五、地下水开采条件下水资源总量的计算由于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(在一定的地下水埋深范围内), 包气带土壤水的蒸发量增加,而地表径流量、河川径流量和潜水蒸发量则相应减少,因此,地下水开采条件下水资源总量的计算分两种情况:(1 )地下水开采时间长,各年开采量比较一致: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,按式(4-24)或(4-26 )计算。(2)地下水开采时间短,或各年开采量相差较大:先利用地下水开采前后的河川径流量资料,结合相应的地下水开采量,推求地下水现 状开采水平(或设计开采水平)下河川径流的减少量,以此修正地下水开采前和非现状开采年份的河川径流资料(扣除不同年份的相应减少量),使 之满足一致性,然后采用地下水现状开采条件下的地下水补给资料和相应的河川径流量资料,按(4-24)或(4-26)计算水资源总量。第 三节水量平衡分析概念:水量平衡分析是指通过特定区域的水资源分析计算,确定该区域各种水体的数量,结合水文、气象以及水文地质 条件等自然因素的分布规律,分析这些水体在空间和时程两方面是否满足水量平衡关系。水量平衡分析的目的在于验证设计区域各种水体数量的计 算精度、检查水资源计算成果的合理性。一、河川径流量的平衡分析从闭合流域、干支流或河段两方面进行分析(一)闭合流域河川径流量平 衡分析闭合流域在多年平均条件下,可忽略降水入渗补给引起的地下潜流量,有平衡方程式: Wr=Wrs+Wrd(4-29)P=Wr s+Wrd+E(4-30)V=P-Wrs=Wrd+ E(2-31)式中:Wr:多年平均年河川径流量(108m3);Wrs:多年平均年地表径流量(108m3) ;Wrd:多年平均年河川基流量(108m3);p:多年平均年降水量(108m3);E:多年平均年流域蒸发量(108m 3);V:多年平均年地表和土壤总截补量(108m3)根据以上水量平衡式,可检查河川径流量及其组成部分计算成果的合理性由 于总截补量V大部分消耗于蒸发散,另一部分补给地下水,因此,也可计算各平衡要素的不同比值,如E/V、Wrd/v、Wr/p、Wrs/p 、Wrd/Wr等,将设计流域的这些比值与气候一致区内其它流域的相应比值比较,即可分析设计流域河川径流的计算成果是否合理,符合地区分 布规律(二)干支流或河段的水量平衡分析A、B、C、D、E等为径流站,在特定时段和特定区域内,天然河川径流量应满足下列关系: Wr,u+Wr,q=Wr,d(4-32)式中Wr,u:上游 站河川径流量(108m3);Wr,q:区间流域产水量(108m3);Wr,d:下游站河川径流量(108m3) ABCDE根据上式,有下列各河段的水量平衡方程式WA+△WA-B =WB(4-33)WB+WC+△WBC-D=WD(4-34 )WD+△WD-E=WE(4-35)式中WA、WB、W C、WD、WE为各站同一时段的河川径流量;WA-B、WBC-D、WD-E为上下游及干支流、区间产水量通过平衡计算可检查各代 表站河川径流成果的合理性二、水资源总量的平衡分析可从两方面进行分析比较:一是把全流域作为一个整体同周围或邻近流域对比,分析是否 符合地区分布规律,二是将流域分成若干分区(如分为山丘区和平原区、或子流域),分析各分区水资源总量之间是否符合水量平衡和地区分布规律 ,或者分析各水文计算要素之间的水量平衡关系及相互对比关系。(一)流域总体水量平衡分析把山丘区、平原区看成一个整体,并且不计越流 补给量μo,水资源总量Wt的计算公式为:Wt=Whs+Wps+Uh+Upp=Wrs+Upt (4-36)Wt、Upt为流域多年平均总地表径流量,总降水入渗补给量。流域多年平均水量平衡方程式为: P=Wrs+Upt+E(4-37) P为降水量,E为包气带蒸发量一方面,检查组成水资源总量的各种分量是否满足上述平衡关系;另一方面,检查不同分量之间的相互比值(如W r/P、Wt/P、Wrg/P、Upt/W等)在地区上进行比较(二)山丘区与平原区水量平衡分析将大范围的水资源研究区域划分为 山丘区和平原区两种类型,在各类型区中以基本计算单元为统计对象,分别统计山丘区和平原区个计算单元的水资源总量,然后制作两种类型区水资 源总量统计表或分布图,如表4-2、4-3,结合水文气象条件和下垫面条件,如降水、气温、地形、地貌、地质等影响产汇流的因素,分析水资 源总量、产水系数等是否符合地区分布规律,是否与产汇流条件相适应。