范文一:水资源总量
地区 2012年 2011年 2010年 2009年 2008年 2007年 2006年 2005年 2004年 北京市 39.50 26.81 23.10 21.84 34.20 23.81 22.07 23.18 21.34 天津市 32.94 15.39 9.20 15.24 18.30 11.31 10.11 10.63 14.31 上海市 33.90 20.72 36.80 41.57 37.00 34.50 27.64 24.47 24.98 重庆市 476.89 514.58 464.30 455.92 576.90 662.96 380.32 509.78 558.76 河北省 235.53 157.15 138.90 141.16 161.00 119.79 107.34 134.57 154.24 河南省 265.54 327.97 534.90 328.77 371.30 465.18 321.78 558.52 406.59
1,689.71,480.21,941.41,576.62,314.52,255.51,711.61,846.42,106.3云南省 7 0 0 0 0 2 7 3 0 辽宁省 547.30 294.79 606.70 170.96 266.00 261.72 261.36 377.20 285.65 黑龙江841.41 629.48 853.50 989.61 462.00 491.85 727.93 744.27 652.14 省
1,988.91,126.91,906.61,400.41,600.01,426.51,770.21,671.01,641.2湖南省 4 4 0 7 0 5 9 4 8 安徽省 701.00 602.25 922.80 733.10 699.30 712.46 580.50 719.25 500.65
山东省 274.30 347.63 309.10 284.95 328.70 387.11 199.32 415.86 349.48 新疆维1,113.1吾尔自900.63 885.65 754.31 815.60 863.77 953.10 962.81 855.39 0 治区
江苏省 373.33 492.40 383.50 400.31 378.00 495.71 404.40 466.96 204.02
1,444.71,398.61,014.3浙江省 744.96 931.35 855.20 892.15 903.59 675.67 9 0 5 海南省 364.31 484.10 479.80 480.71 419.10 283.53 227.59 307.29 171.14
2,892.32,239.42,575.32,332.12,489.92,299.81,865.82,922.52,434.1四川省 6 9 0 6 0 4 4 8 7 宁夏回
族自治10.81 8.76 9.30 8.42 9.20 10.39 10.61 8.53 9.86 区
1,652.71,036.91,072.91,623.41,401.1福建省 1,511.44 774.85 800.81 712.23 0 0 0 8 2
2,026.51,471.21,998.81,613.62,206.81,581.12,216.11,747.41,187.6广东省 5 6 0 8 0 5 7 9 7
1,140.71,054.6贵州省 974.02 626.02 956.50 910.03 814.63 834.63 990.99 0 2
西藏自4,196.34,402.74,593.04,029.14,560.24,321.34,157.14,451.04,665.1治区 5 1 0 6 0 8 4 7 6
青海省 895.22 733.12 741.10 895.11 658.10 661.62 569.00 876.10 606.81 山西省 106.25 124.34 91.50 85.76 87.40 103.40 88.52 84.13 92.51 内蒙古510.25 419.00 388.50 378.15 412.10 295.86 411.29 456.18 437.60 自治区
吉林省 460.47 315.89 686.70 298.04 332.00 346.04 353.63 559.66 323.71 广西壮2,087.41,350.01,823.61,484.32,282.51,386.21,881.01,720.81,604.5族自治0 2 0 1 0 6 8 2 2 区
陕西省 390.49 604.42 507.50 416.49 304.00 377.03 275.51 490.59 309.41 甘肃省 266.95 242.21 215.20 209.02 187.50 228.73 184.59 269.60 171.93
范文二:水资源总量
第六章 水资源总量的计算与水量平衡分析
