第3-4章水資源利用及保護(hù)

第三章水資源量評(píng)價(jià)內(nèi)容提要水資源的形成1地表水資源量評(píng)價(jià)2地下水資源量評(píng)價(jià)3本章教學(xué)目標(biāo)的基本要求：理解地表水資源形成與類型，了解水資源的分區(qū)，掌握地表水資源量評(píng)價(jià)內(nèi)容，理解徑流還原計(jì)算，掌握分區(qū)地表水資源量評(píng)價(jià)方法，了解地表水資源時(shí)空分布特征，掌握可利用地表水資源量估算。本章教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是地表水（河流、湖泊、水庫(kù)）補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量的計(jì)算、允許開采量的評(píng)價(jià)模型；難點(diǎn)是水資源量的評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法。水資源評(píng)價(jià)是保證水資源持續(xù)發(fā)展的前提，是水資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)。水資源評(píng)價(jià)包括：水資源數(shù)量評(píng)價(jià)水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)水資源利用評(píng)價(jià)及綜合評(píng)價(jià)§3.1

水資源的形成一、地表水資源的形成與類型地表水的定義：為河流、冰川、湖泊、沼澤等水體的總稱。河流冰川沼澤湖泊水庫(kù)§3.1

水資源的形成水資源量：主要為降水、蒸發(fā)和徑流——決定區(qū)域水資源狀態(tài)的三要素。降水蒸發(fā)徑流§3.1

水資源的形成地表水資源的豐富程度是由降水量的多少來(lái)決定的，所能利用的是河流徑流量。因此，在討論地表水資源的形成與分布時(shí)，重點(diǎn)討論構(gòu)成地表水資源的河流資源的形成與分布問(wèn)題。

降水、徑流和蒸發(fā)是決定區(qū)域水資源狀態(tài)的三要素。三者之間的數(shù)量變化關(guān)系制約著區(qū)域水資源數(shù)量的多寡和可利用量?！?.1

水資源的形成（1）降水降水作為水資源的收入項(xiàng)，決定著不同區(qū)域和時(shí)間條件下地表水資源的豐富程度和空間分布狀態(tài)，制約著水資源的可利用程度與數(shù)量。表示降水量的年際變化程度：年降水量的極值比Ka；年降水量的變差系數(shù)Cv值來(lái)表示。§3.1

水資源的形成年降水量的極值比Ka年降水量的極值比Ka可表示為：式中：xmax——最大年降水量；

xmin——最小年降水量。

Ka值越大，降水量年際變化越大；

Ka值越小，降水量年際變化小，降水量年際之間均勻。§3.1

水資源的形成就全國(guó)而言，年降水量變化最大的地區(qū)是華北和西北地區(qū)，豐水年和枯水年降水量相比一般可達(dá)3倍~5倍，部分干旱地區(qū)高達(dá)10倍以上。南方濕潤(rùn)地區(qū)降水量的年際變化比北方要小，一般豐水年的降水量為枯水年的1.5倍~2.0倍?！?.1

水資源的形成

年降水量變差系數(shù)Cv數(shù)理統(tǒng)計(jì)中用均方差與均值之比作為衡量系列數(shù)據(jù)相對(duì)離散程度的參數(shù)，稱為變差系數(shù)Cv，又稱離差系數(shù)或離勢(shì)系數(shù)。變差系數(shù)為一無(wú)量綱的數(shù)。均方差σ均方差的表達(dá)式為：式中：σ——均方差；——均值，其表達(dá)式為：§3.1

水資源的形成

變差系數(shù)Cv年降水量變差系數(shù)Cv值越大，表示年降水量的年際變化越大，反之就越小。西北地區(qū)：0.4；華北、黃河中下游：0.25~0.35；東北：0.2；南方：0.2以下；東南沿南海：0.25以上（臺(tái)風(fēng)）?！?.1

水資源的形成（2）徑流河流徑流的補(bǔ)給河流徑流的水情和年內(nèi)分配主要取決于補(bǔ)給來(lái)源。雨水補(bǔ)給雨水補(bǔ)給是指降水以雨水形式降落。地下水補(bǔ)給地下水補(bǔ)給河道的水量約占年徑流總量的25%~30%。冰川、融雪水補(bǔ)給平均年徑流量約50km3，約占全國(guó)年徑流量的1.9%。§3.1

