水文水资源调查与评价技术作业指导书

水文水资源调查与评价技术作业指导书TOC\o"1-2"\h\u13399第1章绪论 3150131.1水文水资源调查与评价的意义 3140441.2指导书编写依据及目的 317409第2章水文水资源基本概念 4188522.1水文循环 4230942.2水资源概念及分类 425652.3水文要素及其特征 417462第3章水文调查方法 5118313.1水文调查概述 515743.2降水调查 5239193.2.1降水观测方法 560193.2.2降水数据处理与分析 5209693.3蒸发调查 5121623.3.1蒸发观测方法 5236253.3.2蒸发数据处理与分析 63683.4流量调查 6232873.4.1流量观测方法 6207663.4.2流量数据处理与分析 63425第4章水文观测与资料收集 6183344.1水文观测设施 6108264.1.1水文站网布局 6293924.1.2水文观测设备 665414.1.3设施维护与管理 6283194.2水文观测方法 6299484.2.1水位观测 7278674.2.2流量观测 7208094.2.3降水量观测 7146024.2.4蒸发量观测 759114.3水文资料收集与整理 7326864.3.1资料收集 7137294.3.2资料整理 773754.3.3资料分析 79284.3.4数据共享与交流 75071第5章水文统计与分析方法 721305.1水文频率分析 789055.1.1资料收集与整理 7301645.1.2经验频率计算 8138425.1.3理论频率曲线拟合 8100285.1.4频率曲线参数估计 8257465.2水文极值分析 8183535.2.1极值理论 892305.2.2极值序列构建 8140105.2.3极值参数估计 873235.2.4极值重现期计算 845365.3水文相关性分析 8319535.3.1相关性分析方法 8246135.3.2相关性分析应用 8318685.3.3相关性分析结果评价 9307065.3.4相关性分析在水文预测中的应用 927091第6章水资源评价方法 998146.1水资源评价概述 9157526.2地表水资源评价 9184816.2.1评价方法 9215456.2.2评价指标 957236.3地下水资源评价 981016.3.1评价方法 9198646.3.2评价指标 10312276.4水资源可利用量分析 10222846.4.1水资源可利用量计算 10190356.4.2水资源可利用量分析 10320936.4.3水资源优化配置 1030776第7章水文水资源模型 10235347.1水文模型概述 10174507.2水文过程模拟 11247827.2.1模型构建 1173047.2.2参数率定 11162157.2.3模型验证 11297297.3水资源预测与优化模型 11247227.3.1水资源预测模型 1149957.3.2水资源优化模型 1120037.3.3模型应用 1125004第8章水环境影响评价 12218108.1水环境影响评价概述 12182088.2水质评价 12237518.2.1评价方法 1299028.2.2评价标准 122168.2.3评价结果 12282448.3生态影响评价 12183838.3.1评价方法 12221028.3.2评价标准 12101248.3.3评价结果 135246第9章水资源调查与评价成果整理 13263929.1水文水资源调查成果整理 13126499.1.1调查数据整理 1383969.1.2调查图表编制 13270229.1.3调查成果分析 1312139.2水资源评价成果整理 13256639.2.1评价方法与指标 13159299.2.2评价成果整理 13255249.2.3评价结果分析 13169539.3成果报告编写 13159289.3.1报告结构设计 14138939.3.2正文编写 14127859.3.3图表制作与排版 14234569.3.4报告审查与修改 14286509.3.5报告定稿与提交 142234第10章水资源调查与评价实践案例 142462810.1案例概述 141924910.2水文调查与评价方法 142877510.2.1水文调查 142430510.2.2水资源评价 15173210.3水资源管理与保护措施 151924310.3.1水资源管理 151837010.3.2水资源保护措施 151542810.4案例总结与启示 15第1章绪论1.1水文水资源调查与评价的意义水文水资源调查与评价作为水资源管理的重要组成部分，对于促进我国水资源的合理开发、利用、保护和可持续发展具有深远的意义。