水资源规划与利用-复习

第一章绪论1.水资源的特点：流动性、可再生性（大体以年为周期的水循环）、多用途性（生活用水、生产用水、生态用水）、公共性、利与害两重性（兴水利，除水害）。2.水资源的综合利用：同时满足几个部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决，这种开发水资源的方式，称为水资源的综合利用。3.我国水资源存在的问题：防洪与兴利矛盾：疏浚河道有利于防洪、航运等，但降低了河水位，可能不利于自流灌溉引水；若筑堰抬高水位引水灌溉，又可能不利于泄洪、排涝；若汛期要求腾空水库，以备拦洪，削剪下游流量，但却降低了水电站的水头，使所发电能减少。4.我国水资源的特点:①我国水资源总量可观，但人均占有量低；②水资源时间分配极不均衡；③水资源空间分配不均衡，降雨由东南向西部递减；④水资源分布与人口、耕地、生产力不相匹配。5.我国水电资源特点:①地区分布不均，水力资源主要分布在西部地区；②集中分布在大江大河干流，利于建立大型水电能源基地；③水电资源时间上分布不均，需要建设水库调节。第二章水资源评价1.水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量，质量，时空分布特征，开发利用条件，开发利用现状和供需发展趋势做出的分析估价。它是合理开发利用和保护管理水资源的基础工作，为水利规划提供依据。2.水资源评价的内容：水资源数量评价，水资源质量评价，水资源开发利用及其影响评价，水资源综合评价。3.水资源评价分区原则：①尽量按流域水系划分，保持大江大河干支流的完整性。②同一区内自然地理因素、水资源特点、开发利用条件和水利建设发展方向基本相同或相似。③考虑水资源供需特点，将水资源供需矛盾相对突出的地区予以分区。④尽可能保持行政区划的完整。⑤根据工作需要、评价工作量大小，同时考虑资料条件。⑥各种级别的水资源评价分区原则上应统一。2.四个水平年：包括基准年、近期水平年、中期水平年和远期水平年。基准年（又称现状水平年）：为现状情况，分析不同年型的用水要求和可供水量。现状年宜选取近期资料较完整又具有代表性的某一年份。近期水平年：为近期情况，一般为基准年以后的5～10年——要求有一定的精度——供需分析时应进行平衡的调整。中期水平年：为远景情况，一般为基准年以后的15～20年——精度要差一些——供需分析时也可不作调整平衡。远期水平年：一般为基准年以后的30～50年——精度将会更差一些——仅侧重于区域水资源承载能力的宏观分析。3.典型年：典型年法又称代表年法。首先根据对已有水文气象资料进行频率分析的成果，确定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情，然后在此基础上对各水平年的水资源供需情况进行分析。我国规定，平水年保证率P＝50％，枯水年保证率P＝75％，特枯水年保证率P=90％（或95％）。（1）典型年的选择：①频率分析，确定各保证率典型年的总水量；②选择与指定保证率年总水量最接近的实际年年份进行年内水量分配；③最不利原则。（2）选择典型年：①考虑流域上、中、下游或各分区的协调，并从整个评价区的供需特点分析，找出相对较好的代表年。②降雨和径流频率不同：根据实际情况分析确定典型年。③选择典型年时，日历年和水利年可能差别不大，日历年和水文年可能有较大差别。从统计而言，选日历年为好；从供水而言，选水文年为好；从农业用水而言，以水利年为好。因此，从供需平衡角度出发，一般选水利年或水文年（3）日历年：自1月1日至12月31日。水文年：一年汛初至翌年汛初。水利年：按农作物灌溉期末划分起讫时间。3.系列法：又称水资源供需平衡动态模拟法，是指未来的水资源供需分析是根据所选的水文气象系列逐时段计算的。优点：较好地反映了未来时期内水资源量供水量和需水量的动态变化特点，考虑了水资源多年调节、以丰补枯的作用。原则：①计算系列有足够的长度；②计算系列的均值能代表长系列的均值；③有明显的各年丰枯变化，变化系数等统计特征值与长系列的相接近。4.长系列操作法与典型年法对比：长系列法：①来水、用水资料要求比较高；②计算工作量较大；③保证率概念明确；④适用于大中型水利水电工程。