第二章水资源评价.ppt

第二章 水 资 源 评 价,(water resource assessment),第二章 水资源评价,第一节 水资源评价的概念 第二节 地表水资源计算和评价 第三节 地下水资源计算和评价 第四节 水资源总量计算和评价 第五节 水资源质量评价 第六节 水资源评价指标,第一节 水资源评价的概念,水资源评价的概念,1. 水资源评价的概念,1992年修改为,为了水的利用和管理，对水资源的来源、范围、可依赖程度和质量进行确定，据此评估水资源利用、控制和长期发展的可能性。,联合国科教文组织 UNESCO,世界气象组织 (WMO),水资源评价的概念,按流域或地区对水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件作出全面的分析估价，是水资源规划、开发、利用、保护和管理的基础工作，为国民经济和社会发展提供水决策依据。,中国资源科学百科全书水资源学,水资源评价的概念,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作出的分析估价。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。,中国水利百科全书(2006年),水资源评价的概念,从上述定义中可以看出，水资源评价的意义： 水资源评价是水资源合理开发利用的前提； 水资源评价是科学规划水资源的基础； 水资源评价是保护和管理水资源的依据。,基础资源 战略资源,时空分 布不均,水资源短缺,水生态/ 环境恶化,天然条件,现代化进程,水问题,解决问题的思路、方法和理念改变,满足国家需求,水资源评价,2. 水资源评价的重要性,1977年，联合国在阿根廷召开的世界水会议的第一项决议中指出：没有对水资源的综合评价，就谈不上对水资源的合理规划与管理。 中华人民共和国水法中明确规定：为查明水资源状况，必须进行水资源评价。,3. 水资源评价活动的内容 水资源评价的内容随时代前进而不断增加。 水资源评价应包括水资源数量评价、水资源质量评价、水资源开发利用及其影响评价三部分内容。,统计天然情况下河川径 流量及其时空分布特征,水资源工程规划设计的水文特 征值计算方法及参数分析,水资源工程管理及水源保护 水资源供需情况的分析和展望,水资源开发前景展望,水资源量及其时空分布特征； 水资源可利用量的估计； 各类用水的现状及其前景； 水资源供需状况及预测、解决供需矛盾的途径； 为控制自然界水源所采取的工程措施的正负两方面效益评价； 以及政策性建议等。,4. 水资源评价的要求 水资源评价工作要求客观、科学、系统、实用。,地表水与地下水统一评价,水量、水质并重,全面评价与重点区域评价相结合,水资源评价的原则,水资源评价的重点对象一般是在现实经济技术条件下全球开发利用的淡水资源，特别是能快速补充的淡水资源。包括地表水资源和地下水资源。,5. 水资源评价的对象,第二节 地表水资源量计算和评价,地表水资源量一般通过河川径流量的分析计算表示。 河川径流量一段时间内河流某一过水断面的过水量，包括地表产水量和部分地下产水量，是水资源的主体。有的国家就将河川径流量视为水资源总量。 地表水资源的收支变化主要是：降水、蒸发、径流。 三者之间的数量变化关系制约着区域水资源数量的多寡和可利用量。,一、降水量,降水量分析的主要内容 绘制多年平均年降水量P及年降水量变差系数Cv等值线图； 研究降水量的年际变化，推求区域不同频率代表年的年降水量； 研究降水量年内变化，推求其多年平均及不同频率代表年的年内分配过程。,1. 降水量资料分析 研究区域内水文站、雨量站、气象站的降水资料； 研究区外围的相关记录； 资料的审查与核对工作； 研究区地形绘制； 收集以往研究成果，如水文手册、图集、研究文献等。,2. 降水量资料审查 资料审查一般包括可靠性、一致性、代表性分析三个方面。 可靠性：原始资料的可靠程度。 一致性：各类资料反映河流的天然规律，具有同一基础。