水资源利用与保护复习 09.doc

掌握水资源的定义（名词解析）：人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量和质量含义、又包括其实用价值和经济价值。狭义上的水资源是指人类在一定的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中物质，在社会生活和生产中具有实用价值和经济价值的水都可以成为水资源。掌握水资源的特性（填空）：1.资源的循环型；2.储量的有限性；3.时空分布的不均匀性(东南多，西北少，沿海多，内陆少，山区多，平原少)；4.利用的多样性、利、害的两重性。 了解地球水储量与分布：地球表面面积，水圈（地壳表层、表面和围绕地球的大气层中气态、液态和固态的水组成的圈层）内全部水体总储量达。海洋面积，占地球总表面积的70.8%。含盐量为的海洋水量为，占地球总储水量的96.5%。陆地面积为，占地球总表面的29.2%，水量仅为，占地球水储量的3.5%。陆地上的淡水量仅为，占陆地水储量的73%。人类可利用的水只是，占淡水总量的30.4%，主要分布在600m深度以内的含水层、湖泊、河流、土壤中。掌握全球水量平衡和流域水量平衡公式：地球上任意区域在一定时间内，进入的水量与输出水量之差等于该区域内的蓄水量变化量，这一关系成为水量平衡。 陆地蒸发量EL=陆地降水量PL-入海径量R+陆地研究时段内蓄水量变量SL 入海径量=陆地降水量-陆地蒸发量-陆地研究时段内蓄水量的变量全球水资源面临的问题：水量短缺严重，供需矛盾尖锐；水源污染严重，“水质型缺水”突出。掌握中国水资源量概况（简答）：1.全国水资源总量为2788km3。仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚，水资源总量居世界第六位。人均占有水资源量仅为2300m3，仅相当于世界人均占有量的1/4，美国的1/6，排在世界121位；2.从表面上看，我国淡水资源相对比较丰富，属于丰水国家，但我国人口基数大，人均和每公顷平均经济量相对要小的多，我国已处于严重的缺水边缘。掌握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.地下水过量开采，环境地质问题突出；4.水资源污染严重，水环境日益恶化；5.水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理。 掌握水资源状态的三要素（填空）：降水，径流，蒸发。掌握河流径流的补给类型（选择）：雨水补给，地下水补给，冰川，融雪水补给。掌握河流径流的概念及表示方法（名词解析）：河流径流：流域上的降水，除去损失后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流。表示方法：按其空间的存在位置，可分地表径流和地下径流。按其形成水源条件，可分降雨径流，雪融水径流和冰融水径流。表示径流的特征值有流量Q，径流总量Wt，径流模数M，径流深度Rt，径流系数。掌握蒸发的分类,水面蒸发和陆面蒸发（名词解析）:水面蒸发主要反映当地的大气蒸发能力，与当地降水量的大小关系不大，主要影响因素是气温、湿度、日照、辐射、风速等。陆面蒸发量主要是指某一地区或流域内河流、湖泊、塘坝、沼泽等水体蒸发、土壤蒸发以及植物蒸腾量的总和，即陆地实际蒸发量。掌握地下水的分类及其特征： 按地下水埋藏条件分为：上层滞水（水量受季节控制特别显著），潜水（含水层上面不存在隔水层，直接与包气带相连），承压水（含水层上面存在稳定隔水层，含水层中的水具承压性）。 按含水层空隙性质分为：空隙水，裂隙水，岩溶水。（空隙特征：地下水储存在松散空隙介质中。裂隙特征：介质为坚硬岩石，储水场所为各种成因的裂隙。岩溶特征：介质为可溶岩层，储水空间为溶液。）掌握水资源的分区原则和分区方法： 原则：1.区域地理环境条件的相似性与差异性；2.流域完整性；3.考虑行政与经济区划界限；4.与其它地区划尽可能协调。 方法：1.根据各地气候条件和地质条件分区；2.根据天然流域分区；3.根据行政区划分区。掌握用典型年法进行径流的年内时，典型年的选择原则： 选择年径流量接近平均年径流量或对应某一频率的设计年径流量的年份作为典型年。这是因为年径流量与年内分配有一定的联系，年径流量接近的年份，其年内分配一般比较接近。 选择分配情况不利的年份作为典型年。这是因为目前对径流量年内分配的规律研究得很不够，为安全起见，应选择对工程不利的年内分配作为典型。掌握可利用地表水资源量的定义及估算方法（填空）：地表水资源可利用量是指在经济合理，技术可能及满足河道内用水并估计下游用水的前提下，通过蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）。估算方法：蓄水工程，引水工程和提水工程。 掌握锅炉用水水质评价内容：1.成垢作用2.起泡作用3.腐蚀作用。 