Chapter 4
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Chap,4 Climate/Change and Water
Resources
? Quantity assessment of water resources
Available water resources
Supplying water resources
Water resources requirement
? Quality assessment of water resources
? Impacts of climate changes on water
resources
Chapter 4
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4.1 Introduction
(1) definition
地球上目前和近期可供人类直接或间接
利用的水,包括水量、水能和水域性资

? 物质属性 +功能属性
? 不可替代
Chapter 4
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4.1 Introduction
广义 狭义
自然界各种形态的水 可更新的水量,人类可
直接利用的水量
大气:固、液、气 大气降水
海洋、河流、湖泊 江河湖泊水
土壤、生物体 土壤水
冰雪圈
岩石结晶水 含水层中的淡水
Chapter 4
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4.1 Introduction
(2) Features
? 可再生性
? 时空分布不均匀
? 不可替代性
? 多样性与多用性
? 易受环境和人类活动影响
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可再生性
? 水分循环交替期,S/?S
S– 某水体容量;
?S– 某水体年流入量;
? 根据水体不同的交替期,
静态水资源:交替期长,开采利用困难
动态水资源:交替期短,更新快
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不同水体交替期
水体 交替期 水体 交替期
大气中的
水分
10天 深层地下水 1400年
江河径流 12天 山地冰川 1600年
土壤水
1年 海洋水 2500年
湖泊水 17年 极地冰川 近万年
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时空分布不均匀
? 气候
? 地形
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不可替代性
? 维持生命
? 生产活动
? 净化环境
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多样性与多用性
? 多样性,
三态
? 多用性
水量
水域
水能
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易受环境和人类活动影响
? 易流动性
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( 3)水资源概况 -水量
? 大气圈,1.29万 km3
? 地表与地下,13.86亿 km3,
海洋,96.5%
陆地,3.5%
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( 3)水资源概况 -水量
? 陆地淡水,2.53%(73%)
河流湖泊、土壤水、小于 60m深的地下水:
0.77%(30.4%)
冰川、永久积雪和冻土,1.36%(69.6%)
? 陆地咸水 0.97%(27%)
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( 3)水资源概况 -水能
? 世界,44.28万亿度 /年
? 中国,6.8亿千瓦
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( 3)水资源概况 -水域
? 海洋,3.61亿 km2
? 陆地水面,130万 km2
大于 100 km2湖泊 145个
? 中国内陆水面,17.47万 km2
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4.2 水资源计算
(1) Hydrological cycle
?W = I - O
全球水量平衡方程
陆地,?Wc = Pc – Ec - R
海洋,?Wo = Po + R– Eo
全球,?W = P– E,多年平均 ?W = 0
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4.2 水资源计算
流域水量平衡方程
闭合流域,?W = P –( E + R)
非闭合流域,?W = P –( E + R) + O
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4.2 Quantifying Water Resources
(2) Conceptual model
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4.2 Quantifying Water Resources
(3) Regional water resources calculation
? 地表水资源量 – 用河川径流表示
? 地下水资源量 – 用补给量或排泄量表示
? 水资源总量
? 多年平均与不同频率年水资源量的计算
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Surface water resources
? With runoff data,
runoff
? Without runoff data,
precipitation
evaporation
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Surface water resources
河川径流量
? 径流量:一定时段的总水量,m3/day,month,
year
? 流量:单位时间通过某断面的水量,m3/s
? 径流深:径流总量分布在全流域上形成的深
度, 径流总量 /流域面积
? 径流系数:径流深与同时期降水量之比
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Surface water resources
径流种类,
地表径流
壤中流
地下径流
径流的产生,
超渗产流
蓄满产流
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Surface water resources
降水量 =蒸发 +径流量
? 区域降水量计算
算术平均法
泰森多边形法
等值线法
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Surface water resources
? 区域蒸发量计算
水面蒸发 – 蒸发皿折算
陆面蒸发 – 平衡方程
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Surface water resources
区域地表水资源量
地表径流 =入境水量 -出境水量 +自产水量
径流资料的还原计算
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Underground water resources
平原区:地下水补给量
? 降水入渗补给
