水文水资源基础(下).ppt

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1、2008年5月31日,水文水资源基础（下）,2,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,3,水资源综合规划,4,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,5,一、水资源基本概念,水资源的定义水资源的分类水资源的特点,6,水资源的定义：,1988年联合国教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)定义：作为资源的水应当是可供利用或可能被利用，具有足够数量和可用质量，并且可适合对某地为满足水资源需求而能长期供应的水源。,7,水资源的概念,大不列颠百科全书的定义：全部自然界任何

2、形态的水，包括气态水、液态水和固态水的全部量中国水利百科全书（1991年版）：地球上所有气态、液态或固态的天然水。人类可利用的水资源主要指某一地区逐年可以恢复和更新的淡水资源。地球上的水资源可分为两类，一类是永久储量，更新周期长，更新及缓慢，如深层地下水；另一类是年内可恢复的储量，它积极参与全球水循环，逐年得到更新，在较长的时间内保持动态平衡，即通常所说的可利用水资源量,8,水资源的定义：,狭义水资源：人类在一定的经济技术条件下能够直接利用的淡水。广义水资源：在一定的经济技术条件下能够直接或间接适用的各种水和水中物质，在社会生活和生产中具有适用价值和经济价值的水都可成为水资源。,9,水资源的分

3、类：,按存在形式分为地表水和地下水：地表水：河流、湖泊、沼泽、冰川等水体的总称。降水、径流、蒸发是决定区域水资源状况的三要素。我国降水时空分布：东多西少、南多北少、夏秋多春冬少径流的时空分布：季节性强；东南向西北递减蒸发的时空分布：东南向西北递减；与降水类似,10,水资源的分类：,按存在形式分地表水和地下水：地下水：埋藏在地表以下空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水称之为地下水。地下水的分类：上层滞水（土壤水）潜水 承压水,11,水资源的特点：,资源的循环性：水文循环，动态资源储量的有限性：全球淡水资源仅占全球总水量的2.5，真正能被利用的占0.8时空分布的不均匀性：开发利用的多样性：生产、生活、生

4、态利、害双重性：洪水、旱灾、污染,12,水资源总量及特点,全球“水资源”总量 总量：138.6 亿亿m3淡水：3.5亿亿m3，占全球2.53%可更新的淡水：46.8 万亿m3/年，占淡水0.1337%“水资源”特点咸多淡少;静多动少;时空不均。,13,水资源特点,14,一个国家或地区的人均水资源有的很多，有的很少（m 3/人，1986年人口计）,14,15,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,16,二、水资源评价,水量评价：地表水资源量地下水资源量水质评价：水资源评价资料的要求：“三性”：可靠性、一致性、代表性,17,17,什么是

5、水资源评价,水资源评价的概念：联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）推荐：水资源评价是指对水的来源、数量范围及其可依赖程度、水的质量等方面的确定，它不限于对已列入水文整编目录中的可供水资源量，还根据对社会经济和环境的考虑对水的各方面进行评价。,18,统计分析的几个概念,均值：均方差：相对于分布中心的离散程度。离差系数：均方差与均值之比值，不同随机变量之间各自离散程度的比较。偏态系数：反映分布对重心（期望值）是否对称。经验频率：,19,2.1 地表水资源量：,地表水资源的收支项：降水、蒸发、径流地表水资源的分类:河流：最主要部分，通常可代表地表水资源量湖泊冰川,20,20,地表

6、水资源量,21,地表水资源量的评价：,单站径流资料统计分析主要河流年径流量计算分区地表水资源量计算地表水资源时空分布特性分析地表水资源可利用量估计人类活动对河流径流的影响分析,22,河流径流计算方法：成因分析法：通过对观测资料或试验资料分析，建立某一水文特征值与其影响因素之间的函数关系，从而预测未来的水文情势。地理综合法：利用已有固定观测站点的长期观测资料确定河流水文特征值在区域内的时空分布规律，预估无资料流域未来水文情势的方法。,23,河流径流计算方法：数理统计法：根据水文现象的随机性特征，运用概率论和数理统计的方法，分析河流水文特征值系列的统计规律，并进行概率预估，从而得出水资源开发利用工

