水资源利用与保护精品文稿.ppt

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1、水资源利用与保护第1页，本讲稿共76页第1章 绪论第2页，本讲稿共76页1.1 水资源的基本含义 水资源（水资源（WATER RESOURCESWATER RESOURCES）具有）具有自然属性自然属性。由来：由来：由来：由来：USGS USGS 大不列颠百科全书大不列颠百科全书 英国水资源法英国水资源法水资源评价活动水资源评价活动国家评价手册国家评价手册中华人民共和中华人民共和国水法国水法定义：定义：定义：定义：人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量和质量的含义，又包括其使用价值种水，既包括数量和质量的含义，又包括其使用价值和经济价值

2、。具有广义和狭义之分。和经济价值。具有广义和狭义之分。狭义：人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。狭义：人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。广义：在一定的经济技术条件下能够直接或间接使用的各广义：在一定的经济技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水中物质（在社会生活和生产中具有使用价值和经种水和水中物质（在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源）。济价值的水都可称为水资源）。第3页，本讲稿共76页1.2 水资源的特性l l资源的循环性资源的循环性l l储量的有限性储量的有限性l l时空分布不均匀性时空分布不均匀性l l利用的多样性利用的多样性l l利、害的两

3、重性利、害的两重性l l地表水与地下水的相互转化性地表水与地下水的相互转化性第4页，本讲稿共76页1.3 水资源研究现状与发展趋势l l研究内容：水资源的合理开发利用、管理与保研究内容：水资源的合理开发利用、管理与保护护l l发展趋势：水资源的模拟与模型化、水资源系发展趋势：水资源的模拟与模型化、水资源系统分析的多目标化、水资源信息管理系统化、统分析的多目标化、水资源信息管理系统化、水环境理论与技术的先进性水环境理论与技术的先进性第5页，本讲稿共76页第2章 水循环与水资源 开发利用状况 第6页，本讲稿共76页2.1 地球水量储存与循环 一、地球水储量与分布l l全球水储量：海洋全球水储量：海

4、洋 96.35%96.35%（13.381013.38108 8kmkm3 3）陆地陆地 3.5%3.5%（0.48100.48108 8kmkm3 3）l l陆地淡水：占陆地水量陆地淡水：占陆地水量 73%73%（0.35100.35108 8kmkm3 3）l l可利用淡水：占淡水总量的可利用淡水：占淡水总量的30.4%(0.11030.4%(0.1108 8kmkm3 3），占全球），占全球水总储量不到水总储量不到1%1%，分布在，分布在600m600m深度以内的含水层、湖泊、河深度以内的含水层、湖泊、河流、土壤中。流、土壤中。l l水资源最丰富地带：南美洲，尤其是赤道地区。水资源最丰富

5、地带：南美洲，尤其是赤道地区。l l水资源缺乏地带：中亚南部、阿富汗、阿拉伯和撒哈拉。水资源缺乏地带：中亚南部、阿富汗、阿拉伯和撒哈拉。第7页，本讲稿共76页二、水循环二、水循环l l 水文循环：大循环、小循环。水文循环：大循环、小循环。更替周期更替周期l l 人为循环：改变径流量和径流水质。人为循环：改变径流量和径流水质。人为循环：改变径流量和径流水质。人为循环：改变径流量和径流水质。第8页，本讲稿共76页地球上水循环示意图地球上水循环示意图 第9页，本讲稿共76页第10页，本讲稿共76页三、水量平衡三、水量平衡l l地球上任一区域在一定时间内进入的水量与输出水量之差等于该区域内的地球上任一

