水资源开发利用保护实验指导书

《水资源开发利用与保护》

实验一、降水量的分析与计算

一、实验名称：降水量的分析与计算

二、实验地点：实验楼机房

三、实验课时：2课时

四、实验目的：认识区域平均降水量的计算原则，了解降水量表征方式，掌握区域降水量的统计分析与计算方法；

五、实验上机内容与工作步骤：

1、熟悉区域降水量的必要性与计算原则；

降水是从云中降落到地面上的雨、雪、雹等的总称，就数量而言，除了寒带地域，降水绝大部分是雨的形式。降水是地表和地下水资源的收入项，降水作为水资源的总补给来源，在水资源评价中占有重要地位，是开发、利用水资源的重要依据。

2、熟悉降水量的表征方式；降水量过程线（直方图）、等雨量线图；

降水要素包括：（1）降水量：是指某时段内降落在某面积上总的水体积，一般用降水深度来表示，即降水总体积除以对应的面积，以mm为单位。；（2）降水历时和降水时间：前者指一场降水自始至终所经历的时间；后者指对应于某一降水量人为划定的时间，期间不一定连续降水（3）降水强度：指单位时间的降雨量，以mm/h计；（4）降水面积。

降水特征表示方法:

⑴降水量过程线降水量过程线以时段降水量为纵轴，时段次序为横轴绘制而成。

⑵降水量累积曲线此曲线横坐标表示时间，纵坐标代表自降水开始以各该时刻降水量累积值。

⑶等降水量线或等雨量线为了表示某一地区或流域的次、日、月、年降水量的分布情况，可用等雨量线图。

⑷降水特性综合曲线①降雨强度与历时关系曲线;②平均深度与面积关系曲线; ③平均深度、面积与历时关系曲线

3、进行年际和典型年（50%保证率）降水量统计特征值的计算；

最大值、最小值、均值、均方差、变差系数、偏态系数。

（1）均值表示系列中变量的平均情况。设某水文变量的观测系列（样本）

为x

1，x

2

，…… ,x

n

，则其均值为:

（2）均方差是反映系列中各变量集中或离散的程度。研究系列集中或离散程度，常采用方差Dx或均方差s，计算公式为:

（3）变差系数。

水文计算中用均方差与均值之比作为衡量系列的相对离散程度的一个参数，称为变差系数，或称离差系数、离势系数，用Cv表示，其计算式为:

上式说明，Cv是变量换算成模比系数k以后的均方差。

（4）偏态系数：在数理统计中采用偏态系数CS作为衡量系列不对称程度的参数，其计算式为:

当系列对于对称时，CS＝0；当系列对于不对称时，CS≠10，若CS＞0，称为正偏；若CS＜0，称为负偏。

（5）年际降水量排频

找到丰（25%）、中（50%）、枯典型年（75%）。

以上计算可以使用Excel的函数（Average，Stdevp,Skew）帮助计算。

4、利用Excel电子表格，绘制年际、典型年（50%）月降水量过程线（直方图）和降雨累计曲线；

以表1的模拟月降雨量过程线为例:

表1 模拟月降雨量单位：mm

步骤：

A、在“插入”菜单中选择“工作表”，在弹出的对话框中选择“柱形图”

B、进行“下一步”，点击“数据产生区域”右边的图形按钮。

用鼠标选定降雨数据。

选定后继续点击“数据产生区域”右边的图形按钮，进入下面的页面后，点击“下一步”。

在对话框中，输入图题、纵轴分类名称和横轴分类名称，点击“完成”。

5、依据统计量计算结果和绘制的图形，观察分析降水年内变化与年际变化规律；

6、编写上机试验报告。

实验二、区域地下水的动态观测与资料分析

一、实验名称：区域地下水的动态观测与资料分析

二、实验地点：实验楼612室

三、实验课时：2课时

四、实验目的：认识区域地下水动态观测的必要性，了解地下水动态观测所需的设备，掌握区域地下水动态观测的方法与数据整理分析的工作步骤

五、实验上机内容与工作步骤：

1、熟悉区域地下水动态观测的必要性、目的和任务；

（1）查明不同地下水系统、不同含水层地下水位、水量、水温和水质的变化规律及发展趋势；

（2）查明地下水动态变化的影响因素，确定地下水动态类型；

（3）研究地下水均衡状态，预测地下水水量、水质、水位及地下水有关的环境地质作用的变化；

（4）解决某些专门问题，如推求水文地质参数、进行地下水资源评价等。2、了解地下水动态观测所需的现代化设备（传感设备、传输设备的演示）；“WS-1040地下水动态自动监测仪”能对地下水的水位和水温的动态变化进行长期自动监测。仪器的主体全部装入一个不锈钢圆筒中，通过电缆配接传感器。仪器本身可以投入井中，克服了气候及天气的影响，特别适合在露天的观测孔中使用。

“WS-1040地下水动态自动监测仪”的探头部分采用压力传感器和PN温度传感器。以上两种信号均由电缆送至测量电路，通过模数转换为数字信号。主机内部的自控系统在每次定时时间达到时，将启动主机内的信号处理单元，通过液位并将探头内传感器中的水位压力值和水温值转变为电信号，由电缆送入仪器主机内的信号处理单元，经处理单元处理并转换为数字信号后送入数据存储单元保存。自控系统内的定时间隔及其他参数可通过通讯接口进行设置、调整。

3、熟悉区域地下水动态观测点的布设、观测方法；数据整理分析 （1）地下水长期观测网的布置

补给区-径流区-排泄区都要观测以了解地下水运动特征；漏斗中心观测点密以了解开采情况及其影响；近河区域观测点密以了解地下、地表水的补给；垂直、水平分别布置以观测污染情况。 （2）观测孔结构

专门观测孔的深度一般应达到所要观测的含水层内，对于潜水含水层应达到最低水位以下5—10mm ，观测孔的口径一般不小于89mm 。

地下水位、水量观测，按照有关规范一般5-10天观测一次，汛期加密，降雨前后加测；地下水温观测普通水温计和热敏电阻测温仪放入水中应不少于3—5min ，缓变温度计放置时间不得少于10—15min ；地下水质观测变化较为缓慢，一般每年丰、枯期各进行一次。

四、根据威海市环翠区实测的地下水位动态观测资料，在计算机上利用进行地

下水动态观测资料的整理。选择反映平均地下水水位的测井进行分析，包括：