《水資源評價理論與方法》課程簡介一、教學目的及要求

通過對該課程的學習，掌握水資源評價的基本內(nèi)容及其基本方法。

要求掌握水資源區(qū)劃的主要方法；水資源量的估算；可供水量的計算；需水量的調(diào)查與估算；水資源供需平衡分析方法。并了解水資源開發(fā)規(guī)劃的基本原則和程序。二、教學內(nèi)容及課時安排

第一章：緒論

說明水資源的含義及其特點；水資源評價和管理的任務、內(nèi)容。本章計劃學時：1

第二章：水資源區(qū)劃介紹水資源區(qū)劃的原則與指標；水資源區(qū)劃的方法。本章重難點：水資源區(qū)劃的方法——主導因素法、譜系群分析法。本章計劃學時：3

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共1學時；第三節(jié)2學時

第三章：水資源估算

本章講述如何推求某一區(qū)域的水資源量，具體內(nèi)容包括：基本資料的搜集、審查；地表水資源量的計算；地下水資源量的計算；水資源總量的計算。本章重難點：基本資料的搜集、審查；地表水資源量的計算本章計劃學時：8

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共3學時；

第三、四節(jié)共3學時；第五、六節(jié)各1學時

第四章：可供水量的計算

可供水量計算是水資源供需分析的重要環(huán)節(jié)。本章通過分別對蓄水工程可供水量、引水堤水工程可供水量、地下水可供水量、區(qū)域可供水量的計算來說明不同研究對象可供水量的計算方法。最后還介紹了可供水量的預測方法。

本章重難點：可供水量的含義；蓄水工程可供水量的計算方法

本章計劃學時：6

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共2學時；

第三、四、五、六節(jié)各1學時

第五章：需水量調(diào)查與估算

為了與可供水量配合進行水量平衡分析，需要求出不同水平年不同保證率的分析區(qū)總用水量。本章通過分別對農(nóng)業(yè)用水量、工業(yè)用水量以及城鎮(zhèn)居民生活用水及農(nóng)村人畜用水的計算來說明需水量的調(diào)查與計算方法。最后還對一個總用水量的實例進行了分析。本章重難點：農(nóng)業(yè)需水量的調(diào)查與估算；工業(yè)用水評價指標；工業(yè)用水的經(jīng)濟分析法

本章計劃學時：6

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共2學時；

第三節(jié)2學時；

第四、五節(jié)共2學時

第六章：水資源供需平衡分析

本章按照水量平衡原理研究水資源的可供水量與社會需水量的對比關系，即水資源的供需平衡分析。

本章重難點：供需分析中的指標體系和綜合評價

本章計劃學時：5

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共1學時；

第三節(jié)2學時；

第四節(jié)共2學時

第七章：水資源開發(fā)規(guī)劃

為了合理開發(fā)、利用和保護水資源、防治水害，保持水環(huán)境需要確定較為完整的計劃，即進行水資源的開發(fā)規(guī)劃。本章重點分析水資源開發(fā)規(guī)劃的原則和程序，并簡單介紹水資源開發(fā)系統(tǒng)的基本知識。

本章重難點：水資源開發(fā)規(guī)劃的影響評估；防洪規(guī)劃

本章計劃學時：5

各小節(jié)學時安排：第一、二節(jié)共4學時；第三、四節(jié)共1學時

三、考試及成績評定

期中考核，期末考試；期中考核成績占30％，期末考試成績占70％。

參考書目1、《水資源學》陳家琦科學出版社2002年2、《向現(xiàn)代化邁進的中國水利》矯勇、張國良水利水電出版社

2004年3、《水資源經(jīng)濟》楊培嶺水利水電出版社2003年4、《水資源系統(tǒng)工程》金菊良丁晶四川科學技術出版社

2002年

第一章緒

論

第一節(jié)

水資源的含義及其特點一、水資源的含義

廣義的含義：

水資源是指地球上目前和近期可供人類直接或間接取用的水。狹義的含義：

1、可按社會的需要提供或有可能提供的水量；

2、該水量有可靠的來源，且該來源可以通過自然界水文循環(huán)不斷得到更新或補充；

3、該水量可以由人工加以控制；

4、該水量及其水質(zhì)能夠適應人類用水的要求。

二、水資源的特點

1、可恢復性和有限性；2、時空分布的不均勻性；3、不可替代性；4、多種用途的特性，如農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、生活用水、水力發(fā)電、航運、水產(chǎn)、旅游等等；5、水利與水害的雙重性。例：1991年淮河、太湖、松花江等地發(fā)生大洪水，受災面積達3.68億畝，受災損失達779億元。

第二節(jié)

我國水資源概況

一、我國水資源的特點1、總量不少，人均、畝均占有量較少；2、地區(qū)分布不均（地形造成氣候差異）在我國青藏高原地區(qū)，海拔大于4000米，降水稀少；青藏高原以北、川東地區(qū)，海拔大約在1000～2000米之間，年降水量有所增加；大興安嶺、太行山、巫山、云貴高原以東地區(qū)，海拔小于1000米，季風頻繁，降水豐沛。