7、程所需的设计水文特征值。数学模型法：概念型模型和机理性模型,24,年径流量分析：年径流量：一个年度内通过河流某断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量，单位是m3。年径流深：年径流量折算成水深，mm多年平均年径流量：利用数理统计方法求出实测各年径流量的均值，即为多年平均年径流量。,25,年径流量分析：年径流量的时空变异：区域性变化：五带（见后页表）年内变化：降水为主的，降雨为主兼有积雪融水的，融雪为主兼有降雨的影响年径流量的因素：气候：降雨、降雪、蒸发等下垫面条件：地形、植被、土壤和地质、湖泊和沼泽、流域大小、水利工程等,26,年径流深的分带,27,多年平均年径流量的计算：资料充分地区：多年实

8、测径流量的均值资料不足地区：差补延长，相关分析法无资料地区：等值线法/水文比拟法,28,某一频率下的设计年径流量计算：基本步骤：分析资料的代表性，少于20年的短系列加以延展计算经验频率，绘制经验频率曲线计算径流量均值 及Cv和Cs用适线法确定理论频率曲线推求不同设计频率的年径流量,29,径流还原计算（消除人类活动的影响）：水量平衡原理：W天然W实测W还原W还原W农W引W蒸W蓄W工W渗其中，W天然还原后的天然径流量;W实测实测径流量 W还原还原总水量；W农农业灌溉净耗水量 W引跨流域引出、引入水量、分洪决口水量 W蒸水面面积扩大增加的耗水量 W蓄计算时段始末蓄水工程的蓄水变量 W工工业和生活净耗

9、水量；W渗水库渗漏量,30,各分量还原计算：农业灌溉净耗水量W农 W农 W毛（11）W毛灌区渠首引水总量；1灌溉回归系数水面面积扩大增加的耗水量W蒸 W蒸0.1(E水E陆)A水 E水水面蒸发皿蒸发量；E陆陆面蒸发量 水面蒸发折算系数；A水增加的水面面积水库蓄水变量W蓄 W蓄 W末 W初,31,各分量还原计算：工业和生活净耗水量W工 W工 W0（13）W0工业和生活引用的地表水量；3工业和生活用水的回归系数水库渗漏量W渗 W渗 W入 W雨 W蓄 W出 W蒸 W入入库径流总量；W雨库区水面降水量 W蓄水库需水变化量；W出放水洞、泄洪道放水量 W蒸库区水面蒸发总量,32,分区地表水资源量：指水资源分

10、区内降水形成的河流径流量，不包括入境水量。分区方法：按气候条件和地质条件分 按天然流域分 按行政区划分,33,分区地表水资源量：区内河流有水文站控制：按水资源分区，选择控制站或代表站，分析实测及天然径流量，根据控制站天然年径流量系列，按面积比修正为该分区天然年径流量系列。,Qab分区年径流量，m3/s；Qa控制站以上年径流量，m3/sPa、Pb控制站以上、以下同一年的单位面积平均降水量,mmFa、Fb控制站以上、以下的面积，km2,34,分区地表水资源量：区内河流没有水文站控制：水文模型邻近区降雨径流关系推求邻近区径流等值线图推求,35,可利用地表水资源量的估算：地表水资源可利用量：在经济合理

11、、技术可能及满足河道内用水并估计下游用水的前提下，通过蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）Q可利用Q当地河流径流Q入境Q出境,36,2.2 地下水资源量：,地下水的补给量：指天然或开采条件下，单位时间进入含水层（带）中的水量，包括地下水的流入、降水渗入、地表水渗入、越流补给、人工补给等。地下水储存量：储存于含水层内的重力水体积。,37,37,地下水与地下水资源量的概念,地下水是指赋存于地下岩土空隙中的饱和重力水地下水在垂向上分层发育，根据地下水承压与否划分为潜水和承压水两种地下水浅层地下水与当地大气降水、地表水有直接补排关系、且具有自由水位的潜水和与

12、当地潜水共有一个自由水位的弱承压水深层承压水与当地大气降水、地表水体没有直接补排关系的地下水,38,38,地下水与地下水资源量的概念（续）,地下水资源量是指地下水中参与水循环且可以更新的动态水量以浅层地下水资源量评价为主，可通过计算近期水均衡状况下的总补给量或总排泄量获得在深层承压水开发利用程度较高的地区，要求进行深层承压水资源量评价,39,地下水的补给量计算：地下水流流入量（侧向补给量）Qb（单位：m3/d）QbK J B H其中，K含水层渗透系数，m/d J地下水水力坡度 B计算断面宽度，m H潜水（或承压水）含水层厚度，m,40,地下水的补给量计算：降水渗入补给量Qp（单位：m3/s）Q

