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文檔簡(jiǎn)介

1、水資源評(píng)價(jià)復(fù)習(xí)總結(jié)第一章 緒論1. 水資源是指可資利用或有可能被利用的水源,這種水源應(yīng)當(dāng)具有足夠的數(shù)量和可用的質(zhì)量,并在某一地點(diǎn)為滿(mǎn)足某種用途而得以利用。(聯(lián)合國(guó)教科文組織)2. 水資源的基本特性:可再生性(水循環(huán)) 不可替代性 有限性(存在更替周期) 多用途性(工業(yè)發(fā)電灌溉飲用) 不均勻性(分布不均) 利、害兩重性(洪澇災(zāi)害) 脆弱性(水易污染)3. 我國(guó)水資源的特點(diǎn)(1) 總量豐富,人均占有量少,水資源供需矛盾突出(2) 地區(qū)分布不均,與生產(chǎn)力布局不匹配(3) 水資源時(shí)間分配不均勻,年際、年內(nèi)變化大4. 我國(guó)四大水問(wèn)題 水多 水少 水臟 水渾5. 水資源評(píng)價(jià)的定義,內(nèi)容,步驟定義:聯(lián)合國(guó)教

2、科文組織(UNESCO)和世界氣象組織(WMO)推薦:水資源評(píng)價(jià)是指對(duì)水的來(lái)源、數(shù)量范圍及其可依賴(lài)程度、水的質(zhì)量等方面的確定,并在此基礎(chǔ)上評(píng)估水資源利用和控制的可能性。內(nèi)容:(1)水資源區(qū)劃;(2)水資源量的計(jì)算;(3)水質(zhì)評(píng)價(jià); (4)水資源供需分析;(5)水資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃;(6)水資源系統(tǒng)分析;(7)水資源管理步驟:1. 背景與基礎(chǔ)資料收集調(diào)查2. 水資源量的估算與評(píng)價(jià)3. 水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)4.水資源開(kāi)發(fā)利用及其影響評(píng)價(jià)5. 水資源綜合評(píng)價(jià)6. 對(duì)策分析6. 水資源評(píng)價(jià)分區(qū)的目的:把區(qū)內(nèi)錯(cuò)綜復(fù)雜的自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,根據(jù)不同的分析要求,選用相應(yīng)的特征指標(biāo),通過(guò)劃區(qū)進(jìn)行分區(qū)概化,使分區(qū)單元的

3、自然地理、氣候、水文和水利設(shè)施等各方面條件基本一致,便于因地制宜有針對(duì)性地進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。水資源評(píng)價(jià)分區(qū)的主要原則:水系統(tǒng)一致,同一供水系統(tǒng)劃在同一區(qū)內(nèi)。邊界條件盡可能保持水系、流域的完整性。供清楚,區(qū)域基本封閉,有一定的水文測(cè)驗(yàn)或調(diào)查資料可供計(jì)算和驗(yàn)證。同一區(qū)內(nèi)自然地理因素、水資源特點(diǎn)、水資源開(kāi)發(fā)利用條件和水利建設(shè)發(fā)展方向基本相同或相似。盡可能保持行政區(qū)劃的完整。中國(guó)水資源評(píng)價(jià)分區(qū): 10個(gè)一級(jí)區(qū)按流域水系劃分,以松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江、東南諸河、珠江、西南諸河和西北諸河等江河為主體,并入其鄰近單獨(dú)入海或出境的河流各成一個(gè)一級(jí)區(qū);80個(gè)二級(jí)區(qū)一級(jí)區(qū)以下劃分二級(jí)區(qū),基本保持河流水系

4、完整性;214個(gè)三級(jí)區(qū)在二級(jí)分區(qū)的基礎(chǔ)上,考慮流域分區(qū)與行政區(qū)劃相結(jié)合的原則;計(jì)算分區(qū)各項(xiàng)資料成果的統(tǒng)計(jì)單元。除個(gè)別情況外,水資源分區(qū)套行政區(qū)劃形成的單元為計(jì)算分區(qū)。水資源評(píng)價(jià)的作用: 水資源評(píng)價(jià)是水資源合理開(kāi)發(fā)利用的前提。水資源評(píng)價(jià)是水資源規(guī)劃的依據(jù)。水資源評(píng)價(jià)是保護(hù)和管理水資源的基礎(chǔ)。重點(diǎn)掌握:水資源的定義,水資源的基本特征我國(guó)水資源概況、特點(diǎn)水資源評(píng)價(jià)的定義、內(nèi)容水資源評(píng)價(jià)分區(qū) WHY, HOW水資源評(píng)價(jià)的作用第二章 降水與蒸發(fā) 1.為什么要對(duì)資料進(jìn)行三性審查?三性審查定義以及具體分析方法?目的:定義:可靠性:對(duì)原始資料的可靠程度進(jìn)行鑒定分析方法:1、與鄰近站資料比較 如特大值、特小值是

