水资源规划与管理重点笔记.pdf

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1、水资源规划与管理重点笔记 第一章 绪论 水资源的概念：广义 ：指地球上水的总体，包括大气中的降水、河湖中的地表水、浅层和深层的地下水、冰川、海水等。 狭义 ：指与生态系统保护和人类生存与发展密切相关的、可以利用的、而又逐年能够得到恢复和更新的淡水，其补给来源为大气降水。 水资源的自然属性 ：流动性、可再生性、有限性、时空分布的不均匀性、多态性、不可替代性、环境资源属性。 水资源的社会属性： 社会共享性、利与害的两重性、多用途性、商品性。 水资源的主要用途 ：生活用水、农业用水、工业用水、水力发电、生态用水。 水资源利 用面临的问题 ：水资源短缺、洪涝灾害、水环境污染。 第二章 水资源概况 水的

2、组成 ：可分为地表水、地下水、大气水和生物水四部分。地球总水量为 13.86 亿km3。 可直接利用的淡水资源是江河湖泊水（ 约占淡水总量的 0.27%）和地下水中的一部分。以年降水量和厚度计，大洋洲各岛（除澳大利亚外）水量最丰富，多年平均降水深达 2170mm，年径流深达 1500mm 以上。总体而言，世界上水资源总量是够用的，但全球淡水资源分布极不平衡，约 65%的水资源集中在不到 10 个国家。 我国水资源分布状况 ：我国水资源地区分布不均，有余有缺 ；我国水资源量的年际和季节变化很大，水旱灾害频繁。 第三章 水资源的形成 水循环：指水圈中的各种水体通过蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、

3、地表径流的往复循环过程。 水圈中的各种水体在在太阳的辐射下不断地蒸发变成水汽进入大气，并随气流的运动输送到各地，在一定条件下凝结形成降水。降落的雨水，一部分呗植物截留并蒸发，一部分渗入地下，另一部分形成地表径流沿江河回归大海。渗入地下的水，有的被土壤或植物根系吸收，然后通过蒸发或散发返回大气；有的渗入到更深的土层形成地下水，并以泉水或地下水的形式注入河流回归大海。 水循环 分为： 大循环、小循环、内陆水循环。从海洋蒸发的水汽被气流输送到大陆上空，冷凝形成降水后落到陆面，其中一部分以地表径流和地下径流的形式从河流回归海洋；另一部分重新返回大气。这种海陆间的水分交换过程，称为 大循环 。海洋上蒸发

4、的水汽在海洋上空凝结后，以降水的形式降落到海洋里，或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上，这种局部的水循环称为 小循环， 前者为海洋小循环，后者为内陆小循环。水汽从海洋向内陆输送的过程中，在陆地上空一部分冷凝降落，形成径流向海洋流动，同时也有一部分再蒸发成水汽继续向更远的内陆输送。愈向内陆水汽愈少， 循环逐渐减弱，直到不再能成为降水为止。这种局部的循环也叫做 内陆水循环 。 水循环的实质 （水循环对于地球表层结构的演化和人类社会可持续发展都具有重要意义） 。 水循环深刻地影响着地球表层结构的形成、演化和发展；水循环是海陆间联系的纽带；水循环使大气水、地表水、土壤水、地下水相互转换；水循环使得水成

5、为可再生资源。 降水： 指液态或固态的水汽凝结物从云中降落到地表的现象。 降水特征： 降水量、降水历时、降水强度、降水面积、暴雨中心等。 降水的成因及类型：锋面抬升与锋面雨 ：冷暖气团相遇，锋面与地面相交的地带叫锋，锋面随冷暖气 团的移动而移动。当冷气团向暖气团推进时，因冷空气较重，冷气团楔进暖气团下方，把暖气团挤向上方，发生动力冷却而致雨。这种空气上升称为锋面抬升，这种雨成为冷锋雨。冷锋雨一般强度大、历时短、雨区面积较小。当暖气团向冷气团移动时，由于地面的摩擦作用，上层移动较快，底层较慢，使锋面坡度较小。暖空气沿着这个平缓的坡面在冷气团上爬升，在坡面上形成了一系列云系并冷却致雨。这种空气上升

6、也称为锋面抬升，这种雨称为暖锋雨。暖锋雨一般强度小，历时长，雨区广。 地形抬升与地形雨： 暖湿气遇到丘陵、高原、山脉等阻挡，被迫沿坡面上升而冷却 致雨。这种空气上升称为地形抬升，这种雨称为地形雨。地形雨大部分降落在山地的迎风坡。在背风坡，因气流下沉增温，且大部分水汽已在迎风坡降落，故降雨稀少。 局地热力对流与对流雨： 当暖湿空气笼罩一个地区时，因下垫面局部受热增温，与上层温度较低的空气产生强烈的对流作用，使暖空气上升冷却而降雨。这种空气上升称为局部热力对流，这种雨称为对流雨。对流雨一般强度大，但雨区小，历时也较短，并常伴有雷电，又称雷阵雨。 动力辐合上升与气旋雨： 气旋是中心气压低于四周的大气

