主要指目前经济技术条件下可以利用的那部分矿化度不高的水,主要包括浅层地下水和江河湖泊中的水资源。 水能:
是指蕴藏在水体中的能量资源。水能资源利用过程,实质上就是使水体中蕴藏的太阳能(势能)有效地释放和利用。 地下水:
是指存在于地表以下岩石裂缝或土壤空隙中的各种不同形式水的统称。
海洋水:
是海洋中水体的总称。地球上的海洋水约占地球上水体总量的96.5%。海洋水是多种固体和气体和水溶液。 地热水:
温度显著高于当地年平均气温,或者高于观测深度的围岩温度的地下水。 冰雪水:冰雪覆盖区冰雪积累和消融后形成的水。
水资源的特点
1. 循环性与动态性:水循环具有周期性 2. 性质多变性
(1)性质多变性: 时空多变
质量、数量多变
(2)性质多变具有传递性:
大气水→河流水(径流)→湖泊 →地下水 →海洋 (3)有限性
水资源总量不变加之可循环,使水资源具有恒定特点和总量的有限性。 据《世界水平衡和地球水资源》1977年统计: 全世界总水量138.6×1016m3;平均水深2700米; 96.5%分布在海洋,3.5%分布在陆地; 淡水资源仅有3.5×1016米3,占2.53%;
淡水中与人类生活密切的浅层地下水和江河湖泊中的水仅占0.34%,总量为104.6万亿米3 。 这些可利用的淡水在地球上分布不均,加上人为的污染,使许多地区出现了严重的淡水不足。充分认识到水资源的有限性有利于人们进一步的开发利用水资源。 4. 分布的不均匀性
水资源同水源一样,因地形、气候降水的差异,造成在地球上的分布不均,这种现象在季风气候地区内表现得尤为突出。
水资源的分布不均不但表现在地区(空间)上,而且表现在时间(季节)上。
流域水系分区 1.成果汇总分区
行政分区
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1. 分析内容 ①雨量站分布图
②选用雨量站观测年限,站网密度表 ③选用站降水量统计表
④多年平均年降水量等值线图
⑤多年降水量变差系数Cv值等值线图
⑥多年降水量偏差系数Cs与变差系数Cv比值分区图 ⑦同步期降水量等值线图
⑧多年平均连续最大4个月降水量占全年降水量百分率图 ⑨主要测站典型年降水量月分配表。
2. 资料的收集和审查
3. 单站统计分析
1)降水量的年内分配 表征方法:
多年平均连续最大4个月降水量占全年降水量百分率及其出现月份分区图 代表站不同保证率年降水量月分配过程 2)降水量的年际变化 表征方法:
各代表站年降水量变差系数Cv值、Cs/Cv比值统计表 绘制Cv值等值线图、 Cs/Cv比值分区图 年降水量丰枯分级统计表、特征值统计表
2.径流系列插补延长
3.年径流量系列代表性分析 4. 年径流量统计参数分析计算 5. 径流量的年内分配和年际变化 径流量的年内分配 表征方法:
绘制多年平均最大4个月占全年径流量的百分率图 代表站不同保证率年径流量月分配过程统计表 径流量的年际变化 表征方法:
各代表站年径流量变差系数Cv值、Cs/ Cv比值统计表 绘制Cv值等值线图、绘制Cs /Cv比值分区图 年径流丰、平、枯水年特征值统计表
(3).年降水径流关系法
年降水径流关系法适用于设计区域内具有长期年降水资料,但缺乏实测年径流资料的情况。 (4).水文比拟法
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适用于设计区域无实测径流资料的情况。
式中: ──设计区域、参证流域多年平均年径流量(108m3); ──设计区域、参证流域面积(km2);
、──设计区域、参证流域多年平均降水量(mm)。
(5). 区域地表水资源的计算成果
