水资源利用与保护习题答案

第一章绪论1.简述水资源的含义、分类、特征？含义：人类生产生活及生命生存，不可替代的自然资源和环境资源是在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环影响国民经济的淡水。分类：地表水和地下水资源；天然水资源和调节性水资源；消耗性和非消耗性水资源。特征：资源的循环性、储量的有限性、时空分布的不均匀性、利害两重性、用途广泛性、不可替代性、水量的相互转化性。3.简述中国水资源状况及开发利用存在问题？状况：人均占有量不足；时间、空间分布极不均匀；空间：耕地面积和水，河流分配。时间：夏多冬少；水系：湖泊较多，多数分布在湿润区。干旱、半干旱地区河流稀少。开发利用存在问题：需水量不断增加，供需矛盾尖锐，南方水质型、北方水量型缺；污染继续发展，加剧水资源缺乏；用水浪费，利用率偏低；干旱、半干旱地区水资源过度开发，环境问题突出，地下水利用程度过高；管理水平有待提高，4、简述中国水资源面临的挑战？水旱灾害依然频繁并有加重趋势/农业用地减少农业用水短缺程度加剧/水土流失尚未得到有效控制，生态脆弱/污染负荷急剧增加，加重了水体污染第二章水循环及水资源形成3、简述全球水资源状况及开发利用趋势？状况：全球农业用水占第一位（69%），工业用水第二位（23%）可复原比例最高，居民用水第三位（8%）人均占有量不断提高；世界各地用水量差异极大，发达国家多为工业用水54%，发展中国家多为农业用水80%；近年来用水量发展中国家增加幅度达，发达国家趋于稳定。开发利用趋势：农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高/工业用水由于不可恢复水量最低，将提高工业用水技术、降低用水量定额、加大节水力度、大幅度提高用水重复利用率/水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。5、简述地表水资源的类型与形成河流、湖泊、沼泽、冰川、永久积雪。陆地上的水通过蒸发作用（江、河、湖、水库等蒸发）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。汇入河槽形成河流水，在洼地形成湖泊或沼泽。固体降水长期积累演化成冰川。6、地下水运动特点及其基本规律迟缓的流速/层流与湍流/非稳定、缓变流运动达西定律v=KJ（雷诺数1-10）谢才公式v=k√J第三章水循环量的计算与评价1、为什么要进行水资源量计算？水资源评价是保证水资源可持续发展的前提，而水资源数量评价是水资源评价的重要组成部分。通过水资源量的评价，可以确定可利用水资源数量，可以为合理配置地表水资源提供科学依据。因此，水资源量评价是水资源开发利用与管理的重要依据。2、区域降水量有几种计算方法？各适用于什么条件？（区域平均降雨量）A.算术平均值法。X=ΣXi/n适用于计算区域内各雨量取样站点分布均匀、且密度较大时；B.泰森多边形法。适用于当流域内的雨量和雨量站分布不太均匀时，为了计算流域平均降水量，就假定流域个点降水量可由与其距离最近的雨量站的雨量代表；C.等雨量线法。适用于在较大流域和区域内，如地形起伏，降水量影响显著，且有足够的雨量站时，可用等雨量线法推求区域平均降雨量。(区域降水量资源的计算)W=1000FX,F区域面积，X区域平均降水量3、地下水地表水资源量如何计算？P505、地表水资源量和地下水资源量为什么有重复计算问题？在分别计算地表水和地下水资源量时，地表水和地下水相互转化的那一部分会都计算到，从而产生了重复计算问题。所以，在进行水资源总量评价时，要去掉重复计算的水资源量部分。6、为什么要进行水资源量评价？7、水资源总量评价方法有哪些？1)按地表水地下水总和：总资源量=地表水可利用量+地下水可利用量+重复量。2)按补给条件：总资源量=地表地下径流净补给+降水的径流补给+水资源地区初始储存量（地下水）。3)简单对比法4）典型年法5）开采试验法8．典型年的选择原则是什么？1)选择年径流量接近平均径流量或对应某一频率的实际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关系，年径流量接近的年份，年内分配一般也比较接近。