧的。中國水資源及其開發利用策略三峽工程研究與建設回顧1919年，孫中山在《實業計劃》中提出設想建國初期研究1958三峽工程第一次籌建1980三峽工程第二次籌建重新論證及最后決策（1992年4月在第七屆人大五次會議通過）出席會議的代表2633人:贊成票1767票反對票177票棄權票664票未投票25票中國水資源及其開發利用策略三峽工程分三期、總工期17年第一階段（1993-1997年）為施工準備及一期工程，施工需5年，以實現大江截流為標志。第二階段（1998-2003年）為二期工程，施工需6年，以實現水庫初期蓄水、第一批機組發電和永久船閘通航為標志。第三階段（2004-2009年）為三期工程，施工需6年，以實現全部機組發電和樞紐工程全部完建為標志。中國水資源及其開發利用策略三峽工程研究與建設回顧標志性的日期1992年12月14日正式開工1997年11月8日長江三峽第一次成功截流2002年11月6日長江三峽第二次成功截流2003年6月1日，三峽工程如期下閘蓄水2003年7月10日，首臺機組并網發電中國水資源及其開發利用策略南水北調工程中國大陸地勢形成三個階梯。西線工程在最高一級的青藏高原上，地形上可以控制整個西北和華北，因長江上游水量有限，只能為黃河上中游的西北地區和華北部分地區補水。中線工程從第三階梯西側通過，從長江中游及其支流漢江引水，可自流供水給黃淮海平原大部分地區。東線工程位于第三階梯東部，因地勢低需抽水北送。中國水資源及其開發利用策略中國水資源及其開發利用策略南水北調工程中國水資源及其開發利用策略南水北調—東線工程從長江下游引水，基本沿京杭運河逐級提水北送，向黃淮海平原東部供水，終點天津可為蘇、皖、魯、冀、津五省市凈增供水量143.3億m3，其中生活、工業及航運用水66.56億m3。農業76.76億m3。中國水資源及其開發利用策略南水北調—中線工程近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水，沿伏牛山和太行山山前平原開渠輸水，終點北京。遠景考慮從長江三峽水庫或以下長江干流引水增加北調水量。中線工程具有水質好，覆蓋面大，自流輸水等優點，是解決華北水資源危機的一項重大基礎設施。中國水資源及其開發利用策略南水北調—中線工程中線工程可緩解京、津、華北地區水資源危機，為京、津及河南、河北沿線城市生活、工業增加供水64億m3，增供農業30億m3。大大改善供水區生態環境和投資環境，推動我國中部地區的經濟發展。中國水資源及其開發利用策略南水北調—西線工程據對通天河、雅礱江、大渡河三條河引水方案的規劃研究，從三條河年最大可調水量約為200億m3，其中從長江上游通天河調水100億m3；從長江支流雅礱江調水約50億m3；從大渡河調水50億m3。供水范圍初步考慮為青海、甘肅、寧夏、陜西、內蒙古和山西六省區。中國水資源及其開發利用策略洪水資源的利用工程水利資源水利生態水利防洪與興利相結合濕地資源利用水庫汛限水位動態控制中國水資源及其開發利用策略中國水資源及其開發利用策略水資源、水能資源定義與特點由特點決定的總體開發策略解決用水安全存在問題的總體對策長江三峽工程南水北調工程洪水資源的利用中國水資源及其開發利用策略水文水資源領域的新理論與新技術模糊數學灰色理論非線性理論人工神經網絡遺傳算法神經智能信息處理系統信息技術中國水資源及其開發利用策略模糊數學及其應用湖水預報=預報計算+預報結果的綜合分析第一階段：傳統的洪水預報專家系統第二階段：預報員的人工分析水文因素的不確定性=隨機性+模糊性，直接由預測因子與預報對象之間建立對應關系十分困難。因果關系=地理，氣象——洪水水情+模糊集理論=新的專家系統，模糊綜合判斷陳守煜：模糊優化動態規劃原理=模糊優化+動態規劃中國水資源及其開發利用策略灰色系統理論已知信息=白色系統未來信息=黑色系統介于之間信息=灰色系統水文中長期預報的不確定因素多，且各種因素的作用機理又難以嚴格區別，灰色系統就是將各因素的總和視為灰色特性，通過挖掘系統信息，逐步將其灰色特性淡化、白化、量化、模型化，最后達到認識其變化規律，從中獲取預測信息。灰色預測模型——拓撲預測=中長期預報，較為理想和有前景中國水資源及其開發利用策略非線性理論分形理論：不規則現象，分形維數混沌分析方法：確定的隨機性，貌似隨機的一種不規則運動現象耗散理論：開放系統，外界環境對系統的作用，外界能量的消耗大于系統本身的無序而趨向有序，這類結構是耗散的。中國水資源及其開發利用策略人工神經網絡非線性數學結構輸入——神經元——輸出自組織、自學習、容錯性預測預報問題：降雨徑流，河道洪水、蓄水量分類和模式識別：水文分類預報、水文代表年、災變預測、水資源評價、水質評價優化計算：水資源規劃與管理專家系統：模擬人類的形象思維，大規模并行處理、信息的分布式存儲、高度的容錯性和魯棒性。中國水資源及其開發利用策略遺傳算法各類功能工程（引水、供水、灌溉、防洪、綜合）的優化運行與管理，水電站群，水-火電站群的聯合優化運行=水科學中的優化問題；水資源可持續開發利用=復雜的優化問題高維、多峰、非線性、不連續、非凸性、帶噪聲基因算法：基于生物進化優勝劣汰、內部染色體信息交換機制中國水資源及其開發利用策略神經智能信息處理系統開放的復雜巨系統的概念神經網絡-主體模型神經網絡+模糊系統+進化算法=系統建模，尋優，清晰化——新途徑中國水資源及其開發利用策略信息技術3S：遙感RS，全球定位GPS，地理信息系統GIS——集成分布式流域水文模型：依據物理學上的質量、動量和能量守定律以及流域產匯流的特性，導出的描述地表徑流和地下徑流的偏微分方程組。表現徑流的時空變化，處理隨時空變化的降雨輸入。中國水資源及其開發利用策略數字水文，數字流域數字水文：數字流域構建技術，水信息同化挖掘技術，數字成品化技術數字流域：數字地球，計算機仿真與虛擬試驗。集數字化、網絡化和信息化等多種高新技術為一體的可視化計算機管理和應用系統，是數字地球的一個重要區域層次。中國水資源及其開發利用策略南水北調工程若干關鍵技術研究與應用

