水资源调查评价―地表水部分

全国水资源综合规划水资源调查评价——地表水部分2002年8月大气降水土壤调蓄地下调蓄土壤入渗坡面流大气降水P壤中流地表径流Rs河川基流Rg河川径流R地下潜流Ug包气带蒸散发地表水体蒸发潜水蒸发Eg植物截留损失总蒸发E地表蒸散蒸发Es毛管水上升下渗补给地下水UpP=Rs+Rg+Eg+Es+UgUp=Rg+Eg+UgW=P-Es=Rs+Up=R+Up-RgW=R+Eg+Ug（一）基本要求（二）降水量（三）蒸发能力及干旱指数（四）河流泥沙（五）地表水资源数量（一）基本要求•全国统一采用1956～2000年（45年）同步期水文系列作为水资源评价的基本依据•为了更好地反映水资源量的时空分布特征，以及解决大区和小区之间的水量频率组合问题，要求以三级区套地级行政区为基本单元，计算降水量、天然径流量、降水补给地下水量和水资源总量的45年系列值（一）基本要求•对于实测径流已不能代表天然状况的水文站要进行水量还原计算•对于流域下垫面条件变化而造成天然径流明显减少（或增加）的水文站要进行天然径流系列的一致性分析处理，提出系列一致性较好、反映近期（1980～2000年）下垫面条件的地表水资源量评价成果。雨量站降水量、Cv等值线图计算分区降水量流域三级区地级行政区参数特征值系列代表性分析流域三级区不同频率降水月分配（二）降水量（二）降水量•绘制1956～2000年、1980～2000年多年平均年降水量等值线图–选用质量好、系列完整、分布合理的雨量站–工作底图统一根据1:100万电子地图缩放–年降水量等值线线距为：降水量＞2000mm，线距1000mm；降水量800～2000mm者，线距200mm；降水量100～800mm，线距100mm；降水量50～100mm，线距50mm；降水量＜50mm，线值25mm（二）降水量–既要考虑各测站的统计数据，又不拘泥于个别点据–对等值线的分布走向、弯曲情况及高值区、低值区的位置进行合理性检查–与以往编制的有关图件进行对照，有明显差异的地区要进行分析论证或作必要的修改（二）降水量•绘制年降水量变差系数Cv值等值线图，以反映降水量多年变化在地区上的分布规律–采用45年（1956～2000）同步期系列的单站Cv值作为勾绘等值线的主要依据–单站Cv值用矩法计算，可不做适线调整–全国拼图要求的等值线线距为：Cv0.3，线距0.1Cv0.3，线距0.05（二）降水量•计算各计算分区（三级区套地级行政区）1956～2000年的年降水量系列–采用网格法–泰森多边形法–其他（二）降水量•计算水资源三级区和地级行政区年降水量特征值–均值、Cv值、Cs/Cv值、及不同频率（P=20%、50%、75%、95%）的年降水量–1956～2000、1956～1979、1971～2000、1980～2000–均值采用算术平均值。Cv值先用矩法计算，再用适线法调整确定。Cs/Cv值一般采用2.0–经验频率采用数学期望公式P=m/(n+1)·100%计算，频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型（二）降水量•三级区内，选取雨量代表站，分析计算不同频率（P=20%、50%、75%、95%）典型年和多年平均的降水月分配•选取60年以上的长系列雨量站，通过长短系列的特征值和丰枯年数组成的对比分析，评价45年（1956～2000）和21年（1980～2000）两个系列的代表性（二）降水量•根据1956~2000年降水系列资料，分析各级水资源综合规划分区和行政分区各年代年降水量均值的变化趋势•选取一些资料在60年以上的代表站，分析年降水的多年变化规律，包括丰枯周期、连丰连枯、极值比等蒸发站蒸发量等值线图降水量等值线图干旱指数等值线图多年变化趋势流域三级区多年平均蒸发月分配（三）蒸发能力及干旱指数（三）蒸发能力及干旱指数•蒸发能力是指充分供水条件下的陆面蒸发量，近似用E601型蒸发器观测的水面蒸发量代替•干旱指数为年蒸发能力与年降水量比值，是反