水資源的形成徑流的時(shí)空分布徑流的區(qū)域分布徑流量的動(dòng)態(tài)變化降水補(bǔ)給的河流>冰川、融雪、降水混合補(bǔ)給的河流>地下水補(bǔ)給的河流Cv值。秦嶺以南年Cv值：0.5以上；淮河流域大部分：0.6~0.8之間；華北平原地區(qū)：Cv>1.0，東北地區(qū)山地：<0.5以下；松遼平原和三江平原：0.8以上；黃河流域：0.6以下；內(nèi)陸河流域，山區(qū)的Cv：0.2~0.5之間，盆地：0.6~0.8；高原西部：>1.0，最大可達(dá)l.2以上。年徑流量的季節(jié)變化關(guān)鍵取決于河川徑流的補(bǔ)給來(lái)源和變化規(guī)律?！?.1

水資源的形成河流徑流的表示方法河流徑流：流域上的降水，除去損失以后，經(jīng)由地面和地下途徑匯入河網(wǎng)，形成流域出口斷面的水流，稱為河流徑流，簡(jiǎn)稱徑流。徑流過(guò)程：徑流隨時(shí)間的變化過(guò)程，稱為徑流過(guò)程。分類：§3.1

水資源的形成表示徑流的特征值主要有；流量Qt、徑流總量Wt、徑流模數(shù)M、徑流深度Rt、徑流系數(shù)α。

流量Q：為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)河流某一斷面的水量，單位以m3/s表示。

徑流總量Wt：指在一定的時(shí)段內(nèi)通過(guò)河流過(guò)水?dāng)嗝娴目偹?，單位為m3。t時(shí)段內(nèi)的平均流量為Qt，則t時(shí)段的徑流總量為：§3.1

水資源的形成

徑流深Rt：是設(shè)想將徑流總量平鋪在整個(gè)流域面積所得的水深，單位為mm。其計(jì)算公式為：式中：t——時(shí)間，s；

Wt——徑流總量，m3；

Qt——平均流量，m3/s；

F——流域面積，km2；

Rt——某時(shí)段t的徑流深度，mm§3.1

水資源的形成

徑流模數(shù)M：為單位流域面積上產(chǎn)生的流量，單位為m3/(s?km2)，可表示為：

徑流系數(shù)：為某時(shí)段內(nèi)的徑流深度與同一時(shí)段內(nèi)降水量之比，以小數(shù)或百分比計(jì)，其計(jì)算公式為：式中：Rt——某時(shí)段內(nèi)的徑流深度，mm；

P——同一時(shí)段內(nèi)的降水量，mm。由于徑流深度是由降水量形成的，對(duì)于閉合流域徑流深度將小于降水量，即α<l?！?.1

水資源的形成（3）蒸發(fā)蒸發(fā)主要包括水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)。主要影響的因素是氣溫、濕度、日照、輻射、風(fēng)速等。干旱指數(shù)γ：是衡量一個(gè)地區(qū)降水量多寡、進(jìn)行水資源分析的一個(gè)重要參數(shù)。其定義為某一地區(qū)年水面蒸發(fā)量E0與年降水量P的比值?！?.1

水資源的形成干旱指數(shù)γ表示某一特定地區(qū)的濕潤(rùn)和干旱的程度，γ值大于1.0，表明蒸發(fā)大于降水量，該地區(qū)的氣候偏于干旱，γ值越大，干旱程度就越嚴(yán)重；反之氣候就越濕潤(rùn)。我國(guó)干旱指數(shù)γ在地區(qū)上的變化范圍很大。最低值小于0.5，如長(zhǎng)江以南、東自沿海等地；最大值可大于100，如吐魯番盆地的托克遜站，干旱指數(shù)高達(dá)318.9?！?.1

水資源的形成二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律形成地下水定義：埋藏在地表以下空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水稱之為地下水。

巖石的空隙性十分致密堅(jiān)硬的花崗巖，其裂隙率也達(dá)0.02％~1.9％?？障兜亩嗌佟⒋笮?、形狀、連通情況與分布規(guī)律，對(duì)地下水的分布與運(yùn)動(dòng)具有重要影響?！?.1

水資源的形成分類：松散巖石中的孔隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙和可溶巖中的溶隙三大類。定量描述孔隙、裂隙和溶隙大小的是孔隙度、裂隙度和溶隙度?！?.1

