第二章 水资源评价

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1、第二章 水 资 源 评 价,(water resource assessment),第二章 水资源评价,第一节 水资源评价的概念 第二节 地表水资源计算和评价 第三节 地下水资源计算和评价 第四节 水资源总量计算和评价 第五节 水资源质量评价 第六节 水资源评价指标,第一节 水资源评价的概念,水资源评价的概念,1. 水资源评价的概念,1992年修改为,为了水的利用和管理，对水资源的来源、范围、可依赖程度和质量进行确定，据此评估水资源利用、控制和长期发展的可能性。,联合国科教文组织 UNESCO,世界气象组织 (WMO),水资源评价的概念,按流域或地区对水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用

2、条件作出全面的分析估价，是水资源规划、开发、利用、保护和管理的基础工作，为国民经济和社会发展提供水决策依据。,中国资源科学百科全书水资源学,水资源评价的概念,对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势作出的分析估价。它是合理开发利用和保护管理水资源的基础工作，为水利规划提供依据。,中国水利百科全书(2006年),水资源评价的概念,从上述定义中可以看出，水资源评价的意义： 水资源评价是水资源合理开发利用的前提； 水资源评价是科学规划水资源的基础； 水资源评价是保护和管理水资源的依据。,基础资源 战略资源,时空分 布不均,水资源短缺,水生态/ 环境恶

3、化,天然条件,现代化进程,水问题,解决问题的思路、方法和理念改变,满足国家需求,水资源评价,2. 水资源评价的重要性,1977年，联合国在阿根廷召开的世界水会议的第一项决议中指出：没有对水资源的综合评价，就谈不上对水资源的合理规划与管理。 中华人民共和国水法中明确规定：为查明水资源状况，必须进行水资源评价。,3. 水资源评价活动的内容 水资源评价的内容随时代前进而不断增加。 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。,统计天然情况下河川径 流量及其时空分布特征,水资源工程规划设计的水文特 征值计算方法及参数分析,水资源工程管理及水源保护 水资源供需情

4、况的分析和展望,水资源开发前景展望,水资源量及其时空分布特征； 水资源可利用量的估计； 各类用水的现状及其前景； 水资源供需状况及预测、解决供需矛盾的途径； 为控制自然界水源所采取的工程措施的正负两方面效益评价； 以及政策性建议等。,4. 水资源评价的要求 水资源评价工作要求客观、科学、系统、实用。,地表水与地下水统一评价,水量、水质并重,全面评价与重点区域评价相结合,水资源评价的原则,水资源评价的重点对象一般是在现实经济技术条件下全球开发利用的淡水资源，特别是能快速补充的淡水资源。包括地表水资源和地下水资源。,5. 水资源评价的对象,第二节 地表水资源量计算和评价,地表水资源量一般通过河川径

5、流量的分析计算表示。 河川径流量一段时间内河流某一过水断面的过水量，包括地表产水量和部分地下产水量，是水资源的主体。有的国家就将河川径流量视为水资源总量。 地表水资源的收支变化主要是：降水、蒸发、径流。 三者之间的数量变化关系制约着区域水资源数量的多寡和可利用量。,一、降水量,降水量分析的主要内容 绘制多年平均年降水量P及年降水量变差系数Cv等值线图； 研究降水量的年际变化，推求区域不同频率代表年的年降水量； 研究降水量年内变化，推求其多年平均及不同频率代表年的年内分配过程。,1. 降水量资料分析 研究区域内水文站、雨量站、气象站的降水资料； 研究区外围的相关记录； 资料的审查与核对工作； 研

6、究区地形绘制； 收集以往研究成果，如水文手册、图集、研究文献等。,2. 降水量资料审查 资料审查一般包括可靠性、一致性、代表性分析三个方面。 可靠性：原始资料的可靠程度。 一致性：各类资料反映河流的天然规律，具有同一基础。降水量基本上不存在一致性问题，在河川径流中细说。 代表性：指标对总体的代表性，样本资料的统计特征对总体统计特征的代表程度。,（1）资料的可靠性审查 降水资料：地区分布与局部暴雨关系。 对资料中的特大、特小值，以新中国成立以前的资料进行重点审查。 对资料的测试方法和手段进行审查。 对资料的抄录、插补延长、分析计算和绘制等值线图等过程进行审查。 一句话：分析资料的合理性！,（2）

