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1、第一章 绪论狭义上水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。广义的:水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济 价值的水都可称为水资源。水资源的特性（1）水资源的循环性（2）储量的有限性（3）分布的不均匀性（4）利用的多样性（5）利、害的两重性第二章 水循环与水资源开发利用更替周期：在补给停止的条件下，各类水从水体排干所需要的时间。水量的平衡：地球上任一区域在一定时段内，进入的水量与输出水量之差等于该区内的 蓄水变化量。农业用水一直占全部用的2/3以上。漫灌、畦灌（7500m3/hm2）喷灌、滴灌（3000 m3/hm2） 工业用水取水量约为
2、全球总取水量的 1/4 左右。生活用水占全球用水量的很少一部分，约8%左右。 地下水资源是我国城镇生活用水不可替代的地位。地下水占城镇生活用水总用水量的59%。 地球上的水量非常丰富，地球的面积被水覆盖，其中95.5%是海水。水的循环大循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程。 小循环：陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程。 人为循环：由于人类生产与生活活动的作用与影响不同程度地发生水的循环。 水循环是地球上最主要的物质循环之一。表现为1）通过形态的变化，水在地球上起到输送热量和调节气候的作用；2）对地貌的形成和变化产生影响；3）循环与更新为人类和生物的生存提供物质基础。4）回归水的质
3、量直接或间接对水循环水质产生影响 中国水资源面临的主要问题1）水资源开发过度，生态破坏严重2）城市供水集中，供需矛盾尖锐3）城市地下水过量开采，环境地质问题突出4）水资源污染严重，水环境日益恶化5）水资源开发缺乏统筹规划和有效管理解决措施为水立法有偿使用或提高水价节约用水 整治污染农业节水: 推广节水灌溉；推广耐旱农作物工业节水: 合理布局；减少污水排放量；提高水的重复利用率；采用先进工艺至无水工艺城市节水: 分质供水；推广节水型器具植树造林 退耕还林还草 退耕还湖控制人口数量第三章 水资源评价地表水：为河流、冰川、湖泊、沼泽等水体的总称。流域上的降水，除去损失以后，经由地面和地下途径汇入河网
4、，形成流域出口断面的水流，称为河 流径流，简称径流。径流随时间的变化过程，称为径流过程。流量Q：为单位时间内通过河流某一断面的水量，单位以m3/s表示。径流总量Wt：指在一定的时段内通过河流过水断面的总水量，单位为m3。径流深Rt：是设想将径流总量平铺在整个流域面积所得的水深，单位为mm。径流模数M：为单位流域面积上产生的流量，单位为m3 / （skm2）。径流系数 ：为某时段内的径流深度与同一时段内降水量之比，干旱指数Y：是衡量一个地区降水量多寡、进行水资源分析的一个重要参数。其定义为某一地区年 水面蒸发量E0与年降水量P的比值埋藏在地表以下空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水称之为地下水。含水层
5、是指能够透过并给出相当数量水的岩层，隔水层是指不具透水和给水能力的岩层。所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称为多少年一遇。年径流量：一个年度内通过河流某断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。多年平均年径流量，或平均年径流量：多年平均年径流量天然河道的径流量随气候不断变化，不同 的年份，径流量也不同。为了反映流水资源情况，通常利用数理统计方法求出实测各年径流量的均 值，称为多年平均年径流量，或平均年径流量。正常年径流量：随着统计实测资料年数的增加，年径流量的均值将趋于一个稳定的数值，此值称为 正常年径流量设计年径流量：指通过河流某指定断面对应于设计频率的年径流量
