水资源数量评价与质量评价(ppt 120页)
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水资源与水质指标精品PPT课件
水质监测
• 水环境的质量状况是通过对水质进行连续 不断的监测得来的。水质监测是以江河湖 库，地下水等水体和工业废水及生活污水 的排放口为对象，利用各种先进的科技手 段来测定水质是否符合国家规定的有关水 质标准的过程。
水质监测
• 水质监测的结果用具有一定意义的数据来 表示，水质监测是进行水资源保护的基础 ，长期收集大量的水质监测数据，可以此 研究出污染物质的来源、分布、迁移和变 化的规律，对水质变化趋势作出预测，正 确评价水环境质量，确定水环境污染的控 制对象，为研究水环境污染的控制对策、 进行水资源保护管理提供科学依据。
6、氧平衡指标（耗氧有机物含量）
总需氧量TOD（Total Oxygen Demand）：水中有机物除含
有机碳外，尚含有氢、氮、硫等元素。当这些元素全部被氧化 时所需的氧量。
总有机碳量TOC（Total Organic Carbon）：水中溶解性 和悬浮性有机物中存在的全部碳量。
TOC、TOD的测定都是燃烧化学氧化反应，前者测定结果以碳表示，后 者则以氧表示。 TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质的区别。 各种水质之间TOC和TOD与BOD不存在固定的相关关系。
微生物活动与温度密切相关，一般以20℃作为测BOD的 标准温度。完成第一阶段需要20天左右。为了利于测定， 一般以5日作为测定的标准时间，记作BOD5。它通常是 BOD总的70%左右。
6、氧平衡指标（耗氧有机物含量）
COD与BOD比较
BOD在一般情况下能较准确的反映水污染情况，但受到时间和废水 性质的限制。
溶解氧(DO) (Dissolved Oxygen)
➢溶解于水中的分子氧，一般以每升所含氧的毫克数表示(mg/L)。 ➢在水生物的生存中，溶解氧（DO）是不可缺少的，在自然净化中作用很大， 是有机污染的重要指标。 ➢水污染越严重，污水中溶解氧（DO）越少。
水资源评价PPT
根据降水分析GIS中生成的历年降水量等值线图 取每个网格年降水量 查P~R相关关系曲线得到相应径流深 通州区1956一2000年45年多年平均自产径流量为
0.7311亿立方米,相应的多年平均径流深为80.6mm
。
出入境水量分析
由北运河入境的河流主要有小中河、温榆河、通惠 河、凉水河、凤港减河,入境的水量，除天然径流外, 还有上游灌溉回归水、城区废污水、京密引水的指 标水。出境水量主要由通州西南西集镇牛牧屯的北 运河干流出境,另有潮白河集水区的少量过境水。
降水资料信息库
数字地图和地理信息系统：使用了北京市1:10000 数字地形高程模型（DEM）和数字地图的通州部 分,图层包括等高线、水系、地物、地名、区界等 基础地图。 图层：通州区乡界、流域、渠系、水文地质分区、 雨量站网、地下水动态观测网等。 GIS：网格化
第三章 地表水资源评价
自产径流分析
通州地区概况
目录
水资源空间信息库的建立
地表水资源评价 地下水资源评价 水质评价 水资源承载能力评价分析
第一章 通州地区的概况
自然地理
地形 地貌
通州区属于洪冲积平原,位于永定河与 潮白河冲积平原的交汇处。地形由西北向 东南缓慢倾斜。该地长期受到永定河和潮 白河的洪冲积交替影响,致使地形形态各不 相同。 通州区位于该洪冲积扇的前缘部位,与 华北大平原相连。其地貌形态可分为河床 、河漫滩、阶地、决口扇、占河道及风成 沙丘。
第六章 水资源承载能力
评价分析
评价指标
水资源承载力对比分析