第一节 区域水资源总量的计算
在分析计算降水量、河川径流量和地下水补给量之后,尚需进行水资源总量的计算。
过去,有的部门将河川径流量与地下水补给量之和作为水资源总量。由于河川径流量中包括一部分地下水排泄量,而地下水补给量中又有一部分由河川径流所提供,因此将两者简单地相加作为水资源总量,成果必然偏大,只有扣除二者之间的重复水量才等于真正的水资源总量。据此,一定区域多年平均水资源总量的计算公式可以写成
(6-1) W,W,u,W总河川地下重复
3W式中,——多年平均水资源总量(亿m); 总
W 3河川——多年平均河川径流量(亿m);
u 3地下 ——多年平均地下水补给量(亿m);
W 3重复 ——多年平均河川径流量与多年平均地下水补给量之间的重复量(亿m)。
若区域内的地貌条件单一(全部为山丘区或平原区),公式(6-1)中右端各分量的计算比较简单;若区域内既包括山丘区又包括平原区,水资源总量的计算则比较复杂。在后一种情况下,区域水资源总量的计算方法如下。
一、河川径流量的计算
将计算区域划分为山丘区和平原区两大地貌单元,分别计算多年平均河川径流量,计算方法参见第四章。
二、地下水补给量的计算
山丘区和平原区地下水的补给方式不同,其计算方法也不相同。
1.山丘区地下水补给量
如前所述,山丘区地下水补给量难以直接计算,目前只能以地下水的排泄量近似作为补给量,计算公式为
u,W,u,u,u,E,q开山山基侧潜泉山潜
(6-2)
3u式中,——山丘区多年平均地下水补给量(亿m); 山
3W——多年平均河川基流量(亿m); 山基
3u——多年平均河床潜流量(亿m); 潜
87
3u——多年平均山前侧向流出量(亿m); 侧
3u——未计入河川径流的多年平均山前泉水出露量(亿m); 泉
3——多年平均潜水蒸发量(亿m); E山潜
3q——多年平均实际开采的净消耗量重复水量的计算(亿m)。 开
2.平原区地下水补给量
u,u,u,u,u,u,u,u,up平河渗侧渠渗人工库渗渠灌越补平原区地下水补给量可按下式计算:
(6-3)
3u式中, ——平原区多年平均地下水补给量(亿m); 平
3u——多年平均降水入渗补给量(亿m); p
3u——多年平均河道渗漏补给量(亿m); 河渗
3u——多年平均山前侧向流入补给量(亿m); 侧
3u——多年平均渠系渗漏补给量(亿m); 渠渗
3u——多年平均水库(湖泊、闸坝)蓄水渗漏补给量(亿m); 库渗
3u——多年平均渠灌田间入渗补给量(亿m); 渠灌
3u——多年平均越流补给量(亿m); 越补
3u——多年平均人工回灌补给量(亿m)。 人工
u降水入渗补给量是平原区地下水的重要水源,主要取决于降水量、包气带岩性和地下水埋深等因p
uuuuu素。、、、和分别为山丘区河川径流流经平原时(有时也包括平原区河川径流库渗渠灌河渗渠渗人工
uu本身)的入渗补给量和人工回灌补给量。也为山丘区山前侧向流出量。为深层地下水的越流补给侧越补
量。
uu据统计分析,我国北方平原区降水入渗补给量占平原区地下水总补给量的53%,山丘区河川径p平
uuuuu流流经平原时的补给量(包括、、、、)占43%,山前侧向流入补给量只占4%库渗渠灌河渗渠渗人工u(忽略未计)。 越补
山丘区和平原区地下水资源各分量的计算方法详见第五章。
88
图6.1山丘区、平原区河川径流与地下水补排关系示意图
三、重复水量的计算
对既有山丘区又有平原区两种地貌单元的区域,分析河川径流与地下水补排关系可以得知,如果分别计算山丘区和平原区的河川径流量与地下水补给量,再根据公式(6-1)计算全区域(山丘区加平原区)的水资源总量,则有一部分水量被重复计算了。重复水量如图6.1中箭头所示。重复水量包括以下几项:
W1.山丘区河川径流量与地下水补给量之间的重复,即山丘区河川基流量; 山基
地貌 山 丘 区 平 原 区 项目
图 不同地貌单元重复水量示意图
河川 W=W+W W=W+W 山川山表山基平川平表平基
径流量
u= W+u+ u= u+u+ 山 山基潜平 p河渗
地下水 补给量 u+u+Eu+u+u+ 侧泉山潜 侧渠渗库渗
+q 开 u+u+u渠灌越补人工
图6.1 不同地貌单元重复水量示意图
89
2.平原区河川径流量与地下水补给量之间的重复量,即平原区河川基流量,有时还包括来自平W平基
u、u、u、u和u原区河川径流量的; 河渗渠渗人工库渗渠灌
3.山丘区河川径流量与平原区地下水补给量之间的重复量,即山丘区河川径流流经平原时对地下水的
u、u、u、u和u补给量,包括; 河渗渠渗人工库渗渠灌
u 4.山前侧向补给量,是山丘区流入平原区的地下径流,属于山丘区、平原区地下水本身的重复量。 侧
四、水资源总量的计算
若计算区域包括山丘区和平原区两大地貌单元,公式(6-1)便可改写为
(6-4) W,(W,W),(u,u),W总山川平川山平重复
u、u、u、u、u与uW、W 重复水量等于、各项之和,将其代入公式W河渗渠渗人工侧山基平基库渗渠灌重复
(6-4)并整理得
(6-5) W,W,W,u,u,u,E,q,u,u,W开p总山川平川侧平基潜泉山潜越补