6、区域在一定时间内进入的水量与输出水量之差等于该区域内的蓄水变化量，这一关系称为水量平衡。（质量守恒定律）蓄水变化量，这一关系称为水量平衡。（质量守恒定律）1.1.全球水量平衡全球水量平衡l l对陆地：对陆地：（1 1）l l对于海洋：对于海洋：（2 2）（1 1）+（2 2）可得：）可得：（3 3）也即也即 （4 4）第11页，本讲稿共76页2.流域水量平衡 非闭合流域：非闭合流域：（5）闭合流域：，再令 ，则则 （6 6）当当 时，时，（7 7）考虑人为水循环影响考虑人为水循环影响 ，（8）第12页，本讲稿共76页地面分水线和地下分水线示意图地面分水线和地下分水线示意图 当地形向两侧倾斜，使

7、雨水分别汇入两条不同的河流中去，这一地形上的脊线起着分水的作用，称为分水线或分水岭。第13页，本讲稿共76页2.2 全球水资源 1 1全球水资源开发利用状况发达地区：发达地区：人均用水量为发展中地区的人均用水量为发展中地区的3-83-8倍倍 工工业业 54%54%发展中地区：发展中地区：农业农业 80%80%l l农业用水：占全部用水量的农业用水：占全部用水量的2/32/3以上，水资源利用以上，水资源利用率提高。率提高。l l工业用水：占全部用水量的工业用水：占全部用水量的1/41/4左右，回收利用率左右，回收利用率提高。提高。l l生活用水：占全部用水量的生活用水：占全部用水量的8%8%左右

8、，对用水总量左右，对用水总量零增长趋势影响不大。零增长趋势影响不大。第14页，本讲稿共76页2 2面临的问题l l水量短缺严重，供需矛盾尖锐。水量短缺严重，供需矛盾尖锐。l l水资源污染严重，水资源污染严重，“水质型水质型”缺水突出。缺水突出。3 3开发利用趋势l l农业用水量及农业用水量中不可复原的水量提高。农业用水量及农业用水量中不可复原的水量提高。l l工业用水技术提高。工业用水技术提高。l l注重经济、环境、生态的协调发展。注重经济、环境、生态的协调发展。第15页，本讲稿共76页2.3 中国水资源 1 1概况l l全国水资源总量为全国水资源总量为2788km2788km3 3，居世界第

9、，居世界第6 6位。位。l l人均占有量人均占有量2300 m2300 m3 3，占世界人均占有量，占世界人均占有量1/41/4，美国，美国的的1/61/6，排，排121121位。位。l l我国已处于严重缺水的边缘。我国已处于严重缺水的边缘。第16页，本讲稿共76页2.3 中国水资源 2 2时空分布特征l l空间分布空间分布 降水、河流的分布不均匀性：东南部丰水，西北部属降水、河流的分布不均匀性：东南部丰水，西北部属少水、缺水带。少水、缺水带。地下水分布不均匀：南方高于北方，地下水丰富程度东地下水分布不均匀：南方高于北方，地下水丰富程度东南向西北递减。南向西北递减。地形：西高东低、多山分布，东

10、西向的昆仑山地形：西高东低、多山分布，东西向的昆仑山秦岭山秦岭山脉成为南北方的分水线。脉成为南北方的分水线。降水：东南西北降水：东南西北 递减。递减。l l时间分布时间分布 受季风影响，降水年内分配不均，年际变化大，枯水受季风影响，降水年内分配不均，年际变化大，枯水年，丰水年连续发生。年，丰水年连续发生。第17页，本讲稿共76页我国不同地区水资源总量、地下水天然资源我国不同地区水资源总量、地下水天然资源量和地下水开采资源量对比量和地下水开采资源量对比 第18页，本讲稿共76页北方和南方水资源总量、地下水天然资源量北方和南方水资源总量、地下水天然资源量和地下水开采资源量对比和地下水开采资源量对比