通过水文水资源调查与评价，可以为部门制定水资源政策、规划和决策提供科学依据，从而实现水资源优化配置和高效利用。水文水资源调查与评价有助于揭示水资源分布、变化规律及其影响因素，为水资源保护、生态环境建设和防灾减灾提供技术支持。通过此项工作，还可以提高全社会对水资源的认识，增强节水意识，促进经济社会可持续发展。1.2指导书编写依据及目的本指导书的编写依据主要包括：《中华人民共和国水文条例》、《水资源调查评价规范》、《水文水资源调查与评价管理规定》等相关法律法规和技术规范。同时参考了国内外水文水资源调查与评价的先进理论、方法和技术。本指导书旨在规范水文水资源调查与评价的工作程序和技术要求，提高调查与评价成果的质量和水平，为水文水资源从业人员提供一套系统的技术指南。通过本指导书，力求使水文水资源调查与评价工作更加科学、规范和高效，为我国水资源管理和可持续发展提供有力支持。第2章水文水资源基本概念2.1水文循环水文循环，又称水循环，是指地球上水分从海洋、陆地和大气中不断进行蒸发、降水、径流和蓄存的过程。这一过程主要包括以下几个环节：（1）蒸发和蒸散发：水体（如海洋、湖泊、河流、土壤和植被等）表面的水分通过蒸发作用转变为水蒸气进入大气。（2）降水：大气中的水蒸气在特定条件下凝结为云滴，并聚集成较大的水滴，最终以雨、雪等形式降落到地面。（3）地表径流：降水在地表流动，形成地表水系，如河流、湖泊等。（4）地下径流：降水入渗到土壤中，经过土壤和岩石层的过滤、渗透，最终形成地下水。（5）蓄存：水分在地球上的各种水体、土壤和大气中暂时储存。2.2水资源概念及分类水资源是指地球上可用于人类生活和生产的水分。水资源可以分为以下几类：（1）地表水资源：包括河流、湖泊、冰川等水体，具有流动性和循环更新的特点。（2）地下水资源：存在于地下岩石层中的水分，通常通过钻井等方式进行开采。（3）湖泊水资源：指湖泊中的水量，具有调节河流径流、提供饮用水和灌溉水等功能。（4）冰川水资源：冰川中的水分，对高山和极地地区的水资源具有重要作用。2.3水文要素及其特征水文要素是指影响水文循环的各种因素，主要包括以下几方面：（1）降水：降水的时空分布、强度、类型等对水文循环具有直接影响。（2）蒸发和蒸散发：受气温、湿度、风速、植被覆盖等因素影响，是水文循环过程中的关键环节。（3）地表径流：受地形、土壤、植被、气候等因素影响，具有季节性和地域性特征。（4）地下径流：受岩性、构造、地形、气候等因素影响，具有缓慢流动、不易观测等特点。（5）蓄存：包括地表水体、土壤和地下水体的蓄存能力，对水文循环具有调节作用。（6）水质：水文循环过程中的水质变化，对人类生活和生态环境具有重大影响。（7）冰川和积雪：在高山和极地地区，冰川和积雪的水文作用对水文循环具有重要意义。第3章水文调查方法3.1水文调查概述水文调查是对某一特定流域或区域的水文要素进行系统观测、分析和评价的过程。本章主要介绍水文调查的基本方法，包括降水、蒸发和流量等方面的调查内容。水文调查旨在为水资源管理、规划、开发与保护提供科学依据。3.2降水调查3.2.1降水观测方法降水观测主要包括地面雨量站观测、雷达遥感观测和卫星遥感观测等。地面雨量站观测是传统的降水观测方法，具有可靠性高、精度较好的优点。雷达遥感和卫星遥感观测则可获取较大范围和较长时间序列的降水数据。3.2.2降水数据处理与分析降水数据处理与分析主要包括降水量的统计与分析、降水空间分布特征分析、降水时间序列分析等。通过对降水数据的处理与分析，可以揭示降水的时空分布规律，为水资源评价和规划提供依据。