在山丘区、平原区多年平均河川径流量及地下水补给量各项分量算得的基础上,即可根据公式(6-5)
推求全区域多年平均水资源总量。
由公式(6-2)得
u,W,u,u,u,E,q开山山基侧潜泉山潜
(6-6) 将公式(6-6)代入式(6-5)并整理得
(6-7) W,W,W,u,u,up总山山表平表越补
3W式中 ——山丘区多年平均地表径流量(亿m); 山表
3——平原区多年平均地表径流量(亿m); W平表
其它符号意义同前。
-7)表明,区域多年平均水资源总量也等于山丘区、平原区多年平均地表径流量与山丘区地公式(6
下水补给量、平原区降水入渗补给量、平原区地下水越流补给量之和。 五、区域水资源总量计算实例
依据公式(6-5),计算北京市多年平均水资源总量如下:
331(多年平均河川径流量为: =16.2亿m,=7.4亿m。 WW山川平川
2(山丘区、平原区地下水多年平均补给量计算成果见表6.1、表6.2。
3W3(平原区多年平均河川基流量=1.3亿m。 平基
4(将上述成果代入公式(6-5),即得北京市多年平均水资源总量,见表6.3
90
如果采用公式(6-7)计算,也可得到表6.3所列多年平均水资源总量成果表。
3=(16.2-7.1)+(7.4-1.3)+11.29+10.95=37.44亿m W总
3 表6.1 北京市山丘区多年平均地下水补给量计算成果表 单位:亿m
面 积 河 川 山 前 侧 潜 水 开 采 净 山区地下水
2 (km) 基流量 向流出量 蒸发量 消 耗 量 补 给 量
10400 7.1 3.29 0 0.9 11.29
3 表6.2 北京市平原区多年平均地下水补给量计算成果表 单位:亿m
面 积 降水入渗 河道渗漏 渠系渗漏、渠灌田间入山前侧向 平原地下水
2 (km) 补 给 量 补 给 量 渗补给量 流 入 量 补给量
6400 10.95 2.63 4.95 3.29 21.82
3 表6.3 北京市水资源总量计算成果表 单位:亿m
分 区 降 水 量 河川径流量 地下水补给量 重复水量 水资源总量
山 区 65.4 16.2 11.29 7.1
——
10.87 平 原 40.4 7.4 21.82
—— 1.3
全 市 105.8 23.6 33.11 19.27 37.44 六、不同频率水资源总量的计算
不同频率水资源总量,不能用典型年法或同频率相加法进行计算,必须首先求得区域内的水资源总量系列,然后通过频率计算加以确定。山西省曾作出全省及分水系1956,1979年共24年地下水资源系列(逐年给出山丘区的潜流量、潜水蒸发量、开采净消耗量及平原区的基流量),再配上相应的逐年河川径流量系列,可以求得水资源总量系列及其频率分布,进而计算出多年平均和不同频率的水资源总量。
有些地区受资料所限,组成水资源总量的某些分量难以逐年求得,在这种情况下,作为近似估算,可在多年平均水资源总量的基础上,借助于河川径流量和降水入渗补给量系列近似推求水资源总量系列。山丘区可将逐年河川径流量乘以水资源总量均值与河川径流均值之比值后得出的系列,作为水资源总量系列。平原区则以各年的河川径流量与降水入渗补给量之和,乘以水资源总量均值与上列两项之和的均值之比值后得出的系列,作为水资源总量系列。将山丘区和平原区水资源总量系列对应项逐年相加,即可求得全区域水资源总量系列。
七、地下水开采条件下水资源总量的计算
u地下水开采后,必然会引起地下水位下降,从而使地下水的降水入渗补给量增加?(在一定的地p下水埋深范围内),包气带土壤水的蒸发量增加?E包,而地表径流量、河川基流量和潜水蒸发量则分别
91
W减少?、?、?。可以证明 W基E潜地表
Wq?=?+?+?-? (6-8) W基E包E潜开地表
uW?=?-? (6-9) E包p地表
q式中,?——地下水开采的净消耗量; 开
其它符号意义同前。
以下两式表明:在开采条件下,地表水、土壤水和地下水的相互关系发生了转化。地下水的开采,“夺
W取”消耗了部分地表径流?、地下径流排泄量?和潜水蒸发量?,增加了部分土壤水分?W基E潜地表
uW;而降水入渗增加量?,又恰好等于地表径流的减少量?和土壤水的增量?之差,因此E包E包p地表
地下水开采条件下水资源总量的计算方法可以简单归纳如下:
1. 若统一采用地下水开采条件下相应的河川径流量和地下水补给量资料,仍可按公式(6-5)或(6-7)计算水资源总量。
2.若采用地下水开采前的河川径流量资料和开采以后的地下水补给量资料,按公式(6-5)或(6-7)
W计算水资源总量时,还要推算并扣除地下水开采后地表径流的减少量?(可选用地下水开采前、后地表
不同径流资料系列推求)。
南京水文研究所计算了淮北平原五道沟试验区地下水开采条件下分项水资源和水资源总量,与开采前相应数值对比情况(表6.4)。
表6.4淮北平原五道沟试验区地下水开采前后水资源计算成果的对比 单位:mm
WW在 中 ? E包平川平川开采情况 u p地下水人工WW 平基平表排泄Dg
