平原区地表径流计算

采用地面分类计算法计算平原区地表水资源量

本次水资源调查评价中，地表水资源量计算是一个很重要的部分。在有水文径流实测资料的地区是通过实测资料还原和一致性分析后的径流量系列，作为评价地表水资源量的依据。但我省的平原区，尤其是珠江三角洲平原区，基本上没有能满足要求的径流实测资料，因此，只能采用其它方法计算平原区的地表水资源量。

由于我省降雨资料丰富，基本上每个县级以上城市都有气象局的蒸发资料，因此可通过降雨和蒸发资料来计算平原区的地表水资源。本次根据我省的实际情况，我们采用南京水文所水资源室推荐的地面分类计算法来计算平原区的地表水资源。

1计算方法

南方水网地区水资源分区下垫面一般可分为水面、城镇建设区、水田和旱地（包括非耕地）四种类型。根据不同下垫面的特点采用不同的方法计算其产水深，从而求出整个水资源分区的产水量。以1天为计算时段，采用逐日计算。

①、水面产水深

水面产水为年降雨量与年蒸发量之差，即：

式中：

R w 为为时段水面产水量（mm ）； P 为为时段降雨量（mm ）； K e 为为蒸发皿折算系数； E o 为时段蒸发皿蒸发量（mm ）。 ②、城镇建成区产水

城镇建设区特点是下垫面透水性较差，产水量可简单表示为降雨量乘以径流系数，即：

o

e W E K P R ⨯-=P

C R I I ⨯＝

式中：

R I为时段不透水地面产水量（mm）；

C I为径流系数；

P为为时段降雨量（mm）；

③、水田产水

水田的产水由排水及渗漏形成的壤中径流两部分组成。当水田的蓄雨深小于最大蓄雨深时不排水，当蓄雨大于最大雨深时则超出部分排水，保持水田蓄雨不大于最大蓄雨深，当蓄雨消耗完后则依靠灌溉使水田保持适宜水深。本次计算定义水田蓄雨容量为水田最大蓄雨深和水田适宜水深的上、下限均值之差，根据《广东省一年三熟灌溉定额》，我省的水田蓄雨容量在水稻的生长期平均为50mm。另外，在水田蓄雨期间每天还要产生渗漏，由于广东省平原区的地下水位较高，在自然条件下，渗漏量在一个月内基本能从土壤中流出，渗漏水基本上排入地表径流。我省的水田以壤土为主，根据《广东省一年三熟灌溉定额》，水田日渗漏强度取壤土的早稻和晚稻的均值，为2.75mm/d。灌溉水量因为需要还原，为了不重复计算，因此在此不考虑。

Hh = P + Ho - E R – S

若Hh ≥Hr

则Hh = Hr

若Hh≥2.75

则S = 2.75

R R = P + Hh – Hr + S

式中：

Hh为水田蓄雨深

Ho为水田初始蓄雨深

S 为水田渗漏量

Hr 为水田蓄雨容量

R R 为时段水田产水量（mm ）；

E R 为时段稻田腾发强度（mm ）。可以根据广东省水利水电科学研究所编制的《广东省一年三熟灌溉定额》中的表3-3(第18页)进行计算。 由于珠江三角洲的水田一般只在4到11月种水稻，其余时段种旱作物，因此在其余时段当作旱地计算。

④、旱地（包括非耕地）产水

在平原河网地区，尤其是在水田占较大比重的情况下，地下水位较高，土壤含水量易于得到补充，可以采用一层蒸发模型的蓄满产水公式计算，公式如下：

若

则 若 则

若 则 式中：

EE 为时段旱地蒸发量（mm ）； E 0为时段蒸发皿蒸发量（mm ）；

()

B WM WMM +⨯=10≤o E P －0＝D R WMM A E P o ≥＋－()

D o D W WM

E P R ---=

W D 为时段初始旱地土壤含水量（mm ）；

WM 为流域平均蓄水容量，即土层最大可能缺水量（mm ）； B 为蓄水容量曲线指数； P 为为时段降雨量（mm ）； R D 为时段旱地产水量（mm ）。 ⑤、分区总产水

各个分区的总产水量为各种下垫面产水量乘以相应的面积后相加，即：

式中：

分别为水面、城镇建设区、水田及旱地面积的权重；

R S 为各分区的总产水量（mm ）。

2资料处理

由于1980年以前的降雨资料较多缺测，本次又未收集1980年以前的蒸发资料，且1980年之前的地面分类面积资料也缺乏，因此，本次计算只计算1980-2000年系列，由1980-2000系列求得降雨径流系数后，再推求1956-2000年的径流系列。

①、降雨资料

采用水文数据库中的逐日降水量表的资料分别统计各选用站的逐月和逐日降水量资料，用算术平均计算分区面雨量。

②、蒸发资料

水面蒸发量直接采用E601的数值。由于气象局的蒸发资料较为齐全，因此主要以气象局的蒸发资料为主，但由于气象资料采用E20蒸发皿，需要进行转换，为减少误差，若同时有E601的蒸发资料，则尽量采用E601的资料。

由于本次未能收集到气象的逐日蒸发资料，而水文的蒸发站点缺乏，且多为E80蒸发皿，其转换系数未知，因此只能采用月蒸发资料平均到日来代替逐日蒸发资料。

③、面积资料

D

D R R I I W W S R A R A R A R A R ＋＋＋＝D R I W A A A A 、、、

本次计算的各市地类面积以省国土厅的资料为主，个别地区采用广东统计年鉴的资料。其中城市建成区的面积统计到镇级。

④、参数选取

E601与E20之间的转换系数根据本次综合规划的分析采用0.67。

城市建成区的径流系数C I根据城建部门的资料采用0.8。

旱地产水计算中，WM与B有一定的相关性，WM越大，B值就越小，在北方干旱地区WM较大，而南方湿润区则较小，广东一般取80-120之间。WM 与B值对计算结果的影响都不敏感(参考水力电力出版社出版的《赵人俊水文预报文集》第128页“参数的独立性与敏感性”)。根据分析，B值在0到0.5之间变化，计算出的产流量变化不到2%，WM只代表蓄满的标准，对结果影响很小，以阳春为例，WM分别取100和150，结果只相差-2.2%。本次计算WM取100，B值取0.3。

3对比分析

为了检验计算结果的合理性，选用有实测径流资料的地区，采用地面分类计算法计算其地表径流，与实测径流资料的计算结果进行对比。

因为××市边界上的××站及×××市边界上的×××站，其站点控制流域与行政区有超过90%的重合率。因此，选用这两个市来进行对比分析。见表3-1及表3-2。由表中可见，虽然个别年份的相对误差较大，但1980-2000年的平均误

表3-1：××市计算地表径流与××站实测地表径流对比表