1、城市水资源规划与评价,URBAN WATER PLANNING AND ASSESSMENT,水资源评价,Chapter 5,本章内容,水资源评价的概念及分类,地下水资源计算,水资源可利用量,区域水质分析评价,区域水资源总量计算,地表水资源计算,区域水资源评价指标,中华人民共和国水法(2002年10月1日起施行),水资源评价导则 SL/T238-1999,5.1 水资源评价的概念及分类,第一次全国水利普查：2010年至2012年 普查对象：我国境内的所有江河湖泊、水利工程、水利机构以及重点社会经济取用水户。 普查内容： 河流湖泊及水利工程的基本情况：数量、分布、自然和水文特征等； 经济社会用水
2、情况：流域人口、耕地、灌溉面积以及城乡居民生活和各行业用水量、水费等； 河流湖泊治理和保护情况：治理达标状况、水源地和取水口监管、入河湖排污口及废污水排放量等； 水土保持情况：水土流失、治理情况及其动态变化等； 水利行业能力建设情况：各类水利机构的性质、从业人员、资产、财务和信息化状况等。,通常指水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件的分析评定，是水资源的合理开发、管理和保护的基础，也是国家和地区水资源有关问题的决策依据。,评价的对象,质量,时空分布特征,开发利用条件,数量,水资源数量评价,1,水资源质量评价,2,水资源开发利用及其影响评价,3,降水 蒸发 径流 地表水资源 地下水资源
3、 水资源总量,河流泥沙 天然水化学特征 水污染状况,水资源供用水情况调查分析 水资源开发利用对环境的影响,基础水资源评价,预测和评价研究区域现状及未来经济社会发展条件下水资源供需的变化和发展、水资源供需的协调与矛盾。,一般情况下，研究四个水平年的水资源供需情况：,（1）基准年（现状水平年）：水资源的现状情况进行评价，以某一年为标准。 （2）近期水平年：一般为基准年后的5-10年。近期的水资源供需分析是与区域的经济和社会发展的年度和五年计划相适应，并为其提供依据，要求有一定的精度。 （3）中期水平年：一般为基准年后的15-20年，水资源评价的精度要差一些。 （4）远期水平年：一般为基准年后的30
4、-50年，评价的精度将会更差一些。,评价区的范围 评价区范围大：水资源组成及相互转化、水资源供需关系都比较复杂； 评价区范围小：评价的深度和精度都要求比较高,利于区分水资源要素在地区间的差异、揭示各地区水资源供需的特点和矛盾，同时有利于资料的收集、分析及成果的校核。,水文气象特征和自然地理条件相近，基本上能反映水资源的地区差别。 同一分区内水资源的变化：具有最大相似性； 不同分区内水资源的变化：具有最大差异性； 尽量按流域水系划分，保持大江大河干支流的完整性。 结合流域规划、水资源合理利用和供需平衡分析及总水资源量的估算要求，兼顾水资源开发利用方向，保持供排水系统的连贯性。,计算分区,成果汇总
5、分区,流域水系分区,行政区域分区：省(自治区、直辖市)为一级区,一级区：十大流域片 二级区：80个 三级区：214个,计算单元,根据产汇流条件的差异来划分，还要充分考虑水文资料的情况，即既满足产汇流条件一致又兼顾水文资料符合精度要求。,再 细 化,全国水资源评价一级区（按流域划分）,全国水资源分区情况表,全国水资源一级分区面积对照表,定义：地球上任一区域在一定时段内，进入的水量与输出的水量之差等于该区域内的蓄水变化量。,水量平衡方程：Q补- Q排=Q储,P=R+E+Ug+V,水量平衡原理,P-降水量，R-河川径流量，E-总蒸发量；Ug-地下潜流量，V-蓄水变量,通常，多年平均条件下区域蓄水变化
6、量可以忽略不计，即V=0，,P=R+E+Ug,河川径流量 R=Rs+Rg，而,地下水资源量 Q=Rg+Ug,水资源总量 W=R+Q-Rg,返回目录,5.2 地表水资源量计算,评价内容,地表水资源评价的内容,评价对象,降水量 蒸发量 河川径流量,数量 时空分布特点,一、降水量,1,绘制多年平均降雨量及降雨量变差系数等值线图,3,研究降水量的年内变化，推求其多年平均及不同频率代表年的年内分配过程,2,研究降水量的年际变化，推求区域不同频率代表年的年降水量,具体内容包括三个方面：,评 价 流 程,2. 资料的审查,3. 资料的插补延长,4. 降水量参数等值线图的绘制,5. 区域多年平均及不同频率年降