开采前 311.7 156.8 127.2 29.6 0 181.5 开采水平60, 325.3 101.8 62.4 0.4 39.0 232.7 开采前后之差 ,13.6 55.0 64.8 29.2 ,39.0 ,51.0
u在 中 p开采情况 W 平Dg 地下水蓄变q W E平潜开平基量?,g
开采前 155.3 29.6 0 0 ,3.4 308.7 开采水平60, 49.2 0.4 147.5 39.0 ,3.4 295.1 开采前后之差 106.1 29.2 ,147.5 ,39.0 0 13.8
由表可见,与开采前相比,开采后的河川径流量、地表径流量、基流量和潜水蒸发量均有所减少,而地下水的降水入渗补给量和包气带土壤水蒸发量却有所增加。进一步分析得知,地下水开采愈多,这种减少或增加愈显著。
92
第二节 水量平衡分析
水量平衡分析的目的在于探讨不同区域水资源的数量及其对比关系,以便利用水文、气象及其它自然因素的地带性规律,检查水资源计算成果的合理性。
一、河川径流量的平衡分析
河川径流量是水资源的重要组成部分,可以采用下列水量平衡方程进行分析比较:
W,W,W (6-10) 河川基地表
P,W,W,E (6-11) 基地表
V,P,W,W,E (6-12) 基地表
3W式中, ——多年平均年河川径流量(亿m); 河川
3W——多年平均年地表径流量(亿m); 地表
W3基 ——多年平均年河川基流量(亿m);
3P ——多年平均年降水量(亿m);
3E ——多年平均年陆地蒸发量(亿m);
3 ——多年平均年地表和土壤总截补量(亿m)。 V
地表和土壤总截补量大部分消耗于蒸发,另一部分补给地下水,形成河川基流量。因此可以通过V
WWWEPPP上述各平衡要素的比值如/、/、/、/、/、/等在地区上进VVWWW河川河川地表基基基行比较,据以检查河川径流量及其组成部分计算成果的合理性。以海南岛和台湾省为例,其水量平衡要素的对比见表6.5
表6.5 海南岛和台湾省水量平衡要素比较表 单位:mm 区域名称 降水量 径流量 陆地蒸发量 地表径流 基流 E601水面蒸发量
W基P WW E水 E陆 河川地表
海南岛 1808 870 705 165 1400,1900 938 台湾省 2430 1750 1340 402 800,1400 680
区域 地表和土壤WWW/V / PPP/ / / E/ WWVW河川河川地表基基基名称 总截补量V
海南岛 1103 0.85 0.15 0.19 0.48 0.39 0.09 台湾省 1080 0.63 0.37 0.23 0.72 0.65 0.17
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由上表可见,海南岛多年平均年降水量为台湾省的3/4。而E601蒸发器水面蒸发量却高达1400,1900mm,陆地蒸发量也比台湾省大38%,可见海南岛的水分条件不如台湾省。海南岛河川径流量中的基流量占19%,台湾省占23%,说明海南岛的地下水补给条件较差。海南岛地表和土壤总截补量为1103 mm,与台湾省相接近,但海南岛的陆地蒸发量却达938 mm,地表和土壤总截补量中的85%耗于蒸发,而台湾省只占63%。海南岛和台湾省水分条件的不同,是两者气候、下垫面等条件的差异所造成的。 二、水资源总量的平衡分析
u在公式(6-7)中,如果把山丘、平原区看成一个整体,并且不计越流补给量,那么,水资源总越补W量的计算公式可以改写为 总
(6-13) W,W,W,u,u,W,up总山p总山表平表地表
式中,——区域多年平均总地表径流量、总降水入渗补给量。 W、up总地表
其它符号意义同前。
区域多年平均水量平衡方程(6-11)也可改写为
(6-14) P,W,u,Ep总地表包
E式中,——包气带蒸发量; 包
其它符号意义同前。
依据公式(6-13)、(6-14)即可进行水资源总量的平衡分析。 33我国多年平均年降水量60076亿m,(降水深628 mm),其中形成地表径流的为20167亿m(径流深
3211mm),占34,,入渗补给地下水的为7043亿m,(折合水深74 mm),占12,;包气带蒸发量约为
332866亿m,(折合水深343mm),占54,。
中国主要大江大河水量平衡的差异反映出地理位置的影响,如表6.6所示。中国北方较大河流都是蒸发量大于径流量,如松花江、海河、黄河和淮河等;而淮河以南的大河蒸发量都小于径流量,如长江、珠江及青藏高原南部的雅鲁藏布江等,其中雅鲁藏布江的径流量是蒸发量的两倍以上。这是由于它源出高山区,径流形成的条件极为有利,同时也包含有较多的高山冰川融水补给。
表6.6 中国主要大江大河的水量平衡
年降水量 年径流量 年蒸发量 河 流 流域面积 年径流系数 年蒸发系数 (cm) (cm) (cm)
松花江 549.7 52.5 14.5 38.0 0.28 0.72
海 河 264.6 55.7 8.6 47.1 0.15 0.85
黄 河 752.4 49.2 7.6 41.6 0.15 0.85
淮 河 261.5 92.9 19.1 73.8 0.21 0.79
长 江 1807.2 105.5 54.2 51.3 0.51 0.49
