6枯季徑流與旱情分析預(yù)報學(xué)習(xí)課程

1、第六章第六章 枯季徑流預(yù)報枯季徑流預(yù)報 了解枯季徑流退水速度不同的原因，分析地面徑了解枯季徑流退水速度不同的原因，分析地面徑流、壤中流、地下水消退系數(shù)之間的區(qū)別流、壤中流、地下水消退系數(shù)之間的區(qū)別 制作退水曲線，并分析影響因素和找出反映這些制作退水曲線，并分析影響因素和找出反映這些因素的參數(shù)因素的參數(shù) 了解前后期流量相關(guān)圖的制作原理和適用情況，了解前后期流量相關(guān)圖的制作原理和適用情況，了解河網(wǎng)蓄水量法的原理了解河網(wǎng)蓄水量法的原理第1頁/共51頁第一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。目目 錄錄第一節(jié) 枯季徑流第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報第五節(jié) 城市缺水綜

2、合分析第2頁/共51頁第二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流流域內(nèi)降雨量較少，通過河流斷面的流量過程低落而比較穩(wěn)定的時期，稱流域內(nèi)降雨量較少，通過河流斷面的流量過程低落而比較穩(wěn)定的時期，稱為為枯水季節(jié)或枯水期枯水季節(jié)或枯水期?？菟竟?jié)或枯水期枯水枯水期間所呈現(xiàn)出的河流水文情勢稱為枯水期間所呈現(xiàn)出的河流水文情勢稱為枯水枯水。第3頁/共51頁第三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流研究意義（1）在枯季，由于江河水量小，水資源供需矛盾較突出，如灌溉、航運(yùn)、工）在枯季，由于江河水量小，水資源供需矛盾較突出，如灌溉、航運(yùn)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活供水

3、、發(fā)電、以及環(huán)境需水等諸方面對水資源的需求常難農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活供水、發(fā)電、以及環(huán)境需水等諸方面對水資源的需求常難滿足。滿足。（2）由于枯季江河水量少，水位低，是水利水電工程施工）由于枯季江河水量少，水位低，是水利水電工程施工(沿江防洪堤、閘門沿江防洪堤、閘門維修等維修等)，特別是大壩截流期施工的寶貴季節(jié)。，特別是大壩截流期施工的寶貴季節(jié)。第4頁/共51頁第四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流枯季徑流的組成蓄水量枯季降雨地面蓄水量地下蓄水量洼地河網(wǎng)水庫湖泊沼澤土壤孔隙巖石裂隙層間含水帶第5頁/共51頁第五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季

4、徑流枯季徑流研究的特點(diǎn)（1）河川的枯季徑流主要依賴流域蓄水補(bǔ)給，控制斷面的流量過程一般呈較）河川的枯季徑流主要依賴流域蓄水補(bǔ)給，控制斷面的流量過程一般呈較穩(wěn)定的消退規(guī)律。穩(wěn)定的消退規(guī)律。（2）由于枯季徑流還受地下水運(yùn)動的制約，因此，要改進(jìn)枯季徑流預(yù)報的方法和由于枯季徑流還受地下水運(yùn)動的制約，因此，要改進(jìn)枯季徑流預(yù)報的方法和提高預(yù)報精度，還必須加強(qiáng)地下水變化規(guī)律的研究。提高預(yù)報精度，還必須加強(qiáng)地下水變化規(guī)律的研究。第6頁/共51頁第六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流旱情分析與預(yù)報（1）降雨稀少或無雨，不但使河川徑流逐漸消退，而且使氣候發(fā)生干旱，對農(nóng)業(yè)）降雨稀少或無

5、雨，不但使河川徑流逐漸消退，而且使氣候發(fā)生干旱，對農(nóng)業(yè)和城市供水產(chǎn)生極大的威脅。和城市供水產(chǎn)生極大的威脅。（2）城市旱情分析主要包括城市缺水對社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的危害、城市缺水成因及缺水程城市旱情分析主要包括城市缺水對社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的危害、城市缺水成因及缺水程度綜合評價等幾個方面。度綜合評價等幾個方面。第7頁/共51頁第七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。、線性水庫、線性水庫假定：枯季入流為零，地下徑流由地下水補(bǔ)給，且地下水蓄量與出流量成線性關(guān)系ggdWQK QWK Q11lngrttrKKQQ K Kg是地下水流域匯流時間系數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流第8頁/共51頁第八頁，編輯于星期五