?年际变化特征:主要内容包括
区域年径流系列的统计参数有均值、Cv值和Cs/Cv值 相应于不同保证率的设计年径流量。 ?年内分配特征:主要内容包括
多年平均最大4个月径流量占全年径流量的百分率
各种典型年(多年平均、不同保证率)径流量月分配过程统计表 空间分布:
区域年径流系列的均值等值线图 Cv值等值线图 Cs/Cv比值分区图
地下水 是指赋存于饱水岩空隙中的重力水。
地下水资源量 是指地下水体中参与水循环且可以逐年更新的动态水量。 地下水资源评价 要求对浅层地下水资源量及其时空分布特征进行全面评价。
地下水资源量评价内容 包括补给量、排泄量、可开采量的计算和时空分布特征分析,以及人类活动对地下水资源的影响分析。
1.资料的收集
在地下水资源量评价之前,应获取评价区以下资料: (1)地形地貌、区域地质、地质构造及水文地质条件。 (2)降水量、蒸发量、河川径流量。
(3)灌溉引水量、灌溉定额、灌溉面积、开采井数、单井出水量、地下水实际开采量、地下水动态、地下水水质。
(4)包气带及含水层的岩性、层位、厚度及水文地质参数,对岩溶地下水分布区还应搞清楚岩溶分布范围、岩溶发育程度。 2.地下水资源评价类型区划分
地下水的补给、径流、排泄受地形地貌、地质构造及水文地质条件制约,要求按地形地貌及水文地质条件划分为下列3级类型区。
① Ⅰ级类型区。将评价区划分为平原区和山丘区2个Ⅰ级类型区。
② Ⅱ级类型区。将平原区划分为一般、内陆盆地、山间平原区和沙漠区4个Ⅱ级类型区;将山丘区划分为一般和岩溶山区2个Ⅱ级类型区(各地可根据实际需要将一般山丘区进一步划分为一般山区和一般丘陵区)。
③ Ⅲ级类型区。根据水文地质条件,将各Ⅱ级类型区分别划分为若干均衡计算区,称Ⅲ级类型区。
3.确定水文地质参数
根据水文气象条件、地下水埋深、含水层和隔水层的岩性、灌溉定额及抽水试验等资料的综合分析,正确确定地下水资源量评价中所必需的水文地质参数。
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主要包括:
降水入渗补给系数、潜水蒸发系数、
河道渗漏补给系数、渠系渗漏补给系数、 渠灌入渗补给系数、井灌回归系数、
渗透系数、导水系数、越流补给系数、 给水度。 4. 确定计算方法及计算项目
?要求评价反映近期(10~20年)下垫面条件下的地下水资源量,并要求计算长系列(40~50年)与水资源总量有关项目的系列成果。
?平原区 地下水资源量采用补给量法计算,同时计算各项排泄量,地下水补给量包括降水入渗补给量、河道渗漏补给量、水库(湖泊、塘坝)渗漏补给量、渠系渗漏补给量、侧向补给量、渠灌入渗补给量、越流补给量、人工回灌 补给量及井灌回归量,沙漠区还应包括凝结水补给量。各项补给量之和为总补给量,总补给量扣除井灌回归补给量为地下水资源量。
地下水排泄量包括潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量、地下水实际开采量,各项排泄量之和为总排泄量。
山丘区 地下水资源量采用排泄量法计算;山丘区地下水排泄量包括河川基流量、山前泉水出流量、山前侧向流出量、河床潜流量、潜水蒸发量和地下水实际开采净消耗量,各项排泄量之和为总排泄量,即为地下水资源量。 5. 确定计算年限及地下水特征值
地下水资源量评价的计算系列尽可能与地表水资源量评价的计算系列同步 应进行多年平均地下水资源量计算
在资料充分条件下,应统计分析不同保证率的地下水资源量 6. 地下水矿化度分区成果
根据地下水矿化度(M)分区成果,对平原区M≤1g/L、 1g/L < M ≤ 2g/L , 2g/L < M ≤ 3g/L (称“微咸水”)、 3g/L < M ≤ 5g/L和M > 5g/L等矿化度的地下水资源量分别进行评价和统计。