7、水量计算,6. 区域年降水量的年内分配,7. 分析成果,1. 资料的收集,准备工作,分析计算,了解并收集研究区域内水文站、雨量站、气象站的降雨资料； 收集具有长系列的外围站降雨资料，了解研究区外围降雨量分布情况，以正确绘制边界地区的等值线图； 认真核对摘录的资料，对资料来源予以注明，如站址的迁移，两站的合并以及审查意见等； 选择适当比例尺地形图作为工作底图； 收集以往有关的分析研究成果，作为统计分析、编制审查等值线图等的重要参考资料,主要包括,可靠性,特大、特小值，及建国前的资料重点审查,一致性,站点的一致性、整编方法等一致性,代表性,分析不同系列长度资料的EX、Cv的稳定性和丰枯周期的变化,
8、三性检查,系列是否足够长，能否反映总体,人类活动的影响以及气候环境的变化，检验是否来自同一总体,代表性分析：一般可选40年以上的长系列年限，向前计算不同时段（n=15,20,24,30,40等）的均值和Cv，并与长系列计算值比较，分析其稳定性,当n=24年时，均值较差不超过士5%的站占全部雨量站的75%，Cv值较差不超过士10%的站占全部雨量站的50%； 当n30时，均值和Cv值都有较大的改善，均值较差均在士5%以内，Cv值较差不超过士10%的站占全部雨量站的比例均为75%。, 直接移用 算术平均法 等雨量线法 相关分析法,分析代表站的选择,Step 1,Step 2,Step 3,Step
9、4,年降雨量统计参数的计算,降水量参数等值线图的绘制,等值线图的合理性分析, 一般选择资料质量好、实测年限较长、面上分布均匀和不同高程的测站作为代表站，分析代表站选定后，尽可能多的、搜集分析代表站的降雨量资料； 降水资料主要来源于水文年鉴、水文图集、水文资料、水文特征值统计以及有关部门编写的水文、气象分析研究报告等。,分析代表站的选择,Cv值反映系列各值相对于系列均值的离散程度，即可反映河川径流在多年的变化情况。在我国，南方流域的Cv值小于北方流域；大流域的Cv值小于小流域。Cs值反映系列各值在均值两边的对称程度。它大约是Cv值的2-3倍。,年降雨量统计参数的分析,多年平均降水量,年降水量变差
10、系数Cv,年降水量偏态系数Cs,统计参数,绘图前了解本地降水成因、地形特点及其对成雨条件的影响，还应搜集以往水文资料的分析成果，弄清降水分布趋势和量级变化，为绘制等值线图提供参考依据。 将分析计算的各站的降水量统计参数EX和Cv值，分别标注在带有地形等高线的工作底图的站址处 按“主要站为控制、一般站为依据、参考站作参考”的原则勾绘等值线图,降水量参数（均值、变差系数）等值线图的绘制,牤牛河流域1956-2007年多年平均降水量等值线图,检查绘制的等值线图是否符合自然地理因素对降水量影响的一般规律。一般规律如：靠近水汽来源的地区年降水量大于远离水汽来源的地区；山区降水量大于平原区；迎风坡降水量大
11、于背风坡；高山背后的平原、谷地降水量一般较小；降水量大的地区Cv值相对较小。 检查绘制的等值线与邻近地区的等值线是否衔接。 检查等值线图与陆面蒸发量、年径流深等值线图之间是否符合水量平衡原则。, 等值线图的合理性分析,方法一：区域年降水量系列直接计算法（资料充足时）,（1）根据实测年降水量资料，采用算术平均或面积加权平均法计算，得到历年区域年降水量系列。 （2）对该系列进行频率计算，即可求取区域多年平均的年降水量及不同频率的区域年降水量。,某地区各站及全区的年降水量分析成果表,由EX、Cv、CS查P-III得不同频率p的模比系数KP，,方法二：降雨量等值线图法（适用于实测资料短缺的较小区域）,
12、（1） 区域降水量等值线图的转绘与补充：小比例尺转大比例尺,（2） 区域多年平均降水量的计算,（3） 区域不同频率的年降水量计算,PFP是频率为p的区域年降水量。, 降水量百分率及其出现月份分区图：选择一些实测资料系列较长且分布均匀的测站，分析其多年平均连续最大4个月降水量占多年平均年降水量百分率 各代表站不同频率的降水量年内分配 （典型年的选择：年雨量相当原则，年内分配偏不利的情况）,雨量站分布图 选用雨量站观测年限，站网密度表 选用站降水量统计表 多年平均年降水量等值线图 多年降水量变差系数Cv等值线图 多年降水量偏差系数Cs与变差系数Cv比值分区图 多年平均连续最大4个月降水量占全年降水