5、否過(guò)分突出 方法:(1)逐年降水量等值線(xiàn)圖及多年平均降水量等值線(xiàn)圖;(2)相關(guān)分析法:繪制審查站年或月降水系列同鄰近站的相應(yīng)系列間的相關(guān)曲線(xiàn)圖,對(duì)離差較大的點(diǎn)據(jù)進(jìn)行審查與修正。2、與其它水文氣象要素比較降水量多,徑流量大,利用徑流關(guān)系進(jìn)行審查查清問(wèn)題后校正,無(wú)法校正則舍棄 一致性:一個(gè)系列不同時(shí)期的資料成因是否相同。對(duì)于降水資料,其一致性主要表現(xiàn)在測(cè)站的氣候條件及周?chē)h(huán)境的穩(wěn)定性上。分析方法:?jiǎn)卫鄯e曲線(xiàn)法(單站資料)設(shè)有年降水系列Xt(t=1,2n),則第t時(shí)段的累計(jì)降水量:繪制Xct的過(guò)程線(xiàn)雙累積曲線(xiàn)法(單站與多站平均)利用上式分別計(jì)算分析期逐年的單站累計(jì)降水量和多站平均降水量累計(jì)值,然后以

6、分析站累計(jì)降水量為縱坐標(biāo),以多站平均累計(jì)降水量為橫坐標(biāo),繪制關(guān)系曲線(xiàn)。代表性:是指樣本資料的統(tǒng)計(jì)特征能否很好地反映總體的統(tǒng)計(jì)特征。當(dāng)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行降水量分析計(jì)算時(shí),計(jì)算成果的精度取決于樣本對(duì)總體的代表性。(1) 周期分析 方差分析法設(shè)周期為m,將系列分為m組,假定各組數(shù)據(jù)相互獨(dú)立且服從方差相同的正態(tài)分布,計(jì)算組內(nèi)、組間離差平方和,進(jìn)行F檢驗(yàn),小于顯著性水平則m不存在,重新假設(shè),大于顯著性水平,則存在周期m。 差積曲線(xiàn)法(距平累積法)將每年的降水量與多年平均降水量的離差逐年依次累加,然后繪制這種差積值與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行周期分析。其中模比系數(shù)Ki=Xi/X平均特點(diǎn):一個(gè)完整的上升段表示一個(gè)豐

7、水期,一個(gè)完整的下降段表示一個(gè)枯水期,一上一下或一下一上組成一個(gè)周期。 滑動(dòng)平均值過(guò)程線(xiàn)法 所謂滑動(dòng)平均值,就是在一個(gè)系列中,先確定若干年為計(jì)算平均值的滑動(dòng)計(jì)算時(shí)段,求得一個(gè)均值,將其作為中間年份的修勻值,然后向后滑動(dòng)一年,形成新的計(jì)算時(shí)段,計(jì)算均值。重復(fù)上述步驟直至計(jì)算時(shí)段的最后一個(gè)數(shù)據(jù)為系列的最后一個(gè)數(shù)據(jù)為止 (2)穩(wěn)定期分析穩(wěn)定期分析的目的是通過(guò)降水系列某種指標(biāo)或參數(shù)達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí)來(lái)確定代表期。長(zhǎng)短系列相對(duì)誤差分析法 從長(zhǎng)系列中尋找具有代表性的短系列。 (1)計(jì)算長(zhǎng)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 (2)將長(zhǎng)系列分成幾個(gè)短系列,分別計(jì)算各短系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 (3)將各短系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)與長(zhǎng)系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)

8、行比較。其中相對(duì)誤差最小的一個(gè)短系列時(shí)期即可認(rèn)為是一個(gè)穩(wěn)定期或代表期。代表期的確定:代表期是指樣本系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)能夠較好地代表總體的時(shí)期。通過(guò)上面兩種方法的計(jì)算,可用有較長(zhǎng)實(shí)測(cè)降水系列的代表性雨量站或水文站的降水系列對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)降水資料的代表性作出分析,并可據(jù)此選擇代表期。降水資料的插補(bǔ)展延: 目的: 1)為了擴(kuò)大樣本容量,減少抽樣誤差,提高統(tǒng)計(jì)參數(shù)的精度; 2)為了在區(qū)域性水資源分析與評(píng)價(jià)中取得不同測(cè)站的同期降水資源系列,以使計(jì)算成果具有同步性。(一)地理插值法 1、移用法 小范圍內(nèi)降水量在面上的分布比較均勻,且兩個(gè)雨量站距離相近,氣候、地形條件一致。2、算術(shù)平均法 插補(bǔ)站周?chē)蟹植驾^均勻的雨量

9、站,且地理與氣候條件基本一致,降水量在面上的分布較均勻,各相鄰站的降水量數(shù)值較接近時(shí)。3、加權(quán)平均法 研究區(qū)域內(nèi)地形變化不大時(shí)。4、降水量等值線(xiàn)法 精度高,工作量大。(二)相似法 插補(bǔ)站與參證站降水量長(zhǎng)短系列的均值有等比關(guān)系,則(三)相關(guān)分析法 插補(bǔ)延長(zhǎng)最實(shí)用的方法。擬插補(bǔ)的降水量稱(chēng)為研究變量,用來(lái)建立建立相關(guān)關(guān)系借以插補(bǔ)研究變量的參變量稱(chēng)為參證變量。 選擇合適的參證變量遵循原則:(1)參證變量與研究變量之間必須有物理成因上的聯(lián)系。(2)參證變量與研究變量應(yīng)有一定數(shù)量的同步觀測(cè)資料,以保證相關(guān)圖有足夠的點(diǎn)據(jù)。(3)參證變量的系列要足夠長(zhǎng),足以用同期資料建立的關(guān)系插補(bǔ)出計(jì)算需要的研究變量的缺測(cè)部

