1、水文水資源（下）,清華大學(xué)水利系 唐莉華 2006年6月4日,2,主要內(nèi)容：,水資源基礎(chǔ)知識(shí) 水資源評(píng)價(jià) 水資源供需平衡分析 水文預(yù)報(bào) 防洪 節(jié)水,3,一、水資源基礎(chǔ)知識(shí),水資源的定義 水資源的分類 水資源的特點(diǎn),4,水資源的定義：,1988年聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)和世界氣象組織(WMO)定義： 作為資源的水應(yīng)當(dāng)是可供利用或可能被利用，具有足夠數(shù)量和可用質(zhì)量，并且可適合對(duì)某地為對(duì)水資源需求而能長(zhǎng)期供應(yīng)的水源。,5,水資源的定義：,狹義水資源： 人類在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能夠直接利用的淡水。 廣義水資源： 在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下能夠直接或簡(jiǎn)介適用的各種水和水中物質(zhì)，在社會(huì)生活和生產(chǎn)中具

2、有適用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水都可成為水資源。,6,水資源的分類：,按存在形式分： 地表水：一般指坡面流和壤中流，即地表水體的動(dòng)態(tài)部分 地下水：主要指淺層地下水,7,水資源的分類：,按量算方法分： 實(shí)測(cè)河川徑流量 天然徑流量 可利用水資源量 可供水量,8,水資源的分類：,按形成條件分： 當(dāng)?shù)厮Y源（主水） 入境水資源（客水） 按利用方式分： 河外用水：生產(chǎn)、生活用水 河內(nèi)用水：發(fā)電、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游用水 生態(tài)環(huán)境用水：,9,水資源的特點(diǎn)：,資源的循環(huán)性：水文循環(huán) 儲(chǔ)量的有限性：全球淡水資源僅占全球總水量的2.5 時(shí)空分布的不均勻性： 開發(fā)利用的多樣性：生產(chǎn)、生活、生態(tài) 利、害雙重性：洪水、旱災(zāi)、污染

3、,10,二、水資源評(píng)價(jià),水量評(píng)價(jià)： 地表水資源量 地下水資源量 水質(zhì)評(píng)價(jià)：,11,2.1 地表水資源量：,地表水資源的收支項(xiàng)： 降水、蒸發(fā)、徑流 地表水資源的分類: 河流：最主要部分，可表示地表水資源量 湖泊 冰川,12,地表水資源量的評(píng)價(jià)：,單站徑流資料統(tǒng)計(jì)分析 主要河流年徑流量計(jì)算 分區(qū)地表水資源量計(jì)算 地表水資源時(shí)空分布特性分析 地表水資源可利用量估計(jì) 人類活動(dòng)對(duì)河流徑流的影響分析,13,河流徑流計(jì)算方法： 成因分析法：通過對(duì)觀測(cè)資料或試驗(yàn)資料分析，建立某一水文特征值與其影響因素之間的函數(shù)關(guān)系，從而預(yù)測(cè)未來的水文情勢(shì)。 地理綜合法：利用已有固定觀測(cè)站點(diǎn)的長(zhǎng)期觀測(cè)資料確定河流水文特征值在區(qū)

4、域內(nèi)的時(shí)空分布規(guī)律，預(yù)估無資料流域未來水文情勢(shì)的方法。,14,河流徑流計(jì)算方法： 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：根據(jù)水文現(xiàn)象的隨機(jī)性特征，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，分析河流水文特征值系列的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并進(jìn)行概率預(yù)估，從而得出水資源開發(fā)利用工程所需的設(shè)計(jì)水文特征值。 數(shù)學(xué)模型法：概念型模型和機(jī)理性模型,15,年徑流量分析： 年徑流量：一個(gè)年度內(nèi)通過河流某斷面的水量，稱為該斷面以上流域的年徑流量，單位是m3。 年徑流深：年徑流量折算成水深，mm 多年平均年徑流量：利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求出實(shí)測(cè)各年徑流量的均值，即為多年平均年徑流量。,16,年徑流量分析： 年徑流量的時(shí)空變異： 區(qū)域性變化：五帶（見后頁表） 年內(nèi)變化：降水

