第三章(1)地表水資源

1、第一節(jié) 基本資料的收集與審查資料收集 地表水資源指天然河川徑流，但由于人類活動(dòng)等影響，許多河流的天然徑流過(guò)程發(fā)生了很大變化，實(shí)測(cè)徑流量往往與天然狀態(tài)之間產(chǎn)生很大的差異。在地表水資源評(píng)價(jià)中，還必須收集各種人類活動(dòng)對(duì)河川徑流影響的資料。區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料：區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料：人口、耕地面積、作物組成、耕作制度、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、工農(nóng)業(yè)生活用水自然地理特征資料：自然地理特征資料：地形、地貌、地理位置、地質(zhì)、土壤、植被、氣候、土地利用情況、流域面積、形狀、水系、河流長(zhǎng)度水文氣象資料：水文氣象資料：水文站分布、水位、流量、水溫、冰情、洪、枯水調(diào)查資料水資源開(kāi)發(fā)利用資料：水資源開(kāi)發(fā)利用資料：引、提水工程、堤防、水土

2、保持工程、灌溉面積、灌溉定額、渠系有效利用系數(shù)、田間回歸系數(shù)等以往水文、水資源分析計(jì)算和研究成果：以往水文、水資源分析計(jì)算和研究成果：水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水資源綜合規(guī)劃、灌區(qū)規(guī)劃、城市供水規(guī)劃、水文手冊(cè)等第一節(jié) 基本資料的收集與審查徑流資料的審查（一）可靠性審查（一）可靠性審查 資料可靠性審查要從資料來(lái)源、測(cè)驗(yàn)方法、整編精度和水量平衡等方面進(jìn)行。重點(diǎn)可放在質(zhì)量較差的新中國(guó)成立前和“文革”期間資料。對(duì)測(cè)站控制條件、測(cè)驗(yàn)手段和人員變動(dòng)的年份也應(yīng)注意。 對(duì)于徑流資料的可靠性，可從上下游水量平衡、徑流模數(shù)、水位流量關(guān)系等方面分析檢查，對(duì)一些可疑的記錄進(jìn)行上下游水量平衡計(jì)算。第一節(jié) 基本資料的收集與審查（二

3、）資料一致性審查（二）資料一致性審查 徑流資料的一致性受氣候條件、下墊面和人類活動(dòng)三個(gè)方面的影響。判斷資料整體趨勢(shì)法：判斷資料整體趨勢(shì)法：Mann-Kendall非參數(shù)秩次相關(guān)檢驗(yàn)法、Spearman秩次相關(guān)檢驗(yàn)法、滑動(dòng)平均檢驗(yàn)法等判斷資料中跳躍成分法：判斷資料中跳躍成分法：累積曲線法、有序聚類分析法、重標(biāo)度極差分析法等第一節(jié) 基本資料的收集與審查累積曲線法累積曲線法 累積曲線法是水資源評(píng)價(jià)和水文分析中最常用，也是最簡(jiǎn)單的一種方法，在作雙累積曲線時(shí)，經(jīng)常采用累積降雨量與累積徑流深關(guān)系曲線。第一節(jié) 基本資料的收集與審查Mann-Kendall非參數(shù)秩次相關(guān)檢驗(yàn)法 對(duì)于徑流系列x1, x2, ,

4、xn(n為系列長(zhǎng)度)，所有對(duì)偶觀測(cè)值（xi, xj) (ji)中，xixj出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為Pi，順序 (i, j) 的子集是（i=1, j=2, 3, , n)、(i=2, j=3, 4, 5, , n)、(i=n-1, j=n), 則可構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量：第一節(jié) 基本資料的收集與審查var( )U統(tǒng)計(jì)量U稱為Kendall秩次相關(guān)系數(shù)，當(dāng)n增加時(shí)，U將很快收斂于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。給定顯著性水平，其雙尾檢驗(yàn)臨界值為U /2，當(dāng)|U| U /2，系列趨勢(shì)顯著，如U0，系列呈上升趨勢(shì)，如UU /2，且U f第三節(jié) 還原計(jì)算W滲漏滲漏水庫(kù)滲漏水量的估算一般采用經(jīng)驗(yàn)法第三節(jié) 還原計(jì)算W調(diào)蓄調(diào)蓄，如果流域內(nèi)有大型水庫(kù)，