为了检验评价结果与实际情况是否一致,将开发利 用程度与多级综合评判结果进行对比
本文的评判结果与实际水资源开发程度呈现明显的负相关性,开采程 度越大承载力小。
0.7311亿立方米,相应的多年平均径流深为80.6mm
。
出入境水量分析
由北运河入境的河流主要有小中河、温榆河、通惠 河、凉水河、凤港减河,入境的水量，除天然径流外, 还有上游灌溉回归水、城区废污水、京密引水的指 标水。出境水量主要由通州西南西集镇牛牧屯的北 运河干流出境,另有潮白河集水区的少量过境水。
降水资料信息库
数字地图和地理信息系统：使用了北京市1:10000 数字地形高程模型（DEM）和数字地图的通州部 分,图层包括等高线、水系、地物、地名、区界等 基础地图。 图层：通州区乡界、流域、渠系、水文地质分区、 雨量站网、地下水动态观测网等。 GIS：网格化
第三章 地表水资源评价
自产径流分析
通州地区概况
目录
水资源空间信息库的建立
地表水资源评价 地下水资源评价 水质评价 水资源承载能力评价分析
第一章 通州地区的概况
自然地理
地形 地貌
通州区属于洪冲积平原,位于永定河与 潮白河冲积平原的交汇处。地形由西北向 东南缓慢倾斜。该地长期受到永定河和潮 白河的洪冲积交替影响,致使地形形态各不 相同。 通州区位于该洪冲积扇的前缘部位,与 华北大平原相连。其地貌形态可分为河床 、河漫滩、阶地、决口扇、占河道及风成 沙丘。
第六章 水资源承载能力
评价分析
评价指标
水资源承载力对比分析
为了检验评价结果与实际情况是否一致,将开发利 用程度与多级综合评判结果进行对比
本文的评判结果与实际水资源开发程度呈现明显的负相关性,开采程 度越大承载力小。
水资源评价ppt
重。
表1—3 2002年各流域片用水消耗量及耗率（ 单位：亿m3 ）
流松 海 黄 淮 长
其中
内
域 辽 河 河 河 江 陆 太湖 珠江 东南诸河 西南诸河
片河
河
耗 310 279 220 393 762 94 393 165 71 390
水 量
(亿 m3)
耗 55 70 57 64 45 32 46 52 69 68 水 率
相协调
三、水资源开发利用现状分析
（一）供水量及其变化情况 供水量指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的供水量，接
受水区分地表水源、地下水源和其他水源（指污水处理再利用量和集 雨工程供水量）统计。海水直接利用量（不包括海水淡化处理量）另 行统计，不计入总供水量中。 根据2002年水资源公报，当年全国总供水量5497亿m3，占当年水资源 总量的19.5%。地表水源供水量占80.1%，地下水源供水量占19.5%， 其他水源供水量（指污水处理再利用量和集雨工程供水量）占0.4%。 在省级行政区中，地下水源供水超过50%的有河北、北京、山西、河 南、山东和辽宁6个省（直辖市），其中河北省高达81%。另外，海 水直接利用量为216亿m3。主要的跨流域调水情况是：海河流域引黄 河水46.4亿m3，淮河流域从长江、黄河分别引水69.0亿m3和20.3亿m3， 山东半岛从黄河引水12.7亿m3，甘肃河西内陆河从黄河引水1.2亿m3。
从中国大陆水资源总量的趋势看：最近的20多年中，由于 环境变化，如受气候变化和人类经济活动导致的土地利用 和植被变化的影响，我国的水资源有不同程度的变化，无 论是降水和水资源数量略有减少，特别在中国北方地区 （如华北地区等），水资源数量减少的趋势比较明显。北 方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河 与汉江同时遭、遇枯水年份等不利因素的影响，加剧了北 方水资源供需失衡的矛盾。