3.3蒸发调查3.3.1蒸发观测方法蒸发观测主要包括水面蒸发观测、土壤蒸发观测和植物蒸散发观测等。水面蒸发观测可采用蒸发皿法、浮标法等；土壤蒸发观测可采用土壤水分传感器、土壤蒸发皿等方法；植物蒸散发观测可采用遥感技术、通量观测塔等方法。3.3.2蒸发数据处理与分析蒸发数据处理与分析主要包括蒸发量的统计与分析、蒸发空间分布特征分析、蒸发时间序列分析等。通过对蒸发数据的处理与分析，可以了解蒸发过程及其对水资源的影响，为水资源管理和合理利用提供参考。3.4流量调查3.4.1流量观测方法流量观测主要包括地面水文站观测、雷达测流、卫星测流和声学测流等。地面水文站观测是传统的流量观测方法，具有精度高、稳定性好的特点。雷达测流、卫星测流和声学测流等遥感技术则可实现对大范围、复杂地形流域的流量观测。3.4.2流量数据处理与分析流量数据处理与分析主要包括流量统计与分析、流量过程线分析、洪水频率分析等。通过对流量数据的处理与分析，可以掌握流域水文的动态变化规律，为水资源规划、防洪减灾和水资源合理利用提供科学依据。本章对水文调查方法进行了详细阐述，包括降水调查、蒸发调查和流量调查等方面的内容。这些调查方法为水文水资源调查与评价提供了技术支持，有助于提高水资源的科学管理水平。第4章水文观测与资料收集4.1水文观测设施4.1.1水文站网布局根据研究区域的水文特性、流域面积、地形地貌等因素，合理布设水文站网。保证水文站网覆盖整个研究区域，同时兼顾重点区域和关键节点。4.1.2水文观测设备选用符合国家标准的先进、可靠的水文观测设备，包括水位计、流速仪、降水量计、蒸发量计等。保证设备功能稳定，数据准确。4.1.3设施维护与管理定期对水文观测设施进行检查、维护和校准，保证设施正常运行。制定设施管理制度，明确责任人，保证设施安全、数据可靠。4.2水文观测方法4.2.1水位观测采用自动水位计或人工观测方法，按规定的时段进行水位观测，记录水位变化过程。4.2.2流量观测采用流速仪、浮标法、ADCP等流量观测设备，根据研究区域特点，选择合适的观测方法，定期进行流量观测。4.2.3降水量观测采用雨量计、雷达雨量计等设备，对降水进行实时观测，记录降水过程。4.2.4蒸发量观测采用蒸发皿、蒸发传感器等设备，按照规定时段进行蒸发量观测，记录蒸发过程。4.3水文资料收集与整理4.3.1资料收集收集研究区域内的历史水文资料，包括水位、流量、降水、蒸发等数据。资料来源包括气象、水利、环保等部门。4.3.2资料整理对收集的水文资料进行审核、整理、归档，保证数据的准确性和完整性。对缺失、异常数据进行处理，采用插补、延长等方法完善资料序列。4.3.3资料分析对整理后的水文资料进行统计分析，包括极值分析、周期分析、趋势分析等，为水文水资源调查与评价提供依据。4.3.4数据共享与交流加强水文资料的数据共享与交流，提高资料利用率，为其他相关研究提供数据支持。同时关注国内外水文水资源研究动态，吸收借鉴先进技术，提升水文观测与资料收集水平。第5章水文统计与分析方法5.1水文频率分析5.1.1资料收集与整理在进行水文频率分析前，需收集研究区域内的降水、径流、蒸发等水文时间序列资料，并对资料进行严格的质量控制。对缺失或异常数据进行插补和修正，保证数据的准确性和可靠性。5.1.2经验频率计算根据水文资料，采用矩法、极大似然法等概率分布拟合方法，计算各频率下的水文变量值。常用的概率分布有皮尔逊Ⅲ型分布、对数正态分布等。5.1.3理论频率曲线拟合利用已知的概率分布函数，对水文数据进行理论频率曲线拟合。通过比较不同分布函数的拟合效果，选择最合适的分布函数作为水文频率分析的依据。5.1.4频率曲线参数估计对所选定的概率分布函数进行参数估计，常用的参数估计方法有矩法、极大似然法、最小二乘法等。5.2水文极值分析5.2.1极值理论介绍极值理论的基本概念，包括极值分布、极值指数等。分析极值理论在水文极值分析中的应用。5.2.2极值序列构建根据研究区域的水文资料，构建年最大值、年最小值等极值序列。对极值序列进行拟合，确定其概率分布。5.2.3极值参数估计对极值序列的概率分布进行参数估计，采用极大似然法、矩法等方法。