11、 第19页，本讲稿共76页3开发利用l l用水总量居世界第2位，人均用水量不足世界人均量的1/3，工业用水所占比例相对较低，农业用水占比例过大。l l农业用水 灌溉、水产养殖、农村工商业和人畜生活用水。灌溉、水产养殖、农村工商业和人畜生活用水。（90%90%）地下水的开发利用十分重要。地下水的开发利用十分重要。农业用水占总用水量的比重趋势在不断下降。农业用水占总用水量的比重趋势在不断下降。l l工业和生活用水 工业和生活用水量占总用水量的比例在近二十年来不断工业和生活用水量占总用水量的比例在近二十年来不断升高。升高。地下水用量占城镇生活总用水量的地下水用量占城镇生活总用水量的59%59%。第2

12、0页，本讲稿共76页4 4面临的主要问题l l水资源开发过度，生态破坏严重。l l城市供水集中，供需矛盾尖锐。工业和人口集中，供水地点范围有限，而保证率不高。工业和人口集中，供水地点范围有限，而保证率不高。短缺的原因：分布不均、需求量大、污染水体多、利用短缺的原因：分布不均、需求量大、污染水体多、利用不合理。不合理。l l地下水过量开采，环境地质问题突出。区域地下水位持续下降，降落漏斗面积不断扩大。区域地下水位持续下降，降落漏斗面积不断扩大。原水流量衰减或断流。原水流量衰减或断流。地面沉降，造成雨后地面积水，建筑物破坏。地面沉降，造成雨后地面积水，建筑物破坏。地面失衡，塌陷。地面失衡，塌陷。海

13、水入侵。海水入侵。第21页，本讲稿共76页l l水污染日益严重，环境恶化。85%85%的水未经处理：的水未经处理：l l农业污染（乡镇企业、化肥量增加）农业污染（乡镇企业、化肥量增加）l l乡生活污水和工业废水大量排放。乡生活污水和工业废水大量排放。l l水资源开发利用利用缺乏统筹规划和管理。第22页，本讲稿共76页思考题一1.1.水资源的概念。2.2.水资源的特性有哪些？3.3.全球水量平衡和流域水量平衡中蒸发量、降水量、径流量之间的关系如何？4.4.中国水资源面临哪些主要问题？第23页，本讲稿共76页第第3 3章章 水资源量评价水资源量评价第24页，本讲稿共76页3.1 水资源的形成水资源

14、的形成一、地表水资源的形成与类型1.1.降水1 1）年降水量极值比）年降水量极值比kaka2 2）年降水量变差系数）年降水量变差系数cvcv 其中其中第25页，本讲稿共76页2.径流1）河流径流的补给雨水补给（主要补给源）、地下水补给（占年径流总雨水补给（主要补给源）、地下水补给（占年径流总量的量的25%25%30%30%）冰川、融雪水补给（比重不大，占年径流量的冰川、融雪水补给（比重不大，占年径流量的1.9%1.9%）2）径流的时空分布 区域分布：由东南向西北递减。区域分布：由东南向西北递减。径量量动态变化：主要取决于年降水量的多年变化。径量量动态变化：主要取决于年降水量的多年变化。降水量补

15、给的河流降水量补给的河流cvcv冰川、融雪和降水混合补给的河流冰川、融雪和降水混合补给的河流cvcv地下水补给的地下水补给的cvcv。具有丰枯交替的特点。具有丰枯交替的特点。年径流量的季节变化年径流量的季节变化 取决于河川径流补给来源的性质和变化规律。取决于河川径流补给来源的性质和变化规律。第26页，本讲稿共76页3 3）河流径流量的表示方法）河流径流量的表示方法l l径流径流 地表径流地表径流 地下径流地下径流l l特征值：特征值：流量流量QtQt：径流总量径流总量WtWt：径流深度径流深度RtRt：径流模数径流模数MM：径流系数径流系数 ：第27页，本讲稿共76页3.蒸发水面蒸发：反映当地