比較項目

水資源總量人口

耕地

南方81.0％54.7％35.9％北方14.4％43.2％58.3％3、年際、年內(nèi)變化大，水旱災害頻繁。

二、我國水資源開發(fā)現(xiàn)狀及存在問題

現(xiàn)狀：

1、水利工事大幅增加；

2、水利工程供水能力顯著提高；

3、水資源的重復利用率低。

問題：

1、地區(qū)性缺水；

我國人均水資源不足2300m3，約為世界人均水資源占有量的1/4；全國669個城市中，有400多個城市缺水，其中缺水比較嚴重的城市有110個；全國每年因城市缺水影響產(chǎn)值2000億元以上。

2、管理問題；

全國灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水利用率約40％，發(fā)達國家可達70～80％；部分地區(qū)存在大水漫灌現(xiàn)象。通過加強管理、采取一定截水措施，已有改觀，見下表：3、水質(zhì)污染問題對全國92100km河長進行水質(zhì)調(diào)查，符合飲用水標準的河長約占1/3，有11％的河長水質(zhì)低于農(nóng)業(yè)灌溉要求，約6％的河長中有毒含量超過排放標準。

比較項目農(nóng)田實灌面積（萬hm2）灌溉用水量（億m3）畝均灌水量(m3)1980年409235805831993年432034405312000年48243466479第三節(jié)水資源評價和管理的任務、內(nèi)容

一、水資源評價和管理的任務

1、水資源的調(diào)查工作（1）研究特定區(qū)域內(nèi)降水、蒸發(fā)、徑流諸要素的變化規(guī)律及其轉(zhuǎn)化關系；（2）闡明水資源（地表、地下）總量、質(zhì)量及其時空分布特點；（3）分析計算需、供水量。2、水資源的供需分析3、尋求優(yōu)化方案二、水資源評價和管理的內(nèi)容1、水資源區(qū)劃；2、水資源量的計算；3、水質(zhì)評價；4、水資源供需分析；5、水資源開發(fā)規(guī)劃；6、水資源系統(tǒng)分析；7、水資源管理第二章

水資源區(qū)劃

第一節(jié)

概述

一、水資源區(qū)劃的定義

水資源區(qū)劃就是在水資源分析計算的基礎上，以對各部門需水要求有決定意義的若干指標為依據(jù)，充分考慮自然條件和水資源時空變化的差異性、相似性，把特定區(qū)域劃分為若干個水資源條件有著明顯差異的地區(qū)（計算單元），為分區(qū)制定合理的水資源開發(fā)利用方案提供科學依據(jù)。

簡言之：即根據(jù)重要指標劃分計算單元。

二、水資源區(qū)劃的內(nèi)容

第二節(jié)水資源區(qū)劃的原則與目標

一、水資源區(qū)劃的原則1、最大性原則同一分區(qū)內(nèi)水資源的變化：具有最大相似性；不同分區(qū)內(nèi)水資源的變化：具有最大差異性；2、有利原則 有利于綜合研究、開發(fā)、利用、管理和保護；有利于揭示供需矛盾、余缺狀況；有利于資料的收集、整理、統(tǒng)計和分析；有利于計算成果的校核、驗證以及各分區(qū)之間的協(xié)調(diào)、匯總；有利于兼顧工農(nóng)業(yè)布局以及今后的發(fā)展。具體而言，有以下主要指標：1、按流域水系劃分；2、按骨干供水設施工程的供水范圍分區(qū)；3、按相似性分區(qū)；4、按行政區(qū)劃。二、水資源區(qū)劃的指標1、基本指標 水資源的數(shù)量、質(zhì)量、能量指標；2、輔助指標 旱澇指數(shù)、徑流年內(nèi)分配、枯季最小流量等第三節(jié)

水資源區(qū)劃的方法

總體思路：逐級劃區(qū)分區(qū)原則：1、供需矛盾突出的地區(qū)分區(qū)宜??；反之分區(qū)可適當調(diào)大；2、關鍵性的水利樞紐應獨立分區(qū)；3、城市與農(nóng)村、山區(qū)與平原應分開分析；4、可以把相關的幾項工作結(jié)合考慮，以便一份成果，多方適用；5、對比以往水資源工作的成果和資料；

常用分區(qū)方法：一、綜合法

選擇兩個或兩個以上的水資源區(qū)劃指標，將特定區(qū)域分為若干個干區(qū)、小區(qū)等，即采用多指標逐級進行水資源區(qū)劃的方法。一般情況下，劃分高級單元時，以較概括的、較穩(wěn)定的水資源特征為基本指標；劃分較低級單元時，則以較具體的、較易改變的特征值為基本指標。通常情況下，第一級稱為水資源地區(qū)；第二級稱為水資源區(qū)。1、水資源地區(qū)的劃分基本指標主要是：水量——多年平均徑流深輔助指標：干燥指數(shù)、徑流量與蒸發(fā)量之比