水資源的形成

巖石中水的存在形式巖石空隙中的水的主要形式為：結(jié)合水（吸著水、薄膜水）、重力水、毛細(xì)水、固態(tài)水和氣態(tài)水。結(jié)合水松散巖石顆粒表面和堅(jiān)硬巖石空隙壁面，因分子引力及靜電引力作用而具表面能，而吸附水分子，在顆粒表面形成很薄的水膜。§3.1

水資源的形成

重力水當(dāng)薄膜水厚度不斷增大，固體表面引力不斷減弱，以至于不能支持水的重量時(shí)，液態(tài)水就會(huì)在重力作用下向下自由運(yùn)動(dòng)，在空隙中形成重力水。毛細(xì)水地下水面以上巖石細(xì)小空隙中具有毛細(xì)管現(xiàn)象，形成一定上升高度的毛細(xì)水帶，毛細(xì)水不受固體表面靜電引力的作用，而受表面張力和重力的作用，稱半自由水?！?.1

水資源的形成

含水層與隔水層含水層是指能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層，隔水層是指不具透水和給水能力的巖層。形成含水層的基本條件為：巖層要具有能容納重力水的空隙；具有儲(chǔ)存和聚集地下水的地質(zhì)條件；具有充足的補(bǔ)給來(lái)源?！?.1

水資源的形成

地下水的分類目前采用較多的一種分類方法是按地下水的埋藏條件把地下水分為三大類：上層滯水、潛水、承壓水。上層滯水：這種水的礦化度一般較低，但因接近地表，水質(zhì)容易被污染?！?.1

水資源的形成

地下水循環(huán)含水層或含水系統(tǒng)通過(guò)補(bǔ)給，從外界獲得水量，徑流過(guò)程中水由補(bǔ)給處輸送至排泄處，然后向外界排出。排泄：含水層失去水量的過(guò)程稱為排泄。徑流：地下水在巖石空隙中的流動(dòng)過(guò)程稱為徑流。地下徑流量常用地下徑流率M來(lái)表示，其意義為lkm2含水層面積上的地下水流量（m3/(s?km2)），也稱為地下徑流模數(shù)?！?.1

水資源的形成年平均地下徑流率可按下式計(jì)算：式中：M---年均地下水徑流模數(shù)，m3/(s?km2)；

A——地下水徑流面積，km2；

Q——一年內(nèi)在面積A上的地下水徑流量，m3?！?.1

水資源的形成地下水運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其基本規(guī)律

地下水運(yùn)動(dòng)特征遲緩的流速河道或管網(wǎng)中水的流速一般都以每秒米來(lái)表示；地下水由于在曲折的通道中通行，用每天米來(lái)表示其流速。層流和紊流由于地下水是在曲折的通道中緩慢滲流，故地下水流大多數(shù)都呈雷諾數(shù)很小的層流運(yùn)動(dòng)，即水質(zhì)點(diǎn)有秩序地呈相互平行而不混雜的運(yùn)動(dòng)。非穩(wěn)定、緩變流運(yùn)動(dòng)地下水在自然界的絕大多數(shù)情況下呈運(yùn)動(dòng)要素（流速、流量、水位）隨時(shí)間改變的非穩(wěn)定流運(yùn)動(dòng)?！?.1

水資源的形成地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律又稱滲透的基本定律，在水力學(xué)中已有論述，這里只引用定律的基本內(nèi)容。線性滲透定律線性滲透定律反映了地下水層流運(yùn)動(dòng)時(shí)的基本規(guī)律，是法國(guó)水力學(xué)家達(dá)西建立的，稱為達(dá)西定律，即：上式又可表示為：式中：v——滲透速度，m/d；

J——水力坡度，單位滲流途徑上的水頭損失，無(wú)量綱?！?.1

水資源的形成上式表明滲透速度與水力坡度的一次方成正比，因此稱為線性（直線）滲透定律。滲透系數(shù)K是反映巖石滲透性能的指標(biāo)，其物理意義為：當(dāng)水力坡度為1時(shí)的地下水流速。過(guò)去許多資料都稱達(dá)西公式是地下水層流運(yùn)動(dòng)的基本定律，其實(shí)達(dá)西公式并不是對(duì)所有的地下水層流都適用，而只有當(dāng)雷諾數(shù)小于1~10時(shí)地下水運(yùn)動(dòng)才服從達(dá)西公式?！?.1