降水量基本上不存在一致性问题，在河川径流中细说。 代表性：指标对总体的代表性，样本资料的统计特征对总体统计特征的代表程度。,（1）资料的可靠性审查 降水资料：地区分布与局部暴雨关系。 对资料中的特大、特小值，以新中国成立以前的资料进行重点审查。 对资料的测试方法和手段进行审查。 对资料的抄录、插补延长、分析计算和绘制等值线图等过程进行审查。 一句话：分析资料的合理性！,（2）资料的代表性审查 资料的代表性：样本对总体的代表性，即指标的统计特征对总体统计特征的代表程度。 一般说，资料年限较长，且包括丰、平、枯各种年型的平均样本，其代表性较高。 代表性分析有二方面工作： 多年长系列丰、枯周期性变化分析 短系列的代表性分析,3. 降水量资料的插补延长 相关分析法 内插法 （1）算术平均法 （2）加权平均法 （3）等雨量线法 水文比拟法：用其它相关站资料推求。,4. 降水量参数等值线的绘制 降水代表站 资料质量好； 实测年限长； 面上分布均匀； 代表不同高程； 年降水量统计参数 多年平均降水量P、年降水量变差系数Cv、年降水量偏态系数Cs。 方法：图解适线法，P-III型曲线。,降水量参数（P、Cv）等值线图绘制 了解研究区域降水成因，水汽来源，季风，地形等。一句话：了解情况，掌握规律。 选用合适比例尺的带有地形等高线的地形图。 分析代表站年降水量统计参数P、Cv的点绘。 勾绘等值线。原则：主要站为控制、一般站为依据、参考站作参考。 等值线应平滑、连续，不能出现折点、交叉、断开现象。,等值线图的合理性分析 等值线图是否符合规律，“找规律”，包括： 靠近水汽来源的地区年降水 量大于远离水汽来源的地区； 山区降水量大于平原区； 迎风坡降水量大于背风坡； 高山背后地区的降水量一般较小； 降水量大的地区Cv值一般较小。 与邻区等值线比较，“向别人看齐” 相同的等值线能否衔接 不同的等值线走势差别明显？,与陆面蒸发、年径流深等值线图比较，“向自己的兄弟们看齐” 降水量与年径流深与陆面蒸发相关密切。 降水量大，年径流深也大。,各类雨的降水量标准表,各类雪的降水量标准,5. 区域多年平均及不同频率年降水量计算 区域年降水量系列直接计算法 适用于实测年降水量资料充分时； 实测年降水量资料； 平面加权平均计算，得到区域年降水量； 频率计算，得到多年平均及不同频率的年降水量；,降水量等值线图法 区域降水量等值线图的转绘与补充。将大面积的小比例尺多年平均降水量等值线图转绘到指定区域较大比例的地形图上，要加密等值线，有新的补充资料时，根据新资料对原等值线线进行适当调整和加密。 区域多年平均降水量的计算，划分本研究区，量算等值线间的面积，采用面积加权法进行计算。 区域不同频率的年降水量计算。查Cv等值线图的Cv ，再根据频率查模比系数Kp，然后计算：,6. 区域年降水量的年内分配 降水量百分率及其出现的月份分区图 适用于实测年降水量资料充分时； 分析计算多年平均连续最大4个月降水量占多年平均年降水量的百分率及其出现时间； 绘制连续最大4个月降水量占年降水量百分数等值线及其出现月份分区图；,典型代表站的不同频率的降水量年内分配 典型年法，资料缺乏，面积较小区域适用； 按实测年降水量与某一频率的年降水量相近的原则选择典型年。然后同比放大或缩小。,陆面蒸发E，mm 陆面蒸发特定区域天然情况下的实际总蒸散发量，又称流域蒸发。 陆面蒸发包括：地表水体蒸发、土壤蒸发和植物散发量的总和。 陆面蒸发能力可以由实测水面蒸发量综合反映。 干旱指数：反映气候干旱程度的指标，通常定义为年水面蒸发量E0和年降水量P的比值。,二、蒸发量,水面蒸发E0，mm （1）水面蒸发测定方法 影响因素：温度、湿度、风速、日照、气压等。 我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有：E-601 型蒸发器、口径为 80cm带套盆的蒸发器、口径为 20cm 的蒸发皿、以及水面面积为 20m2和100m2的大型蒸发池。 