13、p A x其中，年均降水入渗系数 A降水渗入面积,m2 x年降水量,m/a,41,地下水的补给量计算：河渠渗入补给量Qi QiK B(h1-hw)/L(h1+hw)/2其中，h1、hw 沿渗流补给方向岸边与开采井群的动水位高度,m B河渠补给宽度,m L岸边至井群的直线水平距离,m K含水层渗透系数，m/d,42,地下水的补给量计算：灌溉水渗入补给量Qirr Qirr A h 或 Qirr m A其中，给水度；m灌溉定额，m3/a h 灌溉引起的地下水升幅，m,43,地下水的补给量计算：越流补给量Qo QoA(h2-h1)A(h2h1)k/m其中，h1、h2开采层和相邻层的水位，m A越流补给

14、面积，m2 越流系数，1/d k越流层垂向渗透系数,m/d m越流层厚度,m,44,承压含水层的弹性储存量Wc的计算：WcS A hp Wc承压含水层的弹性储存量，m3 S储存系数（释水系数）hp承压含水层自顶板算起的压力水头高度,m,45,45,平原区浅层地下水资源量计算的技术要求,(1)补给量补给项包括降水入渗、山前侧渗、河道渗漏、库塘渗漏、渠系渗漏、渠灌田间入渗、井灌回归及人工回灌等补给量其中，河道渗漏、库塘渗漏、渠系渗漏、渠灌田间入渗及以地表水为补给源的人工回灌等项补给量之和称为地表水体补给量，并且要求将由河川基流量形成的补给量从地表水体补给量中区分出来（为计算平原区地下水资源量与上游

15、山丘区地下水资源量间的重复计算量）,46,46,平原区浅层地下水资源量计算的技术要求,各项补给量之和为总补给量，总补给量扣除井灌回归补给量为地下水资源量平原区要求计算19562000年的降水入渗补给量系列，其他补给只要求计算19802000年期间（即近期或近期条件）的年均值以降水入渗补给量系列中19802000年的年均值与其它补给量19802000年期间的年均值之和作为近期条件下的平原区多年平均地下水总补给量，从总补给量中扣除相应的井灌回归补给量即为平原区多年平均地下水资源量,47,47,平原区浅层地下水资源量计算的技术要求,(2)排泄量排泄项包括浅层地下水实际开采量、潜水蒸发量、河道排泄量、

16、侧向流出量等平原区要求计算19802000年期间各项排泄量的年均值，并要求计算19562000年逐年由当地降水入渗补给量形成的河道排泄量,48,48,平原区浅层地下水资源量计算的技术要求,(3)地下水蓄变量平原区还要求计算19802000年期间的年均地下水蓄变量(4)水均衡分析在平原区，要求进行总补给量、总排泄量与地下水蓄变量之间的水量平衡分析，检查计算成果的合理性,49,地下水资源允许开采量的定义：通过技术经济合理的取水建筑物,在开采期内水量不会减少，动水位不超过设计要求、水质和水温度变化在允许范围内、不影响已建水源正常开采、不发生危害性的环境地质问题，并符合现行法规规定的前提下，单位时间从

17、水文地质单元或水源的范围内能够取得的地下水资源量。,50,地下水可开采量评价,1地下水可开采量的概念地下水可开采量是指在经济合理、技术可行且不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中取出的最大水量 2地下水可开采量评价的范围、重点和内容(1)评价范围为目前已经开采和有开采前景的地区(2)重点评价对象为平原区矿化度不大于2g/L的浅层地下水多年平均可开采量,51,地下水可开采量评价,2地下水可开采量评价的范围、重点和内容(3)平原区中深层承压水开发利用程度较高的地区要求计算多年平均深层承压水可开采量，评价技术要求和方法待有关专题研究后确定(4)山丘区中，以凿井取水形式开发利用地下水程度较高的区域和不

