第三章(1)地表水资源

第一节 基本资料的收集与审查
年降水-径流关系受降水年内分配的影响很大，而且还
与前期流域蓄水量有关，故相关关系不十分密切。此
时可以考虑降水的时程分配、蒸发、上一年地下水的
蓄水量以及降水与径流在时间上的对应性，适当改变 参证变量或者增加参数。
第一节 基本资料的收集与审查
上下游站年净流量相关法
中统一采用“还原”。
第一节 基本资料的收集与审查
（三）资料代表性分析
滑动平均值法
累积平均值法
差积曲线法 长短系列对比分析法
第一节 基本资料的收集与审查
资料的插补延展
（一）年径流量的插补展延 1、流域平均年降水量与年径流量相关法 以年降水量为参证变量，借助于简单的年降水—径 流相关图插补缺测期年径流量。 【例】已知汉江上游武侯镇水文站有实测长系列年径 流资料，但其以上汉江主要支流沮水河上的茶店子水 文站因建站较晚，仅有1966年以后的径流资料，试用 两站1966年至1980年同期年径流资料进行相关分析， 建立回归方程，并用武侯镇资料将茶店子的年径流量 系列延长至1956年。
U

var( )
第一节 基本资料的收集与审查

n(n 1) 4 Pi 1
2(2n 5) var( ) 9n(n 1)
统计量U称为Kendall秩次相关系数，当n增加时，U将
很快收敛于标准正态分布。给定显著性水平α，其双尾
检验临界值为U α/2，当|U|< U α/2时，系列趋势不显著， 资料一致性较好；当|U|> U α/2，系列趋势显著，如 U>0，系列呈上升趋势，如U<0，系列呈下降趋势。
第二节 人类活动的水文效应
3、其他水土保持措施 就地入渗：种草、封育、坝地、保土耕作 就近拦蓄：水窖、蓄水池、截水沟、沉沙池、沟头防护、 谷坊、淤地坝等
第三节 还原计算
一、还原计算的要求
为了使河川径流及分区水资源量计算成果基本上反映
天然情况，并使资料系列具有一致性，满足采用数理 统计方法的分析计算要求，凡测站以上受水利工程及 其他人类活动影响，消耗、减少及增加的水量均要进 行还原。
式中，β2—田间回归系数，为田间下渗量及其废泄损 失水量与净灌水量的比值。
第三节 还原计算
W工业
工业用水的还原计算比灌溉用水要繁琐复杂得多。 但它们的原理是相同的，即通过各种途径求得取用水 量和排水量，然后利用工业水平衡方程，就可估算还 原水量。 调查方法：每年用水记录、财务支出、水泵铭牌等。
第一节 基本资料的收集与审查
（二）资料一致性审查 径流资料的一致性受气候条件、下垫面和人类活
动三个方面的影响。
判断资料整体趋势法：Mann-Kendall非参数秩次相关检 验法、Spearman秩次相关检验法、滑动平均检验法等 判断资料中跳跃成分法：累积曲线法、有序聚类分析法、 重标度极
与工业用水一样，生活用水也有地表水和地下水之分， 在还原计算中也仅考虑地表水水源： W生活=W0 (1-Φ) 式中，W0—生活引用的地表水量 Φ—生活用水的回归系数，一般取0.85 ～0.9
第三节 还原计算
W蒸发
为用水和防洪等目的修建水库后，库区原陆面变为水
面，因水面蒸发量大于原陆面蒸发量，将两者之差称
第一节 基本资料的收集与审查
资料收集
地表水资源指天然河川径流，但由于人类活动等影 响，许多河流的天然径流过程发生了很大变化，实测 径流量往往与天然状态之间产生很大的差异。在地表 水资源评价中，还必须收集各种人类活动对河川径流 影响的资料。
第一节 基本资料的收集与审查
区域社会经济资料：人口、耕地面积、作物组成、耕
第二节 人类活动的水文效应
（四）水土保持生态建设
1、林业措施
大片的森林对当地气候影响显著——增雨、降温、保
温、降低风速、保肥、削减洪峰流量，增加地下径流。
第二节 人类活动的水文效应
2、梯田 （1）坡地改为梯田后，地面坡度大大降低，减缓水流 速度，延长汇流时间，增加降雨入渗损失量。 （2）土壤在结构及质地方面均会得到改善，土壤下渗 能力及蓄水能力有所增强。 （3）带埂的梯田会起到小拦蓄坝的作用，拦蓄一定的 地表径流。
净耗水量可由下式计算：
W农业= (1-β1)W引 式中，W引—渠首的引水量和流经测流断面的回归水量 β — 灌溉水回归系数，即灌区地表废泄损失水
量、渗漏量之和与渠首引水总量之比
第三节 还原计算
灌溉水回归系数有别于灌区回归系数。灌区回归系数
是地表废泄损失水量、地下渗漏量、灌溉水引水期间 当地径流量三者之和与渠首引水总量之比。
T— 年平均气温 a0 ～a3— 待定系数
地下水开采会影响河川径流，但因观测和研究不够，
尚无法按上述要求进行全面还原，目前还原计算主要 是针对径流而言。
多年期间最大的年用水量等人类活动引起的径流量改