典型年法：①来水资料要求比较高；②计算工作量较小；③设计保证率概念比较明确，但结果（假设）是近似的；④结果依赖于典型年，适用于中小型水利水电工程。5.地表水资源量R=地表径流量Rs+河川基流量Rg6.区域多年平均及不同频率的降水量计算：直接法（算术平均法，垂直平分法，等雨深线法），等值线法。7.水文三要素：降雨、径流、蒸发降水：降水量的动态变化：变差系数Cv、极值比Ka。该值大，则多年变化大。径流：降水补给河流Cv最大，冰川次之，地下水再次。蒸发：蒸发量的观测：E601型蒸发器，干旱指数的表示及其意义：γ=E0/P，年水面蒸发量与年降雨量的比值。8.一致性分析一致性分析的必要性（原因）：在水文资料的观测期内，如因流域上修建了蓄水、引水、分洪、滞洪等过程，或发生决口、溃坝、改造等事件，这些人工或天然的原因使流域水文现象的形成条件发生了显著的改变，因而水文变量的概率分布规律也发生了显著的变异。9.水资源总量计算10.水质指标感观性状指标天然水化学指标物理学指标一般水污染指标水化学指标有毒有机污染指标水微生物学指标重金属指标富营养化指标卫生学指标11.水质标准（各类标准所适用的对象）Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区。Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及一般景观要求水域。Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。第三章水资源供需平衡分析与配置1.水资源规划的概念、目标水资源规划的目标包括整治和兴利两类。整治的目标：包括对河道、湖泊、水库、渠道、滩涂、湿地等天然和人工水体的淤积、萎缩和退化等问题的治理，进行生态保护和重建，制定污水排放控制标准和生态保护标准。兴利的目标：包括通过修建各种水利工程，调节水资源的时空分布，推进水资源充分利用，满足日益增长的社会经济用水需求。2.需水预测需水分类：不同类型的需水预测计算方法：①生活净需水量=城镇人口*城镇生活用水定额+农村人口*农村人口生活用水定额②工业需水预测分高用水工业、一般工业和火（核）电工业三类。工业净需水量=火（核）电工业产值*其用水定额+高耗水工业产值*其用水定额+一般工业*其用水定额工业用水定额预测方法：重复利用率法、趋势法、规划定额法和多因子综合法等，以重复利用率法为基本预测方法③建筑和第三产业需水：建筑业需水预测以单位建筑面积用水量法为主，以建筑业万元增加值用水量法进行复核。④农业需水：农业需水包括农田灌溉和林牧渔畜需水。根据净灌溉定额和灌溉水利用系数进行估算。⑤生态环境需水：生态环境需水是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所需要的水量。根据各地条件和实际条件，采用简便的预测方法估算。3.可供水量确定水资源可利用量：可预见的时期内，统筹考虑生活、生产和生态环境用水，协调河道内与河道外用水的基础上，通过经济合理，技术可行的措施可供河道外一次性利用的最大水量决定可供水量的因素（来水量、供水能力、需水量）4.供需平衡分析：原则：近期和远期相结合，流域和区域相结合，综合利用和保护相结合。供需平衡分析方法：水资源供需平衡分析，可按不同的标准进行分类，按照分析方法的不同，可以分为常规方法和系统分析法。按水情，雨情资料选取方法的不同，可分为典型年法和系列法。按水文资料性质不同，则可分为确定性资料分析法和随机分析法。供水保证率：指多年供水过程中，供水得到保证的年数，占总年数的百分比。动态模拟与典型年法的特点：与典型年法相比，动态模拟分析的优点，如下①他是长系列逐个时段分析的，比典型年法只分析个别代表年，更具有代表性。②它是动态的，不管来水还是用水的动态，都可逐时段得到反映。③它是采用系统分析方法中的模拟模型方法，该方法仿真性好，可以按不同调度方案运行模型，这是典型年法不可比的。④它可以计算出明确的各部门的供水保证率。①第四章综合利用水库1.反映水库特性的曲线及其相互关系①水库面积特性一般可根据1/50000～1/5000比例尺的库区地形图，用求积仪(或按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成的水库面积(高程的间隔可用1，2或5m)，然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位～面积关系曲线。