E-601 型蒸发器是口径为 60cm 的埋在地表下的带套盆的蒸发器，其内盆面积 300cm2。这种蒸发器稳定性较好，是目前水文部门观测水面蒸发普遍采用的标准仪器。,ZFZ-01型数字式水面蒸发自动站,国家标准GB/T 213272007水面蒸发器中规定的标准水面蒸发器,20m水面蒸发器,（2）水面蒸发器折算系数（不同类型蒸发器的蒸发量换算成大水体蒸发量的折算系数）,多年平均陆面蒸发量等值图的绘制 资料的选用 分析规律 勾绘等值线图,参考降水量相关部分！,1. 河川径流的涵义 （1）基本概念 流域上的降水，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称为河川径流，简称径流。 河川径流的补给 雨水补给 冰川、融雪水补给 地下水补给,三、河川径流量,（2）河川径流的基本特征 周期性。 以年为周期的丰水期、枯水期交替变化规律 多年变化的周期性。 随机性。河流水文现象（年最大流量、最高水位、最小流量、最低水位等）具有一定的随机性。 区域性。自然地理因素相近似的区域，水文现象的变化规律具有近似性。,（3）河川径流表示方法 流量Q，单位时间内河流通过某一断面的水量，m3/s。 径流总量Wt，指在一定时段内通过河流某断面的总水量，m3、亿m3。WtQt 径流深R，假定径流总量均匀地铺在流域面积上所得到的平均水深，mm。 径流模数M，单位流域面积上产生的流量。MQ/F。,2. 径流资料的统计处理 （1）资料的收集 应着重收集以下5个方面的资料： 区域自然地理资料，如土壤、地质、植被、降水等。 区域内及其外围有关水文站的年、月流量资料； 区域工程情况、规划资料，重点是水库的水位、蓄水量、蒸发、渗漏等相关资料； 工业用水、农业用水、灌区用水情况； 水文资料审查考证，保证资料的“三性”。,（2）径流资料的插补延长 年径流量的插补延长 降水径流 上游下游 相邻站资料 汛期年径流量 月径流量的插补延长 汛期：水位流量、因素相关法 非汛期：多年平均值、退水规律插补,（3）资料的一致性审查与径流还原计算 资料应该反映区域内的天然情况，具有同一基础。比如径流，水文站的实测资料不能真实反映断面以上径流的天然规律，是各种人类活动影响的综合结果（如水库拦蓄、灌区取水等）。这样各年的资料没有可比性，一致性受到破坏。 如果资料失去了一致性，要进行还原计算。资料的一致性审查主要是指径流资料的一致性及径流还原计算。,径流还原计算是为了求得天然情况下的河川径流量，以保持河川径流量资料的一致性。 天然河川径流量是实测河川径流量与还原水量之和。 还原水量包括： 测站以上农业灌溉耗水量 城镇工业用水及生活用水耗水量 跨流域引水量 河道分洪决口水量 水库蓄水量 以及由于水面扩大而增加的蒸发耗水量。,径流还原计算的具体方法主要有分项调查法、双累积曲线法、蒸发差值法等。 不同的资料条件选用不同的方法。有条件时，同时用几种方法进行，互相验证，选取合理成果。 简单地介绍一下分项调查法 对流域中各项影响因素所造成的水量变化逐一调查。,3. 多年平均年径流深及年径流变差系数等值线图的绘制 代表站的选择； 统计参数的计算与点绘； R、Cv等值线图的勾绘和合理性检查。,参考降水量相关部分！,3. 河川径流量的分析计算 河川径流量的计算方法：代表站法、等值线图法、年降雨径流关系法、水热平衡法。 （1）代表站法 选择一个或几个位置适中、实测径流资料系列较长的、精度较高、产汇流条件有代表的水文站为代表站； 计算代表站逐年及多年平均年径流量、不同频率的年径流量； 按面积或综合修正的办法推广到整个研究区域。,（1）式按面积进行的修正； （2）既考虑了面积，又考虑了降水量。 当选择的代表站多于个时，可将区域划分若干部分，每部分有一个代表站，全区则为面积的加权平均。,（1）,（2）,（2）等值线图法 参见降水量相关部分 （3）年降雨径流关系法 根据代表站实测资料，建立降雨与径流的相关关系。根据区域降雨资料计算径流量。 （4）水文模型法 根据代表站实测资料，建立降雨径流水文模型（集中式水文模型、分布式水文模型，如新安江模型、SWAT模型）。根据区域降雨资料计算径流量。,4.河流径流量的年内分配 河流径流量的年内分配表示方法 流量过程线 流量分配率（%）：年内各月（旬）流量占全年径流总量的百分数。即月（旬）分配率。通常用连续最大四个月径流量占年径流总量的百分率来表示。 径流量年内分配不均匀系数（CL）,式中：Q是月流量。,四、地表水资源量的评价,1.地表水资源量统计 区域地表水资源量同年（或多年平均）输入本域的入境水量、山区自产水和平原自产水量之和。 地表水资源的组成部分主要有入境水和本区域因降水而自产的水。,水文站以上部分：,按实测径流还原后计算,水文站以下至区域出口部分：,按等值线图法计算,二者之和即为区域地表水资源量。,2.地表水资源可利用量 地表水资源可利用量：在经济合理、技术可能及满足河道内用水量、顾及下游用水的前提下，通过蓄、引、提等地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）。 计算方法：扣损法、时历法。,扣损法：即选定某一频率的代表年，在已知该年的自产水量、入境水量基础上，扣除蒸发渗漏等损失，以及出境入海等不可利用的水量，求得该频率的地表水资源可利用量。 时历法：根据现状大中型水利工程设施，对各河的径流过程以时历法或代表年法进行调节计算，以求得某一频率的地表水资源可利用量。,第三节 地下水资源计算与评价,一、地下水资源基本概念,1.地下水资源 地下水资源：是总水资源的重要组成部分，指有利用价值的、本身又具有不断更替能力的各种地下水量的总称。 区域地下水资源：是区域浅层地下水体在当地降水补给条件下，经水循环后的产水量。,2.地下水资源分类 20世纪70年代以前，我国采用前苏联的地下水储量分类，即分为动储量、静储量、调节储量和开采储量四类。 20世纪70年代后期，我国提出了自己的地下水资源分类，该方案于于1989年由国家计划委员会正式批准为国家标准(GBJ27-88)。 该方案将地下水资源划分为补给量、储存量和允许开采量三类。,（1）地下水补给量 地下水补给量：指天然状态或开采条件下，单位时间内，通过各种途径进入含水层（或含水系统）的水量。 一般包括地下水径流补给量、大气降水的入渗补给量、地表水的入渗补给量、越流补给量和人工补给量等。,（2）地下水储存量 储存量：指地下水在补给与排泄过程中，某一时间段内在含水层（或含水系统）中储存的重力水体积。 潜水含水层的储存量 储存量的变化主要反映为水体积的改变，称为体（容）积储存量，可用下式计算： W = F h 式中：W地下水的储存量(m3)； 含水层的给水度； F潜水含水层的面积(m2)； h潜水含水层的厚度(m) 。,承压含水层的储存量 在承压含水层中，压力水头的变化主要反映弹性水的释放，称为弹性储存量，可按下式计算： W弹*F h 式中：W弹承压水的弹性储存量(m3)； *贮水(或释水)系数； F 承压含水层的面积(m2)； h 承压含水层自顶板算起的压力水头高度(m)。,（3）地下水可开采量 可开采量（允许开采量）：指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不致引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。 允许开采量的允许界限包括：1）不因开采而引起环境恶化、发生地面沉降、海水入侵等现象。2）地下水动水位不超过设计要求，水质、水温变化在允许范围内。 地下水补给量可以视作可开采量。储存量一般不计入可开采量。地下水实际开采量不得大于可开采量。,3.地下水均衡 根据水量平衡原理，地下水均衡的表达式： 补给量-排泄消耗量=地下蓄变量 补给量包括：降水、地表水对地下水的补给；地下水之间的补给。 排泄消耗量包括：向大气水、地表水及向地下水的排泄和消耗；地下水的开采量。 天然情况下，多年地下水蓄变量=0 人工利用情况下，若利用得当，采补相当，多年内地下水均衡。