5、以水庫(kù)蓄水變量為主，河槽等水體的蓄水變量略去不計(jì)。W引水引水，W分洪分洪，通常有實(shí)測(cè)資料，或經(jīng)調(diào)查后確定W水保水保，W其他其他，目前還處于研究階段，在實(shí)際的計(jì)算中可參考區(qū)域或相似區(qū)域的研究成果。（二）降水徑流模型法 該方法適用于難以進(jìn)行人類活動(dòng)措施調(diào)查，或調(diào)查資料不全的情況下直接推求天然徑流量。 用于還原的降水徑流模型：多元回歸分析法、產(chǎn)流模型法第三節(jié) 還原計(jì)算1、多元回歸分析法 應(yīng)用條件：流域內(nèi)人類活動(dòng)措施沒(méi)有詳細(xì)調(diào)查，或調(diào)查資料不很真實(shí)可靠。但人類活動(dòng)前有較多的降水、徑流觀測(cè)資料，可以滿足建立流域下墊面明顯改變前降雨徑流模型的需要。 R=a0+a1P+a2P上+a3T 式中，R 年徑流量

6、P 年降水量 P上上一年10 12月總降水量 T 年平均氣溫 a0 a3 待定系數(shù)第三節(jié) 還原計(jì)算待定系數(shù)的確定要注意其合理性，即一定要符合一般產(chǎn)流成因概念。 (A) R= -0.111+3.226P+0.3352P上+2.889T (B) R= 0.125+4.235P+0.3658P上-1.964T (C) R= 0.345-3.146P+0.5421P上-1.804T (D) R= -0.511+1.226P+0.261P上-1.131T第三節(jié) 還原計(jì)算2、產(chǎn)流模型法l當(dāng)徑流受人類活動(dòng)多種措施的影響，其影響量逐年發(fā)展變化較大，又不易調(diào)查清楚時(shí)，可按照流域的產(chǎn)流方式和影響產(chǎn)流的主要因素，初

7、步擬定一個(gè)產(chǎn)流模型。l從參數(shù)分析入手建立的產(chǎn)流模式，只需人類活動(dòng)前有少數(shù)幾年降雨徑流同步資料即可，這是該方法的優(yōu)點(diǎn)。l我國(guó)的新安江模型、美國(guó)的薩克拉門(mén)托模型、斯坦福模型等，都在實(shí)踐中應(yīng)用成功。第三節(jié) 還原計(jì)算新安江流域水系及站網(wǎng)分布圖第三節(jié) 還原計(jì)算新安江模型19731973年，河海大學(xué)趙人俊教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組在編制新年，河海大學(xué)趙人俊教授領(lǐng)導(dǎo)的科研組在編制新安江入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，匯集了當(dāng)時(shí)在產(chǎn)匯流理論安江入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)方案時(shí)，匯集了當(dāng)時(shí)在產(chǎn)匯流理論方面的研究成果，并結(jié)合大流域洪水預(yù)報(bào)的特點(diǎn)，設(shè)方面的研究成果，并結(jié)合大流域洪水預(yù)報(bào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)完整的流域水文模型計(jì)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)完整的流域

8、水文模型新安江流域水新安江流域水文模型（簡(jiǎn)稱新安江模型）。文模型（簡(jiǎn)稱新安江模型）。最初提出的是二水源新安江模型，最初提出的是二水源新安江模型，80 80 年代中期，借年代中期，借鑒山坡水文學(xué)概念和國(guó)內(nèi)外產(chǎn)匯流理論方面研究成果，鑒山坡水文學(xué)概念和國(guó)內(nèi)外產(chǎn)匯流理論方面研究成果，提出了三水源新安江模型提出了三水源新安江模型。第三節(jié) 還原計(jì)算新安江模型為了考慮降水和流域下墊面分布不均勻的影響，新安江模為了考慮降水和流域下墊面分布不均勻的影響，新安江模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為分散性的，分為：型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為分散性的，分為：蒸散發(fā)計(jì)算，產(chǎn)流計(jì)算，蒸散發(fā)計(jì)算，產(chǎn)流計(jì)算，分水源計(jì)算和匯流計(jì)算四個(gè)層次結(jié)構(gòu)。分水源計(jì)算和匯

9、流計(jì)算四個(gè)層次結(jié)構(gòu)。第三節(jié) 還原計(jì)算新安江模型（三）流域蒸發(fā)差值法l計(jì)算以年為時(shí)段，流域水量平衡方程中流域蓄水變量占的比重相對(duì)較?。?P=E+Rl一旦流域的下墊面有了較大的改變，引起蒸發(fā)量E變化了E，徑流量相應(yīng)改變了R，那么： P=(E E )+(R R)l比較以上兩式，得到： R= E=E后-E前=(P后-R后)-E前l(fā)式中，E后，E前流域受人類活動(dòng)影響以后和影響以前的流域總蒸發(fā)量。第三節(jié) 還原計(jì)算E前的估算l用待還原的各年的氣候條件求出田地、山林和荒地等的蒸散發(fā)量，與人類活動(dòng)影響之前的各部分面積f1，f2，fn等一起代入上式，即為E前。l蒸發(fā)差值法的概念是清楚的，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)有較大的困難。第三節(jié) 還原計(jì)