河海大学水资源利用课程设计报告

《水资源利用》课程设计报告班级：学号：姓名：指导老师：2016.01.20目录1自然地理及经济发展概况................................................................................11.1自然概况………………………………………………………………………11.2水系概况......................................................11.3水资源供需平衡分区............................................12水资源总量评价...............................................................................................22.1汛期雨量及年降雨量的统计......................................22.2各种来水频率代表年的选择......................................42.3水资源总量分析................................................53供水工程调查分析..........................................................................................103.1蓄水工程.....................................................103.2提水工程.....................................................113.3水井工程.....................................................114用水调查分析..................................................................................................124.1生活用水算………………………………………………………………….124.2工业用水计算……………………………………………………………….134.3农业灌溉用水计算.............................................145可供水量及供需平衡.......................................................................................215.1可供水量计算.................................................215.2用水次序……………………………………………………………………215.3水资源供需平衡计算...........................................216课设感想………………………………………………………………………………………………………2611、自然地理及经济发展状况1.1自然概况评价地区（某县）位于苏北西部，洪泽湖南岸。总面积2492.8km2，耕地面积113.31万亩，其中水田面积70.99万亩，旱地面积42.32万亩。全县水面积428.8km2，陆地水面积133.3km2。该县属季风性湿润气候，夏季高温多雨，秋季气爽天高，冬季干燥寒冷，气象灾害频繁，洪涝汗渍热带风暴齐全。2000年末全县总人口68.34万人，农业入口61.57万人，占总人口的90.1％。2000年工业总产值6.0亿元，比1995年增长219.0％，年递增26.1％。1.2水系概况该县境内河流、湖泊属淮河水系，境内河流有淮河和入江水道，淮河全长64.95km2，水面积80多km2；入江水道全长20.5km2，水面积约7.0km2。境内有湖泊8面，总湖泊面积约197.3km2。现有中型水库5座，总库容20160万m3，兴利库容12168万m3，小型水库120座，总库容13681万m3，兴利库容7022万m3。1.3水资源供需平衡分区由于水资源供需条件在面上存在一定的差异性，因此，需要划分若干个计算单元。本设计以县境为界，采取以流域水系分区。全县共分7个计算单元，即：仇集大涧片、沿淮河南岸片、沿洪泽湖片、沿入江水道片、铜龙河片、古城大涧片和河西片。各片面积分类情况见表1。表1该县各片面积分类表单位：km2片名总面积陆地面积其中山区平原水面仇集大涧187.6187.611173.82.8沿淮南岸282.9246.9136.6105.15.2沿洪泽湖717.4663.168.3541.53.8沿入江道241.2234.11.7216.216.2铜龙河164.8164.832.511121.3古城大涧263.5263.576.8163.323.4河西635.4437.3426.710.6合计2492.82197.3426.91637.1133.322、水资源总量评价区域水资源供需分析总是要根据一定的雨情、水情或旱情来进行分析计算。目前有两种方法，一种为系列法，即按照雨情、水情或旱情的历史系列逐年来分析计算；另一种方法为代表年法，即区域水资源的供需分析，仅分析计算有代表性的雨情、水情或旱情的几个年份，不必逐年分析计算。为简化分析计算工作量，本次设计采用代表年法进行计算，且以降雨量系列来选择代表年。2.1汛期雨量及年降雨量的统计本次设计选用该县水文站、该县气象站和三河闸水文站1957年至1990年的34年雨量资料系列。统计三站逐年的降雨量和汛期雨量，取三站逐年年降雨量的算术平均值进行频率分析计算。频率分析、适线时要求采用矩法，且取Cs＝2Cv，统计结果见表2。