10、分。降水量分析計(jì)算:面平均降水量計(jì)算,降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定,降水量的時(shí)空分布面平均降水量計(jì)算:算術(shù)平均法,泰森多邊形法,等雨量線(xiàn)法降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù):均值,變差系數(shù)Cv,偏態(tài)系數(shù)Cs等值線(xiàn)圖的勾繪:為了研究年降水量變化的地理規(guī)律,估算無(wú)資料地區(qū)各種指定頻率的年降水量,必須繪制年降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線(xiàn)圖,即均值和變差系數(shù)等值線(xiàn)圖。多年平均降水量等值線(xiàn)圖勾繪步驟 (1)選擇資料質(zhì)量好、系列完整、面上分布均勻且能反映地形變化影響的雨量站作為繪制等值線(xiàn)的主要點(diǎn)據(jù)。 (2)選擇準(zhǔn)確、清晰、有經(jīng)緯度且能分清高山、丘陵、坡地、平原等的地形圖作為工作底圖。 (3)多年平均年降水量(線(xiàn)距):降水量2000(線(xiàn)距100

11、0),800-2000(200),100-800(100),50-100(50),50(25) (4)勾繪時(shí),既要考慮各測(cè)站的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),遵循直線(xiàn)內(nèi)插的原則,又不能完全拘泥于個(gè)別點(diǎn)據(jù)。等值線(xiàn)必須與大尺度的地形分水線(xiàn)走向一致,切忌橫穿山嶺。等值線(xiàn)圖的合理性分析: (1)繪制的等值線(xiàn)圖是否符合自然地理因素對(duì)降水量影響的一般規(guī)律。其一般規(guī)律如:靠近水汽來(lái)源的地區(qū)年降水量大于遠(yuǎn)離水汽來(lái)源的地區(qū);山區(qū)降水量大于平原區(qū);迎風(fēng)坡降水量大于背風(fēng)坡;高山背后的平原、谷地降水量一般較??;降水量大的地區(qū)Cv值相對(duì)較小。 (2)檢查繪制的等值線(xiàn)圖與鄰近地區(qū)的等值線(xiàn)是否銜接。(3)檢查繪制的等值線(xiàn)圖與陸面蒸發(fā)量、年徑流深

12、等值線(xiàn)圖之間是否符合水量平衡原則 (4)與以往編制的等值線(xiàn)圖進(jìn)行對(duì)比分析,檢查高低值區(qū)是否對(duì)應(yīng),大的走向是否一致,出現(xiàn)明顯變化的地區(qū)要進(jìn)行分析論證或做必要的修改。降水量的時(shí)程變化:指降水量在時(shí)間上的分配,一般包括年內(nèi)分配和年際變化。降水量的年內(nèi)分配:指年降水量在年內(nèi)的季節(jié)變化,受氣候條件影響明顯。(1)分析計(jì)算多年平均連續(xù)最大四個(gè)月降水量 占全年降水量的百分?jǐn)?shù)及其發(fā)生月份,并統(tǒng)計(jì)不同頻率典型年的降水量月分配。 (2)降水量的年內(nèi)變化程度還可以采用降水不均勻系數(shù)Cl表示,計(jì)算公式為: 降水量的年際變化: 多年變化幅度分析:極值比法,距平法,趨勢(shì)法降水量的空間分布:降水量的空間分布可用降水量等值線(xiàn)

13、圖來(lái)反映,包括多年平均降水量等值線(xiàn)圖及多年連續(xù)最大四個(gè)月平均降水量等值線(xiàn)圖等。流域(區(qū)域)蒸發(fā)量指流域(區(qū)域)面積上的綜合蒸發(fā)量,包括水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)和植物散發(fā)三部分。水面蒸發(fā)流域內(nèi)江河、湖泊、水庫(kù)等水體表面的蒸發(fā)。(充分蒸發(fā),表示蒸發(fā)能力)陸面蒸發(fā)土壤蒸發(fā)與植物散發(fā)總稱(chēng)為陸面蒸發(fā),包括流域內(nèi)從土壤表面的蒸發(fā)和從植物葉面的散發(fā)。水面蒸發(fā)量分析與計(jì)算:l 蒸發(fā)器折算系數(shù)法:水面蒸發(fā)器折算系數(shù)是指天然大水面蒸發(fā)量與某種型號(hào)水面器同期實(shí)測(cè)蒸發(fā)量比值。l 道爾頓經(jīng)驗(yàn)公式:l 彭曼經(jīng)驗(yàn)公式(FAO推薦使用)水面蒸發(fā)的空間分布:水面蒸發(fā)等值線(xiàn)圖的繪制水面蒸發(fā)的時(shí)程分配:年內(nèi)分配代表站法年際變化統(tǒng)計(jì)參數(shù)流