16、的大气蒸发能力，与降水量大小关系不大，其影响因素是气温、日照、辐射、风速等。陆面蒸发：某一地区或流域内河流、湖泊、塘坝、沼泽等水体蒸发、土壤蒸发以及植物蒸腾量的总和，即陆地实际蒸发量。受蒸发能力和降水条件两大因素的制约。受蒸发能力和降水条件两大因素的制约。干旱指数 第28页，本讲稿共76页二、地下水资源的形成与运动规律1.地下水的形成1）岩石的空隙性是地下水形成的（基本条件）孔隙、裂隙、溶隙：岩石中的孔隙，必须依一定的方式连接起来构成空隙网络，才能成为地下水有效的储容空间和运移通道。（1）孔隙松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。颗粒或颗粒集合体之间颗粒或颗粒集合

17、体之间的空隙，称为孔隙。的空隙，称为孔隙。岩石中孔隙体积的大小是影响其储容地下水岩石中孔隙体积的大小是影响其储容地下水能力大小的重要因素。能力大小的重要因素。孔隙度孔隙度 指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。n=Vn/V100%n=Vn/V100%第29页，本讲稿共76页第30页，本讲稿共76页孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。影响孔隙度。第31页，本讲稿共76页自然界中并不存在完全等粒的岩石，分选程度

18、愈差，颗粒大小愈悬殊的松散岩石，孔隙度便愈小。粘土的孔隙度往往可以超过上述理论上最大孔隙度值。这是因为粘土颗粒表面常带有电荷。孔隙大小对地下水运动影响很大。孔隙通道最细小的部分为孔喉，最宽大的部分为孔腹。第32页，本讲稿共76页坚硬的岩石，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩，一般坚硬的岩石，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩，一般不存在或只保留一部分颗粒之间的孔隙，而主要发不存在或只保留一部分颗粒之间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。裂隙：裂隙：分为岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙分为岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙 裂隙率裂隙率 裂隙率（裂隙率（K Kr r

19、）是裂隙体积（）是裂隙体积（V Vr r）与包括裂隙）与包括裂隙在内的岩石体积（在内的岩石体积（V V）的比值。）的比值。Kr=Vr/V100 Kr=Vr/V100(2)裂隙第33页，本讲稿共76页按成因：风化裂隙水成岩裂隙水构造裂隙水按埋藏条件：面状裂隙水层状裂隙水脉状裂隙水第34页，本讲稿共76页 可溶的沉积岩，如岩盐、石膏等，在地下水溶蚀下可溶的沉积岩，如岩盐、石膏等，在地下水溶蚀下产生的空洞称为溶穴或喀斯特。产生的空洞称为溶穴或喀斯特。岩溶率岩溶率 溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。K Kk k=V=Vk k/V 100/V 100岩溶

20、发育极不均匀：大者可宽达数百米、岩溶发育极不均匀：大者可宽达数百米、高达数十米高达数十米乃乃至上百米、长达数十公里或更多；至上百米、长达数十公里或更多；小的只有几毫米直径。并且，往小的只有几毫米直径。并且，往往在相距极近处岩溶率相差极大。往在相距极近处岩溶率相差极大。可以从小于可以从小于1 1几十之间变化。几十之间变化。（3）溶穴第35页，本讲稿共76页不同空隙网络的特点松散岩石中的空隙赋予地下水的分布与流动比较均匀；坚硬岩石中的裂隙赋予地下水的分布与流动往往不均匀；可溶岩石中的溶隙赋予地下水的分布与流动极不均匀。第36页，本讲稿共76页2）岩石中水的存在形式 结合水结合水 重力水重力水 毛细

21、水毛细水 气态水和固态水气态水和固态水 第37页，本讲稿共76页颗粒表面的结合水膜颗粒表面的结合水膜 第38页，本讲稿共76页 （1 1）结合水结合水 受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水称为结合水称为结合水 （2 2）重力水重力水 距离固体表面更远的那部分水分子，重力影响大于距离固体表面更远的那部分水分子，重力影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力影响下固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力影响下运动，这部分水就是重力水。运动，这部分水就是重力水。（3 3）毛细水毛细水 松散岩石中细小的毛细孔道构成毛细管，因此地下松散岩石中细小的毛