分析方法和原则类同于流域整体水量平衡分析第四节入境、出境 水量计算一、基本概念为了评价不同行政区或供需平衡区内的水资源量,计算区域通常与流域区不一致,这种评价区周边可能有一处或几处流入 和流出的径流,上游流入的径流量称为入境水量,下游流出的径流量称为出境水量。一个区域可能有多个入境和出境水量。入境和出境水量是针对 特定区域边界而言的。天然河流经区域边界流入区域内的河川径流量为入境水量;天然河流经区域边界流出区外的河川径流量为出境水量。入境和 出境水量不应称为过路水量。过路水量意味着该水量在过境河流中不发生变化,入境水量和出境水量是相等的。实际上,由于蒸发、渗漏、地下水转 化以及引、提水等,过境河流中的水量是沿途变化的,入境和出境水量并不相等,其计算在断面资料采用上须有特定条件限制。入境水量是区域可 利用水资源的重要组成部分入境水量与出境水量的计算内容包括:(1)多年平均年入境、出境水量及年内分配;(2)不同保证率年入境、 出境水量及年内分配;(3)入境、出境水量的空间分布二、多年平均及不同保证频率年入境、出境水量的计算应根据过境河流的特点和水 文测站分布情况采用不同的计算方法(一)代表站法1、代表站在入境(或出境)处2、代表站不在入境(或出境)处3、区域内有几条河 流入境,一条以上河流出境(二)水量平衡法(一)代表站法:1、代表站在入境(或出境)处(1)当区域内只有一条河流过境时,若其 入境(或出境)处恰有径流资料年限较长且具有足够精度的代表站,该站多年平均及不同保证率的年径流量,即为计算区域相应的入境(或出境)水 量。(2)若入境(或出境)处的代表站径流资料年限较短,或代表性不好,应采用相关分析的方法插补延长年径流系列,使其具有足够代表性, 然后依据展延后的年径流系列计算该站多年平均及不同保证频率的年径流,亦可采用其它方法展延,详见第二章第三节有关内容。2、代表站不在 入境(或出境)处代表站位置有两种情况:(1)入境代表站位于区域内,其集水区域面积与本区面积有一部分相重复:首先计算重复面积上的 逐年产水量,然后从代表站相应年份的水量中予以扣除,组成入境逐年水量系列,利用该系列进行频率分析计算,便可求得多年平均及不同频率的年 入境水量(2)入境代表站位于区域的上游,代表站的集水区域小于实际入境边界处的集水区域:应先求出代表站至实际入境边界的区间面积上的 逐年产水量,将该区间的年水量加在代表站相应年水量上,组成入境逐年水量系列,然后按同样方法推求多年平均及不同保证频率的年入境水量。 当出境代表站位于区域之内或区域边界下游时,可按同样方法求出相应重复面积或区间面积的逐年产水量,并从代表站对应年水量中加上或扣除相应 水量,组成出境年水量系列,然后进行频率分析计算,求得多年平均及不同保证频率的出境水量重复面积和区间面积产水量计算,应根据不同产流 条件水文资料情况和面积大小采用不同方法,如水量面积比法、降水径流关系法、水文比拟法、径流深等值线图法等进行计算,方法参照第二章第四 节3、区域内有几条河流入境,一条以上河流出境对于较大区域,可能有几条河流过境,形成多处入境水量和出境水量;也可能是几条河流入境 ,在区域内汇成一条河流出境,形成多处入境水量,一处出境水量。这种情况,需在各入(出)境河流上选择代表站,按上述方法1或2分别计算各 河流逐年入(出)境水量,然后将各河流逐年入(出)境水量相加,组成区域逐年总入(出)境水量系列,经频率分析计算求得多年平均及不同频率 的入(出)境水量。(二)水量平衡法根据水量平衡原理,河流上、下断面的年径流水量平衡方程式可表示为:Wrd=Wru+Wrq-W re-WrL+Wrg-Wry+Wrh±△Wrx (4-38)式中:Wru、Wrd:上下断面的年水量;Wrq:区间产水量;W re:上下断面间河道年水面蒸发量;WrL:上下断面间河道年渗漏量;Wrg:区间河段地下水年补给量;Wry:区间河段年引、提水量;W rh:区间河段年回归量;△Wrx:区间河段河槽年蓄水量以上各水量单位均为108m3或104m3