14、域蒸發(fā)量計(jì)算分析:它等于地表水體蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)、植物散發(fā)量的總和。一般用流域水量平衡方程式間接估算(小計(jì)算題)干旱指數(shù)反映一個(gè)地區(qū)氣候的干濕程度,用年蒸發(fā)能力與年降水量的比值表示。我國(guó)以干旱指數(shù)將全國(guó)劃分為5個(gè)氣候帶:十分濕潤(rùn)帶(=7.0)重點(diǎn)掌握:資料代表性審查的方法 差積曲線(xiàn)法、滑動(dòng)平均值法、累積平均值過(guò)程線(xiàn)法區(qū)域不同保證率年降水量方法。降水量的時(shí)空變化如何進(jìn)行描述。第三章 地表水資源地表水資源量指河流、湖泊等地表水體可以更新的動(dòng)態(tài)水量,用天然河川徑流量即還原后的多年平均天然河川年徑流量表示。資料收集:(1)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料(2)評(píng)價(jià)分區(qū)的自然地理特征資料(3)水文氣象資料(4)水資源開(kāi)發(fā)

15、利用資料(5)以往水文、水資源分析計(jì)算和研究成果徑流資料的審查:可靠性:上下游水量平衡、徑流模數(shù)、水位流量關(guān)系檢查一致性審查:受氣候條件下墊面和人類(lèi)活動(dòng)三個(gè)方面的影響,分析方法分為兩大類(lèi):一類(lèi)是用來(lái)判斷資料整體趨勢(shì)的方法,如M-K檢驗(yàn)法 Spearman秩次相關(guān)檢驗(yàn)法 滑動(dòng)平均檢驗(yàn)法 另一類(lèi)是判斷資料中跳躍成分的方法,如累積曲線(xiàn)法 有序聚類(lèi)分析法 重標(biāo)度極差分析法。還原:將受影響的資料統(tǒng)一修正還原到原來(lái)天然狀態(tài)折現(xiàn):將受影響的資料統(tǒng)一修正到現(xiàn)在的狀態(tài)代表性:對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域具有長(zhǎng)系列觀測(cè)資料的測(cè)站分析確定,通常采用滑動(dòng)平均值法、累積平均值法、差積曲線(xiàn)法、長(zhǎng)短系列對(duì)比分析法等年徑流量的插補(bǔ)延長(zhǎng)(相關(guān)分

16、析) (1)流域平均年降水量與年徑流量的相關(guān)分析 (2)上、下游站年徑流量的相關(guān)分析 (3)與鄰近流域年徑流量的相關(guān)分析 (4)汛期徑流量與年徑流量的相關(guān)分析月徑流量的插補(bǔ)延長(zhǎng) (1)汛期月徑流量的插補(bǔ) 水位流量關(guān)系法 相關(guān)分析法(上下游、相似流域、流域的月降水量) (2)非汛期月徑流量的插補(bǔ) 用缺測(cè)月份的多年平均值代替 按退水規(guī)律插補(bǔ)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水平衡要素的直接影響(對(duì)徑流的影響): 農(nóng)業(yè)水利農(nóng)業(yè)灌溉用水,回歸水 跨流域調(diào)水 修建水庫(kù)等水利工程,改變徑流時(shí)程分配 抽取地下水 人類(lèi)活動(dòng)的間接影響: 灌溉和排水(蒸發(fā)徑流地下水位) 水庫(kù)等蓄水工程(蒸發(fā)徑流地下水位泥沙) 城市化(熱島效應(yīng)城市水文學(xué)

17、產(chǎn)匯流影響) 水土保持生態(tài)建設(shè)還原目的:為了使河川徑流及分區(qū)水資源量計(jì)算成果基本上反映天然情況,并使資料系列具有一致性,滿(mǎn)足采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的分析計(jì)算要求,凡測(cè)站以上受水利工程及其他人類(lèi)活動(dòng)影響,消耗、減少及增加的水量均要進(jìn)行還原。還原計(jì)算方法:(一)分項(xiàng)調(diào)查法 對(duì)流域中各項(xiàng)影響因素所造成的水量變化逐一調(diào)查、觀測(cè)加以定量,從而獲得總的還原水量。(二)降水徑流模型法基本思路:首先建立人類(lèi)活動(dòng)顯著影響前的降水徑流模型,然后利用人類(lèi)活動(dòng)顯著影響以后各年的降水資料,用上述降水徑流模型,求得不受人類(lèi)活動(dòng)影響的天然年徑流量及其過(guò)程。還原水量即為計(jì)算的天然年徑流量與實(shí)測(cè)年徑流量的差值。(適用于難以進(jìn)行人類(lèi)活

18、動(dòng)調(diào)查,或調(diào)查資料不全的情況。)(回歸分析法 產(chǎn)流模型法)(三)流域蒸發(fā)差值法基本思路:在計(jì)算時(shí)段較長(zhǎng)的情況下,流域水量平衡公式中流域蓄水變量可以忽略不計(jì),此時(shí)有:P =E + R一旦流域下墊面有了較大改變,引起蒸發(fā)量變化了E,則徑流量相應(yīng)地變化R,上式就變?yōu)椋篜=(E E)+(R R) R=E=E后 - E前 =(P后 - R后) - E前還原計(jì)算成果的檢查:(一)單項(xiàng)指標(biāo)的檢查:重點(diǎn)是灌溉定額、灌溉回歸系數(shù)(二)上下游、干支流及區(qū)間水量平衡檢查:下游站流量大于上游站(三)用徑流深和降雨徑流關(guān)系檢查:山丘徑流深大于丘陵平原區(qū)徑流深,上游徑流深大于中、下游徑流深。還原后的降雨徑流關(guān)系相關(guān)系數(shù)要

