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1、第三章 水资源调查与评价,调查什么？,水资源调查地表水调查,地表水是按流域分布与划分的。影响水文特征的主要因素：流域基本情况、流域的气象因素 (一)流域基本情况包括流域范围、流域平面特征、流域地形、地理位置及下垫面（地质条件、植被）、湖泊沼泽及水利工程。,1流域范围 流域是由分水线所包围的区域。 流域的分水线不是固定不变的，流水的侵蚀、相邻流域袭夺作用以及人类活动都会改变流域范围。因此，圈定和计算流域范围时应利用最新测绘的地形图，并进行必要的现场核对。,水资源调查地表水调查,秦岭、淮河,2流域平面特征 描述河系类型、河流等级划分、河网密度和流域形状等。 河系类型是指流域内河系干支流的平面分布形
2、态。可划分为扇形河系、羽状河系、平行状河系和混合状河系等。,水资源调查地表水调查,河流分段一般河流沿水流方向自高到低可分为河源、上游、中游、下游、河口区5段。流域密度是流域内干支流的总长度与流域面积之比。流域密度反映流域切割程度。大的河网密度反映高切割，对降水输入响应快；小的河网密度反映流域排水不畅，水文响应较慢。 流域平面形状是流域平均宽度与流域长度之比或面积(A)与流域长度(Lb)的平方之比，称为流域形状系数(Rf)即Rf =B L=A Lb2,水资源调查地表水调查,3流域地形 流域地形特征常用河流落差、流域平均坡度(也称地面平均坡度)等术语来表征。,水资源调查地表水调查,落差htgh /
3、 D,水能,坡度25 退耕还林,4自然地理位置及下垫面 地理位置以经纬度表示，还要说明流域距海岸的距离。 下垫面情况：地质构造（地层褶皱、断层分布、第四纪地质与新构造运动）、地貌、土壤（岩土的溶水性、给水性与透水性或渗透性）、水文地质和植被（植被覆盖率、植物的种类、树木的年龄、林冠厚度、及植物茂密度，农作物种类与生长习性等）。,水资源调查地表水调查,5流域湖泊和沼泽 湖泊和沼泽可以蓄积降水，调节河流径流量，因而也影响了河流的水情。流域湖泊、沼泽的发育程度用湖泊率和沼泽率表示，湖泊率和沼泽率分别是湖泊面积和沼泽面积占流域面积的百分比。 流域基本情况的调查还包括流域内的各类水利工程，它们的分布以及
4、运行情况。,水资源调查地表水调查,(二)气象特征 流域的气象要素如降水、蒸发、气温、湿度、气压和风速等。 气象资料来源于国家气象部门的气象网站或与水文网站配套的雨量站、蒸发站等。 气温、湿度、气压和风速分别用气温计、湿度计、气压计和风速仪测定。,水资源调查地表水调查,1降水 降水是流域水资源的主要来源，在某些地区甚至是唯一的来源。降水量是气象资料收集中最重要的数据。,水资源调查地表水调查,海南省（不同数量雨量站）某次降雨量等值线图,2蒸发 蒸发是水文分析和水资源评价中重要的要素。蒸发：水面蒸发、土面蒸发和植物散发，统称总蒸发或蒸散发。蒸发面在特定的气象条件下，充分供水时的蒸发量或蒸发率称为蒸发
5、力或潜在蒸发量。,水资源调查地表水调查,蒸发实验,水面蒸发通常是在气象站用特制的器皿直接观测获得的水分损失量，称为蒸发量或蒸发率，以日、月或年为时段，以mm为单位。 流域实际水体的蒸发量E水小于气象站蒸发器皿测出的量E器，即E水=K E器，折算系数K与蒸发器的直径(或型号)有关。在收集气象和水文测站的蒸发资料时，要说明蒸发器皿的型号，查阅有关手册确定折算系数。,水资源调查地表水调查,土面蒸发量数据用专门土壤蒸发器(蒸渗器)在实验场直接观测获得。 土面蒸发与土壤孔隙性(孔隙大小、数量、形状等)、土壤含水量以及地下水位埋深等因素有关，土面蒸发量中含包气带水和浅层地下水量的损失。在进行流域总土面蒸发
