水资源保护与利用复习总结.pdf

1 简述水资源的含义 分类 特征 含义 简述水资源的含义 分类 特征 含义 从供水角度讲 水资源可以理解为人类长期生存 生产 生活活动中所需要的各种水 既包括数量和质量含义 又包括其使用价值和经济价值 2 狭义上狭义上 是指人类在一定技术经济条件下 能够直接使用的淡水 3 广义上广义上 是指人类在一定技术经济条件下 能够直接或间接使用的各种水和水中的物质 在 社会和生产活动中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源 4 水资源的特性水资源的特性 发展趋势 特性 发展趋势 特性 1 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 趋势趋势 1 水资源模拟与模型化 2 水资源系统分析多目标化 3 水资源细细管理系统 4 水环境理论与技术的先进性 农业工业生活用水比例农业工业生活用水比例 1 农业用水占全部用水的 2 3 以上 2 工业用水取水量约为全球总取水量的 1 4 左右 3 生活用水量占全球总用水量的 8 左右 5 简述全球水资源状况及开发利用趋势 状况 简述全球水资源状况及开发利用趋势 状况 全球农业用水占第一位 69 工业用水第二位 23 可复原比例最高 居民用 水第三位 8 人均占有量不断提高 世界各地用水量差异极大 发达国家多为工业用水 54 发展中国家多为农业用水 80 近年来用水量发展中国家增加幅度达 发达国家趋于稳 定 开发利用趋势开发利用趋势 农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高 工业用水由于不可恢 复水量最低 将更加重视提高工业用水技术 降低用水量定额 加大节水力度 大幅度提高 用水重复利用率 水资源的开发将更为重视经济 环境与生态的良性协调发展 6 地表水海洋水量 地表水海洋水量 地球水圈内部水体总储量达 13 86 108km3 海洋面积 3 61 108km2 占地球总面积的 70 8 地表水 0 48 108km3 占地球水量的 3 5 其中 3 0 可用 陆地 上的淡水资源仅为 0 35 108km3 占陆地储水量的 73 便于人类利用的仅为 0 1108km3 占淡水量的 30 4 7 大小循环大小循环 自然界的水文循环 根据循环途径分为大循环和小循环 大循环是指水在大气圈 水圈 岩石圈之间的循环过程 小循环是指陆地或者是海洋本身的水单独进行循环的过程 8 更替同期更替同期 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 tq tQ T T 水的更替同期 q t 单位时间内水体参与循环的水量 Q t 某一时刻水体储存 的水量 9 蒸发径流 人类的影响 蒸发径流 人类的影响 陆地多年水平衡方程 EL PL R 依次为 蒸发量 降水量 入海径流量 海洋 E P R 人类影响人类影响 P R E S 依次 降水量 地面地表径流 净蒸发量 人类影响下内径流量变化 10 全球水资源面临问题全球水资源面临问题 1 水量短缺严重 供需矛盾尖锐 2 水源污染严重 水质型缺水 突出 11 我国成为世界上水资源相对比较丰富的国家之一 水资源总量仅次于巴西 俄罗斯 加 拿大 美国 印度尼西亚 排名第六 人均排在世界的 121 位 我国人均生活日用水量我国人均生活日用水量 114L 12 中国水资源的时空特征中国水资源的时空特征 东多西少 南多北少 夏多冬少 空间分布特征空间分布特征 降水和河川径流的地区分布不均匀 水土资源组合很不平衡 地下水资源分 布的不均匀性 13 中国水资源面临的主要问题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 因地下水开采过于集中 在 城市地区引起地下水位持续下降 地面沉降 在滨海地区引起海水入侵等环境地质问题 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 解决措施 1 为水立法 2 有偿使用或提高水价 3 节约用水 整治污染 4 植树 造林 退耕还林还草 退耕还湖 5 控制人口数量 14 地表水的定义地表水的定义 为河流 冰川 湖泊 沼泽等水体的总称 15 降水 蒸发和径流是决定区域水资源状态的三要素 16 年降水量的极值比年降水量的极值比 Ka Ka Xmax XminXmax 最大年降水量 Xmin 最小年降水量 Ka 值越大 降水量年际变化越大 Ka 值越小 降水量年际变化小 降水量年际之间均匀 17 年降水量变差系数年降水量变差系数 Cv n i i n i i v x x C n n x x 1 1 2 1 1 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 18 我国绝大部分河流补给我国绝大部分河流补给都以雨水补给为主 这类河流受降水年际和年内分配的影响明显 地下水补给 冰川融雪水补给 19 表示径流的特征值主要有表示径流的特征值主要有 流量 Qt m3 s 径流总量 Wt 径流模数 M 径流深度 Rt 径流系数 径流总量径流总量Wt Qt t径流深度径流深度Rt Wt 1000FF 流域面积 径流系数径流系数 R PR 某时段径流深度 mm P 同时段降水量 mm 20 蒸发包括蒸发包括水面蒸发和陆面蒸发 主要影响因素 气温 湿度 日照 辐射 风速等 21 干旱指数 干旱指数 