5.2.4极值重现期计算根据极值序列的概率分布，计算不同重现期下的极值。分析极值重现期对水利工程设计和防洪减灾的重要性。5.3水文相关性分析5.3.1相关性分析方法介绍常用的水文相关性分析方法，包括皮尔逊相关系数、斯皮尔曼相关系数、肯德尔相关系数等。5.3.2相关性分析应用分析降水量、蒸发量、径流量等水文变量之间的相关性，探讨各变量之间的关系。5.3.3相关性分析结果评价对相关性分析结果进行评价，判断各变量之间的相关性是否显著。结合实际情况，分析相关性分析在水文水资源调查与评价中的应用价值。5.3.4相关性分析在水文预测中的应用根据相关性分析结果，构建多元线性回归模型、支持向量机模型等，进行水文预测。评估预测模型的精度和可靠性，为水资源管理和水利工程提供依据。第6章水资源评价方法6.1水资源评价概述水资源评价是水文水资源调查的重要组成部分，其目的在于科学合理地评估研究区域的水资源数量、质量及时空分布特征，为水资源的合理开发利用、规划管理和保护提供依据。水资源评价主要包括地表水资源评价、地下水资源评价及水资源可利用量分析三个方面。6.2地表水资源评价6.2.1评价方法地表水资源评价主要采用水文统计方法、水资源模型方法及水资源系统分析方法等。（1）水文统计方法：通过对流域水文资料的分析，计算各种水文参数，如降水量、蒸发量、径流量等，为地表水资源评价提供基础数据。（2）水资源模型方法：构建地表水资源数值模型，模拟流域水文过程，评估地表水资源数量、质量及时空分布特征。（3）水资源系统分析方法：从系统论的角度，对地表水资源进行综合分析，考虑水资源与人口、经济、生态环境等因素的相互关系，提出合理的水资源开发利用方案。6.2.2评价指标地表水资源评价指标主要包括降水量、径流量、蒸发量、水资源总量、水资源可利用量等。6.3地下水资源评价6.3.1评价方法地下水资源评价主要采用水文地质方法、地下水数值模拟方法及地下水动态监测方法等。（1）水文地质方法：通过调查地下水赋存条件、地下水类型、含水层性质等，分析地下水资源的分布规律。（2）地下水数值模拟方法：构建地下水流动数值模型，模拟地下水流动过程，评估地下水资源数量、质量及时空分布特征。（3）地下水动态监测方法：通过对地下水水位、水质等参数的监测，分析地下水动态变化，为地下水资源评价提供依据。6.3.2评价指标地下水资源评价指标主要包括地下水储量、地下水补给量、地下水可开采量、地下水质量等。6.4水资源可利用量分析水资源可利用量分析是评价区域水资源利用潜力的关键环节，其主要方法如下：6.4.1水资源可利用量计算根据地表水资源和地下水资源评价结果，结合水资源开发利用现状，计算区域水资源可利用量。6.4.2水资源可利用量分析分析水资源可利用量与区域人口、经济、生态环境等因素的关系，评估水资源开发利用的合理性和可持续性。6.4.3水资源优化配置根据水资源可利用量分析结果，提出水资源优化配置方案，为区域水资源合理开发利用提供依据。第7章水文水资源模型7.1水文模型概述水文模型是研究水文循环过程、揭示水文现象内在规律和预测未来水文情势的重要工具。本章主要介绍适用于水文水资源调查与评价的水文模型，包括概念性水文模型、物理水文模型和统计水文模型等。通过构建合理的水文模型，为水文预测、水资源管理和水利工程规划提供科学依据。7.2水文过程模拟7.2.1模型构建水文过程模拟主要包括降雨径流过程、蒸发散过程、土壤水分运动过程等。在构建模型时，应根据研究区域的水文特性、资料情况及研究目的选择合适的模型结构。模型构建过程中，要充分考虑流域地形、地貌、土壤、植被等下垫面因素以及气候条件的影响。7.2.2参数率定水文模型参数率定是模型模拟的关键环节。本章主要采用优化算法（如遗传算法、粒子群算法等）进行参数率定，以实现对水文过程的准确模拟。参数率定过程中，应关注模型参数的敏感性分析，筛选对模拟结果影响较大的参数进行优化。7.2.3模型验证通过模型验证，评估水文模型在研究区域的适用性和可靠性。验证方法主要包括拟合精度分析、Nash效率系数等。若模型验证结果满足要求，则可认为模型具有较高的可信度，可用于后续的水文预测和水资源评价。