珠 江 452.6 143.8 77.2 66.6 0.54 0.46
雅鲁藏布江 246 69.9 47.4 22.5 0.68 0.32
产水系数(水资源总量除以降水量)是水量平衡分析的一个重要指标,它取决于降水量的大小、但也受气温和下垫面的影响。全国平均产水系数为0.453,即是说,地表、地下水资源总量尚不足总降水量的
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一半,其余一半多的降水量以包气带蒸发形式重新回到大气中。我国地域辽阔,各地区的自然条件千差万别,因此产水系数的变化很大。南方片的产水系数均在0.5以上,淮河流域片为0.36,淮河以北各片为0.2,0.3。产水系数最小的是黄河流域,仅为0.2左右,海滦河流域为0.23。西北内陆河地区,虽然盆地和高原的产水系数很小,但高山地区产水系数都比较大,如阿尔泰山、天山、祁连山为0.3,0.5,天山西段甚至高达0.6,0.7,故全流域片平均产水系数高于黄河流域和海滦河流域。
水资源压力指数 依据世界资源所的规定:每人每年拥有可重复使用的淡水总量低于1000mm,作为水资源“数量压力”指数的临界标志。同时,根据理论地理学(牛文元,1992)的研究,每年每平方公里所3拥有的可重复使用的淡水资源小于20万m(相当于200 mm水深),作为水资源“空间压力”指数的临界标志。数量压力和空间压力的共同作用,形成水资源压力指数。计算规则如下:
(1)在最后确定的水资源压力指数中,如果水资源数量压力和水资源空间压力同时为零,则水资源总压力指数为零。
(2)如果水资源压力和水资源空间压力指数有任何一个不为零,则总压力指数取其不为零的数值。
(3)若二者均不为零,则总压力指数将在形成较大压力的基础上再进行复合式的统计加权。
我国水资源压力从最大到最小分别为宁夏(0.97)、天津(0.86)、上海(0.81)、内蒙古(0.71)、河北(0.68)、山西(0.68)、北京(0.67)、新疆(0.65)、山东(0.62)、甘肃(0.60)、河南(0.55)、江苏(0.54)、青海(0.42)、辽宁(0.11)、其余省、市、自治区在所规定的标准下,不具备水资源压力。
95
范文三:水资源总量
水资源总量
本规划所指的水资源总量是指当地降水形成的地表和地下产水量,即地表径流量与降水入渗补给量之和。
水资源总量采用下式计算:
W,Rs,Pr,R,Pr,Rg
式中:W--为水资源总量;
Rs--为地表径流量(即河川径流量与河川基流量之差值);
Pr--降水入渗补给量(山丘区用地下水总排泄量代替);
R--为河川径流量(即地表水资源量);
Rg--为河川基流量(平原区为降水入渗补给量形成的河道排泄量)。
根据1956年,2000年水文资料,经计算(见表3-7)多年平均降水总量、
33水资源总量分别为49.88亿m和26.64亿m,人均天然降水量和人均水资源占
3323有量分别为9613m和5134m,每km蕴藏水资源量为85.2万m。人均水资源可
3利用量为1875 m。
山区多于平原,西部多于东部。年际丰枯悬殊,最大与最小径流量1:3,1:4。
3南苕溪桥东水文站实测,1954年最大径流量4.07亿m,为1978年4.3倍;昌
3化溪青山殿水文站实测1973年最大径流量24.2亿m,为1978年3.2倍。
3十一五期末(2010年)人均可供水量在95,保证率下为1090 m,75,保证
33率下为1154 m,50,保证率下为1296 m。规划未来人均可供水量(2020年)
333在95,保证率下为1142 m,75,保证率下为1206 m,50,保证率下为1326 m。
表3-7 临安市水资源量分布表
水资源 分 土地面积人口 年降水量地表水资源地下水资源水资源总量人均占有水资
233333区 (km) (万人) (亿m) 量(亿m) 量(亿m) (亿m) 源量(m/人) 南苕溪 687.2 20.3 10.76 4.30 0.85 5.15 2537 中苕溪 185.4 3.1 2.84 1.23 0.23 1.46 4710 三口水 56.7 0.9 0.86 0.40 0.04 0.44 4889
天目溪 768.4 12.8 11.41 5.77 0.59 6.36 5078 昌化溪 1383 13.6 22.94 11.14 1.70 12.84 9338 分水江 43.5 1.1 0.68 0.29 0.10 0.39 3545 临安段
合 计 3124.2 51.9 49.88 23.13 3.51 26.64 5134 注:地表水资源量为多年平均的水资源量。
范文四:水资源总量计算