1、径流观测站在入境(或出境)处当过境河流实测径流资料的上下断面与区域上、下游边界重合时,式(4- 38)改写为:Wro=Wri+Wrq-Wre-WrL+Wrg-Wry+Wrh±△Wrx (4-39)Wr o、Wri:区域年入境、出境水量根据公式(4-39),可计算出境(或入境)水量的设计年径流量,步骤如下:(1)在过境河流上选定 入(出)境代表站,统计代表站逐年的实测年径流资料系列,并对资料系列进行可靠性、一致性和代表性审查。(2)按照第二、三章介绍的有关 方法分别推求逐年的区间产水量、河道水面蒸发量、河道渗漏量、地下水补给量、区间河段引水量。河槽蓄水变量可根据计算时段始末的代表站水位 值,乘以河段长度和平均水面宽度近似估算。(3)根据公式(4-39)逐年计算出(入)境年径流系列。(4)通过频率分析计算推求多年 平均和不同保证频率的出(入)境年径流量2、径流观测站不在入(出)境处应采用公式(4-38)推求入(出)境年径流量,计算步骤如下 :(1)统计径流站B逐年实测年径流资料系列,并进行资料审查。(2)采用有关方法推求AB区间和BC区间的逐年区间产水量,河道水面 蒸发量、河道渗漏量、地下水补给量、区间河段引、提水量和河槽蓄水变量。AB、BC区间是指过境河流的逐年径流量系列。(3)根据公式( 4-38)分别计算入境和出境的逐年径流量系列。(4)用频率分析法分别推求入境和出境的多年平均及不同保证率年径流量。ABC 三、入境和出境的时空分布对入境、出境水量的时空分布研究满足水资源评估、开发利用和供需平衡的要求。推求得到入境、出境设计年径流量之 后,还需分析年内分配、年际变化及空间变化规律。1、年内变化的三种表征方法:(1)多年平均及不同保证率年径流的月分配过程。(2 )连续最大四个月、枯水期水量占年总水量的百分率。(3)典型年份不同时段的最大入(出)境水量2、年际变化的表征形式:(1)丰 、平、枯水年的设计径流总量。(2)连续丰水、连续枯水的年份及径流总量。(3)年径流的多年平均值、变差系数Cv和偏差系数Cs。 3、空间分布:设计区域较大时,将整个区域划分为几个分区的径流特征值。第五节入海水量计算一、概述入海水量是河川径流量经流 域内各种消耗后的剩余水量,它与天然径流量相比,可以大致反映河川径流量的开发利用程度。由于用水量不断增加,入海水量有逐年减少的趋势, 北方河流尤为明显。除直接入海的河流外,还有一些由我国一侧流入界河或直接流入邻国的河流。按流域片分,以西南诸河片的出境水量最大,其 次为黑龙江流域片。出境河流一般利用率较低。二、计算方法各流域有众多入海水道,为提高成果精度和便于分析,需分区计算:(一)分区 原则可参照第二章第一节地表水资源分区原则(二)年入海水量计算方法1、水量平衡法:适用于有水量观测站的入海河道(1)观测站离 海口较远,一般还应考虑测站到入海口区间的产水、用水、河道输水损失以及有挡闸河流的槽蓄量等。计算公式为: Ws=Wm+Wrq-Wry-WrL±△Wrx 式中:Ws:入海水量;Wm:入海河道观测站实测水量;Wrq:测站至入海口区间面积产水量;Wry:测站至入海口区间提、引出水量 ;WrL:测站至入海口区间河道损失量;△Wrx:测站至入海口河槽蓄水变量▲区间蓄水量及槽蓄量等,在无资料时可用调查结算数值; ▲河道输出损失量可按测站实测径流量乘以损失系数推求,损失系数应依据河道特征及长短估计;▲区间产流量可采用面积比计算: Wrq=Fa/Fm·Wm(4-40)Fa和Fm分 别为区间面积和测站汇水面积。▲计算时,应扣除测站集水区域(计算单元)外的来水量,注意把测站径流还原成天然径流;区间降雨量(Pa )与测站以上平均降雨量(ρm)相差较大时,应乘以降雨不均匀系数ψ加以修正:ψ=Fs /Fm·Wm(4-41)2、入海水量模数法:适用于无径流观测站的入海河道在气候一致区内,选 择下垫面条件相似的参证流域,利用参证流域的入海水量推求:
(4-42) M=W/F称为入海水量模数;Wdv、Wcv为设计流域和参证流域水量;Fdv、Fcv为设计流域和参证流域的集水面 积。(三)年入海水量系列插补延长当入海测站有缺测年份或系列较短时,可采用以下方法进行插补延长:(1)相邻站,上、 下游站入海水量相关法;(2)年降雨与年入海水量相关法;(3)各支流来水量平衡计算。(四)分区年入海水量统计计算 将区内各计算小区的年入海水量相加即得分区年入海水量系列.由上述计算所得入海水量系列可对分区或单站入海水量进行频率分析计算,从而研究 其年内分配、多年变化及空间分布规律,具体内容及方法参照本章第四节。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及包气带蒸散发 土壤入渗 地表径流包气带蒸散发 攘中流
下渗补给地下水潜水蒸 发河川基流 地下潜流 河川径流 地表调蓄土壤调蓄地下调蓄天然状态 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