13、量百分率图 主要测站典型年降水量月分配表,返回节目录,蒸发量是水量平衡要素之一，它是特定地区水量支出的主要项目。分析计算时要研究的内容包括水面蒸发和陆面蒸发。,二、蒸发量,水面蒸发,蒸 发,陆面蒸发,返回节目录,水面蒸发是反映当地大气蒸发能力的一个指标。水面蒸发量的大小除受温度、湿度和风速等因素影响外，还受蒸发器型式、尺寸、结构和制作材料及周围地形等因素的影响。,研究水面蒸发器折算系数,绘制多年平均年水面蒸发量等值线图,两点要求,研究水面蒸发器折算系数,水面蒸发折算系数是指天然大水面蒸发量与某种型号水面蒸发器同期蒸发量的比值。,我国水利部门用于水面蒸发观测的仪器型号，主要是E-601和80、2
14、0型蒸发器。各种蒸发器性能不同，测得的水面蒸发量也不相同。由于边界效应，同样气象条件下蒸发皿口径越小，其蒸发量越大，因此，将蒸发器测得的水面蒸发量换算为大气水体的水面蒸发时，应乘以小于1的折算系数。不同型号的蒸发折算系数相差很大，同型号的蒸发折算系数也随时间、空间而变化。时间上，年内有季节性变化，一般呈秋高春低型；空间上，我国的水面蒸发折算系数存在从东南沿海向内陆逐渐递减的趋势。一般认为E-601型测得的年水面蒸发量接近大气水体的蒸发量，并将其他类型折算为E-601型的蒸发量。,分析代表站的选择,等值线图的绘制,水面蒸发量资料的统一,图的绘制及合理性分析,施测年限长，精度高，分布均匀，蒸发皿型
15、号E601或80cm,各代表站不同型号的年水面蒸发资料统一为同一型号,将各站E601多年平均年平均蒸发量注在工作底图的站址处，分析气候及下垫面因素对水面蒸发的影响,绘制多年平均年水面蒸发量等值线图,牤牛河流域1956-2007年水面蒸发量的均值等值线图,返回,陆面蒸发是指特定区域天然情况下的实际总蒸发量，又称流域蒸发。它等于地表水体蒸发、土壤蒸发、植物散发量的总和。,陆面蒸发量的估算,绘制多年平均年陆面蒸发量等值线图,两点要求,基于水热平衡原理的经验公式法,流域水量平衡方程式的间接估算法：,闭合流域,陆面蒸发量的估算,方法一：,方法二：,由于流域下垫面情况复杂，影响陆面蒸发的因素很多，经验公式
16、的参数率定难度很大，因此，此法只能作为参考。,资料的选用,等值线图的绘制,分析多年平均年陆面蒸发地区分布规律,等值线图的绘制,选择足够数量的代表性流域。多年平均年降水量减去多年平均年径流量求得各流域形心处的单站多年平均年陆面蒸发量,南方湿润地区，与多年平均年水面蒸发量等值线有相近的分布北方干旱区与多年平均年降水量的地区分布相近,以代表性流域水量平衡求得的点据为控制，以交叉点基于水热平衡原理经验公式得出的点据为参考,绘制多年平均年陆面蒸发量等值线图,返回,1,绘制多年平均年径流深及变差系数的等值线图,3,研究径流量的年内变化，推求其多年平均及不同频率代表年的年内分配过程,2,研究径流量的年际变化
17、，推求区域不同频率代表年的年径流,具体内容包括三个方面：,三、河川径流量, 收集研究区内及其外围有关水文站历年月、年流量资料，以及以往的有关整编、分析计算结果； 收集自然地理资料，并收集流域的工程情况、规划资料等； 收集大中型水库的有关资料，如水位，水位-容积，面积关系曲线，进出库流量等； 调查工、农业用水，并了解灌区的基本情况； 水文站考证资料；包括测站变革、迁移、变更、撤销、断面控制条件等,主要包括,注意：对资料的审查和合理性检查应贯穿于整个工作的各个环节，如资料抄录，插补延长、分析计算和等值线绘制等环节。,可靠性,一致性,代表性,三性检查,月径流量的插补延长 （1）有水位资料无径流，用相
18、近年份的水位流量关系推求流量 （2）汛期月径流量的插补水位流量关系法 相关分析法：上下游站或相邻流域月径流相关法，月降雨量月径流量相关法 （3）非汛期月径流量的插补用缺省月份的多年平均值代替 上下游月流量相关法,年径流量的插补延长 （1）流域平均年降水量与年径流量的相关分析 （2）上、下游站年径流量的相关分析 （3）与邻近流域年径流量的相关分析 （4）汛期流量与年径流量的相关分析,水资源评价,天然状态下的年径流量,why,将受人类活动调蓄和消耗的这部分径流量回加到实测值中，称为年径流的还原计算。,定义,依据,水量平衡,方法,调查与分析相结合,资料系列具有一致性,收集相关资料,还原公式,包括工农