6、量的计算时，要先依据土壤类型与地下水埋深等进行分区，然后按区分别计算土面蒸发量。,水资源调查地表水调查,植物散发量(也称叶面蒸发量)是植物根系从土壤中吸收水分，通过叶面散发到大气中的水量。 植物散发过程与土壤环境、植物生理和大气环境之间存在密切关系，比土面蒸发与水面蒸发更为复杂。植物散发量的测定目前只能在实验室条件下对小样进行研究，其结果还很难在实际中直接利用。因此，植物散发量或根据植物种类、植物覆盖情况等用经验公式计算，或用流域总蒸发量来反求。,水资源调查地表水调查,(三) 资料收集及水文补充调查 水文资料可从省、地区、县水文站收集。包括：水文年鉴、水文手册和水文图集以及前人曾进行过的各种水
7、文调查资料。必要时要进行补充调查。 1水文站定位观测补充调查水利工程设施的类型及其基本情况；河道治理情况及因治理河道引起的流域(或水文系统)的边界的变化；流域内蓄水量、流入与流出量的变化；滞洪、分洪、决口等情况。,水资源调查地表水调查,流速仪,2洪水、暴雨、枯水补充调查 部分河流或河段上，没有水文站或水文观测系列短，现有资料不能满足洪水分析和设计洪水计算的要求。有必要对历史上洪水、暴雨、枯水进行调查。 调查内容包括：历史上大洪水发生的次数、时间、流量；历史洪水的相应暴雨量、降雨历时、降雨中心等情况；河道决口、水库溃堤的洪水总量、洪峰流量及相应的时间；历史上曾出现的最低水位和最小流量及持续时间、
8、发生次数(包括河水断流、水库干枯)等。,水资源调查地表水调查,一、流域基本情况 1流域范围 2流域平面特征 3流域地形 4自然地理位置及下垫面 5流域湖泊和沼泽二、流域的气象因素 1、降水 2、蒸发(三) 资料收集及水文调查 1水文站定位观测补充调查 2洪水、暴雨、枯水调查,水资源调查地表水调查总结,地下水：贮存于地表以下岩土层中的水的总称。广义地下水包括土壤、隔水层和含水层中的重力水和非重力水。狭义地下水指土壤、隔水层和含水层中的重力水。地下水特点：（1）地域分布广（2）随时接受降水和地表水体的补给（3）便于开采（4）水质良好（5）径流缓慢等因此，地下水具有重要的供水价值。,水资源调查地下水
9、调查,岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。,1、分选良好，排列疏松的砂2、分选良好，排列紧密的砂3、分选不良，含泥砂的砾石4、经过部分胶结的砂岩5、具有结构性孔隙的粘土6、经过压缩的粘土7、具有裂隙的岩石8、具有溶隙及溶穴的可溶岩,按埋藏条件划分： 浅层地下水 深层地下水按地下水的水力特征划分： 潜水：有自由水面、直接受到当地降水和地表水体垂向渗透补给的地下水为潜水； 承压水：承压水的水头高于含水层的顶板，不能直接接受当地降水和地表水体的垂向渗透补给，其主要补给源为侧向地下径流补给。,水资源调查地下水调查,按地下水的