5、為主的，降雨為主兼有積雪融水的，融雪為主兼有降雨的 影響年徑流量的因素： 氣候：降雨、降雪、蒸發(fā)等 下墊面條件：地形、植被、土壤和地質(zhì)、湖泊和沼澤、流域大小、水利工程等,17,年徑流深的分帶,18,多年平均年徑流量的計(jì)算： 資料充分地區(qū)： 多年實(shí)測(cè)徑流量的均值 資料不足地區(qū)：差補(bǔ)延長(zhǎng)，相關(guān)分析法 無資料地區(qū)：等值線法/水文比擬法,19,某一頻率下的設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算： 基本步驟： 分析資料的代表性，少于20年的短系列加以延展 計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線 計(jì)算徑流量均值 及Cv和Cs 用適線法確定理論頻率曲線 推求不同設(shè)計(jì)頻率的年徑流量,20,徑流還原計(jì)算（消除人類活動(dòng)的影響）： 水量平衡原理

6、： W天然W實(shí)測(cè)W還原 W還原W農(nóng)W引W蒸W蓄W工W滲 其中， W天然還原后的天然徑流量; W實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)徑流量 W還原還原總水量； W農(nóng)農(nóng)業(yè)灌溉凈耗水量 W引跨流域引出、引入水量、分洪決口水量 W蒸水面面積擴(kuò)大增加的耗水量 W蓄計(jì)算時(shí)段始末蓄水工程的蓄水變量 W工工業(yè)和生活凈耗水量； W滲水庫(kù)滲漏量,21,各分量還原計(jì)算： 農(nóng)業(yè)灌溉凈耗水量W農(nóng) W農(nóng) W毛（11） W毛灌區(qū)渠首引水總量； 1灌溉回歸系數(shù) 水面面積擴(kuò)大增加的耗水量W蒸 W蒸0.1(E水E陸)A水 E水水面蒸發(fā)皿蒸發(fā)量； E陸陸面蒸發(fā)量 水面蒸發(fā)折算系數(shù)；A水增加的水面面積 水庫(kù)蓄水變量W蓄 W蓄 W末 W初,22,各分量還原計(jì)算：

7、 工業(yè)和生活凈耗水量W工 W工 W0（13） W0工業(yè)和生活引用的地表水量； 3工業(yè)和生活用水的回歸系數(shù) 水庫(kù)滲漏量W滲 W滲 W入 W雨 W蓄 W出 W蒸 W入入庫(kù)徑流總量； W雨庫(kù)區(qū)水面降水量 W蓄水庫(kù)需水變化量；W出放水洞、泄洪道放水量 W蒸庫(kù)區(qū)水面蒸發(fā)總量,23,分區(qū)地表水資源量： 指水資源分區(qū)內(nèi)降水形成的河流徑流量，不包括入境水量。 分區(qū)方法：按氣候條件和地質(zhì)條件分 按天然流域分 按行政區(qū)劃分,24,分區(qū)地表水資源量： 區(qū)內(nèi)河流有水文站控制：按水資源分區(qū)，選擇控制站或代表站，分析實(shí)測(cè)及天然徑流量，根據(jù)控制站天然年徑流量系列，按面積比修正為該分區(qū)天然年徑流量系列。,Qab分區(qū)年徑流量，

8、m3/s；Qa控制站以上年徑流量， m3/s Pa、Pb控制站以上、以下同一年的單位面積平均降水量,mm Fa、Fb控制站以上、以下的面積，km2,25,分區(qū)地表水資源量： 區(qū)內(nèi)河流沒有水文站控制： 水文模型 鄰近區(qū)降雨徑流關(guān)系推求 鄰近區(qū)徑流等值線圖推求,26,可利用地表水資源量的估算： 地表水資源可利用量：在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能及滿足河道內(nèi)用水并估計(jì)下游用水的前提下，通過蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一次性最大水量（不包括回歸水的重復(fù)利用） Q可利用Q當(dāng)?shù)睾恿鲝搅鱍入境Q出境,27,2.2 地下水資源量：,地下水的補(bǔ)給量： 指天然或開采條件下，單位時(shí)間進(jìn)入含水層（帶）中的水量，包括