7、资料的代表性审查 资料的代表性：样本对总体的代表性，即指标的统计特征对总体统计特征的代表程度。 一般说，资料年限较长，且包括丰、平、枯各种年型的平均样本，其代表性较高。 代表性分析有二方面工作： 多年长系列丰、枯周期性变化分析 短系列的代表性分析,3. 降水量资料的插补延长 相关分析法 内插法 （1）算术平均法 （2）加权平均法 （3）等雨量线法 水文比拟法：用其它相关站资料推求。,4. 降水量参数等值线的绘制 降水代表站 资料质量好； 实测年限长； 面上分布均匀； 代表不同高程； 年降水量统计参数 多年平均降水量P、年降水量变差系数Cv、年降水量偏态系数Cs。 方法：图解适线法，P-III型

8、曲线。,降水量参数（P、Cv）等值线图绘制 了解研究区域降水成因，水汽来源，季风，地形等。一句话：了解情况，掌握规律。 选用合适比例尺的带有地形等高线的地形图。 分析代表站年降水量统计参数P、Cv的点绘。 勾绘等值线。原则：主要站为控制、一般站为依据、参考站作参考。 等值线应平滑、连续，不能出现折点、交叉、断开现象。,等值线图的合理性分析 等值线图是否符合规律，“找规律”，包括： 靠近水汽来源的地区年降水 量大于远离水汽来源的地区； 山区降水量大于平原区； 迎风坡降水量大于背风坡； 高山背后地区的降水量一般较小； 降水量大的地区Cv值一般较小。 与邻区等值线比较，“向别人看齐” 相同的等值线能

9、否衔接 不同的等值线走势差别明显？,与陆面蒸发、年径流深等值线图比较，“向自己的兄弟们看齐” 降水量与年径流深与陆面蒸发相关密切。 降水量大，年径流深也大。,各类雨的降水量标准表,各类雪的降水量标准,5. 区域多年平均及不同频率年降水量计算 区域年降水量系列直接计算法 适用于实测年降水量资料充分时； 实测年降水量资料； 平面加权平均计算，得到区域年降水量； 频率计算，得到多年平均及不同频率的年降水量；,降水量等值线图法 区域降水量等值线图的转绘与补充。将大面积的小比例尺多年平均降水量等值线图转绘到指定区域较大比例的地形图上，要加密等值线，有新的补充资料时，根据新资料对原等值线线进行适当调整和加

10、密。 区域多年平均降水量的计算，划分本研究区，量算等值线间的面积，采用面积加权法进行计算。 区域不同频率的年降水量计算。查Cv等值线图的Cv ，再根据频率查模比系数Kp，然后计算：,6. 区域年降水量的年内分配 降水量百分率及其出现的月份分区图 适用于实测年降水量资料充分时； 分析计算多年平均连续最大4个月降水量占多年平均年降水量的百分率及其出现时间； 绘制连续最大4个月降水量占年降水量百分数等值线及其出现月份分区图；,典型代表站的不同频率的降水量年内分配 典型年法，资料缺乏，面积较小区域适用； 按实测年降水量与某一频率的年降水量相近的原则选择典型年。然后同比放大或缩小。,陆面蒸发E，mm 陆

11、面蒸发特定区域天然情况下的实际总蒸散发量，又称流域蒸发。 陆面蒸发包括：地表水体蒸发、土壤蒸发和植物散发量的总和。 陆面蒸发能力可以由实测水面蒸发量综合反映。 干旱指数：反映气候干旱程度的指标，通常定义为年水面蒸发量E0和年降水量P的比值。,二、蒸发量,水面蒸发E0，mm （1）水面蒸发测定方法 影响因素：温度、湿度、风速、日照、气压等。 我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有：E-601 型蒸发器、口径为 80cm带套盆的蒸发器、口径为 20cm 的蒸发皿、以及水面面积为 20m2和100m2的大型蒸发池。 E-601 型蒸发器是口径为 60cm 的埋在地表下的带套盆的蒸发器，其内盆面积 30

