水文学课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 水资源与水质,第一节 水资源的概念和特性,第二节 水资源危机,第三节 我国水资源的特点,第四节 解决水资源问题的方法,第五节 水资源总量的计算,第一节 水资源的概念和特性,一、水资源的概念,广义水资源：,自然界以固态、液态、气态等各种形式存在的水都是水资源。它包括：地面水体,海洋、沼泽、湖泊、冰川、河水等；土壤水和地下水,存在于土壤和岩石中；生物水,存在于生物体中；气态水,存在于大气圈中。,地球上广义水资源量是非常巨大的，但是，在如此巨大的水资源中人类能够利用的水资源，即淡水资源极其有限。,地球虽然有,71,的面积为水所覆盖，但其中,97.2,的水是咸水，无法饮用。余下的,2.8,的淡水中，有,87,是难以利用的两极、高山冰川和永冻地带的冰雪。真正能利用的是江河湖泊及地下水中的一部分，约占地球总水量的,0.26,。,水资源分析与评价中，常利用河川径流量和参与水循环的部分地下水作为水资源量。,狭义水资源：,指逐年可以恢复和更新的淡水量，即大陆上由大气降水补给的各种地表、地下淡水的动态量。包括河流、湖泊、地下水、土壤水、微咸水,二、水资源的特性,1,水资源的有限性与无限性,水资源在水分循环过程中能不断恢复、更新、再生，属于可再生资源。地球上的水分循环过程是无止境的、无限的，因此，水资源是可再生的、无限的。,虽然水分循环是无限的，但地球上每年通过蒸发参加水分循环的水量是有限的。另外，由于下垫面条件的限制和人为活动的影响，每年能够得到更新和恢复的水量是有限的。因此，水资源是有限的。,2,水资源时空分布的不均匀性,时空分布的不均匀性是指水资源在时间上、空间上分布不均，有些地方多，有些地方少，有些时间多，有些时间少。这是因为作为水资源主要补给来源的大气降水、地表径流、地下径流等都具有随机性和周期性，并且年纪变化、年内变化很大；同时，它们在地区分布上也很不均匀，从而造成了水资源在时空分布上的不均匀性。,水资源在时空分布上的不均匀性，使得地球上有些地区洪涝和干旱灾害严重。,第一节 水资源的概念和特性,3,利用的广泛性和不可替代性,水资源是生活资料，也是生产资料，各行各业都离不开水，这是水资源的广泛性。,从水资源的利用方式看，可分为消耗性用水和非消耗性用水。生活用水、农业用水、工业生产用水都属于消耗性用水，这些被利用的水其中一部分重新回到水体，但水量已经减少，水质也发生了改变。非消耗性用水主要指利用水体发电、航运、水产养殖，这些产业都是利用水体，而不消耗和污染水体。,第一节 水资源的概念和特性,繁忙的京杭大运河,古老的提水工具,-,水车,都江堰,位于四川省都江堰市（原灌县）境内，岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的,无坝引水工程,始建于秦昭王末年（约公元前,256,前,251,），秦蜀守李冰主持兴建。工程以灌溉为主，兼有防洪、水运、城市 供水等多种效益,成都平原因此富庶，自古有“天府之国”美称,宁夏青铜峡引黄灌区，开创于秦汉时期，是中国最古老的引黄灌区。,1967,年,2,月建成的青铜峡水利枢纽结束了灌区无坝引水的历史，有效灌溉面积,30.6,万公顷,青铜峡引黄灌区,淠,(pi),史杭灌区,安徽省淠史杭灌区是中国丘陵地区最大的灌区，有效灌溉面积,63,万公顷，灌区与佛子里、梅山等,29,座大中型水库，,1000,多座小型水库，和,20,多万座塘坝相接，如,“长藤结瓜”,式的灌溉系统,红旗渠,1960,年，河南林县人民在十分艰苦的条件下，自力更生、艰苦奋斗，苦干,7,个春秋，架设渡槽,152,座，凿穿隧洞,211,条，修建各种渠系建筑物,12408,座，挖砌土石方,1515,万立方米，,在我国太行山腰建成了著名的人造天河红旗渠,，让漳河水穿山而来，结束了水贵如油的历史,葛洲坝水电站,葛洲坝水利枢纽是长江干流上新建的第一座水利枢纽，被誉为长江第一明珠,葛洲坝水利枢纽奠基于,70,年代初，竣工于,80,年代，工程总投资,48.48,亿元人民币,三峡工程的实验坝葛洲坝水利枢纽位于长江三峡末端的宜昌市境内，距上游的三峡水利枢纽,38,公里。