2)选择分配情况不利的年份作为典型年。因为目前对径流量年内分配的规律研究还不够，为安全起见，应选择对工程不利的年内分配作为典型。第四章水资源水质评价1、为什么要进行水资源水质评价？水资源开发利用的重要任务是在对水资源质量全面合理评价的基础上，根据不同供水目的，提供满足其用水水质要求的，具有一定水量保证的水源。3、什么是水环境本底值，如何确定水环境要素在未受污染影响的情况下，其水环境要素的原始含量以及水环境质量分布的正常值。在水系上游清洁阶段设置背景断面，根据公式确定6、常用水质评价方法单项水质指数法、综合水质指数法、平均水质指数法、直接评分法、内梅罗指数法、地下水综合评价法7、什么是成垢作用？锅垢的成分通常有哪些？锅垢对锅炉用水有何影响？水煮沸时，水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于锅炉壁上形成锅垢，成为成垢作用。成分：CaO、CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Al2O3、Fe2O3和悬浮物质的沉淀渣。影响传热，浪费燃料，而且易使金属炉壁过热融化，引起锅炉爆炸，降低锅炉使用年限。8、为什么要对硬垢进行评价？评价公式是什么？原因：硬垢主要是由碱土金属的碳酸盐、硫酸盐以及硅酸盐组成，附壁牢固，不易清除。公式：Hh=[SiO2]+40[Mg2+]+68([Cl-]+2[SO42-]-[Na+]-[K+])若括号内为负值，可略去不计。锅垢系数Kn=Hh/Ho9、什么是起泡作用？如何评价？水沸腾时产生大量气泡的作用。如果起泡不能破裂，就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。评价：用起泡系数F来评价，起泡系数按钠、钾的含量计算：F=62[Na+]+78[K+]。60,不起泡的水，60~200，半起泡的水；200，起泡的水。危害：汽化极不均匀，水位急剧升降，致使锅炉不能正常运转。10.什么是腐蚀作用？如何评价？作用：水通过化学的、物理化学的或其他作用对材料的侵蚀破坏。评价：按腐蚀系数K危害：锅炉腐蚀，缩短使用寿命，可能引发爆炸事故。第五章水资源供需平衡1.水资源供需平衡分析的目的（1）通过可供水量和需水量的分析，弄清楚水资源总量的供需现状和存在的问题；（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）针对水资源供需矛盾，采取对供需双方严格管理来实现供需平衡，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，以期实现水资源的长期供求计划。2.水资源供需平衡分析的原则近期和远期向结合/宏观与微观相结合/科技经济社会三位一体统一考虑/水循环系统综合考虑3、典型年和水平年是如何确定的？典型年：用统计方法推求。根据各分区的具体情况选择控制站，以控制站实际来水系列进行频率计算，选择符合某一涉及频率的实际典型年份，然后求出改典型年的来水总量。水平年：四个水平年：现状水平年（现状情况以该年为准），近期水平年（基准年以后5年或10年），远景水平年（基准年以后15年或20年），远景设想水平年（基准年以后30~50年）。一个地区应根据有关规定或当地具体条件以及供需分析目的而确定选几个水平年，一般选前三个。重要地区4个，资料不足2个。4、区域可供水量影响因素来水条件、用水条件、工程条件、水质条件。6、简述水资源系统供需平衡的动态模拟分析方法基本资料的调查收集与分析/水资源系统管理调度/水资源系统的管理规划第六章地表水取水工程1、地表水取水构筑物按其构造形式不同可分为哪几种类型？各自的适用条件是什么？固定式和移动式取水构筑物固定式取水构筑物适用于：各种取水量和各种地表水源，水质条件较好，供水安全性较高，河岸平坦移动式取水构筑物适用于：水源水位变幅大，且中小取水量的情况，多用于江河、湖泊和水库取水2、选择江河取水构筑物位置时应考虑哪些因素？