《水资源利用与保护》复习资料.docx.pdf
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1、水资源的定义:狭义上的水资源是的指人类在一定经济技术条件下能够直接使用的淡水;广义 上的水资源是指在一定的经济技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水屮物质,在社会生 活和生产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:资源的循环性;储量的有限性;时空分布的不均匀性;利用的多样性;利, 害 的两重性;水态之间的相互转化的不可替代性。 水的三要素:蒸发,降水,径流 更替周期是指在补给停止的条件下,各类水从水体中排干所需要的时间 T=Q(t)/q(t) T-水的更替周期q(t)单位时间内水体中参与循环水量Q(t)某一时刻水体中储存 水量 农业用水占全部用水量的2/3以上;工业用水约为
2、全球总取水量的1/4左右;生活用水仅 占 全球总用水量的8%左右 降水,径流和蒸发式决定区域水资源状态的三要素 降水量的年迹变化程度常用年降水量的极值比Ka或降水量的变差系数Cv值来表示 年降水量的极值比Ka: Ka=Xmax/Xmin Xmax . 最大年降水量Xmin - 最小年降水量 Ka值越大,降水量年迹变化越大,Ka值越小,说明降水量年迹变化小,降水量年际Z间均 匀。 变差系数Cv: /Cv = a/x 年降水量变差系数Cv值越大,表示年降水量的年际变化越大,反Z就越小 河流径流的补给: 雨水补给;地下水补给;冰川、融雪水补给河流径流的水情和年内分配主要取决于补给来源, 我国河流的补
3、给可分为雨水补给 (60%80%),地下水补给(25%?30%)和冰川,融雪水补给(约占全国年径流量的 1.9%)。我 国大部分地区的河流主要靠雨水补给径流的时空分布 1,径流的区域分布 2,径流量的动态变化,年径流量的多年变化一般用年径流量的变差系数Cv值来表示。年径 流量的多年变化主要取决于年降水量的多年变化,还受到径流补给类型及流域内的地貌, 地质和植被等条件的综合影响 3,年径流量的季节变化(关键取决于河川径流补给来源的类型和变化规律) 河流按其空间存在位置,可分为(地表径流)和(地下径流)。地表径流指降水除消耗的水量 沿地表运动额水流 ; 地下径流是指降水后下渗到地表以下的一部分水量
4、在地下运动的水流表示 径流的特征值主要有:流量Qt,径流总量Wt,径流模数M,径流深度Rt,径流系数a 蒸发主要包括 水面蒸发和陆面蒸发 干旱指数表示某一特定地区的湿润和干旱程度(年水面蒸发E。与年降水量P的比值),r 值 大于1.0,表明蒸发量大于降水量,该地区的气候偏于干早,值越大,干旱程度就越严重,反 之,气候就越湿润我国干旱指数最低值小于0.5 储存在地表以下的空隙(孔隙,裂隙,溶隙)中的水称之为地下水,地下水形成的基本条件是 岩石的空隙性,空隙屮水的存在形式,具有储水与给水功能的含水层的存在。 岩石中水的存在形式:岩石空隙屮的水的主要形式为结合水(吸着水,薄膜水),重力水(主 要利用
5、),毛细水,固态水和气态水,岩石空隙中的水构成自然界地下水资源的主体含水层是 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形成含水层的基 本条件为:岩层要具有能容纳重力水的空隙;具有储存和聚集地下水的地质条件;具有 充足的补给來源。综上,只有当岩层具有地下水自由出入的空间,有适当的地质构造和充足的 均方差 : a = (石一 无)2 n-1 补给来源的才能构成含水层 按地下水的埋藏条件把地下水分为三类:上层滞水,潜水,承压水 上层滞水:包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水 潜水:饱水帯中第一个具有自由表面的含水层中的水 承压水:充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层
6、屮的重力水,承压水的主要特点是有稳定的 隔水顶板存在,水体承受静水压力,与有压管道中的水流相似 潜水具有的特征:具有自由表面;由潜水位较高出向潜水位较低处流动;潜水通过包气带与地 表相通;潜水的水位,流量和化学成分都随着地区和时间的不同而变化。 地下水循环:补给,径流,排泄无限往复进行 含水层口外界获得水量的过程称为补给;失去水量的过程称为排泄;地下水在岩石空隙中的流 动过程称为径流 径流模数 :1km 2 含水层而积上的地下水流量,也称地下径流率 河流水文现象的基本特征:1,周期性,一般以年为周期2,确定性和随机性3,区域性 河流水文 计算的方法:成因分析法;地理综合法;数理统计法。 河流水