2、水資源區(qū)的劃分 基本指標：可能來水量、徑流年內(nèi)分配徑流年內(nèi)分配指標主要包括：（1）汛期和枯水期出現(xiàn)的時間、水量；（2）連續(xù)四個月徑流量最大的月出現(xiàn)時間與水量集中程度；

（3）主要灌溉期來水量與年來水量的比值；（4）徑流量最小月和年最大流量出現(xiàn)時間，以及徑流年內(nèi)分配不均勻程度二、主導因素法

選擇對用水部門生產(chǎn)價值影響最大的關鍵性因素作指標，結(jié)合當?shù)刈匀坏乩淼纫蛩?，對特定區(qū)域進行水資源區(qū)劃。主導因素法原則上只需選擇一個基本指標。

優(yōu)點：能較好地反映水資源變化在同一分區(qū)地相似性和不同分區(qū)的差異性；

缺點：缺乏嚴格的度量標準，有一定的任意性。

三、譜系群分析法

在特定的區(qū)域內(nèi)，選擇資料質(zhì)量好、面上分布均勻的若干代表站，根據(jù)選定的區(qū)劃指標的逐年實測資料，進行各站組合計算相關系數(shù)，然后采用逐次形成法依次進行聯(lián)結(jié)合群，反復進行所選代表站都合群為止，這時將大于或等于一定置信水平下相關系數(shù)臨界值的群作為同一個水資源區(qū)劃。該方法常采用多年平均降水量作為區(qū)劃指標。具體步驟參見P-11實例。

第三章

水資源估算

第一節(jié)概述

推求水資源量的具體內(nèi)容：1、基本資料的搜集、審查1）水文氣象、流域特征、水利工程、社會經(jīng)濟等資料的搜集；2）資料的三性審查：可靠性、一致性、代表性；

3）資料的插補延長。

2、地表水資源量的計算

1）代表站的統(tǒng)計特征值計算；

2）多年平均值及變差系數(shù)等值線圖的繪制；

3）分析其時空變化規(guī)律；

4）推求計算區(qū)域的降水、蒸發(fā)、徑流過程；

5）推求計算區(qū)域當?shù)?、入境、出境的河川徑流量?、地下水資源量的計算

1）山區(qū)區(qū)域：以地下水總排泄量估算；

2）平原區(qū)域：以地下水總補給量估算（即可開采量）。4、水資源總量的計算

1）當?shù)厮Y源總量：地表

＋

地下

－

兩者重復

2）區(qū)域水資源總量：當?shù)厮Y源總量

＋

入境水量第二節(jié)

基本資料的搜集、審查與分析

一、基本資料的搜集1、本區(qū)域內(nèi)和鄰近區(qū)域的水文氣象資料如：降水、蒸發(fā)、徑流、泥沙等。2、本區(qū)域的流域特性資料

如：區(qū)域面積、地形、地貌、土壤、植被等。3、區(qū)域內(nèi)水利工程概況

如：歷年各級水庫的有效庫容及其灌溉面積；引、提水量及其灌溉面積；灌溉定額、渠系有效利用系數(shù)、田間回歸系數(shù)等。4、區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)特性資料

如：巖性分布、地下水埋深、地下水開采情況等。5、社會經(jīng)濟資料

如：人口、耕地的數(shù)量及其分布，當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展情況。6、水質(zhì)監(jiān)測資料

如：主要工礦企業(yè)的排污量、排放途徑、影響范圍、污染后果等。二、基本資料的審查分析

（一）資料的可靠性審查

資料的可靠性審查是鑒定原始資料的可靠程度，審查重點是資料的特大值和特小值。如：降水量：地區(qū)分布規(guī)律，局部暴雨；徑流資料：上下游、鄰近站對比，水量平衡分析，極值對比；水面蒸發(fā)：氣象因素；泥沙：上下游沙量平衡，年徑流量與年輸沙量之間的關系；

（二）資料的一致性審查與徑流還原計算

●一致性審查的原因及目的

●徑流還原計算的含義

●徑流還原計算的主要方法

1、分項調(diào)查法

對流域中各項影響因素所造成的水量變化逐一調(diào)查、觀測加以定量，從而獲得總的還原水量。（1）灌溉耗水量

—田間回歸系數(shù)，即通過田間滲漏回歸河道的水量占凈灌溉水量的比值；

—灌區(qū)綜合凈灌溉定額；灌水定額：單位面積上的一次灌水量；灌溉定額：農(nóng)作物全生長期各次灌水定額的總和；若不考慮輸水損失只計算有效灌溉時為凈灌溉定額；考慮輸水損失則為毛灌溉定額。