葛洲坝水利枢纽工程自,1970,年,12,月,30,日动工兴建，于,1988,年,12,月,10,日全面竣工。坝线长,2606.5,米，坝高,53.8,米，总库容,15.8,亿立方米。每秒最大泄洪量,110000,立方米。发电装机,21,台，总装机容量,271.5,万瓦，年均发电量,157,亿度。其电送上海、河南、湖南、武汉等地。通航建筑物年单向通过能力超,5000,万吨。工程建设总投资,48.48,亿元人民币。葛洲坝水力发电厂，自,1981,年,7,月第一台机组并网发电以来，截止,1994,年,5,月已累计发电,1430,余亿度，创产值近,120,亿元人民币。葛洲坝水利枢纽，是座反调节三峡水利枢纽尾水流态、改善两坝区间江段航运条件的梯级。三峡水利枢纽工程竣工后，葛洲坝水力发电厂的保证出力将提高,43,万千瓦。所以，三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽是一对风雨同舟的孪生兄弟！,小浪底,水利枢纽工程,小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市以北、黄河中游最后一段峡谷的出口处，是黄河干流在三门峡以下唯一能够取得较大库容的控制性工程,三峡水电站,长江三峡水利枢纽工程是一项具有防洪、发电、航运等综合效益的跨世纪工程。,坝址位于湖北宜昌市三斗坪，总装机容量,1820,万,KW,，,年均发电量,847,亿,KW.h,。总库容,393,亿,m,3,4,利害两重性,由于降雨径流在地区分布上的不平衡和在时间分配上的不均匀，经常在某些地区出现洪涝灾害，而在有些地区出现干旱，这是水资源有害于人类的一面；但水资源为人类提供水源、发电、航运、养殖，以及为工农业生产服务，这是水资源有利于人类的一面。,人类在开发利用水资源和进行生产活动时，常会造成水土流失、水体污染等。,水资源可以被开发利用和可能引起的灾害，,说明水资源具有利害两重性，,因此，必须尊重自然规律，合理开发利用水资源，才能达到兴利除害的双重目的。,水,冲沙压,洪水泛滥,泥沙俱下,水库淤积,河水污染,几个月来，全村几百口子人就是这样从坑中一点一滴要水吃,水桶水车组成的,等水长龙,河道断流、天无降雨、水库枯竭，使许多土地至今还没有种上庄稼。,没有水还能怎么样？,第二节 水资源危机,随着社会、经济发展，水资源供需矛盾加大。联合国的一项环境调查表明，,2010,年可能将会发生一场世界性的饮水危机。,1,、军事政治之水,黎巴嫩总统拉胡德不久前指出，在中东，水资源的重要性已经超出石油,约旦同以色列常在约旦河水的分配问题上发生纠纷,阿以和谈的首要原则是“以土地换水源”,以色列在,20,世纪,50,年代初提出了约旦河改道计划，目的是掠夺约旦河的大部分水资源引起了约旦河流域其他国家的反对。阿拉伯国家也针锋相对地提出了约旦河改道计划。以色列曾在,1965,年派突击队破坏阿拉伯国家的河水改道工程，成为,1967,年第三次中东战争的前奏,第三次中东战争后，以色列占领了大片阿拉伯领土，并宣布那里的水资源为“战略资源”。据统计，目前加沙和约旦河西岸,80%,以上的水资源被以色列霸占。巴勒斯坦人拥有的水资源只相当于以色列人的五分之一,1,、军事政治之水,叙以问题的症结在戈兰高地，而解决戈兰高地问题的关键是水资源问题。,戈兰高地水资源丰富，数条河流注入太巴列湖，因而戈兰高地被称为以色列的水库。以色列,40%,的用水靠太巴列湖水源。