水资源利用与保护学习教案

会计学1水资源利用水资源利用(lyng)与保护与保护第一页，共361页。 通过本课程学习，使学生系统地掌握水资源形成、评价、供需平衡分析的基本概念、理论与方法；掌握取水工程基本概念、理论、工程技术与设计方法；熟悉现代节水理论、技术与措施，了解与水资源保护有关的理论、技术方法与工程措施。培养学生初步具备水资源评价与分析、取水构筑物与辅助(fzh)工程计算与设计的能力。第1页/共360页第二页，共361页。 了解地球水量的存储、循环方式及水量平衡基本理论； 了解和基本掌握资源的构成、评价理论与评价指标体系； 掌握水源及取水位置选择的原则与依据，取水构筑物结构类型及构造特点、取水工程设计原理及原则。了解施工与运行管理的基本知识； 掌握水资源供需平衡分析的内容，需水量和供水量的计算与预测，供需平衡系统分析方法； 熟悉节约用水理论、法律法规、节水指标体系、节水技术与措施； 了解污水再生回用处理技术、经济分析与对策； 了解污染物在水环境(hunjng)中迁移转化的物化与生物学作用、污染水体修复的理论与工程技术措施、流域水资源保护的法律、技术与工程措施。第2页/共360页第三页，共361页。n 教材n李广贺 主编，水资源利用与保护（第二版），中国建筑工业出版社，2010n 参考资料n 严煦世，范瑾初 主编，给水工程(gngchng)（第4版），中国建筑工程(gngchng)出版社n 杨开 主编，水资源开发利用与保护，湖南大学出版社n 王晓昌 主编，水资源利用与保护，高等教育出版社第3页/共360页第四页，共361页。第4页/共360页第五页，共361页。水资源的基本含义1水资源的特性2水资源研究现状与发展趋势3水资源利用与保护的任务和内容4第5页/共360页第六页，共361页。n 本章教学目标的基本要求：n 掌握水资源的基本含义和特性(txng)，了解水资源研究现状与发展趋势，了解水资源利用与保护的任务和内容。第6页/共360页第七页，共361页。一、水的重要性 水是人类及一切生物赖以生存的必不可少(b b k sho)的重要物质，同时也是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。第7页/共360页第八页，共361页。二、自然资源(z rn z yun)的定义 自然资源：参与人类生态系统能量(nngling)流、物质流和信息流，从而保证系统的代谢功能得以实现，促进系统稳定有序不断进化升级的各种物质。 自然资源并非泛指所有的物质，而是特指那些有益、有助于人类生态系统保持稳定和发展的某些自然界物质。第8页/共360页第九页，共361页。三、水资源定义的发展(fzhn)历史n 国外n 在国外，较早采用“水资源”这一概念的是美国(mi u)地质调查局（USGS）。1894年，该局设立了水资源处n 大不列颠大百科全书水中资源解释：“全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水的总量”；n 1963年英国水资源法把水资源定义为：“地球上有足够的水”强调了水的可用性；n 联合国教科文组织（UNESCO）和世界气象组织（WMO）共同制定的水资源评价活动国家评价手册定义：“可以利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用”数量与质量。第9页/共360页第十页，共361页。n 国内n 公元前250年左右，秦代李冰在四川省灌县修建了解决成都平原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程(shulgngchng)。n 1988年中华人民共和国水法将水资源认定为：“地表水与地下水”。n 1994环境科学词典定义：“特定时空下可利用的水，是可再利用资源，不论其质与量，水的可用性是有限制条件的”。第10页/共360页第十一页，共361页。 引起对水资源的概念及其内涵具有不尽一致的认识与理解，主要原因在于：水资源是个既简单又复杂的概念。复杂表现为： 水的类型繁多，具有运动性； 用途广泛； 量与质在一定条件下可以改变； 开发利用受经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。 综上所述，水资源可以理解为人类(rnli)长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水，既包括数量和质量的含义，又包括其使用价值和经济价值。第11页/共360页第十二页，共361页。 