——灌區(qū)渠系有效利用系數(shù)；

(2)工業(yè)、城鎮(zhèn)用水量

（3）水庫蒸發(fā)損失水量

（4）水庫滲漏損失水量（5）水庫蓄水變量（6）跨流域引水量（7）河道分洪水量

2、雙累積曲線法具體步驟如下：（1）由人類活動前的實測降水徑流資料，建立年降水徑流模型；（2）根據(jù)實測降水資料，由模型求得逐年的年徑流量計算值，并計算逐年累積值。（3）由逐年實測徑流資料，計算累積值。點繪對應年份的與的相關線，即得徑流雙累積曲線。（4）徑流雙累積曲線偏離450線的累積還原總水量即為還原水量。

3、蒸發(fā)差值法

天然情況：

現(xiàn)狀：

通常認為：

即得：

此式說明：人類活動對河川徑流的影響可視為流域陸面蒸發(fā)量的增大。因此有：

4、徑流還原計算成果的合理性分析

（1）原始基本資料的審核

（2）不同計算方法的計算成果比較

（3）水量平衡分析

（4）降水徑流相關圖分析

（三）資料的代表性審查

資料代表性的含義：

指樣本對總體的代表性，即樣本資料的統(tǒng)計特性對總體統(tǒng)計特性的代表程度。一般而言，資料長度越長其代表性越好。

資料代表性分析的主要工作：

對長序列而言，主要研究其周期變化規(guī)律；對短序列而言，主要是評定其代表性。因而主要有以下分析方法。

1、系列的周期性分析（1）平滑濾波器分析周期（例3－1）

當逐一求出后，繪出的過程線即為滑動均值過程線。每一個步長可繪出一條滑動均值過程線。當步長為1時，即為原序列；當時，所得的即是序列均值。步長取得最合適的過程線，反映周期變化最清楚。

（2）累積濾波器分析周期

模型形式為：差積曲線的繪制步驟：①求序列的算術平均值；②求序列中每一項與平均值之差；③計算其累積值

，即可點繪差積曲線。

2、資料的代表性分析長序列：周期性分析；短序列：借助有長期觀測資料的參證站，通過計算參證站長系列和不同時段短系列的統(tǒng)計參數(shù)來判斷其代表性。（p28表3－5）

三、資料的插補延長（一）降水資料的插補延長

1、相關分析法

2、地理內(nèi)插法

(1)算術平均法

(2)加權平均法（即泰森多邊形法，見圖3－1）

(3)等雨量線法

3、水文比擬法（二）徑流資料的插補延長

1、年徑流量的插補延長

(1)流域平均年降水量與年徑流量的相關分析

(2)上、下游站年徑流量的相關分析

(3)與鄰近流域年徑流量的相關分析

(4)汛期徑流量與年徑流量的相關分析

2、月徑流量的插補延長

（1）汛期月徑流量的插補①水位流量關系法②相關分析法

（2）非汛期月徑流量的插補 ①用缺省月份的多年平均值代替 ②按退水規(guī)律插補

第三節(jié)

地表水資源

地表水：有經(jīng)濟價值又有長期補給保證的重力地表水。一般情況下：一、降水量

根據(jù)水資源評價工作的要求，降水量的分析與計算，主要包括以下內(nèi)容：1、多年平均年降水量及降水量變差系數(shù)等值線圖的繪制2、研究降水量的年際變化，推求區(qū)域不同頻率代表年的年降水量3、研究降水量的年內(nèi)變化，推求多年平均及不同頻率代表年的年內(nèi)分配過程

（一）降水量參數(shù)等值線圖的繪制

1、分析代表站的選取

選擇資料質(zhì)量好，實測年限較長，面上分布均勻和不同高程的測站。降水資料主要來源于《水文年鑒》、《水文圖集》、《水文資料》、《水文特征值統(tǒng)計》等。

2、年降水量統(tǒng)計參數(shù)的分析計算

其統(tǒng)計參數(shù)主要包括：多年平均年降水量、年降水量變差系數(shù)、年降水量偏態(tài)系數(shù)。

值反映系列各值相對于系列均值的離散程度，即可反映河川徑流在多年中的變化情況。在我國，南方流域的值小于北方流域；大流域的值小于小流域。

值反映系列各值在均值兩邊的對稱程度。它大約是值的2～3倍。

3、降水量統(tǒng)計參數(shù)（，）等值線圖的繪制

（1）將各測站年降水量統(tǒng)計參數(shù)（，）分別標注在帶有地形等高線的工作底圖的站址處。（2）了解本地區(qū)降水成因、分布趨勢及其量級變化。（3）按“主要站為控制、一般站為依據(jù)、參考站作參考”的原則勾繪等值線圖。

4、等值線圖的合理性分析（1）繪制的等值線圖是否符合自然地理因素對降水量影響的一般規(guī)律。其一般規(guī)律如：靠近水汽來源的地區(qū)年降水量大于遠離水汽來源的地區(qū)；山區(qū)降水量大于平原區(qū)；迎風坡降水量大于背風坡；高山背后的平原、谷地降水量一般較小；降水量大的地區(qū)值相對較小。