变值达到多年平均年径流量的10%，则应设法将受影响 的资料加以还原。
第三节 还原计算
二、还原计算方法
分项调查还原法、降水径流模型法、流域蒸发差值法、
第三节 还原计算
1、多元回归分析法 应用条件：流域内人类活动措施没有详细调查，或调 查资料不很真实可靠。但人类活动前有较多的降水、 径流观测资料，可以满足建立流域下垫面明显改变前 降雨径流模型的需要。 R=a0+a1P+a2P上+a3T 式中，R— 年径流量 P— 年降水量
P上—上一年10 ～12月总降水量
槽等水体的蓄水变量略去不计。
W引水，W分洪，通常有实测资料，或经调查后确定 W水保，W其他，目前还处于研究阶段，在实际的计算中可参
考区域或相似区域的研究成果。 （二）降水径流模型法 该方法适用于难以进行人类活动措施调查，或调查资料不 全的情况下直接推求天然径流量。 用于还原的降水径流模型：多元回归分析法、产流模型法
地表径流则明显减少。
第二节 人类活动的水文效应
（二）水库等蓄水工程 1、对降水和蒸发的影响——降雨，蒸发损失增大 2、对径流的影响——径流量减少，时程分配改变 3、对地下水的影响——地下水位上升 4、对泥沙的影响——上游泥沙沉积，河床抬升，下游河 道冲刷
第二节 人类活动的水文效应
（三）城市化
人口增加，工业发展，使原来的城市不断膨胀，
相邻流域年径流相关法
汛期径流量与年径流量相关法
（二）月径流量的插补展延
1、汛期缺测月径流量
（1）只有水位资料而未推求流量的月份，可借用水文
情势相似年份的水位流量关系，由逐日平均水位推求
逐日平均流量，在计算月平均。
第一节 基本资料的收集与审查
（2）当同一河流上、下游或相似流域内有充分实测径 流资料时，可用上、下游站或两个流域月径流相关图 进行插补。 （3）当建立的月降水量与月径流量相关点据比较散乱 时，可考虑以影响月径流量大小的前期降水量、前期 降水分配特性等指标作参数，建立多要素相关关系。 2、非汛期缺测月份径流量 （1）非汛期径流量不大时，缺测月份径流量可用同月 径流量的多年平均值来代替。 （2）封冻期径流量较大时，可借用邻近年份K值过程线 进行插补。 （3）枯水期降水量较小，河川径流退水过程比较稳定 时，也可根据前后月径流变化趋势进行插补
第二节 人类活动的水文效应
一、人类活动对水平衡要素的直接影响
我国的用水量以农业用水量为主，故农业水利措施对水
资源系统的影响最大，随着灌溉面积的扩大，作物耕作 制度的改变，农业灌溉用水量有相当大幅度的增加。
第二节 人类活动的水文效应
跨流域调水对区域水资源的影响更大，这些从外流域
引进的水量可以达到本区年径流量的数倍。引入的水 除了满足农作物所需耗于流域蒸散发，还可能有较大 数量的回归水排入河道。
灌区回归系数要比灌溉回归系数大 当仅有灌区回归系数时，应做适当折扣，折算为灌溉
回归系数。
第三节 还原计算
当具有试验或分析的田间净灌溉定额和实灌面积资料时：
W农业=W净灌-W田回+W渠蒸
式中，W净灌—田间灌溉净用水量 W田回—田间灌溉回归水量 W渠蒸—灌溉引水过程的渠系蒸发损失量 我国南方地区，灌溉水引水过程的渠系蒸发损失量相对 较小，可略，但W田回是一可观数量，不能忽略，可采 用下式： W农业=W净灌-W田回=(1-β2)W净灌
第一节 基本资料的收集与审查
累积曲线法
累积曲线法是水资源评价和水文分析中最常用，也 是最简单的一种方法，在作双累积曲线时，经常采用 累积降雨量与累积径流深关系曲线。
第一节 基本资料的收集与审查
Mann-Kendall非参数秩次相关检验法
对于径流系列x1, x2, …, xn(n为系列长度)，所有对 偶观测值（xi, xj) (j>i)中，xi<xj出现的个数为Pi，顺序 (i, j) 的子集是（i=1, j=2, 3, …, n)、(i=2, j=3, 4, 5, …, n)、…、(i=n-1, j=n), 则可构造统计量：
第一节 基本资料的收集与审查
第一节 基本资料的收集与审查
（1）ΣPi=302，n=45，计算：τ=-0.3899，var(τ)=0.0107, U=-3.776 （2）取显著性水平α=0.05，查标准正态分布表： U α/2=1.96，|U|>U α/2，且U<0，说明径流遭到破坏。
目前有“还原”和“折现”途径，我国在水资源评价
人类活动对径流的时程分配以及对地表水、土壤水和
地下水之间的相互转化都会产生很大的影响。
第二节 人类活动的水文效应
二、人类活动对水平衡要素的间接影响 （一）灌溉和排水
大规模的灌溉增大了蒸发，减少了径流量。 灌溉还能活跃水循环，增加降水量，增强“四水”转
化。
在有地下水开采系统的地区，年径流量有可能增加，