狭义上：水资源是指人类在一定(ydng)的经济技术条件下能够直接使用的淡水。 广义的：水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。第12页/共360页第十三页，共361页。 水是自然界的重要物质，是环境(hunjng)中最为活跃的要素。 水资源的循环 水资源与其它固体资源的本质区别在于其所具有的流动性，它是循环中形成的一种动态资源，具有循环性。 储量的有限性 水资源处于不断的消耗和补充过程中，在某种意义上水资源具有“取之不尽”的特点，恢复性强。第13页/共360页第十四页，共361页。 分布的不均匀性 我国水资源分布在区域上分布极不均匀。总体上是东南多，西北少；沿海多，内陆少，山区多，平原少；时间(shjin)上夏多冬少。 利用的多样性 水资源被人类广泛应用于工业、农业和生活，还应用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。第14页/共360页第十五页，共361页。 利、害的两重性 正因为水资源的两重性，在水资源开发(kif)过程中尤其强调合理利用、有序开发(kif)，以达到兴利除害的目的。第15页/共360页第十六页，共361页。 在水资源利用与管理的理论和方法方面取得(qd)了明显进展，主要表现以下几个方面： 水资源模拟与模型化 水资源系统分析 水资源信息管理系统 水环境研究第16页/共360页第十七页，共361页。一、主要(zhyo)任务 使大家全面深入了解全球水资源状况、形成与分布特征、开发与利用的现状基础上， 系统地学习和掌握水资源循环与平衡，水资源评价与研究的基本概念、理论和方法； 全面学习和掌握与供水有关的水资源利用工程的类型、布置原则(yunz)、布置方式、适用范围和适用条件，以及水资源利用工程运行的有关技术参数； 学习和掌握水资源合理规划、种类水体的联合调度和科学管理、水污染防治的概、理论和方法。第17页/共360页第十八页，共361页。二、主要(zhyo)内容 阐述水资源的循环、赋存、分布特征； 地表水资源的形成、分布及动力状态； 地下水资源的埋藏、分布及其运动规律； 水资源评价、水量计算的理论和方法； 水资源利用工程的类型、设计和适用范围，各种取水工程的运行参数； 水资源保护与管理的内容(nirng)、方法和措施。第18页/共360页第十九页，共361页。第19页/共360页第二十页，共361页。 大运河第20页/共360页第二十一页，共361页。第21页/共360页第二十二页，共361页。n 本章教学目标的基本要求：n 理解地球水量储存与分布、地球上水循环方式和全球水量平衡(pnghng)，理解全球水资源开发利用状况、面临问题和开发利用趋势，掌握中国水资源量概况、时空分布特性、开发利用状况和面临的主要问题。第22页/共360页第二十三页，共361页。全球水资源2中国水资源3地球水量储存与循环1第23页/共360页第二十四页，共361页。第24页/共360页第二十五页，共361页。第25页/共360页第二十六页，共361页。第26页/共360页第二十七页，共361页。People are carrying water back home, Northern China第27页/共360页第二十八页，共361页。Women are carrying water back home, Northern China第28页/共360页第二十九页，共361页。一、地球(dqi)水储量分布 地球表面积：亿km2，水体总量：亿km3；海洋面积：亿km2，海洋水量：亿km3，占地球总水量的96.5%；陆地面积：亿km2，水量仅亿km3，占地球总水量的3.5%。便于(biny)人类利用的仅为亿km3，占淡水量的30.4%。表明可供人类利用的水资源十分有限。第29页/共360页第三十页，共361页。第30页/共360页第三十一页，共361页。96.53%海洋水湖泊咸水和地下咸水淡水 1.74%0.03%0.76%冰川地下淡水其他淡水0.94%2.53%永冻土底冰湖泊淡水土壤水大气(dq)水沼泽水河水生物水各种水体(shu t)所占比例第31页/共360页第三十二页，共361页。二、地球上水(shngshu)的循环n 水的循环(xnhun)三个阶段：降水(Precipitation)径流(Runoff)蒸发(Evaporation)第32页/共360页第三十三页，共361页。第33页/共360页第三十四页，共361页。u 大循环：水在大气圈、水圈(shu qun)、岩石圈之间的循环过程气流蒸发遇冷降水蒸发从海洋蒸发上升的水汽海洋上空陆地上空海洋江河地表或地下径流陆面部分蒸发汇流径流第34页/共360页第三十五页，共361页。