河海大学《城市水资源规划与管理》考试复习

城市水资源规划与管理1名词解释1、水资源：广义：地球上水的总体。狭义：较易被人类利用的、有一定数量和质量保证的并且在不长时间内可恢复和更新的淡水资源。2、水资源系统：在一定范围或环境下，为实现水资源开发利用目标，由相互联系、相互制约、相互作用的若干水资源工程单元和管理技术单元组成的有机体。3、城市水资源系统：由城市水源、城市供水、城市用水、城市排水等四个子系统组成。4、水资源评价：通常指水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件的分析评定，是水资源的合理开发、管理和保护的基础，也是国家和地区水资源有关问题的决策依据。5、年径流的还原计算：将受人类活动调蓄和消耗的这部分径流量回加到实测值中，称为年径流的还原计算。6、水资源可利用总量：是指在可预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可以一次性利用的最大水量。7、灌溉定额：在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以m3/亩表示。8、渠系水利用系数：渠系水利用系数通常指净灌溉用水量与毛灌溉用水量之比值。9、水资源供需分析：在特定的水资源条件和需水要求下，充分发挥水利工程的作用，通过水利工程的调节计算可得到水利工程供水和需水之间的关系10、可供水量：在给定来水条件下，考虑供水对象的需水要求，由水利工程可以提供的水量。11、工程供水能力：工程措施充分发挥其设计能力时可提供的水量。12、水平年：能够反映区域发展不同阶段社会经济达到的水平、相应的需水水平和水资源开发利用水平的年份。13、直接消耗系数：生产一个单位的j产品所需要i产品的产品量或服务价值量。14、水资源合理配置：指利用水资源配置的适宜方法，进行区域水资源配置分析，提出区域相对公平的高效的、和谐的水资源分配方案。2简答题1、降水的评价流程答：（1）资料收集（2）资料审查（3）插补延长（4）降水量参数等值线图的绘制（5）区域多年平均及不同频率年降水量计算（6）区域年降水量的年内分配：（7）分析成果2、径流评价流程答：（1）资料收集（2）资料的审查（3）资料的插补延长。（4）资料的还原。（5）多年平均年径流深及年径流变差系数等值线图绘制（6）区域河川径流量分析计算（7）河川径流量的年内分配（8）不同频率年径流的年内分配(9)河川径流量计算成果汇总3径流还原的原则答：凡有观测资料的，采用观测资料计算还原水量无观测资料，可调查分析进行估算按资料系列逐月、逐年的还原按河系自上而下，水文站控制断面分段进行，而后累积计算引用河水与地下水应分开，还原时只计算河川径流部分4、山区排泄量、平原区补给量、排泄量包括哪些答：山区排泄量包括：河川基流量、河床潜流量、山前侧向流出量、未计入河川径流的山前泉水出露量、山间盆地潜水蒸发量、浅层地下水开采的净消耗量平原区补给量包括：降水入渗补给、河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间渗漏补给量、水库蓄水体渗漏补给量、山前侧向流入补给量、越流补给量平原区排泄量包括：潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量、人工开采净消耗量5河川基流量的评价过程答：1)分析代表站的选择2)分割方法①直线平割法将枯季无降水时期的某一特征最小流量作为河川基流量，水平直线分割日流量过程。②直线斜割法在平均流量过程线上，自起涨点至峰后无雨情况下退水段的转折点，用直线相连，直线一下部分即为河川基流量。