水资源分类评价及防洪1

实测河川径流量 天然径流量 可利用水资源量 可供水量
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水资源的分类：
按形成条件分：
当地水资源（主水） 入境水资源（客水）
按利用方式分：
河外用水：生产、生活用水 河内用水：发电、航运、养殖、旅游用水 生态环境用水：
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水资源的特点：
资源的循环性：水文循环 储量的有限性：全球淡水资源仅占全球总水量
广义水资源：
在一定的经济技术条件下能够直接或简介适用 的各种水和水中物质，在社会生活和生产中具 有适用价值和经济价值的水都可成为水资源。
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水资源的分类：
按存在形式分：
地表水：一般指坡面流和壤中流，即地表水体 的动态部分
地下水：主要指浅层地下水
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水资源的分类：
按量算方法分：
或 Qirr＝α ·m ·A 其中， μ －给水度；m－灌溉定额，m3/a
△h －灌溉引起的地下水升幅，m
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地下水的补给量计算：
越流补给量Qo Qo＝A ·η ·(h2-h1)＝A·(h2－h1)·k’ /m’
其中，h1 、h2－开采层和相邻层的水位，m A－越流补给面积，m2
η －越流系数，1/d
按水源分类：地表水工程、地下水工程、 污水再生回用工程
按用户分类：城市供水、农村供水、混合供水
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供水预测：
可供水量：
指不同水平年、不同保证率或不同频率条件下通 过工程设施可提供的符合一定标准的水量。
可供水量包括区域内的地表水、地下水、外流 域调水、污水处理回用和海水利用等。
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供水预测：
影响可供水量的因素：
数学模型法：概念型模型和机理性模型
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年径流量分析：
年径流量：一个年度内通过河流某断面的水量， 称为该断面以上流域的年径流量，单位是m3。
年径流深：年径流量折算成水深，mm 多年平均年径流量：利用数理统计方法求出实
测各年径流量的均值，即为多年平均年径流量。
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年径流量分析：
外 流 域 调 水
浅 层 地 下 水
深 层 承 压 水
基 岩 裂 隙 水
Q可利用＝Q当地河流径流＋Q入境－Q出境
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2.2 地下水资源量：
地下水的补给量：
指天然或开采条件下，单位时间进入含水层（带） 中的水量，包括地下水的流入、降水渗入、地 表水渗入、越流补给、人工补给等。
地下水储存量：
储存于含水层内的重力水体积。
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地下水的补给量计算：
地下水流流入量（侧向补给量） Qb
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水资源的定义：
陈家绮：
水资源是指水体中的特有部分，即由大气降水 补给，具有一定数量和可供人类生产、生活直 接利用，且年复一年的循环再生的淡水，它们 在数量上等于地表、地下径流的总和(对平原 地区地下径流还要加上潜水蒸发部分(均不考 虑深层渗漏)。
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水资源的定义：
狭义水资源：
人类在一定的经济技术条件下能够直接利用的 淡水。
Fa、Fb－控制站以上、以下的面积，km2 24
分区地表水资源量：
区内河流没有水文站控制：
水文模型 邻近区降雨－径流关系推求 邻近区径流等值线图推求
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可利用地表水资源量的估算：
地表水资源可利用量：在经济合理、技术可能及 满足河道内用水并估计下游用水的前提下，通过 蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一 次性最大水量（不包括回归水的重复利用）
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地表水资源量的评价：
单站径流资料统计分析 主要河流年径流量计算 分区地表水资源量计算 地表水资源时空分布特性分析 地表水资源可利用量估计 人类活动对河流径流的影响分析
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河流径流计算方法：
成因分析法：通过对观测资料或试验资料分析， 建立某一水文特征值与其影响因素之间的函数 关系，从而预测未来的水文情势。
水面面积扩大增加的耗水量W蒸
W蒸＝0.1(αE水－E陆)A水
E水－水面蒸发皿蒸发量； E陆－陆面蒸发量
α－水面蒸发折算系数；A水－增加的水面面积
水库蓄水变量W蓄
W蓄＝ W末－ W初