u 小循环：陆地或者是海洋本身的水单独(dnd)进行循环的过程遇冷降水蒸发上升的水汽海洋上空上升的水汽海洋陆面陆地上空蒸发遇冷降水u 人为循环：由于人类生产与生活(shnghu)活动的作用与影响不同程度地发生水的循环第35页/共360页第三十六页，共361页。n 人类参与(cny)的水文循环第36页/共360页第三十七页，共361页。第37页/共360页第三十八页，共361页。水循环是地球上最主要的物质循环之一，表现为： 通过形态的变化，水在地球上起到输送热量和调节气候的作用； 对地貌的形成和变化产生影响； 循环与更新为人类和生物的生存提供物质基础； 回归(hugu)水的质量直接或间接对水循环水质产生影响。第38页/共360页第三十九页，共361页。n 更替(gngt)周期( )( )Q tTq t式中：T水的更替(gngt)周期； q(t)单位时间内水体参与循环的水量； Q(t)某一时刻水体储存的水量。 例如：大气水的储量为万km3，全球从水面和地面平均每年有万km3的水蒸发到大气中，由此大气水的平均更替周期为：1.29365857.7dd第39页/共360页第四十页，共361页。水体更新周期（年）水体更新周期（年）永久积雪9700沼泽水5海水2500土壤水1地下水1400河流16天湖泊水17大气水8天淡水更新(gngxn)周期第40页/共360页第四十一页，共361页。三、水量(shu lin)的平衡 定义：地球上任一区域在一定时段内，进入的水量与输出水量之差等于该区内(q ni)的蓄水变化量。n 地球水量平衡LLLEPRS式中：EL陆地蒸发量； PL陆地降水量； R入海径流量； SL陆地在研究时段内蓄水量的变量。LandELPLR第41页/共360页第四十二页，共361页。 SL有短时间内可正可负，但多年来平均近于零。则多年来平均的水量平衡(pnghng)议程为：LLEPR式中： 陆地多年(du nin)平均蒸发量； 陆地多年(du nin)平均降水量； 多年(du nin)平均入海径流量。LELPR第42页/共360页第四十三页，共361页。当研究(ynji)对象为海洋时：hhEPR式中： 海洋(hiyng)多年平均蒸发量； 海洋(hiyng)多年平均降水量； 多年平均入海径流量。hEhPRHerry PoolRPhEh第43页/共360页第四十四页，共361页。当研究(ynji)对象为全球时：LLhhEEPPEP或第44页/共360页第四十五页，共361页。n 流域水量平衡n 非闭合(b h)流域水量平衡方程1122bdbdPERRSERRS式中：P降水量时段内区域(qy)的降水量； E1，E2时段内的水蒸气凝结量和蒸发量； Rb，Rd时段内地面径流和地下径流流入量； Rb，Rd时段内地面径流和地下径流流出量； S1，S2时段初和时段末的蓄水量。令E=E2-E1代表净蒸发量，则上式成为：12bdbdPRRSERRS第45页/共360页第四十六页，共361页。 闭合流域水量平衡(pnghng)方程 上式中Rb=0、Rd=0，并令R=Rb+Rd，S=S2-S1，则方程(fngchng)变为：RPES 对多年平均来说：S=0； 则有：RPE式中： 流域多年平均年降水量、年径流量和年蒸发量。RPE、 、第46页/共360页第四十七页，共361页。人类对水资源的开发利用的认识经历了一个漫长的历史时期。古代努力趋利避害(q l b hi)、增利减害为目的；近代兴利除害，追求对水资源多目标开发；现代对水资源的利用进入了密切协调社会与自然关系 的阶段，更加注意社会、经济效益和生态平衡， 以期获得最大的综合效益。第47页/共360页第四十八页，共361页。一、开发利用状况(zhungkung) 过去的300年中，人类用水量增加了35倍多，近十年每年递增4%8%。工业化国家(guji)的用水状况趋于稳定，增幅最大的主发是发展中国家(guji)。第48页/共360页第四十九页，共361页。n 农业用水n 农业用水一直占全部用的2/3以上(yshng)。漫灌、畦灌（7500m3/hm2） 喷灌、滴灌（3000m3/hm2）。第49页/共360页第五十页，共361页。n 工业用水n 工业用水取水量约为全球(qunqi)总取水量的1/4左右。第50页/共360页第五十一页，共361页。n 生活(shnghu)用水n 生活(shnghu)用水占全球用水量的很少一部分，约8%左右。第51页/共360页第五十二页，共361页。