9、地下水的流入、降水滲入、地表水滲入、越流補(bǔ)給、人工補(bǔ)給等。 地下水儲(chǔ)存量： 儲(chǔ)存于含水層內(nèi)的重力水體積。,28,地下水的補(bǔ)給量計(jì)算： 地下水流流入量（側(cè)向補(bǔ)給量） Qb（單位：m3/d） QbK J B H 其中，K含水層滲透系數(shù)，m/d J地下水水力坡度 B計(jì)算斷面寬度，m H潛水（或承壓水）含水層厚度，m,29,地下水的補(bǔ)給量計(jì)算： 降水滲入補(bǔ)給量Qp （單位：m3/s） Qp A x 其中， 年均降水入滲系數(shù) A降水滲入面積,m2 x年降水量,m/a,30,地下水的補(bǔ)給量計(jì)算： 河渠滲入補(bǔ)給量Qi QiK B (h1-hw)/L(h1+hw)/2 其中，h1 、hw 沿滲流補(bǔ)給方向岸邊與

10、開采井群的動(dòng)水位高度,m B河渠補(bǔ)給寬度,m L岸邊至井群的直線水平距離,m K含水層滲透系數(shù)，m/d,31,地下水的補(bǔ)給量計(jì)算： 灌溉水滲入補(bǔ)給量Qirr Qirr A h 或 Qirr m A 其中， 給水度；m灌溉定額，m3/a h 灌溉引起的地下水升幅，m,32,地下水的補(bǔ)給量計(jì)算： 越流補(bǔ)給量Qo QoA (h2-h1)A(h2h1)k /m 其中，h1 、h2開采層和相鄰層的水位，m A越流補(bǔ)給面積，m2 越流系數(shù)，1/d k越流層垂向滲透系數(shù),m/d m越流層厚度,m,33,承壓含水層的彈性儲(chǔ)存量Wc的計(jì)算： WcS A hp Wc承壓含水層的彈性儲(chǔ)存量，m3 S儲(chǔ)存系數(shù)（釋水系

11、數(shù)） hp承壓含水層自頂板算起的壓力水頭高度,m,34,地下水資源允許開采量的定義： 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水建筑物,在開采期內(nèi)水量不會(huì)減少，動(dòng)水位不超過設(shè)計(jì)要求、水質(zhì)和水溫度變化在允許范圍內(nèi)、不影響已建水源正常開采、不發(fā)生危害性的環(huán)境地質(zhì)問題，并符合現(xiàn)行法規(guī)規(guī)定的前提下，單位時(shí)間從水文地質(zhì)單元或水源的范圍內(nèi)能夠取得的地下水資源量。,35,水資源量的計(jì)算 水資源量 地表水資源量地下水資源量重復(fù)計(jì)算量 重復(fù)計(jì)算量包括：灌溉回歸補(bǔ)給量、河渠湖庫(kù)等滲漏補(bǔ)給量等。,36,三、水資源供需平衡分析,水資源供需平衡分析的目的和意義 供需平衡分析的原則 供需平衡分析方法 需水預(yù)測(cè),37,水資源供需預(yù)測(cè)的目的和意

12、義：,水資源供需平衡分析，是指在一定范圍內(nèi)（行政、經(jīng)濟(jì)區(qū)域或流域）不同時(shí)期的可供水量和需水量的供求關(guān)系分析。 目的： 弄清水資源總量的供需現(xiàn)狀和存在的問題 預(yù)測(cè)不同時(shí)期不同部門的水資源余缺狀況 針對(duì)供需矛盾，進(jìn)行水資源的總體規(guī)劃,38,水資源供需預(yù)測(cè)的原則：,近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合 流域和區(qū)域相結(jié)合 綜合利用和保護(hù)相結(jié)合,39,水資源供需預(yù)測(cè)分析方法：,系列法： 按雨情、水情的歷史系列資料進(jìn)行逐年的供需平衡分析計(jì)算 典型年法（代表年法）： 根據(jù)雨情、水情具有代表性的幾個(gè)不同年份進(jìn)行分析計(jì)算,40,典型年法：,基本步驟： 劃分水資源分區(qū)及計(jì)算時(shí)段 選擇典型年和水平年 可供水量計(jì)算 需水量計(jì)算,41,典

