流域水資源可持續利用

流域水資源可持續利用

1提綱水的開發與利用人水關系辨析水資源承載能力水資源可持續利用水資源一體化管理提綱水的開發與利用2水water1水的開發與利用水water1水的開發與利用3按人口平均的水資源量水資源量的多寡應和需求相比才能判斷。需求的最簡單指標就是人口，因此，一般水資源量應考慮人均值。亞洲總水資源量最多，但人均最少。亞洲按人口平均的水資源量水資源量的多寡應和需求相比才能判斷。需求4世界大河水資源長江黃河亞馬遜河占全球16％世界大河水資源長江黃河亞馬遜河占5世界用水自有歷史記載以來，全球總用水量一直增長。但是最近幾十年增長速度顯著加快，1940年后尤為明顯。全球總用水量在20世紀中，增長了6－7倍，從500多增加到3500多立方公里/年。500多3500左右總用水量農業用水工業用水市政用水世界用水自有歷史記載以來，全球總用水量一直增長。但是最近幾十6世界用水增長的原因世界用水增長的主要原因是人口的增長，1940－2000年，全球人口從20多億增加到60億，增長了近3倍。但是用水量的增長比人口增長更快，1940－2000年，用水量從不到1000km3/年增加到5000km3/年，是同期人口增長的2－3倍。這是由于經濟發展和生活改善，人均用水量大幅提高之故。世界用水增長的原因世界用水增長的主要原因是人口的增長，1947取水3800km3河流地下水湖泊水庫全球可獲取徑流的54％耗水2300km3（61％）作物蒸發工業生產社區用水回歸水1500km3（39％）全球取水和耗水（1995）取水河流地下水湖泊水庫全球可獲取耗水作物蒸發工業生產社區用水8人水關系Relationship

2人水關系辨析人水關系Relationship2人水關系辨析9

在地球的演變歷程中，出現過多次陸地板塊的分離和碰撞，相應發生過多次的陸海變遷。在不同地質年代的河流，各有其形成、發育、衰退和消亡的過程。2.1河流的形成和發展在地球的演變歷程中，出現過多次陸地板塊的分離和碰撞10黃河長江珠江怒江雅魯藏布江喜馬拉雅山淮河海河黑龍江遼河松花江嫩江塔里木河喜馬拉雅山在新生代第三紀中期的崛起，導致我國出現西高東低的地勢，從而形成我國大部分河流由西向東的流向。又經過相當長時期的演變，到第四紀在東部形成廣大沖積平原，才出現當今主要河流的雛形。黃河長江珠江怒江雅魯藏布江喜馬拉雅山淮河海河黑龍江遼河松花江11

不同地區的自然環境塑造了不同特性的河流，同時，河流的活動也不斷改變著與河流有關的自然環境。不同地區的自然環境塑造了不同特性的河流，同時，河流的活12當外部的自然環境發生重大變化時（例如：劇烈的地質活動，氣候上的突變等），河流本身的走向、形態或徑流會出現較大的變化，導致新的河流發育形成，原有的河流衰退甚至衰亡。從這些意義上講，可以說河流也有其生命過程，但這種過程是十分漫長的，而且和生物的生命過程有本質的區別。當外部的自然環境發生重大變化時（例如：劇烈的13河流是地球演化過程中的產物，也是地球演化過程中的一個活躍因素。河流的自然功能可從以下三個方面進行研究分析：輸送水量塑造地形支撐生態2.2河流的自然功能河流是地球演化過程中的產物，也是地球演化過程中的一個14輸送水量