水資源的形成非線性滲透定律當(dāng)?shù)叵滤趲r石的大孔隙、大裂隙、大溶洞中及取水構(gòu)筑物附近流動(dòng)時(shí)，不僅雷諾數(shù)大于10，而且常常呈紊流狀態(tài)。紊流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是水流的滲透速度與水力坡度的平方根成正比，這稱為哲才公式，表示式為：有時(shí)水流運(yùn)動(dòng)形式介于層流和紊流之間，則稱為混合流運(yùn)動(dòng)，可用斯姆萊公式表示：式中：m值的變化范圍為1~2。當(dāng)m=1，即為達(dá)西公式；當(dāng)m＝2時(shí)，即為哲才公式?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)一、水資源的分區(qū)分區(qū)原則由于影響河流徑流的許多因素，如氣象因素、流域下墊面因素等，具有地域性分布變化的規(guī)律，致使水資源相應(yīng)的呈現(xiàn)地域性分布的特點(diǎn)。區(qū)域地理環(huán)境條件的相似性與差異性；流域完整性；考慮行政與經(jīng)濟(jì)區(qū)劃界線；與其他區(qū)劃盡可能協(xié)調(diào)?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)分區(qū)方法根據(jù)各地的具體自然條件，按照上述原則對(duì)評(píng)價(jià)范圍進(jìn)行一級(jí)或幾級(jí)分區(qū)。常用的分區(qū)方法有：根據(jù)各地氣候條件和地質(zhì)條件分區(qū)可以根據(jù)各地的氣候條件和地質(zhì)條件對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)進(jìn)行分區(qū)，如將評(píng)價(jià)區(qū)分為：濕潤(rùn)多沙區(qū)、濕潤(rùn)非多沙區(qū)、干旱多沙區(qū)和干旱非多沙區(qū)；或僅根據(jù)氣候條件分為：濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)、半干旱區(qū)和干旱區(qū)等。§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)根據(jù)天然流域分區(qū)根據(jù)行政區(qū)劃分區(qū)全國(guó)性水資源評(píng)價(jià)可按?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和地區(qū)（市、自治州、盟）兩級(jí)劃分，區(qū)域性水資源評(píng)價(jià)可按?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）、地區(qū)（市、自治州、盟）和縣（市、自治縣、旗、區(qū)）三級(jí)劃分?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)二、地表水資源量評(píng)價(jià)的內(nèi)容地表水資源數(shù)量評(píng)價(jià)應(yīng)包括下列內(nèi)容：①單站徑流資料統(tǒng)計(jì)分析；②主要河流年徑流量計(jì)算；③分區(qū)地表水資源量計(jì)算；④地表水資源時(shí)空分布特征分析；⑤地表水資源可利用量估算；⑥人類活動(dòng)對(duì)河流徑流的影響分析。§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)三、河流徑流計(jì)算基本特征及計(jì)算方法河流水文現(xiàn)象的基本特征周期性確定性和隨機(jī)性區(qū)域性河流水文計(jì)算的方法成因分析法地理綜合法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法年徑流量分析評(píng)價(jià)地表水資源，應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的水文站進(jìn)行單站徑流統(tǒng)計(jì)分析和主要河流的年徑流量計(jì)算?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)年徑流量的基本概念

年徑流量：一個(gè)年度內(nèi)通過(guò)河流某斷面的水量，稱為該斷面以上流域的年徑流量。

多年平均年徑流量，或平均年徑流量：多年平均年徑流量天然河道的徑流量隨氣候不斷變化，不同的年份，徑流量也不同。為了反映流水資源情況，通常利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求出實(shí)測(cè)各年徑流量的均值，稱為多年平均年徑流量，或平均年徑流量。

正常年徑流量：隨著統(tǒng)計(jì)實(shí)測(cè)資料年數(shù)的增加，年徑流量的均值將趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，此值稱為正常年徑流量