? 地表水补给:河、湖、渠、田、库、人

? 山前侧渗补给
? 越流补给
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Underground water resources
山丘区:地下水排泄量
? 河川基流量
? 河床潜流量
? 山前侧向流出量
? 泉水出露
? 山间盆地潜水蒸发
? 浅层地下水开采
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水资源总量
W = R + Wg –W重
? R,地表水资源量
? Wg,地下水资源量
? W重,重复计算量
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重复计算量
山丘区,河川基流量
平原区,河川基流量,地表水入渗补给
山丘、平原混合区,
山丘区河川基流量
平原区河川基流量
山丘区河川径流对平原区地下水的补给
山前侧向补给
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水资源变化
? 多年平均
? 年内分配
? 年际变化,
p=m/(n+1)
丰水年,p=10%
平水年,p=50%
枯水年,p=90%
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4.3 水资源供需分析
( 1)供需分析概念
分析不同水平年、不同来水保证率时,
自然及现有经济条件下的可利用水资源
量、通过工程设施可提供的水资源量,
以及各部门需水量之间的关系。
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4.3 水资源供需分析
( 1)概述
( 2)可供水量
( 3)需水量
( 4)供需分析
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( 1)概述
? 分析不同水平年、不同来水保证率时,
自然及现有经济条件下的可利用水资源
量、通过工程设施可提供的水资源量,
以及各部门需水量之间的关系。
? 不同水平:水资源开发程度,工程设施
、状况、管理等
? 不同保证率:来水量的丰、平、枯等
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4.3 水资源供需分析
水资源量 可供水量 需水量
自然条件 工程设施 经济活动
数量评价 供需分析
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( 2)可供水量
概念,
在不同水平年、不同保证率情况下,考虑需水
要求、供水工程设施可能提供的水量。即最
大供水能力中为用户利用了的那部分供水量
意义,
? 反映水资源的余缺程度
? 不同于工程实际供水量和工程最大供水能力
? 不包括工程弃水和不能为用户利用的部分
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( 2)可供水量
影响因素,
? 供水工程:蓄水、引水、提水、再生水
? 来水条件
? 用水条件
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( 2)可供水量
计算
工程可供水量,
? 蓄水工程:大中型水库,小型蓄水工程
? 引水、提水工程
地下水可供水量,
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( 2)可供水量
区域可供水量
? 先用小工程水,后用大工程水;
? 先用自流水,后用蓄水和提水;
? 现有力用户距离近的水,后用远的水;
? 先用本流域水,后用外流域调水;
? 自来水用于生活和一部分工业,其它水
用于水质要求低的行业
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( 3)需水量
分类,
按利用方式:河道内用水
河道外用水
按经济活动:农业用水
工业用水
生活用水
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( 3)需水量
农业用水,
农、林、牧、渔业部门用水,主要用
于灌溉,占整个农业用水的 80-90%,占
我国总用水量的 85%以上。
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( 3)需水量
种植业,
? 作物田间需水量
? 灌溉用水量:灌溉制度,渠系利用
? 灌溉定额
林、牧业,灌溉定额
渔业,池塘水面蒸发和渗漏
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( 3)需水量
工业用水,
工矿企业在生产过程中,用于制造、
加工、冷却、空调、净化、锅炉及其它
生产中的用水量和厂内职工生活用水量
的总称。
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( 3)需水量
工业用水,
工业用水量 = 耗水量 + 排水量 + 重复用水量
评价指标
? 重复利用
? 需水量
? 排水
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( 3)需水量
生活用水,
包括城镇居民生活用水和农村人、畜用水。
? 城镇居民住宅用水
? 农村居民生活用水
? 公共设施用水
? 农村畜牧业用水
? 城市环境卫生及绿化用水
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( 3)需水量
评价指标
? 用水量 /人 天
? 国外大城市,300L/人天;
? 我国大城市,70-250L/人天;中小城市:
50-70L/天
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( 4)供需分析
? 摸清供需现状:余或缺
? 揭示供需关系中的主要矛盾
? 探讨开发利用途径和潜力
? 提出水资源长期稳定供给方案
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( 4)供需分析
几个概念,
分区单元
水平年:现状、近期、远景
代表年(典型年):不同频率年
计算时段:突出水资源余缺状况,如月。
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( 4)供需分析
指标体系,
? 耕地率
? 耕地灌溉率
? 人口密度
? 工业产值模数:工业产值 /土地面积
? 需水量模数:现状 P=75%需水量 /土地面积
? 供水量模数:现状 P=75%可供水量 /土地面积
? 人均供水量:现状 P=75%可供水量 /总人口
? 水资源利用率:现状 P=75%可供水量 /水资源总量
? 现状缺水率:现状 P=75%缺水量 /需水量
? 不同发展阶段缺水率:不同阶段 P=75%可供水量 /土地面积
Chapter 4
2012-3-21 Assessment of Climate/Change Impacts 48 of 49
Summary
? Hydrological cycle– hydrological models
Measured/simulated variables
Variables associated with climate
Temporary variations,seasonal,annual,long-term
Spatial variations
? Supply-demand
Chap,4 Climate/Change and Water
Resources
Chapter 4
2012-3-21 Assessment of Climate/Change Impacts 49 of 49
Thanks!