膨脹土地段渠道破壞機理及處理技術研究丹江口大壩加高工程關鍵技術研究復雜地質條件下穿黃隧洞工程關鍵技術研究中線工程輸水能力與冰害防治技術研究大型渠道設計與施工新技術研究大型貫流泵關鍵技術與泵站聯合調度優化超大口徑PCCP管道結構安全與質量控制研究大流量預應力渡槽設計和施工技術研究中國水資源及其開發利用策略南水北調工程若干關鍵技術研究與應用（續）西線超長隧洞TBM施工關鍵技術問題研究工程建設與調度管理決策支持技術研究東、中線一期工程對區域經濟社會可持續發展影響研究南水北調水資源綜合配置技術研究南水北調中線水資源調度關鍵技術研究西線工程對調水區生態環境影響評估及綜合調控技術南水北調運行風險管理關鍵技術問題研究丹江口水源區黃姜加工新工藝關鍵技術研究

中國水資源及其開發利用策略雅礱江水電開發聯合研究基金

高壩（300米級）安全

高拱壩真實工作性態仿真和設計的理論與方法

高拱壩的失效破壞機理與安全評估

高性能大壩混凝土

中國水資源及其開發利用策略高壩（300米級）樞紐水力學和河道水環境

高壩泄洪消能:(1)高拱壩窄河谷新型泄洪消能技術；(2)超高流速條件下泄水建筑物的體型與減蝕技術研究；(3)新型抗沖耐磨材料；(4)空蝕空化監測傳感器；(5)高壩泄洪霧化縮尺效應。

輸水洞與泄洪洞的水力學關鍵技術。(1)高水頭泄洪洞水力學關鍵技術；(2)高水頭長距離引水系統的水力穩定性等

中國水資源及其開發利用策略高壓力大流量巖溶裂隙水狀態下深埋長引水遂洞和洞室群安全及其預報

深部巖體的工程特性與分區方法

高壓大流量巖溶裂隙水與不良地質情況超前預報和治理

深埋長大引水隧洞和洞室群安全與預測

中國水資源及其開發利用策略巖石高邊坡安全及其預報

高邊坡形成和發育動力學過程:(1)高邊坡發育的動力學過程；(2)深切河谷應力分布規律和卸荷裂隙形成機理研究；(3)高邊坡變形、裂縫形成機理和邊坡蠕變研究。

高邊坡穩定性分析:(1)變形與穩定性分析的理論與方法；(2)開挖過程中邊坡變形與穩定性分析；(3)水巖耦合作用下（蓄水和暴雨條件下）邊坡變形與穩定性分析；(4)強震條件下邊坡動力變形及穩定性評價。

巖石高邊坡失穩的大型滑坡預警和防治:(1)高邊坡變形與失穩破壞的綜合預測模型；(2)高邊坡變形與失穩預警準則；(3)高邊坡監測技術與預警方法；(4)高邊坡失穩防治技術研究。

中國水資源及其開發利用策略流域水能開發和利用管理

高拱壩快速建設與實時控制:(1)建設全過程動態仿真與優化方法研究；(2)拱壩施工溫控過程仿真及優化方法研究；(3)建設動態實時控制理論與方法。

水電企業流域化、集團化、科學化管理的理論和方法市場條件下流域梯級水電站聯合運行與管理。結合雅礱江流域下游水電站群（錦屏一級及