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各分量还原计算：
工业和生活净耗水量W工
W工＝ W0（1－φ3） W0－工业和生活引用的地表水量； φ3－工业和生活用水的回归系数
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允许开采量的分级：
可分为A、B、C、D、E五个级别：
A级：扩建勘探，要求有3年以上的开采动态观测资源； B级：勘探阶段，要求有一个水文年以上的资料及相关 实验； C级：详查阶段，要求有带观测孔的抽水试验和枯水期 半年以上动态观测资料； D级：普查阶段,用于规划工作，只要求概算允许开采量 E级：区调阶段,用于规划工作，只要求概算允许开采量
来水条件：水文现象的随机性 用水条件：上下游的用水条件、河道内生态用水
的考虑等 工程条件：决定供水系统的供水能力 水质条件：符合不同用户的使用标准
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供水预测：
可供水量的计算项目：
可供水量
地表水
地下水
湖
水 库 供 水
河 道 引 水
泊 坑 塘 引 水 或 提
污 水 再 生 回 用
k’－越流层垂向渗透系数,m/d m’－越流层厚度,m
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承压含水层的弹性储存量Wc的计算：
Wc＝S ·A ·hp Wc－承压含水层的弹性储存量，m3 S－储存系数（释水系数） hp－承压含水层自顶板算起的压力水头高度,m
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地下水资源允许开采量的定义：
通过技术经济合理的取水建筑物,在开采期内 水量不会减少，动水位不超过设计要求、水质和 水温度变化在允许范围内、不影响已建水源正常 开采、不发生危害性的环境地质问题，并符合现 行法规规定的前提下，单位时间从水文地质单元 或水源的范围内能够取得的地下水资源量。
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分区地表水资源量：
区内河流有水文站控制：按水资源分区，选择控 制站或代表站，分析实测及天然径流量，根据控 制站天然年径流量系列，按面积比修正为该分区 天然年径流量系列。
Qab

Qa (1
Pb Fb Pa Fa
)
Qab－分区年径流量，m3/s；Qa－控制站以上年径流量， m3/s
Pa、Pb－控制站以上、以下同一年的单位面积平均降水量,mm
水库渗漏量W渗
W渗＝ W入＋ W雨＋ W蓄－ W出－ W蒸 W入－入库径流总量； W雨－库区水面降水量
W蓄－水库需水变化量；W出－放水洞、泄洪道放水量
W蒸－库区水面蒸发总量
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分区地表水资源量：
指水资源分区内降水形成的河流径流量， 不包括入境水量。
分区方法：按气候条件和地质条件分 按天然流域分 按行政区划分
其中， W天然－还原后的天然径流量; W实测－实测径流量
W还原－还原总水量；
W农－农业灌溉净耗水量
W引－跨流域引出、引入水量、分洪决口水量
W蒸－水面面积扩大增加的耗水量
W蓄－计算时段始末蓄水工程的蓄水变量
W工－工业和生活净耗水量； W渗－水库渗漏量
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各分量还原计算：
农业灌溉净耗水量W农
W农＝ W毛（1－φ1） W毛－灌区渠首引水总量； φ1－灌溉回归系数
基本步骤： 分析资料的代表性，少于20年的短系列加以 延展 计算经验频率，绘制经验频率曲线 计算径流量均值 Q 及Cv和Cs 用适线法确定理论频率曲线 推求不同设计频率的年径流量
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径流还原计算（消除人类活动的影响）：
水量平衡原理：
W天然＝W实测＋W还原
W还原＝W农＋W引＋W蒸＋W蓄＋W工＋W渗
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水资源供需预测的目的和意义：
水资源供需平衡分析，是指在一定范围内 （行政、经济区域或流域）不同时期的可 供水量和需水量的供求关系分析。
目的：
弄清水资源总量的供需现状和存在的问题 预测不同时期不同部门的水资源余缺状况 针对供需矛盾，进行水资源的总体规划
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水资源供需预测的原则：
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典型年法：
可供水量和需水量的时空分布不均匀，因 此需要分区和分时段进行供需平衡分析。
水资源分区：尽量按照流域、水系划分；照顾行
政区划；不打乱供水、用水、排水系统
计算时段：可以是年、季、月、旬和日
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典型年法：
典型年的选择：
根据水文系列的频率分析，选择不同频率的若 干典型年； 平水年P＝50％，一般枯水年P＝75％
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允许开采量的估算：
解析法：井（渠）解析公式计算 数值法：离散化方法求解非线性偏微分方程
有限单元法、有限差分法 开采试验法：探采结合的办法，直接开凿勘探 生产井，按开采条件进行一至数月的抽水试验 补偿疏干法，相关分析法，地下水文分析法等