表1—3 2002年各流域片用水消耗量及耗率（ 单位：亿m3 ）
流松 海 黄 淮 长
其中
内
域 辽 河 河 河 江 陆 太湖 珠江 东南诸河 西南诸河
片河
河
耗 310 279 220 393 762 94 393 165 71 390
水 量
(亿 m3)
耗 55 70 57 64 45 32 46 52 69 68 水 率
相协调
三、水资源开发利用现状分析
（一）供水量及其变化情况 供水量指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的供水量，接
受水区分地表水源、地下水源和其他水源（指污水处理再利用量和集 雨工程供水量）统计。海水直接利用量（不包括海水淡化处理量）另 行统计，不计入总供水量中。 根据2002年水资源公报，当年全国总供水量5497亿m3，占当年水资源 总量的19.5%。地表水源供水量占80.1%，地下水源供水量占19.5%， 其他水源供水量（指污水处理再利用量和集雨工程供水量）占0.4%。 在省级行政区中，地下水源供水超过50%的有河北、北京、山西、河 南、山东和辽宁6个省（直辖市），其中河北省高达81%。另外，海 水直接利用量为216亿m3。主要的跨流域调水情况是：海河流域引黄 河水46.4亿m3，淮河流域从长江、黄河分别引水69.0亿m3和20.3亿m3， 山东半岛从黄河引水12.7亿m3，甘肃河西内陆河从黄河引水1.2亿m3。
从中国大陆水资源总量的趋势看：最近的20多年中，由于 环境变化，如受气候变化和人类经济活动导致的土地利用 和植被变化的影响，我国的水资源有不同程度的变化，无 论是降水和水资源数量略有减少，特别在中国北方地区 （如华北地区等），水资源数量减少的趋势比较明显。北 方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河 与汉江同时遭、遇枯水年份等不利因素的影响，加剧了北 方水资源供需失衡的矛盾。
地表水资源质量评价课件
使用2002标准的注意事项
1、铜、铅、锌、镉及氨氮的毒性与硬度、水温、 pH有关，区域性。 2、硬套用其功能有误，如铜的Ⅱ类不满足鱼保 护等。自然保护区不同气候带水质不一，应 注意。 3、农业的水质要求太低，不符合时代要求。 4、自然沉降30分钟后取上清液不适用于黄河等 多沙水域。 当2002标准和其它相关标准矛盾时，采取就高 不就低的原则，当与水利行业有关规定矛盾 时，应按水利行业规定执行。
现状水质评价——湖泊（水库） 水污染评价
评价项目、评价方法、标准与河流水质评价相 同。 评价代表值：有多测点分层取样的湖泊（水 库），评价年度代表值采用由垂线平均后的 多点平均值。在测点缺乏代表性时，也可用 出库水质年度均值代替。
现状水质评价——湖泊（水库）营养 状态评价
评价项目：
选择总磷、总氮、叶绿素、透明度、高锰酸盐指数 等5项
评价项目： 共17项。 必评项目为溶解氧、高锰酸盐指数、氨 氮、挥发酚和砷等5项。 选定原则及用单指标评价时取17项和5 项对结果的可能影响预测。 水温,pH和总硬度因与其它评价项目 有关，也应作为原始数据录入。
现状水质评价—河流水质评价
评价标准： 《地面水环境质量标准》（GB3838-2002） 评价方法： 单指标法（最差的项目赋全权，又称一票否 决法） 评价代表值: 采用汛期、非汛期和年度三个平 均值。 评价结果:单元河长统计，以Ⅲ类地面水标准 值为界限，给出超标率和超标倍数等特征值。
现状水质评价