,4.地下水资源评价方法 区域水资源评价常用水均衡法、地下水动力学法。 水均衡法：以均衡区的水量平衡分析为基础 ，研究地下水各项补给量、排泄量和地下水蓄变量之间的动态关系，计算均衡区地下水的各项补给量、排泄量，根据多年平均的水平衡方程，得出地下水资源量。 地下水资源量总补给量总排泄量； 山丘区以总排泄量估算总补给量，代表地下水资源量；平原区以总补给量代表地下水资源量。,二、山丘区地下水资源量的计算P48,由于山丘区地下蓄水能力有限，最终排泄于河道或泉水，根据均衡法原理，用山区地下水排泄量近似估算总补给量，作为山区地下水资源量。 山丘区地下水总排泄量Wh，包括： 河川基流量Rg 河床潜流量Ru 山前侧向流出量Uk 未计入河川径流的山前泉出露总量Qs 山间盆地潜水蒸发量Eg 浅层地下水实际开采的净消耗量等项q。,1.河川基流量的计算 （1）河川基流量的概念 河川基流量(又称地下径流量)是指河川径流量中由地下水渗透补给河水的部分，即河道对地下水的排泄量。 河川基流量是一般山丘区和岩溶山区地下水的主要排泄量。 枯水季节，河流流量全部为基流量；汛期，大部分为地表径流的汇入，少部分是基流； 计算河川基流量，要对水文站实测的流量过程进行基流的分割。,水平直线分割法 找出洪水涨水段的最低点A，引水平线和退水曲线相交于B点，如右图。 AB以上是地面径流量，以下是河川基流量。 当河流兼有深层地下水和潜水的补给时，雨水潜水补给总是增加的，基流应增加。此法不宜使用。,（2）常用的几种分割方法 直线平割法、斜割法、退水曲线法等。,斜线分割法 找出洪水涨水段的最低点A，由于降水对潜水的补给，B点（径流的退水段转折点）应高于A点。如右图。 B点确定方法： ）洪峰后N天的点，根据流域面积确定N。见下表。 ）退水曲线上，坡度陡的是地面退水，缓的是地下退水。退水曲线上的拐点即为B点。,不同流域面积的N值,水平直线分割法和斜线分割法，没有建立在分析地下水对河流补给规律的基础上，分割出来的地下水补给量随意性比较大。但方法简便易行，有一定精度。,退水曲线法 根据标准退水曲线从洪水流量过程两端向内展延地下退水曲线。 由起涨A点向后水平延到C点。 由退水曲线B点向前延续至D点。 直线连接C、D点。 适应于地下水与河水无直接水力联系的情况。,（3）多年平均河川基流量计算 参加河川径流量计算 （4）不同频率的年河川基流量计算 参见河川径流量计算 （5）区域河川基流量的计算 模数分区法： 将计算区域划分若干区，各个区中有一个代表站； 分别计算区域内各代表站的河川基流模数； 各模数面积加权平均，计算区域的河川基流模数； 计算区域河川基流量 等值线图法，参见河川径流量计算,2. 其它排泄量的计算 （1）河床潜流量Ru的计算 流经河床松散沉积物中未被水文站测得的径流量（即未包括在河川泾流量或基流量中），称为河床潜流。 K是渗透系数；I为水力坡度，一般用河底坡度代替；F为垂直于地下水流方向的河床潜流过水断面面积；T为河道或河段过水时间。,（2）山前侧向流出Uk的计算 山丘区地下水通过裂隙、断层或沉没以潜流形式直接补给平原沉积层的水量。 （3）未计入河川径流的山前泉水出露量Qs 受地形落差影响，山丘区地下水出露地表，形成泉水。汇入河川的，包括在下游河道水文站实测径流中，未流到河川中，在当地自行消耗了，这部分泉水就是Qs。 调查分析与统计方法进行。,（4）山间盆地的潜水蒸发量Eg 与平原区计算方法相同。 E0是年水面蒸发量；C是潜蒸发系数；F是计算面积。 （5）浅层地下水实际开采的净消耗量q q1、q2分别是农业灌溉、工业与生活的浅层地下水实际开采量；1、2分别是井灌回归系数，工业用水回归系数。,三、平原区地下水资源量计算P45,平原地下水资源是指地下水矿化度小于2g/L的平原淡水区的地下水资源。 由于平原区地下水及气象资料丰富，可以直接计算各项补给量作为地下水资源量，可同时计算总排泄量进行校核。 