10、储存条件划分：基岩裂隙水：储存于基岩裂缝或构造破碎带中；岩溶水：储存于碳酸岩盐喀斯特岩溶中；松散岩系孔隙水：储存于松散岩系孔隙；泉水：从孔隙或构造裂隙自然流出地面的地下水；温泉：地下水的天然温度超常高；冷泉水：地下水的天然温度超常低。,水资源调查地下水调查,地下水资源量：是某时段内地下水含水层接受降水、地表水体、侧向径流及人工回灌等项渗透补给量的总和。 其中，地表水体渗透补给量由湖泊(水库、坑圹)周边渗透补给量、河道及渠系渗透补给量和田间灌溉入渗补给量组成。,水资源调查地下水调查,地下水资源量与以下因素有关：（1）降水量的大小和强度（2）地表水体的特征(如湖泊、水库、矿坑的分布面积及水面高程，
11、河道、渠系的长度、宽度、水位及过水时间的长短）（3）灌溉次数及灌水定额大小（4）人工回灌的规模（5）包气带岩性、厚度及渗透性能（6）地下水体特征、地下水埋深等地下水资源量具有地域上、时间上的差异。,水资源调查地下水调查,地下水调查是一种综合性的调查，通常叫水文地质调查。调查内容：地下水特征调查、地质构造、地层岩性、地貌、水文、气候、植被等的调查。水文地质调查的目的：查明水文地质条件，为地下水资源评价、开发、管理和保护提供水文地质依据。,水资源调查地下水调查,(1)查明地下水的赋存条件：岩性、埋深(2)查明地下水的运动规律：补、迳、排条件(3)查明地下水的水文地球化学特征：水质(4)查明地下水的
12、动态特征：水位、水质、水量、水温等天然因素或人为因素影响。,水资源调查地下水调查,泉是地下水的天然露头。,地下水与泉水,在地形变化比较显著的地方，像山坡上，山丘和平原交界的地方，以及平原上被河流或冲沟切割的地方，都常常见到泉。,中国的名泉据粗略估计，全国泉的总数，有10万之多。其中以水质好、水量大或奇水怪泉而闻名遐迩的名泉也有数百处之多。,地下水与泉水,山东济南素有泉城之称，共有名泉72个，分为趵突、珍珠、黑虎、五龙潭四大泉群，趵突泉排列第一。趵突泉是最早见于古代文献的济南名泉。可上溯至我国的商代，迄今长达3543年。趵突是跳跃的意思，为宋代文学家曾巩所命名。,地下水与泉水趵突泉,趵突泉泉群中
13、，处集中在趵突泉公园内。最著名的有趵突泉、金线泉、漱玉泉、柳絮泉、马跑泉、皇华泉、卧牛泉等。,宋代女词人李清照的故居就在漱玉泉边，井泉北侧是李清照纪念堂，堂前楹联曰：大明湖畔，趵突泉边，故居在垂杨深处；漱玉集中，金石录里，文采有后主遗风。趵突泉公园南大门上的横匾“趵突泉”蓝底金字，是清朝乾隆皇帝的御笔。,地下水与泉水趵突泉,趵突泉，泉水来自济南南部山区，由于大气降水渗漏地下，顺岩层倾斜方向北流，至城区遇侵入岩体阻挡，承压水出露地表，形成泉水。降水量的多少、季节分配和地下水开采量直接影响着泉水的变化。,地下水与泉水趵突泉,趵突泉出露标高26.49米，最大涌水量达24万m3d。趵突泉水从地下石灰岩
14、溶洞中涌出，水清澈见底水质清醇甘洌，含菌量极低，符合国家饮用水标准，是理想的天然饮用水。,由于地下水的超量开采和连年干旱少雨，自1976年3月30日停喷，变为季节性喷涌；1993年2月起，停喷900余天， 2002年月停喷。,地下水与泉水趵突泉,2003年9月6日复涌，一是因为当年降雨量比常年偏多17；二是因为济南市加大了节水保泉力度，自2002年月份开始，累计封闭水井400多眼，大大减少了地下水的取水量。2004年5月13日，趵突泉地下水位达到28.04米，创趵突泉公园有可查水位记录以来同期最高。趵突泉实现从1976年3月30日出现停喷现象以来的首次持续喷涌。,位于杭州西湖西南大慈山下，誉称