22、细孔道构成毛细管，因此地下水面以上的包气带中广泛存在毛细水。分为支持毛水面以上的包气带中广泛存在毛细水。分为支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。（4 4）气态水、固态水及矿物中的水。气态水、固态水及矿物中的水。第39页，本讲稿共76页 3）含水层与隔水层l l含水层和隔水层的划分是相对的。含水层和隔水层的划分是相对的。l l形成含水层的基本条件为：形成含水层的基本条件为：岩层具有能容纳重力水的空隙岩层具有能容纳重力水的空隙 地质条件地质条件 补给来源补给来源l l含水层类型含水层类型第40页，本讲稿共76页含水层(aquifer)：给出并透过相当水量的岩土层。隔水

23、层(aquiclude)：不透水但可含水的岩土层。滞水层：弱透水的岩土层。（注意发生越流时透水量相当大，这时把它称为隔水层就不合适）含水层的形成条件：岩土层有较大空隙；为隔水层所限；有充足的补给来源。第41页，本讲稿共76页严格的讲自然界并不严格的讲自然界并不存在绝对不发生渗透存在绝对不发生渗透的岩石。的岩石。只不过某些只不过某些岩石的渗透性特别的岩石的渗透性特别的低。从这个角度讲，低。从这个角度讲，岩石是否透水还取决岩石是否透水还取决于时间尺度。于时间尺度。第42页，本讲稿共76页含水层类型表划分依据划分依据含水层类型含水层类型特征特征空隙类型空隙类型孔隙含水层孔隙含水层地下水储存在松散孔隙

24、介质中地下水储存在松散孔隙介质中裂隙含水层裂隙含水层地下水储存坚硬岩石的各种裂隙中地下水储存坚硬岩石的各种裂隙中岩溶含水层岩溶含水层地下水储存可溶岩石的各种溶隙中地下水储存可溶岩石的各种溶隙中埋藏条件埋藏条件潜水含水层潜水含水层含水层上面为不隔水层，直接与包气带相接含水层上面为不隔水层，直接与包气带相接承压含水层承压含水层含水层上面存在稳定隔水层，水有承压性含水层上面存在稳定隔水层，水有承压性渗透性能渗透性能空间变化空间变化均质含水层均质含水层各个部位及不同方向渗透性相同各个部位及不同方向渗透性相同非均质含水层非均质含水层各个部位及不同方向渗透性变化各个部位及不同方向渗透性变化第43页，本讲稿

25、共76页4 4）地下水分类）地下水分类l l按空隙性划分：孔隙水、裂隙水、岩溶水按空隙性划分：孔隙水、裂隙水、岩溶水l l按埋藏条件分：上层滞水、潜水、承压水按埋藏条件分：上层滞水、潜水、承压水第44页，本讲稿共76页 地表以下一定深度上，岩石中的空隙被重力水所充满，地表以下一定深度上，岩石中的空隙被重力水所充满，形成地下水面。地下水面以上称为包气带；地下水面以形成地下水面。地下水面以上称为包气带；地下水面以下称为饱水带。下称为饱水带。包气带包气带 1 1）包气带自上而下分为土壤水带、中间带、毛细水带。包气带自上而下分为土壤水带、中间带、毛细水带。2 2）包气带水来源于大气降水的入渗，地表水的

26、渗漏，由包气带水来源于大气降水的入渗，地表水的渗漏，由地下水面通过毛细上升输送的水分。以及地下水蒸发形地下水面通过毛细上升输送的水分。以及地下水蒸发形成的气态水。成的气态水。3 3）包气带的含水量及其水盐运动受气象因素影响极为显著。包气带的含水量及其水盐运动受气象因素影响极为显著。4 4）包气带是饱水带与大气圈、地表水圈联系必经的包气带是饱水带与大气圈、地表水圈联系必经的通道。通道。包气带和饱水带第45页，本讲稿共76页饱水带 饱水带岩石孔隙全部为液态水充满。饱水带中的水体是连续分布的，能够传递静水压力，在水头差的作用下，可以发生连续运动。第46页，本讲稿共76页地下水埋藏类型第47页，本讲稿