13、型年法：,可供水量和需水量的時(shí)空分布不均勻，因此需要分區(qū)和分時(shí)段進(jìn)行供需平衡分析。 水資源分區(qū)：盡量按照流域、水系劃分；照顧行政區(qū)劃；不打亂供水、用水、排水系統(tǒng) 計(jì)算時(shí)段：可以是年、季、月、旬和日,42,典型年法：,典型年的選擇： 根據(jù)水文系列的頻率分析，選擇不同頻率的若干典型年； 平水年P(guān)50，一般枯水年P(guān)75 特別枯水年P(guān)90（或95）,43,典型年法：,水平年的確定：應(yīng)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展的總目標(biāo)相協(xié)調(diào)。 現(xiàn)狀水平年（基準(zhǔn)年） 近期水平年：基準(zhǔn)年后510年 遠(yuǎn)景水平年：基準(zhǔn)年后1520年 遠(yuǎn)景設(shè)想水平年：基準(zhǔn)年后3050年,44,供水預(yù)測(cè)：,供水系統(tǒng)： 按工程上分類：蓄水工

14、程、引水工程、提水工程、 調(diào)水工程 按水源分類：地表水工程、地下水工程、 污水再生回用工程 按用戶分類：城市供水、農(nóng)村供水、混合供水,45,供水預(yù)測(cè)：,可供水量： 指不同水平年、不同保證率或不同頻率條件下通過工程設(shè)施可提供的符合一定標(biāo)準(zhǔn)的水量。 可供水量包括區(qū)域內(nèi)的地表水、地下水、外流域調(diào)水、污水處理回用和海水利用等。,46,供水預(yù)測(cè)：,影響可供水量的因素： 來水條件：水文現(xiàn)象的隨機(jī)性 用水條件：上下游的用水條件、河道內(nèi)生態(tài)用水的考慮等 工程條件：決定供水系統(tǒng)的供水能力 水質(zhì)條件：符合不同用戶的使用標(biāo)準(zhǔn),47,供水預(yù)測(cè)：,可供水量的計(jì)算項(xiàng)目：,48,需水預(yù)測(cè)：,“三生”：生產(chǎn)（工業(yè)、農(nóng)業(yè)）、生

15、活、生態(tài) 工業(yè)用水： 一般指工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中，用于制造、加工、冷卻、空調(diào)、凈化和洗滌等方面的水。1993年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)工業(yè)用水占總用水量的17.4。,49,工業(yè)需水預(yù)測(cè)：,QI=QC+QD+QR 其中，QI總用水量,在設(shè)備和工藝流程不變時(shí)為一定值。 QC生產(chǎn)過程中消耗的水量，包括蒸發(fā)、滲漏等損失水量，以及產(chǎn)品帶走的水量 QD排水量，多指未重復(fù)利用的廢污水量 QR重復(fù)用水量，包括循環(huán)用水量和二次以上的用水量,50,工業(yè)需水預(yù)測(cè)：,耗水量和排水量之和稱為取用水量QII： QI=QII+QR 重復(fù)利用率R： RQR/QI100 重復(fù)利用率越高，表示工業(yè)用水的有效利用程度越高。,51,工業(yè)需水預(yù)測(cè)：

16、,趨勢(shì)預(yù)測(cè)法： SiS0（1d）n 其中,Si某一年所預(yù)測(cè)工業(yè)需水量 S0基準(zhǔn)年的工業(yè)用水量 d工業(yè)用水量年平均增長(zhǎng)率 n基準(zhǔn)年道預(yù)測(cè)年份所間隔的年數(shù),52,相關(guān)預(yù)測(cè)法 建立與工業(yè)產(chǎn)值之間的相關(guān)關(guān)系 分行業(yè)重復(fù)利用率提高法 根據(jù)不同的行業(yè)部門，采用萬元產(chǎn)值用水量和重復(fù)利用率推算工業(yè)用水： q2q1（11）/(1-2) 其中，q1，q2分別為基準(zhǔn)年和預(yù)測(cè)年的萬元產(chǎn)值 取用水量 1，2分別為基準(zhǔn)年和預(yù)測(cè)年的工業(yè)用水 重復(fù)利用率,53,生活需水預(yù)測(cè)：,生活用水： 包括城市居民住宅用水、公共建筑用水、市政用水、景觀娛樂用水、供熱消防用水等。 1993年資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市生活用水占總用水量的9.2。城市