河流是全球水文循環過程中液態水在陸地表面流動的主要通道。河流的輸水作用，使不同地區間的水量得以調劑。輸送水量河流是全球水文循環過程中液態水在陸地表面流15冰融化和水蒸發時消耗熱量和凍結及凝結時放出熱量，這個過程對氣溫起到調節作用。進入大氣圈的水蒸汽，起著巨大的“溫室效應”。據布迪科（俄）計算，大氣圈水蒸汽含量減少一半，地球表面平均溫度將降低5℃。由于水的特大熱容量，世界大洋成為一個巨大的恒溫器，使世界范圍的氣溫標準化。調節氣溫冰融化和水蒸發時消耗熱量和凍結及凝結時放出熱量，這個過程對16塑造地形在數以億計的漫長地球歷史過程中，水默默地塑造著地球的面貌。水的冷熱變化使巖石風化，造成土壤；雨水、溪流的不斷沖刷使山脈形成峽谷和平原；地下水溶蝕巖石，造成喀斯特；淋溶了巖石的地下水每年向海洋輸送30億噸溶解物質；世界河流每年帶入海洋220億噸固態物質，平均每年每平方公里侵蝕150噸，黃河陜縣以上的侵蝕量為每年每平方公里2280噸。格里戈里也夫（俄）估計，若無地殼運動，陸地表面在11000萬年內將削成與世界大洋水面齊平的平面。塑造地形在數以億計的漫長地球歷史過程中，水默默地塑造著地球的17河流在沖積平原上蜿蜒游蕩，不斷變換流路，相鄰河流時分時合，形成沖積平原上的特殊地貌，也不斷改變與河流有關的自然環境。河流在沖積平原上蜿蜒游蕩，不斷變換流路，相鄰河流時分18支撐生態河流是形成和支持地球上許多生態系統的重要因素。在輸送淡水和泥沙的同時，河流也運送由于雨水沖刷而帶入河中的各種生物質和礦物鹽類，為河流內以至流域內和近海地區的生物提供營養物，為他們運送種子，排走和分解廢棄物，并以各種形態為他們提供棲息地，使河流成為多種生態系統生存和演化的基本保證條件。支撐生態河流是形成和支持地球上許多生態系統的重要因素19水生生態系統濕地生態系統水生生態系統濕地生態系統20陸地生態系統海洋生態系統陸地生態系統海洋生態系統21地球上所有生物都含有水，平均含水80％。地球上所有動植物和人含有近11200億噸水，相當于同時灌滿世界上所有河床的水量的一半，或者說，在動物血管和植物根、莖、葉中，有相當于地球河水一半的水在流動。水是所有生物機體的主要組成地球上所有生物都含有水，平均含水80％。水是所有生物機體的主22在生物的演化和進化過程中，地球上出現了人類。人類和其它動物一樣，必須以飲水水源作為生存的第一條件，并和其他生物群體共享包括水在內的地球自然資源。人類和其它動物不同的是：人類利用和改造一些河流，發展生產，創造文明，從而逐漸支配了自然界幾乎所有的資源，并以地球的主人自居。2.3人類活動和河流演變的相互作用在生物的演化和進化過程中，地球上出現了人類。人類和其23古埃及文明、古兩河文明、古印度文明和古中華文明無不發源于大河兩岸的沖積平原，是有其必然性的。這是因為，只有廣闊的沖積平原和源源不斷的河流淡水資源，才有條件發展大規模的人類社會和建立經濟基礎。

古埃及文明、古兩河文明、古印度文明和古中華文明無不發24根據社會經濟發展的需要，人類對河流進行了各種方式的改造。從某種意義上說，人類是通過改造河流，才創造了今天的文明世界。但是，隨著人類社會經濟的發展，自然環境受到的干擾越來越大，河流的自然功能也受到越來越嚴重的損傷。例如：森林和草地受到破壞，加重了水土流失；各類建設及生產中的廢渣、廢料和廢水污染了地表水和地下水；各種廢氣污染了大氣，并造成酸雨，導致植被破壞和水體污染。

根據社會經濟發展的需要，人類對河流進行了各種方式的改25水土流失水污染水土流失水污染26大氣污染酸雨大氣污染酸雨27由于溫室氣體增加導致全球氣溫的變化，將對人類社會造成不利后果，包括對流域生態系統、河川徑流和江河洪水的影響。

