地表水资源的计算与评价

1．上游山丘区
按照补排均衡的原理，一定时段〔常取1a)的水量 按照补排均衡的原理，一定时段〔常取1a)的水量 平衡方程式为 P＝R十E十UG十△V十E采 (7—1) UG十△V (7— 式中：P——时段内的降水量； 式中：P——时段内的降水量； R一时段内的河川径流量； E一时段内的总蒸散发量； UG——时段内的地下潜流量； UG——时段内的地下潜流量； E采——时段内的地下水净开采里； ——时段内的地下水净开采里； △v——流域的蓄水变量，包括地么、包气带 ——流域的蓄水变量，包括地么、包气带 和地下水的蓄水变量
在气候学上，将年蒸发能力的年降水量之比称为 干早指数r 干早指数r，或称为干燥度，即 （7-26） 26） 当r＜1时，气候偏于湿润，r越小，气候越湿润； 时，气候偏于湿润，r r＞1时．偏于干燥，r越大越干燥。气候分带与下 时．偏于干燥，r 旱指数的关系如表7 旱指数的关系如表7—2。干旱指数也是干旱分析 的一种工具。
7.4.2 蒸发能力和干旱指数
蒸发能力E 是指在— 蒸发能力EP是指在—定的气象条件下，充分湿润 的陆地表面可能最大蒸发量。它是陆面蒸发的上 限指标，是估算陆面蒸发，进行地区湿润条件和 灌溉模数分析，以及用间接近径估算径流的主要 参数。由于：其测量很困难，一般多用公式计算， 如布迪科公式等。还用E 60l的观测值E 如布迪科公式等。还用E—60l的观测值E601估算， 即： （6-25） 25） 式中：K——折算系数，据国外分析．湿润地区 式中：K——折算系数，据国外分析．湿润地区 的K值大于0.9，干旱地区和半干旱地区的小于0.9， 值大于0.9，干旱地区和半干旱地区的小于0.9， 我国目前暂取K 0.9。 我国目前暂取K＝0.9。
图7—l（P131）是区域“三水”转化的概念模型框 ）是区域“三水” 图，它模拟了降水形成径流、土壤水、地下水和 陆面蒸发的全过程，以及通过种种途径互相转化 的紧密联系。
地表水、地下水之间通过包气带紧密联系，互相 转化。过去往往把地表水资源和地下水资源之和 作为总水资源，忽略了两者之间相互转化造成的 重复估算部分，使结果偏大。 重复估算部分，使结果偏大。 一个较大的天然流域，往往由上游山丘区和 一个较大的天然流域，往往由上游山丘区和下游 平原区组成，现分别对它们的水资源估算原理阐 平原区组成，现分别对它们的水资源估算原理阐 述如下：
根据区域水资源的概念，山丘区的水资源总量W 根据区域水资源的概念，山丘区的水资源总量W为 （7-6） 或者 （7-7） 不难看出，式(7—4)中把地下径流RG纳入地下水 不难看出，式(7—4)中把地下径流RG纳入地下水 资源PG中，式(7—7)中则把RG纳入河川径流之中， 资源PG中，式(7—7)中则把RG纳入河川径流之中， 均可避免RG由地下水中转化为河川径流的一部分 均可避免RG由地下水中转化为河川径流的一部分 可能造成的重复计算问题。
因此，全流域的总水资源可用以下两种方 法推求： （7-17） 17） 或者 （7-18） 18）
7.2 降水分析（略） 7.3径流分析及设计年径流计算（略） 7.3径流分析及设计年径流计算（略）
7.4 蒸发分析
7.4.1 水面蒸发 水面蒸发既能反映流域内各种地表水体的蒸发，还 可以反映出流域蒸发能力，是最基本的分析项目。 结合现有的资料条件，认为如果有10~15a以上的观 结合现有的资料条件，认为如果有10~15a以上的观 测资料，即可满足分析要求。 现规定E 60l型蒸发器作为全国统一采用的型号， 现规定E—60l型蒸发器作为全国统一采用的型号， 分析绘制其年蒸发量的统计参数等值线。其他型号 蒸发器的观测资料都要折算为E 60l型蒸发器的蒸 蒸发器的观测资料都要折算为E—60l型蒸发器的蒸 发量。
