水资源利用与保护.doc

水资源利用与保护21水资源的概念水资源可以理解为人类长期生存、生活和声场活动中所需要的各种水，既包括数量和质量的含义，又包括其使用价值和经济价值。一般认为，水资源有广义和狭义之分。狭义上的水资源实质人类在一定的经济技术条件下能够直接利用的淡水广义上的水资源是指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中物质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可以称为水资源。22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，利害的双重性23全球水量平衡与流域平衡中蒸发量、降水量和径流量之间的关系全球水量平衡：陆地蒸发量=陆地降水量-入海径流量+陆地研究时段内需水量的变量流域水量平衡：流域多年平均 降水量=年径流量+年蒸发量24水量平衡研究的意义和目的有助于了解水循环各要素的数量关系，估计地区水资源数量，以及分析水循环各要素之间的相互转化关系，确定水资源的合理利用量。25全球水资源面临问题水量短缺严重，供需矛盾尖锐；水资源污染严重，“水质性缺水”突出26中国水资源特征：时空变化极大，分布极不均匀空间分布特征：降水、河流分布的不均匀性（降水和合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（地形特点西高东低，昆仑秦岭山脉成为我国南北方的分界线）。时间分布特点：我国大部分地区受季风影响明显，降水年内分配不均匀，年纪变化大，苦水年和丰水年连续发生。最大降水量和最小降水量相差悬殊。27中国水资源面临的主要问题水资源开发过度，生态破坏严重；城市供水集中，供需矛盾尖锐；地下水过量开采，环境地质问题突出；水资源污染严重，水环境日益恶化；水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理。关键问题是：水资源短缺，供需矛盾突出，水污染严重。其主要原因是管理不善，造成水质恶化速度加快。水质性缺水问题严重困扰着水资源的充分有效利用。水资源利用与保护的灌浆在于水资源数量与质量的正确评价，供需平衡的合理分析，水资源开发利用工程的合理布局，节水技术与措施的有效实施，实现防止、控制和治理水污染，缓解水资源短缺的压力，实现水资源的有效保护、持续利用和良性循环。31决定区域水资源状态的三要素：降水、径流和蒸发。32河川径流补给方式：雨水补给（主要）；地下水补给（25%30%）；冰川融雪水补给（1.9%）。径流的时空分布：径流的区域分布（年径流深度由东南向西北递减）；径流量的动态变化（取决于降水量的多年变化，受径流补给类型及流域内地貌、地质和植被等条件综合影响）；年径流量的季节变化（关键取决于河川径流补给来源的性质和变化规律）。33河流径流的表示方法流域上的降水，出去损失后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，成为河流径流，简称径流。径流随时间变化的过程，成为径流过程。可分为地表径流（降水径流、雪融水径流、冰融水径流）和地下径流（夹带泥沙称为固体径流）。表示径流特征值主要有：流量Q，径流总量Wt（=Qt），径流模数M（=Q/F，F为流域面积），径流深度Rt(=Wt/1000F)，径流系数（=R/P=0.02）、大颗粒推移质较多、取水百分比比较大的山区河流取水。614浮船式取水构筑物和缆车式取水构筑物的构造组成和使用条件浮船式取水构筑物由浮船、锚固设备、连络管及输水斜管等部分组成，适用于河流水位变幅在1040m或更大，水位变化速度不大于2m/h，取水点有足够的水深，河道水流平稳、流速和风浪较小、停泊条件好，河床较稳定，岸坡有适度倾角（2060度）。缆车式取水构筑物有缆车、缆车轨道、输水斜管和牵引设备等组成。适用于河流水位变幅在1035M、涨落速度小于2m/h的情况，其位置已选择在河岸岸坡较稳定、地质条件好、岸坡倾角为1028度的地段。615 Details集水井是岸边式取水构筑物的取水设施，一般由进水间、格网和吸水间三部分组成。河床式取水构筑物其取水设施包括取水头部、进水管和集水井；其特点是集水井和泵房建在河岸上。根据斗槽伸入河岸的程度，可分为：斗槽全部在河床内（适用于河岸较陡或主流离岸较远以及岸边水深不足的河流）；斗槽全部设置在河岸内（适用于河岸平缓，河床宽度不大、主流近岸或岸边水深较大的河流）；斗槽部分伸入河床（适用于以上两者之间）。岸边式取水构筑物，有冰絮时为0.20.6m/s，无冰絮时为0.40.6m/s；河床式取水构筑物，有冰絮时为0.10.3m/s，无冰絮时为0.20.6m/s取水泵房高程设置：当泵房在渠道边时，为设计最高水位加0.5m；在江河边时，为设计最高水位加浪高再加0.5m；在湖泊、水库或海边时，为设计最高水位加浪高加0.5m，并应设方浪爬高的措施。取水头部分为固定式取水头部和活动式取水头部；其中，固定式取水头部又有管式、蘑菇式、鱼形罩式、箱式、桥墩式、桩架式及斜管式取水头部。管式取水头部适用于江河水质较好、洪水期浊度不大、水位变幅较小的中小型取水构筑物。蘑菇式取水头部适用于中小型取水构筑物，枯水期要求仍有1.0m以上的水深。鱼形罩式取水头部适用于水泵直接吸水的中小型取水构筑物，为减少杂草堵塞，需设冲洗和清理设施。箱式取水头部适用于水深较小、含沙量小、冬季潜水较多的河流。