水资源规划与管理1
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水资源定义
广义的水资源:指地球上水的总体。包括地面水体,指海洋、沼泽、湖泊、冰川、河水等。
侠义的水资源:指逐年可以恢复和更新的淡水量,即大陆上由大气降水补给的各种地表、地下淡水的动态量,包括河流、湖泊、地下水、土壤水、微咸水。
我国水资源问题:
①洪涝灾害频繁;②水资源紧缺;③水土流失、生态恶化;④水污染严重。
应对水资源危机的对策:
①合理使用水资源,加强水资源管理;②加强技术开发,改进人类用水方式,提高水的使用率;③确定合理的用水价格;④允许民营企业承担投资和管理活动;⑤淡水海水和回收废水;⑥加强制度建设。
河川径流量:是一段时间内河流某一过水断面的过水量,它包括地表产水量和部分或全部地下产水量,是水资源总量的主体。
降水量参数等值线的绘制——降水量参数等值线图的绘制
勾绘等值线:按“主要站为控制,一般站为依据,参考站作参考”的原则勾绘等值线。区域年降水量系列直接计算法:当区域内雨量站实测年降水量资料充分时,可用区域实测的年降水量资料系列直接计算。其计算步骤为:根据区域内各雨量站实测年降水量,用算数平均法或面积加权平均法,算出逐年的区域平均年降水量,得到历年区域年降水量系列。对区域年降水量系列进行频率计算,即可求得区域多年平均的年降水量及不同频率的区域年降水量。
降水量等值线图法:P20
①区域降水量等值线图的转绘与补充;
②区域多年平均降水量的计算;
_____——区域多年平均年降水量
_____——年降水量等值线图上相邻两等值线的年降水量
_____——相邻两等值线间的面积
_____——区域总面积
③区域不同频率的年降水量计算。
_____——频率P的区域年降水量
_____——频率P相应的模比系数
_____——区域多年平均年降水量
蒸发量分析计算时要研究的内容包括水面蒸发和陆面蒸发两个方面。
水面蒸发是反映蒸发能力的一个指标。
陆面蒸发指特定区域天然情况下的实际总蒸散发量,又称流域蒸发。
蒸发器的四个组成部分:
河川径流量的分析计算:
代表站法:基本思路是在研究区域内,选择一个或几个位置适中、实测径流资料系列较长并具有足够精度,产汇流条件有代表性的站作为代表站。
当研究区域与代表站所控制的面积相差不大,自然地理条件也相近时,可用一下式子计算研究区域逐年或多年平均年径流量:
W区=(F区/F代)W代
W区为研究区域年径流量或多年平均年径流量,m3
W代为代表站控制范围的年径流量或多年平均年径流量,m3
F区、F代分别表示研究区域和代表站的面积,km3
等值线图法:
第一步,多年平均年径流深与年轻流变差系数Cv等值线图的转绘和加密;
第二步,计算区域多年平均及不同频率的年径流量。
代表站法>等值站法>函数关系法
山丘区地下水资源量的计算P28
直线平割法:将枯季无降水时期的某一特征最小流量作为河川基流量,水平直线分割日流量过程线。
直线以上部分为地表径流量,直线以下部分即为河川基流量。直线平割法方法简单,
工作量小。
直线斜割法:
在平均流量过程线上,自起涨点至峰后无雨情况下退水段的转折点(拐点),用直线相
连,直线以下部分即为河川基流量。直线斜割法为分割基流的基本方法,关键是退水
拐点的确定。
评价因子的选择:P37
河流水体污染的因素很多,进行河流水体体质评价时,不可能也没有必要对所有的因
素(或称因子)进行评价,可按照评价的目的和要求选择合适的因子。
(1)评价因子的选择方法。
(2)河流评价的因素。
评价因子的选择可分为四类:
①一般理化指标:包括k+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-、Cl-、HCO-、NH4+、NO2-、NO2-、pH、矿
化度、总硬度、溶解氧、耗氧量等,这是构成地下水化学类型和反映地下水性质的常
规化学成分。
②金属和非金属物质:包括Hg、Cr、Ca、Pb、As、F等。
③有机有害物质:如酚、CN、有机氯、有机磷,以及工农业排放的其他有机有害物质。
④细菌:如病虫卵、病毒等。
水质状况评价指标:
①地下淡水:指矿化度小于1g/L的地下水;
②微咸水:指矿化度大于1g/L而小于3g/L的地下水;
③半咸水:指矿化度大于3g/L而小于5g/L的地下水;
④咸水:指矿化度大于5g/L的地下水;
⑤河流水质级别:用各水质参数评价代表值比照该参数水质评价标准值或背景值,确
定各参数的水质级别,然后用各项参数评价结果的最差水质级别作为该流域或评价区
域的地表水水质级别。
需水的概念
按用水特征,需水可分为河道内和河道外两类需水。
按用户或行业特点,需水可分为生活、生产、生态三部分。
工业需水调查计算P49
工业需水的指标