对于水资源重要短缺的以色列来说，太巴列湖具有事关国家生存的战略意义，因此，以色列要求完全控制太巴列湖,1982,年以色列占领黎巴嫩，,表面上是为了打击巴勒斯坦游击队，而实际上也是为了夺取,利塔尼河的河水。,以色列占领黎南部期间，每年从利塔尼河取水,5,亿,m,3,，并挖了一条,20km,长的地下水渠，把利塔尼河引至太巴列湖，与通往纳格布沙漠的水渠联接起来,2,、世界水资源现状与问题,地球上的水,海水,97.2%,淡水,2.8%,淡水的分配,冰盖、冰川,77.2%,地下水、土壤水,22.4%,湖泊、沼泽,0.35%,大 气,0.04%,河 流,0.01%,地球上水的总量分配情况见左表：,3,、全球性水危机,当今世界有,40,多个国家缺水，大约有,20,亿人口面临饮用水短缺问题,预计到,2050,年大约有,2/3,人口面临严重缺水局面,目前全世界每年约有,420km,2,污水排放入江河湖，污染了,5500km,2,淡水，占全球淡水总量的,14%,以上,全世界约有,10,亿以上人口饮用被污染了的水，发展中国家每年有,2500,万人口死于饮用不洁净的水，占所有发展中国家死亡人数的,1/3,联合国科教文组织在,1998,年,世界科学报告,中指出：在全球环境日益恶化的前提下，保障水资源的可持续性是科学研究的首要目标,第三节 我国水资源的特点,1,我国水资源的特点,（,1,）全国水资源总量不算少，但按人均占有量很低。,我国河川径流总量居世界第六位，低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚，但人均占有量却只有,2300m,3,，约为世界人均的,1/4,，美国的,1/6,，原苏联的,1,8,，在世界排到第,121,位，被列为世界上,13,个贫水国家之一。,到,21,世纪中叶，我国人口将达到,16,亿，人均水资源量将降至,1760,立方米。按国际上的标准，人均水资源量少于,1700m,3,为用水紧张的国家。低于严重缺水线，水资源短缺的形势将更加严峻。,（,2,）我国水资源时间分布,我国水资源的时间分布很不均衡,受季风气候影响，各地降水主要发生在夏季。降水季节过分集中，大部分地区每年汛期连续个月的降水量占全年的,60,80,，容易形成春旱夏涝，水资源量大约有,2/3,左右是洪水径流量，形成江河的汛期洪水和非汛期的枯水,降水量的年际剧烈变化，造成江河特大洪水和严重枯水，甚至发生连续大水年和连续枯水年,（,3,）区域分布不均，与资源和生产力布局不相匹配，供求矛盾有区域差别（空间分布特点）。,南方水资源：,全国水资源有,80.4%,集中分布在长江及其以南地区。人均水资源量,3490m,3,人，亩均水资源量,4300m,3,亩，属于人多、地少、经济发达，水资源相对丰富地区。,北方水资源：,水资源仅占全国,14.7,，人均水资源,770m3,人，亩均水资源,471m,3,亩，属于人多、地多、经济相对发达，水资源短缺的地区。其中尤以,黄河、淮河、海滦河三流域最为突出。人均水资源接近,500m,3,人，亩均水资源少于,400m,3,亩，是我国水资源最缺乏的地区。,我国的年降水量在东南沿海地区最高，逐渐向西北内陆地区递减。,黄河、淮河、海河三流域，土地面积占全国的,13.4%,，耕地占,39%,，而水资源量仅占,7.7%,，人均约,500m,3,，,是我国水资源最为紧张的地区。,西北内陆河流域，土地面积占全国的,35%,，耕地占,5.6%,，水资源量占,4.8%,。属于干旱区，但因人口稀少，水资源量人均约,5200m,3,，,耕地亩均约,1600m,3,，,合理开发利用水土资源、控制人口的增长，可以支持发展的需要，但必须注意保护包括生态环境,。,我国水资源空间分布,东南沿海年降水量超过,1000mm,西北的荒漠地区降水量不到,200mm,长江以南多雨地区丰水年降水量为少水年的,1.5-2,倍，多雨季节的,4-7,月间的降雨量约占全年的,50%-60%,华北地区和东北地区丰水年降水量一般为少水年的,3-5,倍，正常年份多雨季节的,6-9,月间的降雨量约占全年的,70%-80%,从用水量来看，,1949,年全部总用水为,1031,亿,m,3,，到,1959,年达,2048,亿,m,3,。