斜板式取水头部：优点为沉淀效率增加；减少了泵的叶轮的摩擦；减少了管道淤积；降低水厂混凝剂的投放量。缺点为影响水流较大，如航运；容易漂走，需加强斜板强度。设计要求为水深足够、外形合理、体积小、防冲刷、防堵、防冲击、宜分格。适用于含沙量大、粗颗粒泥沙占一定数量、枯水期仍有较大水深和较大流速的河段。活动式取水头部适用于枯水期水深较浅、洪水期底部含沙量较大的山区河流。取水头部最底层进水孔下缘距河床的高度，应根据河流的水文和泥沙特性以及河床稳定程度等因素确定，一般不小于以下规定：侧面进水孔不小于0.5m，当水深较浅，水质较清、河床稳定、取水量不大时，其高度可以减至0.3m；顶面进水孔不小于1.0m。活动式取水构筑物的优点：水下工程量小，施工方便，工程投资少。适应性强，灵活性大。建设要求河床比较稳定岸坡有适宜的倾角，河流漂浮物少，无冰凌，且取水构筑物不易受漂木、浮筏、船只撞击，河段顺直，靠近主流。每部缆车上可设2台或3台水泵，一用一备或两用一备，每台泵有单独的吸水管。缆车活动接头有橡皮软管柔性接头、球形万向接头、套筒活动接头、曲臂式活动接头。浮船连络管的常用连接方式有阶梯式和摇臂式。617地下取水构筑物类型、组成及使用条件管井:由井室、井壁管、过滤器及沉淀管构成，适用于任何岩性与地层结构；大口井：有井室、井筒及进水部分（井壁进水孔和井底反滤层）组成，适用于开采浅层地下水；复合井：由非完整式大口井和井底下设管井过滤器组成，适用于地下水较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。辐射井：由大口径的集水井与若干沿井壁向外呈辐射状铺设的集水管（辐射管）组成。适用于不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深度大的含水层。还可用于位于咸水上部的淡水透镜体开采。具有管理集中、占地省、便于卫生防护等优点；渗渠：通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成。分集水管和积水廊道两种形式。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的地下水。618管井details按其过滤器是否贯穿整个含水层分为完整井和非完整井。管井各组成部分的作用：井室的作用是安装水泵，并维护其正常运行，一般采用地上式，潜水泵和卧式水泵均为地下式；井管要求有足够的强度，不弯曲，光滑圆整，便于安装水泵和井的清洗维修，由于长期埋于地下，故还需有较强的抗蚀性；过滤器作用是保持水井的最大出水量，延长使用年限，由过滤骨架和过滤层构成。骨架起支撑作用，过滤层分布于骨架外，有缠丝和滤网及硕石充填层等类型，起过滤作用，其长度不宜超过30米；沉淀管的作用是防止沉砂堵塞过滤器，其管径与过滤器一致，长度通常为210m，可按井深确定。管井的井群可分为自流井井群（适用于静水位高出地表，呈自流状态的承压含水层）、虹吸式井群（因受虹吸高度的限制，只适用于静水位接近地表的含水层）、卧式泵取水井群（适宜于井内最低动水位距地面不深68m时）及深井泵取水井群（能抽取埋深较大的地下水）。井群合理布局有平面布局、垂向布局、水井的井数和井距。管井施工建造一般包括凿井、井管安装、填硕、管外封闭、洗井等过程，最后进行抽水试验。管井运行中出水量减少的原因：管井本身原因有过滤器本身造成的堵塞（更换）；过滤管表面及周围填硕含水层被泥沙堵塞（洗井）；过滤器表面被腐蚀及盐类堵塞（酸洗）；细菌腐蚀（酸洗）。水源方面的原因有长期超量开采引起区域性地下水位下降或境内矿山涌水及新建水源地的干扰。619大口井details进水方式有井底进水、井壁进水、井底和井壁同时进水施工方法有开挖和沉井法。大口井因受施工深度的限制，较多采用非完整井，因此井底进水或井底和井壁同时进水是其有别于管井的主要特点。620渗渠details优点：既可以截取浅层地下水，也可集取河床地下水或地表渗水。渗渠经过底层的渗滤作用，悬浮物和细菌含量较少，硬度和矿化度低，兼有地表水和地下水的优点，渗渠可以满足北方山区季节型河段全年取水的要求。缺点是：施工条件复杂、造价高、易淤塞、常有早期报废的现象，应用受到限制。渗滤位置选择：选在水流较急，有一定冲刷能力的直线或凹岸非淤积河段，并尽可能靠近主流；选在含水层较厚、颗粒较粗、不含淤泥的不透水层；选在河水清澈、水位变化小、河段稳定的河段。渗渠的平面布置：a、平行河流布置 b、垂直河流布置 c、平行和垂直河流组合布置渗渠出水量衰减问题：a、渗渠的淤塞，设计中除了重视和段的选择与合理布置渗渠外，还应控制取水量，降低水流渗透速度，提高反滤层的施工技术水平和施工要求。b、水源，设计时应全面掌握有关水文及水文地质资料，对开发地区的水资源状况及河床变迁趋势等影响水源的问题有正确的评价，足够的估计和相应的措施。如将渗渠的开发纳入区域地表水和地下水的综合利用规划中，政治所在的河道，稳定河床或改善其水利状况等。71节约用水（water conservation）：基于经济、社会、环境与技术发展水平，通过法律法规、管理、技术与教育手段，以及改善供水系统，减少需水量，提高用水效率，降低水的损失与浪费，合理增加水可利用量，实现水资源的有效利用，达到环境、生态、经济效益的一致性与可持续发展。72城市节水措施主要有：加强宣传教育，提高全民节水意识；合理调整水价，运用经济杠杆推动节水工作；推广使用节水器具和设备；制定用水定额，逐步实行计划管理；保护城市供水水源，实现城市污水再生回用。73工业节水措施：调整产品结构，改进生产工