表2三站逐年的降雨量与汛期雨量平均值计算表（单位：mm）3计算机优化适线得到年雨量的频率分析、参数估计,见表3表3三站综合逐年降雨量系列频率计算4图1年降雨量频率适线图其中，偏态系数Cs=0.42，Cs/Cv=2,样本均值Ex=987.8mm2.2各种保证率代表年的选择用代表年来分析区域水资源的供需情况，要求所选代表年必须具有比较好的代表性，能够反映区域不同来水情况下的水资源供需情况。同时，代表年选择过程应该把握好年总水量和年水量分配两个环节。根据规范，本次设计需要分析四种年型：现状水平年、平水年（P＝50％）、中等干旱年（P＝75％）、特殊干旱年（P＝95％）。根据上一节分析计算的年降雨量频率曲线，查算出三种不同保证率的年雨量，结果见表4。表4不同保证率下年雨量统计表频率年雨量（mm）平水年（P=50%）974.4中等干旱年（P=75%）841.5特殊干旱年（P=95%）671.15再从实际系列中挑选出年雨量比较接近的年份，选择对工程偏不利的年份作为代表年。在年雨量接近的情况下，雨量过分集中（汛期雨量偏大）的年份对水资源的存蓄及供给不利，可考虑作为代表年，经比较分析后，结果见表5。表5不同来水保证率下代表年选择结果表频率代表年降雨量均值（mm）平水年（P=50%）1972年978.6中等干旱年（P=75%）1988年839.5特殊干旱年（P=95%）1989年713.52.3水资源总量分析该县不同代表年的水资源总量包括该代表年产生的当地地表水、过境水和地下水三部分。即总当地地表过境水地下＝＋＋2.3.1、当地地表水资源根据实际情况，本次设计选取本县和邻近范围内的12个雨量站各代表年的逐日雨量资料和该气象站的蒸发量资料进行计算。针对不同的下垫面，采用不同的方法进行计算：对于水面：R水＝P－E水（1－1）对于旱地，采用《江苏省暴雨洪水图集》中的模型公式：333()iiRPPaCpCC（1－2）式中，P为片面雨量，水面、水田为日雨量，旱地为次降雨量(mm)；Pa为前期影响雨量，由公式,1,()atattPKPP逐日计算而得，其中平原圩区：K＝0.93；Im＝95mm；山丘区：K＝0.90；Im＝75mm。CP、Ci为模型参数，平原圩区：CP=20、Ci=105；山丘区：CP=10、Ci=72。E水为水面蒸发量（mm）。当地地表水资源总量即为水面径流量和旱地径流量之和。为减少计算工作量，本设计中该县各片不同代表年当地地表径流量可直接采用已给资料的计算结果。其中，6-9月为汛期，汛期按旬计算，即需将汛期候的径流相加转成相应旬的径流量。其余月份的计算时段单位则为月。铜龙河当地地6表径流量计算结果见表6。表6铜龙河当地地表径流量计算表单位：万m3月份现状年P=50%P=75%P=95%1月16.130002月335.59080.948.273月135.81003.954月0182.77005月32.90468.6506月上037.24132.7206月中20.75262.7647.9917.816月下197.6546.66162.4629.687月上102.061239.06007月中225.171212.8475.26291.557月下13.39779.43191.0808月上706.520037.188月中17.420.066447.798月下036.41212.609月上272.09104.26136.55237.899月中0118.249.0809月下352.1243.850010月00192.58011月637.1755.71118.4713.6712月0000.82∑3064.724619.291834.381088.612.3.2、过境水a、根据淮阴市水利区划综合平衡后，不计引江水量，分配给该县的淮河、洪泽湖和入江水道50%、75%和95％代表年的水资源量分别为19.2893、20.1091和5.5188亿m3。据推算分配给现状年该县的水量为18.2501亿m3。b、境外汇流量该县县南部的仇集大涧发源于安徽省嘉山县的分水岭水库，经仇集乡流入七里湖，境外集水面积185km2。经推算，仇集大涧片平水年、枯水年和特枯年汇流量分别为5341.0、4073.7、1779.7万m3，其现状水平年境外汇流量为4219.9万m3。仇集大涧片仅考虑境外汇流量。各片年过境水量分配见表2。由于缺少过境水量月分配资料，各片不同代表年过境水量的年内分配参照各片相应代表年的当地地表径流量年内分配比例进行划分。即7,,,,,,ijijii当地过境过境当地式中，,iW过境为某代表年i过境水量（i代表平水年、一般干旱年或特别枯水年，下同），（万m3）；,,ijW过境为某代表年i第j个月过境水量（万m3）；,iW当地为某代表年i当地地表水资源量（万m3）；,,ijW当地为某代表年i第j个月当地地表水资源量（万m3）。2.3.3地下水该县地下水储蓄量约26.09亿m3，本次分析的评价量以补给量为算。补给量包括天然补给量、开采补给量和人工补给量三部分。为避免水资源总量的重复计算，补给量只计算天然降雨入渗补给量。大气降雨入渗补给量按下式计算：Wf＝0.1*P*a*F（1－4）式中：Wf――大气降雨入渗补给量，万m3/年；P――年降雨量，mm；a――年降雨入渗系数，本设计山丘区为0.05，平原区为0.1；F――计算区面积，km2。该县各片各代表年型年降雨量情况见表3。表7该县各片不同代表年过境水量表单位：万m3片名现状水平年平水年枯水年特殊干旱年仇集大涧4219.953414073.71779.7沿淮南岸1868119745205845650沿洪泽湖913119651010061027613沿入江道2360124945260067137铜龙河古城大涧河西48908516935389114788合计186720.9198234205164.756967.7表8该县各片代表年型的年降雨量统计表单位：mm片名现状水平年平水年枯水年特殊干旱年仇集