（2）檢查繪制的等值線圖于鄰近地區(qū)的等值線是否銜接。

（3）檢查繪制的等值線圖與陸面蒸發(fā)量、年徑流深等值線圖之間是否符合水量平衡原則。

（二）區(qū)域多年平均及不同頻率年降水量的計算

1、區(qū)域降水量系列直接計算法

（1）根據(jù)實測年數(shù)據(jù)量資料，采用算術平均或面積加權平均法計算，得到歷年區(qū)域年降水量系列。

（2）對該系列進行頻率計算，即可求取區(qū)域多年平均的年降水量及不同頻率的區(qū)域年降水量。2、降水量等值線圖法

當區(qū)域面積較小時，適用該方法，反之采用頻率計算方法。

（三）區(qū)域年降水量的年內(nèi)分配

1、降水量百分率及其出現(xiàn)月份分區(qū)圖

包括：多年平均連續(xù)最大4個月降水量占多年平均降水量的百分率及其出現(xiàn)時間；連續(xù)最大4個月降水量占年平均降水量的百分率等值線及其出現(xiàn)月份分區(qū)圖。2、各代表站不同頻率的降水量年內(nèi)分配二、蒸發(fā)量

（一）水面蒸發(fā)

1、水面蒸發(fā)器折算系數(shù)

水面蒸發(fā)器折算系數(shù)是指天然大水面蒸發(fā)量與某種型號水面器同期實測蒸發(fā)量比值。折算系數(shù)有以下特點：（1）折算系數(shù)隨時間而變，一般是秋高春低。（2）有一定的地區(qū)分布特點，在我國一般從東南沿海向內(nèi)陸呈遞減趨勢。

2、多年平均年水面蒸發(fā)量等值線圖的繪制（二）陸面蒸發(fā)

陸面蒸發(fā)又稱流域蒸發(fā)，是指特定區(qū)域天然情況下的實際總蒸散發(fā)量。它等于地表水體蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)、植物散發(fā)量的總和。陸面蒸發(fā)的估算主要有以下兩種方法：1、流域水量平衡方程式間接估算法2、基于水熱平衡原理的經(jīng)驗公式估算法（如彭門公式）

（三）干旱指數(shù)與旱澇分析

1、干旱指數(shù)

干旱指數(shù)是反映氣候干旱程度的指標，通常定義為年蒸發(fā)能力與年降水量的比值。2、旱澇分析

我國采用的旱澇標準主要有：（1）濕潤度與蒸散度比值法（2）旱澇指數(shù)指標法當<－2時為大旱；－2<<－1時為旱；－1<<1時為正常；1<<2時為澇；>2時為大澇。（3）供需比指標法

當<0.5時為旱；0.5≤≤0.8時為偏旱；0.8≤≤1.3時為正常；>1.3時為偏澇。

三、河川徑流量

（一）徑流資料的統(tǒng)計處理

主要內(nèi)容包括：徑流還原計算、統(tǒng)計特征值計算、徑流資料的插補延長。

（二）多年平均徑流深及年徑流變差系數(shù)等值線圖的繪制

重點是：等值線圖的合理性檢查。

（三）河川徑流量的分析計算

1、代表站法

基本思路：選取代表站，并計算代表站逐年及多年平均年徑流量和不同頻率的年徑流量，然后根據(jù)徑流形成條件的相似性，把代表站的計算成果按面積比或綜合修正的方法推廣到整個研究范圍，從而推算區(qū)域多年平均及不同頻率的年徑流量。（參見P41－42）2、等值線圖法

重點：面積加權法、經(jīng)驗公式法3、年降雨徑流相關圖法基本思路：選取具有實測降水徑流資料的代表站，由區(qū)域?qū)崪y平均降水量，在代表站年降水徑流關系圖上查得逐年區(qū)域年徑流量，進行頻率計算，即可得到不同頻率得區(qū)域年徑流量。4、水熱平衡法

（四）河川徑流量的年內(nèi)分配1、多年平均年徑流的年內(nèi)分配（1）多年平均月徑流過程

通常采用月徑流量多年平均值與年徑流量多年平均值之比值的柱狀圖或過程線的年內(nèi)分配表示。（2）多年平均連續(xù)最大4個月徑流百分率

即連續(xù)最大4個月的徑流總量占多年平均徑流量的百分數(shù)。（3）枯水期徑流百分率

即枯水期徑流量與年徑流量的比值的百分數(shù)。2、不同頻率年徑流的年內(nèi)分配

通常采用典型年法。第四節(jié)