18、具备蓄引提等地表水开发利用方式且具有凿井取水形式开发利用地下水条件的区域，宜计算多年平均地下水可开采量(5)大型、特大型地下水水源地应逐一计算多年平均地下水可开采量,52,水资源量的计算 水资源量 地表水资源量地下水资源量重复计算量 重复计算量包括：灌溉回归补给量、河渠湖库等渗漏补给量等。,53,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,54,用水现状,2006年全国总供水量5795亿m3，占当年水资源总量的23%。其中，地表水源供水量占81.2%，地下水源供水量占18.4%，其他水源供水量占0.4%。2006年全国总用水量5795亿m

19、3，其中生活用水占12.0%，工业用水占23.2%，农业用水占63.2%，生态与环境补水（仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水）占1.6%。,55,用水现状,2006年，全国人均用水量为442m3；万元GDP用水量为272m3；城镇人均生活用水量为每日212L（含公共用水）；农村居民人均生活用水量为每日69L；农田实灌面积亩均用水量为449m3。,56,城市居民生活用水量标准（GB/T 50331-2002）,城市生活用水定额,57,城市居民生活用水量标准（GB/T 50331-2002）,城市生活用水定额,58,城市居民生活用水量标准（GB/T 50331-2002）,城市生

20、活用水定额,59,万元GDP用水量,2004:399；2006:272；约为世界平均水平的4倍，是美国等先进国家的8倍；,60,水分生产效率,作物水分生产率是指在一定的作物品种和耕作栽培条件下单位水量所获得的产量，其值等于作物产量与作物净耗水量或蒸发蒸腾量之比值。WUE（Water Use Efficiency）中国：约1.0kg/m3以色列：2.32kg/m3,1kg猪肉6kg粮食,61,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,62,四、供水、需水与供需平衡,供需平衡分析的意义、原则、方法供水分析需水预测供需平衡分析,63,4.1水

21、资源供需预测的目的和意义：,水资源供需平衡分析，是指在一定范围内（行政、经济区域或流域）不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。目的：弄清水资源总量的供需现状和存在的问题预测不同时期不同部门的水资源余缺状况针对供需矛盾，进行水资源的总体规划,64,4.1水资源供需预测的原则：,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,65,4.1水资源供需预测分析方法：,系列法：按雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供需平衡分析计算典型年法（代表年法）：根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进行分析计算,66,典型年法：,基本步骤：划分水资源分区及计算时段 选择典型年和水平年 可供水量计算 需水量

22、计算,67,典型年法：,可供水量和需水量的时空分布不均匀，因此需要分区和分时段进行供需平衡分析。水资源分区：尽量按照流域、水系划分；照顾行政区划；不打乱供水、用水、排水系统计算时段：可以是年、季、月、旬和日,68,典型年法：,典型年的选择：根据水文系列的频率分析，选择不同频率的若干典型年；平水年P50，一般枯水年P75 特别枯水年P90（或95）,69,典型年法：,水平年的确定：应与国民经济和社会发展以及可持续发展的总目标相协调。现状水平年（基准年）近期水平年：基准年后510年远景水平年：基准年后1520年远景设想水平年：基准年后3050年,70,4.2供水预测：,供水系统：按工程上分类：蓄水

23、工程、引水工程、提水工程、调水工程 按水源分类：地表水工程、地下水工程、污水再生回用工程 按用户分类：城市供水、农村供水、混合供水,71,4.2供水预测：,可供水量：指不同水平年、不同保证率或不同频率条件下通过工程设施可提供的符合一定标准的水量。可供水量包括区域内的地表水、地下水、外流域调水、污水处理回用和海水利用等。,72,4.2供水预测：,影响可供水量的因素：来水条件：水文现象的随机性用水条件：上下游的用水条件、河道内生态用水的考虑等 工程条件：决定供水系统的供水能力 水质条件：符合不同用户的使用标准,73,4.2供水预测：,可供水量的计算项目：,74,4.3需水预测：,“三生”：生产（工