由于溫室氣體增加導致全球氣溫的變化，將對人類社會造成28圍墾河流兩岸的洪泛土地，從而割斷河流與兩岸陸地的聯系，并侵占洪水的蓄泄空間；圍墾河流兩岸的洪泛土地，從而割斷河流與兩岸陸地的聯系，并侵占29引水到河道以外，從而減少河流的徑流；引水到河道以外，從而減少河流的徑流；30筑壩壅高或攔截河水，從而阻攔或改變河水的流路；筑壩壅高或攔截河水，從而阻攔或改變河水的流路；31建造調節徑流的水庫，從而改變河流的水文情勢；建造調節徑流的水庫，從而改變河流的水文情勢；32利用河流排泄廢水，從而改變河流的水質。利用河流排泄廢水，從而改變河流的水質。33在改造河流的同時，也改變了河流所在地區的原有生態系統，并創造了城鎮村莊、農耕地、人工濕地以及人工河流等各種人工生態系統。城鎮耕地在改造河流的同時，也改變了河流所在地區的原有生態系統34人工濕地人工河流以上種種改造，都不同程度地改變了河流天然的水文情勢，干擾它的自然功能。人工濕地人工河流以上種種改造，都不同程度地改變了河流天然的水35河流是一個巨大的系統，具有較強的抵御干擾能力，但如果干擾超過它的自我調節和自我修復能力，其自然功能也將不可逆轉地逐漸退化，最終將影響甚至威脅人的生存和發展。

河流是一個巨大的系統，具有較強的抵御干擾能力，但如果36承載力Carryingcapacity3水資源承載能力承載力Carryingcapacity337我國河流開發的歷史久遠，很多河流已經遠非原始的狀態。黃河和長江流域的開發歷史都在兩千年以上，即使珠江、松花江、遼河以及西北地區的內陸河等流域，也有數百年以上的開發歷史。3.1河流的開發利用我國河流開發的歷史久遠，很多河流已經遠非原始的狀態。38一般認為，黃河在大約15萬年前沖出三門峽，東流注入太平洋。通過游蕩不定的流路和挾帶的大量泥沙，不但塑造了華北平原，而且不斷改變渤海灣和黃海的形態，從而支持、發展了陸地和近海海域相應的生態系統。一般認為，黃河在大約15萬年前沖出三門峽，東流注入太平洋。通39史前時期在這片沖積平原上，就開始有人類活動。到兩千多年前的春秋戰國時期，河流兩側出現堤防，秦漢以后形成兩岸統一的堤防系統，將黃河約束于兩堤之間，從而根本改變了黃河下游的形態，使黃河河道具有“善淤、善決、善徙”的特點，形成黃河與人類的尖銳矛盾。史前時期在這片沖積平原上，就開始有人類活動。到兩千多年前的春40黃河的東流和頻繁改道，不可避免地侵犯海河水系和淮河水系，在隋唐以后由于南糧北調的需要，開辟了貫通黃、淮、海和長江水系的人工大運河，更使黃、淮、海河的矛盾變得錯綜復雜，成為世界少有的治水難題。黃河的東流和頻繁改道，不可避免地侵犯海河水系和淮河水41隨著喜馬拉雅山的崛起，古金沙江、古雅礱江和古大渡河從南流（入古紅河）相繼轉為東流，形成古川江水系。最終由于三峽在大約幾十萬年前的貫通，才形成我國的最大河流長江。隨著喜馬拉雅山的崛起，古金沙江、古雅礱江和古大渡河從42長江挾帶的泥沙造成兩岸的沖積平原，而兩岸平原和湖泊沼地的陸續開發，又不斷侵占長江洪水的蓄泄空間，形成并日益加重兩岸的洪澇威脅。長江挾帶的泥沙造成兩岸的沖積平原，而兩岸平原和湖泊沼地43新中國成立以來，為適應社會經濟的急速發展，以空前未有的速度和規模開發利用和改造河流。到2004年底：全國的江河湖海堤防總長達27.7萬km，保護人口5.31億人；河流上的大、中、小水庫8.5萬座，總庫容5542億m3，為河川年均徑流總量的20.5%；供水總量5548億m3，為年均水資源總量的19.8%；灌溉面積5625萬hm2，為耕地面積的45%。新中國成立以來，為適應社會經濟的急速發展，以空前未有44

