四川大学水文水利计算

与工农业生产布局极不 协调
人均(m3) 川西北 盆周 盆地 腹部 68186 4993 925 350-890 耕地亩平 42529 4937 1184 450-1300
年间（年际）分配不均匀
800 700 600 500 400 300 200 x /亿m3 径流量 5年滑动平均
t /年份 1950 1960 1970 1980 1990 2000
湖泊水 沼泽水 河流水 地下水 土壤水
大气水
生物水 全球总量
12.9
1.12 1385984.6
0.0009
0.0001 100
0
0 1350955.4
0
0 100
12.9
1.12 35029.2
0.04
0.003 100
注：1km3=10亿m3
二 水资源
1 水资源的涵义
广义：地球上的一切形态的水，包括如海洋、江河、 湖泊、冰川、地下水以及大气中的水分等，直接或间 接地被人利用。 狭义：在一定时段内可以恢复和更新的可供人类开发 利用的水体。强调水资源的再生性和可利用性。 水资源有水量和水质两方面的要求。
区
域
月
份
长江以南
华北、东北 西 南
3~6月 或4~7月 6~9月 5~10月 (6~9月)
50%-60%
70%-80% 70-80%
旱则赤地千里， 河流干涸。
时空分布不均
与降水分布一致 • 东部盆地多于西部高原， 盆周多于盆中 •4-10月径流6Fra Baidu bibliotek-80%，11-3 月径流25-35%。最大月＞ 30%，最小月＜10%
1.75
1.736 0.013 0.0008 0.0002 1.708 0.001
85.4
0 85.4 0 0 12870 0
0.006
0 0.0006 0 0 0.953 0
24168.7
24064.1 91.0 11.47 2.12 10830 16.5
69.0
68.7 0.20 0.033 0.006 30.92 0.05
2004年（全国） 据1300条河流3200多个监测断面的水质资料，对13万公里 河流水质进行了评价，全年期水质总体状况是：Ⅰ类水河长占 6.3%，Ⅱ类水河长占27.2%，Ⅲ类水河长占25.9%，Ⅳ类水河 长占12.8%，Ⅴ类水河长占6.0%，劣Ⅴ类水河长占21.8%。全 年符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的59.4%，比2003年 减少了3个百分点。西南诸河、西北诸河、长江、珠江和东南 诸河5个区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占97%~63%； 黄河、海河、松花江、辽河和淮河5个区水质较差，符合和优 于Ⅲ类水的河长占46%~31%。与2003年相比，黄河区、辽河 区、西南诸河区、淮河区和海河区水质有所改善，西北诸河区、 松花江区、珠江区、东南诸河区和长江区水质略有下降。 四川省（2006年） 2782km河流水质：I类河长315km，II类河长1443km， III类河长546km，IV河长93km，V类河长335km，劣V类河 长50km。
2 水资源的基本特性
(1) 再生性 (2) 有限性
水是“取之不尽，用之不竭”的？
(3) 时空分布不均匀性
类 别
国土面积/%
人口/%
人均GDP
水资源量/%
长江以南
长江以北
36.5
63.5
53.5
46.5
54.8
45.2
81.0
19.0
(4) 用途多样性
3 我国水资源特点
1) 水资源短缺 我国多年平均年水资源总量2.8104亿m3，居世界第6 位; 人均水资源占有量（2300m3）仅为世界水平的1/4，居世界第 109 位，耕地平均分摊水量只有世界平均数的3/4。(2000年)
一级区
二 级 区 8 6 4 8 5 12
三 级 区 18 12 15 29 15 45
松花江 辽河 海河 黄河 淮河 长江 东南诸河 珠江
7
10
11
22
西南诸河
西北诸河
6
14 80
14
33 214
合计
水资源空间严重不均衡。跨流域调水（南水北调工程）。
b. 时间分布不均匀 年内分配不均匀
降水量所 占百分比
1900 1910 1920 1930 1940