24、业、农业）、生活、生态工业用水：一般指工矿企业在生产过程中，用于制造、加工、冷却、空调、净化和洗涤等方面的水。1993年统计，我国工业用水占总用水量的17.4。,75,工业需水预测：,QI=QC+QD+QR其中，QI总用水量,在设备和工艺流程不变时为一定值。QC生产过程中消耗的水量，包括蒸发、渗漏等损失水量，以及产品带走的水量 QD排水量，多指未重复利用的废污水量 QR重复用水量，包括循环用水量和二次以上的用水量,76,工业需水预测：,耗水量和排水量之和称为取用水量QII：QI=QII+QR重复利用率R：RQR/QI100 重复利用率越高，表示工业用水的有效利用程度越高。,77,工业需水预测：

25、,趋势预测法：SiS0（1d）n 其中,Si某一年所预测工业需水量 S0基准年的工业用水量 d工业用水量年平均增长率 n基准年道预测年份所间隔的年数,78,相关预测法 建立与工业产值之间的相关关系 分行业重复利用率提高法 根据不同的行业部门，采用万元产值用水量和重复利用率推算工业用水：q2q1（11）/(1-2)其中，q1，q2分别为基准年和预测年的万元产值 取用水量 1，2分别为基准年和预测年的工业用水 重复利用率,79,农业需水预测：,农业用水：主要包括农、林、牧、副、渔业的用水，有时也包括农村居民的生活用水、农村乡镇企业用水等。农业用水是我国主要用水大户，主要是农业灌溉用水，其保证率低于

26、城市工业和生活用水。,80,农业灌溉用水预测：,作物需水量：作物在全生育期或某一时段内正常生长所需的数量，包括消耗于作物蒸腾量和株间蒸发量。灌溉制度：作物播种前及生育期内进行适时灌水的制度 灌溉用水量：灌溉面积上需要提供给作物的水量。,81,农业灌溉用水预测：,直接推算法：M净m其中，M净一种作物一次田间灌溉水量，又称净灌溉用水量，m3。m 作物某次灌水的灌水定额，m3/亩 该作物的灌溉面积,亩,82,农业灌溉用水预测：,考虑蒸发、渗漏等损失时：M毛 M净/水其中，M毛灌溉引水量，即毛灌溉用水量。水灌溉水利用系数 灌溉水利用系数水与渠道的长度、沿线土质和水文地质条件、渠道工程状况（配套、衬砌等

27、）、灌溉管理水平等有关。,83,其他农业用水预测：,牲畜用水：定额法与城市生活用水类似 渔业用水：指养殖水面蒸发和渗漏所消耗水的补充量，可用公式 W渔EP+S计算。为养殖面积，E为水面蒸发量，P为年降雨量，S为年渗漏量，为蒸发器折算系数。乡镇企业用水：与工业用水类似,84,生活需水预测：,生活用水：包括城市居民和农村居民住宅用水、公共建筑用水、市政用水、景观娱乐用水、供热消防用水等。1993年资料统计，我国城市生活用水占总用水量的9.2。城市用水要求供水保证率不低于95。,85,生活需水预测：,人均生活用水定额法：Q生活365qm/1000其中，Q生活生活用水需求量，m3/a q 人均生活用水

28、定额，L/（人d）m 预测年用水人口数，人,86,生态环境需水量：,广义生态环境用水定义:维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水。狭义的生态环境用水:为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。21世纪中国可持续发展水资源战略研究,87,生态环境需水量：,生态需水是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所需要的水量。主要包括维护天然植被所需要的水量、水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量、保护水生生物所需要的水量。环境需水则是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量。,88,生态环境需水量：,按生态系统

29、类型分自然生态系统需水人工生态系统需水 按空间尺度分景观生态环境需水区域生态环境需水流域生态环境需水,89,河道内生态环境需水取年天然径流量的百分比作为河流生态环境需水量；采用逐月最小径流量的特殊百分比作为河流生态环境需水量；根据生态环境和水文条件特点,计算在保障水生态需水情况下人类活动可利用水资源量；采用90%保证率最枯连续7天的平均水量作为河流最小流量设计值；,90,河道外生态环境需水河道外生态需水针对天然植被和人工植被的生态需水研究较多计算的方法和理论多为水量平衡理论,面积定额法等,多以植物耗水量(植被蒸腾量)代替生态需水量;,91,维持景观、娱乐等环境需水城市进行城市规划时,常采用人均