19、业（灌区耗水）用水（地表水部分）、水库蓄水变量，水库蒸发损失、水库渗漏、跨流域引水及河道分洪量等。,Wn还原后的天然水量，Wm 水文站实测水量；Wres 水库渗漏量； Wirr 灌溉耗水量；Wind 工业耗水量；Wfd 河道分洪水量； Wret 计算时段始末水库蓄水变量， Wree 库水面蒸发量和相应陆面蒸发量的差值； Wdiv 跨流域引水增加或减少的测站控制水量；,合理性检查,还原的原则,凡有观测资料的，采用观测资料计算还原水量 无观测资料，可调查分析进行估算 按资料系列逐月、逐年的还原 按河系自上而下，水文站控制断面分段进行，而后累积计算 引用河水与地下水应分开，还原时只计算河川径流部分,
20、工业、农业等用水的合理性检查 还原后的年径流量进行上下游，干支流和地区间的平衡分析 对比分析还原前后降雨径流关系,多年平均年径流深及变差系数等值线图的绘制,多年平均年径流深等值线图,年径流的空间分布,前面所讲的是单站径流量分析计算成果，代表了径流站以上汇水区域的河川径流量，而评价区域往往不是一个径流站的汇水区域，也就是说评价区域是非完整流域，一般包含一个或几个不完整水系的特定行政区。,基本思路： 在研究区域内，选择一个或几个位置适中、实测径流资料系列较长并有足够精度、产汇流条件有代表性的站作为代表站； 计算代表站逐年及多年平均年径流量和不同频率的年径流量； 然后根据径流形成的相似性，把代表站的
21、计算成果按面积比或综合修正的办法推广到整个研究区域，从而推算出区域多年平均及不同频率的年径流量。,a. 单一代表站,单一代表站控制流域与研究区域示意图,式中：W区为研究区域的年径流量，W代为代表站控制区域的年径流量，F区和F代分别为研究区域和代表站控制区域的面积。,b. 多个代表站,多个代表站控制流域与研究区域示意图,将研究区分为若干个子区（计算单元），每个子区有一代表站，分区计算然后汇总。,c.代表站代表性不理想,无论是一个代表站还是多个代表站，前面都只是考虑面积对年径流的影响。但是若当地理条件相差较大时，应该考虑一些对产水量有影响的指标，如降雨量来进行修正。则上面两个公式可以改写为：,以上
22、三种方法计算得到的W区是研究区域的年径流量，这就构成了区域的年径流系列，进行频率计算，就可以推求研究区域多年平均年径流量及不同频率的年径流量。,多个代表站的情况,一个代表站的情况,多年平均径流深等值线图,基本思路：根据多年平均年径流深等值线图和年径流深变差系数Cv等值线图，量算和插值求出本区域多年平均的年径流深和变差系数，由此求得不同频率代表年的年径流量。,在Cv等值线图上，以研究区域形心的Cv值作为区域年径流的Cv值，查P-III得模比系数KP，得到频率为p的区域年径流深RFP, 区域不同频率的年径流量计算, 区域多年平均年径流深（量）的计算面积加权, 多年平均径流深及Cv等值线图的转绘与加
23、密：小比例尺转大比例尺,具体步骤,适用范围：评价区域内水文测站稀少，且缺乏实测径流资料的情况，只要根据评价区及更大范围内水文站实测资料能绘出包括评价区在内的径流深等值线图。当评价区面积较小，又无水文站实测资料时，可以用评价区所在流域或地方（省）所整编的年径流深等值线图。,适用于研究区域内具有长期年降水资料，但缺乏实测年径流资料的情况。,具体步骤,选择与研究区域气候和下垫面条件接近的代表站流域，该代表流域需具有充分的实测降水资料和径流资料。 分析计算代表流域的逐年降水量P(mm)和逐年径流深R(mm)。 建立代表流域年降水径流关系图 根据研究区域逐年实测的降水量在降水径流关系图上查的逐年径流深
24、径流深乘以研究区域面积得到该区的逐年年径流量 通过频率分析计算，求出研究区域的多年平均年径流量和不同频率的年径流量,在研究区域上，选择具有实测降水径流资料的代表站，建立降雨径流模型（新安江、坦克、斯坦福等模型）。,此外，在缺测资料地区还可以用区域水量平衡法、水热平衡法、年径流统计参数图法等估算评价区的年径流系列或多年平均年径流量。,表 征 方 法,各代表站年径流量变差系数Cv值、Cs/Cv比值统计表,绘制Cv值等值线图、绘制Cs/Cv比值分区图,不同频率年径流量统计表,（2）多年平均连续最大4个月径流百分率（图） 即连续最大4个月的径流总量占多年平均径流量的百分数。,表 征 方 法,（1）多年