設(shè)計(jì)年徑流量：指通過(guò)河流某指定斷面對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)頻率的年徑流量?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)平均年徑流量計(jì)算徑流還原計(jì)算常用的徑流還原計(jì)算的方法有分項(xiàng)調(diào)查法和降水徑流模式法。分項(xiàng)調(diào)查法根據(jù)水量平衡基本原理，可建立下列實(shí)測(cè)徑流與各項(xiàng)還原水量間的水量平衡方程式：§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)Q天然=Q實(shí)測(cè)+Q灌溉+Q工業(yè)+Q蓄+Q引+Q蒸+Q滲+Q分洪式中：Q天然——還原后的天然徑流量，m3/s；

Q實(shí)測(cè)——水文站實(shí)測(cè)徑流量，m3/s；

Q灌溉——灌溉耗水量，m3/s；

Q工業(yè)——工業(yè)和城市生活耗水量，m3/s；

Q蓄——計(jì)算時(shí)段始末蓄水工程蓄水變量，蓄水量增加使該值為正值，減少時(shí)則為負(fù)值，m3/s；

Q引——跨流域（地區(qū)）引水增加或減少的測(cè)站控制水量，增加水量為負(fù)值，減少水量為正值，m3/s；

Q蒸——蓄水工程水面蒸發(fā)量和相應(yīng)陸地蒸發(fā)量的差值，m3/s；

Q滲——蓄水工程的滲漏量，m3/s；

Q分洪——河道分洪水量，m3/s?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)降水徑流模式法§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)四、分區(qū)地表水資源量評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)河流有水文站控制若區(qū)內(nèi)控制站上下游降水量相差較大，可按上下游的單位面積平均降雨量與面積之比，加權(quán)計(jì)算分區(qū)的年徑流量。計(jì)算公式為：式中：Qab——分區(qū)年徑流量，m3/s；

Qa——控制站以上年徑流量，m3/s；、——控制站以上及以下同一年的單位面積平均降水量，m3/(s?km2)；

Fa、Fb——控制站以上及以下的面積，km2。§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)河流沒有水文站控制利用水文模型計(jì)算徑流量系列；利用自然地理特征相似的鄰近地區(qū)的降水、徑流關(guān)系，由降水系列推求徑流系列；借助鄰近分區(qū)同步期徑流系列，利用同步期徑流深等值線圖，從圖上量出本區(qū)與鄰近分區(qū)年徑流量系列，再求其比值，然后乘以鄰近分區(qū)徑流系列，得出本區(qū)徑流量系列，并經(jīng)合理性分析后采用?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)五、地表水資源時(shí)空分布特征地表水資源的地區(qū)分布特征受年降水量時(shí)空分布以及地形、地質(zhì)條件的綜合影響，年徑流量的區(qū)域分布既有地域性的變化，又有局部的變化。河流徑流的等值線圖可以反映地表水資源的地區(qū)分布特征。徑流量的年際變化年徑流量的多年變化主要取決于年降水量的多年變化，此外，還受到徑流補(bǔ)給類型及流域內(nèi)的地貌、地質(zhì)和植被等條件的綜合影響?！?.2

地表水資源量評(píng)價(jià)徑流的年內(nèi)分配關(guān)鍵取決于河流徑流補(bǔ)給來(lái)源的性質(zhì)和變化規(guī)律。當(dāng)有較長(zhǎng)期徑流資料時(shí)，常采用典型年法進(jìn)行徑流的年內(nèi)分配，典型年法又稱時(shí)序分配法。典型年的選擇原則：選擇年徑流量接近平均年徑流量或?qū)?yīng)某一頻率的設(shè)計(jì)年徑流量的年份作為典型年；選擇分配情況不利的年份作為典型年。§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)六、可利用地表水資源量估算地表水資源可利用量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能及滿足河道內(nèi)用水并估計(jì)下游用水的前提下，通過(guò)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（不包括回歸水的重復(fù)利用）。某一分區(qū)的地表水資源可利用量，不應(yīng)大于當(dāng)?shù)睾恿鲝搅髁颗c入境水量之和再扣除相鄰地區(qū)分水協(xié)議規(guī)定的出境水量，即：