第四章 水资源总量计算与评价第一节 水资源总量概念第二节 水资源总量的计算方法第三节 水量平衡分析第四节 入境、出境水量计算第五节 入海水量计算 第一节 水资源总量概念一.天然状态下的水资源总量在一个区域内,如果把地表水、土壤水、地下水作为一个整 体看待,则天然状态下的水资源总量可广义定义为大气降 水量,它是水资源的总补给量。地表水主要有河流水、水库、湖泊水,补给源除大气降水外, 还有地下水、冰川溶水;土壤水为包气带的含水量,主要由大气降水补给,亦有特殊 区域的河流水入渗补给;地下水包括河川基流、地下水潜流(含地下水周边流出量) 和地下水储量,由降水和地表水体通过包气带下渗补给。水资源的总排泄量可分为河川径流量、总蒸散发量和地下潜流量,水资源中三种水体的排泄方式不同: 地表水由河川径流、水面蒸发和土壤入渗三种途径排泄; 土壤水消耗于土壤蒸发、植物散发和下渗补给地下水或以壤 中流形式流入河道; 地下水通过河川基流、地下潜流(包括周边流出量)与潜水 蒸发排泄 由此可见,降水、地面水、土壤水、地下水之间存在着一定 转化关系,尤其是地表水和地下水之间的相互补排更是水 循环的重要部分。三种水体的关系可用区域三水循环概念模型表示 大气降水总蒸发 植物截留蒸发 地表水体蒸发 坡面流 地表调蓄地表及包气带蒸散发 土壤入渗 地表径流 包气带蒸散发 攘中流 土壤调蓄 下渗补给地下水 潜水蒸发 河川基流 地下调蓄 地下潜流 河川径流天然状态下,一个闭合区域的总补给量与总排泄量之差等于区域地表、土壤、地下水的蓄水量。时段平衡方程为P( R E U g ? V (4-1) 式中各项分解后,如下式:P Rs Rg Es Eg U g? S R ? S s ? S g
(4-2)Pr Rg E g U g S g (4-3) 方程式(4-3)为年内降水入渗补给量地下水水量 式中:P年降水量,R年河川径流量,Rs年地表径流量, Rg年河川基 流量, E年总蒸发量,Es年地表蒸发量,Eg年潜水蒸发量,Ug年 地下潜流量(包括周边流出量),?V地表、土壤、地下水的年 蓄水量,?SR地表年蓄水量,?Ss包气带年蓄水量,?Sg地下水 年蓄水量,Pr年降水入渗补给量 在多年平均情况下,地表、土壤、地下水蓄水变量可忽略不计,多 年平均补给量与多年平均排泄量相等,则方程式(4-2)(4-3)变为:P R s R g E s E g U g (4-4) P r R g E g U g
(4-5) 将右式代入左式: P Rs E s Pr (4-6) 上式表明,多年平均情况下,闭合区域内大气降水等于地表径流量、 地表蒸散发量、降水入渗补给量之和。式中各符号上的横线表示多 年平均。 在水资源评价中,通常将区域水资源总量W定义为当地 降水形成的地表和地下的产水量,则有公式:W P E s R s P r (4-7)或 W R E g U g (4-8) 上两式是将地表水和地下水统一考虑的区域水资源总量, 前者把河川基流量归并于地下水降水入渗补给量中,后 者把基流归并于河川径流量中。从式中看出,对闭合流 域而言,地下潜流量为零,水资源总量只比河川径流量 多潜水蒸发量这一项,随着地下水开采水平的提高,地 下潜流量能够被利用,因此,把它作为水资源总量的组 成部分。二、地下水开发利用情况下的水资源总量 由于开采地下水,使地下水位下降,包气带增 厚,产汇流条件相应受到影响,从而地表径流 量、河川径流量、河川基流量、潜水蒸发量、 地下水潜水流量相应减少,包气带土壤含水量 与降水入渗补给量将增大,如果不考虑上游区 来水与地表水体灌溉回归的影响,水量平衡方 程式有如下两种形式: (1)地下水开发利用水平较低,地下水位仍高于河水位 (4-9)P R s R s R g R g E s E s E
g E g U g U g Q mc (2)地下水开发利用水平较高,地下水位低于河水位
(4-10) P R s R s Q rs E s E s E g E g U g U g Q mc Qmc为浅层地下水开采量的净消耗量,Qrs为河流补给地下水量,? 表示相应的减少或增加量,其它符号意义同前。 地下水开发利用水平低与高的根本区别在于后者使河川基流量变为 河水补给地下水量。由(4-4)和(4-9),可得地下水开采量净消耗量( (4-11) Q mc R s R g E g U g E s同理,降雨入渗补给量也发生变化,平衡方程式为 (4-12) P r P r R g R g E g E g U g U g Q mc根据式(4-12、11、5),得到降雨入渗补给变化量 (4-13) Pr Rs E s上式反应出在地下水开采条件下,地表水、土壤水、地下水之间的 变化及转化关系 ?Rs,?Es ?Pr,0 地下水位上升 ?Rs?Es ?Pr0 地下水位稳定 ?Rs,?Es ?Pr,0 地下水位下降 根据以上分析,得出降雨入渗补给地下水量等于地表 径流减少量与包气带蒸发散量之差,因此,地下水开 发时,在一定深度内,随着地下水位下降,由于地表 径流量减少量增加,降雨入渗补给量开始增加,但当 地下水埋深超过一定深度(即最佳埋深),由于包气 带厚度增加,土壤含水量也相应增加,地表蒸发散量 增加,因此使降雨入渗补给地下水量逐渐减少 第二节 水资源总量计算方法 水资源总量可按照水资源分区,用(4-7或8)计算,也可在地表、 地下水资源计算的基础上,用扣除重复水量法计算。 