17、用水要求供水保證率不低于95,54,生活需水預(yù)測(cè)：,人均生活用水定額法： Q生活365qm/1000 其中， Q生活生活用水需求量，m3/a q 人均生活用水定額，L/（人d） m 預(yù)測(cè)年用水人口數(shù)，人,55,農(nóng)業(yè)需水預(yù)測(cè)：,農(nóng)業(yè)用水： 包括農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)的用水，農(nóng)村居民的生活用水、農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水等。 農(nóng)業(yè)用水時(shí)我國(guó)主要用水大戶，主要是農(nóng)業(yè)灌溉用水，其保證率低于城市工業(yè)和生活用水。,56,農(nóng)業(yè)灌溉用水預(yù)測(cè)：,作物需水量：作物在全生育期或某一時(shí)段內(nèi)正常生長(zhǎng)所需的數(shù)量，包括消耗于作物蒸騰量和株間蒸發(fā)量。 灌溉制度：作物播種前及生育期內(nèi)進(jìn)行適時(shí)灌水的制度 灌溉用水量：灌溉面積上需要提供給作物

18、的水量。,57,農(nóng)業(yè)灌溉用水預(yù)測(cè)：,直接推算法： M凈m 其中，M凈一種作物一次田間灌溉水量，又稱凈灌溉用水量，m3。 m 作物某次灌水的灌水定額，m3/畝 該作物的灌溉面積,畝,58,農(nóng)業(yè)灌溉用水預(yù)測(cè)：,考慮蒸發(fā)、滲漏等損失時(shí)： M毛 M凈/水 其中，M毛灌溉引水量，即毛灌溉用水量。 水灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)水與渠道的長(zhǎng)度、沿線土質(zhì)和水文地質(zhì)條件、渠道工程狀況（配套、襯砌等）、灌溉管理水平等有關(guān)。,59,其他農(nóng)業(yè)用水預(yù)測(cè)：,農(nóng)村居民生活用水：定額法與城市生活用水類似 牲畜用水：定額法與城市生活用水類似 漁業(yè)用水：指養(yǎng)殖水面蒸發(fā)和滲漏所消耗水的補(bǔ)充量，可用公式 W漁EP+S計(jì)算。為養(yǎng)殖

19、面積，E為水面蒸發(fā)量，P為年降雨量，S為年滲漏量，為蒸發(fā)器折算系數(shù)。 鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水：與工業(yè)用水類似,60,生態(tài)環(huán)境需水量：,廣義生態(tài)環(huán)境用水定義:維持全球生物地理生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需用的水,包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等,都是生態(tài)環(huán)境用水。 狹義的生態(tài)環(huán)境用水:為維護(hù)生態(tài)環(huán)境不再惡化并逐漸改善所需要消耗的水資源總量。 21世紀(jì)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究,61,生態(tài)環(huán)境需水量：,生態(tài)需水是指維持生態(tài)系統(tǒng)中具有生命的生物物體水分平衡所需要的水量。主要包括維護(hù)天然植被所需要的水量、水土保持及水保范圍之外的林草植被建設(shè)所需要的水量、保護(hù)水生生物所需要的水量。 環(huán)境需水則是指為保護(hù)和改善人類居住環(huán)

20、境及其水環(huán)境所需要的水量。,62,生態(tài)環(huán)境需水量：,按生態(tài)系統(tǒng)類型分 自然生態(tài)系統(tǒng)需水 人工生態(tài)系統(tǒng)需水 按空間尺度分 景觀生態(tài)環(huán)境需水 區(qū)域生態(tài)環(huán)境需水 流域生態(tài)環(huán)境需水,63,河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水 取年天然徑流量的百分比作為河流生態(tài)環(huán)境需水量 采用逐月最小徑流量的特殊百分比作為河流生態(tài)環(huán)境需水量 根據(jù)生態(tài)環(huán)境和水文條件特點(diǎn),計(jì)算在保障水生態(tài)需水情況下人類活動(dòng)可利用水資源量 采用90%保證率最枯連續(xù)7天的平均水量作為河流最小流量設(shè)計(jì)值,64,河道外生態(tài)環(huán)境需水 河道外生態(tài)需水針對(duì)天然植被和人工植被的生態(tài)需水研究較多 計(jì)算的方法和理論多為水量平衡理論,面積定額法等,多以植物耗水量(植被蒸騰量)代

