城市水资源计算及评价

1、第三章第三章 城市水资源计算与评价城市水资源计算与评价1 城市水资源系统概述2 城市水资源开发利用现状及影响评价3 城市水资源数量评价4 水资源质量评价5 水资源评价基本程序6 水资源评价实例第一节 城市水资源系统概述 一、城市水资源系统的构成 1、城市水资源系统的概念 广义：地表水资源和地下水资源相互联系构成的有机整体 狭义：由城市水源、城市供水、城市用水和城市排水四个子系统组成的系统，子系统间既相互独立，又相互依存。 2、城市水资源系统的构成 （1）城市水源： 种类：地表水、地下水、海水、微咸水、再生水、雨水 水源取水 水源、取水点、取水构筑物输水 输水管道 水厂、用户 用水 城市供水系统

2、： 包括净水工程和输配水工程 根据城市布局、地形地质条件、水源情况、用户要求等可以有多种布局形式，如： 统一给水系统、分质给水系统、循环和循序给水系统 城市用水： 分类（用途）： 工业用水、生活用水、城市农业用水、环境用水 工业用水分为工业企业生产用水和厂区生活用水 城市生活用水分为居民住宅用水和城市公共设施用水 城市农业用水包括城市所辖市镇农、林、牧、副、渔以及农村居民点的生活用水。特点：面大、量大、季节性强，保证率低 环境用水包括河湖环境补水、航运用水、冲淤保港用水、环境冲洗稀释用水等 城市排水系统收集污水，处理后排入水体。包括污水管道、污水处理厂、污水出口设施等部分。 二、城市水资源系统

3、的特征 1、人工干预强烈 2、边界较为明确 3、强调安全性 4、动态规律性 5、以城市污水处理厂为核心的排水系统第二节第二节 城市水资源开发利用现状城市水资源开发利用现状及其影响评价及其影响评价 水资源开发利用现状分析： （1）现状水资源开发分析 （2）现状水资源利用分析 现状水平年：规划的基准年，现状数据的采集年，往后的预测都是以现状水平年为基础。 一、城市社会经济及供水基础设施现状调查 城市社会经济及供水基础设施现状调查内容包括除水以外的主要自然资源开发利用和社会经济发展状况分析、供水基础设施情况分析。 主要自然资源（除水以外）是指可利用的土地、矿产、草场、林区等，分析他们的现状分布、数量

4、、开发利用状况、程度及存在的主要问题。 1、社会经济现状调查： 收集统计与用水密切相关的社会经济指标，是分析现状用水水平和预测未来需水的基础。 如：城市人口、国内生产总值(GDP)、工农业产值、城市所辖村镇耕地面积、灌溉面积、粮食产量、农村居民人口、牲畜头数 2、供水基础设施现状调查 内容包括调查统计现状年地表水源、地下水源和其他水源的数量及供水能力。分类分析现状情况、主要作用、存在的问题。 供水能力是指现状条件下相应供水保证绿地可供水量，与来水状况、工程条件、需水特性、运行调度方式有关。 1 1、供水基础设施现状、供水基础设施现状 2 2、供水基础设施存在问题、供水基础设施存在问题 二、城市

5、供水现状调查 调查内容包括各种水利工程的供水量以及各用水行业的用水量。 1、供水现状调查： 包括供水数量和供水质量的调查 2、用水现状调查： 包括河道内用水和河道外用水的调查 2、现状水资源开发利用程度分析 平原区浅层地下水开发利用程度： 浅层地下水开采量占地下水资源量的百分比。 三、现状供水效率分析 1、耗水量与耗水率 耗水率：耗水量占取用水量的百分比 分为：农田耗水量、工业与生活耗水量、其他耗水量 2、现状用水水平分析 现状用水定额及用水效率指标分析 现状用水水平和节水水平分析 四、现状城市水资源供需状况分析 1、缺水量 2、缺水类型：资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水 3、缺水影响 五、

6、现状供用水存在的问题 水资源规划中“问题识别”的重要内容。 六、水资源开发利用对环境的影响评价 1、水资源开发利用对环境的主要影响。 灾害转让、局部生态恶化、挡水建筑物溃决等 2、水资源开发利用对环境的影响评价内容 性质及成因、过程、空间分布特征、已造成的影响；问题发展趋势；提出措施第三节 城市水资源数量评价 城市水资源数量评价： 针对城市某一特定区域进行； 在充分收集整理气象、水文资料的基础上，研究城市区域内降水、蒸发、径流等要素的时空变化规律，以及区域地表水、土壤水、地下水的相互转化关系； 计算地表水资源、地下水资源、以及总水资源的数量，分析其质量以及时空变化规律，为城市水资源的开发规划提

7、供科学依据。 一、数量评价的基本原则 1、在水质评价的基础上进行水量评价 2、按流域和地下水系统进行评价 3、根据三水转化的规律进行评价 4、以动态、发展的观点进行评价 二、地表水资源数量评价 地表水资源是河川径流量的的一部分。 可以通过对河川径流量的分析来计算地表水资源量。 多年平均情况下，河川年径流量是区域年降水量扣除区域年总蒸发量后的产水量。 水量平衡方程： P=R+E+V 区域蓄水变量在多年平均情况下可忽略不计，可得方程： P=R+E一、降水量一、降水量 降水量的分析与计算，通常要确定区域年降水量的特征值，研究年降水量的地区分布、年内分配和年际变化等规律，为水资源供需分析提供区域不同频