19、提高。(四)各種影響因素的序列對(duì)照及統(tǒng)計(jì)參數(shù)檢驗(yàn):把還原后的天然徑流系列由大到小排列,同時(shí)把各種影響因素如降水量、蒸發(fā)量也由大到小排列,對(duì)照序列檢查其對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般還原后的統(tǒng)計(jì)參數(shù)具有較好的地區(qū)分布規(guī)律性。(五)框算檢查河川徑流量的分析計(jì)算目的:了解評(píng)價(jià)區(qū)域代表站年徑流的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,推求多年平均年徑流量和指定頻率的年徑流量,分析河川徑流量的年內(nèi)分配和年際變化規(guī)律,為區(qū)域地表水資源量的分析計(jì)算和水資源供需分析與規(guī)劃提供依據(jù)。年徑流量的頻率分析:選擇代表性水文站徑流資料還原和插補(bǔ)展延三性檢查頻率計(jì)算徑流的時(shí)程分配(徑流年內(nèi)分配和徑流年際變化)徑流的年際變化:通常用年徑流變差系數(shù)Cv 實(shí)測(cè)最大與最小年

20、徑流量之比來(lái)反映其相對(duì)變化程度。年徑流的空間分布:用年徑流深或多年平均年徑流深等值線(xiàn)圖反映徑流量在空間上的變化;用年徑流的變差系數(shù)Cv等值線(xiàn)圖年徑流年際變化的空間規(guī)律。(如何繪制?)區(qū)域地表水資源分析方法:代表站法,等值線(xiàn)法,年降水徑流相關(guān)法,水熱平衡法。 代表站:在計(jì)算流域內(nèi),如果能夠選擇一個(gè)或幾個(gè)基本能控制本流域大部分面積、實(shí)測(cè)徑流資料系列較長(zhǎng)、精度滿(mǎn)足要求的代表性水文站,且流域內(nèi)上、下游自然地理?xiàng)l件比較一致,可以用代表性水文站的年徑流量按面積比的方法,推算流域多年平均年徑流量。 (2)不同頻率年徑流量計(jì)算用代表站法求得的評(píng)價(jià)區(qū)域逐年徑流量構(gòu)成區(qū)域的年徑流系列,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行頻率分析計(jì)算,

21、即可推求評(píng)價(jià)區(qū)域不同頻率的年徑流量。 等值線(xiàn)法:(使用條件)在區(qū)域面積不大并且缺乏實(shí)測(cè)徑流資料的情況下,借用包括該區(qū)在內(nèi)的全區(qū)多年平均年徑流深等值線(xiàn)圖,查算出流域內(nèi)的平均年徑流深,乘以流域面積,來(lái)計(jì)算流域多年平均年徑流量。區(qū)域地表水資源量包括山丘區(qū)地表水資源和平原區(qū)地表水資源出境和入境水量計(jì)算入境水量 天然河流經(jīng)區(qū)域邊界流入?yún)^(qū)域的河川徑流量(還原過(guò)后天然狀態(tài))出境水量 天然河流經(jīng)區(qū)域邊界流出區(qū)域的河川徑流量計(jì)算方法:(1)代表站法:只有一條河流過(guò)境,在入(出)境處恰好有徑流資料年限較長(zhǎng)且具有足夠精度的代表站,該站多年平均及不同頻率的年徑流量,即為計(jì)算區(qū)域相應(yīng)的入(出)境水量。 (2)水量平衡法

22、河流上、下斷面的年水量平衡方程:W下 W上+ W支 W蒸發(fā) W滲漏+ W地下W引、提+ W回歸 W槽蓄 當(dāng)過(guò)境河流的上、下斷面恰與區(qū)域上、下游邊界重合時(shí),上式可改寫(xiě)為: W出 W入+ W支 W蒸發(fā) W滲漏+ W地下W引、提+ W回歸 W槽蓄入境與出境水量的時(shí)空分布在一般情況下,入(出)境水量的年內(nèi)分配可用正常年水量的月分配過(guò)程或連續(xù)最大四個(gè)月、枯水期水量占年水量的百分率來(lái)反映,也可分析指定頻率年入(出)境內(nèi)外水量的年內(nèi)分配形式。也可以典型年的不同時(shí)段的最大入(出)境水量反映其年內(nèi)分配特點(diǎn)。 入(出)境水量的多年變化,可用代表站年入(出)境水量的變差系數(shù)表示,也可通過(guò)入(出)境水量的周期變化規(guī)律

23、和連豐、連枯變化規(guī)律來(lái)反映。地表水資源可利用量 在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi),在統(tǒng)籌考慮河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境和其他用水的基礎(chǔ)上,通過(guò)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施,可供河道外生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水的一次性最大水量(不包括回歸水的重復(fù)利用)。水資源可利用量計(jì)算方法:扣損法(較傳統(tǒng)):以流域總的地表水資源量為基礎(chǔ),扣除河道內(nèi)生態(tài)需水量、生產(chǎn)需水量、跨流域調(diào)水量以及汛期不可利用的洪水量,得到整個(gè)流域的地表水資源可利用量。W地表水資源可利用量W地表水資源量W河道內(nèi)需水量外W洪水棄水W跨流域調(diào)水河道內(nèi)總需水量河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量及河道內(nèi)生產(chǎn)需水量,逐月外包值。汛期難以控制利用洪水量批在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi),不能被工程措施控制利用的汛期