27、共76页第48页，本讲稿共76页上层滞水(perch ground water)包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水.特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定。工程意义：常始料不及涌入基坑。供水意义不大。在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆.第49页，本讲稿共76页潜水(phreatic water)(phreatic water)1砂层 2隔水层 3含水层4潜水面 5基准 面 埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大。潜水面形状受地形影响。第50页，本讲稿共76页潜水与地表水

28、的关系潜水补给河流潜水补给河流河流补给潜水河流补给潜水单侧补给单侧补给第51页，本讲稿共76页充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。A A补给区补给区 B B承压区承压区 C C排泄区排泄区承压水(pressure water)第52页，本讲稿共76页承压含水层局部H1初见水位 H2承压水位H承压水头 h承压水位埋深 特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。富水性好的承压水层是理想的供水水源。第53页，本讲稿共76页潜水与承压水的相互转化在自然与人为条件下，潜水与承压水经常处于相互转化之中。显然除了构造封闭条件下与外界没有联系

29、的承压含水层外，所有承压水最终都是由潜水转化而来；或由补给区的潜水侧向流入，或通过弱透水层接受潜水的补给。第54页，本讲稿共76页第55页，本讲稿共76页地下水的循环地下水的循环是指地下水的补给，径流与排泄过程。地下水以大气降水，地表水，人工补给等各种形式获得补给，在含水层的岩土介质中流过一段路程，然后又以泉、蒸发等形式排出地表，如此周而复始的过程便叫做地下水的循环。第56页，本讲稿共76页地下水的补给大气降水的补给：地下水的主要补给方式 大气圈中的水以大气降水的形式(主要包括雨、雪、露水等)降至地表，一部分变为地表径流，或蒸发后回至大气圈，另一部分别经过包气带向下入渗补给含水层。我国西北干旱

30、地区的山前地带主要靠山区融雪补给地下水。地表水的补给 地表水体指的是河流、湖泊、水库与海洋等，地表水体有可能补给地下水，也可能排泄地下水，这主要取决于地表水的水位与地下水位之间的关系。第57页，本讲稿共76页5 5）地下水循环）地下水循环 补给来源：大气降水、地表水的渗入、水汽凝结、人工补给来源：大气降水、地表水的渗入、水汽凝结、人工补给补给 排泄方式：泉、河流、蒸发、人工排泄排泄方式：泉、河流、蒸发、人工排泄 地下径流率地下径流率MM：1km1km2 2含水层面积上的地下水流量含水层面积上的地下水流量（mm3 3/skm/skm2 2）第58页，本讲稿共76页2.2.地下水运动的特点及其基本

31、规律地下水运动的特点及其基本规律1)1)运动特征运动特征l l流速迟缓、层流和紊流并存、非稳定流、缓变流流速迟缓、层流和紊流并存、非稳定流、缓变流 2)2)基本规律基本规律线性渗透定律（达西定律）（线性渗透定律（达西定律）（）或或非线性渗透定律（哲才公式）非线性渗透定律（哲才公式）()()或或混合流（斯姆莱公式）混合流（斯姆莱公式）第59页，本讲稿共76页地下水的运动 渗透流速V=Q/A 实际流速u=Q/A Vu渗流过水断面A第60页，本讲稿共76页第61页，本讲稿共76页3.2 地表水资源量评价 一、水资源的分区分区原则 区域地理环境条件的相似性与差异性区域地理环境条件的相似性与差异性 流域