图 黄河三门峡年径流趋势变化曲线
3)水资源污染严重 人类社会的发展一方面对水 资源的需求日益增长，从而导致 水资源供需矛盾加剧；另一方面， 人口增长和工农业发展又带来了 水污染和对生态环境的不利影响。
我国废水(工业废水、农业废水和生活废水)年排放量达数 百亿吨，其中80%未经处理就直接排入江河或其它水体。北方 的辽河、汾河、海河、白洋淀等水体已受到严重污染。 2003年污水排放总量680亿m3 ，2004年全国污水排放总量 693亿吨（不包括火电直流冷却水），近80%未经处理直接排 入江河湖库。 据不完全统计，长江流域年污水排放量达127亿m3，其中 工业废水占79%，生活污水占21%。 四川省2000年全省废污水排放总量为29.38亿吨。其中，工 业废水20.22亿吨，生活污水9.16亿吨。 2004年全省废污水排放总量28.71亿吨（不包括火电直流冷 却水），其中工业废水占70.1%，建筑业废水占0.8%，生活污 水占22.8%，第三产业污水占6.3%，入河量22.96亿吨。 2006年全省废污水排放总量为32.02亿吨，入河废污水量 25.62亿吨。
¸ » ö Ò û³ Â Æ ÍÎ ° ô ­Ë Ô ÕÀ ª Óà » ´ ó ¿¸  ö ¡¶ Ó Èà áÎ ôÇ Ñ Ð¸ Ö ö ¡¶ Ó È Õ± È ½ «Ê È ¿¼ ç ê ¶ à ½ À ô³ Ü ¾ À (Ú Ò m3) 51912 47140 31220 29702 28113 27115 17800 5470 468000 ê ½ à õ ¶ ½ À ôÉ î (mm) 609 211 313 317 1476 284 514 1470 314 È ¾ Ë Ú È Ë ½ õ Ë ® À ¾ · û µ × µ Î ¥ º Â æ º ý Ë ® À ¾ (Ú Ò ) (m3/Ë È ) (Ò Ú ¸ « Ç ê ) (m3/hm2) 1.23 42200 0.32 160515 2.64 17860 2.27 20775 0.24 130080 0.44 71565 2.2 13500 1.89 15690 1.48 19000 0.14 198000 10.3 2630 1 27000 6.78 2625 1.65 10815 1.16 4716 0.04 126930 43.35 10800 13.26 35295
如果不采取 有力措施，我 国有可能在未来出 现严重的水危机。
全国实际可利用的水资 源量约为： 8000～9000亿m³
缺水类型
资源型：水资源量不足 水质型：水资源质量达不到要求 工程型：开发利用工程不足 管理型：管理措施和手段落后 混合型缺水：以上两中以上类型情况
2) 时空分布不均匀
a. 空间分布不均匀：南多北少。长江流域及其以南地区径 流量占全国水量的82%，耕地面积仅占全国36.5%；黄河、淮 河、海河三大流域径流占全国6.6%，耕地面积却占全国40%。 水资源具体分布见下表。
4 水资源评价
目的：合理利用和管理水资源，为国民经济建设的合理布 局提供科学依据。
(1) 水资源数量评价 W=R+Q-D (1-2) 式中 W——水资源总量；R——地表水资源量；Q——地下水 资源量；D——地表水和地下水的重复量。 我国水资源总量W=28124亿m3，其中R=27115亿m3 ，Q= 8288亿m3，D =7279亿m3。四川省的地表水资源总量为2547.5 亿m3，人均3048m3。 (2) 水资源质量评价 对水的污染程度，污染物种类、数量、性质及其时空分布 进行评价。可分为供水水质评价、水环境质量评价和专门性水 质评价。
课 程 主 要 内 容
10 水库防洪计算
第一章 绪
1.1 水、水资源及水利工程
论
1.2 工程水文及水利计算的主要内容及任务 1.3 水文学的研究方法 1.4 水文学的发展
1.1 水、水资源及水利工程
一 水 • • 水：存在于“水圈”的水，包括海洋水、江河水、湖泊水、 沼泽水、冰川水、地下水、土壤水、大气水、生物水。 水体：以一定形态存在于自然界中的水的总体。如海洋水 体、江河水体、湖泊水体、沼泽水体、冰川水体、地下水 体、土壤水体、大气水体、生物水体等。 水储量：指某一瞬间存在于地球上不同空间位置中的水体 存水量。如表1-1 。 更替周期：水体通过水循环得到更新，其更新时间称为更 替周期。计算式为： t r = W/ Q (1-1)
