4-5水资源总量评价分解
水资源利用课程设计任务书—2015年
前言水资源是基础性自然资源，是生态环境的重要组成部分和控制性因素之一，同时又是战略性经济资源，是一个国家或地区生活、生产活动中不可或缺的一种资源。
本设计以江苏省某县水资源和社会经济需水情况为背景（部分数据已做修改），要求学生对该地区水资源开发利用情况作出评价，并进行水资源供需平衡分析。
设计内容包括水资源评价、需水计算及预测、可供水量计算、水资源供需平衡、对策与建议等。
参考文献：（1）董增川，水资源规划与管理，中国水利水电出版社，2008年。
（2）梁忠民，钟平安，水文水利计算，中国水利水电出版社，2008年。
（3）黄永基，马滇珍，区域水资源供需分析方法，中国水利水电出版社，1990年。
（4）全国水资源综合综合规划细则，2002年。
1设计内容1.1 自然地理及经济发展概况一、自然概况评价地区（某县）位于苏北西部，洪泽湖南岸。
总面积2492.8 km2，耕地面积113.31万亩，其中水田面积70.99万亩，旱地面积42.32万亩。
全县水面积428.8 km2，陆地水面积133.3 km2。
该县属季风性湿润气候，夏季高温多雨，秋季气爽天高，冬季干燥寒冷，气象灾害频繁，洪涝汗渍热带风暴齐全。
2010年末全县总人口68.34万人，农业人口61.57万人，占总人口的90.1％。
2010年工业总产值6.0亿元，比2005年增长219.0％，年递增26.1％。
二、水系概况该县境内河流、湖泊属淮河水系，境内河流有淮河和入江水道，淮河全长64.95 km2，水面积80多km2；入江水道全长20.5 km2，水面积约7.0 km2。
境内有湖泊8面，总湖泊面积约197.3 km2。
现有中型水库5座，总库容20160万m3，兴利库容12168万m3，小型水库120座，总库容13681万m3，兴利库容7022万m3。
三、水资源供需平衡分区由于水资源供需条件在面上存在一定的差异性，因此，需要划分若干个计算单元。
本设计以县境为界，采取以流域水系分区。
水资源评价
名词解释：1)水资源：可以利用或有可能被利用的水源，这种水源应当具有足够的数量和可用的质量，并在某一地点为满足某种用途而得以利用。
2)干旱指数：一个地区气候的干湿程度，用年蒸发能力与年降水量的比值表示。
3)水资源总量：一定区域内的水资源总量是指当地降水形成的地表和地下产水量，即地表径流量与降水入渗补给量之和。
4)地表水资源可利用量：在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其他用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，可供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）。
5)地下水资源可利用量：在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。
6)允许开采量：在经济合理、技术可能的条件下，不引起水质恶化和水位持续下降等不良后果时开采的浅层地下水量。
7)给水度：含水层的释水能力，表示单位面积的含水层，当潜水面下降一个单位长度时在重力作用下所能释放出的水量，数值上等于释出的水的体积与释水的饱和岩土总体积之比。
8)渗透系数：在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度。
9)导水系数：具有一定粘滞度的地下水在单位水力梯度作用下，通过单位宽度含水介质的流量。
10)水资源管理：为了保证特定区域内可以得到一定质和量的水资源，使之能够持久开发和永续使用，以最大限度的促进经济社会的可持续发展和改善环境而进行的各项活动（包括行政、法律、经济、技术等方面）。
简答题：1)我国水资源分布的特点：总量丰富，人均占有量少，水资源供需矛盾突出；地区分布不均，与生产力布局不匹配；水资源时间分配不均匀，年际、年内变化大。
2)水资源评价：目的—查清流域或区域水资源的水帐和利用现状，分析和评价水资源承载能力；内容—通常包括水资源数量评价、水资源质量评价和水资源开发利用评价。
一般是针对某一特定区域，在水资源调查的基础上，研究特定区域内的降水、蒸发、径流诸要素的变化规律和转化关系，阐明地表水和地下水资源的数量、质量及其时空分布特点，开展需水量的调查和可供水量计算，进行水资源供需分析，寻求水资源可持续利用最优方案，为区域经济、社会发展和国民经济各部门提供服务；作用—合理开发利用水资源前提、水资源规划依据、保护和管理水资源基础。
4-5水资源总量评价教程
二、水资源总量计算方法
水资源总量并不等于地表水资源量与地 下水资源量的简单相加，在计算水资源总 量时，将地表水资源量和地下水资源量相 加扣除相互转化的重复水量。即 W=R+Q-D 由于分区重复水量D的确定方法因区内 所包括的地下水评价类型区而异，故水资 源总量计算方法分3种类型。
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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。
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2018/11/2
9
单一山丘区多年平均水资源总量计算
在单一山丘区，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，这两种水量之间的重复计算 水量是河川基流量。