n 地下水资源在全球供水中的位置n 占有重要位置：由于(yuy)水质优良、清洁卫生、受污染程度轻。第52页/共360页第五十三页，共361页。二、面临(minlng)的问题u 全球水资源分布(fnb)的不均匀性加剧了缺水危机 根据地球水量储量与分布，人类可利用的淡水资源仅为0.1108m3，只是地球上很小的一部分。有限的水资源也很难再分配，巴西、俄罗斯、中国、加拿大、印度尼西亚、美国、印度、哥伦比亚和扎伊尔占全世界水资源的60%。未来对水资源的需求不断增加，而自然界所能提供的水资源又有一定的限度，突出的供需矛盾使水资源已成为国民经济发展的重要制约因素。第53页/共360页第五十四页，共361页。u 水量短缺严重(ynzhng)，供需矛盾尖锐 随着社会需求水量的大幅度增加(zngji)，水资源供需矛盾日益突出，水资源量短缺现象非常严重。 2025年，全世界有2/3的人口面临严重缺水的局面。亚洲占60%，非洲占85%。第54页/共360页第五十五页，共361页。1950年-2000年各地区(dq)人均占有水资源（千立方米/人）第55页/共360页第五十六页，共361页。u 水源(shuyun)污染严重、“水质型缺水”突出 随着经济、技术和城市化的发展(fzhn)，排放到环境中的污水量日益增多。第56页/共360页第五十七页，共361页。第57页/共360页第五十八页，共361页。三、开发利用趋势(qsh)工农业的迅速发展导致用水量与取水量的大幅增长(zngzhng)。 1900年1940年40年翻一番，1940年2000年1520年翻一番。 农业用水量及其不可复原用水量最高，基数大，占总用水量的60%，不可复原用水量占总水量的75%。 工业用水量所占比例小，但增长(zngzhng)快。 生活用水量不超过用水量的10%，增长(zngzhng)较快。第58页/共360页第五十九页，共361页。第59页/共360页第六十页，共361页。综上，可以看出全球水资源开发利用趋势上主要表现在： 农业用水中不可复原的水量最高，节水潜力巨大。 工业用水由于不可恢复的水量最低，将更加重视提高工业用水技术，降低(jingd)用水定额，大幅提高重复利用率。 水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。由过去只单一强调最大限度获取天然径流忽视带来的环境与生态灾害未来将更为重视水资源的合理分配与调度，“开源与节流”并重，优先发展污水再生回用，实现水资源的合理开发，水续利用。第60页/共360页第六十一页，共361页。一、中国(zhn u)水资源量概况 我国淡水资源总量名列世界第六，仅次于巴西、前苏联、加拿大，美国、印度尼西亚。人均占有量仅为世界平均值的1/4，水资源在时间和地区分布上很不均衡。我国有330多个城市缺水，其中110多个城市严重缺水。2010年后，我国将进入严重缺水期，据有关估计，2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。 因此，为保证我国经济(jngj)的可持续发展，淡水资源问题的解决己迫在眉睫。第61页/共360页第六十二页，共361页。第62页/共360页第六十三页，共361页。468700巴 西俄罗斯加拿大美 国印度尼西亚中 国印 度世 界0300006000012000090000人均(rn jn)径流量（立方米/人）径流(jngli)总量（亿立方米）第63页/共360页第六十四页，共361页。二、中国(zhn u)水资源的时空特征中国水资源特征表现为时空变化(binhu)极大。 空间分布特征 降水、河流分布的不均匀性 地下水资源的分布不均匀性第64页/共360页第六十五页，共361页。第65页/共360页第六十六页，共361页。第66页/共360页第六十七页，共361页。第67页/共360页第六十八页，共361页。第68页/共360页第六十九页，共361页。第69页/共360页第七十页，共361页。第70页/共360页第七十一页，共361页。n 时间分布(fnb)特征第71页/共360页第七十二页，共361页。 黄河在19221932年连续(linx)11年枯水，19431951年连续(linx)9年丰水，19721999又连续(linx)枯水。黄河(hun h)断流天数统计 第72页/共360页第七十三页，共361页。三、中国(zhn u)水资源的开发利用状况n 农业用水n 农业是用水大户，占总用水量的70%左右，农业用水主要包括农田、林业、牧业的灌溉用水及水产养殖、农村工副业和人畜生活等用水。农田灌溉用水是农业的主要用水和耗水对象。n 在农业用水中，地下水的开发利用占据十分重要的地位。