21、替生態(tài)需水量;,65,維持景觀、娛樂等環(huán)境需水 城市進(jìn)行城市規(guī)劃時(shí),常采用人均水面面積指標(biāo)衡量和確定維持景觀、娛樂水面面積和流量,綠地、美化環(huán)境等需水。,66,供需分析的分類： 按范圍分：計(jì)算單元的供需分析 區(qū)域的供需分析 流域的供需分析 按供需平衡分析的時(shí)間分： 現(xiàn)狀供需分析：實(shí)際供需計(jì)算，平衡校核 不同發(fā)展階段的供需分析：預(yù)測(cè)供需，方案比選,供需平衡分析：,67,供需平衡分析： 余缺水量:WW供i W需i W供i，W需i分別表示分項(xiàng)i的可供水量和需水量。 W余缺水量，為表示水資源富余，尚可開發(fā)利用 為表示缺乏,產(chǎn)生供需矛盾,供需平衡分析：,68,水資源規(guī)劃：,水資源綜合規(guī)劃： 在統(tǒng)一的方針

22、、任務(wù)和目標(biāo)指導(dǎo)下，通過對(duì)水資源時(shí)空分布的再調(diào)整，協(xié)調(diào)防洪抗旱、開源節(jié)流、供需平衡以及發(fā)電、通航、水土保持、景觀和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等專業(yè)方面的關(guān)系，評(píng)價(jià)方案實(shí)施后對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的潛在影響。,69,四、水文預(yù)報(bào),流域產(chǎn)匯流 水文預(yù)報(bào),70,4.1 流域產(chǎn)匯流,產(chǎn)流方式： 超蓄產(chǎn)流（蓄滿產(chǎn)流）： 只有在包氣帶達(dá)到田間持水量后才產(chǎn)生徑流的產(chǎn)流方式。是濕潤(rùn)地區(qū)的主要產(chǎn)流方式。 超滲產(chǎn)流： 由于降雨強(qiáng)度好過地面下滲容量而產(chǎn)生徑流的產(chǎn)流方式。是干旱地區(qū)的主要產(chǎn)流方式。,71,產(chǎn)流特點(diǎn)：,超蓄產(chǎn)流特點(diǎn)： 包氣帶土壤含水量達(dá)到田間持水量（蓄水容量）后才產(chǎn)生地下徑流 Rg； 徑流量R中包括地面徑流和地下徑流，合

23、稱為總徑流量，即 R=Rs+Rg。,72,產(chǎn)流特點(diǎn)：,超滲產(chǎn)流特點(diǎn)： 包氣帶土壤含水量總是達(dá)不到田間持水量（蓄水容量），但也可以產(chǎn)生徑流R，起因于降雨強(qiáng)度i 入滲能力fp ； 徑流量R中僅是地面徑流，而不產(chǎn)生地下徑流，即 R=Rs。,73,流域蓄水容量(面積分配)曲線：,74,4.2 水文預(yù)報(bào),含義：根據(jù)水文要素或其影響因素的過去或現(xiàn)時(shí)狀態(tài)，對(duì)其未來狀態(tài)作出回答。 分類： 按預(yù)見期分類： 短期水文預(yù)報(bào)：預(yù)見期小于或等于流域匯流時(shí)間 中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)：預(yù)見期大于流域匯流時(shí)間,75,按預(yù)報(bào)目的分類： 洪水預(yù)報(bào)：為防汛抗旱而進(jìn)行的預(yù)報(bào) 枯水預(yù)報(bào)：為農(nóng)業(yè)灌溉、水力發(fā)電和水環(huán)境保護(hù)而進(jìn)行的預(yù)報(bào)。 墑情預(yù)報(bào)