《工程水文及水利计算》
任课教师：王 文 圣
四川大学水利水电学院 2011年3月
大学是知识的源泉，少数的 人如饥似渴地畅饮，更多的
人优哉游哉地品吮，绝大多
数的人则只是漱了漱口。
有目标和追求
保持高度的自信心
尊重弱者
Three Gorges Project
金沙江溪洛渡水电站
二滩水电站大坝 (55x6万kw)
² Ö ø Ç Ú ¹ ö À ­ ¼ ô À ò Ó ¬ Æ É ¹ À Ó À ôò Ó Æ ¬ £ Á ¹ Ð ¹ Ó À ôò Ó Æ ¬ Æ ¹ º Ó À ôò Ó Æ ¬ ´ ¹ º Ó À ôò Ó Æ ¬ ¤­ ³ ¼ À ôò Ó Æ ¬ é ¼ Ö ­ À ôò Ó Æ ¬ ã Â Õ ö Ì ¨î Ö ¹ Ó Æ ¬ ôÏ Î Ã Ö î ¹ Ó Æ ¬ Ú Á à ¼ Ö î ¹ Ó Æ ¬ « ¸ È ö Æ » ã Ë æ  ý º (km3) 903418 345027 318261 794712 329211 1808500 580641 239803 851406 3321713 9545322 ê à µ ¼ ® Ë Ü ³¾ À î É (Ò Ú m3) (mm) 4476 496 1901 551 1781 560 3691 464 2830 360 19360 1071 8967 1544 4216 1758 9346 1098 5113 154 61889 648 ê Ã Ó ¹ ¨ ´ ¶ ½ ô À ê Ã × µ Á Ï ® Ë Ü ³¾ À î É Ê ³´ Ô ¾ À (Ò Ú m3) (mm) (Ò Ú m3) 1166 129 431 487 141 194 288 91 265 661 83 406 741 225 393 9513 526 2464 4685 807 1115 2257 1066 613 5853 688 1544 1064 352 820 27115 284 8288 ê à ® Ë Ê ³ ´ Ô Ü ³¾ À (Ò Ú m3) 1352 577 421 744 961 9613 4708 2592 5853 1200 28124
2004年全国水资源总量为2.413 104亿m3，比常年值减 少12.9% ，人均水资源量1856m3。 2006年四川水资源总量为1865.84m3，人均水资源量 2139m3。 在人口、耕地、工农业相对发达的四川盆地腹部近10 万平方公里的地区，人均水资源仅925m3，远远低于国际公 认的人均1750m3的缺水下限。 全国660个城市中，有近400个城市缺水，全国城市年缺 水量为60亿m3左右。 农业缺水300多亿m3。 全国有山西、重庆、天津、陕西、河南、贵州、四川、 北京、山东等9个省（直辖市）人均用水量小于300m3。
• •
式中，W为水体的储量，Q为流量。
表1-1 地 球 水 储 量
水体 种类 海洋水
水 103km3 1338000
量 % 96.5
咸 103km3 1338000
水 % 99.04
淡 103km3 0
水 % 0
地表水
冰川/永久雪
24254.1
24064.1 176.4 11.47 2.12 23700 16.5
Z校
坝顶高程 V调洪 V防洪
Z设
Z正
Z限
V兴 Z死 V死 解决水利工程的规划、设 计、施工和运行管理中的 有关水文水利计算问题。
《工程水文及水利计算》
1 绪论 2 水循环及径流形成 3 水文测验及水文资料收集 4 水文统计的基本方法 5 设计年径流分析计算 6 由流量资料推求设计洪水 7 水文预报 8 水库兴利调节计算 9 水电站的水能计算
水资源短缺成为经济社会发展 的主要制约因素
目前年缺水总量为 300～400亿m3 需水
供水
5300亿m3
2030年我国出现用水高峰 生活用水量: 1000亿m3
工业需水量: 2000亿m3
农业用水量: 4000亿m3 生态需水量: 800-1000亿m3 预测: 2030全国用水总量7000-8000亿立方米。