30、水面面积指标衡量和确定维持景观、娱乐水面面积和流量,绿地、美化环境等需水。,92,供需分析的分类：按范围分：计算单元的供需分析 区域的供需分析 流域的供需分析按供需平衡分析的时间分：现状供需分析：实际供需计算，平衡校核不同发展阶段的供需分析：预测供需，方案比选,4.4供需平衡分析：,93,供需平衡分析：余缺水量:WW供i W需i W供i，W需i分别表示分项i的可供水量和需水量。W余缺水量，为表示水资源富余，尚可开发利用 为表示缺乏,产生供需矛盾,供需平衡分析：,94,供需平衡分析,一次供需分析是考虑人口的自然增长、经济的发展、城市化程度和人民生活水平的提高，按供水预测的“零方案”，即在现状水资

31、源开发利用格局和发挥现有供水工程潜力的情况下，进行水资源供需分析。,95,供需平衡分析,若一次供需分析有缺口，则在此基础上进行二次供需分析，即考虑强化节水、污水处理再利用、挖潜配套以及合理提高水价、调整产业结构、合理抑制需求和保护生态环境等措施进行水资源供需分析。,96,供需平衡分析,若二次供需分析仍有较大缺口，应进一步加大调整经济布局和产业结构及节水的力度，具有跨流域调水可能的，应考虑实施跨流域调水，并进行三次供需分析。,97,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,五、节约用水,99,节水的定义：,基于经济、社会、环境与技术发展水

32、平，通过法律法规、管理、技术与教育手段，以及改善供水系统，减少需水量，提高用水效率，降低水的损失与浪费，合理增加水可利用量，实现水资源的有效利用，达到环境、生态、经济效益的一致性和可持续发展。,100,节水的定义：,节水不同于简单的消极的少用水，它是依赖科学技术进步，通过降低单位目标的耗水量，实施水资源的高效利用。我国的用水特性：农业所占比例大，在70以上；工业和生活用水量增长较快水的利用效率低，浪费大，节水空间大,101,节约水资源的途径和措施：,分类：城市节水工业节水农业节水污水再生回用,102,城市节水：,城市用水组成：综合生活用水（居民生活用水、公共建筑用水）、工业企业生产用水及工作人

33、员生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水城市用水定额：一定期限内、一定约束条件下、一定范围内以一定核算单元所规定的用水水量限额。节水指标：人均日生活用水取水量,万元GDP取水量,103,城市节水：,节水措施：加强宣传教育，提高全面节水意识合理调整水价，运用经济杠杆推动节水工作推广使用节水器具和设备制定用水定额，逐步实施计划管理保护城市供水水源，实现城市污水再生回用,104,工业节水：,工业用水分类：总用水量、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗水量、排水量、取水量、漏失水量、补充水量等工业节水指标：万元工业产值取水量工业用水定额工业用水循环利用率,105,工业节水：,工业节水措施：调整产品结构

34、，改进生产工艺，建立节水型工业强化节水技术，开发节水设备，努力降低节水设施投资加强企业用水行政管理，逐步实现节水的法制化提高工业生产规模，发挥规模经济效益,106,农业节水：,农业用水现状：包括农田、林业、牧业的灌溉用水及水产养殖业、农村工副业和人畜用水，占总用水量的70.4%,其中农田灌溉占农业用水的90以上。农业节水的发展趋势：灌溉技术改进，节水潜力巨大农业节水灌溉技术指标：灌溉水源、灌溉用水量、灌溉水利用系数等,107,农业节水技术与工程措施：,非充分灌溉调亏灌溉局部灌溉：滴灌、渗灌等控制性根系交替灌溉技术波涌灌溉：间歇灌溉渠系防渗田间节水与农艺节水负压差灌溉：管灌节水管理,108,农业

35、节水技术与工程措施：,工程措施技术要求渠道防渗率：大灌区不低于40，中灌区不低于70，井灌区全部防渗井灌区管道输水：固定管道不低于90m/hm2喷灌工程：满足均匀度、雾化程度要求微灌工程：水源必须严格过滤、净化达到要求,109,污水再生回用：,污水回用目标涉及水质标准污水再生处理技术传统方法新技术,110,节能减排,中国“十一五”规划纲要提出20062010年期间单位GDP能耗降低20左右、主要污染物排放总量减少10的约束性指标。,111,112,节约用水的基本途径,管理：多龙治水农业：渠系改造与灌溉管理工业：产业结构与耗水定额生活：节水器具与节水意识,113,生活用水节水措施,工程措施：输水