,1965,年全国总用水为,2744,亿,m,3,，,1980,年全国总用水为,4437,亿,m,3,，,1997,年全国总用水量为,5566,亿,m,3,。从人均用水量看，建国时我国人均用水量为,187m,3,，,1959,年上升为,316m,3,，,1965,年为,378m,3,，,1980,年为,450m,3,，,1997,年则上升为,458m,3,。,2,我国实际用水量及其增长分析,从用水结构看。,我国农业用水占全部总用水的比重较高，但呈递降趋势，工业和生活用水则呈快速上升的态势。,1949,年我国农业用水占总用水比重为,97.1%,，逐步下降到,1980,年的,88.2,、,1993,年的,78,和,1997,年的,75.3,。工业用水占总用水的比重,1949,年仅为,2.3,，到,1997,年上升到,20,。城镇生活用水增长更为迅速，,1980,年到,1997,年的,17,年间，年均增长率为,7.9%,，占总用水的比例由,0.6,上升到,1997,年的,4.5,。随着工业化进程加快和城镇化水平提高，工业和生活用水在今后还将有较大幅度的上升。,2,我国实际用水量及其增长分析,第三节 我国水资源的特点,3,我国水资源开发利用特点及存在的主要问题,（,1,）供水总量增长缓慢，与经济发展速度不相适,（,2,）供水水源及组成趋向多元化，地区间发展不平衡；,（,3,）供水工程老化失修严重，不能充分发挥工程的供水效益；,（,4,）生活与工业供水增长迅速，城市用水挤占农业和生态环境用水；,（,5,）干旱和洪涝灾害并存,（,6,）水污染情况加剧、河道断流、地下水超采等,引发严重生态环境问题；,（,7,）用水浪费和缺水现象并存，节水还有较大潜力；,（,8,）水资源管理体系初步形成，水资源科学管理水平有待进一步提高。,（,1,）水资源短缺,（,2,）洪涝灾害,（,3,）水体污染,中国水环境面临的三个严重问题：,（,1,）我国水资源亏缺程度,我国干旱缺水的地区涉及,20,多个省市区（,18,个省市区接近或处于严重缺水边缘，,10,个省市区在起码的要求线以下），其面积约,500,万平方公里，占我国陆地面积的,52,，其耕地面积占全国的,64,，其人口占全国的,45,我国农业正常用水缺,300,多亿,m,3,，,受旱面积达,3,4,亿亩。沿昆仑、秦岭、淮河一线以北的旱作农业区，跨越,15,个省市区的,965,个县，耕地约,7.3,亿亩；南方无灌溉的旱地也近两亿亩。我国每年因旱灾减产粮食几百亿斤,在山区还有,5000,万人畜饮水问题没有得到解决,全国城市日平均缺水,1600,万立方米,北方,9,个省市属严重超采，是当地可开采量的,131,河北、山西、山东、天津地下水超采竞达开采量的,160,，超采导致地面沉降、塌陷、裂缝等地质灾害,全国有较大漏斗,56,个，漏斗面积,9,万,km,2,缺水影响工业产值,2300,亿,干旱缺水,李长明老汉为了人蓄用水，赶着牛车走了十几里路来到黄河上仅有的小水洼中取水,甘肃农民何天寿等在水渠旁，盼着第一股清水洗净因缺水几十年未洗净的脸,联合国,1997,年,全面评估世界淡水资源,提出用水紧张度指标：用水量,/,可用水量 低度紧张,40%,长江流域及其以南各流域紧张度,12,淮河、黄河、海河、辽松等流域,46,淮河、黄河紧张度,50,海河流域紧张度,80,我国部分重大河流紧张度,黄河首次断流是,1972,年，在,1972,一,1997,年的,26,年中有,19,年出现断流，断流次数、历时、河长不断增加,黄河断流天数（天）,（,2,）我国洪涝灾害现状,新中 国成立,40,多年来，平均每年损失粮食,150,亿,kg,，,平均每年洪涝面积为,0.08,亿,hm,2,我国,2/3,的国土受到洪灾不同程度的威胁，其中最严重的是黄淮海平原、长江中下游平原、松辽平原和各大江河的河口三角洲，总面积约,73.8,万,km,2,，,占全国总面积的,8,，但人口占全国近半，工农业总产值约占,2/3,左右,（,3,）水污染现状,全国废污水的排放总量为,584,亿。