水库面积特性。②水库容积特性首先将水库面积曲线中的水位分层，其次，自河底向上逐层计算各相邻高程之间的容积。两者关系：2.静库容、动库容的概念、区别与应用条件静库容：在假定入库流量为零时，蓄在水库内的水体为静止(即流速为零)时，所观察到的水静力平衡条件下的自由水面。动库容：如有一定入库流量(水流有一定流速)时，静库容相应的坝前水位水平线以上与洪水的实际水面线之间包含的楔形库容称为动库容。一般情况下，按静库容进行径流调节计算，精度已能满足要求。但在需详细研究水库回水淹没和浸没问题或梯级水库衔接情况时应考虑回水影响。对于多沙河流，泥沙淤积对库容有较大影响，应按相应设计水平年和最终稳定情况下的淤积量和淤积形态修正库容曲线。3.水库的各特征水位、对应的库容及其在工程中的意义①死水位和死库容死水位：水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。死库容：死水位以下的水库容积。确定死水位的主要因素：1）保证水库有足够的能发挥正常效用的使用年限，特别应考虑部分库容供泥沙淤积。2）保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉必要的引水高程。3）库区航运和渔业的要求。②正常蓄水位和兴利库容正常蓄水位：在正常运用条件下，水库为了满足设计的兴利要求，在开始供水时应蓄到的水位。兴利库容：正常蓄水位到死水位之间的库容，又称调节库容或有效库容。正常蓄水位与死水位之间的深度，称为水库消落深度又称为工作深度。正常蓄水位的确定：溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；当溢洪道有闸门时，多数情况下正常蓄水位也就是闸门关闭时的门顶高程。③防洪限制水位和结合库容防洪限制水位：水库在汛期为兴利蓄水允许达到的上限水位，又称为汛期限制水位。是在设计条件下，水库防洪的起调水位。该水位以上的库容可作为滞蓄洪水的容积。若防洪限制水位低于正常蓄水位，则将这两个水位之间的水库容积称为结合库容或重叠库容。汛期它是防洪库容的一部分，汛后又可用来兴利蓄水，成为兴利库容的组成部分。④防洪高水位和防洪库容防洪高水位：水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时，坝前达到的最高水位。防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位间的水库容积。⑤设计洪水位和拦洪库容设计洪水位：当遇到大坝设计标准洪水时，水库坝前达到的最高水位。拦洪库容：设计洪水位至防洪限制水位间的水库容积称为拦洪库容或设计调洪库容。设计洪水位的确定：设计洪水位决定了上游洪水的淹没范围，它同时又与泄洪建筑物尺寸、类型有关；而泄洪设备类型(包括溢流堰、泄洪孔、泄洪隧洞)则应根据地形、地质条件和坝型、枢纽布置等特点拟定。⑥校核洪水位和调洪库容校核洪水位：校核洪水位和调洪库容当遇到大坝校核标准洪水时，水库坝前达到的最高水位。调洪库容：校核洪水位至防洪限制水位间的水库容积。设计洪水位或校核洪水位加上一定数量的风浪高值和安全超高值，就得到坝顶高程。⑦总库容和有效库容总库容：校核洪水位以下的全部水库容积。按库容大小，可划分水库工程的工程等别，确定工程的安全标准。有效库容：校核洪水位与死水位之间的库容。4.水库的水量损失及其计算方法水库建成蓄水后的水量损失，主要包括蒸发损失和渗透损失，在寒冷地区，还有可能有结冰损失。蒸发损失又包括，水面蒸发和陆面蒸发。①蒸发损失：②渗漏损失：1）通过能透水的坝身(如土坝、堆石坝等)的渗漏，以及闸门、水轮机等的漏水；2）通过坝基及绕坝两翼的渗漏；3）通过库底、库周流向较低的透水层的渗漏。年渗库渗蓄5.水库淤积形态、影响及减缓措施①形态：三角洲淤积、带状淤积、椎体淤积②影响：泥沙淤积对水库的运用会产生许多负面影响:1)水库淤积(特别是三角洲淤积)侵占调节库容，逐步减少综合利用效益；2)水库回水末端的淤积上延，将增加淹没和浸没损失，威胁上游重要城镇、工矿和交通设施的安全；3)坝前堆淤将增加作用于水工建筑物的泥沙压力