25、平均月径流过程 通常采用月径流量多年平均值与年径流量多年平均值之比值的柱状图或过程线的年内分配表示。,（3）代表站不同频率年径流量月分配过程统计表（典型年法） 典型年的选择原则是使典型年某时段径流量接近于某一统计频率相应时段的径流量，且其月分配形式不利于用水部门的要求和径流调节。选出典型年后对其进行同倍比放缩求出设计年相应频率的径流年内分配过程。,年内分配特征：多年平均最大4个月径流量占全年径流量的百分率各种典型年(多年平均、不同频率)径流量月分配过程统计表,空间分布：区域年径流系列的均值等值线图Cv值等值线图Cs/Cv比值分区图,年际变化特征：区域年径流系列的统计参数有均值、Cv值和Cs/C
26、v值相应于不同保证率的设计年径流量。,返回节目录,山丘区地表水资源计算方法（按流域水系划分计算单元） 有水文站控制的河流：按实测径流还原后的同步系列资料推求多年平均径流量，再加上或减去水文站至出口由等值线或水文比拟法计算出的产水量没有水文站控制的河流：只要有山区集水面积的，可用等值线图或水文比拟法估算出年径流量。,平原区地表水资源计算方法（按排水系统并结合供需情况分区）在分析计算条件许可的情况下，可仿照山丘区方法进行。但是对于平原水网地区，人类活动及城市化进程，使得河川径流的还原计算难度增加，因此，应建立水文模型进行计算。,返回目录,地下水：指赋存于饱水岩空隙中的重力水。主要包括浅层潜水和深层
27、承压水。,5.3 地下水资源量计算,深层承压水只能酌情开采，作为后备水源，而浅层地下水和降水及地表径流联系密切，补给容易，开采方便。所以逐年可得以补给的浅层地下水是地下水评价的主要对象。,地下水资源量：指对于具有开采利用价值的地下水的各种数量和质量的总称。,地下水资源，既不同于固体矿产资源，也不同于地表水资源，有它自己的特点。可以概括为系统性、流动性、可恢复性、可调节性等四个方面的特点。 （1）系统性 所谓系统性，是指由一定的地质结构组织而成的、具有密切水力联系的统一整体。 大到整个地下水资源，小到一个地下水盆地都可以看作系统。一个地下水盆地是由若干个含水层、隔水层、弱透水层（弱含水层）等组成
28、，其中的地下水是相互联系相互作用的。该盆地的地下水系统又是全流域地下水系统的一个子系统。,（2）流动性地下水资源是流体，在补给、径流、排泄的过程中，不断循环流动，因此地下水资源是动态资源。地下水资源的数量和质量随外界条件变化而变化。在任一地点获取的地下水量，都是以周围地段甚至整个系统的水量为代价的。那种将流经本地区的地下水视为已有的资源观，显然违背了水资源流动性这一客观事实 。,（3）可恢复性 又称为可再生性。地下水始终处于流动状态，在不断接受外界水量和溶质补充的同时，也将系统内部水量连同水中所含的物质排泄出去。在天然条件下，补、排水量在多年间可以大体平衡，各地段水量和水质保持相对稳定。在地下
29、水开发利用过程中，如果系统排出的水量不超过某一特定值，则大部分水量可以通过外界的补给得到补偿。地下水资源的可恢复性是地下水资源可持续利用的保证。,（4）可调节性 调节性主要是针对水量而言，指地下水在系统结构的作用下，使不连续的降水和水量输入变为相对连续、均匀输出的这种自然特性。与地表水相比，地下水更具有调节性。地下水储存于土壤中，本身形成以地下水库，具有以丰补枯的多年调节作用。,地下水资源主要分为三种数量关系，即补给量、储存量和消耗量。,地下水补给量：天然条件、开采条件和人工补给条件下单位时间内进入含水层的水量。,天然补给量：天然状态下存在的补给量。降水入渗、越流补给、侧向补给,开采补给量：开
30、采条件下增加的补给量。如河边取水夺取的地表水补给量，开采后由于漏斗扩大而增加的降水入渗量或越流量。,人工补给量：采用人工回灌等措施补给地下水的量。,地下水补给量：天然条件、开采条件和人工补给条件下单位时间内进入含水层的水量。,天然补给量：天然状态下存在的补给量。降水入渗、越流补给、侧向补给,开采补给量：开采条件下增加的补给量。如河边取水夺取的地表水补给量，开采后由于漏斗扩大而增加的降水入渗量或越流量。,人工补给量：采用人工回灌等措施补给地下水的量。,地下水储存量：存储于含水层中的重力水的体积。又可细分为容积储存量和弹性储存量。,容积储存量：含水层空隙中所容纳的重力水的体积。对于潜水含水层通常考
31、虑容积存储量。,弹性储存量：是指将承压含水层的水头降至顶板时，由于含水层的压缩和水的弹性膨胀所释放出来的水量。,地下水排泄(消耗)量：从含水层中排出的地下水的水量。,天然排泄量：天然状态下的排泄量。潜水蒸发、越流排泄、侧向排泄,人工排泄量：人工开采地下水，通过取水建筑物取用的地下水量。,储存量 天然补给量 天然排泄量,客观存在的,在天然情况下，从多年平均来看，补给量等于消耗量，储存量不增不减。但丰水期，补给量大于消耗量，地下水水位抬升，储存量增加；反之，枯水期（干旱期），补给量小于消耗量，地下水水位下降，储存量减小。,简言之，允许开采量就是用合理的取水工程，能从含水系统或取水地段中取得出来，但