6、：七點(diǎn) 五十六分。、非線性水庫、非線性水庫對數(shù)型011ogttrtQKQK Q00110ttgtQQtQ QtKQQIf t=1111gttrtgtttgttKQQK QKQQQKQQ第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流第9頁/共51頁第九頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。、非線性水庫、非線性水庫指數(shù)型If t=1第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流第10頁/共51頁第十頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。、不同水源具有不同的消退速度、不同水源具有不同的消退速度流域退水期中具有多種水源成分，它們的組成是隨著退水時間的增長而變化的，徑流中地下徑流的比重逐漸增大，流量消退速度逐漸變慢，甚至基本穩(wěn)定第一節(jié)第一節(jié)

7、枯季徑流枯季徑流第11頁/共51頁第十一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。、不同水源具有不同的消退速度、不同水源具有不同的消退速度第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流第12頁/共51頁第十二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。、影響流域退水的主要因素、影響流域退水的主要因素地面徑流河槽匯流歷時與河槽匯流速度有關(guān)，還與降雨在流域上的空間分布有關(guān)。降雨分布決定了地表水蓄量的面上分布，影響退水速度地下徑流地下水位較高的地區(qū)，作物生長期的潛水蒸發(fā)較大，加速了地下水的消退。汛期降雨量的面上分布狀況，也決定了地下水蓄量的面上分布，影響地下退水速度深層地下水深層水即承壓水，其消退速度與承壓水頭有關(guān)，但通常變化不大，

8、可認(rèn)為參數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 枯季徑流枯季徑流第13頁/共51頁第十三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法退水曲線法前后期徑流量相關(guān)法河網(wǎng)蓄水量法第14頁/共51頁第十四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第15頁/共51頁第十五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第16頁/共51頁第十六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第17頁/共51頁第十七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法

9、第18頁/共51頁第十八頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法枯水季節(jié)，流域蓄水量由于降雨補(bǔ)給量小，處于穩(wěn)定退水階段，且河槽蓄水量與地下蓄水量之間往往存在良好的相關(guān)關(guān)系。因此，可以不直接研究退水的動態(tài)規(guī)律，而是從河網(wǎng)水量平衡角度分析枯季徑流量與蓄水量之間的關(guān)系，即第19頁/共51頁第十九頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法忽略第20頁/共51頁第二十頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第21頁/共51頁第二十一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流

10、預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第22頁/共51頁第二十二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法影響退水規(guī)律的因素和枯季徑流量資料，進(jìn)行綜合、歸納、分類，找出在相近自然地理條件下的枯水退水規(guī)律，據(jù)此預(yù)報本區(qū)域內(nèi)各河流的枯季徑流量。(1)流域蓄水能力因素。如流域面積，土壤物理特性，巖石的裂隙和巖溶發(fā)育程度等。(2)流域地下水匯流速度的因素。如坡面比降，流域比降，河網(wǎng)密度，土壤滲透系數(shù)等。(3)地面和表層土壤滯水的因素。如湖泊度，植被度，地面坑洼情況等。(4)流域的閉合程度。如果流域不閉合，地下水滲漏但卻基本上得不到穩(wěn)定的地下水補(bǔ)給，退水就快。第23頁/共51頁第

11、二十三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法這些因素在同一自然地理區(qū)域內(nèi)是互為制約的，互有聯(lián)系的。為了便于綜合，需消除流域面積因素的影響，在區(qū)域預(yù)報中常采用徑流模數(shù)M值，即單位面積的徑流量。根據(jù)區(qū)域特性可按分區(qū)和季節(jié)建立相關(guān)圖。第24頁/共51頁第二十四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第25頁/共51頁第二十五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第二節(jié)第二節(jié) 枯季徑流預(yù)報方法枯季徑流預(yù)報方法第26頁/共51頁第二十六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)由水分的收與支或供與

12、求不平衡形成的水分短缺現(xiàn)象。干旱干燥或氣候干旱一類是由氣候、海陸分布、地形等相對穩(wěn)定的因素在某一相對固定的地區(qū)和常年形成的水分短缺現(xiàn)象。短期干旱另一類干旱是由各種因子，如氣候變化等形成的隨機(jī)性異常水分短缺現(xiàn)象。第27頁/共51頁第二十七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)水文干旱社會經(jīng)濟(jì)干旱氣候干旱短期干旱氣象干旱農(nóng)業(yè)干旱土壤干旱作物生理干旱是指由降水和地表或地下水收支不平衡造成的異常水分短缺現(xiàn)象。是指由自然降水系統(tǒng)、地表和地下水量分配系統(tǒng)及人類社會需水排水系統(tǒng)這三大系統(tǒng)不平衡造成的異常水分短缺現(xiàn)象。最普遍和最基本的第28頁/共51頁第二十八頁，編輯于星期五