3.恢复性水资源和不可恢复性水资源 3.恢复性水资源和不可恢复性水资源 按水资源的恢复程度，可分为恢复性和不可恢复 性水资源两类。 4．消耗性水资源和非消耗性水资源 按用水部门的用水情况，将水资源分为消耗性和 非消耗性两类。
研究地表水资源的表示方法，主要是研究河川径 流及与它有关的降水、蒸发等水平衡要素的表示 方法。 水资源是通过大气水循环再生的动态资源。通常 所说的水资源是指地表水(河川径流) 所说的水资源是指地表水(河川径流)和地下水。日 前国内外均以本地降水所产生的地表、地下水总 量定义为本地水资源总量，而土壤水则则尚未作 为水资源的一部分对待。地表和地下水资源是不 可分割的整体。 可分割的整体。 为了科学地分析一个地区的水资源，必须从水循 为了科学地分析一个地区的水资源，必须从水循 环的观点来研究水资源的转化。
7.6.1.2 山丘区的地表水资源分析
区域径流系列的组成，有以下一些方法： (1)如区域内河流上、下游的自然地理条件较一致， (1)如区域内河流上、下游的自然地理条件较一致， 且有一个或几个代表性较好的水文站控制本区域 的大部分面积，可按面积比求出历年的年径流量， 组成径流量系列。 (2)区域内仅有—个控制站，其上游与下游的降水 (2)区域内仅有— 量相差较大，但下垫面积却相差不大，可以降水 量为权重计算区域的年径流量。 （7-35） 35）
第七章 地表水资源的 计算与评价
概述
广义地说，自然界所有的以气态、固态和液态等 各种形式存在的水统称为水资源。 各个部门对水资源的需求不相同，如何合理地 开发、利用水资源是一个极为错综复杂酌多面体 问题，因而需要从不同的方面和角度来研究水资 源的分类和特点。 水资源的分类有以下几种：
1．地表水、土壤水和地下水 按水资源的形成条件、分为地表水、土壤水和地 下水3 下水3种，它们除了共同接受大气降水的补给外， 还互相转化和影响。它们之间的相互转化，通常 称为“三水转化” 称为“三水转化”。 2．可利用水资源和不可利用水资源 可利用水资源也称为可支配水资源，是指天然水 资源中可供人们利用的部分。在目前的经济、技 术条件下，天然水资源中不可利用的部分称为不 可利用水资源或不可支配水资源，但随着经济技 术的发展，它们可以逐渐被人们所支配、利用， 故又称为潜在水资源。
当山丘地区地下水埋深较大(大于4m)时，EG可以 当山丘地区地下水埋深较大(大于4m)时，EG可以 忽略；在一定的水文地质条件下，UG也能忽略若 忽略；在一定的水文地质条件下，UG也能忽略若 地下水开采量E 也不大而可以不计时，式(7— 地下水开采量E采也不大而可以不计时，式(7—7) 就简化为 （7-8） 上式表示在一定的条件下，山丘区的河川径流量 就是总水资源量；地下径流量就能代表地下水资 源。如果地下水还有越流补给和向深层渗漏的情 况要另行计入，但一般情况下这两项的数量都很 小，均可忽略不计。