Q可利用＝Q當(dāng)?shù)睾恿鲝搅?/p>

+Q入境

-Q出境§3.2

地表水資源量評(píng)價(jià)各分區(qū)可利用地表水資源量可以通過(guò)蓄水工程、引水工程和提水工程進(jìn)行估算。蓄水工程

引水工程

提水工程§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)一、地下水資源分類地下水“資源”與“儲(chǔ)量”的基本概念地下水資源是指有使用價(jià)值的各種地下水量的總休。其內(nèi)涵包括質(zhì)與量?jī)蓚€(gè)方面。若單指水量時(shí)，一般直接用地下水的各種量表示。地下水“儲(chǔ)量”和“資源”兩詞分別來(lái)自礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)和水文學(xué)，前者以礦產(chǎn)資源論，后者則視為水資源的一部分，僅純術(shù)語(yǔ)方面的差別。如以“開采儲(chǔ)量”和“開采資源”為例，都表示在水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的引水方法獲得的水量，兩者是同義詞。不同的是將地下水看做礦產(chǎn)時(shí)，用“開采儲(chǔ)量”，視為水資源時(shí)，則用“開采資源”。有時(shí)，為了反映地下水量的不同形成特點(diǎn)，也可以見到同一分類中，同時(shí)出現(xiàn)“儲(chǔ)量”和“資源”的概念。§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)地下水資源分類我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)采用以靜儲(chǔ)量、動(dòng)儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量和開采儲(chǔ)量等四類作為地下水資源評(píng)價(jià)的依據(jù)。地下水資源分類的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

補(bǔ)給量：在天然或開采條件下，單位時(shí)間進(jìn)入含水層（帶）中的水量。包括：地下水的流入；降水的滲入；地表水滲入；越流補(bǔ)給；人工補(bǔ)給。

儲(chǔ)存量：儲(chǔ)存于含水層內(nèi)的重力水體積。

可利用水資源（允許開采量）：有現(xiàn)實(shí)意義的地下水資源。尚難利用的資源：具有潛在經(jīng)濟(jì)意義的地下水資源?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)允許開采量分級(jí)根據(jù)勘測(cè)階段、水文地質(zhì)條件研究程度、地下水資源量研究程度和勘測(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等四項(xiàng)要素，將允許開采量分為：A、B、C、D、E等五個(gè)等級(jí)?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)二、地下水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容、原則與一般程序地下水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容地下水資源評(píng)價(jià)地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)勘測(cè)技術(shù)條件評(píng)價(jià)勘測(cè)后果評(píng)價(jià)§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià)的原則“三水”轉(zhuǎn)化，統(tǒng)一考慮與評(píng)價(jià)的原則在天然的水循環(huán)中，地下水、地表水和降水是相互轉(zhuǎn)化的。“三水”統(tǒng)一考慮的宗旨是：充分利用含水層中的水量，合理奪取外部水的轉(zhuǎn)化。利用儲(chǔ)存量以豐補(bǔ)欠的調(diào)節(jié)平衡原則

考慮人類活動(dòng)，化害為利的原則

不同目的和不同水文地質(zhì)條件區(qū)別對(duì)待的原則

技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合考慮的原則§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)三、地下水資源補(bǔ)給量（Qb）和儲(chǔ)存量（W）計(jì)算地下水流流入量（側(cè)向補(bǔ)給量）或式中：Qb——側(cè)向補(bǔ)給量，m3/d；

K——含水層滲透系數(shù)，m/d；

J——地下水水力坡度；

B——計(jì)算斷面寬度，m；

H（或M）——潛水（或承在水）含水層厚度，m?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)降水滲入補(bǔ)給量式中：Qb——日均降水滲入補(bǔ)給量，m3/d；

α——年均降水入滲系數(shù)；

A——降水滲入面積，m2；

x——年降水量，m/a。降水入滲系數(shù)α，是指降水滲入量與降水總量的比值。

α的大小取決于地表巖性和結(jié)構(gòu)、地形坡度、植被覆蓋及降水量大小與降水強(qiáng)度等?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)確定α值的方法較多，目前多采用動(dòng)態(tài)觀測(cè)法計(jì)算α值，見P61（3－34）。此外，降水入滲系數(shù)α值也可用水均衡法算；或選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但要注意不同巖性、植被、不同地下水位埋深、不同降雨量時(shí)的α值是有所不同的?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)河、渠滲入補(bǔ)給量根據(jù)開采區(qū)河、渠的上、下游斷面的流量差確定，也可用有關(guān)的滲流公式計(jì)算。當(dāng)兩岸的滲漏條件不同，需要分別計(jì)算兩岸不同的滲漏補(bǔ)給量時(shí)，利用潛水含水層的平面滲流公式：§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)灌溉水滲入補(bǔ)給量采用地下水位資料計(jì)算：采用地下水位資料計(jì)算：相鄰含水層垂向越流補(bǔ)給量§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)容積儲(chǔ)存量承壓含水層的彈性儲(chǔ)存量§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)四、地下水資源允許開采量計(jì)算方法選擇與計(jì)算程序地下水允許開采量計(jì)算，在廣義上也稱地下水資源評(píng)價(jià)。