映气候干湿程度的指标（三）蒸发能力及干旱指数•绘制1980～2000年同步系列多年平均水面蒸发量等值线图–选取资料质量好、系列完整、面上分布均匀的蒸发站作为绘制等值线图的主要依据–不同型号蒸发器的观测值，应统一换算为E601型蒸发器的蒸发量–进行合理性检查–全国拼图要求的等值线线距为：蒸发量1000mm，线距200蒸发量1000mm，线距100（三）蒸发能力及干旱指数•在有蒸发站的三级区内，选取蒸发代表站，分析计算多年平均水面蒸发量的月分配•选择观测年数长、资料质量好、蒸发器型号不变的蒸发站，分析水面蒸发量的多年变化趋势(三)蒸发能力及干旱指数•绘制1980～2000年同步期多年平均干旱指数等值线图–多年平均降水量等值线图与多年平均水面蒸发量等值线图重叠在一起，用交叉点法（或网格法）求出交叉点（或网格中心）的干旱指数–单站计算点据结合交叉点法–全国拼图要求的等值线线值为：0.5，1，1.5，2，3，5，7，10，20，50，100（四）河流泥沙•河流泥沙是反映地表水资源质量的一个重要因素，本次统计分析的主要是悬移质泥沙•选取主要河流控制站和区域代表站，采用实测泥沙资料，分析计算1956～1979年、1980～2000年、1956～2000年等三个年段的多年平均含沙量和输沙量，反映各河流泥沙的时间变化情况（四）河流泥沙•选择一些资料条件好、淤积严重的水库、湖泊和河段，进行泥沙淤、冲变化情况分析•选择中小集水面积的典型流域，分析水土保持、生态建设对河流含沙量和输沙量的影响（五）地表水资量水文站（实测）水文站（天然）还原一致性多年径流深等值线图出入境水量主要控制站月年径流量代表站天然径流月分配计算分区天然年径流流域三级区地级行政区参数特征值•地表水资源量是指河流、湖泊、冰川等地表水体可以更新的动态水量，用天然河川径流量表示•本次评价要求计算反映近期下垫面条件下的天然年径流系列，作为评价地表水资源量的基本依据（五）地表水资源量•单站径流资料统计分析是地表水资源评价的基础，应在以往工作的基础上将资料系列延长至2000年–资料质量好、观测条件长的水文站可作为选用站（五）地表水资源量–水文站实测径流已不能代表天然状况，需要将实测径流系列还原为天然径流系列–主要控制站应进行分月还原计算–其他选用站只进行年还原计算（五）地表水资源量–人类活动改变了流域下垫面条件，下垫面变化对产流的影响在还原计算中没有考虑。对选用站要进行年降水径流关系分析，检查1956～2000年天然年径流系列的一致性。若在同量级降水条件下1980年以后点据明显偏离于1980年以前点据，则表明下垫面变化对径流影响较大，应对1956～1979年天然年径流系列进行修正（五）地表水资源量400500600700800900100011000.30.40.50.60.70.80.91年径流修正系数β年降水量P(mm)（五）地表水资源量•绘制1956～2000年同步期多年平均年径流深等值线图–测站或区间径流深均值应点绘于集水面积内径流分布的重心处–年径流深均值等值线线距为：径流深＞2000mm者，线距1000mm；径流深800～2000mm者，线距200mm；径流深200～800mm者，线距100mm；径流深50～200mm者，线距50mm；径流深＜50mm者，线值分别为5、10、25mm（五）地表水资源量–以点据数值作为基本依据，结合自然地理情况勾绘等值线–先确定几条主线分布走向，然后勾绘其他线条–某些径流资料短缺或无资料的地区，可以根据已有研究成果，采用不同的方法估算径流深，大体确定等值线的分布和走向（五）地表水资源量–等值线图的合理性检查：等值线图上量算的水量与单站计算的水量相对误差不超过±5%，对于一张等值线图不应系统偏大或偏小降水量等值线图与径流深等值线图进行比较，两张图的主线走向应大体一致，高值区和低值区的位置应基本对应与以往绘制的多年平均径流深等值线图进行对照分析（五）地表水资源量•计算1956～2000年各计算分区的天然年径流系列–有水文站控制时，按面积比折算–没有水文站控制或控制面积很小时，利用水文模型或借用自然地理特征相似地区测站的降水径流关系，由降水系列推求径流系列–逐年绘制年径流深等值线图，从图上量算分区年径流系列（五）地表水资源量–地下水开采强度较大的北方平原区，可建立以地下水埋深为参数并考虑前期影响雨量的次降水径流关系，由各年次降雨量推求年径流系列。