36、管网改造 中水回用 生活节水器具/生态厕所 雨水利用/雨污分流/污水分类非工程措施：管理：水费收缴 水价 公众意识,114,输水管网,我国城市输水管网技术落后，管道老化，每年管网跑、冒、滴、漏的损失率就达15%20%。,115,节水器具,节水水龙头：节水2030，价格5001000元，普通水龙头50元节水马桶：9-12升3-6升，价格高出两三百元，2005年1月1日，国家标化委员会将6升水便器配套系统列为国家强制性标准，从法律上使节水洁具在市场上占据不可取代的地位，而传统的耗水型卫生洁具将退出市场。,116,116,117,生态厕所,118,雨水利用,119,雨水利用,120,北京市水价,12

37、1,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,122,七、水文预报,流域产汇流水文预报,123,7.1 流域产汇流,产流方式：超蓄产流（蓄满产流）：只有在包气带达到田间持水量后才产生径流的产流方式。是湿润地区的主要产流方式。超渗产流：由于降雨强度超过地面下渗容量而产生径流的产流方式。是干旱地区的主要产流方式。,124,产流特点：,超蓄产流特点：包气带土壤含水量达到田间持水量（蓄水容量）后才产生径流；径流量R中包括地面径流和地下径流，合称为总径流量，即 R=Rs+Rg。,125,产流特点：,超渗产流特点：包气带土壤含水量总是达不到田间持水

38、量（蓄水容量），但也可以产生径流R，起因于降雨强度i 入渗能力fp；径流量R中仅是地面径流，而不产生地下径流，即 R=Rs。,126,流域蓄水容量(面积分配)曲线：,127,7.2 水文预报,含义：根据水文要素或其影响因素的过去或现时状态，对其未来状态作出回答。分类：按预见期分类：短期水文预报：预见期小于或等于流域汇流时间中长期水文预报：预见期大于流域汇流时间,128,按预报目的分类：洪水预报：为防汛抗旱而进行的预报枯水预报：为农业灌溉、水力发电和水环境保护而进行的预报。墒情预报：为农业抗旱服务冰情预报：为防治和抗御冰凌洪水服务水质预报：为防治水源污染、改善水环境服务水库水文预报：为确保大坝安

39、全和水库的兴利、防洪的合理调度或优化调度服务施工洪水预报：为水利工程安全施工服务,129,短期洪水预报：河段洪水预报：根据河段上断面已出现的洪水过程，推算其下断面将要出现的洪水过程方法：相应水位(流量)法；合成流量法；流量演算法流域降雨径流预报：根据流域上一场降雨过程推算出流域出口断面未来出现的洪水过程。,130,相应水位法：利用上下游洪峰水位及相应的转播时间的相关图进行预报：,131,Q1、Q2、Q3：均为上游各站的实测流量；Q：下游站预报的流量；,合成流量法：有支流汇入的河道,132,联解得：,流量演算法：马斯京根法,式中，C0，C1，C2分别为K,x,t 的函数，它们的数学表达式分别为：

40、,133,x：流量比重因子;K:槽蓄系数,134,枯水预报：枯水期河中的流量主要由汛末滞留在流域中的蓄水量的消退形成。主要方法：退水曲线法：根据前一时刻的退水流量来预报后一时刻的退水流量。前后期径流相关法：根据流域前期径流量来预报未来的后期径流量。,135,主要内容：,水资源基本概念水资源评价开发利用评价需水、供水与供需平衡节约用水水资源规划水文预报防洪,136,八、防洪,洪水三要素防洪标准设计洪水洪水控制与管理洪水调度及水库调洪计算防洪预案,137,洪水三要素：洪峰：洪峰流量，一次洪水过程中的最大流量，m3/s洪量：一次洪水的总径流量，m3洪水过程线：一次洪水的流量与时间的关系曲线,138,