n 北方农业用水占：24.2%，北京市占85.5%，河北占66.6%。n 由于农业节水(ji shu)技术与节水(ji shu)措施的推广应用，节水(ji shu)水平的提高，农业用水占总用水的比重其趋势上是在不断降低的过程中，从1949年月的97.1%，1980年的80.7%1997年的70%。第73页/共360页第七十四页，共361页。n 生活(shnghu)和工业用水n 生活(shnghu)与工业用水增长快，1980年12% 1997年的29%。但仍比发达国家低。n 加拿大、英国、法国的工业用水均占总用水比例的50%以上。n 我国人均生活(shnghu)日用水量仅为114升。第74页/共360页第七十五页，共361页。n 地下水资源(zyun)开发利用状况n 地下水是我国城镇生活用水不可替代的地位。地下水占城镇生活用水总用水量的59%。第75页/共360页第七十六页，共361页。四、中国水资源面临(minlng)的主要问题n 水资源开发过度(gud)，生态破坏严重n 黄河：728108m3，从20世纪70年代出现断流19次。第76页/共360页第七十七页，共361页。n 城市供水集中(jzhng)，供需矛盾尖锐 中国666座城市中，缺水的城市就达333座，其中严重缺水108座，主要(zhyo)集中在北方。第77页/共360页第七十八页，共361页。第78页/共360页第七十九页，共361页。造成的原因： 水资源分布与人口、土地(td)分布的极不平衡； 工农业发展迅速，人口成倍增长，人类(rnli)对水资源的需求量超过了可供水量；第79页/共360页第八十页，共361页。 天然存在的劣质水体(shu t)，水资源的污染造成污染水体(shu t)所占的比重较高；第80页/共360页第八十一页，共361页。第81页/共360页第八十二页，共361页。 水资源开发利用不合理，水资源利用效率低下，水浪费现象(xinxing)十分严重。第82页/共360页第八十三页，共361页。n 城市(chngsh)地下水过量开采，环境地质问题突出 区域地下水位持续下降、降落漏斗面积不断扩大，如：华北平原； 泉水流量衰减或断流，例如(lr)：济南市的豹突泉； 地面沉降； 海水入侵，如：大连、厦门。第83页/共360页第八十四页，共361页。n 水资源污染(wrn)严重，水环境日益恶化 全国污废水年排放量370多亿m3，约85%未经处理，直接排入江河或渗入地下，污染主要有： 城市附近； 农业区面源污染日趋严重； 乡镇企业生活污水(w shu)和工业废水的大量排放，构成我国水体的另一个重要污染源。第84页/共360页第八十五页，共361页。n 水资源开发缺乏(quf)统筹规划和有效管理u 解决措施跨流域(liy)调水、修建水库 为水立法； 有偿使用或提高水价； 节约用水 整治污染； 植树造林 退耕还林还草 退耕还湖； 控制人口数量。第85页/共360页第八十六页，共361页。u 解决措施节约用水 整治污染u 农业节水：推广节水灌溉；推广耐旱农作物；u 工业(gngy)节水：合理布局；减少污水排放量；提高水的重复利用率；采用先进工艺至无水工艺；u 城市节水：分质供水；推广节水型器具。u3R原则 Reduce（减污）u Recycle（循环）u Reuse（再用）第86页/共360页第八十七页，共361页。第三章 水资源量评价(pngji)第87页/共360页第八十八页，共361页。水资源的形成1地表水资源量评价2地下水资源量评价3第88页/共360页第八十九页，共361页。n 本章教学目标的基本要求：n 理解地表水资源的形成与类型(lixng)，了解水资源的分区，掌握地表水资源量评价内容，理解径流还原计算，掌握分区地表水资源量评价方法，了解地表水资源时空分布特征，掌握可利用地表水资源量估算。n 本章教学重点和难点：n 重点是地表水（河流、湖泊、水库）补给量和储存量的计算、允许开采量的评价模型；难点是水资源量的评价指标与评价方法。第89页/共360页第九十页，共361页。 水资源评价是保证水资源持续发展的前提，是水资源开发利用的基础。水资源评价包括： 水资源数量评价 水资源质量(zhling)评价 水资源利用评价及综合评价第90页/共360页第九十一页，共361页。一、地表水资源(zyun)的形成与类型 地表水的定义：为河流、冰川、湖泊、沼泽(zhoz)等水体的总称。河流冰川沼泽湖泊水库第91页/共360页第九十二页，共361页。 水资源量的支项：主要为降水、蒸发和径流(jngli)决定区域水资源状态的三要素。