平原区又分北方平原区（松花江、辽河、海河、黄河、淮河、内陆河等6个流域片）、南方平原区（长江、珠江、浙闽台诸河、西南诸河等4个流域片）。 北方平原与南方平原的补给项差别很大，因而计算也略有不同。,1. 以补给量的地下水资源估算 北方平原区地下水总补给量Wp，包括： 降水入渗补给量Up 河道渗漏补给量Ur 山前侧向流入补给量Uk 渗漏补给量Uc、渠灌田间入渗补给量Uf 水库（湖泊、闸坝）蓄水渗漏补给量Ud 越流补给量Uj 人工回灌补给量qm,（1）降水入渗补给量Up 当地降水入渗补给地下水的水量，是浅层地下水的重要补给来源。 降水入渗补给系数，与地下水埋深，包气带石性、降水量有关。,根据动态观测资料确定值 式中： 降雨前的地下水位天然 平均降速；t是从H增大到max的 时间，d。,不同地下水埋深条件下多年平均降雨入渗系数值表 (以降雨量的%计),某地区不同降雨年份降雨入渗补给系数值表 (以降雨量的%计),（2）河道渗漏补给量Ur 当江河水位高于两岸地下水位时，河水渗入补给地下水的水量。 K是渗透系数；I为垂直于剖面方向上的水力坡度；F为单位长度河道垂直地下水流方向的剖面面积，L为河道或河段长度。 这是单侧河道渗漏补给量，两侧要分别计算，参数不同。,另一种方法：根据实测径流资料进行同比扩大估算。 式中：是蒸发损失比例；表明河道水量减少是蒸发和渗漏共同造成了。 （3）山前侧向流入补给量Uk，与前面山丘区计算相同。,（4）渠系渗漏补给量Uc、渠灌田间入渗补给量Uf 灌溉渠道水位一般高于地下水位，各级渠道（干、支、斗）在输水过程渗漏补给地下水的水量。 式中：m是渠系入渗补给系数；W渠首引水量；r为渠系渗漏补给地下水系数；是渠系水利用系数。 灌溉水进入田间后，经过包气带渗漏补给地下水的水量。 是渠灌田间入渗补给系数；r1为渠灌田间渗漏补给地下水系数；1是田间水利用系数,（5）水库（湖泊、闸坝）蓄水渗漏补给量Ud 水库、湖泊、闸坝等地表水体蓄水位高于周边地下水位时，对地下水产生入渗补给。 W1进入水库的水量；Pd降水量；Ed水库的水面蒸发量；W2水库的出库水量；W水库蓄变量。水库补给地下水系数。,（6）越流补给量Uj 深层地下水水头高于浅层地下水不头的情况下，深层地下水通过弱透水层对浅层地下水的补给。 H压力水头差，即深层地下水水头与浅层地下水水头差；T为时段；Ke越流系数。 （7）人工回灌补给量qm 指通过井孔、河渠、坑塘或田面，人为地将地表水灌入地下，补给浅层地下水的水量。,2. 南方平原区地下水总补给量的计算 2.1南方平原区地下水总补给量Wp，包括： 旱地降水入渗补给量 河道渗漏补给量 山前侧向流入补给量 旱地渠系渗漏补给量 旱地渠灌田间入渗补给量 水库（湖泊、闸坝）蓄水渗漏补给量 井灌回归补给量 水稻田生长期降水入渗和灌溉入渗补给量 水稻田旱作期降水入渗补给量,这里只解释3项，其它各项与北方平原区相同。 （1）水稻生长期降水入渗和灌溉入渗补给量Q1 降水与灌溉无法分开，合并计算 水稻田入渗率；Fr 水稻田面积，T为水稻生长期时间。,（2）水稻田旱作期降水入渗量Q2 降水与灌溉无法分开，合并计算 降水入渗补给系数；Prd 水稻田面积上旱作期降水量，Fr为水稻田面积。 （3）旱地降水入渗补给量Q3 Pd旱地面积上年降水量；Fd旱地面积。,3. 以排泄量校核地下水资源量 北方平原区地下水总排泄量Wp包括： 潜水蒸发Eg 人工开采净消耗q 河道排泄Qr 侧向流出Qk 越流排泄Qj等。,（1）潜水蒸发量Eg 潜水蒸发是指在土壤毛细管作用的影响下，浅层地下水沿着毛细管不断上升，形成了潜水蒸发量。 测定方法：地中渗透仪实测法、经验公式、潜水蒸发系数法。,（2）浅层地下水实际开采消耗量q 浅层地下水实际开采净消耗量地下水开采利用程度较高地区的主要排泄量，包括农业灌溉用水开采和工业、城市生活用水开采消耗。 农业灌溉用水量、工业生活用水量可由水利部门、统计部门调查，或用公式计算。 mi灌水定额；F是灌溉面积；n是灌水次数；N为复种指数。实际开采量调查法 其它各项计算与前面相同。