24、洪水量。地表水供水系統(tǒng)及可供水量地表水供水系統(tǒng)是由蓄水工程、引水工程和提水工程等組成的取水、輸水及配水系統(tǒng)。地表水供水系統(tǒng)可提供的水量稱(chēng)為可供水量重點(diǎn)掌握:1、徑流還原計(jì)算的基本方法2、如何制作多年平均年徑流深等值線(xiàn)圖,原則與合理性分析3、區(qū)域地表水資源量的計(jì)算方法有哪些4、何為地表水資源可利用量,如何計(jì)算5、如何描述徑流的時(shí)空分布特征6、年入境、出境水量的計(jì)算第四章 地下水資源 地下水:一般評(píng)價(jià)的地下水是指賦存于飽水帶巖土空隙中的重力水。 地下水?dāng)?shù)量是指地下水中參與現(xiàn)代水循環(huán)且可以更新的動(dòng)態(tài)水量。地下水資源可利用量(可開(kāi)采量)是指在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi),通過(guò)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的措施,在不引起生態(tài)環(huán)

25、境惡化條件下允許從含水層中獲取的最大水量。(與地表水類(lèi)比復(fù)習(xí))地下水資源評(píng)價(jià):對(duì)近期下墊面條件下多年平均淺層地下水資源數(shù)量及其時(shí)空分布特征進(jìn)行全面評(píng)價(jià);在深層承壓水開(kāi)發(fā)利用程度較高的地區(qū),需進(jìn)行深層承壓水資源數(shù)量評(píng)價(jià)。重點(diǎn)評(píng)價(jià)礦化度(水的含鹽量)小于2g/L的淡水資源。地下水資源評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容:收集地形、地貌、水文地質(zhì)、水文氣象資料,地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料,地下水開(kāi)發(fā)利用資料;分析和確定包括給水度、滲透系數(shù)、降水入滲補(bǔ)給系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù);分析確定各平原區(qū)、山丘區(qū)及水資源評(píng)價(jià)區(qū)的地下水資源量和多年平均淺層地下水資源可開(kāi)采量。資料收集:l 評(píng)價(jià)區(qū)及臨近區(qū)有關(guān)的水文資料l 評(píng)價(jià)分區(qū)內(nèi)的流

26、域特征資料l 區(qū)域內(nèi)水利工程概況l 區(qū)域水文地質(zhì)資料l 區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)資料l 水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料l 以往水文、水資源分析計(jì)算成果(與地表水類(lèi)比復(fù)習(xí))地下水資源計(jì)算分區(qū):地下水資源量評(píng)價(jià)是按照水文地質(zhì)單元進(jìn)行的,然后歸并到各水資源分區(qū)和行政分區(qū)。為確定評(píng)價(jià)方法和選用水文地質(zhì)參數(shù),需劃分地下水資源評(píng)價(jià)類(lèi)型區(qū)。劃分原因(水源補(bǔ)給不同)水文地質(zhì)參數(shù):潛水含水層的給水度、滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、降水入滲補(bǔ)給系數(shù)、灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)給水度:含水層的釋水能力。它表示單位面積的含水層,當(dāng)潛水面下降一個(gè)單位長(zhǎng)度時(shí)在重力作用下所能釋放出的水量。數(shù)值上,給水度等于釋出的水的體積與釋水的飽和巖土總體積之比。(彈性給水

27、度:承壓水給水度)滲透系數(shù):又稱(chēng)水力傳導(dǎo)系數(shù)(hydraulic conductivity)。在各向同性介質(zhì)中,它定義為單位水力梯度下的單位流量,表示流體通過(guò)孔隙骨架的難易程度。導(dǎo)水系數(shù)(transmissibility of groundwater):具有一定粘滯度的地下水在單位水力梯度作用下,通過(guò)單位寬度含水介質(zhì)的流量。潛水蒸發(fā)系數(shù):潛水蒸發(fā)量與水面蒸發(fā)量的比值,以百分?jǐn)?shù)表示。參數(shù)測(cè)定方法:(1)水文地質(zhì)試驗(yàn)法(抽水試驗(yàn)等)(2)統(tǒng)計(jì)分析法地下水資源:賦存于地殼表層可供人類(lèi)利用的,本身又具有不斷更新、恢復(fù)能力的各種地下水量。地下水資源具有可恢復(fù)性、調(diào)蓄性和轉(zhuǎn)化性等特點(diǎn)。水資源分類(lèi)方法:(一