降水(jingshu)蒸发径流第92页/共360页第九十三页，共361页。 地表水资源的丰富程度是由降水量的多少来决定的，所能利用的是河流径流量。 因此，在讨论地表水资源的形成与分布时，重点讨论构成地表水资源的河流资源的形成与分布问题。 降水、径流和蒸发是决定区域(qy)水资源状态的三要素。三者之间的数量变化关系制约着区域(qy)水资源数量的多寡和可利用量。第93页/共360页第九十四页，共361页。（1）降水 降水作为水资源的收入项，决定着不同区域和时间条件下地表水资源的丰富程度和空间分布(fnb)状态，制约着水资源的可利用程度与数量。 表示降水量的年际变化程度： 年降水量的极值比Ka； 年降水量的变差系数Cv值来表示。第94页/共360页第九十五页，共361页。u 年降水量的极值(j zh)比Kau 年降水量的极值(j zh)比Ka可表示为：maxminaxKx 式中：xmax最大年降水量； xmin最小年降水量。 Ka值越大，降水量年际变化(binhu)越大； Ka值越小，降水量年际变化(binhu)小，降水量年际之间均匀。第95页/共360页第九十六页，共361页。 就全国而言，年降水量变化最大的地区是华北和西北地区，丰水年和枯水年降水量相比一般可达3倍5倍，部分干旱地区高达10倍以上。南方湿润(shrn)地区降水量的年际变化比北方要小，一般丰水年的降水量为枯水年的倍倍。第96页/共360页第九十七页，共361页。u 年降水量变差系数Cvu 数理统计中用(zhngyng)均方差与均值之比作为衡量系列数据相对离散程度的参数，称为变差系数Cv，又称离差系数或离势系数。变差系数为一无量纲的数。u 均方差u 均方差的表达式为：21()1nixxn 式中：均方差(fn ch)； 均值，其表达式为：x1211nniixxxxxnn第97页/共360页第九十八页，共361页。 变差系数(xsh)Cv 年降水量变差系数Cv值越大，表示年降水量的年际变化越大，反之就越小。 西北地区：；华北、黄河中下游：；东北：；南方：以下；东南(dngnn)沿南海：以上（台风）。vCx第98页/共360页第九十九页，共361页。（2）径流(jngli) 河流径流(jngli)的补给 河流径流(jngli)的水情和年内分配主要取决于补给来源。 雨水补给 雨水补给是指降水以雨水形式降落。 地下水补给 地下水补给河道的水量约占年径流(jngli)总量的25%30%。 冰川、融雪水补给 平均年径流(jngli)量约50km3，约占全国年径流(jngli)量的1.9%。第99页/共360页第一百页，共361页。u 径流的时空分布u 径流的区域分布u 径流量的动态变化u 降水补给的河流冰川、融雪 、降水混合补给的河流地下水补给的河流Cv值。u 秦岭以南年Cv值：以上(yshng)；淮河流域大部分：之间；华北平原地区：Cv，东北地区山地：以下；松辽平原和三江平原：以上(yshng)；黄河流域：以下；内陆河流域，山区的Cv：之间，盆地：；高原西部：，最大可达 以上(yshng)。u 年径流量的季节变化u 关键取决于河川径流的补给来源和变化规律。第100页/共360页第一百零一页，共361页。u 河流径流的表示方法u 河流径流：流域上的降水，除去损失以后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称为(chn wi)河流径流，简称径流。u 径流过程：径流随时间的变化过程，称为(chn wi)径流过程。u 分类：()降水地表径流（形成水源）雪融水径流（空间位置）冰融水地下径流（固体径流 含泥沙 ）第101页/共360页第一百零二页，共361页。 表示径流的特征值主要有；流量Qt、径流总量Wt、径流模数M、径流深度(shnd)Rt、径流系数。 流量Q：为单位时间内通过河流某一断面的水量，单位以m3/s表示。 径流总量Wt：指在一定的时段内通过河流过水断面的总水量，单位为m3。 t时段内的平均流量为Qt，则t时段的径流总量为：ttWQt第102页/共360页第一百零三页，共361页。l 径流深Rt：是设想(shxing)将径流总量平铺在整个流域面积所得的水深，单位为mm。l 其计算公式为：3101000tttWQtRFF 式中：t时间，s； Wt径流总量，m3； Qt平均流量，m3/s； F流域面积(li y min j)，km2； Rt某时段t的径流深度，mm第103页/共360页第一百零四页，共361页。l 径流模数M：为单位流域面积上产生(chnshng)的流量，单位为m3/(skm2)，可表示为：QMF33310 110QMLmF（）tRP 径流系数：为某时段内的径流深度(shnd)与同一时段内降水量之比，以小数或百分比计，其计算公式为： 式中：Rt某时段内的径流深度，mm； P同一时段内的降水量，mm。 