,4.南方平原区地下水总排泄量的计算 水稻生长期地面有积水，没有潜水蒸发。因此南方平原区地下水总排泄量Wp包括： 河道排泄量 旱地蒸发量 水稻田的旱作期蒸发量,四、地下水可开采量,1.地下水可开采量 地下水可开采量：经济合理、技术可能和不造成水位持续下降、水质恶化及其他不良后果条件下可供开采的地下水量。 地下水可开采量计算方法： 实际开采量调查法 可开采系数法 多年调节计算法 平均布井法 类比法,2.地下水可开采量计算方法 1）实际开采量调查法 适用于浅层地下水开发利用程度高、开采量调查统计较准、潜水蒸发量较小、水位动态处于相对稳定的地区。 周年地下水位不变，潜水蒸发量很小，则该地区浅层地下水补给量为实际可开采量。,2）开采系数法 适用于浅层地下水有一定的开发利用水平，通过多年资料，确定出合理的开采系数。则地下水多年平均可开采量等于开采系数乘以多年平均地下水总补给量。 开采系数与哪些因素有关： 浅层地下水岩性及厚度、单井单位降深出水量、平水年地下水埋深、年变幅、实际开采模数和多年平均总补给模数。,3）平均布井法 根据地下水开采条件，确定单井出水量、影响半径、年开采时间，进行平均布井，用这些井的年内开采量代表该区的地下水的可开采量。 式中：Qme多年平均可开采量（亿m3）；qs为单井出水量（m3/h）；N为计算区内平均布井数；t为机井多年平均开采时间（h）；F为计算区布井面积（km2）；Fs为单井控制面积（m2）；R为单井影响半径（m）。,第四节 水资源总量计算与评价,一、水资源总量估算,在水资源评价中，一般采用下式进行水资源总量估算： 式中：R是地表水资源；Q是地下水资源；D是地表水资源和地下水资源相互转化的重复量。 分别计算地表水资源R，地下水资源Q，再考虑重复量D。就可以估算水资源总量。,二、重复水量计算,山丘区河川径流量与地下水补给量之间的重复量，即山丘区河川基流量Rmg 平原区河川径流量与地下水补给量之间的重复量，即平原区河川基流量Rfg 山丘区河川径流量与平原区地下水补给量之间的重复量，即山丘区河川径流流经平原时对地下水的补给量，包括Ur、Uc、Ud、Uf、qm 平原区山前侧向补给量，是山丘区的地下潜水量，即Uk2,三、水资源总量计算,水资源总量计算公式：,重复水量D：,水资源总量计算公式变为：,水资源总量计算公式又变为：,区域多年平均水资源总量等于：山丘区、平原区多年平均地表径流量、山丘区地下水补给量、平原区降水入渗补给量、平原地下水越流补给量。,第五节 水资源质量评价,水资源质量简称水质，是指天然水体及特定水体中所含物理成分、生物特征、物理性状和化学性质的总和。 水质是各种自然因素与人类活动的共同影响的结果。 水资源的数量和质量同等重要，在确定供水水源及水的用途时必须同时考虑。 水质具有区域性和动态性。（水是流动的，水资源是可更新的和变化的） 水资源质量评价：对河流泥沙、天然水化学特征、水资源污染状况的评价内容及要求作了说明。（水资源评价导则SL/T238-1999，A Guide To Water Resources Assessment）,一、水质评价的定义及分类,水质评价是根据水体的用途，按照一定的评价参数、水质标准和评价方法，对水体质量进行定性或定量评价的过程。 分类 （1）按评价对象可分为： 大气降水水质评价 地表水水质评价 地下水水质评价,（2）按评价时段可分为： 回顾评价：利用积累的历史水质数据，揭示水质演化的过程。 现状评价：根据近期水质监测数据，彰明水质当前的状况。 影响评价（预测评价）：针对拟建工程在运行后对水质的可能影响做出预测分析。,（3）按水的用途可分为： 供水水质评价：包括生活饮用水、工业用水、农业灌溉用水等 养殖业用水（渔业）水质评价 风景浏览水体的水质评价 水环境质量评价 （4）按评价的范围可分为： 局部地段的水质评价 区域性的水质评价,二、水质评价的主要指标,水质评价的分类指标：物理指标、化学组分、生物指标3类。 1. 物理性指标 一般包括：色、嗅、味、透明度、水温、固体等。 