7、文随机变量的统计参数:1,均值2,变差系数3,偏差系数 频率计算的方法 1,用实测的某河流水文特征值作为随机样本,计算各特征值相对应的频率,并将各组数据点 绘于二维坐标图上,用目估方法通过点群中心绘制一条光滑的曲线,称为经验频率曲线 2,根据概率论的原理,选用某种由一定数学公式表示的频率曲线,称为理论频率曲线,并采 用适线的方法调整参数,寻找出一条与经验频率曲线配合最好的理论频率曲线 3,以该理论频率曲线作为外延的工具,得出不同频率下的该种水文特征值作为设计依据理论 频率曲线:皮尔逊III (P-III)型曲线;对数皮尔逊111 (LP-III)型曲线 水文统计中有多种适线法,常用的为矩法和三
8、点法 频率与重现期的关系: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,乂称为 多少年一遇 样本资料要求:一致性;代表性;可靠性;独立性。 资料的插补延展 年径流量的基本概念:年径流量:一个年度内通过河流某断面的水量,称为该断面上的流域的 年径流量;多年平均年径流量;正常年径流量;设计年径流量。 利用实测资料计算情况下设计年径流量的步骤 1,分析实测资料有无代表性,对少于20年的短系列必须加以延展( 可采用相关分析法 ) 2,计算经验频率,绘制经验频率曲线 3,计算径流量均值Q ( 平均值 ) 及Cv和Cs 4,用适线法确定理论频率曲线 5,推求不同设计频率的年径流量 径流还原计算:
9、还原计算,就是消除人为影响,将资料系列冋归到“天然状态”的一种方法, 常用的径流还原计算的方法有分项调查法和降水径流模式法 开采量: A级开采量 : 是水源地扩建勘探报告提交的主要允许开采暈,用于水源地合理开采以及改建, 扩 建工程设计 B级开采量 : 是水源地勘探报告提交的主要允许开采量,作为水源地及其具体工程建设设计的 依据 C级开采量:是水源地详查报告或区域水文地质详查报告提交的主要资源量 D级和E级允许开采量:分属普查和区调阶段提交的水资源量,分别用于水源地规划和大区远 景规划,对地下水允许开釆量只要求概算 组成水中物质组分按其存在状态可分为三类:悬浮物质,溶解物质和胶体物质 我国饮用
10、水标准从感官形状和一般化学指标,毒理学指标,细菌学指标和放射性指标等4 大类 35项指标( GB574985)扩展至四大类106项指标( GB57492006) 饮用水水质评价:水的物理形状评价:无味,无色,无臭,不含可见物及清凉可口;水屮普通 盐类评价与水中有毒物质的限定,对细菌学指标的限制 工业用水质量评价:蒸汽锅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成垢 作用:水煮沸时,水中所含的一些离子,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 气泡作用:指水沸腾时产生大量气泡的作用,如果气泡不能立即破裂,就会在水而以上形成很 厚的极不稳定的泡沫层。
11、 腐蚀作用: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 可供水量:可供水量是指不同水平年,不同保证率或不同频率条件下通过工程设施对提供的符 合一定标准的水量,包括区域内的地表水,地下水,外流域的调水,污水处理回用和海水利用 可供水量不同于天然水资源量,也不等于利用水资源量,一般情况下,可供水量小于天然水资 源量,也小于可利用水资源量 典型年法屮供水保证率的概念:在供水规划屮,按照供水对象的不同,应规定不同的供水保证 率,供水保证率是指多年供水过程屮,供水得到保证的年数占总年数的百分比。 整个区域的水资源供需分析 1,典型年法:先根据全区域的雨情和水情情况,选定代表年,然后根
12、据该代表年的来水情 况,自上而下,先支流干流逐个计算各个单元的供需情况,最后将各个单元的供需成果进 行汇总,即得整个区域的水资源供需情况 2,同频率法:其 - 般的步骤是,根据实际情况先把整个区域划分为若干个流域,每个流域根 据各自的雨情,水情情况选择各自的代表年,然后采用典型年法相同的方法,逐个进行计 算单元水供需分析并将同一流域的计算单元供需分析成果相加,最后,再把各流域同频率 的计算成果汇总即得到整个区域的水资源供需分析的成果, 不同发展阶段 ( 水平年 ) 的供需分析:对今后不同发展阶段的可供水量进行分析时,要注意研究 区域上游用水的变化,如上游新建水库或河道引水工程,则会减少来水量,
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