((4-1) 式中各项分解后,如下式: (4-2)
(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: (4-4) (4-5)将右式代入左式: (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:(4-7)或 (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)(2)地下水开发利用水平较高,地下水位低于河水位
(4-10)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) 同理,降雨入渗补给量也发生变化,平衡方程式为 (4- 12)根据式(4-12、11、5),得到降雨入渗补给变化量 (4-13)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△Pr=0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:W=Wr+U-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 年内分配多年平均降水入渗补给量图4-2山丘区、平原区河川径流与地下水补排关系示意图蒸发量降雨量多年平均河川径流 量多年河床潜流量未计入河川径流的多年平均山前泉出露量实际开采消耗量山前侧向流图4-3不同地貌单元重复水量示意图W hr、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 目为重复水量山区多年平均河川径流量山区多年平均地表径流量多年平均河川基流量一般山丘区多年平均地下水补给量多年平均河床潜流 量多年平均山前侧向流量未计入河川径流的多年平均山前泉出露量多年平均潜水蒸发量多年平均实际开采的净消耗量平原区多年平均地下 水补给量平原区多年平均降水入渗补给量多年平均河道渗漏补给量多年平均渠系渗漏补给量多年平均水库(湖泊、闸坝)蓄水渗漏补给量 多年平均渠灌田间入渗补给量(包括井灌)多年平均越流补给量多年平均人工回灌补给量平原区多年平均河川径流量平原区多年平均地表径 流量平原区多年平均河川基流量一、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: Wh=Whr+Uh-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:Uh=Whrd+Uu+Uf+Us+Ehu+qm (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:Dh=Whrd(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:Wh=Whr+U u+Uf+Us+Ehu+qm(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 Wh=Whr+Uh (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:Db=Whrd+ Us(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:Wb=Wbs+U b-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;Wb r:山间盆地区河道排泄量;Ubp:山间盆地降水入渗补给量;Ut:山间盆地总补给量二、单一平原区多年平均水资源总量计算平原区地表 水资源量为当地河川径流量;地下水资源量为当地降水入渗补给量与地表水体渗漏(包括流域外引水和区域周边侧向渗漏补给)补给量之和,再减去 井灌回归补给量与平原区河川基流量的引、提水灌溉后对地下水的补给量,公式为:Up=Upp+Uris+Uf+Ucs+Ures +Ucir+Uo+Ua(4-21)式中Up:平原区多年平均地下水补给量(亿m3);Upp:平原区多年平均降水入 渗补给量(亿m3);Uris:多年平均河道渗漏补给量(亿m3);Uf:多年平均山前侧向流入补给流入量(亿m3);Ucs:多年 平均渠系渗漏补给量(亿m3);Ures:多年平均水库(湖泊、闸坝)蓄水渗漏补给量(亿m3);Ucir:多年平均渠灌田间入渗补给 