掌握水资源供需平衡分析的概念，目的和意义：水资源供需平衡是指在一定范围内（行政、经济区域或流域）不同时期可供水量和需水量供求关系分析。目的：1.通过可供水量和需水量分析，弄清楚水资源总量的供需现状和存在问题；2.通过不同时期不同部门的供需平衡分析，预测未来，了解水资源余缺的时空分布；3.针对水资源供矛盾，进行开源节流的总体规划，明确水资源综合开发利用保护的主要目标和方向，以期实现水资源长期供求计划。意义：开展此项工作，对水资源的开发利用获得最大的经济社会和环境效益，满足社会经济发展对水量和水质的日益增长的需求，同时在维护水资源的自然功能，维护和改善生态环境前提下，合理充分地利用水资源，使得经济建设和水资源保护同步发展，都具有重要意义。 掌握水资源供需平衡分析典型年法的涵义：典型年法（又称代表年法）：是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年份平衡分析计算的方法。掌握可供水量的意义及相关因素：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可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等。相关因素：1，来水条件2，用水条件3，工程条件4，水质条件。掌握河流泥沙的分类（填空）：根据水中运动状态可分：床沙，推移质，悬移质。 掌握河床演变的表现形式及其特征（名词解析）： 纵向变形：在纵的方向上（即在主流运行的方向上）由于输沙不平衡发生冲刷或淤积而引起的河床纵深方向的变化。 横向变形：河床在与主流向垂直的方向上的变化，表现为河岸的冲刷或淤积，是河床平面位置发生摆动。 单向变形：长时间内河床缓慢地朝一个方向冲刷或淤积，不出现冲淤交错。4往复变形：周期性往复发展的演变现象。掌握地表水取水位置的选择地点（选择题）： 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； 取水点应尽量设在水质较好地段； 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； 取水点应尽量靠近主要用水区； 取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响； 取水点应尽量可能不受泥沙，漂浮物，冰凌，冰絮，支流和咸潮影响； 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，水库整治的规划要求； 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。掌握固定式取水构筑物的形式及优缺点和适用条件（论述题）：固定式取水构筑物有取水安全可靠、维修管理方便、适应范围较广等优点，主要缺点是当河水水位变化较大时，构筑物的高度须相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，施工期长，扩建困难。按取水点的位置和特点可分为： 岸边式取水构筑物（取水设施和泵房都建在岸边，直接从岸边取水的固定式取水构筑物），按照集水井和泵房的相对位置，可分为：合建式岸边取水构筑物：适于河岸坡度较陡、岸边水流较深且地质条件好、水位变幅和流速较大的河流。在取水量大、安全性要求较高时，多采用此型式。优点：布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路段，运行安全，维护方便；缺点：土建结构复杂，施工较困难。分建式岸进取水构筑物：当河岸处地质条件较差，及集水井与泵房不宜合建，如水下施工有困难，或建造合建式取水构筑物对河道断面及航道影响较大时，宜采用此型式。优点：土建结构简单，易于施工；缺点：吸水管较长，增加水头损失，维护管理不太方便，运行安全性差。 河床式取水构筑物（在河心设置进水孔，从河心取水的构筑物）： 按照进水管的型式，可分为自流管式（宜在自流管埋深不大或河岸可以开挖时采用。优点：靠重力自流，工作较为可靠，比单用自流管进水安全、可靠，也可通过设置高位自流管实现分层取水；缺点：敷设自流管的土方量较大）虹吸管式（当河滩宽阔、河岸高、自流管埋深很大或河岸为坚硬岩石以及管道需穿越防洪堤时，宜采用。优点：可大大减少水下施工工作量和土石方量，缩短工期，节约投资；缺点：必须保证严密、不漏气，因此对管材及施工质量要求较高，需要设一套真空管路系统，启动时间长，运行不方便。）水泵直接吸水式（适于取水量小、河中漂浮物较少、水位变幅不大时。优点：泵房的埋深较小，且不设集水井，因此施工简单，造价低；缺点：要求施工质量高，不允许吸水管漏气，泥沙颗粒粒径较大时，水泵叶轮磨损较快，漂浮物易堵塞取水头部和水泵）桥墩式（适于取水量较大、岸坡较缓，岸边不宜建泵房、河道内含沙量较高、水位变幅较大、河床地质条件较好等个别情况下。