• 评价基准年：2000年 数据不全或需补测的（如有毒有机 物），可采用 2000 年前后的数据代替。 • 评价单元：按单站（河长或断面统 计）、水功能区、水资源分区、水源 地等。 • 评价对象：河流、湖泊（水库）和部 分底质。
水资源数量评价与质量评价
器测法计算公式如下：
式中：E器为器测蒸发量，mm；P为降水量，mm；ΔW 为器内水位差，mm。
由于蒸发器受地方环境影响和气候影响，观测的蒸发量 与实际水面蒸发量并不一致，需要经过修正才能代表天然 水体的蒸发量，其修正公式如下：
式中：E水为水面蒸发量，mm；K为折算系数。
②水量平衡法——一般只用于较长时段计算 对于任何水体，在任意时段内都有水量平衡方程式，如下 ：
式中：E’为水汽垂直通量（即水面蒸发率），g/(cm2·s) ；ρ为湿空气密度，g/cm3；q为比湿，g/g；z为水面垂直向 上的距离，cm；Kw为水汽紊动扩散系数，cm2/s。
根据气象动力学原理对该式进行推导，可得出水汽通量 法的基本公式。
式中：v为风的剪切速度，cm/s；Km为紊动粘滞系数， cm2/s；P为环境大气压，百帕；e1、e2分别为高程z1、z2处 的水汽压，百帕；u1、u2分别为高程z1、z2处的风速，cm/s ；其他符号意义同前。
⑧人类活动对河川径流量的影响分析应符合下列要求： ➢ 查清水文站以上控制区内水土保持、水资源开发利用及
农作物耕作方式等各项人类活动状况； ➢ 综合分析人类活动对当地河川径流量及其时程分配的影
响程度，对当地实测河川径流量及其时程分配作出修正 。
⑵河川径流量计算
河川径流量的计算方法有：代表站法、等值线法、年 降水—径流函数关系法等。
式中：E为蒸发量；I为入流量；P为降水量；O为出流量 ；F为渗漏量；△W为蓄水变化量。
③水气输送法 假设一个稳定的、均匀的、并且是紊动的气流越过无限的 自由水面，可以认为（至少在靠近水面处）流态仅沿垂直 方向变化，则水汽输送量（单位时间通过单位面积的水汽 量）和水汽含量在输送方向上的梯度有关。
第三章 水资源数量与质量联合评价1
水资源数量评价
由于人类的生产、生活主要依赖于淡水， 因此，讨论的水资源包括由地表水、地下 水及客水资源（即过境水资源）等形成的 淡水。
与水资源质量评价相类似，3类水资源分别 以空间（所辖县、市、区及整个评价地区） 选取不同样本，分别建立一个简要的包括 最必要的、具有代表性、关键性的指标体 系，，可预测不同规划年水资源数量的相 对优属度。
目的：为地下水合理开采与水资源保护服 务。
分类： ➢ 针对流域来水状况的水量水质联合评价：
在流域水资源水量评价基础上回答现状条 件下流域水资源总量中受到不同水污染程 度的分布状况。
水资源数量与质量联合评价指标体系
区域地下水水资源数量与质量联合 评价
分类：
➢ 针对流域用水状况的水量水质联合评价： 在流域取用水资源数量评价基础上回答所 取用的水资源总量中受到不同程度水污染 的分布状况。
➢ 针对水功能区划水质目标的可用水资源量 联合评价：为流域水资源的优化配置和水 资源可持续利用提供科学评价与决策的依 据。
水资源数量与质量联合评价指标体系
指标的选择原则
以区域(流域)为评价主体进行联合评价，兼 顾自然和人文因素、现状和发展前景、客 观条件和利用管理水平。
除列出必要的水文资料外，着重加人能反 映水资源可利用程度的指标和供需情况以 及满足程度指标。
水资源数量与质量联合评价
求得某地区水资源数量的相对优属度和水 资源质量的相对优属度后，确定水资源质 量和水资源数量的权重，最终求得该地区 水资源数量与质量联合评价的相对优属度。
若考虑年内变化，以时间为变量，可求得 该地区一年内不同时期水资源数量与质量 联合评价的相对优属度向量。若考虑年际 变化，可预测不同规划年水资源数量与质 量联合评价的相对优属度.