1、水质较好2、河床稳定，靠近主流和有足够的水深3、地质、地形和施工条件好4、避开人工建筑物和天然障碍物的影响5、避免冰凌的影响6、与河流的综合利用相适应取水口1和7都不合理，这两点分布在河流的凸岸，水流速度较小，容易产生泥沙淤积。取水口3、4、5也不合理，这三点靠近河流中分水岭（天然障碍物额），这里的河床容易产生冲刷或淤积。而且在冰凌期时极易受到冰凌的冲击，造成取水构筑物的损毁。取水点2和6也不合理。这两三点虽然在河流凹岸处，但是没有避开凹岸主流的冲顶点。最终选取8和9为最佳取水点。3、岸边式取水构筑物的基本形式有哪些？各有何特点？阶梯式和平行式阶梯式：进水间与泵房的基础可以建在不同的标高上，呈阶梯布置；平行式：进水间与泵房的基础建在同一标高上，呈水平布置4、河床式取水构筑物的构造组成是怎样的？构造组成为：取水头部，集水井，进水管，泵房5、什么是浮船式取水构筑物？将取水设备直接安装在浮船上的取水构筑物6、缆车式取水构筑物由哪几部分组成？主要由泵车、坡道或斜桥、输水管和牵引设备及安全装置组成7、斗槽式取水构筑物按槽中水流方向与河流水流方向的关系可分为哪几种形式？分为顺流式、逆流式、双流式8、试从湖泊、水库的水文、水质特征分析它们采用的取水构筑物形式与江河水的不同之处。海水取水有何特点？其常用的构筑物形式有哪几种？湖泊、水库的水位和水量变化呈现周期性的季节变化，由于湖泊、水库的水流速度缓慢，所以适宜水生生物的生长，具有良好的沉淀作用，水中的含沙量较低，含盐量较大以及风浪较大等特点。海水取水的特点：海水含盐量及腐蚀/海生生物的影响及防治/潮汐和海浪泥沙淤积。常见的海水取水构筑物：引水管渠取水构筑物、岸边式取水构筑物、斗槽式海水取水构筑物、潮汐式取水构筑物、幕墙式取水构筑物第七章地下水取水工程3、解释井群，按取水方法和集水方式井群系统可分为哪些形式？井群：在规模较大的地下水取水工程中，常由很多取水井（管井或大口井）组成一个井群系统。按取水方法和集水方式，井群系统可分为：自流井井群、虹吸式井群、卧式泵取水井群、深井泵取水井群5、什么是管井，管井的结构包含哪些？施工建造有哪些要求？管井：指用凿井机械开凿至含水层中，用井管保护井壁，垂直于地面的直井构造包括：井室、井管、过滤器、沉淀管。施工：钻凿井孔、冲孔、换浆、井管安装、填砾石、管外封闭、洗井、抽水试验6、什么是大口井，大口井的构造包含哪些？施工建造有哪些要求？指井径较大的井，一般井径大于1.5m即可视为大口井，常用的大口井直径为5-8m，最大不宜超过10m。井深一般在15m以内。包含井口（井台）、井筒、进水部分（包括进水井壁和井底反滤层）施工：有大开槽施工法和沉井法8、渗渠有哪些形式？建造及其施工有哪些要求？渗渠即水平铺设在含水层中的集水管（渠）按补给水源分集取地表水为主和集取地下水为主。渗渠的建造：渗渠通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成施工：集水管渠的施工：（开槽施工法、围堰施工法、开挖地道施工法）集水井的施工、检查井的施工、渗渠清洗第八章节水理论与再生水回用1、“节约用水”的涵义是什么？简述目前节约用水的现状精心管理和保护水资源，使之免受污染/合理开发和利用水资源。调整用水结构，加强用水规划，改进用水工艺，建立科学的用水体系/推广用水新工艺和节水新技术，高效的使用水资源/建立保水、产水、用水、排水等方面的相应的法规体系，加强管理力度和科技投入，扩大节水效果2、城市用水定额制定的原则和程序各是什么？制定的原则：体现其科学性、先进性、法规性和经济合理性1）、必须从适应目前我国用水和节水管理的体系和需要出发，实行以统一领导、分级管理为原则的定额制订和管理体系，充分发挥主管部门和分管部门的作用2）、要培训专门的业务人员，进行详细的调查、搜集资料工作3）、在制定用水定额的统一性技术文件指导下，在用户或产品的水量及产量统计、实测和计算的基础上，按照某一计算公式或以某一种方法来制定用户或产品的用水定额4）、节水管理部门会同各用水主管部门对所制定的用水定额进行审查后，报经济管理部门和技术标准监督部门审批3、城市节水水量及用水率度指标有哪些？含义是什么？城市节水水量指标：1）、万元国民生产总值取水量2）、万元国内生产总值取水量3）、万元工业产值取水