缺点：基础埋设较深，施工复杂，造价高，维护管理不便，且影响航运）。 按照水泵房的结构和特点，可分为湿井式（适于水位变幅大于10m，尤其是骤涨骤落，水流流速较大的情况。优点：泵房面积小，对集水井防渗、抗浮的要求低，电动机和操作室的通风及防潮条件较好，运行管理方便；缺点，水泵检修时需要吊装全部泵管，拆卸安装工作量较大）淹没式（适于在河岸地基较稳定、水位变幅较大、洪水期历时较短、长时期为枯水期水位、含沙量较少的河流取水。优点：泵房深度浅，土石方量小，构筑物所受浮力小，结构简单，造价较低；缺点：通风和采光条件差，泵房潮湿，对电机运行不利，且噪音大，操作管理及设备检修、运输不方便，结构防渗要求高，洪水期格栅难以起吊、冲洗） 斗槽式取水构筑物（当河流含沙量大、冰凌严重时，宜在岸边式取水构筑物取水处的河流岸边用堤坝围成斗槽，利用斗槽中流速较小、水中泥沙易于沉淀、潜冰易于上浮的特点，减少进入取水口的泥沙和冰凌，从而进一步改善水质，这种取水构筑物为斗槽式取水构筑物）： 按其水流补给方向可分为：顺流式斗槽（适于含沙量较高单冰凌不严重的河流）逆流式斗槽（适于冰凌情况严重、含沙量较少的河流）侧坝进水逆流式斗槽（适于含沙量较高的河流）双向式斗槽（适于冰凌严重且泥沙含量高的河流）。 按斗槽深入河岸的程度可分为：斗槽全部设置在河床内（适于河岸较陡或主流离岸较远及岸边水深不足的河流）斗槽全部设置在河岸内（适于河岸平缓、河床宽度不大、主流近岸或岸边水深较大的河流）斗槽部分深入河床（适用特点和水流调节介于以上两者之间）。掌握移动（活动）式取水构筑物的形式及优缺点和适用条件：适用条件：修建固定式取水构筑物有困难时；在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固定式取水构筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，对于中小型水厂建设厂带来困难；修建固定式取水口水下工程量大，施工困难投资较高，投资较高，而当地施工条件及资金不允许；河水水位变幅较大而取水量较小时；当供水要求紧迫，要求施工周期短，建设固定式取水构筑物赶不上需要时；当水文资料不全、河岸不稳定时；当建设临时性的供水水源时。主要有两种：缆车式（适于河流水位变幅为1035m、涨落速度小于2m/h的情况，其位置宜选择在河岸岸坡稳定、地质条件好、岸坡倾角1028的地段，按坡道种类分为斜坡式和斜桥式）浮船式（分为阶梯式连接和摇臂式连接。适于河流水位变幅在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、岸坡有适当的倾角。优点：无水下工程、投资省、上马快，有较高的适应性；缺点：船体受风浪影响大，操作管理不便，安全性差）（均有优点：水下工程量小，施工方便，工程投资少，适应性强，灵活性大，能适应水位变化等；缺点：操作管理较复杂，需经常随河水水位的变化将缆车或浮船移位以及更换输水斜管的接头，供水安全性差）掌握地表水取水构筑物设计的一般原则： 从河江取水的大型构筑物，在下列情况下应设计前进行水工模型。a当大型取水构筑物的取水量占河道最枯流量的比例较大b由于河道及水文条件复杂，需采取复杂的河道整治措施时c设置壅水构筑物的情况复杂时d拟建的取水构筑物对河道会产生影响，需采取相应的有效措施时。 城市供水水源的设计枯水流量保证率一般可采用90到97%，设计枯水位的保证率一般可采用90到99%。 取水构筑物应根据水源情况，采取防止下列情况发生的相应保护措施。a漂浮物，泥沙，冰凌，冰絮和水生生物堵塞b洪水冲刷，淤积，冰冻层挤压和雷击破坏c冰凌，木筏和船的撞击。 江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，其设计洪水重现期不得低于100年。 取水构筑物的冲刷深度应通过调查与计算确定，并应考虑汛期高含沙水流对河床的局部冲刷和揭底问题，大型重要工程应进行水工模型试验。 在通航河道上，应根据航运部门要求在取水构筑物处设置标志。 在黄河下游淤积河道段设置的取水构筑物，应预留设计使用年限内的总淤积高度，并考虑淤积引起的水位变化。 黄河河道上设取水与水工构筑物，应征得河务及有关部门同意。掌握取水头部设计的一般要求（简答题）： 取水头部应设在河床的主流深槽处，有足够的去水深度； 取水头部的形状对取水水质及河道水流有较大的影响，因此应选择合理的外形和较小的体积，以避免对周围水流产生大的扰动，同时防止取水头部受冲刷，甚至被冲走； 任何型式的取水头部均不同程度地使河道水流发生变化，引起局部冲刷，因此应在可能的冲刷范围内抛石加固，并将取水头部的基础埋在冲刷深度以下； 取水构筑物的取水头部宜分两个或分成两格。为取水安全，相邻的取水头部应有较大的间距，一般沿水流方向的间距应不小于头部最大尺寸的3倍。如有条件，应在高程上和深入河床的距离上彼此错开； 取水头部应防止冰块堵塞和冲击，并防止船只，木筏碰撞。掌握地下水取水构筑物的类型和适用条