32、不会引起一切不良后果的最大出水量。,地下水可开采量 又叫允许开采量，指在经济合理、技术可行和不造成地下水位持续下降、水质恶化及其他不良后果（如不影响已建水源地正常生产，不发生危害性工程地质现象等）条件下可供开采的浅层地下水量。,允许开采量，不应当长期消耗含水层中的储存量，如果在干旱时期动用了储存量，则应在丰水期内补充和偿还，否则，将造成地下水水位不断降低，区域降落漏斗不断扩大，引起一系列不良后果。,允许开采量与开采量的关系允许开采量与开采量是不同的概念。开采量是指目前正在开采的水量或预计开采量，它只反映了取水工程的产水能力。开采量不应大于允许开采量；否则，会引起不良后果。允许开采量的大小取决于
33、地下水的补给量和储存量的大小，同时还受技术经济条件的限制。,计算而来,地下水资源量评价，可分为两种主要类型： （1）在局部地段（水源地），为保证某具体部门的供水而评价地下水资源，称局部地下水量评价（允许开采量评价）； （2）在大面积范围内（如对水文地质单元或某一行政区划内），为规划开发利用地下水或综合利用自然资源而评价地下水资源，称区域地下水资源量评价。,地下水资源评价：查清区域地下水资源的水量、水质及时空分布特点，分析地下水资源的循环补给规律。了解地下水和地表水的相互转化关系，推求多年平均和不同代表年的地下水资源量。,地下水资源量评价内容：包括补给量、排泄量、可开采量的计算和时空分布特征分析
34、，以及人类活动对地下水资源的影响分析。,地下水资源量评价的分区：将区域划分为若干不同类型的计算分区。各计算分区采用不同的方法计算地下水资源量，计算成果按流域和行政区划进行汇总。总的来说，分为山丘区和平原区两大类型。,1.资料的收集在地下水资源量评价之前，应获取评价区以下资料：（1）地形地貌、区域地质、地质构造及水文地质条件。（2）降水量、蒸发量、河川径流量。（3）灌溉引水量、灌溉定额、灌溉面积、开采井数、单井出水量、地下水实际开采量、地下水动态、地下水水质。（4）包气带及含水层的岩性、层位、厚度及水文地质参数，对岩溶地下水分布区还应搞清楚岩溶分布范围、岩溶发育程度。,2.地下水资源评价类型区划
35、分地下水的补给、径流、排泄情势受地形地貌、地质构造及水文地质条件制约，要求按地形地貌及水文地质条件划分为下列3级类型区。 级类型区。将评价区划分为平原区和山丘区2个级类型区。 级类型区。将平原区划分为一般、内陆盆地、山间平原区和沙漠区4个级类型区；将山丘区划分为一般和岩溶山区2个级类型区（各地可根据实际需要将一般山丘区进一步划分为一般山区和一般丘陵区）。 级类型区。根据水文地质条件，将各级类型区分别划分为若干均衡计算区，称级类型区。,2.3 地下水资源量计算,3.确定水文地质参数根据水文气象条件、地下水埋深、含水层和隔水层的岩性、灌溉定额及抽水试验等资料的综合分析，正确确定地下水资源量评价中所
36、必需的水文地质参数。主要包括：降水入渗补给系数潜水蒸发系数河道渗漏补给系数渠系渗漏补给系数渠灌入渗补给系数井灌回归系数渗透系数导水系数越流补给系数给水度,4.确定计算方法及计算项目 水均衡法 水均衡法以均衡区的水量平衡分析为基础。总补给量=总排泄量 地下水资源量一般通过计算地下水补给量来表示。山丘区以总排泄量估算总补给量，代表地下水资源量；平原区以总补给量代表地下水资源量。地下水开发程度较高的平原区，还需估算地下水可开采量。,5.确定计算年限及地下水特征值地下水资源量评价的计算系列尽可能与地表水资源量评价的计算系列同步。应进行多年平均地下水资源量计算。在资料充分条件下，应统计分析不同保证率的地
37、下水资源量。,采用水均衡法计算：地下水排泄量近似作为补给量,地下水开采净耗量：主要指浅层地下水开采的净耗量。,河床潜流量：出山口的河流通过松软沉积物的径流量。,山前侧向流出量：山丘区的产水通过地下水径流补给平原的地下水水量。,山前泉水出露量：未计入河川径流的泉水出露量。,山前潜水蒸发量：主要指山前盆地潜水蒸发。,河川基流量：地下水对河道的排泄量。,应满足以下几个条件：代表站流域应为闭合流域；代表站流域的地形、地貌、水文地质条件具有足够的代表性；面积一般为200-5000km2；代表站实测流量资料系列较长（包括丰平枯水年10年以上）；代表站流域受人类活动的影响较小；,a.分析代表站的选择,由于山
