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中国水资源及降水分布图

时间:2022-11-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:水资源数量评价是指在水资源评价基础性工作,包括对评价范围内的水文、水文气象、水文地质等基础资料的统计和系统整理等的基础上对水数量的分析、计算与汇总。由于在估计山丘区地下水资源量时,主要的是通过对河川径流的基流分割而得,因此当计算某一范围内的水资源总量时,必须扣除两者间重复计算的水量,如井灌回归水量和山区平原间的侧渗量。

3.2.1 水资源数量评价

水资源数量评价是指在水资源评价基础性工作,包括对评价范围内的水文、水文气象、水文地质等基础资料的统计和系统整理等的基础上对水数量的分析、计算与汇总。

1)基础资料的收集与初步整理

水资源基础性评价中,涉及诸如降水、河川径流、土壤水、地下水、蒸发等水文要素。这些要素通常需以年为单位逐年收集,然后进行统计以获取水文循环各要素特征的有关数据,如多年平均值、相应的变差系数Cv(均方差数学期望之比值)、离差系数Cs(标准差与平均分的比值)等,并应对有关特征值作出相应的等值线图或分区图等。

河川径流是水资源量的主要部分,但由于流域中河道外用水情况的存在,需对已有的观测资料系列中各年的用水情况等进行调查,并需根据测流断面以上流域内的河道外用水量进行逐年的资料还原,以恢复到不受人为干扰状态下的“天然的”径流系列,再进行有关统计参数的估计。用水还原计算中,往往缺少历年特别是较旧年份的实际用水记录,是径流还原的重点和难点。我国20世纪80年代初期进行的全国第一次水资源评价中,无论是降水量或是径流量,均统一采用1956~1979年共24年的资料系列,以求区域性资料的一致性、代表性和可比性。

除径流资料系列外,地下水观测资料、蒸发资料等的统计分析亦需与径流资料保持时间的一致性。

此外,除水文气象资料外,水资源评价过程中还需收集所评价范围内的自然地理,如地形、地质、地貌、土壤、土地利用、土地覆被等资料。因为,这类资料是水文要素时空变化的原因和条件,在对无资料地区水文要素的内插、流域水资源变化情况的分析与预测等具有重要作用。

随着地理信息系统(GIS)的迅速发展,上述资料的收集与整理应依托一定的GIS软件(如ARC/Info、ARC/View、MAPGIS等)建立数据库,包括各类图件(如流域水系图、站网布设图、地形图、土地利用图、土壤图等)、数据(如降水、径流、蒸发等),以提高水资源评价的效率和分析能力。

2)水文要素的分析计算

基础资料收集与初步整理后,对降水、河川径流、蒸发能力、地下水的水文要素观测资料系列,在选定站点并确定同步的观测期后,进行统计分析与计算。

降水资料的整理包括单站降水资料的多年均值及变差系数Cv的分析计算,一般采用矩法初估统计参数后,采用适线法确定,并根据各水文站所控制的流域面积计算各控制断面以上的多年平均径流深。

蒸发能力(水面蒸发)主要是对不同型号的蒸发皿的实测资料进行折算到大面积水体的水面蒸发量后,再进行年、月蒸发能力的统计。

浅层地下水观测资料,一般不直接统计,而是计算地下水的补给量和排泄量,即通过分析确定水文地质参数如给水度μ和降水入渗补给系数α。给水度μ是单位饱和水分土体在重力作用下排出的水体积与该饱和水分土体体积的比值,其大小与土壤质地、地下水埋深等有关;降水入渗补给系统α是降水入渗补给地下水量与相应降水量的比值,其值与下垫面条件、平均年降水深等有关。此外,还有潜水蒸发系数C(潜水蒸发量与相应水面蒸发量比值)、灌区渠系渗漏补给地下水系数m(渠系渗漏补给地下水量与灌溉水量比值)等参数。

分析的各类水文要素的统计特征值一般以等值线形式(等值线图)表示,利于直观地分析比较。

3)水资源量的计算

水资源量是指一定评价区域范围内,当地降水形成的水资源总量,包括地表水资源量和地下水资源量。

地表水资源量主要是河川径流量,其值是已经过用水还原后的天然河川径流量,包括坡面流和壤中流,根据实测流量资料未加还原处理的实测年径流量,但不包括河川基流量。

地下水资源量是通过水平衡计算的所有渗入或曾经渗入补给到地下的水量,应是河川基流、潜水蒸发、地下潜流之和。由于在估计山丘区地下水资源量时,主要的是通过对河川径流的基流分割而得,因此当计算某一范围内的水资源总量时,必须扣除两者间重复计算的水量,如井灌回归水量和山区平原间的侧渗量。

根据降水、地表水、地下水的转化和平衡关系,区域水资源总量可用下式表示:

W=P-Es=Rs+Up       (3-1)

式中:W——水资源总量;

P——降水量;

Es——地表蒸发量;

Rs——地表径流量;

Up——降水入渗对地下水的补给量。

该式理论上已剔除了地表水和地下水相互转化的重复水量,即河川流量。

扣除重复计算量后的水资源总量并不包括通过专门的人为措施或更多地降水转化为可用水量的情况,但代表了在当前自然条件下可用水资源量的最大潜力。

从水资源潜力而言,水资源量的评价中,还应包括暴雨和洪水的专门分析,如洪峰流量、峰现时间等。此外,对水能、水运、水产等资源特点,亦应作出相应的潜能评价,以作为水资源综合规划、开发、利用、保护和管理时的参考和依据。

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