13、：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)氣象干旱指標(biāo)1降水量低于某個數(shù)值或連續(xù)無雨日數(shù)2降水距平百分比或降水距平異常偏小3 降水十分位數(shù)及百分位數(shù)4各種大氣參數(shù)或其組合5降水量Z指數(shù)6 帕默爾干旱指標(biāo)第29頁/共51頁第二十九頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)1降水量2水分供求差或水分供求比3土壤一植物一大氣系統(tǒng)出發(fā)的干旱指標(biāo)(1)相對蒸散發(fā)(2)水分虧缺量(3)作物干旱指數(shù)(4)利用溫度間接表示的干旱指標(biāo)(5)土壤水分表示的干旱指標(biāo)第30頁/共51頁第三十頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)

14、水文干旱指標(biāo)1水文干濕指數(shù)2作物水分供需指數(shù)3最大供需比指數(shù) 4水資源總量短缺指數(shù)第31頁/共51頁第三十一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第三節(jié)第三節(jié) 干旱分析基礎(chǔ)干旱分析基礎(chǔ)社會經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)社會經(jīng)濟(jì)干旱是水分總供給量小于總需求量的現(xiàn)象。第32頁/共51頁第三十二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報旱情是研究農(nóng)業(yè)干旱的一個基本概念。旱情是指在作物生育期內(nèi)，耕作層土壤水分得不到降水、地下水和灌溉水的適量補(bǔ)給，土壤供水不斷消耗，農(nóng)作物從土壤中吸收的水分不能滿足正常需水要求，作物體內(nèi)水分脅迫，生長受到抑制的情勢。第33頁/共51頁第三十三頁，編輯于

15、星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報實(shí)時評估延時評估是指對農(nóng)作物生長階段受旱狀況作出及時具體的評估，其目的在于提供旱情信息，以便及時采取抗旱措施，消除旱像，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。是指對農(nóng)作物在部分或整個生長期內(nèi)的受旱過程進(jìn)行的事后評估，通過評估，分析自然和社會的影響因素，掌握干旱及其災(zāi)害形成和演變的基本規(guī)律，為防旱減災(zāi)提供信息和依據(jù)。第34頁/共51頁第三十四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報旱情分析預(yù)報主要有兩條途徑：一是用旱情指標(biāo)值判斷是否會發(fā)生旱情和旱情程度；另一是按土壤含水量預(yù)報值判斷對作物生長的影響程度。

16、顯然，旱情分析預(yù)報的實(shí)質(zhì)是根據(jù)預(yù)見期內(nèi)降水量和蒸散發(fā)量預(yù)報值，分析研究土壤含水量能否滿足作物正常生長的需水量。因此，旱情分析預(yù)報還需依靠氣象預(yù)報提供降雨量和蒸散發(fā)量預(yù)報值。以下著重介紹幾種常用的土壤含水量預(yù)報方法。第35頁/共51頁第三十五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報單站土壤含水量預(yù)報1增墑預(yù)報第36頁/共51頁第三十六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報單站土壤含水量預(yù)報1增墑預(yù)報第37頁/共51頁第三十七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報

17、單站土壤含水量預(yù)報2減墑預(yù)報第38頁/共51頁第三十八頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報土壤含水量區(qū)域預(yù)報第39頁/共51頁第三十九頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報土壤含水量區(qū)域預(yù)報第40頁/共51頁第四十頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第四節(jié)第四節(jié) 農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報1優(yōu)化配置水資源利2開源節(jié)流，促進(jìn)農(nóng)田水利基本建設(shè)可持續(xù)發(fā)展(1)因地制宜地修建一些攔蓄水工程(2)大力推廣綜合節(jié)水技術(shù)措施3加大水土流失治理力度4充分發(fā)揮水利工程的作用5非?？购荡胧┑?1頁/共51頁第四十

18、一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第五節(jié)第五節(jié) 城市缺水綜合分析城市缺水綜合分析第42頁/共51頁第四十二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第五節(jié)第五節(jié) 城市缺水綜合分析城市缺水綜合分析水資源短缺型水質(zhì)污染型混合型工程缺乏型第43頁/共51頁第四十三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第五節(jié)第五節(jié) 城市缺水綜合分析城市缺水綜合分析1社會安定受到影響，城鄉(xiāng)爭水矛盾突出2經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到制約3生態(tài)環(huán)境惡化，城市生活和生產(chǎn)受到危害第44頁/共51頁第四十四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 五十六分。第五節(jié)第五節(jié) 城市缺水綜合分析城市缺水綜合分析(1)城市需水超過當(dāng)?shù)厮Y源承受能力(2)城市供水工程建設(shè)落后于城市發(fā)展(3)供水水源遭受污染，致使城市缺水加劇(4)城市用水管理不善，水