,在,10,万,km,的评价河段中，水质在,类以上的污染河长占,47,。,北方辽、黄、海、淮等流域，污水与地表径流比例高达,114,16,。全国湖泊约有,75,以上的水域，近岸海域约有,53,以上受到显著污染。,据全国,118,座大城市浅层地下水调查，,97.5,的城市受到不同程度的污染，其中,40,的城市受到重度污染。,据,1997,年,中国水资源公报,:,时 间,、,类,(%),类,(%),、,、超,类,(%),1991,年,45,11,44,1992,年,41,11,48,1993,年,25,27,48,1994,年,32,29,39,1996,年,32.2,28.9,38.9,1997,年,32.8,23.6,27.7,1998,年,29.8,33.0,37.2,1999,年,30.0,32.4,37.6,我国河流水质污染状况,（来自中国水资源公报）,劣于,类的水质为污染,根据,1999,年水质监测资料，全国符合和优于,类的河长占评价河长的百分数，比上年减少了,0.4%,。,各流域片的水质状况是：内陆河片、西南诸河片、长江片、珠江片和东南诸河片水质良好或尚可，符合和优于,类的河长分别占,92.5%,、,89.8%,、,79.2%,、,73.1%,、,71.9%,黄河片、松辽河片、海河片、淮河片水质较差，符合和优于,类的河长分别占只,50.2%,、,39.6%,、,35.5%,、,19.9%,。,黄河流域水质污染现状,黄河流域水污染严重，尤其是支流汾河、渭河、湟水河、伊洛河的部分河段污染极为严重,黄河全流域每年排入黄河的废污水总量为,41.7,亿,m,。,在实测的污水中，工业废水占,48,3,，生活污水占,7.2%,，混合污水占,44.5,全流域的污水排放主要集中在一些大型排污口，年排污量大于,500,万,t,排污口的排放量点总排放量的,76,以上。主要集中于支流汾河、渭河、湟水河、伊洛河和干流的城镇河段,第四节 解决水资源问题的方法,1,、人与洪水协调共处的防洪减灾战略,2,、以建设节水高效的现代灌溉农业和现代旱地农业为目标的农业用水战略,3,、节流优先、治污为本、多渠道开源的城市水资源可持续利用战略,4,、以源头控制为主的综合防污减灾战略,5,、保证生态环境用水的水资源配置战略,6,、以需水管理为基础的水资源供需平衡战略,7,、解决北方水资源短缺的南水北调战略措施,8,、与生态环境建设相协调的西部地区水资源开发利用战略,水资源总量计算的目的,是分析评价在当前自然条件下可用水资源量的最大潜力，从而为水资源的合理开发利用提供依据。,一、水资源总量的概念,水资源主要指与人类社会生产、生活用水密切有关而又能不断更新的淡水，包括地表水、土壤水和地下水。,第五节 水资源总量的计算,地表水：,主要有河流水和湖泊水，由大气降水、高山冰川融水和地下水所补给，以河川径流、水面蒸发、土壤入渗的形式排泄。,地下水：,为储存于地下含水层中的水量，由降水和地表水的下渗所补给，以河川径流、潜水蒸发、地下潜流的形式排泄。,土壤水：,为存在于包气带中的水量，上面承受降水和地表水的补给，下面接受地下水的补给，主要消耗于土壤蒸发和植物蒸腾，只是在土壤含水量超过田间最大持水量的情况下，才下渗补给地下水或形成壤中流汇入河川，因此，它具有供给作物水分并连通地表水和地下水的作用。,由此可见，大气降水、地表水、土壤水和地下水之间存在着一定的转化关系，称为“四水转化”，这种关系在国外称为地表水与地下水的相互作用或地表水与地下水的内在联系。