3.2河流的生態環境問題對河流的大規模開發利用，也帶來不少問題，直接影響河流的自然功能和永續利用。3.2河流的生態環境問題45下游河湖干涸：一些河流由于上中游過度用水，造成下游河湖干涸，不僅影響下游地區社會經濟的發展，而且還使這些地區的地下水嚴重超采，造成地面沉降、海水入侵等地質災害。下游河湖干涸：一些河流由于上中游過度用水，造成下游河46在干旱地區的內陸河，下游河湖干涸不但使當地人民失去生存條件，而且由于下游生態系統的衰亡，造成沙漠擴大，危及全區的生態安全。在干旱地區的內陸河，下游河湖干涸不但使當地人民失去生47近海海域的生態系統退化：由于河流入海的淡水減少，近海海域的鹽度相應增加，加上大量污染物的排入，使我國近海海域的生態系統都有不同程度的退化，以渤海灣最為嚴重。珠江口及東南沿海的紅樹林衰亡，不僅影響生物的多樣性，還將加重今后風暴潮的危害。近海海域的生態系統退化：由于河流入海的淡水減少，近海48赤潮渤海灣赤潮渤海灣49紅樹林紅樹林紅樹林紅樹林50水質嚴重污染：在經濟發達地區的河流、湖泊以至水庫，都受到不同程度的污染，并且日趨嚴重，成為當前我國水資源可持續利用的最大威脅。河流污染水庫污染水質嚴重污染：在經濟發達地區的河流、湖泊以至水庫，都51洪災威脅依然嚴重：多年來雖然不斷加固、加高和增建堤防，并興建巨大的調節水庫，但是許多河流的洪災威脅依然嚴重，有的甚至比過去更為嚴重。這是由于：對河流洪水的調節力度過大，使河流減少了汛期的造床流量，造成河床萎縮；土地無序開發，大量侵占行洪灘地和蓄洪湖泊，壓縮了洪水的蓄泄空間。以上兩種因素都導致河流的洪水位不斷抬高，在有的地方，防洪工程建設和洪水位抬高甚至形成惡性循環。洪災威脅依然嚴重：多年來雖然不斷加固、加高和增建堤防52自然環境系統為人類提供兩種基本的服務：一種是原材料和能源的供給，另一種是吸收、轉化人類廢棄物功能。但是自然環境系統向人類提供的這種服務是有限度的，如果人類活動或向自然環境系統的索取超過一定的限度，原有的系統平衡將被打破，而新的平衡的建立總是以自然環境系統向人類服務的減少為代價。3.3水資源承載力自然環境系統為人類提供兩種基本的服務：3.3水資源承載力53

承載力一詞原為物理力學中的一個物理量，指物體在不產生任何破壞時所能承受的最大負荷，具有力的量綱。

（1）承載力概念承載力一詞原為物理力學中的一個物理量，指物體在不54最初借用承載力一詞的學科是群落生態學。對多種生物的研究表明，種群開始形成時期增長緩慢，在環境條件較好時，增長加快，往往會生長過頭，待種群數量達到一定值超過其承載容量后，由于環境阻力限制，種群會大批死亡而導致種群數量驟然下降，然后再重新回到新的平衡。可以說，在地球進化史上，所有生物的發展都遵循這一規律，而惟一例外的是人類。（2）承載力概念的外延最初借用承載力一詞的學科是群落生態學。（2）承載力概念的55