3)多年平均河川基流量计算长系列法、典型年法、代表年径流量与河川基流相关法。4)不同频率的年河川基流量（长系列频率分析）5)区域河川基流量计算①模数分区法②等值线图法6、用水定额的影响因素答：①水价②人均经济收入③用水结构和权重④人们的生活习惯⑤城市住房和用水设施7、生态需水方法优缺点答：1）湿周法由实测的河道断面湿周与流量的对应关系，绘制湿周—流量关系图，由图中找出突变点或影响点，与该点对应的流量即为河道生态流量对应值。优：适用于小型河流、泥沙量少、水污染不明显的平原区河道。缺点：不适用山区河道。2）Tennant将一年分为2个计算时段，前6个月为少水期，后6个月为多水期，不同时期的流量百分比有所不同。根据多年平均流量百分比和河道内生态与环境状况的对应关系，直接计算维持河道一定功能的生态与环境需水量。优：计算简单。缺：适合美国河流，不适合我国河流。3）分项计算方法河道内生态基流、输沙需水量、水生生物需水量按月取最大值（外包），得到维持河道一定功能的年需水量。优：对特殊河流入含沙量大、有国家级保护物种的河流需要分项计算。缺：计算繁琐。8、蓄水大、中、小型水库的计算方法答：大型水库：1）“有水就用”模式2）“过程相似”模式3）考虑水库库容。中型水库：利用α~β关系推求。库容系数β：水库调蓄库容与水库控制流域面积以上多年平均来水量之比。水量利用系数α：水库可供水量与水库多年来水平均量之比。小型水库：复蓄指数法。复蓄指数：水库、塘坝年可供水量与有效库容之比。通过适线求得复蓄指数与年来水频率之间的相关线。9、基于模拟的可供水量计算一般原则答：（1）计算程序可供水量的计算：先支流后干流，自上游到下游，逐计算单元计算。每一计算单元的计算遵循水量平衡的原则。（2）供水次序－对计算单元，谁先供？先用自流水，后用蓄水和提水；先用地表水，后用地下水；先用本流域的水（包括过境水），后用外流域调水；水质优的水用于生活等用户，其它水用于水质要求较低的农业或部分工业用户。（3）用水次序－对供来的水，谁先用？先尽量满足生活需水，再依此是河道内最小生态需水、工业和第三产业需水、农业需水、河道外生态需水等。10、动态规划模型及马尔可夫性、最佳化原理及初值问题动态规划模型答：第K—N级的收益仅与第K级的输入状态变量xk和第K级到第N级的决策有关,与第K级以前的状态变量和决策无关.该性质称为分级决策的“无后效”性，数学上称马尔可夫性。最佳化原理：每个最佳策略只能由最佳子策略所组成初值问题动态规划模型11、一次、二次、三次供需分析答：一次供需分析：初步摸底，并不要求供需平衡和提出实现平衡的方案计划。二次供需分析：要求提出实现平衡的方案计划。考虑新建工程，强化节水、治污与中水回用、提高水价、调整产业结构、抑制需求和改善生态环境等措施。三次供需分析：进一步调整产业结构和布局，考虑调水。12、水资源优化配置的原则、手段、目标答：目标：是从社会、经济、生态三个方面来衡量的，是综合效益的最大化。原则：公平性原则、高效性原则、可持续原则手段：工程手段：时间调配工程：包括水库、湖泊、塘坝、地下水等蓄水工程，用于调整水资源的时程分布。空间调配工程：包括河道、渠道、运河、管道、泵站等输水、引水、提水、扬水和调水工程，用于改变水资源的地域分布。质量调配工程：包括自来水厂、污水处理厂、海水淡化等水处理工程，用于调整水资源的质量。科技手段：建立水资源实时监控系统行政手段：政府调控经济手段：市场调控13、面向可持续发展的水资源优化配置的目标函数答：社会目标：考虑公平性，各分区各部门缺水量最小；经济目标:考虑高效性，区域供水净效益最大；生态目标:考虑可持续发展，区域COD排放量之和最小。