24、：為農(nóng)業(yè)抗旱服務(wù) 冰情預(yù)報(bào)：為防治和抗御冰凌洪水服務(wù) 水質(zhì)預(yù)報(bào)：為防治水源污染、改善水環(huán)境服務(wù) 水庫(kù)水文預(yù)報(bào)：為確保大壩安全和水庫(kù)的興利、防洪的合理調(diào)度或優(yōu)化調(diào)度服務(wù) 施工洪水預(yù)報(bào)：為水利工程安全施工服務(wù),76,短期洪水預(yù)報(bào)： 河段洪水預(yù)報(bào)：根據(jù)河段上斷面已出現(xiàn)的洪水過程，推算其下斷面將要出現(xiàn)的洪水過程 方法： 相應(yīng)水位(流量)法； 合成流量法； 流量演算法 流域降雨徑流預(yù)報(bào)：根據(jù)流域上一場(chǎng)降雨過程推算出流域出口斷面未來出現(xiàn)的洪水過程。,77,相應(yīng)水位法：利用上下游洪峰水位及相應(yīng)的轉(zhuǎn)播時(shí)間的相關(guān)圖進(jìn)行預(yù)報(bào)：,78,Q1、Q2、Q3：均為上游各站的實(shí)測(cè)流量； Q：下游站預(yù)報(bào)的流量；,合成流量法：

25、有支流匯入的河道,79,聯(lián)解得：,流量演算法：馬斯京根法,式中，C0， C1，C2分別為K, x, t 的函數(shù)，它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為：,80,x：流量比重因子; K: 槽蓄系數(shù),81,枯水預(yù)報(bào)： 枯水期河中的流量主要由汛末滯留在流域中的蓄水量的消退形成。 主要方法： 退水曲線法：根據(jù)前一時(shí)刻的退水流量來預(yù)報(bào)后一時(shí)刻的退水流量。 前后期徑流相關(guān)法：根據(jù)流域前期徑流量來預(yù)報(bào)未來的后期徑流量。,82,五、防洪,洪水三要素 防洪標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)洪水 洪水控制與管理 洪水調(diào)度及水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 防洪預(yù)案,83,洪水三要素： 洪峰：洪峰流量，一次洪水過程中的最大流量，m3/s 洪量：一次洪水的總徑流量，m3 洪水

26、過程線：一次洪水的流量與時(shí)間的關(guān)系曲線,84,洪水過程示意圖,Qm：洪峰流量(m3/s)，一次洪水過程中的最大流量； W ：一次洪水的總徑流量(m3)，即ABCDE所包圍的面積； A：洪水起漲點(diǎn)； B：洪峰點(diǎn)； C：退水結(jié)束點(diǎn)； t1：漲水歷時(shí)； t2：退水歷時(shí)； T：洪水總歷時(shí) (T= t1+ t2),85,洪水的危害性： 是我國(guó)主要的自然災(zāi)害之一，約有2/3的國(guó)土面積受到洪水災(zāi)害的威脅; 威脅生命安全 造成財(cái)產(chǎn)損失 影響社會(huì)穩(wěn)定,86,防洪標(biāo)準(zhǔn)：GB50201-94 水利水電樞紐工程的等別和級(jí)別,87,水庫(kù)工程水工建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn),88,注：當(dāng)山區(qū)、丘陵區(qū)的水庫(kù)樞紐工程擋水建筑的擋水高度低

27、于15m，上下游水頭小于10m時(shí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)可按平原區(qū)，濱海區(qū)欄的規(guī)定確定；當(dāng)平原區(qū)、濱海區(qū)的水庫(kù)樞紐工程擋水建筑物高度高于15m，上下游水頭差大于10m時(shí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)可按山區(qū)、丘陵區(qū)欄的規(guī)定確定。,89,灌溉和治澇工程主要建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn),注：灌溉和治澇工程主要建筑物的校核防洪標(biāo)準(zhǔn)，可視具體情況和需要研究確定。,90,潮汐河口擋潮工程主要建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn),注：潮汐河口擋潮樞紐工程的安全主要是防潮水，為統(tǒng)一起見，本標(biāo)準(zhǔn)將防洪標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱為防洪標(biāo)準(zhǔn)。,91,城市的等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn),鄉(xiāng)村防護(hù)區(qū)的等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn),92,設(shè)計(jì)洪水： 定義：用以設(shè)計(jì)水利工程所依據(jù)的各種標(biāo)準(zhǔn)的洪水稱為設(shè)計(jì)洪水。 內(nèi)容： 設(shè)計(jì)洪峰