量(包括井灌)(亿m3);Uo:多年平均越流补给量(亿m3);Ua:多年平均人工回灌补给量(亿m3)平原区的重复水量包括 :(1)地表水体补给量(包括河道入渗,渠系及渠灌入渗,人工回灌);(2)平原河道排泄量中的降水入渗补给部分D= Uris+Ucs+Ucir+Ures+Ua+Wpd(Upp/Up) (4-21)因此,单一平原 区多年平均水资源总量计算公式为:W=Wpr+Up-D=Wpr+Upp+Uf+Uo-Wpd(Upp/Up) (4-22)式 中:W:平原区多年平均水资源总量;Wpr:平原区多年平均地表水资源量(河川径流量);Wpd:平原区多年平均河川基流量三、多种地貌 类型混合区的多年平均水资源总量多种地貌类型区重复水量包括:(1)山丘区河川径流量与地下水补给量之间的重复量,即山丘区河川基流量 Whd;(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Wpd,有时还包括来自平原区河川径流量的Uris、U cs、Ures、Ucir和Ua;(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,即山丘区河川径流量流经平原时对地下水的补 给量,包括Uris、Ucs、Ures、Ucir和Ua(4)山前侧向补给量Uf,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。(5)河床潜流量Uu,亦属于山丘区、平原区地下水本身的重复量包括山丘区和平原区两大地貌类型的计算区域,公式 (4-14)改写为W=(Wpr+Whr)+(Up+Uh)-Wcf(4-23)重复 水量Wcf=Whd+Wpd+Uris+Ucs+Ures+Ucir+Ua+Uf将重复水量代入上式,整理得到:W=W pr+Whr+Uu+Uf+Us+Ehu+qm+Upp+Uo-Wpd(4-24)根据公式(4-16)得到 Uh-Uhd=Uu+Uf+Us+Ehu+qm(4-25)将式(4-25)代 入(4-24),得到多种地貌类型混合区的多年平均水资源总量:W=Whs+Wps+Uh+U pp+Uo(4-26)式中:Whs为山丘区多年平均地表径流量(亿m3);Wps为平原区多年平均地表径流量( 亿m3)四、不同保证频率水资源总量的计算利用组成地表、地下水资源的各分项水量以及组成特定流域(或区域)水资源总量的分项水量推求设计流域(或区域)不同保证频率水资源总量时,不能采用相应同一保证频率的各分项水量相加的方法(简称频率相加法)。同频率相加法推求的水资源总量与相应频率的实际水资源总量往往不等,这是因为在整个研究区内,水资源的总量不可能同时出现同一频率的偏丰、偏枯状况,这存在着整体概率与部分概率的组合问题。设计流域不同保证频率水资源总量计算的正确途径是按地貌类型区,采用相应的水资源总量计算公式,依据区域内逐年的各分项水量,先求出逐年的水资源总量,然后对水资源总量系列进行频率分析,推求多年平均和不同保证频率的水资源总量我国大多数地区虽具有较充分的河川径流资料和降水资料,但地下水资料往往不充分,且难以插补延长,推求不同频率水资源总量时受到限制,这种情况下,可利用逐年河川径流量和逐年降水量近似估算逐年水资源总量。1.山丘区逐年水资源总量估算(1)计算设计区的逐年河川径流量Whri(108m3)和多年平均河川径流量Whr(108m3)。(2)计算设计区的多年平均水资源总量Wh(108m3),方法参照本节第一部分。(3)计算设计区的逐年水资源总量WhiWhi=Wh/Whr·Whr,i(4-27)2.平原区逐年水资源总量计算(1)计算设计区的逐年河川径流量Wpr,i(108m3)(2)计算设计区的逐年降水入渗补给量Upp,i(108m3),方法参照第三章(3)将设计区逐年的河川径流量与降水入渗补给量相加,Wpr,i+Upp,i记为W’p,i,并计算多年平均值W’p(4)计算设计区多年平均水资源总量Wp(108m3)(5)计算设计区的逐年水资源总量Wp,iWp,i=Wp/W’p·W’p,i(4-28)3.多年地貌类型区逐年水资源总量计算如果设计区包含山丘和平原两种地貌类型,按上述方法,先分别计算山丘区和平原区的逐年水资源总量系列,然后将两系列对应年份的数值相加,求得全区域逐年水资源总量系列。推求出设计区域的逐年水资源总量系列之后,即可对其进行频率分析计算,进而求得多年平均和不同保证频率的水资源总量。 |
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