地下水資源

一、概述區(qū)域地下水資源是指區(qū)域淺層地下水體在當?shù)亟邓a給條件下，經(jīng)水循環(huán)后的產(chǎn)水量。通常按地形地貌等特征分為山丘區(qū)和平原區(qū)。地下水資源計算的基本方法主要有：四大儲量法（靜儲量、動儲量、調(diào)節(jié)儲量、開采儲量）、地下水動力學法、數(shù)理統(tǒng)計法、水均衡法。水均衡法以均衡區(qū)的水量平衡分析為基礎，研究地下水各項補給量、各項排泄量和地下水蓄變量之間的動態(tài)關系。

一般情況下，山丘區(qū)以總排泄量估算總補給量，代表地下水資源量；平原區(qū)直接以總補給量估算地下水資源量。

二、山丘區(qū)地下水資源量的計算

三、平原區(qū)地下水資源的計算

（一）以補給量估算

（二）以排泄量估算

（三）地下水可開采量

地下水可開采量是指在經(jīng)濟合理、技術可行和不造成地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化及其它不良后果條件下可供開采的淺層地下水量。其具體估算方法有以下三種：1、實際開采量調(diào)查法 即將實際開采量近似代表多年平均可開采量。2、可開采系數(shù)法 重點在于確定可開采系數(shù)。它等于可開采量與總補給量之比。3、多年調(diào)節(jié)計算法 該方法進行逐年的補給量和消耗量的平衡計算，兩者之差即為地下水可開采量。

四、不同頻率代表年的地下水資源量（一）山丘區(qū)建立代表年的河川基流量和地下水資源量的相關圖。（二）平原區(qū)建立代表年的降水入滲補給量和地下水資源量的相關圖。

第五節(jié)

水資源總量水資源總量的計算主要包括以下內(nèi)容：

(1)多年平均水資源總量的計算

(2)不同頻率水資源總量的計算

(3)地下水開采條件下的水資源總量

一、區(qū)域多年平均水資源總量的計算

（一）山丘區(qū)域

（二）平原區(qū)域（三）平原與山丘的混合區(qū)域（四）水資源總量計算中的平衡分析

可推出：這里：平原地區(qū)的河川基流量相當于地下水河道排泄量，是指當河道水位低于兩岸地下水時，地下水向河道排泄的水量。

二、區(qū)域不同頻率水資源總量的計算及年內(nèi)分配

（一）總量計算1、直接法逐年計算區(qū)域河川徑流量、地下水資源量、重復水量。2、相關法

建立或的相關圖。3、簡化倍比法

山丘區(qū)

平原區(qū)（二）年內(nèi)分配計算 典型年同倍比縮放法，其縮放倍比為代表年區(qū)域水資源總量與典型年區(qū)域水資源總量之比。

三、地下水開采條件下水資源總量的計算即：即：可推出：

第六節(jié)

入境與出境水量

一、概述入境水量：天然河流經(jīng)區(qū)域邊界流入?yún)^(qū)域的河川徑流量。出境水量：天然河流經(jīng)區(qū)域邊界流出區(qū)域的河川徑流量。二、計算

1、代表站法

2、水量平衡法三、時空分布

1、年內(nèi)分配 多年平均年水量的月分配過程；連續(xù)點4個月、枯水期水量占年水量的百分率。

2、多年變化 變差系數(shù)；周期變化規(guī)律；分區(qū)法。第四章可供水量的計算

第一節(jié)概述

一、可供水量的定義1、定義

指在不同水平年、不同保證率情況下，考慮需水要求，供水工程設施可能提供的水量。

2、可供水量應滿足的要求

（1）能反映水資源的余缺程度；（2）有別于工程實際供水量與最大供水能力；（3）不包括工程棄水與不可用水；（4）具有可規(guī)劃性；（5）適用性二、影響可供水量的因素1、供水工程條件供水工程設施一般有：蓄水工程，如水庫、塘壩；引水工程，如有壩引水、無壩引水；提水工程，如抽水站等。2、來水條件

可供水量的計算與年來水量及年內(nèi)變化有密切關系。3、用水條件 指用水特性。如用水結(jié)構(gòu)、分布、性質(zhì)、要求、規(guī)模。

三、可供水量的計算方法1、系列調(diào)算法

根據(jù)實測和調(diào)查的來、用水等資料系列逐年計算可供水量，然后經(jīng)頻率計算，求出不同保證率代表年的可供水量。（參見P66例4－2）2、典型年法

根據(jù)實測和調(diào)查的來、用水等資料系列中選出不同保證率典型年，計算其可供水量。

第二節(jié)

蓄水工程可供水量的計算

一、大中型水庫可供水量（一）年調(diào)節(jié)水庫

年調(diào)節(jié)水庫是指當年來水為當年所用的水庫。它的庫容系數(shù)一般小于0.3，即。

庫容系數(shù)是指水庫的調(diào)蓄庫容（通常以興利庫容或有效庫容表示）與水庫控制面積以上多年平均來水量的比值。具體計算方法有：1、典型年調(diào)算法