7.3水资源预测与优化模型7.3.1水资源预测模型水资源预测模型主要包括时间序列模型、回归模型、人工神经网络模型等。根据研究区域的水文水资源特点，选择合适的预测模型进行水资源预测。同时结合气候变化、人类活动等因素，对预测模型进行改进，提高预测精度。7.3.2水资源优化模型水资源优化模型主要包括线性规划、非线性规划、整数规划等。本章主要介绍基于目标规划的水资源优化模型，用于解决水资源合理分配、水库调度等问题。模型构建过程中，要充分考虑水资源利用的约束条件，如供水需求、生态环境需水、水利工程能力等。7.3.3模型应用将水资源预测与优化模型应用于实际工程，为水资源管理、水利工程规划及政策制定提供科学依据。在实际应用中，应根据研究区域的水文水资源特点，结合模型特点和需求，灵活调整模型参数和结构，提高模型的应用效果。本章对水文水资源模型进行了概述，介绍了水文过程模拟、水资源预测与优化模型等内容，为水文水资源调查与评价提供了技术支持。第8章水环境影响评价8.1水环境影响评价概述水环境影响评价是水文水资源调查与评价的重要组成部分，其目的在于评估建设项目等人类活动对水环境可能产生的影响，为水资源管理和保护提供科学依据。本章主要从水质评价和生态影响评价两个方面对水环境影响进行探讨。8.2水质评价8.2.1评价方法水质评价采用国家标准和地方标准，结合水文水资源调查与评价的具体情况，选用适当的水质参数进行评价。评价方法主要包括单因子评价法和综合评价法。（1）单因子评价法：根据各水质参数的标准限值，对单个水质参数进行评价，确定水质类别。（2）综合评价法：综合考虑多个水质参数，采用一定的数学方法进行评价，确定水质类别。8.2.2评价标准水质评价标准依据《地表水环境质量标准》（GB38382002）、《地下水质量标准》（GB/T148482017）等相关标准执行。8.2.3评价结果根据评价方法及标准，对调查区域的水质进行评价，分析水质现状及存在的问题，为水环境保护提供依据。8.3生态影响评价8.3.1评价方法生态影响评价主要采用生态系统健康评价法和生态风险评价法。（1）生态系统健康评价法：从生态系统结构、功能和生态系统服务三个方面评估生态系统的健康状况。（2）生态风险评价法：通过识别潜在的风险源、评估风险受体敏感性及风险传递途径，分析生态风险程度。8.3.2评价标准生态影响评价标准参考《环境影响评价技术导则生态影响》（HJ192011）等相关规定。8.3.3评价结果根据生态影响评价方法及标准，分析建设项目对水生生态系统的影响，预测可能产生的生态问题，为生态保护措施提供依据。本章从水质评价和生态影响评价两个方面对水环境影响进行了详细探讨，旨在为水文水资源调查与评价提供科学、全面的水环境影响评估。第9章水资源调查与评价成果整理9.1水文水资源调查成果整理9.1.1调查数据整理对水文水资源调查过程中获取的各类数据进行整理，包括降水、径流、蒸发、地下水、水质等数据。检查数据的完整性和准确性，对异常数据进行核实和修正。9.1.2调查图表编制根据调查数据，编制相应的水文水资源图表，如年降水过程线、月径流过程线、地下水位变化曲线等，以便直观反映水文水资源状况。9.1.3调查成果分析对调查成果进行分析，包括水文周期、降水分布、径流变化、水资源利用现状等方面，总结调查区域的水文水资源特征。9.2水资源评价成果整理9.2.1评价方法与指标梳理水资源评价过程中采用的方法和指标，如水资源可利用量、水资源供需平衡分析、水资源潜力等，并对评价结果进行校核。9.2.2评价成果整理将评价成果进行分类整理，包括文字描述、表格、图表等形式，反映评价区域的水资源状况、开发利用程度以及存在的问题。9.2.3评价结果分析对评价结果进行分析，从水资源总量、分布、开发利用、保护等方面提出问题，为水资源管理提供依据。9.3成果报告编写9.3.1报告结构设计根据成果内容，设计成果报告结构，包括封面、目录、摘要、正文、附件等部分。9.3.2正文编写正文部分应包括水文水资源调查、评价成果、成果分析等内容，要求文字表述清晰、逻辑严谨。9.3.3图表制作与排版根据报告内容，制作相关图表，并保证排版美观、规范。图表应具有自明性，方便读者理解。9.3.4报告审查与修改完成