32、完整性流域完整性 行政与经济区划界线行政与经济区划界线 与其它区尽可能协调与其它区尽可能协调 分区方法 根据气候、地质条件分区根据气候、地质条件分区 根据天然流域分区根据天然流域分区 根据行政区划分区根据行政区划分区 二、地表水资源量评论的内容第62页，本讲稿共76页三、河流径流计算（略）四、分区地表水资源量评价1 1）区内河流有水文站控制）区内河流有水文站控制2 2）区内无水文站控制：推算）区内无水文站控制：推算五、地表水资源时空分布特征l l地区分布特征：河流径流的等值线图地区分布特征：河流径流的等值线图 l l径流量的年际变化：径流量的年际变化：c cv v、极值比、丰枯周期、极值比、丰

33、枯周期 l l径流的年内分配径流的年内分配 六、可利用地表水资源量估算 利用量：利用量：推算：蓄水工程、引水工程、提水工程推算：蓄水工程、引水工程、提水工程第63页，本讲稿共76页3.3 地下水资源量评价 一、地下水资源的分类一、地下水资源的分类1.1.资源与储量资源与储量l l资源：来自水文学，强调使用价值，包括质与量两个方面资源：来自水文学，强调使用价值，包括质与量两个方面 l l储量：来自矿产地质学储量：来自矿产地质学 2.2.国内外地下水资源分类国内外地下水资源分类l l我国：我国：早期：静储量、动储量、调节储量、开采储量早期：静储量、动储量、调节储量、开采储量 1988 1988：补

34、给量、储存量、允许开采量：补给量、储存量、允许开采量 1995 1995：能利用资源、尚难利用的资源：能利用资源、尚难利用的资源 l l前苏联：同我国早期前苏联：同我国早期 l l美国：安全开采量、持续开采量、最佳开采量美国：安全开采量、持续开采量、最佳开采量 第64页，本讲稿共76页3.地下水资源分类的国家标准（表36）l l补给量：单位时间进入含水层中的水量补给量：单位时间进入含水层中的水量 越流补给越流补给l l储存量：存在于含水层内的重力水体积储存量：存在于含水层内的重力水体积 l l可利用资源：具有现实意义的地下水资源可利用资源：具有现实意义的地下水资源 l l尚难利用的资源：具有潜

35、在经济意义的地下水资源尚难利用的资源：具有潜在经济意义的地下水资源 允许开采量分级：5级l lA A级：扩建勘探级：扩建勘探 l lB B级：探测阶段级：探测阶段 l lC C级：详查阶段级：详查阶段 第65页，本讲稿共76页越流补给示意图 深部与浅层含水层之间的隔水层中若有透水的深部与浅层含水层之间的隔水层中若有透水的“天窗天窗”或由于受断层的影响，使上或由于受断层的影响，使上下含水层之间产生一定的水力联系时，地下水使会由水位高的含水层流向并补给水下含水层之间产生一定的水力联系时，地下水使会由水位高的含水层流向并补给水位低的含水层。有时上下含水层之间的透水层中虽然没有位低的含水层。有时上下含

36、水层之间的透水层中虽然没有“天窗天窗”等通道，但由于等通道，但由于隔水层有弱透水能力，这时若两含水层之间水位相差较大时，也可通过弱透水层进隔水层有弱透水能力，这时若两含水层之间水位相差较大时，也可通过弱透水层进行行越流补给越流补给。第66页，本讲稿共76页二、地下水资源评价的内容、原则与一般程序 1.评价内容l l地下水资源评价地下水资源评价 l l地下水水质评价地下水水质评价 l l开采技术条件评价开采技术条件评价 l l开采后果评价开采后果评价 2.评价原则l l“三水三水”转化，统一考虑与评价的原则转化，统一考虑与评价的原则 l l利用储存量以丰补欠的调节平衡原则利用储存量以丰补欠的调节