14、水资源配置模式的优缺点答：(1)“以需定供”的水资源配置优：以经济效益最优为唯一目标；缺：牺牲资源、破坏环境(2)“以供定需”的水资源配置优：强调资源的合理开发利用；缺：没有实现资源开发与经济发展的动态协调。(3)“供需结合”的水资源配置优：从供给与需求两个方面进行调控，经过多种方案的比较，能够选出较满意区域水资源配置方案。(4)经济效益最大的水资源配置优：解决竞争性的用水分配问题；缺：未能考虑区域各经济部门的相互联系和相互制约。(5)基于宏观经济的水资源配置优：实现区域经济和资源利用的协调发展；缺：未考虑环境问题。(6)面向可持续发展的水资源配置优：协调资源、经济、社会和生态环境的动态关系，追求区域的可持续发展。3计算题1、重复利用率提高法已知某工业企业，2010年引用新水6600万m3，工业用水重复利用率为85％，排水量4200万m3，若该企业在现有设备与工艺流程的条件下，采用闭路循环（排水率=0％），求其重复利用率。2、引水工程计算（一用户情形）已知:(1)表中单位为m3/s(2)用水户为单用户情形(3)渠道过水能力为70m3/s，下游流量要求为60m3/s求解：各时段可供水量？？解：计算结果（两用户情形）解：方法1：属地优先原则用户1：可供水量Q1=100m3/s用户2：可供水量Q2=120-100+100*20%+60=100m3/s方法2：均衡受益原则，两者缺水率相等用户1：可供水量Q1=64.28m3/s;用户2：可供水量Q2=128.59m3/s方法3：均衡受益原则，考虑用户重要性用户1：可供水量Q1=44.44m3/s；用户2：可供水量Q2=144.44m3/s3、蓄水工程计算已知：（1）表中水量单位为万立米（2）假设水库始、末水位均为死水位（3）水库调节库容为200万立米求解：水库各时段可供水量解：计算结果问题：若调节库容为100万立方，计算结果如何？4、动态规划方法某水库有30[(m3/s)month]的水用于灌溉A、B两种作物，已知每生产单位产量的A作物需4[(m3/s)month]水，生产单位产量的B作物需2[(m3/s)month]的水。而A、B产品在市场上单位产量售价分别为1亿元和8千万元，求如何分配两种作物的种植量，使总收益最大。解：N＝2时，第2级是这样一个规划问题。即在约束条件为x2-2d2≥0(不应出现剩余水为负值)d2≥0(供水量不为负值)解得：d2＝{d2∣0≤d2≤0.5x2}要使第2级收益函数g2(x2,d2)＝0.8d2为最大d2=0.5x2，d2*(x2)＝0.5x2，而第2级的最佳收益ƒ2,2(x2)＝0.8×0.5x2＝0.4x2当N＝1时第1级受约束于x1-4d1≥0,d1≥0,即d1＝{d1∣0≤d1≤0.25x1}使1，2级的总收益最大G1,2＝g1(x1，d1)+ƒ1,2(x2)＝d1+0.4x2为了求出第一级的最佳决策d1，利用动态转移方程x2＝x1-4d1代入G1,2＝g1(x1，d1)+ƒ1,2(x2)＝d1+0.4x2得:G1,2＝d1+0.4x2＝0.4x1-0.6d1在d1的允许决策集合之内：0≤d1≤0.25x1，使G1,2最大，则应选取d1(x1)＝0，为此有ƒ1,2(x1)＝maxG1,2＝0.4x1因x1＝30,d1(x1)＝0，则x2＝x1-4d1＝30-0＝30而d2(x2)＝0.5x2＝0.5×30＝15总最佳收益ƒ1,2(x1)＝0.4x1＝0.4×30＝12（亿元）5、直接消耗系数计算实物型投入产出模型：计量单位是产品的实物量单位，如kg，km等解：每一列的数字分别除以各产品的总产量，就得到消耗系数价值型投入产出模型：计量单位是价值量，即货币人民币，美元等。解：直接消耗系数假设该区域第二年各部门总产出量增长10％，而直接消耗系数不变，求该地区第二年各部门的中间投入量。第二年总产出：第二年的中间投入：