(3)流域内的水文站控制而积很小，或区域由几个 (3)流域内的水文站控制而积很小，或区域由几个 独立的水系组成、且仅个别水系有水文站时．建 立年降水径流关系，由历年的降水量推算出历年 的径流量。 (4)区域内无控制站．降水资料也缺乏，在年径流 (4)区域内无控制站．降水资料也缺乏，在年径流 量均值等值线上查算得区域的均值，再在邻近地 区寻找有实测径流资料的相似流域，用均值比法 修正相似流域的历年径流量系列后移用至无资料 区域，作为本区域的径流量系列。 (5)西北及内蒙古的内陆可流，年得流深小于5mm， (5)西北及内蒙古的内陆可流，年得流深小于5mm， 一般不再估算地表水资源，但在计算全省(自治区) 一般不再估算地表水资源，但在计算全省(自治区) 的径流深时，应计入这部分面积。若水文站的控 制匝积已包括这部分地区时，应注意不要重复。
7.6.1 区域地表水资源的估算
7.6.1.1 径流系列的组成 在较大的区域内，径流的地区分布是不均匀的， 其中各个小流域(或区间) 其中各个小流域(或区间)在同一年出现的径流量。 在它们各自的系列中占合的经验频率也不相同。 反之，各部分具有相同频率的年径流量也不可能 恰好在同一年同步出现。因此，估算区域地表水 资源时不能简单地将各个小流域和区间同频率的 年径流量相加而得，必须设法先求出各部分同步 的区域年径流系列，再进行频率分析，计算出各 种频率的年径流量。
平原区的地下水除了本地的降雨入渗补给外，还 有上游山区的侧排潜流补给UG 有上游山区的侧排潜流补给UG山、地表水回归渗 漏补给Q 漏补给Q表补，所以 （7-9） 式中：WG ——平原地区的地下水资源量。 式中：WG平——平原地区的地下水资源量。 （7-10） 10） 地表水回归渗漏补给Q 由河道渗漏Q 地表水回归渗漏补给Q表补由河道渗漏Q河、渠系渗 漏Q渠和田间回归Q田3部分组成，即 和田间回归Q （7-11） 11）
表7-2 气候干湿分带与干旱指数关系
7.4.3 陆面蒸发 直接观测陆面蒸发困难，目前都用水量平衡法估 算，即由流域的年降水量和年径流量相减得到。 7.5 泥沙分析（略）
7.6 区域地表水资源
国民经济的发展常以行政区域为单元，故水资源 评价也要提供区域水资源报告。 区域地表水资源估算的主要内容有区域面积的确 定，区域年径流系列的组成及统计参数的计算等。
在石灰岩山区，因岩溶裂隙和构造裂隙发育，河 道渗漏量可能很大，这部分水最后将以基流或潜 流的形式排泄，真处理比较复杂，若这些水在山 区内已排泄入河道并流经山口的河道断面，则已 计入基流之中；若在区内没有来得及排泄出，则 应计入潜流之中，
2．下游平原区
由图7 由图7—1可见，平原区的水量平衡同样可以用式 (7—5)所示，一般条件下的降雨入渗补给量PG也 (7—5)所示，一般条件下的降雨入渗补给量PG也 包括RG、EG、UG和 包括RG、EG、UG和E采等项，但平原区的地下水 开采量E 开采量E采占总排泄量的比重较大，不能忽略。 由于人工开采量受人为的开采水平影响很大，因 而平原地区按排泄旦计算的地下水资源量已不再 是天然情况下的多年平均值，而是指现状开采条 件下(包括过量开采) 件下(包括过量开采)的多年平均值，故目前国内外 都不通过排泄量的估算，而是采用补给量的分析 来评价平原地区的水资源。
多年平均情况下，地下水的补给量即降雨入渗补 给量PG和排泄量应相等，这部分水量就是评价的 给量PG和排泄量应相等，这部分水量就是评价的 地下水资源WG。地下水的排泄量有河川基流( 地下水资源WG。地下水的排泄量有河川基流(地 下径流)RG、潜水蒸发EG、地下潜流EG和地下水 下径流)RG、潜水蒸发EG、地下潜流EG和地下水 净开采量E采。故地下水资源WG可用下式表示： 净开采量E采。故地下水资源WG可用下式表示： （7-4） 将式(7—4)代入式(7—3)，得到 将式(7—4)代入式(7—3)，得到 （7-5）