由于径流深度是由降水量形成的，对于闭合流域径流深度将小于降水量，即200mm逐渐趋弱。水泵标定的井管内径最少应大50mm；l 松散含水层：过滤器直径作允许入井流速的复核：第332页/共360页第三百三十三页，共361页。/DQLvn式中：D过滤器外径（包括(boku)填砾厚度），m； Q设计出水量，m3/s； L过滤器工作部分长度，m； n过滤器进水表面有效孔隙度（一般按50考虑），%； v允许入井流速(li s)（与含水层渗透系数是有关，可按有关规范查表或计算求得），m/s。第333页/共360页第三百三十四页，共361页。 长度：管井中70%80%的出水量是从过滤器上部进入的，尤其是靠近水泵吸水口部位，过滤器的适用长度不宜超过30m； 安装：含水层底部1/21/3的厚度内，在厚度较大的含水层中，可将过滤管与井壁管间隔排列，分段设置。 沉淀管 沉淀管的作用是防止沉砂堵塞过滤器，其直径(zhjng)与过滤器一致，长度通常为210m，可按井深确定。第334页/共360页第三百三十五页，共361页。n 管井的井群系统(xtng)及其合理布局n 管井的井群系统(xtng)n 按取水方法和集水方式分为：n 自流井井群：n 虹吸式井群；n 卧式泵取水井群： n 深井泵取水井群。第335页/共360页第三百三十六页，共361页。u 井群的合理布局u 水井的平面布局u 径流条件良好的地区拦截地下径流为主，垂直其径流方向布置一至数个井排。u 水源地靠近(kojn)补给边界沿边界走向并垂直地下水的补给方向布置井群。u 地下径流滞缓的平原区网络状或梅花形、圆形的布局形式。u 导水性、贮水性极不均匀的基岩含水层不应再拘于规则的布局形式。第336页/共360页第三百三十七页，共361页。 水井(shujng)的垂向布局 厚度小于30m的疏松含水层和大多数基岩含水层完整井取水最合理，不存在垂向布局问题。 巨厚的多层含水层组采用水井(shujng)立体布局的分层取水方式。 厚度很大的单层含水层可谨慎地采用非完整井组的分段取水方式。 补给条件较差的水源地采用分段取水需慎重。第337页/共360页第三百三十八页，共361页。 水井的井数和井距 井数允许开采量（或设计总需水量）、井间距 和单井出水量的大小(dxio)。 井间距井间干扰强度，一般要求井间水量减少系数不超过20%25%。第338页/共360页第三百三十九页，共361页。二、管井(gunjng)和井群的出水量计算略，自学(zxu)。第339页/共360页第三百四十页，共361页。三、管井(gunjng)施工 管井施工建造一般包括凿井、井管安装、填砾、管外封闭、洗井等过程(guchng)，最后进行抽水试验。第340页/共360页第三百四十一页，共361页。四、大口井n 大口井的构造n 适用(shyng)条件：开采浅层地下水；n 优点：进水断面大，构造简单、取材容易、使用年限长及容积大能兼起调蓄水量作用；n 缺点：受到施工困难和基建费用高等条件的限制。第341页/共360页第三百四十二页，共361页。 我国大口井的直径一般为48m，井深一般在12m以内，很少超过20m。 大口井大多采用不完整井形式，虽然施工条件较困难，但可以从井筒和底同时进水，以扩大进水面积，而当井筒进水孔被堵后，仍可保证一定的进水量。 大口井的构造：井室、井筒及进水部分组成。 井室 井室构造主要取决于地下水位的埋深和抽水(chu shu)设备的类型第342页/共360页第三百四十三页，共361页。u 井筒u 井筒包括井中水面以上和水面以下两部分，用钢筋混凝土、砖、石条等砌成。u 井筒的作用是加固井壁、防止(fngzh)井壁坍塌及隔离水质不量的含水层。u 进水部分u 井壁进水孔：常用(chn yn)的井壁进水孔有水平孔、斜形孔两种。第343页/共360页第三百四十四页，共361页。 透水井壁：透水井壁由无砂混凝土制成。 井底反滤层：由于井壁进水孔易堵塞，多数大口井主要依靠井底进水，因此(ync)井底反滤层的质量极为重要。一般铺设三层，每层厚200300mm。第344页/共360页第三百四十五页，共361页。n 大口井的施工 n 大开挖施工法：在开挖的基槽中，进行井筒的砌筑或浇注及铺设反滤层。n 沉井施工法：在井位处先开挖基坑，然后在基坑上浇注带有刃脚的井筒。待井筒达到一定强度(qingd)后，即可在井筒内挖土，利用井筒自重切土下沉。第345页/共360页第三百四十六页，共361页。n 大口井的出水量计算n 自学，略。