28、)以水均衡(水量平衡原理)為基礎(chǔ)的分類(lèi)法V補(bǔ)V排V 因此,地下水資源可分為補(bǔ)給量,排泄量和儲(chǔ)存量1.補(bǔ)給量:是指某時(shí)段內(nèi)進(jìn)入某一單元含水層或含水巖體的重力水體積。又分為天然補(bǔ)給量,人工補(bǔ)給量,開(kāi)采補(bǔ)給量。2.排泄量:排泄量是指某時(shí)段內(nèi)從某一單元含水層或含水巖體中排泄出去的重力水體積。分為天然排泄量和人工開(kāi)采量。3. 儲(chǔ)存量:儲(chǔ)存量指儲(chǔ)存在含水層內(nèi)的重力水體積。分為容積儲(chǔ)存量和彈性?xún)?chǔ)存量。平原區(qū)地下水資源量計(jì)算在平原區(qū),通常以地下水的補(bǔ)給量作為地下水資源量。平原區(qū)的補(bǔ)給量有降水入滲補(bǔ)給量、河道滲漏補(bǔ)給量、渠系滲漏補(bǔ)給量、渠灌田間入滲補(bǔ)給量與井灌回歸補(bǔ)給量、越流補(bǔ)給量以及閘壩蓄水滲漏補(bǔ)給量、人工回

29、灌補(bǔ)給量等。(一)補(bǔ)給量計(jì)算1.降水入滲補(bǔ)給量指降水滲入到包氣帶后在重力作用下滲透補(bǔ)給潛水的水量,是淺層地下水重要的補(bǔ)給來(lái)源。1) 降水入滲補(bǔ)給量的確定 (1)系數(shù)法 Pr=P 降水入滲補(bǔ)給系數(shù); P 降水量。該方法概念清楚,應(yīng)用方便,易于區(qū)域綜合。(2)地下水動(dòng)態(tài)分析法 在平原地區(qū),地勢(shì)平坦,地下徑流微弱,在一次降雨后,水平排泄和垂直蒸發(fā)都很小,地下水位的上升是降雨入滲補(bǔ)給所引起的結(jié)果,以下式表示: Pr=h 給水度;h降雨入滲引起的地下水位上升幅度,mm。2)年降水入滲補(bǔ)給量的計(jì)算(1)系數(shù)法以及(2)降水量水位上升相關(guān)法2.河道滲漏補(bǔ)給量當(dāng)河水位高于兩岸地下水位時(shí),河水在重力作用下,以滲

30、流形式補(bǔ)給地下水,稱(chēng)為河道滲透補(bǔ)給。2.1 河道滲漏補(bǔ)給量的確定(1)斷面測(cè)流法 Q河滲計(jì)算區(qū)內(nèi)的河道滲漏補(bǔ)給量,m3/s Q上、Q下河道上下斷面實(shí)測(cè)流量,m3/s E0水面蒸發(fā)量,m/s 水面寬,m L實(shí)測(cè)流量段距離,m(2)單位長(zhǎng)度滲漏量法 L實(shí)測(cè)段長(zhǎng)度,m L計(jì)算河段長(zhǎng)度,m修正系數(shù) 2.2 年河道滲漏補(bǔ)給量的計(jì)算4. 越流補(bǔ)給量如果某一含水層的上覆或下伏巖層為弱透水層,并且該含水層的水頭低于相鄰含水層的水頭,則相鄰含水層中的地下水可能穿越弱透水層而補(bǔ)給該含水層,這種現(xiàn)象稱(chēng)為越流補(bǔ)給。(二)排泄量的計(jì)算平原區(qū)地下水的排泄量主要有潛水蒸發(fā)量、河道排泄量、側(cè)向出流量、越流排泄量以及人工開(kāi)采量

31、等。1.潛水蒸發(fā)量是指潛水在毛細(xì)管引力作用下向上運(yùn)動(dòng)所造成的蒸發(fā)量,包括棵間蒸發(fā)量和植被葉面蒸騰量。潛水蒸發(fā)是淺層地下水消耗的主要途徑。潛水蒸發(fā)強(qiáng)度是指潛水在單位時(shí)間內(nèi)從單位面積上蒸發(fā)的水量體積。潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的變化受土質(zhì)、潛水埋深 、氣象、植被等因素的影響。(1)影響潛水蒸發(fā)的因素:土質(zhì)、潛水、氣象、植被評(píng)價(jià)區(qū)多年平均潛水蒸發(fā)量的計(jì)算方法步驟(P114)2. 河道排泄量:平原地區(qū)地下水排入河道的水量稱(chēng)為河道排泄量。計(jì)算方法:地下水動(dòng)力學(xué)方法3.側(cè)向流出量地下水側(cè)向流出量一般指的是以地下潛流形式流出均衡單元的水量,有時(shí)稱(chēng)為地下徑流量。山丘區(qū)地下水資源量計(jì)算計(jì)算依據(jù):山丘區(qū)的補(bǔ)給排泄機(jī)制比較簡(jiǎn)單,

32、按地下水均衡原理,總補(bǔ)給量等于總排泄量,所以山丘區(qū)的地下水資源量可用各項(xiàng)排泄量之和來(lái)計(jì)算。計(jì)算方法常用水文分析法水文分析法山丘區(qū)排泄量中具有決定意義的是河川基流量,其他各項(xiàng)數(shù)量較小。 河川基流量的推求: 選擇合適的水文站,從該站實(shí)測(cè)的河川徑流量過(guò)程線(xiàn)圖上把它分割出來(lái),即基流分割法。1、分析代表站的選擇 水文站所控制的流域是閉合的;代表性(地形、地貌、植被和水文地質(zhì));控制面積200km2;實(shí)測(cè)資料系列較長(zhǎng),代表性(豐、平、枯)。2、單站河川基流量的分割法 分割地表徑流和地下徑流(即河川基流量)。 分割方法:直線(xiàn)平割法,直線(xiàn)斜割法和加里寧分割法。3、單站多年平均河川基流量與基流模數(shù)4、評(píng)價(jià)區(qū)河川