重复利用率_____,为重复用水量在总需水量中所占的比重:
排水率_____,为排水水量在总需水量中所占有的百分比数:
耗水率_____,为耗水量在总需水量中所占的百分比数:
以上三个指标以平衡方程式表示:____________________
这三个指标是考核工业需水水平和水量平衡计算的重要指标。
推导式子P51、例题P52
农业灌溉需水包括水浇地和水田的灌溉需水,灌溉需水预测采用灌溉定额预测方法,
灌溉定额预测要考虑灌溉保证率水平。
灌溉制度:指在一定的自然气候和农业栽培技术条件下,为使农作物获得高产、稳定,
对农田进行适时适量灌水的一种制度。
灌溉定额:是作物播种前及全生育期单位面积的总灌水量或灌水深度,是作物各次灌
水量之和。
分项计算方法(P62):
生态基流——方法三:Q95法,指将95%频率下的最小月平均流量作为河道内生态基流,
该法主要是用来计算河流纳污容量的。
水生生物需水量——水生生物需水量是指维护河道内水生生物群落的稳定性和保护生
物多样性所需要的水量。
引水工程计算——一用户情形(P74)、两用户情形(P75)、考虑用户重要性不同(P75)
蓄水工程(P76):蓄水工程能在时间上对水资源重新分配,在来水多时把水蓄起来,在
来水少时根据用水要求适时适量地供水。把这种水按用水需求在时间上和数量上重新
分配的过程,称为水库调节。
水资源配置模式——“以需定供”的水资源配置:
“以需定供”的水资源配置是以经济效益为最优为唯一目标的,认为水资源是“取之
不尽,用之不竭”的。以过去或目前的国民经济结构和发展速度资料预测未来的经济
规模,通过该经济规模预测相应的需水量,并以此得到的需求水量进行供水工程规划。
这种思想着重考虑了供水方面的各种变化因素,强调需水要求,通过修建水利水电工
程的方法从大自然无节制或者说掠夺式地索取水资源。其结果必然带来不利的影响,
诸如河道断流,土地荒漠化甚至沙漠化,地面沉降,海水倒灌,土地盐碱化,等等。
另外,由于以需定供,没有体现出水资源的价值,毫无节水意识,也不利于节水高效
技术的应用和推广,必然造成社会性的水资源浪费。因此,这种牺牲资源、破坏环境
的模式,只能使水资源的供需矛盾更加突出。
“以供定需”的水资源配置:
“以供定需”的水资源配置是以水资源的供给可能性进行生产力布局,强调水资源的
合理开发利用,以资源背景布置产业结构。它是“以需定供”的进步,有利于保护水
资源。但是,水资源的开发水平与区域经济发展阶段密切相关。例如,经济的发展有
利于水资源开发投资的增加和先进技术的应用推广,必然影响水资源开发利用水平。
因此,水资源可供水量是随经济发展相依托的一个动态变化量,“以供定需”在可供
水量分析时与地区经济发展相分离,没有实现资源开发与经济发展的动态协调,可供
水量的确定显得依据不足,并影响区域经济不能得到充分发展。这种配置理论也不适
应经济发展的需求。
综合规划方案的设置——工程布置计算P117
运行调度:水资源系统运行调度是在保证系统内水利工程安全的前提下,依据水利工
程的运用规则,以尽可能满足用水需求为目标,制定水利工程对各用户的供水策略的
一种控制运用技术。(分为常规调度和优化调度。)
水资源管理:是水行政主管部门综合运用法律、行政、经济、技术等手段,对水资源
的分配、开发、利用、调度和保护进行管理,以求可持续地满足社会经济发展和生态
环境改善对水的需求的各种活动的总称。
水权:也称水资源产权,是水资源所有权和各种用水权利和义务的行为准则或规则。
中外水权以及我国水权问题
以下几个国家对水使用权的分配又有不同之处:
美国水权的分配采取“时间优先,权利优先”的原则。
澳大利亚在早期,用水户申请取水和用水,不论其规模大小,州政府都批准其水权;但随
着水资源供需矛盾的突出,水权获得主要是通过水权市场交易。
在智利,个人可以根据法律获取永久和可转让的水使用权,永久消费性水权是根据水体
积或根据比例进行分配,水权是根据用水者现状进行配置,新的和未分配的水权是通
过水权拍卖向公众出售。
我国水权:
我国属于人均水资源相对贫乏的国家之一,《中华人民共和国水法》(以下简称《水法》)
规定水资源属于国家所有和集体所有,没有对水权进行合理的分割及分配。
我国水权问题:
我国的水资源配置长期以来一直采用计划经济的手段,水权不明晰 ,权、责、利没有得
到规范,用水者不能通过水权交易获得用水权,只有通过行政程序获取取水权来达到目
的,而取水权一旦获得, 就成为刚性权利。水资源的开发、利用、管理上呈现无序状态,
水资源配置失衡,资源浪费与短缺并存,人与环境争夺资源而带来严重的生态问题 ,造
成上下游、左右岸之间在用水上的矛盾,而这一系列矛盾也不能通过水权交易重新配置
水资源而得到缓解和解决。2002年我国新颁布的《水法》提出了水资源有偿使用的制
度, 尚没有对水权提出明确的界定。