水资源量评价新ppt课件.ppt

2019年12月13日,1,第三章水资源量评价,WaterResourcesSimulationandManagement,2019年12月13日,2,主要介绍地表水资源量评价指标与评价方法；地下水资源量分类，评价内容与原则；地下水补给量和储存量的计算，允许开采量的评价模型。重点是：地表水（河流、湖泊、水库）、地下水补给量和储存量的计算、允许开采量的评价模型；难点是水资源的评价指标与评价方法。,2019年12月13日,3,水资源评价是保证水资源持续发展的前提，是水资源开发利用的基础。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。,2019年12月13日,4,第一节水资源的形成,一、地表水资源的形成与类型1、地表水的定义：为河流、冰川、湖泊、沼泽等水体的总称。2、水资源量的支项：主要为（1）降水、（2）蒸发和（3）径流决定区域水资源状态的三要素。3、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。,2019年12月13日,5,一、地表水资源的形成与类型,因此，在讨论地表水资源的形成与分布时，重点讨论构成地表水资源的河流资源的形成与分布问题。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。,第一节水资源的形成,2019年12月13日,6,（一）降水,降水作为水资源的收入项，决定着不同区域和时间条件下地表水资源的丰富程度和空间分布状态，制约着水资源的可利用程度与数量。表示降水量的年际变化程度：（1）年降水量的极值比Ka（2）年降水量的变差系数Cv值来表示,一、地表水资源的形成与类型,第一节水资源的形成,2019年12月13日,7,（1）年降水量的极值比Ka：年降水量的极值比Ka可表示为式中xmax最大年降水量；xmin最小年降水量。K，值越大，降水量年际变化越大；K：值越小，降水量年际变化小，降水量年际之间均匀。就全国而言，年降水量变化最大的地区是华北和西北地区，丰水年和枯水年降水量相比一般可达3倍一5倍，部分干旱地区高达10倍以上。南方湿润地区降水量的年际变化比北方要小，一般丰水年的降水量为枯水年的1.5倍2.0倍。,（一）降水,一、地表水资源的形成与类型,第一节水资源的形成,2019年12月13日,8,(2)年降水量变差系数Cv，,数理统计中用均方差与均值之比作为衡量系列数据相对离散程度的参数，称为变差系数Cv，又称离差系数或离势系数。变差系数为一无量纲的数。均方差均方差的表达式为：式中均方差；均值，其表达式为：,（一）降水,一、地表水资源的形成与类型,第一节水资源的形成,2019年12月13日,9,式中xi观测序列值，i1，2，n；n样本个数。,2019年12月13日,10,变差系数Cv,(2)年降水量变差系数Cv，,（一）降水,一、地表水资源的形成与类型,第一节水资源的形成,2019年12月13日,11,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，反之就越小。西北地区0.4华北、黄河中下游0.250.35东北0.2南方0.2以下东南沿南海0.25以上（台风）,2019年12月13日,12,（二）径流,1.河流径流的补给河流径流的水情和年内分配主要取决于补给来源。(1)雨水补给雨水补给是指降水以雨水形式降落。(2)地下水补给地下水补给河道的水量约占年径流总量的2530。(3)冰川、融雪水补给平均年径流量约50km3，约占全国年径流量的1.9,2019年12月13日,13,2径流的时空分布,(1)径流的区域分布(2)径流量的动态变化降水补给的河流冰川、融雪、降水混合补给的河流地下水补给的河流Cv值。秦岭以南年Cv值0.5以上，淮河流域大部分0.60.8之间；华北平原地区Cv1.0，东北地区山地1.0，最大可达l.2以上。(3)年径流量的季节变化关键取决于河川径流的补给来源和变化规律.,2019年12月13日,14,3河流径流的表示方法（1）河流径流：定义：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，形成流域出口断面的水流，称为河流径流，简称径流。（2）径流过程：径流随时间的变化过程，称为径流过程。（3）分类：,2019年12月13日,15,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。,2019年12月13日,16,(1)流量Q：为单位时间内通过河流某一断面的水量，单位以m3s表示。(2)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。t时段内的平均流量为Qt，则t时段的径流总量为：,2019年12月13日,17,(3)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。其计算公式为：式中t寸间，s；Wt径流总量，m3Qt平均流量，m3s；F一流域面积，km2；Rt，一某时段t的径流深度，mm。,2019年12月13日,18,(4)径流模数M：为单位流域面积上产生的流量，单位为m3(skm2)。可表示为：,2019年12月13日,19,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，以小数或百分比计，其计算公式为：(38)式中R某时段内的径流深度，mm；P同一时段内的降水量，mm。