水资源利用与保护期末复习

★1第一章绪论1.简述水资源含义、分类及特征水资源含义：可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量和质量的含义，又包括其使用价值和经济价值。狭义上：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：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使用价值和经济价值的水都可称为水资源。按存在形式分类：可分为地表水和地下水。水资源特性：（1）资源的循环性：水资源与其他固体资源的本质区别在于其具有的流动性，它是在循环中形成的一种动态资源，具有循环性。水循环系统是一个庞大的天然水资源系统，处在不断地开采、补给和消耗、恢复的循环中，可以不断地供给人类利用和满足生态平衡的需要；（2）储量的有限性：水资源处在不断的消耗和补给的过程中，具有恢复性强的特征。但实际上全球淡水资源的储量是十分有限的。全球的淡水资源仅占全球总水量的2.5%，大部分储存在极地冰帽和冰川中，真正能够被人类直接利用的淡水资源仅占全球总水量的0.8%。可见，水循环过程是无限的，水资源的储量是有限的；（3）时空分布的不均匀性：水资源在自然界中具有一定的时间和空间分布。时空分布的不均匀性是水资源的又一特性。全球水资源的分布表现为极不均匀性，如大洋洲的径流模数为51.0L/(s·km2)，澳大利亚仅为1.3L/(s·km2)，亚洲为10.5L/(s·km2)。最高的和最低的相差数倍或数十倍。我国水资源在区域上分布极不均匀。总体上表现为东南多，西北少；沿海多，内陆少；山区多，平原少。在同一地区中，不同时间分布差异性很大，一般夏多冬少；（4）利用的多样性：水资源是被人类在生产和生活活动中广泛利用的资源，不仅广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。在各种不同的用途中，消费性用水与非常消耗性或消耗很小的用水并存。用水目的不同对水质的要求各不相同，使得水资源表现出一水多用的特征；（5）利害的两重性：水资源具有既可造福于人类、又可危害人类生存的两重性。水资源质、量适宜，且时空分布均匀，将为区域经济发展、自然环境的良性循环和人类社会进步做出巨大贡献。水资源开发利用不当，又可制约国民经济发展，破坏人类的生存环境。2.中国水资源面临哪些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；地下水开采过量，地质环境问题突出；水资源污染严重，水环境日益恶化；水资源的开发利用缺乏有效的管理和统筹规。第二章水循环与水资源开发利用状况1.地球上的水循环及其作用（1）水循环是指地球上各种形态的水体，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等环节，不断地发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。水循环是自然界重要的物质循环，水循环的主要作用在于保证水体的更新，为社会经济的发展提供水源，同时在全球起到热量传递等重要作用。（2）水循环可分为大循环和小循环。大循环：指水在大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程：海洋中的水蒸发到大气中以后，一部分飘移到大陆上空形成积云，然后以降水的形式到地面。降落到地面的水，其中一部分形成地表径流，通过江河汇流入海洋；另一部分则渗入地下形成地下水，又以地下径流或泉流的形式慢慢地注入江河或海洋。小循环：是指陆地或者海洋本身的水单独进行循环的过程：陆地上的水通过蒸发作用（包括江、河、湖、水库等水面蒸发、潜水蒸发、陆面蒸发及植物蒸腾等）上升到大气中形成积云，然后以降水的形式降落到陆地表面形成径流。海洋本身的水循环主要是海洋通过蒸发成水蒸气而上升，然后再以降水的方式降落到海洋中。★2（3）作用：1）输送热量和调节气候；2）对地球环境的形成、演化和人类生存都有着重大作用和影响；3）水的不断循环和更新为淡水资源的不断再生提供条件，为人类和生物的生活提供基本的物质基础。2.中国水资源时空分布特征（一）空间分布特征（1）降水、河流分布的不均匀性：表现为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。东南部丰水，西北部属少水、缺水带。（2）地下水资源分布的不均匀性。南方高于北方，地下水丰富程度东南向西北递减。（二）时间分布特征——时间分布很不均匀：（1）我国大部分地区受季风影响明显，降水年内分配不均匀，年际变化大，枯水年和丰水年持续发生。（2）我国最大年降水量与最小年降水量之间相差悬殊。（3）降水量的年内分配也很不均匀。3.简述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：①水资源分布于人口、土地分布的极不平衡。②工农业发展迅速，人口成倍增长，人类对水的需求量超出可供的水资源量。③天然存在的劣质水体，以及水资源污染所造成的污染水体所占水资源比例较高，造成严重的“水质型”缺水。④水资源开发利用不合理，水资源利用率低下，水浪费现象十分普遍，在不发达或欠发达地区尤为如此。（3）地下水过量开采，环境地质问题突出：①区域地下水为持续下降，降落漏斗面积不断扩大。②泉水流量衰减或断流。③地面沉降。④由于超量开采地下水，造成水位大幅下降，地面失衡，在覆盖型岩溶水源地和矿区产生地面塌陷。⑤海水入侵。（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。第三章水资源评价1.水资源量评价：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。水资源评价包括水资源数量评价，水资源质量评价和水资源利用评价及综合评价。2.决定区域水资源状态的三要素：降水、径流、蒸发。3.降水量年际变化程度的表示（1）年降水量的极值比Ka=最大年降水量xmax/最小年降水量xmin：Ka值越大，，降水量年纪变化越大，Ka值越小，降水量年际变化越小。（2）年降水量变差系数：均方差σ：变差系数Cv：Cv=σ/x均：Cv值越大，年降水量的年际变化越大，反之就越小。4.我国河流的补给可分为：雨水补给、地下水补给、冰川融水补给。5.