37、平衡原则 l l考虑人类活动，化害为利的原则考虑人类活动，化害为利的原则 l l不同目的和不同水文地质条件区别对待的原则不同目的和不同水文地质条件区别对待的原则 l l技术、经济、环境综合考虑的原则技术、经济、环境综合考虑的原则 第67页，本讲稿共76页三、地下水资源补给量（三、地下水资源补给量（QbQb）和储存量（）和储存量（WW）计算）计算1.1.地下水流流入量（侧向补给量）地下水流流入量（侧向补给量）2.2.降水渗入补给量降水渗入补给量3.3.河、渠渗入补给量河、渠渗入补给量 第68页，本讲稿共76页4.灌溉水渗入补给量l l采用地下水位资料计算：采用地下水位资料计算：l l利用灌溉定额

38、计算：利用灌溉定额计算：5.相邻含水层垂向越流补给量6.容积储存量（Wv）7.承压含水层的弹性储存量第69页，本讲稿共76页四、地下水资源允许开采量计算1.方法选择与计算程序1 1）允许开采量计算的主要特点）允许开采量计算的主要特点 近代数学方法和模型技术引入，使得评价方法日趋完近代数学方法和模型技术引入，使得评价方法日趋完善和多样化善和多样化 系统理论和模型技术的引入，使得认识过程由定性系统理论和模型技术的引入，使得认识过程由定性定量定量定性不断深入定性不断深入 水文地质概念模型应用水文地质概念模型应用+数值法，提高了勘探信息的利数值法，提高了勘探信息的利用率和计算精度用率和计算精度 2 2

39、）评价方法：解析法、数理统计分析法、水文分析、）评价方法：解析法、数理统计分析法、水文分析、开采试验法开采试验法 3 3）计算方法选择：表）计算方法选择：表37 37 4 4）数学模型选择的合理性的两个衡量标准）数学模型选择的合理性的两个衡量标准 5 5）评价程序：图）评价程序：图36 36 第70页，本讲稿共76页2.解析法l l定义：用相应的井（渠）流解析公式计算允许开采量定义：用相应的井（渠）流解析公式计算允许开采量 l l适用范围：边界条件简单的地区适用范围：边界条件简单的地区 3.数值法1 1）定义：按分割近似的原理，用离散化方法将求解非）定义：按分割近似的原理，用离散化方法将求解非

40、线性偏微分方程问题转化为求解线性方程问题，摆脱线性偏微分方程问题转化为求解线性方程问题，摆脱了解析解在求解中的种种严格理想化要求了解析解在求解中的种种严格理想化要求2 2）适用范围：水文地质条件复杂的大型水源地区）适用范围：水文地质条件复杂的大型水源地区第71页，本讲稿共76页3 3）数学模型的选择）数学模型的选择泛定方程：泛定方程：初始条件：初始条件：边界条件：边界条件：第72页，本讲稿共76页4）水文地质条件概化5）计算域的离散6）模型的识别与检验7）允许开采量的数值预报4.开采试验法定义：用探采结合的办法，直接开凿勘探生产井，按开采条件（包括布井方案、开采降深、和开采量）进行一至数月的抽

41、水试验，以其稳定的抽水量直接确定开采量适用范围：需水量不大，水文地质条件复杂，一时难以查清补给条件，又急需做出评价的地区 第73页，本讲稿共76页稳定开采试验状态动水位历时曲线图第74页，本讲稿共76页非稳定状态动水位历时曲线图第75页，本讲稿共76页思考题思考题 二二1.1.河流径流的补给形式有哪些？径流的时空分布有何特点？2.2.蒸发有哪两种形式，有何影响因素？3.3.岩石中水的存在形式。4.4.地下水按埋藏条件可分为几类，各有何特点。5.5.地下水的补给来源和排泄方式。6.6.地表水资源量评价的分区原则和评价内容。7.7.地下水允许开采量的5个等级。8.8.地下水资源量评价的内容和主要特点。9.9.如何描述开采试验的稳定状态。第76页，本讲稿共76页