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 基流的引、提水灌溉后对地下水的补给量。
13
• 河川基流量是山丘区地下水向河流排泄的 主要排泄项。
• 河床潜流量是指河流出山口处，河床被厚 度较大的第四纪沉积物所覆盖，河床未能 切割到基岩。这时出口断面所测的径流量 不是全部的径流量，尚有一小部分以潜流 形式下泄，便是河床潜流量。
P R E U g V
河川 径流 量 总蒸 散发 量
蓄水变量 地下 潜流 量
R RS Rg
E ES E g
水资源评价导则
《水资源评价导则》SL ／T238-1999目录1 总则.......................................................................................291 2 一般规定.................................................................................291 3 水资源数量评价.....................................................................292 4 水资源质量评价.....................................................................297 5 水资源开发利用及其影响评价 (299)zhou1总则1.0.1依据《中华人民共和国水法》，为查明水资源状况，必须进行水资源评价。
为适应水资源评价工作的需要，统一技术标准，保证成果质量，特制定本导则。
1.0.2本导则适用于全国及区域水资源评价和专项工作中的水资源评价。
1.0.3水资源评价内容包括水资源数量评价、水资源质量评价和水资源利用评价及综合评价。
1.0.4水资源评价工作要求客观、科学、系统、实用，并遵循以下技术原则：1 地表水与地下水统一评价。
2 水量水质并重。
3 水资源可持续利用与社会经济发展和生态环境保护相协调。
4 全面评价与重点区域评价相结合。
1.0.5在水资源评价工作中，除执行本导则外，涉及其他专业时，还应符合相应规范的要求。
2一般规定__评价分区2.0.1全国及区域水资源评价的内容和精度应满足国家及相应区域社会经济宏观决策的需要；为专项工作开展的水资源评价的内容和精度应满足专项工作的需要。
2.0.2水资源评价应分区进行。
水资源数量评价、水资源质量评价和水资源利用现状及其影响评价均应使用统一分区。
水资源总量计算
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）
P ( R s R s ) Q rs ( E s E s ) ( E g E g ) (U g U g ) Q mc
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。
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+Uu+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
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+Ub-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
水资源概念评价指标及分区
水资源概念、评价指标及分区摘要：介绍水资源概念与转化机理、水资源影响因素评价指标和水资源分区。
水资源是指以气态、液态、固态的形式赋存在地球表层全部能为人类利用水的统称。
水资源作为保证人类社会存在和经济社会发展的重要自然资源，必须具备下列主要特征：可以按照社会需求提供或有可能提供的水量；这个水量有可靠来源，且这个来源可以通过自然界水文循环不断得到更新或补充；这个水量可以由人工加以控制；这个水量及其水质能够适应人类用水的要求。
大气降水是主要的影响因素。
在太阳辐射热作用下，海洋表面水获得能量，克服地心引力作用，逸入大气，并通过大气环流飘移到陆地上空，在一定条件下凝结，以降水形式降落到地面。
一部分降水沿地表运动形成地表水，一部分渗入地下形成地下水，一部分蒸散发到空中。
地表水和地下水组成的水流系统，形成区域水资源。
水资源状况的主要指标有：影响因素指标、状态指标、变化指标、数量指标、质量指标和可持续利用指标等。
影响因素指标主要有：大气降水量、蒸发能力、干旱指数、气温、湿度、风速。
水资源形态的主要评价指标有：水资源总量、地表水资源量、地下水资源量、河川径流量、降水入渗补给量、河道渗漏补给量、库塘渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、人工回灌补给量、山前侧向补给量、井灌回归补给量、潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量。
时空分布的主要评价指标有：年内分配的集中程度、多年系列最大值、多年系列最小值、多年系列平均值、多年系列变差系数水资源量之间变化关系（转化关系）的主要评价指标有：径流系数、产水系数、河川基流模数、潜水蒸发系数、降水入渗补给系数、灌溉入渗补给系数、渠系渗漏补给系数、渠系有效利用系数。
数量评价指标：流量、径流量、径流深、径流模数、水资源量、水资源模数、地下淡水、微咸水、半咸水、咸水、排污量、污染物含量、浓度、水质类别、超标倍数等。
可持续利用评价指标：包含水源评价指标和用水评价指标。