2. 化学指标 一般化学性指标：有矿化度、硬度、酸碱度以及各种常量离子的组合。 矿化度：水的矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示(g/l)。,硬度：水的硬度可以水中碳酸钙的含量或以德国度表示，一个德国度相当于含10mg/L的氧化钙或7.2mg/L的氧化镁。 酸碱度：水的酸碱度通常用pH表示。,水的环境化学指标 化学需氧量（COD）：水体中进行氧化过程所消耗的氧量，以mg/l表示。 生化需氧量（BOD）：水体中微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧量。 有毒的化学性指标：各种重金属、氰化物、多环芳烃、卤代烃、各种农药等。 3.生物学指标 细菌总数、总大肠菌数、各种病源细菌、病毒等。,三、水质评价步骤和方法,水质评价步骤 （1）收集、整理和分析水质监测的数据及有关资料 （2）根据评价目标，确定水质评价指标 （3）选定评价方法，按照一定的数学模型进行评价 （4）确定评价标准 （5）提出评价结论,水质评价方法,（1）单项水质指数法 它是以待评价水体某项水质指标实测值与评价标准值的比值作为水质指数，用下式计算： 式中：Id单项水质指数； C水体某项水质指标实测值； C0水质标准中相应指标标准值。,适用：用于水体中含有某种有毒有害物质时水质的评价。,（2）综合水质指数法 它是以待评价水体各项水质指标实测值与评价标准中相应的标准值的比值之和作为水质指数。用下式计算： 式中： IZ综合水质指数； C i水体某项水质指标实测值； C0i水质标准中相应指标标准值。,适用：多项指标体系同时存在。,（3）平均水质指数法 它是以待评价水体各项水质指标实测值与评价标准中相应的标准值的比值的均值作为水质指数，用下式计算： 式中：Ip平均水质指数； C i水体某项水质指标实测值； C0i水质标准中相应指标标准值。,（4）加权平均水质指数法 它是将水质指标按其对水质的影响程度赋予权值，水体各项水质指标实测值与评价标准中相应的标准值的比值和相应权的成积之和的均值作为水质指数。指数值突出了对水质影响程度较大的水质指标项在总指数的比重 。 （5）直接评分法 按照一定的水质指标体系及评分标准根据水体各项水质指标实测值，逐项进行打分，评分越高水质越好。,四、河流水质评价,河流是陆面水循环的主要方式； 陆地可持续利用淡水资源的重要水体； 水资源开发及水利工程运行管理中，河流泥沙是最主要的问题。 河流水质评价包括河流泥沙评价和水质评价两部分。,1.河流水体的泥沙 河流水体的泥沙评价主要包括含沙量、输沙量和泥沙淤积量的计算与评价。 （1）含沙量 含沙量通常用体积比浓度、质量含沙量来表示。,（2）输沙量评价 由河流断面平均含沙量确定输沙量。 式中：W是断面面积，m2；u是断面平均流速，m/s。,（3）泥沙淤积量评价 年泥沙淤积量： 年泥沙淤积容积： 多年水库总淤积量和总淤积容积： 式中：Vwa-年均泥沙淤积容积，kg/a；Vva-年均泥沙淤积容积，m3/a；Sw-年均入库水流含沙量，kg/m3；W0-年均入库流量，m3/a；m-库中泥沙沉积率%，p-淤积泥沙的孔隙率，%；-淤泥泥沙的干容重，kg/m3；T-评价使用年限，a。,2. 河流水质评价,河流水质评价的因素有：水温、电导率、pH值、COD、BOD、DO、悬浮性固体、酚、氰、汞、铬、大肠杆菌等。,地表水水域功能分类及评价 在地表水环境质量标准 GB3838-2002中，依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 类：主要适用于源头水、国家自然保护区。 类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场地等。 类：主要适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、一