在我国,80,年代初才被引人水资源评价及开发利用研究。大气降水、地表水、土壤水和地下水之间相互联系和相互转化的关系可用区域水循环概念模型 表示，如下图：,PP232,第五节 水资源总量的计算,在一个区域内，如果把地表水、土壤水和地下水作为一个系统，则天然条件下的总补给量为降水量，总排泄量为河川径流量、总蒸散发量和地下潜流量之和。根据水量均衡原理，总补给量和总排泄量之差为区域内地表水、土壤水和地下水的蓄水变量，某时段内的区域水量平衡方程为：,第五节 水资源总量的计算,P=,R+E+u,g,V,式中：,P,降水量，,m,3,；,R,河川径流量，,m,3,；,E,蒸散发量，,m,3,；,u,g,地下潜流量，,m,3,；,V,地表水、土壤水和地下水的蓄水变量，,m,3,在多年平均情况下，蓄水变量可忽略不计，上式变为：,P=,R+E+u,g,如果将河川径流量,R,划分为地表径流量,R,s,(,包括坡面流和壤中流,),和河川基流,R,g,，将总散发量,E,划分为地表蒸散发量,E,s,(,包括植物截留损失、地表水体蒸发和包气带蒸散发,),和潜水蒸发量,E,g,，则有：,P,（,R,s,+R,g,）,+(,E,s,+E,g,)+,u,g,根据地下水多年平均补给量和多年平均排泄量相等的原理，在没有外区来水的情况下，区域内地下水的降水入渗补给量,u,p,应等于河川基流量,R,g,、潜水蒸发量,E,g,和地下水潜流量,u,g,之和，即：,u,p,=,R,g,+,E,g,+,u,g,第五节 水资源总量的计算,区域内降水量与地表径流量、地下径流量（包括垂向运动）、地表蒸散发量的平衡关系为：,P=,R,s,+u,p,+E,s,将区域内水资源总量,W,定义为当地降水形成的地表和地下的产水量，则有：,W=,R,s,+u,p,=P-E,s,或,W=P-E,s,=P-(E-,E,g,)=P-,E+E,g,=R+,u,g,+,E,g,第五节 水资源总量的计算,以上两式是将地表水和地下水统一考虑时区域水资源总量计算的两种公式。,W=P-E,s,式把河川基流量归并在地下水补给量中，,W=,R+u,g,+E,g,式把河川基流量归并在河川径流量中，这样可以避免重复水量的计算。潜水蒸发可以由地下水开采而夺取，故把它作为水资源的组成部分。,在实际水资源评价中，由于试验观测资料所限，目前对于大区域的地表水、土壤水和地下水相互转化的定量关系还难以准确把握，因此，我国现行的水资源评价，只考虑与工程措施有关的地表水和地下水，用河川径流量与地下水补给量之和扣除重复水量后作为水资源总量，这虽然在理论上还不够完善（对农业区而言），但基本上能满足生产上的需要，比国外用河川径流量表示水资源量前进了一大步。,在水量评价中，我们把河川径流量作为地表水资源量，把地下水补给量作为地下水资源量，由于地表水和地下水相互联系和相互转化，河川径流量中包括了一部分地下水排泄量，而地下水补给量中又有一部分来自于地表水体的入渗，故不能将地表水资源量和地下水资源量直接相加作为水资源总量，而应扣除相互转化的重复水量，,即：,W=R+Q-D,式中：,W,水资源总量，,m,3,；,R,地表水资源量，,m,3,；,Q,地下水资源量，,m,3,；,D,地表水和地下水相互转化的重复水量，,m,3,。,二,.,水资源总量的计算,由于重复水量,D,的确定方法因研究区的不同而不同，故水资源总量的计算方法也有所不同。,下面分,3,种类型予以介绍。,1,、单一的山丘区水资源总量计算,一般包括山丘区、岩溶山区、黄土高原丘陵沟壑区。地表水资源量为当地河川径流量，地下水资源量按排泄量计算，相当于当地降水入渗补给量，地表水和地下水相互转化的重复水量为河川基流量。山丘区水资源总量（,W,）为,W=,R,m,+,Q,m,R,gm,式中：,R,m,山丘区河川径流量，,m,3,；,Q,m,山丘区地下水资源量，,m,3,；,R,gm,山丘区河川基流量，,m,。