38、丘区河流坡度陡，河床切割较深，水文站实测的逐日平均流量过程线既包括来自地表的地表径流，又包括来自地下水的河川基流量。所以河川基流量可通过分割实测流量过程线的方法近似求得。,直线平割法：将枯季无降水时期的某一特征最小流量作为河川基流量，水平直线分割日流量过程线。直线以上部分为地表径流量，直线以下部分即为河川基流量。 直线斜割法：自起涨点至峰后无雨情况下退水段的转折点(拐点)，用直线相连，直线以下部分即为河川基流量。,b.常用的几种分割法,综合退水曲线法,消退流量比值法,消退系数比较法,关键找退水拐点,长系列法：点绘历年日流量过程线，分割基流。求得各年河川基流量其算术平均值即为多年平均年河川基流量
39、。 典型年法：点绘典型年日流量过程线，分割基流。求得各典型年河川基流量，并按各典型年河川基流量占总径流量比例的均值计算多年平均的河川基流量。 代表年径流量与河川基流相关法：选择81 0年代表性年份，分割基流，求得各代表年的年河川基流量。根据逐年年径流量，查相关图得未分割基流年份的年河川基流量，并计算其多年平均年河川基流量。,c.多年平均河川基流量的计算,d.不同频率的年河川基流量的计算,根据历年的河川基流量系列，用频率计算方法求得不同频率的年河川基流量。,计算区域河川基流量，按面积加权,e.区域河川基流量的计算,模数分区法,计算区域内各代表站的多年平均基流模数,按植被、岩性及地质构造将区域分为
40、若干个均衡计算区，每个区包含一个或几个分割基流的代表站，计算各均衡区平均基流模数,代表站多年平均年河川基流量,代表站代表面积,代表站多年平均基流深点绘在流域形心处 勾绘等值线 用面积加权计算区域多年平均河川基流量,e.区域河川基流量的计算,等值线图法,河床潜流量：即流经河床松散沉积物中未被水文站测得的径流量。当河床沉积物较厚时，用达西公式计算，当沉积物厚度较薄时，可以忽略不计。 山前侧向流出量：山丘区的产水通过地下水径流补给平原的地下水水量，可用达西公式分段计算再累加。实际上就是平原区的山前侧向补给量。 山前泉水出露量：常以泉水的形式在山前排泄出来，未包括在河川径流量中。主要通过调查统计和实测
41、获得。 山间盆地的潜水蒸发量：跟平原区潜水蒸发量的计算相同 浅层地下水实际开发的净消耗量：包括工农业及生活用水。通常用实测和调查统计获得。,山丘区地下水资源量的计算,平原区补给量是指天然或人工开采条件下，由大气降水及地表水体渗入、山前侧向径流量及人工补给等流入含水层的水量，计算公式为：,式中： Wg平为平原区地下水补给量；UP为降水入渗补给量；US为地表水体对地下水的入渗补给量；U侧山为山前侧向流入补给量；U越补为越流补给量。式中各项为多年平均值，单位是m3。,以补给量估算,平原区地下水资源的计算以补给量估算,降水入渗补给量是指降水入渗到包气带后在重力作用下渗透补给潜水的水量，它是浅层地下水重
42、要的补给来源，其计算公式为：,降水入渗补给量，m3；,多年平均年降水入渗补给系数；,年降水量，m；,计算区面积，m2。,年内各次降水入渗补给形成的地下水位升幅之和，mm,式中给水度的确定： (1)实际开采量法 (2)地下水动态资料分析法,降水入渗补给量,当江河水位高于两岸地下水位时，河水渗入补给地下水的水量称为河道渗漏补给量。,河段两岸有钻孔资料时，可沿岸切割渗流剖面，根据河水位与钻孔地下水位确定水力坡度，利用达西公式估算河道渗流补给量。,河道渗漏补给量,U河渗河道渗漏补给量，mm；,R上,R下分别为上下游水文站实测年径流量，mm；,L上下游水文站间的距离，km；,L计算河段长度，km；,上下
43、游水文站间水面及两岸浸润带蒸发量之和与(R上-R下)之比值。由观测、试验资料确定。,（1）水文分析法,（2）地下水动力学法,渠系渗漏补给量,灌溉渠道水位一般高于地下水位，各级渠道在输水过程中渗漏补给地下水的水量，称为渠系渗漏补给量。,U渠道渠系渗漏补给量，m3；m渠系渗漏系数，,渠首引水量，当缺乏实测资料时，可由毛灌溉定额乘以灌溉面积得出，m3。,其中，为渠系有效利用系数， 为修正系数。,灌溉水进入田间后，经过包气带渗漏补给地下水的水量称为渠灌田间渗漏补给量，计算公式为：,渠灌田间渗漏补给量,U渠灌灌溉田间入渗补给量，m3；渠渠灌田间入渗系数；,W渠灌渠灌进入田间的水量，可由渠首引水量乘以渠系