6、水资源评价包括：（1）水资源数量评价、（2）水资源质量评价和（3）水资源利用评价及综合评价。 降水、径流和蒸发是决定区域水资源状态的三要素。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。地下水资源量评价方法：解析法、开采试验法、水量均衡法、水文分析法、数值法 地表水资源的丰富程度是由降水量的多少来决定的，所能利用的是河流径流量。河流径流的补给 （1）雨水补给 （2）地下水补给 （3）冰川、融雪水补给 蒸发主要包括水面蒸发和陆面蒸发。主要影响的因素是（1）气温、（2）湿度、（3）日照、（4）辐射 （5）风速等岩石空隙中的水的主要形式为（1）结合水（吸着水、薄膜水）、（2）重力水、
7、（3）毛细水、（4）固态 水和（5）气态水。目前采用较多的一种分类方法是按地下水的埋藏条件把地下水分为三大类：上层滞水、潜水、承压 水。线性渗透定律反映了地下水层流运动时的基本规律:达西定律非线性渗透定律:当地下水在岩石的大孔隙、大裂隙、大溶洞中及取水构筑物附近流动时，不仅雷诺数大于10， 而且常常呈紊流状态。紊流运动的规律是水流的渗透速度与水力坡度的平方根成正比，这称为哲才 公式有时水流运动形式介于层流和紊流之间，则称为混合流运动，可用斯姆莱公式年降水量变差系数Cv（年降水量变差系数）值越大，表示年降水量的年际变化越大，反之就越小。干旱指数Y表示某一特定地区的湿润和干旱的程度，Y值大于1.0
8、,表明蒸发大于降水量，该地区的 气候偏于干旱，Y值越大，干旱程度就越严重；反之气候就越湿润。形成含水层的基本条件为：(1) 岩层要具有能容纳重力水的空隙(2) 具有储存和聚集地下水的地质条件(3) 具有充足的补给来源地下水运动特征地下水运动表现为：(1) 迟缓的流速河道或管网中水的流速一般都以每秒米来表示， 地下水由于在曲折的通道中通行，用每天米来表示其流速。(2) 层流和紊流 由于地下水是在曲折的通道中缓慢渗流，故地下水流大多数都呈雷诺数很小的层流运动，即水质点有秩序地呈相互平行而不混杂的运动。(3) 非稳定、缓变流运动 地下水在自然界的绝大多数情况下呈运动要素(流速、流量、水位)随时间改变
9、的非稳定流运动。水资源的分区原则1区域地理环境条件的相似性与差异性2流域完整性3考虑行政与经济区划界线4与其他区划尽可能协调地下水资源评价原则 遵循地下水系统规律评价地下水资源 根据“三水”转化的观点评价地下水资源 按照“以丰补歉”的原则评价地下水资源 按照资源可持续利用的原则评价地下水资源 根据“水质标准”评价地下水资源 地下水资源评价要重视经济评价的原则 根据“发展变化”的观点评价地下水资源第四章 供水资源水质评价水质的定义：指水和其中所含的物质组分所共同表现的物理、化学和生物学的综合特性。 水质指标：则表示水中物质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。 成垢作用：水煮沸时，水中所
10、含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于锅炉壁上形 成锅垢，这种作用称为成垢作用。 硬垢：由碱土金属的碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐等构成，附壁牢固，不易清除。 软垢：由悬浊物质和胶体物质构成，易清除。 起泡作用：指水沸腾时产生大量气泡的作用。 组成水中物质组分按其存在状态可分为三类：悬浮、溶解物和胶体物质。 蒸汽锅炉中的水处在高温高压条件下，成垢作用、起泡作用和腐蚀作用等不良的化学作用，严重影 响锅炉的正常使用。 灌溉用水的水质状况主要涉及水温、水的总溶解固体和溶解的盐类成分。水质指标体系 1物理性水质指标(1) 感官物理性状指标，如温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。(2) 其他的物理
