第2章　给排水科学与工程专业基础知识

2.1　水循环与水污染

2.1.1　水的自然循环与社会循环

（1）水的自然循环

地球上的水循环可分为水的自然循环和水的社会循环。水的自然循环有多种，对人类最重要的是淡水的自然循环。图2-1是淡水的自然循环示意图。水从海洋蒸发，蒸发的水蒸气被气流输送到大陆，然后以雨、雪等降水形式落到地面，一部分形成地表径流，一部分渗入地下形成地下水。地表水和地下水最终流回海洋，这就是淡水的自然循环。

根据水循环的范围，自然循环又可分为大循环和小循环两类。由海洋蒸发的水蒸气降至陆地后最终流入海洋，称为大循环或称海陆循环；海洋蒸发的水蒸气又直接降落到海洋，或陆地的降水在流入海洋前又直接蒸发升入大气层，称为小循环。如图2-2所示。

（2）水的社会循环

水是人类生存、生活和生产不可替代的宝贵资源。人们为了生活和生产的需要，由天然水体取水，经适当处理后，供人们生活和生产使用，用过的水经过处理又排回天然水体，这就是水的社会循环，如图2-3所示。

水的社会循环中，生产和生活用过的水含有大量废弃物，如未经处理直接排入水体，将大大超出水体的自净能力，对水体造成污染。对城市污水、工业废水以及农田排水进行处理，使其排入水体后不会造成污染，从而实现水资源的可持续利用，称之为水的良性社会循环。

面对人们大量排放污水和废弃物、滥施农药和化肥造成的世界水危机，不能单纯依靠控制排水水质来应对，因此出现了“社会用水健康循环”的理念。所谓社会用水健康循环，一方面是指在社会用水循环中，尊重水的自然运动规律，合理科学地使用水资源，不过量开采水资源，同时将使用过的污水经过再生净化成为下游水资源的一部分，使得上游地区的用水循环不影响下游地区的水体功能，水的社会循环不破坏自然水文资源的规律，从而维系或恢复城市乃至流域的健康水环境，实现水资源的可持续利用；另一方面是指在社会物质流的循环中，不切断、不损害植物营养素的自然循环，不产生营养物质的流逝，不积累于自然水系而破坏水环境。实现人类活动与自然环境的统一，达到“人水和合”的境界。只有这样，才能实现水资源的永续利用，恢复良好水环境。

2.1.2　水污染成因与现状

在水的社会循环中，用过的水中常含有许多杂质。一般的天然水体都是一个生态系统，对排入的杂质有一定的净化能力，称为水体的自净能力。由于社会用水量不断增大，排入水体的杂质不断增多，一旦超出水体的自净能力，水质就会恶化，从而使水体遭到污染。受到污染的水体，将丧失或部分丧失使用功能，从而影响水资源的可持续利用，加剧水资源危机。

引发水环境污染有两个原因：一是自然因素，如由于地层矿物质在水中的溶解、水中微生物的繁殖及其死亡残骸、水流对地表及河床冲刷所带入的泥沙和腐殖质等所引起的；二是人为因素，主要是工业废水、农业污水及生活污水引起的污染。

以水资源短缺和水资源污染为标志的水危机，已成为社会经济发展的重要制约因素。水危机不但存在于我国，而且是世界性的。除了因水资源短缺和水资源污染引发的水危机之外，因工程设施不足或管理不到位也会引发社会水危机。