41、洪水过程示意图,Qm：洪峰流量(m3/s)，一次洪水过程中的最大流量；W：一次洪水的总径流量(m3)，即ABCDE所包围的面积；A：洪水起涨点；B：洪峰点；C：退水结束点；t1：涨水历时；t2：退水历时；T：洪水总历时(T=t1+t2),139,洪水的危害性：是我国主要的自然灾害之一，约有2/3的国土面积受到洪水灾害的威胁;威胁生命安全造成财产损失影响社会稳定,140,防洪标准：GB50201-94水利水电枢纽工程的等别和级别,141,水库工程水工建筑物的防洪标准,142,注：当山区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑的挡水高度低于15m，上下游水头小于10m时，其防洪标准可按平原区，滨海区栏的规定

42、确定；当平原区、滨海区的水库枢纽工程挡水建筑物高度高于15m，上下游水头差大于10m时，其防洪标准可按山区、丘陵区栏的规定确定。,143,灌溉和治涝工程主要建筑物的防洪标准,注：灌溉和治涝工程主要建筑物的校核防洪标准，可视具体情况和需要研究确定。,144,潮汐河口挡潮工程主要建筑物的防洪标准,注：潮汐河口挡潮枢纽工程的安全主要是防潮水，为统一起见，本标准将防洪标准统称为防洪标准。,145,城市的等级和防洪标准,乡村防护区的等级和防洪标准,146,设计洪水：定义：用以设计水利工程所依据的各种标准的洪水称为设计洪水。内容：设计洪峰流量设计洪量设计洪水过程,147,设计洪水的方法：由流量资料推求设计

43、洪水：有实测洪水的地区由暴雨资料推求设计洪水：有实测暴雨的地区由水文气象资料推求设计洪水：有水文气象观测资料的地区利用暴雨等值线图和一些简化公式估算设计洪水：缺乏资料地区，小流域,148,由流量资料推求设计洪水作洪峰流量Qm及设计洪量Wt的频率计算，分别求得设计频率为P的相应洪峰流量Qm和设计洪量Wt选择流域中代表大洪水的实测洪水过程为典型，以Wtp及Qmp为控制放大典型洪水过程典型洪水过程发大的方法：同倍比放大法，分时段同频率放大法,149,由暴雨资料推求设计洪水设计暴雨的计算设计洪水的计算：设计净雨推求设计洪水（单位线法）典型洪水过程发大的方法：同倍比放大法，分时段同频率放大法,150,由

44、气象资料推求设计洪水可能最大暴雨推求可能最大洪水可能最大暴雨PMP与气象资料有关产汇流计算小流域设计洪水缺乏资料地区，重点是设计洪峰流量的推求,151,洪水控制与管理措施工程措施：堤防工程水库调蓄水土保持分洪、滞洪与蓄洪垦殖河道整治,152,洪水控制与管理措施非工程措施：洪水情报、预报和警报洪水风险分析防洪法规洪水保险防洪调度,153,洪水调度及水库调洪计算洪水调度：依据水库的水位、入库流量、特定时段的降雨量等条件，确定水库的泄水方式和泄流量。目的：减小洪灾、发挥效益,154,洪水调度及水库调洪计算规则：汛期洪水到来之前，水库坝前水位不超过防洪限制水位调洪过程中来水不超过防洪标准时，控制泄流量

45、加上区间合成流量不超过下游河道的安全泄流量，坝前水位不超过防洪高水位来水超过防洪标准时，加大泄流量，确保大坝安全洪峰过后尽快将库水位降至防洪限制水位,155,水库调洪 由于水库有调节库容，当洪水通过水库时，调节库容可将部分洪水拦蓄和滞留在水库中，从而改变洪水过程线的形状，削减天然河道的洪峰流量，以达到河道防洪和保证建筑物安全的目的，这就是水库的调洪作用。,156,水库调洪的基本原理：,157,水库调洪计算方法：（1）列表试算法（常用方法）（1）半图解法（2）简化三角形法（3）无闸门控制时水库调洪计算（4）有闸门控制时水库调洪计算（5）坝顶高程的确定,158,防洪预案的编制原则：贯彻行政首长负责制；以防为主，防抢结合；全面部署，保证重点；统一指挥，统一调度；服从大局，团结抗洪；工程措施和非工程措施相结合；尽可能调动全社会积极因素因素。,159,防洪预案的编制主要内容：1.确定重点防护对象2.防御设防标准以内洪水方案3.防御超标准洪水方案4.防御山地灾害方案5.防御台风暴潮灾害方案6.防御冰凌洪水方案7.防御突发性洪水方案,