其中, M≤1g/L、 1g/L < M ≤ 2g/L两个矿化度范围,要求计算地下水蓄变量和进行水均衡分析,评价的地下水资源量参与水资源总量评价; M > 2g/L的各矿化度范围,可根据近期10~20年期间接近平水年年份的有关资料,计算平均地下水资源量,但不参与水资源总量评价。
? 基本规定
① 水资源总量评价,是在地表水和地下水资源数量评价的基础上进行的。主要内容包括?°三水?±(降水、地表水、地下水)转化关系分析、水资源总量计算和水资源可利用量估算。 ②?°三水?±转化和平衡关系的分析内容应符合下列要求: a.分析不同类型区?°三水?±转化机理,建立降水量与地表径流、地下径流、潜水蒸发、地面蒸发等分量的平衡关系,提出各种类型区的水资源总量表达式;
b.分析相邻类型区(主要指山丘区和平原区)之间地表水和地下水的转化关系; c.分析人类活动改变产流、入渗、蒸发等下垫面条件后对?°三水?±转化关系的影响,预测水资源总量的变化趋势。
③水资源总量分析计算应符合下列要求:
a.分区水资源总量的计算途径有两种:一是在计算地表水资源数量和地下水补给量的基础上,将两者相加再扣除重复水量;二是划分类型区,用区域水资源总量表达式直接计算;
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b.应计算各分区和全评价区同步期的年水资源总量系列、统计参数和不同频率的水资源总量。
在水资源总量计算中,由于地表水和地下水相互联系和相互转化,使河川径流量中包含了一部分地下水排泄量,而地下水补给量中又有一部分来自于地表水体的入渗,故不能将地表水资源量和地下水资源量直接相加作为水资源总量,而应扣除两者之间相互转化的重复水量,即
式中:W为水资源总量;R为地表水资源量;Q为地下水资源量;D为地表水和地下水相互转化的重复水量。
① 单一山丘区水资源总量的计算
这种类型的地区一般包括山丘区、岩溶山区、黄土高原丘陵沟壑区。 当地的水资源总量W为:
式中:Rm为山丘区河川径流量;Qm为山丘区地下水资源量;Rgm为山丘区河川基流量。
其计算公式为:
式中:Rgm为河川基流量;Ugm为河床潜流量;Qkm为山前侧向流出量;Qsm为未计入河川径流的山前泉水出露量;Egm为山区潜水蒸发量。
Ⅱ山丘区河川基流量的计算
河川基流量可以用分割流量过程线的方法来推求,具体方法有直线平割法、直线斜割法等。
以直线斜割法为例,对于某河流流量年过程线,自起涨点a至峰后无雨情况下退水段的转折点b(又称拐点)处,以直线相连,直线以下部分即为河川基流量。
退水转折点b可用综合退水曲线法确定,即绘制逐年日平均流量过程线,选择峰后无雨、退水时间较长的退水段若干条,将各退水段在水平方向上移动,使尾部重合,作出下包线即为综合退水曲线。把综合退水曲线绘在透明纸上,再在欲分割的流量过程线上水平移动,使其与实测流量过程线退水段尾部相重合,两条曲线的分叉处即为退水转折点b。
②单一平原区水资源总量的计算
这种类型的地区一般包括北方平原区、沙漠区、内陆闭合盆地平原区、山间盆地平原区、山间河谷平原区、黄土高原台塬阶地区。 当地的水资源总量W为:
式中:Rp为平原区河川径流量;Qp为平原区地下水资源量;Q表补为地表水渗漏补给量,由河道、湖泊、水库等地表水体渗漏补给量Q水、渠系渗漏补给量Q渠、田间回归量 Q田组成;Qk为侧渗流入补给量;Rgp为平原区降水形成的河川基流量。
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