8、率代表年的年降水量。 降水量分析计算的内容： （1）年降水量系列、统计参数、不同频率的年降水量 （2）绘制同步期平均年降水量和Cv等值线图，分析降水地区分布特征 （3）分析计算多年平均连续最大4个月降水量占全年降水量的百分率及其发生月份，统计不同频率典型年的降水月分配。 （4）分析年降水量年际变化 （5）年降水量的枯丰遭遇情况 一、绘制多年平均年降水量以及年降水量变差系数等值线图 （1）分析代表站的选择 （2）年降水量统计参数的分析计算 （3）降水量参数等值线图的绘制 （4）等值线图合理性分析 二、研究年降水量的年际变化，推求区域不同频率代表年的年降水量 （1）区域多年平均降水量系列分析计算

9、（2）区域不同频率年降水量计算 （3）研究年降水量的年内变化，推求其多年平均及不同频率代表年的年内分配过程。（2）蒸发量）蒸发量 （1）水面蒸发 受气压、气温、湿度、风力、辐射等气象因素的综合影响 对水面蒸发计算的要求： 研究水面蒸发器折算系数，计算水面蒸发量，绘制多年平均水面蒸发量等值线图。 （1）水面蒸发器折算系数： 天然大水面蒸发量与某种型号水面蒸发器同期实测蒸发量的比值。 （2）多年平均年水面蒸发量等值线图的绘制 要求：1、资料；2、蒸发器；3、计算、分析；4、合理性分析 2、流域蒸散发 流域水面蒸发、土壤蒸发植物散发的综合。 确定流域蒸散发途径： 1）调查流域内水体、耕地、荒地及森林

10、等所占面积及其蒸散发量，然后加以综合而得。 方法：积分法 2）将流域作为整体，进行分析研究 方法：土壤水分样本法、水量平衡法、空气动力学法、经验公式法 （1）积分法： （2）土壤水分样本法 （3）水量平衡法 （4）空气动力学法 （5）经验公式法 （3）干旱系数 气象学中用来反映气候干湿程度的指标，以年蒸发能力与年降水量的比值来表示。 三、地下水资源数量评价 地下水资源的特点： 分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证度高、广泛开发利用 地下水资源数量评价内容应包括： 补给量、排泄量、可开采量的计算 时空分布特征分析 人类活动对地下水资源的影响分析 地下水资源计算基本方法： 水量平衡法水

11、量平衡法 相关分析法 开采试验法 解析法和数值法 最常用的是水量平衡法 开采条件下的水量平衡方程 地下水资源量=总补给量=总排泄量 （一）地下水资源评价的原则 1.三水综合考虑的原则 2.以丰补欠、调节平衡的原则 3.水质水量统一的原则 （二）山丘区地下水资源量的计算 用地下水的排泄量近似作为补给量 1、河川基流量的计算： 基本资料的获得和处理：直线分割法 平割法、斜割法 斜割法： 1、综合退水曲线法 2、消退流量比值法 3、消退系数比较法 4、经验关系法 多年平均及不同频率河川径流量的计算 长系列法、典型年法、代表年径流量与河川基流相关法 区域河川基流量的计算 模数分区法 等值线法 2、其他

12、排泄量的计算 （1）河川潜流量 （2）山前侧向流出量 （3）山前泉水出露量 （4）山间盆地的潜水蒸发量 （5）浅层地下水的实际开采的净消耗量 （三）平原区地下水资源量的计算 1、以补给量估算 （1）降水入渗补给量 （2）河道渗漏补给量 （3）渠系渗漏补给量 （4）渠灌田间渗漏补给量 （5）水库等蓄水体渗漏补给量 （6）山前侧向流入补给量 （7）越流补给量和人工回灌补给量 1、以排泄量估算 （1）潜水蒸发量 （2）河道排泄量 （3）侧向流出量 （4）越流排泄量 （5）地下水实际开采量 （四）地下水可开采量 1、可开采系数法 2、实际开采量调查法 四、水资源总量的计算 水资源总量即为地表径流量与降

13、水入渗补给量之和。 （一）山丘区水资源总量计算 （二）北方平原区水资源总量计算 （三）南方平原区水资源总量计算第四节 水资源质量评价 水资源质量问题是研究、开发水资源的中心内容之一。 水的质量是指水体中所含物理成分、化学成分、生物成分的总和。 水的质量决定着水的用途和利用价值，从供水角度讲，要求水资源既要有充足的水量，又要具备符合要求的水质。 水资源质量评价是根据用水的要求和水的物理、化学、生物性质，评定水资源的质量 一、水环境概念和指标体系 天然水质是自然界水循环过程中各种自然因素综合作用的结果。 天然水中含有溶解的气体、离子、原生质及悬浮固体等成分 按存在状态分为悬浮物、溶解物质、胶体物质

14、。 （一）水质量指标 表示水中物质的种类、成分和数量的综合指标，是判断水质的具体衡量标准。 可分为物理的、化学的、生物的等几大类。 水的物理指标 水的化学指标 水的环境化学指标 水的化学组分指标 （二）水质评价方法 水质评价是按照评价目标、选择相应的水质参数（指标）、水质标准和计算方法，对水质的利用价值及水的处理要求作出的评定。 污染指数法 分级评价法 二、饮用水水质评价 （一）饮用水水质评价标准（见教材表3-8） （二）饮用水水质评价的一般步骤取样、检测分析复查逐项对比 （三）饮用水水质评价 物理性状 普通盐类 有害物质 细菌 （四）锅炉用水及某些工业用水的水质评价 1.锅炉用水的水质评价 成垢作用 成泡作用 腐蚀作用 2.其他工业用水水质评价 （五）灌溉用水的水质评价 1.水质标准 2.评价方法：A评价方法、灌溉系数Ka、水质标准法 三、水环境质量评价 （一）水环境质量标准与方法 标准对比分析法 水质指数法