由于地表水和地下水之间存在着相互补排、转化、循环的因素, 河川径流中包含一部分地下水排泄量,地下水补给量中有一部分 来源于地表水体入渗,两者之间存在相互重复部分。因此,在计 算水资源总量时,不能直接将地表水资源量和地下水资源量相加 作为水资源总量,必须扣除相互转化的重复水量。 扣除重复水量法的计算公式为: WWrU-D (4-14)式中W多年平均水资源总量(亿m3),Wr多年平均河川径流量(亿 m3) ,即地表水资源量,U多年平均地下水补给量(亿m3) , 即地下水资源量,D多年平均河川径流量与多年平均地下水补给 量之间的重复量(亿m3)扣除重复水量法计算水资源总量关键是正确估算地表水、地下水相互转化的重复量,各类型区转化关系有差异, 因此,应划分水资源类型区,按评价要求分别计算评价类型区:与地表水、地下水的划分相一致,分为:山丘区:分一般山丘区;岩溶山丘区;山间盆地区平原区:主要指一般平原区,也包括沙漠区、内陆闭合 盆地平原区水资源总量的评价内容 : (1)多年平均水资源总量 (2)不同频率(或保证率)的水资源总量 (3)地下水开采条件下的水资源总量 (4)水资源总量的典型年内分配 降雨量蒸发量 多年平均河 川径流量 多年平均降水入渗 未计入河川径流的多 补给量 年平均山前泉出露量 实际开采消耗量 多年河床潜流量 山前侧向流 图4-2 山丘区、平原区河川径流与地下水补排关系示意图 山区多年平均河 山区多年平均地 多年平均河川 平原区多年平 平原区多年平均 平原区多年平均河 川径流量 表径流量 基流量 均河川径流量 地表径流量 川基流量 多年平均河 一般山丘区多年平 床潜流量 均地下水补给量 平原区多年平均降 多年平均河道渗 平原区多年平均地 水入渗补给量 漏补给量 下水补给量 多年平均渠系渗漏 多年平均水库(湖 补给量 泊、闸坝)蓄水渗 多年平均山前侧 未计入河川 多年平均潜水 漏补给量 向流量 径流的多年 蒸发量 平均山前泉 出露量 多年平均越 多年平均人工 多年平均实际开 多年平均渠灌田间入渗补 流补给量 回灌补给量 采的净消耗量 给量(包括井灌) 图4-3 不同地貌单元重复水量示意图Whr、Wpr:山丘区、平原区多年平均河川径流量;Whrs、Wprs:山丘区、 平原区多年平均地表径流量 箭头标明的项目为重复水量一、单一山丘区多年平均水资源总量计算(一)一般山丘
区地表水资源量为当地河川径流量,地下水资源量按总排 泄量计算,相当于当地降水入渗补给量,两种水量之 间的重复计算量是河川基流量。水资源总量计算公式 为: WhWhrUh-Dh (4-15) Wh:一般山丘区多年平均水资源总量(亿m3); Whr: 一般山丘区多年平均河川径流量(亿m3) ;Uh:一般 山丘区多年平均地下水补给量(亿m3) Dh:一般山丘 区多年平均重复水量(亿m3) 上式中地下水补给量难以计算,只能以地下水的排泄量 近似作为补给量,公式为: UhWhrdUuUfUsEhuqm
(4-16)Whrd:多年平均河川基流量(亿m3) ;Uu:多年平均河床潜流量(亿 m3) ;Uf:多年平均山前侧向流量(亿m3) ;Us:未计入河川径流 的多年平均山前泉出露量(亿m3) ;Ehu:多年平均潜水蒸发量(亿 m3) ;qm:多年平均实际开采的净消耗量(亿m3)重复计算量: DhWhrd (4-17)由式(4-15、16、17)可得一般山丘区多年平均水资源总量 计算公式 : WhWhrUuUfUsEhuqm (4-18)(二)岩溶山丘区:岩溶山丘区地下水埋深比一般山丘区大,地表各类岩溶 形态不同程度发育,有利于降雨入渗,地下水向中、 深层入渗量大,在侵蚀基准面上,河流多为干谷,水 资源总量为河川径流量与地下水资源量之和:即 WhWhrUh (4-19)在裸露型侵蚀基准面上的岩溶发育地区,河川径流几乎 全部入渗,甚至以地下暗流形式出现。岩溶水以泉水 与地下潜流形式排泄,多年平均泉水流出量可近似认 为是水资源总量。(三)山间盆地区 山间盆地区的地表水资源量仍为河川径流量Wbs,地下 水资源量包括盆地降水入渗补给量和一般山丘区的来 水补给,通常用总补给量减去井灌回归补给量作为地 下水资源量。重复水量包括:(1)渠系、渠灌入渗补给量;(2)山前侧渗补给量;(3 )山间盆地河道排泄量中的降水入渗补给部分 这种类型区的水资源估算,通常先汇总周围一般山丘区 与盆地区的地下水资源量,在以上汇总中已扣除了山前 侧渗补给量与地表水体补给量中的基流部分,即UsK’ , 所以重复水量为:DbWhrdUs(1-K’)Wbr(Ubp/Ut)所以,山间盆地区(包括周围山区)水资源总量的计算公式为: WbWbsUb-Whrd-Us(1-K’)-Wbr(Ubp/Ut) (4-20)式中:Wb:山间盆地区水资源总量;Wbs:山间盆地河川径流 量;Ub:山间盆地(包括周围山区)地下水资源量;Us:山 间盆地区的地表水体补给量;K’:一般山丘区河川基流量占 河川径流量的比值;Wbr:山间盆地区河道排泄量;Ubp:山 间盆地降水入渗补给量;Ut:山间盆地总补给量
范文五:水资源总量的计算
水资源总量的计算
王士武 刘 莉