,（,1,）山丘区河川径流量,R,m,计算 方法见第四、五章。,（,2,）山丘区地下水资源量的计算,地下水资源量按排泄量计算，相当于当地降水入渗补给量。由于直接计算山丘地下水补给量的资料尚不充分，故可用排泄量近似作为补给量来计算地下水资源量,Q,m,，即：,Q,m,=,R,gm,+u,gm,+Q,km,+Q,sm,+E,gm,+Q,gm,式中：,R,gm,河川基流量，,m,3,；,u,gm,河床潜流量，,m,3,；,Q,km,山前侧向流出量，,m,3,；,Q,sm,未计入河川径流的山前泉水流出量，,m,3,；,E,gm,山区潜水蒸发量，,m,3,；,Q,gm,实际开采的净消耗量，,m,3,。,据分析，,u,gm,、,Q,km,、,Q,sm,、,E,gm,、,Q,gm,一般所占比重很小，我国北方山丘区，以上,5,项之和仅占其地下水总补给量的,8.5,，而,R,gm,占,91.5,。,（,3,）山丘区河川基流量的计算,山丘区河流坡度陡，河床切割较深，水文站得到的,逐日平均流量过程线既包括地表径流，又包括河川基流，加之山丘区下垫面的不透水层相对较浅，河床基流基本是通过与河流无水力联系的基岩裂隙水补给的，因此，河川基流量可以用分割流量过程线的方法来推求，具体方法有直线平割法、直线斜割法等。如图,1,在北方地区，,河流封冻期较长，,10,月份后降水很少，河川径流基本由地下水补给，变化较稳定。因此，稳定封冻期的河川基流量，可近似用实测河川径流量来代替。,在冬季降水量较小的情况下，,凌汛水量主要是冬春季被拦蓄在河槽里的地下径流因气温升高而急剧释放形成的，故可将凌汛水量近似作为河川基流量。,图,1,包括北方平原区、沙漠区、内陆闭合盆地平原区、山间盆地平原区、山间河谷平原区、黄土高原台源阶地区。地表水资源量为当地平原河川径流量。地下水除由当地降水入渗补给外，一般还有外区来水的补给，用总补给量减去井灌回归补给量后作为地下水资源量。地表水和地下水相互转化的重复水量有地表水体渗漏补给量、平原区河川基流量和侧渗流入补给量。平原区水资源总量（,W,）为：,W,R,p,+Q,p,-,（,Q,s,+Q,k,+R,gp,）,2,、单一的平原区水资源总量计算,式中：,R,p,平原区河川径流量，,m,3,；,Q,p,平原区地下水资源量，,m,3,；,Q,s,地表水体渗漏补给，,m,3,；,Q,k,侧渗流入补给量，,m,3,；,R,gp,平原区降水形成的河川基流量，,m,3,。,（,1,）平原区河川径流量的计算,平原区河川径流量计算方法见第四章,（,2,）平原区地下水资源量的计算,平原区的地下水资源量,Q,p,计算公式如下：,Q,p,=,P,r,+Q,k,+Q,r,+Q,L,+Q,c,+Q,f,+Q,e,-Q,wt,式中：,P,r,降水入渗补给量，,m,3,Q,k,侧渗流入补给量，,m,3,；,Q,r,河道渗漏补给量，,m,3,；,Q,L,水库蓄水渗漏补给量，,m,3,；,Q,c,渠系渗漏补给量，,m,3,；,Q,f,渠灌田间入渗补给量，,m,3,；,Q,e,越流补给量，,m,3,；,Q,wt,井灌回归量，,m,3,降水入渗补给量是平原区地下水的重要来源。据统计分析，我国北方平原区降水入渗补给量占平原区地下水总补给量的,53,，而其他各项（未考虑,Q,e,之和占,47,）。,（,3,）平原区重复水量的计算,平原区地表水和地下水之间重复水量中的地表水体（包括河道、湖泊、水库等地表蓄水体）渗漏补给量和侧流渗入补给量前已述及。平原区降水形成的河川基流量与潜水埋深和降水入渗补给量有关，当潜水位高于河水位时，则有一部分降水入渗补给量排入河道，故在其他各项补给量很小的情况下，可用水文分割法近似估算平原区降水形成的河川基流量。而在其他各项补给量占较大比重时，河道的地下水量既有降水入渗补给量也有其他补给量。需要将这两个量分开，一般采用方法：,1,）根据平原排涝河道的流量资料，用逐次洪水分割法推求平原基流量。