28、流量 設(shè)計(jì)洪量 設(shè)計(jì)洪水過程,93,設(shè)計(jì)洪水的方法： 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水：有實(shí)測(cè)洪水的地區(qū) 由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水：有實(shí)測(cè)暴雨的地區(qū) 由水文氣象資料推求設(shè)計(jì)洪水：有水文氣象觀測(cè)資料的地區(qū) 利用暴雨等值線圖和一些簡(jiǎn)化公式估算設(shè)計(jì)洪水：缺乏資料地區(qū),94,由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水 作洪峰流量Qm及設(shè)計(jì)洪量Wt的頻率計(jì)算，分別求得設(shè)計(jì)頻率為P的相應(yīng)洪峰流量Qm和設(shè)計(jì)洪量Wt 選擇流域中代表大洪水的實(shí)測(cè)洪水過程為典型，以Wtp及Qmp為控制放大典型洪水過程 典型洪水過程發(fā)大的方法： 同倍比放大法，分時(shí)段同頻率放大法,95,由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水 設(shè)計(jì)暴雨的計(jì)算 設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算：設(shè)計(jì)凈雨推求設(shè)計(jì)洪水（

29、單位線法） 典型洪水過程發(fā)大的方法： 同倍比放大法，分時(shí)段同頻率放大法,96,由氣象資料推求設(shè)計(jì)洪水 可能最大暴雨推求可能最大洪水 可能最大暴雨P(guān)MP與氣象資料有關(guān) 產(chǎn)匯流計(jì)算 小流域設(shè)計(jì)洪水 缺乏資料地區(qū)，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)洪峰流量的推求,97,洪水控制與管理措施 工程措施： 堤防工程 水庫(kù)調(diào)蓄 水土保持 分洪、滯洪與蓄洪墾殖 河道整治,98,洪水控制與管理措施 非工程措施： 洪水情報(bào)、預(yù)報(bào)和警報(bào) 洪水風(fēng)險(xiǎn)分析 防洪法規(guī) 洪水保險(xiǎn) 防洪調(diào)度,99,洪水調(diào)度及水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 洪水調(diào)度：依據(jù)水庫(kù)的水位、入庫(kù)流量、特定時(shí)段的降雨量等條件，確定水庫(kù)的泄水方式和泄流量。 目的：減小洪災(zāi)、發(fā)揮效益,100,洪水調(diào)

30、度及水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 規(guī)則： 汛期洪水到來之前，水庫(kù)壩前水位不超過防洪限制水位 調(diào)洪過程中來水不超過防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制泄流量加上區(qū)間合成流量不超過下游河道的安全泄流量，壩前水位不超過防洪高水位 來水超過防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，加大泄流量，確保大壩安全 洪峰過后盡快將庫(kù)水位降至防洪限制水位,101,水庫(kù)調(diào)洪 由于水庫(kù)有調(diào)節(jié)庫(kù)容，當(dāng)洪水通過水庫(kù)時(shí)，調(diào)節(jié)庫(kù)容可將部分洪水?dāng)r蓄和滯留在水庫(kù)中，從而改變洪水過程線的形狀，削減天然河道的洪峰流量，以達(dá)到河道防洪和保證建筑物安全的目的，這就是水庫(kù)的調(diào)洪作用。,102,水庫(kù)調(diào)洪的基本原理：,103,水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算方法： （1）列表試算法（常用方法） （1）半圖解法 （2）簡(jiǎn)化三角形

31、法 （3）無閘門控制時(shí)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 （4）有閘門控制時(shí)水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 （5）壩頂高程的確定,104,防洪預(yù)案的編制 原則： 貫徹行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制；以防為主，防搶結(jié)合；全面部署，保證重點(diǎn)；統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一調(diào)度；服從大局，團(tuán)結(jié)抗洪；工程措施和非工程措施相結(jié)合；盡可能調(diào)動(dòng)全社會(huì)積極因素因素。,105,防洪預(yù)案的編制主要內(nèi)容： 1. 確定重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象 2. 防御設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)洪水方案 3. 防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水方案4. 防御山地災(zāi)害方案5. 防御臺(tái)風(fēng)暴潮災(zāi)害方案6. 防御冰凌洪水方案7. 防御突發(fā)性洪水方案,節(jié)水的涵義及措施,107,節(jié)水的定義：,基于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境與技術(shù)發(fā)展水平，通過法律法規(guī)、管理、技術(shù)與教育手段，以及改善供水系統(tǒng)，減少需水量，提高用水效率，降低水的損失與浪費(fèi)，合理增