11、性水质指标，如总固体、悬浮固体、可沉固体、电导率(电阻等) 2化学性水质指标(1) 一般的化学性水质指标，如pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物 质等。(2) 有毒的化学性水质指标，如：各种重金属、氰化物、多环芳烃、卤代烃、各种农药等。(3) 氧平衡指标，如溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)等。 3.生物学水质指标一般包括细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒等。 生活用水主要有生活饮用水和生活杂用水两部分构成 锅炉用水工业用水中所占比重大 食品工业用水首先必须符合饮用水标准，然后还要考虑影响生产质量的其他成分。农田灌溉用
12、水中所含盐类成分也是影响农作物生长和土壤结构的重要因素。NaHCO3，危害为最大， 其次是氯化钠。起泡作用1. 定义：指水沸腾时产生大量气泡的作用。2. 影响：如果气泡不能立即破裂，就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。泡沫太多时 将使锅炉内水的汽化作用极不均匀和水位急剧升降，致使锅炉不能正常运转。3. 原因：这种现象的产生是水中易溶解的钠盐、钾盐以及油脂和悬浊物受炉水的碱度作用发生 皂化的结果。腐蚀作用定义：水通过化学的、物理化学的或其他作用对材料的侵蚀破坏称为腐蚀作用。 影响：腐蚀作用对锅炉的危害极大，它不仅能减少锅炉的使用寿命，尚有可能引发爆炸事故。 腐蚀作用原因： 对金属的腐蚀与水
13、中的溶解氧、硫化氢、游离二氧化碳、氨、氯等气体的含量， Cl-、 SO42- 等离子浓度、 pH 的大小等因素有关。 另外，锰盐、硫化铁、部分有机物及油脂等，皆可作为为接触剂而加强腐蚀作用。 温度增高后，炉中所产生的局部电流均可促进腐蚀作用。 随着蒸汽压力的加大，水对铜的危害也随之加重，往往会在蒸汽机叶片上形成腐蚀。第五章 水资源供需平衡分析水资源供需平衡分析：是指在一定范围内（行政、经济区域或流域）不同时期的可供水量和需水量的 供求关系分析。供水保证率:是指多年供水过程中，供水得到保证的年数占总年数的百分数作物需水量：作物在全生育期或某一时段内正常生长所需的水量，它包括消耗于作物蒸腾量和株间
14、灌溉制度：是指作物播种前及全生育期内的进行适时适量灌水的一种制度，它包括灌水定额、灌水 时间、灌水次数和灌溉定额。灌水定额为一次灌水在单位面积上的灌水量（m3 /亩），灌溉定额则是全生育期内多次灌水定额之和灌溉用水量：是指灌溉面积上需要提供给作物的水量，其大小及其在年内的变化情况，与各种作物 的灌溉制度、灌溉面积以及渠系水利用系数等因素有关。水资源供需平衡分析应遵循以下原则：(1) 近期和远期相结合(2) 流域和区域相结合(3) 综合利用和保护相结合 水资源供需平衡分析必须根据一定的雨情、水情来进行分析计算，主要有二种分析方法。 一种为系列法，一种为典型年法(或称代表年法)。 系列法：按雨情、
15、水情的历史系列资料进行逐年的供需平衡分析计算； 典型年法：仅根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进行分析计算，而不必逐年计算。 生活用水：在城市中扣除工业用水(包括生产区的生活用水)之外所有的用水，它包括城市居民住宅用 水，公共建筑用水，市政用水，环境、景观与娱乐用水，供热用水及消防用水。 一个区域的水资源供需系统：是由来水、用水、蓄水和输水等诸子系统组成的大系统。供水水源：有不同的来水、贮水系统、如地面水库和地下水库等、有本区产水和区外来水或调水， 而且彼此互相联系，互相影响。用水系统：由生活、工业、农业、环境等用水部门组成， 输、配水系统：即相对独立于以上的两个子系统又起到相互联系的作用。 水资源系统的模拟与分析，一般需要经过模型建立、调参与检验、运行方案的设计等几个步骤 典型年(又称代表年法)：是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年份平衡分析计算的方法。 优点：是可以克服资料不全(如系列资料难以取得时)及计算工作量太大的问题。正常供水：通常按用户性质，能满足其需水量的90一 98(即满足程度)，视作正常供水。 按用水的性质，可划分为：(1) 河道外用水的供需分析；(2) 河道内用水的供需分析。河道外用水为消耗性用水，河道内用水为非消耗性用水，在分析