水资源评价.ppt
二、水资源规划
水资源规划
包括流域或区域中关于水资源多功能的协调，为适应各类用 水需要的水量科学分配、水的供需分析及解决途径、水质的防 治计划等方面的多目标总体安排。 在可持续发展思想指导下的水资源规划的目标，是通过人为 调控手段和措施，向经济社会发展和生态系统保护提供源源不 断的水资源，以实现水资源在当代人之间、当代人与后代人之 间及人类社会与生态系统之间公平合理的分配。
（1）水资源评价的主要内容：
– 水资源数量及其时空分布特征 – 可利用水资源量的估计 – 水环境质量评价 – 水资源供需状况及预测
– 可能解决供需矛盾的途径
– 工程措施及经济效益分析（经济、社会、环境） – 决策性建议
（2）水资源评价工作发展进程
水资源开发前景展望 水资源工程管理及水源保护 水资源供需情况的分析和展望 水资源工程规划设计的水文特 征值计算方法及参数分析
•
地下水资源可开采量的计算：实际开采量调查法、开 采系数法、平均布井法。
• 水资源可利用总量的计算 Wu＝Wsu＋Wgu－Qgr－Qc 式中：Wu为水资源可利用总量； Wsu为地表水资源可利用量； Wgu为地下水资源可开采量； Qgr为地下水可开采量本身的重复利用量； Qc为地表水资源可利用量与地下水资源可开采量之间 的重复利用量。
（2）水资源规划的类型
根据规划的对象和要求，水资源规划可分为： 流域水资源规划：整个流域 跨流域水资源规划：多个流域 区域水资源规划：行政区或经济区 专项水资源规划：以某一专项水资源任务为对象 水资源综合规划：以水资源综合开发利用和保护为对象
（3）水资源规划应遵循的原则
指导思想： 确保经济社会发展与水资源利用和保护相协调。 实现水资源的可持续利用调。 要与经济社会发展水平相适应，确保可行性。 确保流域或区域经济社会持续协调发展。 确保“人”与“自然”关系的协调。 基本原则： 全局统筹兼顾，突出保护与监管 系统分析与综合利用 因时因地制定规划方案 实施的可行性
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⑶计算内容
①计算各分区及全评价区同步期的年降水量系列、统计 参数和不同频率的年降水量；
②以同步期均值和 点C 据v 为主，不足时辅之以较短系列的均 值和 点据C ，v 绘制同步期平均年降水量和 等值C线v 图，分析
降水的地区分布特征；
③选取各分区月、年资料齐全且系列较长的代表站，分析计 算多年平均连续最大四个月降水量占全年降水量的百分率 及其发生月份，并统计不同频率典型年的降水月分配；
④选择长系列观测站，分析年降水量的年际变化，包括 丰枯周期、连枯连丰、变差系数、极值比等；
⑤根据需要，选择一定数量的有代表性测站的同步资料，分 析各流域或地区之间的年降水量丰枯遭遇情况，并可用少 数长系列测站资料进行补充分析。
⑷流域平均降雨量的计算方法
Ⅰ算术平均法
设 h 1，h ，2 …， 为h n同一时期内各站实测降水量(mm)，为
n hi hi1
h 1 2
fi
n 1
hi hi1 2
fi
n
fi
F
1
式中： 为h 流域平均降水量，mm； 为F流域面积，km2；
f i 为两条等降水量线之间所包围的流域面积，km2；h i ，h i 1
分别为面积两侧的等降水量线所代表的降水量值，mm。
Ⅲ泰森多边形法
具体做法：
①把流域内各降水量观测站（包括流域附近的站）绘在流域 地形图上；
站数n，则流域降水量 (mm)为h ：
h1 n(h1h2... .h .n.)1 n1 n hi
计算简单，但当降 水量随地形变化较 大时，精度较差。
Ⅱ等值线法 当流域（或区域）内可选择的降水量观测站较多，且降
水量空间分布不均匀时，可以绘制年降水等值线图。然后， 量算每两条等值线之间的面积，再通过一定的计算方法就 得到相应的降水量。
6.1.1水资源评价工作发展进程
水资源开发前景展望
水资源工程管理及水源保护 水资源供需情况的分析和展望
水资源工程规划设计的水文特 征值计算方法及参数分析
统计天然情况下河川径 流量及其时空分布特征
6.1.2水资源评价的要求