承載力理論在實踐中的最初應用領域是畜牧業。在北美、南美及亞洲草原地區，由于草地開墾、過度放牧等原因，土地開始退化，為有效管理草原和取得最大經濟效益，一些學者將承載力理論引入到草原管理中，隨之草地承載力、最大載畜量等相關概念相繼被提出。應該說，承載力理論在這一領域的應用取得了成效，即使在今天，草原生態學家仍在使用這一概念，用以指導畜牧業生產。承載力理論在實踐中的最初應用領域是畜牧業。56隨之出現的另一概念是土地承載力，這一概念的提出是在全球人口不斷增加，耕地面積日趨減少，人類面臨糧食危機的背景下產生的。隨之出現的另一概念是土地承載力，這一概念的提出是在57隨著工業化國家經濟的迅速發展，環境污染與資源短缺問題日漸明顯，人類在歷史上又一次面臨承載力的問題。但與以往不同的是：第一，這一次人口承載容量面臨的問題不是發生在少數地區，而是遍及全球。其主要原因是：一方面，發達國家隨著經濟的迅速發展，對資源的需求量不斷增加，在本國資源不能自給的情況下，開始向他國掠奪資源；另一方面，發展中國家因貧困等原因，對資源的破壞不斷加劇，從而導致全球資源存儲量不斷減少，各國對資源的競爭也日趨激烈。發生在全球的諸多戰爭中，實際上有許多是為爭奪資源而發生的。第二，此次全球的承載力限制不僅僅發生在土地資源，而且擴展到了森林資源、礦產資源、環境資源、水資源……隨著工業化國家經濟的迅速發展，環境污染與資源短缺問題日漸明顯58根據世界資源報告WorldResourcesInstitute1996～1997，

1960～1990年的30年間，有大約1/5的熱帶森林消失。在80年代，全球森林、疏林和灌木叢覆蓋面積減少了32%。

人類對水資源的利用強度和需要持續上升，在1940～1990年間，從江河、湖泊、水庫、地下蓄水層和其他水源抽取的淡水量增加了4倍多，而污染又嚴重破壞了許多江河、湖泊和地下水源的水質，大大減少了淡水資源的供應。在全球許多地區，淡水壓力越來越大，不少地區甚至缺乏足夠的淡水供應。

工業化發展導致的另一后果是對能源消耗的迅速增長，而能源增長主要依賴于石油、煤炭和天然氣等礦物資源。根據全球統計結果，1993年全球能源消耗達到3.38×1010t，相當于1.63億桶石油，比1973年增加了40%。

其他資源如礦產資源、漁業資源也在不斷減少……根據世界資源報告WorldResourcesInstit59所有這些，都引起人們對全球資源的重新評估，提出：我們的環境到底可承受多少污染？全球不可再生資源和可再生資源到底能承載多少人口？由此，環境承載力、資源承載力、生態承載力、綠洲承載力等承載力的概念相繼應運而生。所有這些，都引起人們對全球資源的重新評估，提出：60

聯合國教科文組織：“一個國家或地區的資源承載力是指在可以遇見的期間內，利用本地能源及其他資源和智力、技術等條件，在保證其社會文化準則的物質生活水平條件下，所能持續供養的人口數量。”

水資源作為一種資源，其承載力合乎上述定義的內容，但由于水資源的特殊性，其承載能力也應有其特殊性。（1）認同可持續發展原則，強調生態環境的重要性。（2）強調必須進行水資源優化配置，從而確定水資源對人口及社會經濟規模的最大支撐能力。（3）人類社會的可持續發展需要水資源和其他諸如礦藏、森林、土地等資源的共同支持。（3）水資源系統承載能力聯合國教科文組織：“一個國家或地區的資源承載力是61人口生活水平科技水平（可利用資源量提高，單位生活水平提高所需資源量降低）一定區域內，水資源承載力的三要素關系人口生活水平科技水平（可利用資源量提高，單位生活水平提高所需62持續利用