主要因素有：水体纳污能力、水资源可利用总量、地表水可利用量、地下水可开采量、万元产值耗水量、居民生活用水定额、大牲畜用水定额、小牲畜用水定额、农业灌溉用水定额。
地下水资源数量及可开采量评价
一、地下水资源量评价
5 平原区浅层地下水资源量计算的技术要求
(3)地下水蓄变量
平原区还要求计算1980～2000年期间的年均地下 水蓄变量
(4)水均衡分析 在平原区，要求进行总补给量、总排泄量与地下 水蓄变量之间的水量平衡分析，检查计算成果的 合理性
一、地下水资源量评价
6 山丘区浅层地下水资源量计算的技术要求
给量1980～2000年期间的年均值之和作为近期条件下的平
原区多年平均地下水总补给量，从总补给量中扣除相应的 井灌回归补给量即为平原区多年平均地下水资源量
一、地下水资源量评价 5 平原区浅层地下水资源量计算的技术要 求
(2)排泄量 • 排泄项包括浅层地下水实际开采量、潜水蒸 发量、河道排泄量、侧向流出量等 • 平原区要求计算1980～2000年期间各项排泄 量的年均值，并要求计算1956～2000年逐年 由当地降水入渗补给量形成的河道排泄量
一、地下水资源量评价
8 简化问题 • 塔克拉玛干、古尔班通古特、腾格里、巴丹吉 林和浑善达克等面积较大的沙漠区，本次可不
做地下水资源量评价，仅要求标划出各沙漠区
的地域分布范围
一、地下水资源量评价
9 深层承压水资源量计算 • 深层承压水资源量不纳入水资源总量 • 深层承压水资源量的评价技术要求和方法待有
一、地下水资源量评价
5 平原区浅层地下水资源量计算的技术要求
• 各项补给量之和为总补给量，总补给量扣除井灌回归补给
量为地下水资源量
• 平原区要求计算1956～2000年的降水入渗补给量系列，其 他补给只要求计算1980～2000年期间（即近期或近期条件） 的年均值 • 以降水入渗补给量系列中1980～2000年的年均值与其它补
全国用水总量分配方案制订
全国用水总量控制指标及跨省江河流域水量分配方案制订技术大纲（试行稿）水利部水利水电规划设计总院2011年5月目录第一部分目标任务与总体思路 (1)一、目标任务 (1)二、总体思路与技术路线 (2)三、基本规定 (4)第二部分用水总量控制指标方案制订 (6)一、工作任务与基本要求 (6)二、技术路线与工作步骤 (7)三、现状供用水分析 (10)四、用水总量控制指标分解 (12)五、成果合理性分析 (14)第三部分跨省江河流域水量分配方案制订 (16)一、工作任务与基本要求 (16)二、技术路线与工作步骤 (19)三、水资源开发利用现状分析 (21)四、水资源配置成果分析 (23)五、地表水可分配水量分析 (23)六、水量分配方案拟定 (26)七、水量分配方案合理性分析 (29)附录I：全国用水总量控制指标方案成果表式 (30)附录II：跨省江河流域水量分配基础数据与主要成果表式 (35)第一部分目标任务与总体思路一、目标任务1、建立全国用水总量控制指标和开展江河流域水量分配工作是贯彻落实《中华人民共和国水法》、《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》（中发[2011]1号）的要求，是推进依法行政、实行最严格的水资源管理制度、建立和完善国家水权制度、预防调解水事纠纷、实现水资源可持续利用、维系生态环境良性循环和支撑经济社会可持续发展的迫切需要。
2、本次工作的目标任务是以促进水资源合理配置、维系良好生态环境和节约保护水资源为目标，按照实行最严格水资源管理制度的要求，明晰我国各流域、各省级行政区的用水总量控制指标，制订主要跨省江河流域水量分配方案，建立用水总量控制指标体系。
3、为明确本次工作的有关技术要求，指导和规范各流域机构和各省（自治区、直辖市）（以下简称省级行政区）开展用水总量控制指标和跨省江河流域水量分配方案的制订工作，统一有关工作的基础资料、指标口径、工作流程、技术方法和成果要求，特制定《全国用水总量控制指标及跨省江河流域水量分配方案制订技术大纲》（以下简称《技术大纲》）。
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W P ES RS Pr
W R Eg Ug
Rg
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，这两种表达方式，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。
从下式看出，水资源总量中比河川径流量多了潜水蒸发量
和地下潜流量两项，对闭合流域而言，地下潜流量为零，则
计算全区域(山丘区加上平原区)的水资源总量时，须扣 除山丘区水资源量与平原区水资源量之间、山丘区水资源 量本身及平原区水资源量本身的重复计算量。
➢ 不同保证率水资源总量的计算
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 保证率的水资源总量。
P RS Rg ES Eg Ug
降水入渗补给量：Pr Rg Eg U g
区内降水量与地表径流量、地下径流量和地表蒸散发量的平衡关系：
P RS ES Pr
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、降水入渗补中，通常将区域水W 资源总量**定 义为当地降水形成的地表和地下的产水量。
地表水主要有河流水、水库、湖泊水，它的补给 源除大气降水外还有地下水、冰川融水；
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；
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。