計(jì)算方法選擇在地下水允許開采量計(jì)算中，不同計(jì)算方法和數(shù)學(xué)模型具有各自的特點(diǎn)和適用條件。確定性滲流模型是最基本的方法。§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)在地下暗河發(fā)育的巖溶地區(qū)地下水資源大部分集中在巖溶管道中，并為管流，采用水文分析的管道截流法，經(jīng)濟(jì)可靠。分水嶺地區(qū)，地下水運(yùn)動(dòng)以垂向入滲為主，地下徑流發(fā)育不完善，與滲流的基本原理不符，宜用地下徑流模數(shù)等水文分析法。泉源水源地，在掌握泉水流量長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)資料時(shí)，常用系統(tǒng)理論或泉水流量分析等集中參數(shù)模型。在允許開采量計(jì)算中，各種數(shù)學(xué)模型的計(jì)算成果，必須通過(guò)開采條件下水量平衡計(jì)算的穩(wěn)定性論證。通常首先由滲流型模型結(jié)合開采方案計(jì)算允許開采量，然后用水均衡法分析開采量的穩(wěn)定性，最后論證其保證程度。所以，水均衡計(jì)算是檢驗(yàn)各種方法計(jì)算成果的重要依據(jù)?！?.3

地下水資源量評(píng)價(jià)

地下水資源評(píng)價(jià)的一般程序§3.3

地下水資源量評(píng)價(jià)地下水資源允許開采量計(jì)算1）解析法：是允許開采量評(píng)價(jià)中常用的基本方法。但在處理復(fù)雜的邊界條件時(shí)可能導(dǎo)致水文地質(zhì)條件的“失真”，因此解析法一般用于邊界條件簡(jiǎn)單的地區(qū)。2）數(shù)值法：數(shù)值職法是按分割近似原理，用離散比方法將求解非線性的偏微分方程問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為求解線性代數(shù)方程問(wèn)題，擺脫了解析解在求解中的種種嚴(yán)格理想化要求，使數(shù)值法能靈活的應(yīng)用于解決各種非均質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和復(fù)雜不規(guī)則邊界條件問(wèn)題。因此，數(shù)值法主要用于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的大型水源地的允許開采過(guò)計(jì)算。第四章供水資源水質(zhì)評(píng)價(jià)內(nèi)容提要生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)2工業(yè)用水質(zhì)量評(píng)價(jià)3水質(zhì)指標(biāo)體系與天然水化學(xué)1本章教學(xué)目標(biāo)的基本要求：理解生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)，掌握飲用水水源水質(zhì)量評(píng)價(jià)。本章教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是水質(zhì)指標(biāo)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系、評(píng)價(jià)方法；難點(diǎn)是水源水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法?！?.1

水質(zhì)指標(biāo)體系與天然水化學(xué)組成水中物質(zhì)組分按其存在狀態(tài)可分為三類：懸浮、溶解物和膠體物質(zhì)。懸浮物是由大于分子尺寸的顆粒組成，它們靠浮力和粘滯力懸浮于水中。溶解物質(zhì)則由分子或離子組成，它們被水的分子結(jié)構(gòu)所支承。膠體物質(zhì)則介于懸浮物質(zhì)與溶解物質(zhì)之間。

水質(zhì)的定義：指水和其中所含的物質(zhì)組分所共同表現(xiàn)的物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。

水質(zhì)指標(biāo)：則表示水中物質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)?！?.1

水質(zhì)指標(biāo)體系與天然水化學(xué)物理性水質(zhì)指標(biāo)

感官物理性狀指標(biāo)

如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。

其他的物理性水質(zhì)指標(biāo)

如總固體、懸浮固體、可沉固體、電導(dǎo)率（電阻率）?！?.1

水質(zhì)指標(biāo)體系與天然水化學(xué)化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)