7、旋涡。在北半球，气旋内的空气作逆时针旋转，并向中心辐合，引起大 规模的上升运动，水汽因动力冷却而致雨。这种空气上升称为动力辐合上升，这种雨称为气旋雨。在低纬度的海洋上形成的气旋，称为热带气旋。 蒸发量： 指某一时刻如日、月、年内总蒸发掉的水层深度。 蒸发率： 指单位时间内的蒸发量，也称蒸发速度。 水面蒸发：指江、河、水库、湖泊和沼泽等地表水体水面上的蒸发现象。 土壤蒸发：指水分从土壤中以水汽形式逸出地面的现象。 植物蒸发：土壤中的水分经植物根系吸收，输送到叶面，散发到大气中去的现象。 土壤蒸发与植物蒸发总称为 陆面蒸发。 径流： 指由降雨所形成的，沿着流域地表和地下向河川、湖泊 、水库、洼地等

8、流动的水流。地面径流、地下径流、河川径流、降雨径流。径流形成过程一概概括为 产流过程 和 汇流过程 。 产流过程，汇流过程： 影响汇流形成的因素： 流域的气候因素：降雨、蒸发；流域的地理因素：流域地形、流域的大小和形状、河道特性、土壤岩石和地质构造、植被、湖泊和沼泽；人类活动因素。 地表水资源 ：一个流域或特定区域的地表水资源既包括被称之为雨洪的地表径流和部分浅层地下径流，也包括被称之为基流的浅层和深层地下径流。 地下水 ：广义上的地下水指埋藏在地表以下各种状态的水，按埋藏条件可分为包气带水（土壤水）、上层 滞水、潜水和承压水。地下水一部分赋存于地壳岩土空隙中，一部分存在于岩石“骨架”中（即矿

9、物晶体内部或其间）。我们研究的重点是岩土空隙中的水（狭义）。 岩石空隙： 按照空隙特征分为松散岩石中的孔隙、坚硬的岩石中的裂隙和可溶岩中的溶隙。 地下水循环 ：含水层和含水系统通过补给，从外界获取水量，径流过程中水由补给水输送到排泄水，然后向外界排除，这种补给、径流、排泄无限重复进行，构成了地下水循环。 地下水补给来源 ：大气降水入渗补给、地表水入渗补给、凝结水入渗补给、含水层之间的补给、人工补给。 越流补给 ：两个相邻的含水层间 的间隙层为弱透水层，当两含水层水位不同时，则高水位含水层中的地下水可透过间隙层补给低水位含水层，这种现象称为越流补给。 地下水的排泄： 含水层失去水量的过程叫排泄。

10、排泄的 方式 ：泉、河流、蒸发、人工排泄等。 地下水运动的特点： 流速小、层流和紊流、近似看成稳定流、研究直线水流通道中的水。 含水层和隔水层 （两者的划分是相对的）：含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。隔水层 :不具透水和给水能力的岩层。 形成含水层的基本条件 ：岩层要具有容纳重力水的空隙，能储存并给出地下水。 1.具有储存和聚集地下水的地质条件：岩层下 有隔水层，使水不能向下漏失，水平方向有隔水层阻挡以免全部留空。 2.具有充分的补给水源：自由出入空间、适当地质条件和充足的补给水源。 第四章 水资源评价 水资源评价： 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条件作出全面

11、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。 水资源评价的原则 ：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。 水资源分区的方法 ：、成果汇总分区：流域水系分区；行政分区。、计算分区（什么是最小计算 单元）。 降水资料的审查： 可靠性、一致性：、代表性：指样本资料的统计特性能否很好的反映总体的统计特性。 资料的插补延长 ：直接移用、相关分析、 汛期雨量与年降水量相关关系移置法、等值线图内插、取邻站均值 、同月多年平均、同月多年平均。 统计参数： 降水系列的均值 X；变差系数 Cv；偏差 (偏态 )系数 Cs。 确定方

12、法 ：适线法。 降雨量地区分布表征方法： 多年平均年降水量等值线图；多年降水量变差系数 Cv 等值线图；多年降水量偏差系数 Cs 与变差系数 Cv 比值分布图；同步期平均年降水量等值线图。 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：同倍比缩放法；典型年的选择原则。 年降水量分级（ 5 级）： 丰水年（ P 12.5%）；偏丰水年（ 12.5% P 37.5%）；平水年（ 37.5% P 62.5%）；偏枯水年（ 62.5% P 87.5%）；枯水年（ P 87.5%）。 径流资料的还原计算： 1.分项