33、基流量的計(jì)算5、評(píng)價(jià)區(qū)基流量合理性檢查(平衡性,合理性)地下水資源評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià)目的:最主要的是計(jì)算地下水允許開(kāi)采量允許開(kāi)采量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能的條件下,不引起水質(zhì)惡化和水位持續(xù)下降等不良后果時(shí)開(kāi)采的淺層地下水量。計(jì)算允許開(kāi)采量六種方法與適用條件(一)水均衡法:水量平衡法,又稱(chēng)水均衡法,是根據(jù)水量平衡原理來(lái)計(jì)算地下水開(kāi)采量和水位變化的方法。 理論上適用與任何區(qū)域,實(shí)際上在范圍較大的區(qū)域,其他方法應(yīng)用困難時(shí)使用。(二)可開(kāi)采系數(shù)法在水文地質(zhì)研究程度較高,并有開(kāi)采條件下的地下水總補(bǔ)給量、地下水位、實(shí)際開(kāi)采量等長(zhǎng)系列資料地區(qū),可用可開(kāi)采系數(shù)法確定多年平均可開(kāi)采量。(三)相關(guān)分析法相關(guān)分析法

34、,也稱(chēng)回歸分析法,是根據(jù)開(kāi)采地下水的歷史資料或不同水位降深的抽水試驗(yàn)資料,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法找出開(kāi)采量與降深或其他自變量之間的相關(guān)關(guān)系,并依據(jù)這種相關(guān)關(guān)系外推來(lái)預(yù)報(bào)開(kāi)采量的一種方法。該法適用于對(duì)已開(kāi)采的潛水和承壓水的舊水源地?cái)U(kuò)大開(kāi)采時(shí)的評(píng)價(jià),對(duì)新水源地不適用。(四)開(kāi)采試驗(yàn)法在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),如一時(shí)難以查清水文地質(zhì)條件(主要是補(bǔ)給條件),而又急需作出評(píng)價(jià)時(shí),可打勘探開(kāi)采井,并按開(kāi)采條件(開(kāi)采降深和開(kāi)采量)進(jìn)行抽水試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以直接評(píng)價(jià)開(kāi)采量。這種評(píng)價(jià)方法對(duì)潛水或承壓水、新水源地或舊水源地?cái)U(kuò)建都適用,但主要是適用于水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜、巖性不均一的中小型水源地。(五)開(kāi)采強(qiáng)度法 一

35、般含水層是均質(zhì)各向同性,水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、規(guī)則,在不考慮邊界條件的情況下,在含水層分布廣、距補(bǔ)給區(qū)較遠(yuǎn)的平原區(qū)或大型自流盆地的中部,井?dāng)?shù)很多、井位分散時(shí)(為農(nóng)業(yè)供水的特點(diǎn))采用開(kāi)采強(qiáng)度法計(jì)算開(kāi)采量比較方便,而計(jì)算補(bǔ)給量和評(píng)價(jià)原則同上。(六)數(shù)值法:在地下水資源評(píng)價(jià)中常用的數(shù)值方法有兩種,即有限差分法和有限單元法第5章 水資源總量計(jì)算水資源總量計(jì)算的目的:分析評(píng)價(jià)在當(dāng)前自然條件下可用水量的最大潛力,從而為水資源的合理開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。水資源總量:一定區(qū)域內(nèi)的水資源總量是指當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇砗偷叵庐a(chǎn)水量,即地表徑流量與降水入滲補(bǔ)給量之和。大氣水、地表水、土壤水和地下水之間存在著一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系,這種

36、關(guān)系在國(guó)外稱(chēng)為地表水與地下水的相互作用或地表水與地下水的內(nèi)在聯(lián)系。水資源總量評(píng)價(jià):三水轉(zhuǎn)化關(guān)系分析、水資源總量計(jì)算、水資源可利用量估算水資源總量分析計(jì)算W水資源總量;R地表水資源量;Q地下水資源量;D地表水和地下水相互轉(zhuǎn)化的重復(fù)水量。 由于D的確定方法因區(qū)內(nèi)所包括的地下水評(píng)價(jià)類(lèi)型區(qū)而異,故分區(qū)水資源總量的計(jì)算方法也有所不同。以下介紹三種類(lèi)型:一、單一山丘區(qū)水資源總量的計(jì)算 包括山丘區(qū)、巖溶山區(qū)、黃土高原丘陵溝壑區(qū)。 地表水資源量為當(dāng)?shù)睾哟◤搅髁?,地下水資源量按排泄量計(jì)算,相當(dāng)于當(dāng)?shù)亟邓霛B補(bǔ)給量,地表水和地下水相互轉(zhuǎn)化的重復(fù)水量為河川基流量。水資源總量為:Rm為山丘區(qū)河川徑流量;Qm為山丘區(qū)地下水資源量;Rgm為山丘區(qū)河川基流量。單一山丘區(qū)的地下水資源總量可以用多年平均年河川徑流量代替。河川基流量可以用分割流量過(guò)程線(xiàn)的方法來(lái)推求。具體有直線(xiàn)分割法,直線(xiàn)斜割

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