15、“天下第三泉”。始于唐代传说，唐代性空和尚至此，苦于无水欲走，一夜他梦见一位神仙，告诉他：“南岳童子泉，当遣二虎移来。”第二天，果然看见“二虎刨地作穴”涌出一股泉水，故名“虎跑”。,地下水与泉水虎跑泉,“虎跑泉”形成的原因：（1）位于裂隙较多、倾斜度较大的石英砂岩地层下方；（2）北、西和西南三面被高山包围，组成一个马蹄形洼地。北部山峰高230米（虎跑泉的海拔高度约70米左右），160米高差和汇水洼地给虎跑泉的形成提供了良好的地形和汇水条件。（3）在虎跑泉附近有一条与岩石层走向近于平行的断层，可以拦蓄地下水，把地下水控制在断层之中。虎跑泉为裂隙水泉，西湖另两处名泉：玉泉为孔隙水泉；龙井为岩溶水泉
16、。,虎跑水质相当纯净，它的矿化度只有0.020.15mg/L，比一般泉水要低，龙井茶用虎跑水浸泡，清香四溢，味美无穷，被称为“龙虎斗”，是一种上等饮料。 清乾隆皇帝六次南巡，四次临幸龙井茶产地，并为龙井茶捉笔吟诗，如今在西湖龙井村的老胡公庙前还留有十八棵御茶，相传是当年乾隆皇帝采过茶的地方。乾隆“敕封”虎跑泉，“龙井茶，虎跑水”便成了杭州的 “西湖双绝”，闻名中外。,虎去泉犹在，客来茶甚甘。名传天下二，影对水成三。饱览湖山美，豪游意兴酣。春风吹送我，岭外又江南。 郭沫若 1959年2月,虎跑茶室边上的济祖塔院，是宋代济公葬骨灰之处。茶室下面，有弘一法师纪念馆。弘一法师(1880-1942年)姓
17、李名息，号叔同，浙江平湖人，早年留学日本，精通音乐、戏剧，对书画篆刻颇有造诣，曾在东南亚讲佛学，1918年在虎跑定慧寺出家，是一位学者和高僧。,清乾隆帝特制一种银斗，专门用来精量水之轻重（比重）而定水质之高下。经过多次精量，评定北京海淀镇西的玉泉水质 第一镇江中泠泉 第二无锡惠山泉与杭州虎跑泉 第三,月牙泉 古称沙井，俗名药泉，自汉朝起即为“敦煌八景”之一，得名“月泉晓彻”。山泉地貌、沙漠奇观。,月牙泉位于敦煌市西南5公里处鸣沙山下，南北长近l00m，东西宽约25m，泉水东深西浅，最深处约5m，弯曲如新月，因而得名。泉在流沙中，干旱不枯竭，风吹沙不落，蔚为奇观。,地下水与泉水月牙泉,月牙泉上月
18、，月映月牙泉；镜泊湖中镜，镜照镜泊湖。,月牙泉,月牙泉有四奇：月牙之形千古如旧、恶境之地清流成泉、沙山之中不淹于沙、古潭老鱼食之不老。,月牙泉风景区,晴空万里蔚兰天，美绝人寰月牙泉，银山四面沙环抱，一池清水绿漪涟。,月牙泉就在天的那边很远很远，有美丽的月牙泉。她是天的镜子，沙漠的眼，星星沐浴的乐园。从那年我月牙泉边走过，从此以后魂绕梦牵，也许你们不懂得这种爱恋，除非也去那里看看，看哪，看哪，月牙泉想哪，念哪，月牙泉,月牙泉：党河的一段，由于党河改道，残留的河湾形成为一个单独的湖泊水体。沙不掩泉的原因：(1)一是党河地下潜流补充，（2）常年特定的风向走势，造成了沙粒上升和泉如月形的美景。,2、水
19、资源评价水资源数量评价水资源质量评价,水资源评价数量评价,地表水资源量：指河流、湖泊等地表水体的动态水量，即天然河川径流量。地下水资源量：指降水、地表水体（含河道、湖库、渠系和渠灌田间）入渗补给地下含水层的动态水量。 水资源总量指评价区内当地降水形成的地表、地下产水总量（不包括区外来水量）由地表水资源量和地下水资源量相加、扣除两者之间互相转化的重复计算量而得。,水资源评价数量评价,地下水资源：补给量、消耗量、储存量补给量：指天然和开采条件下，单位时间进入均衡单元含水层的水量。单位m3/d或m3/a。分为天然补给量和开采补给量补给量降水入渗补给量侧向流入量地表水（河、湖、田间灌溉）入渗补给量回灌