也可用“四水”转化模型计算产流系列–在南方水网区，可将下垫面划分为水面、水田、旱地（包括非耕地）、城镇建设等类型区，分时段用降水量减蒸发的方法估算产流量（五）地表水资源量•分别计算四个统计年段三级区和地级行政区的天然年径流量特征值•统计分析多年平均及四种典型年（P=20%、50%、75%、95%）的天然径流月分配，并统计汛期起止月份及汛期径流量（五）地表水资源量•分析计算出入国境、入海及出入省境水量–选取国界、省界附近及沿海的水文站，根据实测径流资料计算–根据测站的位置对多控区间或未控区间水量进行修正•分析各年代出入国境水量和入海水量的变化趋势（五）地表水资源数量实测径流的还原计算•目的–为了使水文站历年的径流量能基本上代表当年天然产流量，需要将测站以上受地表水开发利用活动影响而增减的水量进行还原计算实测径流的还原计算•还原项目–农业灌溉、工业和生活用水的耗损量（含蒸发消耗和入渗损失），跨流域引入、引出水量，河道分洪决口水量，水库蓄水变量等–将地表水、地下水分开统计，只需还原地表水利用的耗损量（山丘区开采地下水消耗量已计入地下水资源量中）实测径流的还原计算•计算方法W天然=W实测+W农灌+W工业+W城镇生活±W引水±W分洪±W库蓄实测径流的还原计算–农业灌溉耗损量是指农田、林果、草场引水灌溉过程中，因蒸发消耗和渗漏损失掉而不能回归到河流的水量。从概念上讲，农灌还原水量为渠首取水量与回归（入河）水量之差–工业用水和城镇生活用水的耗损量包括用户消耗水量和输排水损失量，为取水量与入河废污水量之差实测径流的还原计算–各项用水的耗损量只计测站断面以上自产径流利用部分，而不包括引入水量的耗损量–如果最近10年平均年用水耗损量小于同期平均实测年径流的5%，则不作该项水量的还原计算–跨流域引水量,引出水量全部作为正值还原，引入水量只将利用后的回归水量作为负值还原实测径流的还原计算–水库蒸发损失量属于产流下垫面条件变化对河川径流的影响，不必进行还原计算–水库渗漏量一般不大，只对个别渗漏量大的选用水库站进行还原计算–农村生活用水面广量小，一般可以不做还原计算天然年径流系列的一致性分析•目的–处理下垫面条件变化对径流的影响–检查还原计算成果的合理性–通过修正后得到具有一致性、能反映近期下垫面条件的天然年径流系列天然年径流系列的一致性分析•方法–在单站还原计算的基础上，点绘面平均年降水量与天然年径流深的相关图，如果80、90年代的点据明显偏离于50、60年代的点据，则说明下垫面条件变化对径流影响较大，需要对年径流系列进行修正–将45年系列划分为1956～1979年和1980～2000年两个年段，分别通过点群中心绘制其年降水径流关系曲线。两根曲线之间的横坐标距离即为年径流衰减值天然年径流系列的一致性分析天然年径流系列的一致性分析–选定一个年降水值，从图中两根曲线上可查出两个年径流深值（R1和R2），用下列公式计算年径流衰减率和修正系数：α=（R1–R2）/R1•100%β=R2/R1–绘制P～β关系曲线，作为修正1956～1979年天然年径流系列的依据天然年径流系列的一致性分析400500600700800900100011000.30.40.50.60.70.80.91年径流修正系数β年降水量P(mm)P(mm)40050060070080090010001100α(%)6548362717830β0.350.520.640.730.830.920.971.00天然年径流系列的一致性分析–根据需要修正年份的降水量，从P～β关系曲线上查得修正系数，乘以该年修正前的天然年径流量，即可求得修正后的天然年径流量R修正后=β