sustainablewaterresourcesdevelopment4水資源可持續利用sustainablewaterresourcesd63

《寂靜的春天》（1962）的意義不是簡單地論證某種化學藥劑的危害，而是提出了一個更大的命題：在這個地球上，人和自然將怎么相處？

我們必須與其他生物共同分享我們的地球……

蕾切爾·卡遜與“寂靜的春天”4.1可持續發展理論

《寂靜的春天》（1962）的意義不是簡641972年，羅馬俱樂部和波托馬克協會以及麻省理工學院研究小組共同出版了第一份研究報告《增長的極限》。

第一，如果在世界人口、資源消耗、工業化、糧食生產和污染方面以現在的趨勢繼續下去，這個行星上增長的極限有朝一日將在今后100年中發生。

第二，改變這種增長趨勢和建立穩定的生態和經濟條件，以支撐遙遠的未來是可能的。

第三，如果世界人民決心追求第二種結果，而不是第一種結果，他們為達到這種結果而開始工作得愈快，他們成功的可能性就愈大……

《增長的極限》就是在這種情形下，對地球的第一份會診報告。羅馬俱樂部與“增長的極限”1972年，羅馬俱樂部和波托馬克協會以及麻省理工學院65

1984年10月世界環境與發展委員召開第一次會議時，80年代的世界已有許多震驚全球的事件。

世界環境與發展委員會在挪威首相布倫特蘭夫人的主持下，經過三年的努力，于1987年向聯合國提交一份題為《我們共同的未來》的報告。這份報告最重要的內容就是第一次提出了“可持續發展”的概念，即“既滿足當代的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展”。

世界環境與發展委員會與“我們共同的未來”1984年10月世界環境與發展委員召開第一次66

1992年6月，聯合國環境與發展大會在巴西里約熱內盧召開，有183個國家的代表，102位國家元首、政府首腦和國際組織代表參加。

在這一聯合國成立以來規模最大、級別最高、人數最多、籌備時間最長、影響最深遠的大會上，通過《里約熱內盧環境與發展宣言》及《21世紀議程》等重要文件。

“地球的整體性和相互依存性”得到最廣泛的認同，80年代“可持續發展”的概念擴充為一種全球戰略。聯合國環境與發展宣言1992年6月，聯合國環境與發展大會在巴67可持續發展思想

可持續發展戰略包含著一種最基本的人文精神和價值觀念，具體說來就是：

代際平衡（我們活，也讓子孫活）

區際平衡（富人活，也讓窮人活）

人與自然和諧相處（人類活，也讓動植物活）“地球瀕臨失衡，選擇在我們手中”可持續發展思想可持續發展戰略包含著一種最基本的人文684.2水資源可持續利用水資源可持續利用系統是一個由自然環境、經濟和社會組成的復雜巨系統，水資源可持續利用的實質就是要求水資源在人口、資源、環境3個約束條件下持久有序、穩定和協調利用，防止水資源枯竭。4.2水資源可持續利用69水資源可持續利用評價水資源可持續利用評價是以持續發展思想為總的指導原則，以自然環境子系統、經濟子系統、社會子系統為基礎，評價水資源開發利用方式所導致的生態過程、經濟結構、社會組成的動態變化是有益的還是有害的，從而提出水資源開發利用的最佳方案。流域水資源可持續利用課件70一體化integratedmanagement

5水資源一體化管理一integratedmanagement571水資源一體化管理，是指以公平的方式，在不損害重要生態系統可持續性的條件下，促進水、土及相關資源的協調開發和管理，以使經濟和社會財富最大化的過程。水資源一體化管理水資源一體化管理，是指以公平的方式，在不損害重要生態系統可持72自然系統一體化:淡水和海水是連續的統一體，這是典型的上下游問題。地表水和地下水是統一體,兩者一體化管理的重要性顯而易見。統一考慮水量水質,對水資源管理者意義重大。“綠水”(生物用水和蒸發的水)和“藍水”(河水和地下含水層水)分別依賴于陸地和水的生態系統。水與土地的密不可分決定了必須對水和土地一體化管理。自然系統一體化:73人類社會系統一體化:供水、防洪、水生態環境保護統籌考慮。所有的“利益相關者”對水資源的規劃是保證可持續利用水資源的一個重要因素。工程與非工程措施并重，構建社會保障措施，加強科學管理，提高科技含量，推進信息化。利用政府與市場兩種調控模式，探索和應用水權、水價、水市場理論。人類社會系統一體化:74自然與人類社會系統的集成管理人與自然和諧共處，水利要促進經濟發展，又要保護與改善生態環境水資源開發、利用、治理的同時，更注重配置、節約、保護

流域水資源可持續利用課件75水資源一體化管理與傳統水資源管理灌溉、防洪、水電等