径流的时空分布（1）径流的区域分布：受年降水量时空分布的影响，以及地形及地质条件的综合影响，年径流量的区域分布既有地域性的变化，又有局部的变化。从全国范围看，年径流深度分布的总体趋势是由东南向西北递减。（2）径流量的动态变化：年径流量的多年变化一般用年径流量的变差系数Cv值来表示。年径流量的多年变化主要取决于年降水量的多年变化，晒受到径流补给类型及流域内的地貌、地质和植被等条件的综合影响。相比较而言，降水补给的河流Cv值大于冰川、融雪和降水混合补给的河流Cv值，而后者的Cv值又大于地下水补给的河流Cv值。（3）年径流量的季节变化：径流量的季节变化，关键取决于河川径流补给来源的类型和变化规律。地下水补给来源的河川径流量的季节变化相对较小；而以降水作为主要补给来源的我国大部分河流的径流量的季节变化取决于降水量的变化，相对比较大。★36.河流径流的表示方法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α。Wt=Qt均·t；Rt=Wt/1000F；M=Qt/F；α=R/P7.蒸发蒸发主要包括水面蒸发和路面蒸发。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。8.干旱指数干旱指数γ是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。其定义为某一地区年水面蒸发量E0与年降水量P的比值：γ=E0/Pγ值大于1.0，表明蒸发量大于降水量，该地区的气候偏于干旱，γ值越大，干旱程度就越严重；反之气候就越湿润。9.地下水的形成、类型及地下水循环：地下水以组成地壳的各种岩石为其含水介质，分布于不同的岩层和地质构造中。地下水通过其补给、径流、排泄过程参与自然界的水循环，并与大气圈及水圈发生水交换，构成地下水循环过程。总体上，地下水的储存与循环是自然界水资源分布与循环的一个局部。（1）形成：储存在地表以下空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水称之为地下水。地下水形成的基本条件是岩石的空隙性，空隙中水的存在形成，具有储水与给水功能的含水层的存在。（2）按地下水的埋藏条件把地下水分为三大类：上层滞水、潜水、承压水根据含水层的空隙性质可分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水岩石空隙中的水的主要形式为结合水（吸着水、薄膜水）、重力水、毛细水、固态水和气态水。地下水的排泄方式：泉水，河流，蒸发，人工排泄。10.含水层和隔水层（1）含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层，隔水层是指不具透水和给水能力的岩层。含水层和隔水层是地下水形成和储存的重要和基本条件。（2）形成含水层的基本条件为：①岩层要具有能容纳重力水的空隙；②具有储存和聚集地下水的地质条件；③具有充足的补给来源11.地下水运动的基本规律（1）线性渗透定律（达西定律，适用于雷诺数小于1~10）的层流：或v=K·JQ：渗透量m3/d；H1-H2：在渗透途径L长度上上下游过水断面上的水头损失L：渗流途径长度；A：渗流过水断面面积；K：渗透系数m/d；v：渗透速度；J：水力坡度，单位渗流途径上的水头损失（2）非线性渗透定律（哲才公式，适用于紊流）：v=K·J1/2或Q=K·A·J1/2（3）介于层流和紊流之间：v=K·J1/m；m=1~2，m=1为达西公式，m=2为哲才公式。12.地表水分区的基本原则（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线；（4）与其他区划尽可能协调。13.分区方法：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。14.地表水资源数量评价的内容（1）单站径流资料统计分析；（2）主要河流年径流量计算；（3）分区地表水资源量计算；（4）地表水资源时空分布特征分析；（5）地表水资源可利用量估算；（6）人类活动对河流径流的影响分析。15.河流水文现象的基本特征：（1）周期性；（2）确定性和随机性；（3）区域性16.河流水文计算的方法：（1）成因分析法；（2）地理综合法；（3）数理统计法★417.频率与重现期的关系（1）当为了防洪研究暴雨洪水问题时，一般设计频率小于50%，则T=1/P；（2）当考虑保证灌溉、发电及给水等用水建筑物时，设计频率P大于50%，则T=1/（1-P）。18.缺乏实测资料时，怎样推求设计年径流量？缺乏实测资料时，一般可采用等值线图法或水文比拟法推求出平均年径流量Q及变差系数Cv、偏态系数Cs，并确定线型，再由设计频率查此曲线的设计年径流量。19.开采试验法：《给水工程》P16520.还原计算：消除人为影响，将资料系列回归到“天然状态”的一种方法，以求得资料系列的一致性和可比性。常用的径流还原计算的方法有分项调查法和降水径流模式法。第四章供水资源水质评价1.水质、水质指标、水质标准（1）水质：是指水和其中所含的物质组分所共同表现的物理、化学和生物方面的性质。（2）水质指标：表示水中物质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。分三类：①物理性水质指标；②化学性水质指标；③生物学水质指标。（3）物理性水质指标①感官物理性状指标：温度、色度、臭和味、浑浊度、透明度等；②其他物理性指标：总固体、悬浮固体、可沉固体、电导率等；化学性水质指标①一般的化学性质水质指标：pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等；②有毒的化学性水质指标：各种重金属、氰化物、多环芳烃、卤代烃、各种农药等；③氧平衡指标：溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）等。生物学水质指标：细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒等。2.生活饮用水水质的评价内容（1）物理性状评价：色、味、臭、可见物、温度；（2）普通盐类评价：硬度（以CaCO3计：150~450mg/L，最好是180~270mg/L）、SO42-＜50mg/L、铍＜0.003mg/L（3）有毒物质限定：氟化物、氰化物、砷、硒、汞、镉（六价）、铅、银、硝酸盐、氯仿、四氯化碳等（4）对细菌指标的控