44、有效利用系数得出，m3 。,水库、湖泊、闸坝等蓄水体的水位高于周边地下水位时，渗漏补给地下水的水量称为蓄水体入渗补给量。根据出入库水量平衡估算，计算公式为：,水库（湖泊、闸坝）蓄水体渗漏补给量,U库渗水库（湖泊、闸坝）渗漏补给量，mm；,P库水库（湖泊、闸坝）水面上的降水量，mm；,W入入库（湖泊、闸坝）水量，mm；,E0水库（湖泊、闸坝）的水面蒸发量，可用E601蒸发器观测值代替，mm；,W出出库（湖泊、闸坝）水量，mm。,即山丘区山前侧向流出量。,山前侧向流入补给量,越流补给量,人工回灌补给量,越流补给相对数量较小，可以忽略。若数量较大不能忽略，可以按达西公式计算。,按实际回灌量计算。一般
45、来说，数量较小，可忽略不计。,平原区地下水的排泄量主要包括潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量、人工开采净消耗量等。计算公式为：,式中各项均为多年平均值，其符号意义如上。,以排泄量估算,平原区地下水资源的计算以排泄量估算,浅层地下水在毛细管引力的作用下，向上运动形成的蒸发量。它是浅层地下水消耗的重要途径，主要采用潜水蒸发系数法。,潜水蒸发量,潜水蒸发系数法,ER为潜水蒸发量， E0为年水面蒸发量，c为潜水蒸发系数，F为计算区面积。,当河道水位低于两岸地下水位时，地下水向河道排泄的水量称为河道排泄量。其计算方法为河道渗漏补给量的反运算。平原区地下水河道排泄量相当于河川基流量。如河段上下
46、游有水文站实测径流资料，可分别绘制上下游站平水年日流量过程线，分割基流，求出上下游站的河川基流，两者之差可作为两站间平原区的地下水河道排泄量。,河道排泄量,其他排泄量,侧向流出量：同山丘区侧向流出量的计算方法相同。 越流排泄量：指浅层地下水越层排入深层地下水的量，计算方法同越流补给量。 人工开采净消耗量：按实际用水和消耗情况计算。,地下水可开采量是指在经济合理、技术可行和不造成地下水位持续下降、水质恶化及其他不良后果条件下可供开采的浅层地下水量。它是在一定期限内既有补给保证，又能从含水层中取出的稳定开采量。 估算方法有以下几种： （1）实际开采量调查法即将实际开采量近似代表多年平均可开采量。
47、（2）可开采系数法重点在于确定可开采系数。它等于可开采量与总补给量之比。 （3）多年调节计算法该方法进行逐年的补给量和消耗量的平衡计算，两者之差即为地下水可开采量。,山丘区不同代表年的地下水资源量山丘区以地下水总排泄量估算地下水资源量，而总排泄量中以河川基流量为主体。计算一些代表年(810年)的河川基流量和地下水资源量，建立两者相关关系，由不同频率的年河川基流量查相关图求得不同频率代表年的地下水资源量。有的山丘区，河川基流量之外的其它排泄量可以忽略不计，则不同频率的年河川基流量即代表不同频率的山丘区地下水资源量。 平原区不同代表年的地下水资源量平原区地下水资源量通常由地下水总补给量估算。总补给
48、量的主体为降水入渗补给量。因此可计算一些代表年(810年)的降水入渗补给量与地下水资源量，建立两者之间的相关关系，利用地区综合的降水入渗补给系数与年降水量的相关图，即可根据年降水量系列的频率分析求得不同频率的降水入渗补给量，再由降水入渗补给量与地下水资源量相关图，推求得出不同频率代表年的平原区地下水资源量。,返回目录,在水量评价中，将河川径流量作为地表水资源量，将地下水补给作为地下水资源量分别进行评价，在根据转化关系，扣除相互转化的重复水量，计算出各水资源评价区的水资源总量，即：,式中：W为水资源总量；R为地表水资源量；Q为地下水资源量；D为地表水和地下水相互转化的重复水量。,5.4 区域水资源量总量计算,分区重复水量确定方法，根据不同地貌类型有所不同，其水资源总量计算方法也有所区别。一般可分为3种类型。,区域水资源总量计算公式,根据地下水补排相等原理，平原区地下水中的降水入渗补给量Pr为：,（1）单一平原区水资源总量,而在地表水资源评价中计算河川径流量为：R=Rs+Rg ，式中R为河川径流量；Rs为地表径流量（不包括河川基流量）,式中Rg为河道排泄地下径流量（基流量）；Eg为潜水蒸发量；Sg为地下水储蓄量变量；Ug为地下水潜流量。,