20、水开采补给量,水资源评价数量评价,消耗量：天然排泄量和允许开采量天然排泄量：侧向流出量、排出到河川的基流量、泉水的流出量、潜水的蒸发量；允许开采量：指通过经济合理的取水建筑物，在整个开采期内水量不减少，动水位不超过设计要求，水质、水温在允许范围内，不影响已建水源地的正常抽水，不发生危害性工程地质现象的前提下，单位时间从单元含水层中能够取得的水量。Q允Q开 Q排VQ开：开采补给量； Q排：天然排泄量的减少量；V：开采漏斗的容积量,水资源评价数量评价,储存量：储存于含水层内的重力水体积。当消耗量 补给量时，储存量不变，地下水位不变；当消耗量 补给量时，储存量减少，地下水位下降。储存量具有调节作用，
21、储存量大，调节能力强。,计算方法：水量均衡法、水文分析法、开采试验法、解析法、数值法等。山丘区：排泄量法，包括河川基流量、山前侧渗流出量、潜水蒸发量和地下水开采净消耗量；平原区：补给量法，包括降水入渗补给量、地表水体入渗补给量和山前侧渗流入量。 在确定流域分区和行政分区的地下水资源量时，扣除了山丘区与平原区之间的重复计算量。,水资源评价数量评价,海啸：引发破坏性海啸的条件有三： 震源一般要小于50km，且震级大于6.5级； 要有正断层或逆断层存在； 水深一般大于1000m，在浅水区通常只能生成海洋激浪。,正断层,逆断层,太平洋地区是海啸灾害最为频繁和严重的地区。历史上危害最大的7次海啸全部都发
22、生在这一地区，其中日本竟占了4次。 我国不具备发生地震海啸的条件。,2004年12月26日，印度洋发生9级地震引发海啸。死亡近30万人，中国捐款12亿人民币,2010年2月27日,800多人死亡？,据中国地震台网测定，北京时间2011年2月22日7时51分在新西兰南岛（南纬43.4，东经172.7）发生6.2级地震， 震源深度10公里。,印度板块,欧亚板块,地震专家称：地球进入地震活跃期,2012？,水文是水利的尖兵，是防汛抗旱和环境保护的耳目和参谋，是水资源开发利用与保护以及工程建设规划、设计、施工、管理、调度的依据。（水资源质量年报、水文情况年报、水情年报、水资源公报、地下水通报等。） 水
23、文是综合性和公益性很强的工作，并为一切与水有关的行业服务。水文工作是一项国家重要的基础和前期工作，关系到国民经济的总体部署和宏观决策。,水文水资源工作的重要性,全国基本水文站共3130处，水位站1160处，雨量站14373处，水质站4557处，地下水观测井12313处。,水文站,矿化度：水中所含各种离子、分子与化合物的总量称为总矿化度（总溶解固体TDS），以g / L表示。习惯上将水蒸干所得的干涸残余物总量与水的体积之比来表示。,雨量器示意图,虹吸式自记雨量计示意图,雨量等级表,人们也可以从降水情况来判定雨的等级：下小雨时，一般雨点清晰可辩，没有飘浮现象；落到地面、石板或屋瓦上不四溅；地面泥水浅洼形成很慢；至少两分钟以上才会润湿石板、屋瓦；屋檐下只有滴水。降中雨时，雨水如线，雨滴不易分辨；落在硬地、屋瓦上雨水四溅；水洼泥潭形成很快；屋顶有沙沙声。下大雨时，雨如倾盆，模糊成片；落在屋瓦、水泥地或石板上可四处飞溅，水潭形成很快；屋顶雨水有喧闹声。,旋桨式流速仪,旋杯式流速仪,电波流速仪多普勒剖面流速仪超声波流速仪等,流速仪,