13、调查法： W 天然 =W 实测 +W 灌溉 +W 工业、城市 +W 库蒸+W 库渗 W 库变 W 引 W 分洪。 2.分析切割法 。 3.降雨径流相关法 。 4.模型计算法。 区域地表水资源量 ：指设计区 域内降水形成的地表水体的动态水量，不包括过境水量，用天然河川径流量表示。 区域地表水资源量的计算方法： 代表站法；等值线图法；年降水径流关系法；水文比拟法。 地下水资源评价类型区划分： 1.级类型区 。将评价区划分为平原区和山丘区 2 个级类型区。 2.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 个级类型区；将山丘区划分为一般和岩溶山区 2 个级类型区（各地可根据实际需

14、要将一般山丘区进一步划分为一般山区和一般丘陵区）。 3.级类型区 。根据水文地质条件，将各级类型区分别划分为若干均衡计算区，称级 类型区。 地下水矿化度分类： 对平原区 M 1g/L、 1g/L M 2g/L、 2g/L M 3g/L（微咸水）、3g/L M 5g/L 和 M 5g/L。 地下水资源量评价内容： 原则： 地下水资源量总补给量总排泄量。 降雨入渗系数： 山前侧向补给量 Wf： 指山丘区的产水通过地下水径流补给平原地下水的水量。 河道渗流补给量 Wr： 当河道高于两岸地下水位时，河道渗流补给地下水的水量 给水度： 越流系数 Ke： 表示弱透水层在垂直方向上导水性能的参数。 潜水蒸发

15、量 E： 浅层地下水受土壤毛细管的作用，不断沿毛细管上升，一部分受 气候的影响，蒸发量散失；一部分湿润土壤，供植物吸收。 区域水资源总量： W=Wr+U-D。 W： 多年平均水资源总量。 Wr： 多年平均河川径流量，即地表水资源量； U：多年平均地下水补给量，即地下水资源量； D：多年平均河川径流量与多年平均地下水补给量之间的重复量。 单一山丘区多年平均水资源总量计算，单一平原区多年平均水资源总量计算 （了解）。 入境水量 是天然河流经区域边界流入区的河川径流量； 出境水量 是天然河流经区域边界流出区域的河川径流量。 水质评价的分类： 回顾评价（主要）；现状评价；预段评价。 水资源可利用量 ：

16、指在 可 预见 的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源量中可一次性利用的最大水量。 地下水资源可开采量的计算方法： 实际开采量调查法；开采系数法；平均布井法。 第 五 章 生活用水 生活用水： 城市生活用水和农村生活用水。 生活用水的特征： 用水量增长较快；用水量时程变化较大；供水保证率要求高；对水质要求高；水量浪费严重；生活污水水质污染程度小于工业废水。 生活给水系统： 取水工程；净水工程；输配水工程。 水源的选择： 给水水源应有足够水量；给水水源的水质应良好；统筹考虑，供水 经济安全。 生活用水定额 ：居民区生活用水定额；工业企业的职工生

17、活用水定额和淋浴用水定额；公共建筑用水定额；消防用水定额；市政用水量定额。 第 六 章 农业用水 灌溉水量： 指从灌溉供水水源所取得的总供水量。 灌水定额： 是指单位面积上灌溉一次所需要的水量，以 m3/亩表示。 灌溉定额： 指在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以 m3/亩表示。 灌溉定额： 也分为净灌溉定额和毛灌溉定额。 农业用水量： 农田灌溉用水量、渔业及林果地用水量。 灌溉水利用率用水指标： 渠道水利用系数；渠系水利用 系数；田间水利用系数；灌溉水利用系数。 第 七 章 工业用水 工业用水： 指工、矿企业的各部门，在工业生产过程（或期间）中，制造、

18、加工、冷却、空调、洗涤、锅炉等处使用的水及厂内职工生活用水的总称。 工业用水分类：按用水的作用分类： 生产用水；间接冷却水；工艺用水；锅炉用水；生活用水。 按用水的过程分类： 总用水；取用水；排放水；耗用水；重复用水。 按水源类型分类： 地表水；地下水；自来水；海水；城市污水回用水；其它水。 工业供水系统： 包括取水工程、输水工程、水处理工程和配水工程四个部分。 工业废水处理方法： 物理处理法；化 学处理法；物理化学处理法；生物处理法。 工业用水水量分类： 分为用水量（总用水量）、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、补充水量等九种。 第 八 章 生态