參見P－68例4-3。2、系列調(diào)算法 該方法根據(jù)歷年資料系列推求逐年的可供水量（按典型年調(diào)算法計算），然后進行頻率計算，從而求出不同水平年、不同保證率情況下水庫的可供水量。3、簡化方法

簡化法的適用情況：（1）水庫放水能全部為用戶所用，可供水量達到最大值，即“以供定需”的情況。（2）水庫供水范圍內(nèi)用水戶已經(jīng)飽和，水庫多余的棄水無法為用戶所用，即“以需定供”的情況。（3）當研究區(qū)域水庫工程較多，某些水庫的資料不全時，可通過一些資料齊全、系列較長的典型水庫，分析來水與供水的關系，以便資料不全的水庫參考。

簡化法的具體步驟如下：①選擇具有不同庫容系數(shù)的典型水庫；②計算各水庫逐年的水量利用系數(shù)；

③對進行排頻計算；④繪制相關圖；⑤利用相關圖按下式計算不同代表年的水庫供水量。（參見P－70例4-4）

（二）多年調(diào)節(jié)水庫

多年調(diào)節(jié)水庫是一種跨年度調(diào)節(jié)的水庫，即當年的來水并非為當年所用，而要以豐補枯，它的水庫庫容系數(shù)一般大于0.3～0.5。

多年調(diào)節(jié)水庫一般采用系列調(diào)算法，即由來水、用水量的長系列資料，用時歷法逐年作調(diào)節(jié)計算。也可按一定的計算原則：低于設計保證率年份的可供水量，按“以需定供”求得；高于設計保證率的可供水量，由計算得出的保灌面積乘以該年綜合畝毛灌溉定額求得。1、簡化計算方法的適用情況

（1）當水庫參數(shù)和用戶在未來不同水平年不會發(fā)生變化或變化很小，而且水庫有多年實際運行資料時，可直接由供水量進行排頻計算，從而求得不同水平年在不同保證率情況下的水庫可供水量。（2）當水庫資料不全時，可通過建立與供水量有關的基本資料的相關分析，從而求得所需成果。這種相關分析主要有以下兩種：

①關系（來水量變率～存水系數(shù)）曲線的繪制

水庫年末最大存水量不能超過該水庫的興利庫容，即存水系數(shù)。由幾個典型水庫分別計算，以為縱坐標，為橫坐標，根據(jù)點群不同保證率范圍，分別繪制出不同調(diào)節(jié)系數(shù)典型水庫的相關圖。

②關系（年總水量系數(shù)～供水系數(shù)）曲線的繪制

通過對典型水庫資料的計算，逐年求出和，然后以為縱坐標，為橫坐標，根據(jù)點群不同保證率范圍，分別繪制出不同調(diào)節(jié)系數(shù)典型水庫的相關圖。

2、簡化計算的具體步驟

（1）計算水庫庫容系數(shù)，，根據(jù)的大小選擇與典型水庫接近的、相關圖進行查找。

（2）計算來水變率，由值查選定的相關圖，求出相應的值。（3）由公式計算出，按計算出水庫年總水量系數(shù)，查找選定的相關圖，即可求出不同保證率下的供水系數(shù)值。（4）由公式，引入保證率的概念，則有，即求得資料不全的多年調(diào)節(jié)水庫的年可供水量。

二、小型蓄水工程可供水量

1、復蓄指數(shù)法

復蓄指數(shù)是指水庫、塘壩年可供水量與興利庫容的比值，其意義同供水系數(shù)。由，可得：2、保灌系數(shù)法

復蓄指數(shù)為塘壩保證灌溉面積與灌溉面積之比，即由保灌系數(shù)可按下式推求塘壩的年可供水量：3、水量利用系數(shù)法 水量利用系數(shù)是指蓄水工程年可供水量與年徑流量的比值。在分析出水量利用系數(shù)后，可按下式計算年可供水量：4、灌溉水庫水利計算查算圖法

具體步驟參見P73。（例4－5）

第三節(jié)

引水、提水工程可供水量的計算

引水、提水工程：一般指引用或抽取天然流量以供水的工程。該水量只引用，不能用于調(diào)節(jié)徑流。一、分析計算要點1、根據(jù)實測流量資料，統(tǒng)計歷年灌溉供水關鍵期最小5日平均流量系列，經(jīng)排頻計算求得不同保證率下的最小5日平均流量，按照引水成數(shù)或抽水成數(shù)估算不同保證率下的引水、提水工程的供水流量，再比上灌區(qū)關鍵供水期萬畝農(nóng)田灌溉需水流量定額，即求得不同保證率下的可保灌農(nóng)田面積，該值與同保證率下的綜合畝毛灌溉定額之積即為可供水量。