( ) ( )黑龙江水利高等专科学校牡丹江市水利勘测设计院
邱万军 姚静敏
( ) ( )齐齐哈尔水文勘测大队海林市水利勘测设计队
摘 要 过去水资源总量定义为流域产水量, 即由降水量减去包气带蒸散发量、水体蒸发和植物截流
量。 本文认为应将包气带蒸散发量分为包气带地表蒸散发量和植株蒸腾两部分, 后者应包含
在水资源的总量中。
关键词水资源 蒸发量 计算
和更新的淡水资源。 这就是下面所讨论的 1 水资源的概念 水资源的含义, 大气降水是水资源恢复和
更新的源泉。从上述概念出发, 这里将水资 到目前为止, 水资源没有统一的定义。
源定义为由降水产生的可恢复和更新的淡《大不列颠百科全书》将其解释为“世界水
水资源。( 资 源 包 括 地 球 上 所 有 的 气 态、液 态 和 固
〔1〕) 态天然水。 其中可供利用的为海水、河2 水资源评价的区域水循环概念模型 水和湖水, 其它可利用的为潜水和深层地
下水、冰川和永久积雪”。《辞海》中对水资 大气水、地表水、土壤水和地下水是陆
源的解释为“发展国民经济不可缺少的重地上普遍存在的水体形式。 由于水的循环 要自然资源。 它包括江河、湖泊, 地下水和 和流动性, 这几种水体之间存在着一定的 高山积雪、冰川融解, 可供给水、发展灌溉 单向和双向转化关系, 为此建立区域水循 〔2〕等 的水源。”比较这两个解释, 前者更全 环概念模型如图 1。面。随着全球用水量的增加, 开发利用海水
越来越受到重视。 水资源总量的计算3 水资源评价中的水资源的概念有别于
它们。 据《中国大百科全书》,“供评价的水 根据图 1 的模型和水量平衡方程得: 资源是指可以供人类利用的水资源, 即具 ()1 P = E + R + U g ??V 有一定数量和可用的质量、并在某一地点 〔3〕式中?V 为地表、土壤、地下的蓄水变量; 能够长期满足某种用途的水资源。”水作 其它符号意义见图 1。为一种自然资源有别于其它自然资源, 它
在多年均衡情况下, 蓄水变量可以忽 具有可恢复性。为合理开发利用水资源, 实
际评价水资源是指某一地区逐年可以恢复 略不计, 上式变为:
()2 P = E + R + U g
由图 1 可知: ()= + + 3 E E S EC E g
()+ - = 4 收稿日期: 1996- 10- 03 R R S R g R e
?151?
图 1 区域水循环概念模型
根据地下水多年平均补给量与多年平 根据上述水资源概念, 地表径流、地下
均排泄量相等的原理, 在无外区来水情况 垂直径流、植株蒸腾这三部分水量是可供
利用、可恢复和更新的, 属于水资源范畴, 下, 区域内地下水调蓄区有如下关系:
()5 潜水蒸散发量 可以通过开采地下水而 U p = U g + R g + E g - R e E g
()()() () 将式 3、4、5代入式 2得得到控制, 也属于水资源总量的一部分, 因
()此水资源总量的计算公式为: 6 + + + = W P E S EC R s U p
() = - = + + 式 6就是区域内降水与地表径流、地 W P E S EC R S U p
下垂直径流、地表蒸散发量、植株蒸腾量间 上式即为本文推荐的将地表水和地下
水统一考虑的区域水资源总量计算公式。 的平衡关系。
参 考文 献
( ) 1 姜椿芳等译 1 大不列颠百科全书 第七卷1 北京: 中国大百科全书出版社, 19861397 ( ) 2 夏征农等编 1 辞海 下卷1 上海: 上海辞书出版社, 197913678
3 梅益, 林盛然, 周志成等编 1 中国大百科全书?水利卷 1 北京: 中国大百科全书出版社, 1992, 419
C a lcu la t io n o f W a te r R e so u rce s A gg rega te Q u an t ity
.W an g Sh iwu e t a l
(). H e ilo ng jiang H yd rau lic E ng inee r ing Co llege e t a l
A bstra c t
, T h is p ap e r p re sen ted a n ew th in k in g o f w a te r re so u rce s agg rega te qu an t ityw h ich
, d iv ided evapo t ran sp ira t io n in ae ra t io n zo n e an d p lan t t ran sp ira t io n an d th e la t te r sho u ld
.b e in c lu ded in w a te r re so u rce s agg rega te qu an t ity
: , , .Key word sw a te r re so u rce sevapo ra t io n ca lcu la t io n
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