,2,）用降水入渗补给量与总补给量之比值，乘以河道排泄量（排入河道的地下水量），来估算平原区的河川基流量。即：,R,gp,=,Q,R,P,r,/U,式中：,Q,R,排入河道的地下水量，,m,3,；,P,r,降水人渗补给量，,m,3,；,U,地下水总补给量，,m,3,3,）在侧渗流入补给量和井灌回归量很小的情况下，可用下式估算：,R,gp,=,Q,R,P,r,/(Q,s,+P,r,),式中符号同前。,3,、多种地貌类型混合区的水资源总量计算,在多数水资源分区内，往往存在两种以上的地貌类型区。如上游为山丘区，下游为平原区，在计算全区地下水资源量时，应先扣除山丘区地下水和平原区地下水之间的重复量。这个重复量由两部分组成，一是山前侧渗量；二是山丘区河川基流对平原区地下水的补给量。后者与河川径流的开发利用情况有关，较难准确定量，一般用平原区地下水的地表水体渗漏补给量乘以山丘区基流量与河径流量之比,（,k=,R,gm,/R,m,）估算。,4,）对于大江大河干流的两岸平原区，河水与地下水的补排关系非常密切，也可用河道排泄量与地表水体渗漏补给量之差，近似作为降水形成的河川基流量（河道排泄量一般用水文分割法推求）。,全区地下水资源量（,Q,）按下式计算：,Q=,Q,m,+Q,p,-(Q,k,+kQ,s,),式中：,Q,m,山丘区地下水资源量，,m,3,；,Q,p,平原区地下水资源量，,m,3,；,Q,k,山前侧渗量，,m,3,；,Q,s,地表水体对平原区地下水的补给量，,m,3,；,k,山丘区基流量与河川径流量的比值。,第五节 水资源总量的计算,由于在全区地下水资源量计算已扣除了一部分重复量，因此，地表水资源量和地下水资源量之间的重复量（,D,）为：,D=R,gm,+R,gp,+Q,s,(1-k),式中：,R,gm,山丘区河川基流量，,m,3,；,R,gp,平原区降水形成的河川基流量，,m,3,；其余符号同前。,全区水资源总量（,W,）的按下式计算,W=R+Q-D,式中：,R,全区河川径流量，,m,3,；,Q,全区地下水资源量，,m,3,；其余符号同前。,第五节 水资源总量的计算,上述区域水资源总量代表在当前自然条件下可用的水资源的最大潜力，由于技术、经济等方面的原因，其中有相当一部分是在现实条件下不能予以充分利用的。当然，在以上水资源总量的计算中，也没有考虑通过专门的人为措施可更多地使降水转化为可用水量的情况。,第五节 水资源总量的计算,在一个流域片内，如果忽略地下水进出该片的潜流量，则在多年平均的情况下可以建立水量平衡方程，即：,P=R+E,；,R=,R,s,+R,g,；,E=,E,s,+E,g,；,W=,R+E,g,三,.,水量平衡分析,水量平衡分析目的是研究不同地区水文要素的数量及其相互的对比关系，利用水文、气象以及其他自然因素的地带性规律，检查水资源计算成果的合理性。,第五节 水资源总量的计算,式中：,P,降水量，,m,3,为已知量；,R,河川径流量,m,3,，为已知量；,E,总蒸散发量，,m,3,，用降水量减去河川径流量求得；,W,水资源总量，,m,3,，为己知量；,R,s,河川基流量，,m,3,，定咸水区的降水入渗补给量主要消耗于潜水蒸发，基流量可以忽略不计，则该量为山丘区基流量与平原淡水区降水形成的基流量之和，其数值由重复计算成果中取得；,R,g,地表径流量，,m,3,，用河川径流量减去河川基流量求得；,Es,平原淡水区潜水蒸发量，,m,3,，在开采情况下还包括地下水开采净消耗量，用水资源总量减去河川径流量求得；,E,g,地表蒸散发量，,m,3,，用总蒸散发量减去平原淡水区潜水蒸发量求得。,1,、水资源的含义（广义和狭义）？水资源的特性？,2,、简述我国水资源的特点及其开发利用存在的问题,？,3,、,简述解决我国水资源问题的方法和途径？,4,、写出区域水量平衡方程和水资源总量计算公式，并说明参数的意义？,第八章,思 考 题,