第五章 水资源总量计算与系统分析

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1、第五章水资源总量计算与系统分析主讲：赵彦琦主讲内容第一节水资源总量计算水资源总量分析水资源总量计算方法第二节水资源系统分析系统概论水资源系统分析方法在分析计算降水量、河川径流量和地下水补给量的基础上，还需进行水资源总量的计算，其目的是分析评价当前自然条件下可用水资源量的最大潜力，为水资源合理开发利用提供依据。水资源总量计算的项目包括：①不同地貌类型区“三水转化”量计算；②区域多年平均水资源总量计算；③不同频率水资源总量计算；④水资源可利用量估算等。分区水资源总量的计算途径有两种（可任选其中一种方法计算）：一是划分类型区，用区域水资源总量表达式直接计算；

2、二是在计算地表水资源数量和地下水补给量的基础上，将两者相加再扣除重复水量。第一节水资源总量计算一、水资源总量分析在一个区域内，如果把地表水、土壤水、地下水作为一个整体看待，则天然状态下的总补给量为大气降水量，总排泄量为河川径流量、总蒸散发量和地下潜流量之和，二者间的差值即为区域内地表、土壤和地下的蓄水变量。地表水主要有河流水、水库、湖泊水等，它的补给源除大气降水外还有地下水、冰川融水等，由河川径流、水面蒸发和土壤入渗三种途径进行排泄；土壤水为包气带的含水量，它主要由大气降水补给，亦有特殊区域的河流水入渗补给，消耗于土壤蒸发、植物散发和下渗补给地下水或以

3、壤中流形式流入河道；地下水包括河川基流、地下水潜流（含地下水周边流出量）和地下水储蓄，地下水由降水和地表水体通过包气带下渗补给，排泄方式有基流、潜流与潜水蒸发三种。第一节水资源总量计算潜水蒸发地表径流地下潜流下渗补给地下水壤中流土壤入渗坡面流包气带蒸散发地表及包气带蒸散发地表水体蒸发植物截留损失总蒸散发地下调蓄土壤调蓄地表调蓄大气降水河川基流河川径流EsEgRsRgUgUp第一节水资源总量计算地面径流、壤中流及河川基流构成河川径流，是水资源中的动态水量(蓝水)；植物截留、填洼、包气带含水量和地下蓄存的一部分转化为有效蒸发(绿水，植物散发)是农作物需水量

4、的天然来源，另一部分蒸腾回到大气中成为无效蒸发(绿水，土壤蒸发)，是目前未被利用的潜在水资源。第一节水资源总量计算在天然状态下，一个闭合区域的总补给量与总排泄量之差等于区域地表、土壤和地下水的蓄水变量。时段水量平衡方程式可表示为：将河川径流量R分成地表径流量Rs和河川基流量Rg，总蒸散发量E分为地表蒸散发量Es和潜水蒸发量Eg，即：对照前边框图在多年平均情况下，地表、土壤、地下水蓄水变量可忽略不计。（1）第一节水资源总量计算年内降水入渗补给地下水量，可根据年水量平衡方程式计算得：同样，在多年平均情况下，地下水的多年平均补给量与多年平均排泄量相等，当没有

5、外区来水时，地下水蓄水变量可忽略不计，上式化为：河川基流量潜水蒸发量地下水潜流量（1）对照前边框图故，在多年平均情况下，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：（2）第一节水资源总量计算在水资源评价中，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：（2）（1）上述两个公式是将地表水和地下水统一考虑的区域水资源总量，两种表达方式，前者是把河川基流量Rg归并于地下水降水入渗补给量Up中，后者是把河川基流Rg归并于河川径流量R中，避免水量的重复计算。此外，从后者看，水资源总量中比河川径流量R多了潜水蒸发量Eg和地下

6、潜流量Ug两项，对闭合流域而言，地下潜流量为零，则只多了潜水蒸发量一项。由于潜水蒸发量可随着地下水开采水平的提高而逐渐被“夺取”，使之成为可开发利用的潜在水资源量，故把它作为水资源总量的组成部分。第一节水资源总量计算二、水资源总量的计算方法在水资源总量计算中，由于地表水和地下水相互联系和相互转化，使河川径流量中包含了一部分地下水排泄量，而地下水补给量中又有一部分来自于地表水体的入渗，故不能将地表水资源量和地下水资源量直接相加作为水资源总量，而应扣除两者之间相互转化的重复水量，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

7、水相互转化的重复水量。地表水和地下水的重复计算量D，因地貌类型区不同，二者间的转化形式和转化强度不同，故D的计算方法存在差异，不同地貌类型区的水资源总量计算方法也就不同。第一节水资源总量计算1、单一山丘区水资源总量的计算这种类型的地区一般包括山丘区、岩溶山区、黄土高原丘陵沟壑区。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，这两种水量之间的重复计算水量是河川基流量。当地的水资源总量W为：式中：Rm为山丘区河川径流量；Qm为山丘区地下水资源量；Rgm为山丘区河川基流量。水资源总量计算方法第一节水资源总量计算1、单一山

8、丘区水资源总量的计算1.1山丘区河川径流量计算前边讲过，有代表站法、等值线法、年降水径流关系法