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2
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各不相同。 地表水由河川径流、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； 地下水的排泄方式有河川基流、地下潜流(包括周边流 出量)与潜水蒸发三种。
第四章 水资源量评价
§4-5 水资源总量评价
水资源总量计算的目的：分析评价在当前自然条件 下可用水资源量的最大潜力，从而为水资源的合理 开发利用提供依据。
§4-5 水资源总量评价
一、水资源总量的概念
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 量可广义地定义为大气降水量。大气降水是水资 源的总补给源。
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总蒸发E
区域水循环概念模型
大气降水P
植物截留损失
地表水体蒸发 地表调蓄 坡面流
地表蒸散发Es
土壤入渗
地表径流Rs
包气带蒸散发 土壤调蓄 壤中流
潜水蒸发Eg
下渗补给地下水Up 地下调蓄 河川基流Rg
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地下潜流Ug
河川径流R5
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、地下水的蓄水 变量。时段水量平衡方程式可表示为：
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水
文
山 丘区
P1 Whr
站 断 面
包
气
Ehw q1
带
Ehu
饱 水 带
不
透
补给项 排泄项
分
区 界
P2
限
Us
平原区
Uu Uf
Wpr
W hr Uu Us Wpr Ui Ua
q2 Us E p w Up p
UT Ur i a Uc s Urc s Uc i r
Ep u
地下水面 Ub1
13
• 河川基流量是山丘区地下水向河流排泄的 主要排泄项。
• 河床潜流量是指河流出山口处，河床被厚 度较大的第四纪沉积物所覆盖，河床未能 切割到基岩。这时出口断面所测的径流量 不是全部的径流量，尚有一小部分以潜流 形式下泄，便是河床潜流量。
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➢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 流的引、提水灌溉后对地下水的补给量。
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➢ 多种地貌类型混合区的多年平均水资源总量计算
土壤水既可供植物吸用并有连通地表水和地下水的作 用。
由此可见，降水、地面水、土壤水、地下水之间存在 着一定的转化关系，尤其是地表水和地下水间的相互补
排更是水循环的重要部分。
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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。
U
水
层
深层地下水
Uo2
不透水层
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地貌单元 项目
河川径流量
地下水补给量
山丘区
Whr =Whrs
Whrd
Uh= Whr +Uu+
Uf
+Us+Ehu+q
平原区 Wpr =Wprs+ Wprd
Up
=Upp
Uris
Uf
+ Ucs + Ures +
Uir + Uo + Us
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P R E U g V
蓄水变量
河川
地下
径流 量
R RS Rg
潜流 量
总蒸
坡面流和壤中流
散发 量
E ES Eg
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植物截留损失、地 表水体蒸发和包气
带蒸散发
潜水蒸发
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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。多年区内降水入渗补给地下水量，可根据下 述年水量平衡方程式计算：
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。
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二、水资源总量计算方法
水资源总量并不等于地表水资源量与地 下水资源量的简单相加，在计算水资源总 量时，将地表水资源量和地下水资源量相 加扣除相互转化的重复水量。即
W=R+Q-D
由于分区重复水量D的确定方法因区内所 包括的地下水评价类型区而异，故水资源 总量计算方法分3种类型。
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➢单一山丘区多年平均水资源总量计算
在单一山丘区，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，这两种水量之间的重复计算水
量是河川基流量。