水资源调查与评价

第四章水资源调查与评价第一节地表水的调查水资源调查（勘查）的目的是查明水资源各部分水的形成、时空分布与变化的特点及其水量转化关系，为地区（流域）水资源综合利用与保护、统一规划与管理提供基础依据。一、河川径流的形成过程径流由降水、流域蓄渗、坡地汇流和河网汇流等环节组成。地表水调查主要就是将这些要素定性定量化。1、降水2、流域蓄渗流域蓄渗是指雨水耗于植物截留、水分下渗和添洼等综合过程。3、坡地汇流坡地汇流是指降雨产生的水流从它产生地点沿坡地向河槽汇集的过程(包括地下径流）。4、河网汇流水流沿河网各级河槽向流域出口断面的聚集过程。二、水文测验站网布设水文站网分为：流量网站、水位网站、泥沙网站、雨量网站、蒸发网站和水质网站等。三、水文测验内容及方法完整的水文测验除水位、流量含沙量外，还有水温、冰凌、地下水位、降水、蒸发的观测。1、水位观测与资料整编水位资料可以直接应用于堤防、水库、堰闸、灌溉、供水与排涝等工程设计和水文预报工作，通过水位可以外推水量。测出水位后要进行资料的整编工作。校核原始记录及各项特征值、编制逐日平均水位表、绘制水位过程线、编制洪水水位摘录表（流量最大、总量最大、含沙最大、输沙量最大洪峰，孤立、连续、第一、最后的洪峰等)。2、流量测验流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量，流量是反映水体的水量的基本资料，是水体最重要的水文特征值。其方法有：流速面积法、水力学法、化学法、物理法、遥感遥测技术法和直接法。四、水文资料收集1、流域的基本情况流域的范围（闭合与非闭合）、流域的变化流域的地形流域的自然地理位置与下垫面流域的湖泊与沼泽流域的水利工程2、气候特征流域或区域的降水、蒸发、气温、湿度、气压与风速等3、水文资料收集水文年鉴、水文手册、水文图集以及以往的调查资料。4、水文的补充调查第二节地下水调查一、水文地质调查的目的任务1、查明地下水的赋存条件2、查明地下水的运动规律3、查明地下水的水文地球化学特征4、查明地下水的动态特征5、查明地下水的开发利用、水环境等情况二、水文地质调查方法1、水文地质测绘地质调查、地貌调查、地下水露头调查、地表水和植被调查、与地下水有关的地质环境调查。2、水文地质物探地面勘探（地震勘探、电法勘探、放射性勘探等）物探测井3、水文地质钻探4、水文地质试验抽水试验、渗水试验、地下水示踪试验、连通试验5、地下水动态观测6、遥感技术、同位素技术、地理信息系统等第三节水资源的质量评价水资源的质量简称为水质，是指水体中所含的物理成分、化学成分、生物成分的总和。天然的水质是自然界水循环过程中各种自然因素综合作用的结果，人类活动对现代水质有着重要的影响。水的质量决定着水的用途和水的利用价值：饮用水、灌溉水、矿水、矿泉水、肥水、地热水、降温水等。1、物理性水质指标感官物理性状指标，温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等2、其他物理性水质指标，总固度、悬浮固体、可沉固体、电阻率等3、一般化学性水质指标，如PH值、碱度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、总硬度等4、有毒的化学性水质指标，重金属、有毒有机物、氰化物、农药等5、氧平衡指标，如溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等一、水质指标体系与天然水化学1、水的物理性状评价2、溶解盐评价3、有毒物质评价4、细菌指标评价二、饮用水水质评价三、工业用水水质评价及农业灌溉用水评价四、饮用矿泉水评价第四节地表水资源量评价水资源量评价的基本原则在水质评价的基础上进行水量评价按流域或地下水系统进行评价根据“三水转化”的规律进行评价根据发展变化的观点进行评价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一、地表水资源量评价的内容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二、河流水量分析计算（一）、地表径流及其表示方法1、流量Q（瞬时流量、日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量）单位：m3/s2、径流总量W——在T时段内通过流域出口河流过水断面的总水量。其中包括一次洪峰总量、月径流总量、年径流总量。W=QT单位：m3或108m33、径流深度R——把某一时段内的径流总量平铺在相应流域面积上的平均水层深度（mm）R=W/1000F4、径流系数a——同一时段内径流深度与降水量之比。a=R/P以小数或百分比表示。径流系数显示了流域降水量转化为径流量的比率，综合反映了流域内自然地理因素对降水形成的影响。5、径流模数M——单位流域面积上产生的平均径流量称为径流模数。单位：m3/s.km26、径流变率K——又称模比系数，是指同一时段内某一年的径流量与多年平均径流量之比值。（月径流变数）K=Qi/Q平均年径流变数表征这一年的径流量是偏丰或偏枯。（二）河流水文现象的基本特征及计算方法1、基本特征1）周期性2）确定性与随机性3）区域相似性2、河流水文计算的方法河流水文计算的目的是通过已经确定的各种实测值、可靠的资料查询值以及可借鉴值，以合适的方法定量地确定河流各种特征值以及河流的时空变化特征，验证河流的历史状况、预测未来河流的基本状况与发展变化，为水资源的规划、保护与开发利用奠定基础。其基本方法有：成因分析法、地理综合法、数理统计法等，一般是以数理统计法为主，多种方法联合运用。3、数理统计法用概率论与数理统计的方法，分析河流水文特征值系列的统计规律，进行概率预估，从而的到水资源开发利用工程所需的设计水文特征值。4、径流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。三、可利用地表水资源量的估算地表水资源可利用量是指在经济合理、技术可能以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）。地表水的最大可利用量Q最大可利用=Q当地河流径流+Q入境-Q出境以下几张图为地表水利用工程实例第四节地下水资源量评价一、地下水资源评价的原则1、“三水”转化，统一考虑与评价的原则2、利用储存量以丰补歉的调节平衡的原则3、考虑人类活动，化害为利的原则4、不同目的和不同水文地质条件区别对待原则二、地下水资源的概念补给量：天然或开采条件下，单位时间进入含水层（带）中的水量。包括地下水的流入，降水渗入，地表水渗入，越流补给，人工补给。补给量的增量：由于扩大开采或改变取水工程以及改变取水方式增加的补给量。补给量是评价地下水资源的核心，地下水的可以利用量必须小于补给量。储存量：储存在含水层内的重力水体积。储存量可以分为弹性储存量和容积储存量。允许开采量：通过经济技术合理的取水建筑物，在整个开采期间内水量不会减少，动水位的变化在允许范围内，不影响已建水源地的正常开采，不发生危害性环境地质问题，从水文地质单元能够取出的水量。由于地下水位是随时间而变化的，地下水储存量也随时间而异，这是因为地下水的补给与排泄不均衡而引起的。储存量的作用：地下水运动交替和地下水开采过程中起调节作用；汇集地下水，形成开采流量的作用；在比较长的水文周期内可以借用，实现增加水资源利用率的作用；也可以对数额巨大的储存量也可以进行消耗型开采三、地下水资源评价的过程1、对地下水形成与赋存的因素进行确定与评价。2、对工作区的水文地质条件进行勘察或调查，以查明：地下水含水层、隔水层、主要供水层位的基本特征；地下水系统的汇水面积以及最大水资源补给量；地下水的补给、运动、排泄规律；3、确定水文地质参数：如水头、渗透系数、弹性释水系数、给水度、导水系数等；4、建立水文地质概念模型。5、补给量评价。6、选择适当的评价方法进行允许开采量评价。