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三、水资源供需平衡分析
水资源供需平衡分析的目的和意义 供需平衡分析的原则 供需平衡分析方法 需水预测
地理综合法：利用已有固定观测站点的长期观 测资料确定河流水文特征值在区域内的时空分 布规律，预估无资料流域未来水文情势的方法。
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河流径流计算方法：
数理统计法：根据水文现象的随机性特征，运 用概率论和数理统计的方法，分析河流水文特 征值系列的统计规律，并进行概率预估，从而 得出水资源开发利用工程所需的设计水文特征 值。
近期和远期相结合 流域和区域相结合 综合利用和保护相结合
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水资源供需预测分析方法：
系列法：
按雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供需平 衡分析计算
典型年法（代表年法）：
根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进行 分析计算
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ຫໍສະໝຸດ Baidu型年法：
基本步骤： 划分水资源分区及计算时段
选择典型年和水平年 可供水量计算 需水量计算
特别枯水年P＝90％（或95％）
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典型年法：
水平年的确定：应与国民经济和社会发展 以及可持续发展的总目标相协调。
现状水平年（基准年） 近期水平年：基准年后5～10年 远景水平年：基准年后15～20年 远景设想水平年：基准年后30～50年
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供水预测：
供水系统：
按工程上分类：蓄水工程、引水工程、提水工程、 调水工程
主要内容：
水资源基础知识 水资源评价 水资源供需平衡分析 水文预报 防洪 节水
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一、水资源基础知识
水资源的定义 水资源的分类 水资源的特点
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水资源的定义：
1988年联合国教科文组织(UNESCO)和世界 气象组织(WMO)定义：
作为资源的水应当是可供利用或可能被利用， 具有足够数量和可用质量，并且可适合对某地 为对水资源需求而能长期供应的水源。
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地下水的补给量计算：
河渠渗入补给量Qi Qi＝K ·B ·(h1-hw)/L·(h1+hw)/2
其中，h1 、hw －沿渗流补给方向岸边与开采井群 的动水位高度,m B－河渠补给宽度,m L－岸边至井群的直线水平距离,m K－含水层渗透系数，m/d
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地下水的补给量计算：
灌溉水渗入补给量Qirr Qirr＝μ ·A ·△h
年径流量的时空变异：
区域性变化：五带（见后页表） 年内变化：降水为主的，降雨为主兼有积雪融水的，
融雪为主兼有降雨的
影响年径流量的因素：
气候：降雨、降雪、蒸发等 下垫面条件：地形、植被、土壤和地质、湖泊和沼泽、
流域大小、水利工程等
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名称 丰水带 多水带 过渡带 少水带 干涸带
年径流深的分带
年径流深mm 对应的降雨带
> 800
十分湿润带
200－800
湿润带
50－200
半湿润带
10－50
半干旱带
< 10
干旱带
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多年平均年径流量的计算：
资料充分地区：
多年实测径流量的均值
资料不足地区：差补延长，相关分析法 无资料地区：等值线法/水文比拟法
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某一频率下的设计年径流量计算：
的2.5％
时空分布的不均匀性： 开发利用的多样性：生产、生活、生态 利、害双重性：洪水、旱灾、污染
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二、水资源评价
水量评价：
地表水资源量 地下水资源量
水质评价：
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2.1 地表水资源量：
地表水资源的收支项：
降水、蒸发、径流
地表水资源的分类:
河流：最主要部分，可表示地表水资源量 湖泊 冰川
（单位：m3/d）
Qb＝K ·J ·B ·H
其中，K－含水层渗透系数，m/d J－地下水水力坡度 B－计算断面宽度，m H－潜水（或承压水）含水层厚度，m
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地下水的补给量计算：
降水渗入补给量Qp （单位：m3/s） Qp＝α ·A ·x
其中，α －年均降水入渗系数
A－降水渗入面积,m2 x－年降水量,m/a