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 E0 P 年水面蒸发量年水面蒸发量 降水量降水量 大于 1 0 表示蒸发量大于降水量 偏于干旱 越大 越干旱 反之则越湿润 22 地下水地下水 1 储存在地表以下空隙 孔隙 裂隙 溶隙 中的水称为地下水 2 岩石孔隙 松散岩石中的孔隙 坚硬岩石中的裂隙 可溶岩中的溶隙 3 按埋藏条件分类 按埋藏条件分类 上层滞水 潜水 承压水按水层的空隙性质分类 按水层的空隙性质分类 孔隙水 裂隙 水 熔岩水 23 岩石中的水岩石中的水 存在形式 1 结合水 2 重力水 3 毛细水 在空隙中还存在固态与气态水 24 平均径流量平均径流量 M M Q 365 86400 AA 地下水径流面积 km2Q 一年内在面积 A 上的地下水径流量 m3 25 达西定律 线性渗透定律 达西定律 线性渗透定律 Q K H1 H2 L Aw Q 渗流量渗流量 m3 d H1 H2 渗流途径渗流途径 L 长度上上下游过水断面的水头损失长度上上下游过水断面的水头损失 m L 径流途径长度径流途径长度 m Aw 渗流过水断面面积渗流过水断面面积 m2K 渗透系数渗透系数 m d 又可以表示为又可以表示为 v k j v 渗透速度渗透速度 m dj 水力坡度水力坡度 26 径流还原计算径流还原计算 P54 27 三水转化三水转化 天然水循环中 地下水 地表水和降水是相互转化的 28 地下水资源评价原则地下水资源评价原则 1 三水 转化 统一考虑评价的原则 2 利用储存量 以丰补欠 的调节平衡原则 3 考虑人类活动 化害为利原则 4 不同目的和不同水文地质条件区别对待的原则 5 技术 经济 环境综合考虑的原则 29 开采试验法 原理开采试验法 原理 v k j 1 稳定状态 稳定状态 在长期抽水过程中 动水位达到设计水位降值并趋近稳定状态 抽水量大于 等于需水量 停抽后 水位能较快地恢复到原始水位 2 非稳定状态 非稳定状态 在按需水量长期抽水过程中 动水位已超过设计水位下降值 仍未稳定 停抽后有所恢复 但达不到天然水位 任意一时段 t 下抽水产生的水位下降 s 平衡关系如下 A s Qk Qb t Qk 抽水量 m3 d Qb 抽水条件下地下水补给量 m3 d A 水位升或降一米时单位储存量变化值 m2 30 补偿疏干法补偿疏干法 补偿疏干法适用于季节性调节型水源地 对于抽水试验的要求是 要求实验始于无补给的旱 季 跨越旱季与雨季的连续稳定抽水实验来提供的资料 31 我国饮用水卫生标准我国饮用水卫生标准 P84 32 锅炉用水水质评价锅炉用水水质评价 1 后垢作用 锅垢成分通常有 CaO CaCO3 CaSO4 CaSiO Mg OH 2 MgSiO3 Al2O3 Fe2O3 及悬浮物质 的沉渣 2 起泡作用 用起泡系数来评价 按钠 钾含量计算 F 62 Na 78 Ka 3 腐蚀作用 33 取水工程取水工程 1 地表水 地表水作为供水水源 其特点主要表现为 地表水 地表水作为供水水源 其特点主要表现为 1 水量较充沛 分布较广泛 总溶解固体含量较低 硬度一般较小 适合于作为大型企 业大量用水的供水水源 2 时空分布不均 受季节影响大 3 保护能力差 容易受污染 4 泥沙和悬浮物含量较高 常需净化处理后才能使用 5 取水条件及取水构筑物一般 比较复杂 影响地表水取水的主要因素影响地表水取水的主要因素 1 取水河段的径流特征 2 河流的泥沙运动及河床演变 3 河床与岸坡的岩性和稳定 性 4 河流的冰冻情况 5 河道中水工构筑物及天然障碍物 地表水取水位置的选择 地表水取水位置的选择 1 取水点应设在具有稳定河床 靠近主流和有足够水深的地段 2 取水点应尽量设在水 质较好的地段 3 取水点应设在具有稳定的河床及岸边 有良好的工程地质条件的地段 并有较好的地形及施工条件 4 取水点应尽量靠近主要用水区 5 取水点应避开人工构筑 物和天然障碍物的影响 6 取水点应尽可能不受泥沙 漂浮物 冰凌 冰絮 支流和咸潮 等影响 7 取水点的位置应与河流的综合利用相适应 不妨碍航运和排洪 并符合河道 湖泊 水库整治规划的要求 8 供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置 应位于城镇和 工业企业上游的清洁河段 2 固定式取水 固定式取水 固定式低坝取水构筑物通常由拦河低坝 冲沙闸 进水闸或取水泵房等部分组成 3 地表井 地下水取水构筑物的类型 地表井 地下水取水构筑物的类型 管井 大口井 辐射井 复合井和水平渗渠 1 管井 用于开采深层地下水 井深一般在 300m 以内 最深可达 1000m 以上 2 大口井 广泛用于取集含水层厚度 20m 以内的浅层地下水 3 辐射井 用于汲取含水层厚度较薄的浅层地下水 它比大口井效率高 但施工 难度大 4 复合井 常常用于同时集取上部孔隙潜水和下部厚层基岩高水位的承压水 在 一些需水量不大的小城镇和不连续供水的铁路给水站中被较多地应 用 5 渗渠 主要用于地下水埋深小于 2m 的浅层地下水 或集取季节性河流河床下 的地下水 在我国东北 西北地区应用较多 管井构造管井构造 通常由井室 安装水泵 并维护其正常运行 井壁管 井壁管 过滤器 保持 水井取得最大出水量 延长使用年限 及沉淀管 防止沉砂堵塞过滤器 其直径与过滤 器一致 构成 大口井的构造大口井的构造 井室 井筒 进水部分 复合井复合井是由非完整式大口井 井底下设管井过滤器组成 它是一个由大口井和管井组成的分 层或分段取水系统 34 城市节水措施