一般的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)如：pH、堿度、硬度、各種陽(yáng)離子、各種陰離子、總含鹽量、一般有機(jī)物質(zhì)等。有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)如：各種重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、鹵代烴、各種農(nóng)藥等。氧平衡指標(biāo)如：溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、總需氧量（TOD）等。§4.1

水質(zhì)指標(biāo)體系與天然水化學(xué)生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)一般包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)、各種病原細(xì)菌、病毒等?！?.2

生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)隨著人類生活水平和質(zhì)量的提高，生活用水量增長(zhǎng)幅度加大，用水水質(zhì)的要求愈加嚴(yán)格。問(wèn)題是，供水資源由于污染造成供水水質(zhì)與生活用水質(zhì)量之間的矛盾十分突出。生活用水主要有生活飲用水和生活雜用水兩部分構(gòu)成。飲用水：水源污染，“水質(zhì)型”缺水問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，可供飲用的水資源量日趨減少，利用生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，全面準(zhǔn)確評(píng)價(jià)現(xiàn)有水資源質(zhì)量，合理利用優(yōu)、劣質(zhì)水資源，對(duì)于克服“水質(zhì)型”缺水的矛盾具有積極意義?！?.2

生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)一、生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)飲用水的水質(zhì)量狀況直接關(guān)系到人體健康，尋求安全與潔凈的供水水源質(zhì)量顯得尤為重要。飲用水供水水源地勘察中，從生理感觀、物理性質(zhì)、溶解鹽類含量、有毒成分及細(xì)菌成分等方面對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)是十分必要的。飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見P81表4-1。§4.2

生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)飲用水水質(zhì)評(píng)價(jià)水的物理性狀評(píng)價(jià)

水中普通鹽類評(píng)價(jià)水中溶解的主要指水中的一些常見離子成分，如Cl-、SO42-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Mn2+、I-、Sr2-、Be2+。

水中有毒物質(zhì)的限定水中的有毒物質(zhì)種類很多、包括有機(jī)的和無(wú)機(jī)的。§4.2

生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)對(duì)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的限制受生活污染的水中，常含有各種細(xì)菌、病原菌和寄生蟲等，同時(shí)有機(jī)物質(zhì)含量較高，這類水體對(duì)人體十分有害。細(xì)菌總數(shù)，指水在相當(dāng)于人體溫度（37℃）下經(jīng)24小時(shí)培養(yǎng)后，每毫升水中所含各種細(xì)菌的總個(gè)數(shù)。飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每毫升中細(xì)菌總數(shù)不得超過(guò)100個(gè)。大腸桿菌數(shù)，飲用水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定每升水中大腸桿菌不能超過(guò)3個(gè)。§4.2

生活飲用水與飲用水源水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)二、飲用水水源水質(zhì)量評(píng)價(jià)中華人民共和國(guó)建設(shè)部根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）、《水源水中百菌清衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB11729-89）等，制定適用于城鄉(xiāng)集中或分散式生活飲用水的水源水質(zhì)量（包括自備生活飲用水水源）的《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3020-93）（表4-5），對(duì)生活飲用水水源的水質(zhì)指標(biāo)、水質(zhì)分級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)限值給出了明確的規(guī)定?！?.3

工業(yè)用水質(zhì)量評(píng)價(jià)一、鍋爐用水的水質(zhì)評(píng)價(jià)蒸汽鍋爐中的水處在高溫高壓條件下，成垢作用、起泡作用和腐蝕作用等不良的化學(xué)作用，嚴(yán)重影響鍋爐的正常使用。成垢作用

定義：水煮沸時(shí)，水中所含的一些離子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于鍋爐壁上形成鍋垢，這種作用稱為成垢作用。§4.3

工業(yè)用水質(zhì)量評(píng)價(jià)

影響：影響傳熱，浪費(fèi)燃料，而且易使金屬爐壁過(guò)熱熔化，引起鍋爐爆炸。鍋垢的成分通常有CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO3、Mg(OH)2、MgSiO3、Al2O、Fe2O及懸浮物質(zhì)的沉渣等。這些物質(zhì)是由溶解于水中的鈣、鎂鹽類，膠體的SiO2、AlzOa、Fe2Oa和懸浮物沉淀而成的。鍋垢的評(píng)價(jià)公式如下：式中：H0——鍋垢的總濃度，mg/L；

S——懸浮物濃度，mg/L；

C——膠體