19、用水 生态用水： 包括一部分水资源量和一部分常常不被水资源量计算包括在内的水分。 生态需水 ：以水循环为纽带，从维持生态系统自身生存角度，相对一定生态环境质量目标下客观需求的水资源。 生态耗水 ：生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。 生态用水划 分： 按照水资源的空间位置和补给来源，划分为河道内生态用水、河道外生态用水两部分。 第 九 章 水资源配置与规划 水资源规划的类型： 区域水资源规划，流域水资源规划；跨流域水资源规划；专门水资源规划。 驱动水资源需求增长因素 ：人口的增加和城镇化进程、经济发展以及环境保护与

20、建设。 制约水资源需求增长因素： 水资源状况、水价与水市场、水利工程条件以及节水与水资源管理水平。 需水预测划分： 按生活、农业、功业、建筑业、第三产业和生态用水口径划分。也可按生活、生产和生态用水口径划分。 渔业需水量： 为鱼塘补水量，是维持鱼塘一定 水面面积和相应水深以及渔业养殖功能水深所需要补充的水量及换水量。包括养殖水面蒸发、渗漏所消耗水量的补充量和换水量。 工业需水预测 ：一般分电力行业、高用水工业与一般工业等。 河道湿周法： 利用河道湿周（指断面上水体与河床接触的那部分长度）作为栖息地的质量评价指标来估算期望的河道内流量值。 可供水量 ：指在考虑需水要求的情况下，各水平年、不同保证

21、率下已建或拟建供水工程可能提供的水量。 最大供水能力： 指供水工程充分发挥作用时可以提供的最大供水量。 实际供水量： 指供水工程实际提供的水量。 三次平衡分析方式：一次平衡： 需 水分析时应考虑人口的自然增长速度、城镇化程度、经济社会发展和人民生活水平的提高程度等方面；供水分析时应考虑到流域水资源的开发利用现状及其格局，并能充分发挥现有供水工程的潜力。 二次平衡： 应强化节水意识、提高污水处理回用力度、注意挖潜配套相结合；以合理提高水价、调整产业结构等方式来有效抑制各用水方的需求，同时也要注重环境的改善。 三次平衡 ：应加大产业结构和布局的调整力度，进一步强化群众的节水意识；当具有跨流域调水的

22、可能性时，可通过跨流域调水来解决水资源供需平衡问题。 十章 水资源保护 水污染的分类 ：按照 污染物的 性质 分类：化学污染、物理污染、生物污染。按照 污染源的分布 状况：点源污染、非点源污染。受 污染的水体 分类：河流污染、湖泊水库的污染、地下水污染。 污染物入河系数： 一般为 0.5 0.9. 水污染源预测： 污染源的预测；工业废水排放量预测；工业污染物排放量预测；生活污水量预测；污染物入河量的预测。 水环境容量： 在不影响水的正常用途的情况下，水体所能容纳的污染物的量或自身调节净化并保持生态平衡的能力。 水环境的容量计算： (水体对污染物的总环境容量 )WT=(水体对污染物的稀释容量 )

23、Wd+(水体对污染物的迁移容量 )Wt+(水体对污染物的净化容量 )Ws。 污染物控制量和削减量的确定： 污染物入河控制量、污染物入河削减量、污染物排放控制量、污染物排放削减量。 国家的水质监测站分四类 ：本底站（基准站）、受污站（影响站）、国际站、实验站。 水质监测断面布设 ：对照断面：在河流进入城镇或工业排污口前；基本断面（控制断面）：在排污口下游 500-1000m；削减断面 :在排污口下游 1500m。 第十 一 章 水资源管理 1984 年颁布施行的 中华人民共和国水污染防治法 是中华人民共和国的 第一部水法律 。 1988 年颁布施行的 中华人民共和国水法 是 我国 第一部有关水的综合性法律 。 水价 ：是水资源使用者为获得水资源使用权和可用性需要支付给水资源所有者的一定货币额。 水费： 水利工程管理单位或供水单位为用户提供一定量的水而收取的一种用于补偿所投入劳动事业性费用 水资源费 ：根据中华人民共和国水法直接取用地下水、江河、湖泊等地表水的单位和个人，向水资源主管部门缴纳的费用。 资源水价 ：国家作为水资源资产的拥有者，让个人或企业使用水资源所获得的报酬。 水权 ：水资源所有权，包括占有权、使用权、收益权、处分权以及与水资源开发利用相关的各种权利和义务的总称。 “三元” 水价： 公式：（水价） P=（资源水价） P1+（工程水价） P2+（环境水价） P3。