一般情況下：水量豐沛地區(qū)：

2、當設計保證率和實灌面積已知時，若保證率低于設計保證率，可供水量按“以需定供”的原則供水；若保證率高于設計保證率時，乘以一個小于1.0的保灌系數(shù)。3、當流域不同保證率的典型代表年已經(jīng)選定，而引、提水工程相應該典型年的灌區(qū)實灌面積有調(diào)查統(tǒng)計數(shù)字，則可用實灌面積乘以綜合畝毛灌溉定額計算其可供水量。4、當水源水量有相當?shù)谋ＷC時，可對歷年灌溉供水期最低5日（或旬）平均水位組成的系列進行排頻計算，求得指定保證率的最低枯水位，再對照引水樞紐型號尺寸或泵站水泵特性，求得指定保證率的可供流量。進一步可按情況1計算可供水量。

二、引、提水工程可供水量的計算方法

（一）引水工程引水工程可供水量是指用水戶通過引水工程直接從河流、湖泊中直流引用的水量。1、大中型引水工程可供水量的計算 這類工程的可供水量大小與河道天然來水、渠道過水能力、下游河道過水流量以及用戶的用水要求均有關系。一般按選擇的典型年逐一進行。其計算可按以下公式逐月進行：2、小型引水工程可供水量的計算 這類工程往往資料缺乏，引水方式多為沿河節(jié)節(jié)攔截，渠首樞紐處的流域面積常與抽水工程嵌套重復，因而多采用簡化的方法估算可供水量。

（二）提水工程

提水工程可供水量是指用水戶通過動力機械設備直接從河道、湖泊中提取引用的水量。提水工程的可供水量主要取決于供水水源的保證程度和用戶的需水要求。1、從河道取水

需要注意的是：由于提水設備不可能全年開機，用戶也不一定是全年都有需水要求，因此該式算出的可能最大提水量通常遠大于提水工程的可供水量。實際估算時，往往先調(diào)查提水工程抽取流量的大小與開機時間，兩者相乘求得可供水量。

2、從湖泊、大江、大河提水 該類工程可供水量大小取決于提水設備能力和用戶的需水要求以及指定保證率下江、湖的最低枯水位。（p78表4－9）第四節(jié)

地下水可供水量的計算

一、地下水可利用水量的計算地下水可利用水量是指地下水源長期有保證的供水量。它等于地下水可能最大補給量與地下水的無效損失量之差。1、地下水可能最大補給量

地下水可能最大補給量是指在理想條件下，地下水庫能得到的最大補給量，即各個有長期保證的補給量之和的最大值。它的特點是:

（1）地下水可能最大補給量不是各項補給量可能最大值的簡單求和。（2）地下水可能最大補給量隨補給條件的改變而變化。（3）當補給條件基本不變時，地下水可能最大補給量的多年平均值可視為不變。2、地下水無效損失量

地下水無效損失量是指未被利用的無效部分，包括地下水流出量、越流排泄量和淺水蒸發(fā)量。其特點是:地下水無效損失量隨地下水埋深的增加而相應減小。原因是：埋深大，潛水蒸發(fā)減?。宦裆畲?，上下含水層之間的水頭差變小，使得越流排泄減?。宦裆畲?，地下水出流坡度減小，甚至出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。地下水補給量隨地下水埋深的變化規(guī)律是：（1）自地表到地下水最佳埋深以上，地下水的補給量隨埋深增加而增加；（2）最佳埋深時，地下水的補給量即為可能最大補給量；（3）超過地下水最佳埋深時，地下水的補給量隨地下水埋深的增加反而減小。3、地下水可利用水量計算公式

二、地下水可供水量的計算對地下水開采利用程度較高的地區(qū)：考慮補給量與開采量之間的平衡關系，開采量不大于極限開采量。極限開采量是指在經(jīng)濟合理、技術可行和不造成地下水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化及其他不良后果條件下可供開采的地下水量。對地下水開采利用程度較低的地區(qū)：只要提水設備能力允許，按“以需定供”原則開采。

（一）實際供水調(diào)查法1、根據(jù)泵站的提水能力與開機時間計算

2、根據(jù)耗電量或耗油量計算

3、根據(jù)灌水次數(shù)和灌水定額計算（二）可開采系數(shù)法第五節(jié)

區(qū)域可供水量的計算

一、區(qū)域可供水量的計算原則六原則：

1、先小后大；

2、先自流水后蓄水、提水；

3、先近后遠；

4、先地表后地下；

5、先本流域后外流域；

6、先高后低（就水質(zhì)而言）

三個有利于：

1、有利于系統(tǒng)內(nèi)的供需平衡；

2、有利于消除各項用水矛盾；

3、有利于生態(tài)效益與經(jīng)濟效益二、匯總計算應注意的問題

1、取各項工程同一典型代表年的供水量匯總；

2、按地表、地下可供水量分別匯總；

3、避免可供水量的重復計算；

4、匯總成果應進行合理性檢查：（1）除從大江、湖泊取水的供水工程外，區(qū)域其它各類供水工程的可供水量總和只能是其控制面積相