12、0cm2。这种蒸发器稳定性较好，是目前水文部门观测水面蒸发普遍采用的标准仪器。,ZFZ-01型数字式水面蒸发自动站,国家标准GB/T 213272007水面蒸发器中规定的标准水面蒸发器,20m水面蒸发器,（2）水面蒸发器折算系数（不同类型蒸发器的蒸发量换算成大水体蒸发量的折算系数）,多年平均陆面蒸发量等值图的绘制 资料的选用 分析规律 勾绘等值线图,参考降水量相关部分！,1. 河川径流的涵义 （1）基本概念 流域上的降水，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称为河川径流，简称径流。 河川径流的补给 雨水补给 冰川、融雪水补给 地下水补给,三、河川径流量,（2）河川径流的基本特征

13、 周期性。 以年为周期的丰水期、枯水期交替变化规律 多年变化的周期性。 随机性。河流水文现象（年最大流量、最高水位、最小流量、最低水位等）具有一定的随机性。 区域性。自然地理因素相近似的区域，水文现象的变化规律具有近似性。,（3）河川径流表示方法 流量Q，单位时间内河流通过某一断面的水量，m3/s。 径流总量Wt，指在一定时段内通过河流某断面的总水量，m3、亿m3。WtQt 径流深R，假定径流总量均匀地铺在流域面积上所得到的平均水深，mm。 径流模数M，单位流域面积上产生的流量。MQ/F。,2. 径流资料的统计处理 （1）资料的收集 应着重收集以下5个方面的资料： 区域自然地理资料，如土壤、地

14、质、植被、降水等。 区域内及其外围有关水文站的年、月流量资料； 区域工程情况、规划资料，重点是水库的水位、蓄水量、蒸发、渗漏等相关资料； 工业用水、农业用水、灌区用水情况； 水文资料审查考证，保证资料的“三性”。,（2）径流资料的插补延长 年径流量的插补延长 降水径流 上游下游 相邻站资料 汛期年径流量 月径流量的插补延长 汛期：水位流量、因素相关法 非汛期：多年平均值、退水规律插补,（3）资料的一致性审查与径流还原计算 资料应该反映区域内的天然情况，具有同一基础。比如径流，水文站的实测资料不能真实反映断面以上径流的天然规律，是各种人类活动影响的综合结果（如水库拦蓄、灌区取水等）。这样各年的资

15、料没有可比性，一致性受到破坏。 如果资料失去了一致性，要进行还原计算。资料的一致性审查主要是指径流资料的一致性及径流还原计算。,径流还原计算是为了求得天然情况下的河川径流量，以保持河川径流量资料的一致性。 天然河川径流量是实测河川径流量与还原水量之和。 还原水量包括： 测站以上农业灌溉耗水量 城镇工业用水及生活用水耗水量 跨流域引水量 河道分洪决口水量 水库蓄水量 以及由于水面扩大而增加的蒸发耗水量。,径流还原计算的具体方法主要有分项调查法、双累积曲线法、蒸发差值法等。 不同的资料条件选用不同的方法。有条件时，同时用几种方法进行，互相验证，选取合理成果。 简单地介绍一下分项调查法 对流域中各项

16、影响因素所造成的水量变化逐一调查。,3. 多年平均年径流深及年径流变差系数等值线图的绘制 代表站的选择； 统计参数的计算与点绘； R、Cv等值线图的勾绘和合理性检查。,参考降水量相关部分！,3. 河川径流量的分析计算 河川径流量的计算方法：代表站法、等值线图法、年降雨径流关系法、水热平衡法。 （1）代表站法 选择一个或几个位置适中、实测径流资料系列较长的、精度较高、产汇流条件有代表的水文站为代表站； 计算代表站逐年及多年平均年径流量、不同频率的年径流量； 按面积或综合修正的办法推广到整个研究区域。,（1）式按面积进行的修正； （2）既考虑了面积，又考虑了降水量。 当选择的代表站多于个时，可将区域划分若干部分，每部分有一个代表站，全区则为面积的加权平均。,（1）,（2）,（2）等值线图法 参见降水量相关部分 （3）年降雨径流关系法 根据代表站实测资料，建立降雨与径流的相关关系。根据区域降雨资料计算径流量。 （4）水文模型法 根据代表站实测资料