n 大口井的设计要点(yodin)n 大口井应选在地下水补给丰富、含水层透水性良好、埋藏浅的地段；n 适当增加井径是增加水井出水量的途径之一；n 由于大口井的井深不大，地下水位的变化对井的出水量和抽水设备的正常运行有很大影响。第346页/共360页第三百四十七页，共361页。五、复合(fh)井 组成：非完整式大口井、井底下设管井过滤器组成。 由大口井和管井组成的分层或分段(fn dun)取水系统。 适用范围：复合井适用于地下水较高、厚度较大的含水层。 设计要求：过滤器直径一般以200300mm为宜；过滤器的有效长度应比管井的稍大；过滤器不宜超过三根。第347页/共360页第三百四十八页，共361页。 出水量计算(j sun)：一般均采用大口井和管井两者单独工作条件下的出水量之和，并乘以干扰系数。其计算(j sun)公式一般表示为：12()QQQ式中：Q复合并出水量，m3/d； Q1、Q2同一条件下大口井、管井单独工作(gngzu)时的出水量，m3/d； 互阻系数。第348页/共360页第三百四十九页，共361页。六、辐射(fsh)井 由大口径的集水井与若干沿井壁向外呈辐射状铺设(p sh)的集水管（辐射管）组合而成。 适用条件：一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的度薄、埋深度大的含水层，均可用辐射井开采。辐射井对开发位于咸水上部的淡水透镜体也比其他取水构筑物更为适宜。第349页/共360页第三百五十页，共361页。 优点：辐射井还具有管理集中、占地省、便于卫生防护等优点。 缺点：辐射井的施工难度较高，施工质量和施工技术水平直接影响出水量的大小。 辐射井的型式 辐射井分集水井井底和辐射管同时(tngsh)进水； 集水井井底封闭仅辐射管进水；第350页/共360页第三百五十一页，共361页。n 辐射井的构造n 集水井n 作用(zuyng)：汇集辐射管的来水和安装抽水设备等，对于不封底的集水井还兼有取水井的作用(zuyng)。n 辐射管n 辐射管的配置分单层或多层，每层412根，层间距13m，根据含水层厚度和补给条件而定。第351页/共360页第三百五十二页，共361页。七、渗渠n 型式(xn sh)n 渗渠分集水管n 集水廊道n 完整式n 非完整式第352页/共360页第三百五十三页，共361页。 渗渠的优点： 既可截取浅层地下水，也可集取河床地下水或地表渗水。 渗渠水经过地层的渗滤作用，悬浮物和细菌含量少，硬度和矿化度低， 渗渠可以满足北方山区季节性河段(h dun)全年取水的要求。 缺点：施工条件复杂、造价高、易淤塞，常有早期报废的现象，应用受到限制。第353页/共360页第三百五十四页，共361页。n 渗滤设计要点n 渗滤位置选择n 选在水流较急，有一定(ydng)冲刷能力的直线或凹岸非淤积河段，并尽可能靠近主流；n 选在含水层较厚、颗粒较粗、不含淤泥等不透水夹层；n 选在河水清澈、水位变化小、河床稳定的河段。第354页/共360页第三百五十五页，共361页。u 渗渠平面布置u 平行河流布置u 平行于河流布置的渗渠、垂直于河流布置的渗渠、集取河床地下水渗渠。u 垂直河流布置u 平行和垂直河流组合布置u 垂直河流段应短于平行河流段，两者的夹角(ji jio)不宜小于120。第355页/共360页第三百五十六页，共361页。第356页/共360页第三百五十七页，共361页。n 渗渠出水量衰减问题n 渗渠的淤塞(y s)n 设计中除了重视河段的选择和合理布置渗渠外，还应控制取水量，降低水流渗透速度，提高反滤层的施工技术水平和施工要求。第357页/共360页第三百五十八页，共361页。u 水源(shuyun)u 设计时应全面掌握有关水文及水文地质资料，对开发地区的水资源状况及河床变迁趋势等影响水源(shuyun)的问题有正确的评价。足够的估计和相应的措施。如将渗 渠的开发(kif)纳入区域地表水和地下水综合利用规划之中，整治所在河道，稳定河床或改善其水力状况等。第358页/共360页第三百五十九页，共361页。第359页/共360页第三百六十页，共361页。NoImage内容(nirng)总结会计学。湖泊咸水和地下咸水。采用先进工艺至无水工艺。十分(shfn)致密坚硬的花岗岩，其裂隙率也达。排泄：含水层失去水量的过程称为排泄。单向变形：单向变形是指在长时间内河床缓慢地朝一个方向冲刷或淤积，不出现冲淤交错。按接头连接方式可分为阶梯式连接和摇臂式连接。低坝式取水构筑物有固定坝和活动坝两种型式。分类：异径井管和同径井管两类。Thank You第三百六十一页，共361页。