由于径流深度是由降水量形成的，对于闭合流域径流深度将小于降水量，即0时，称为正偏态分布；Cs=350mm/a，特枯水年；保证率：P=75%，降水量=555mm/a；枯水年；保证率：P=50%，降水量=625mm/a；平水年；保证率：P=25%，降水量=760mm/a；丰水年；保证率：P=5%，降水量=1025mm/a；特丰水年；例计算年降水量为666.4mm/a,地下水资源补给量为1000m3/d。则丰水年、平水年、枯水年各年的比例系数分别为1.14,0.94,0.83,计算各丰水年、平水年、枯水年地下水资源补给量分别为1140，940，830（m3/d），设均出现资料为1次，则多年平均补给量为970(m3/d),2019年12月13日,118,4水量均衡法实例,格尔木河冲洪积扇是柴达木盆地地下水富集地段之一，地下水流域与地表水流域分布范围一致，为一完整的地下水系统。具有干旱地区山前平原地下水所习见的形成条件和分布规律。根据地下水系统水文地质特征、边界条件、水动力参数、水位、流量在地下水系统中的空间分布情况，可建立如下概念模型：边界条件。南边界由于地表水开始大量渗入补给地下水，为补给边界；北边界是地下水溢出带所在，为排泄边界；东西两侧为冲洪积扇边缘，以地下水流线作为边界。水动力参数（T、）。根据钻孔抽水试验资料求得并进行分区，无抽水试验地区按类比或参考经验参数给定。根据地下水赋存条件、水理性质及地貌特征，将研究区划分为两个亚系统，即砾石平原双层型潜水承压水亚系统（）、细土平原多层型潜水承压水亚系统（）。,2019年12月13日,119,图31双层型及多层型地下水系统,2019年12月13日,120,2019年12月13日,121,表31地下水均衡计算表单位：108m3/a,2019年12月13日,122,水量均衡法实例,地下水补给资源量为5.6737108/a河流入渗补给量占总补给量的77%左右，泉流量占总排泄量的55%以上，可见地下水-地表水联系密切，在评价地下水可开采资源量和水资源开发中，要注意两者的关系可开采资源量初步评价区内水资源总量为7.9757108/a,2019年12月13日,123,1基流分割法（清水流量法）2泉域法3暗河测流法4实例,2019年12月13日,124,水文分析法-基本原理和用途,基本原理地下水径流是水循环的一部分，无论补给形式多么复杂，地下水补给量总要转化为地下水径流，而一部分地下水径流在适当的位置溢出，转化为地表径流。因此可运用陆地水文学的方法评价地下水资源量。用途评价地下水补给资源量。,2019年12月13日,125,水文分析法-适用条件,(1)全排型流域，均衡区内其他排泄量占比例较小；(2)基岩山区，岩溶水系统、裂隙水系统；(3)具有较长系列的测流资料（泉流量、地表径流量）。,2019年12月13日,126,水文分析法-限制条件,(1)集中参数方法（黑箱），不能详细描述系统状态随空间变化情况；(2)无法评价地下水可开采资源量；(3)评价精度取决于测流和基流分割的精度。,2019年12月13日,127,水文分析法-要点,在查明区域水文地质条件的基础上，充分利用水文测流资料和测流点控制区的汇水面积，直接求取地下径流模数，即单位面积含水层的地下径流量。而后根据这个参数间接推算区域地下水的天然补给资源量，即：QMF式中：Q为地下径流量（m3s）；M为地下径流模数（m3skm2）；F为计算面积（km2）。,2019年12月13日,128,水文分析法-计算方法,(1)地下水排泄量求法（测流）清水流量法（基流分割法）泉域法暗河测流法(2)测流方法体积法流量计测流堰测速仪,2019年12月13日,129,1基流分割法（清水流量法）,流量过程线：河流断面上的流量随时间变化的曲线。河川径流量组成地表径流地下径流基流分割就是将河川径流中的地表径流量和地下径流量分别计算出来。从而计算出地下水排泄量。影响基流分割的因素很多，主要有：流域河岸的水文地质结构和流域面积。,2019年12月13日,130,基流分割法（清水流量法）,基流分割方法(1)地下水位始终高于河水位a转折点明显：AB直接连线b转折点不明显：确定洪峰延迟时间N,2019年12月13日,131,基流分割法（清水流量法）,基流分割方法(2)地下水与河水有互补关系，即枯水期地下水补给河流，洪水期河流补给地下水：A-曲线上升点B-退水曲线转折点C-河水位高于地下水位的时刻D-地下水位高于河水位的时刻,2019年12月13日,132,基流分割法（清水流量法）,2019年12月13日,133,2泉域法,要点：泉是地下水的天然露头。每个泉都是一个独立的地下水系统，即具有独立的补给、径流和排泄系统。因此可以根据泉水流量和其汇水区域（也称泉域）求得地下径流模数。,2019年12月13日,134,2泉域法,泉域面积的确定：(1)对于非岩溶裂隙水形成的泉，由于裂隙发育随深度而减弱，大多情况下地下水分水岭与地表分水岭一致，因此可以根据地形来确定泉域。(2)对于岩溶泉，由于地下水分水岭与地表分水岭往往不一致，这就要根据地下水位或泉域边界清楚的特定地区来求其地下径流模数。,2019年12月13日,135,3暗河测流法,应用条件岩溶地区，大气降水量70100渗入地下，主要沿管状或脉状通道运动，并汇集成主流及多级支流的地下河系，或称暗河系。所以暗河出口或天窗的流量，基本上体现了这些露头控制区的地下径流量。,2019年12月13日,136,3暗河测流法,要点可选择有代表性的暗河出口或天窗，测定其枯水期