⑴技术原则
按照行业标准，水资源评价应包括水资源数量评价、水 资源质量评价、水资源开发利用及其影响评价三部分内容。 水资源评价工作要客观、科学、系统、实用，遵循的技术 原则有： 地表水与地下水统一评价 水量水质并重 水资源可持续利用与经济社会发展和生态系统保护协调 全面评价与重点区域评价相结合
②把降水量观测站每三个用虚线连接起来，从而形成许多三 角形；
③在每个三角形各边上做垂直平分线，所有的垂直平分线另 构成一个多边形网，每个多边形内有一个降水量观测站 （如图6-3）；
④根据下面假设和计算公式即可求出流域平均降水量。
假设每个多边形上的面降水量等于其中降水量观测站的
观测值，其值分别为 h，1 h，2 …， ，h n设 ，f1，…f 2， f n
③计算分区降水量和分析其空间分布特征，应采用同步资 料系列；而分析降水的时间变化规律，应采用尽可能长的 资料系列；
④资料系列长度的选定，既要考虑评价区大多数观测站的 观测年数，避免过多地插补延长，又要兼顾系列的代表性 和一致性，并做到降水系列与径流系列同步；
⑤选定的资料系列如有缺测和不足的年、月降水量，应根 据具体情况采用多种方法插补延长，经合理性分析后确定 采用值。
④应根据经济社会发展需要及环境变化情况，每隔一定时期 对前次水资源评价成果进行全面补充修订或再评价。
6.2水资源数量评价
水资源数量评价主要包括地表水资源量计算、地下水资源 量计算以及水资源总量计算。
6.2.1降水
⑴降水资料的收集
降水资料的收集主要是通过水文气象部门的水文站、雨 量站、气象站、雷达探测、气象卫星云图等观测获取。 在实施水资源评价时，历年的降水资料可通过《水文年鉴》、 《水文资料》、《水文特征值统计》等统计资料收集获取， 有时需要到水文、气象部门去摘抄。
为流域内各降水量观测站所控制的多边形面积，流域总面
积 F n，f则i 流域平均降水量可由下式计算：
1
n
Байду номын сангаас
hh1f1 h2 f2 ......hn fn 1 hi fi
n
fi
F
1
6.2.2蒸发
⑴水面蒸发
影响水面蒸发的因素主要有两类：一是气象因素，如气 压、温度、风速、湿度、降水等；二是自然地理因素，如 水质、水深、水面和地形等因素。
具体步骤： 第一步，将各站实测降水量注记在流域地形图上，用绘制 等高线的方法绘制出等降水量线； 第二步，用求积仪求出每相邻两条等降水量线之间的面
积 f i ，用它乘以该面积两侧等降水量线的水量平均值，得
到该面积上的降水总量；
第三步，把各个面积上的降水总量相加，用总面积 F去 除，即得到流域平均降水量，其计算公式为：
在收集资料的过程中，要对观测值和特征统计资料做合 理性检验。
⑵ 计算要求
降水量计算应以雨量观测站的观测资料为依据，且观测 站和资料的选用应符合下列要求：
①选用的雨量观测站，其资料质量较好、系列较长、面 上分布较均匀。在降水量变化梯度大的地区，选用的站要 适当加密，同时应满足分区计算的要求；
②采用的降水资料应为经过整编和审查的成果；
⑵一般要求
①水资源评价工作应该调查、搜集、整理、分析利用已有 资料，在必要时再辅以观测和试验工作。
②水资源评价应分区进行。各单项评价工作在统一分区的基 础上，可根据该项评价的特点与具体要求，再划分计算区 或评价单元。
③全国及区域水资源评价应采用日历年，专项工作中的水资 源评价可根据需要采用水文年。
第六章 水资源评价
水资源评价（water resources assessment），是对 一个国家或地区的水资源数量、质量、时空分布特 征和开发利用情况作出的分析和评估。
水资源评价是保证水资源可持续利用的前提，是进 行与水有关活动的基础，是为国民经济和社会发展 提供供水决策的依据。
6.1水资源评价概述
水面蒸发量的计算方法主要有： ①器测法——利用蒸发器直接测量出水面蒸发量 蒸发器的类型可分为埋入式、地面式、漂浮式和大型蒸 发池等几类，其中E-601型蒸发器是我国最常用的蒸发器。
器测法计算公式如下：
E器PW
式中：E器为器测蒸发量，mm；P为降水量，mm；ΔW为 器内水位差，mm。