《水文学与水资源》.ppt

水文学与水资源水资源学概论11.1水资源学概论水资源学是对水资源进行评价、合理配置、综合开发与合理利用和保护，为社会和经济的可持续发展提供水的保证，处理好水资源和经济社会发展及环境、生态系统间关系，以及对水资源实行科学管理和保护经验的系统总结所形成的知识体系，是指导水资源业务的理论基础（陈家琦等，2002）。11.1.2水资源学的研究内容11.1.3水资源学的主要进展与展望⑵随着实验条件的改善和观测技术的发展，对水资源的形成、演化和运动的实验手段和观测水平得到极大的提高，促进了人们对水资源的认识和定量化研究水平的提高。
⑶现代数学理论、系统理论的发展为水资源学提供了量化研究和解决复杂的水资源系统问题的重要手段。
⑷随着现代计算机技术的发展，对复杂的数学模型可以求得数值解，对复杂的水资源系统可以寻找解决问题的途径和对策，可以多方案快速进行对比分析，可以建立复杂的定量化模型，可以实时进行分析、计算和实施水资源调度。
⑸以可持续发展为理论指导，促进现代水资源规划与管理的发展。随着经济社会发展，科学技术水平提高，水资源学正面临着一个前所未有的发展时期，这既是机遇又是挑战。对未来水资源学展望如下：11.2水文学与水资源学的联系11.2.2水资源学是水文学服务于人类社会的重要应用11.3水资源量可再生性量化研究11.3.1.1水资源量可再生性11.3.1.2水资源质可再生性11.3.1.3水资源量与质可再生性的关系水资源量可再生性和水资源质可再生性综合决定了水资源整体的可再生性。只有当水资源量和质的可再生能力都大时，水资源的可再生性才高。这是因为水资源内涵包含水量和水质两方面含义，水量的亏损和水质的污染都是对水资源的一种损耗。从以上的分析中可以看出，水资源可再生性研究离不开水循环过程分析。鉴于研究问题的复杂性，本节重点探讨水资源量可再生性的量化方法。11.3.2水资源量可再生性的量化方法单元水体水箱模型对于单元水体，第n时段水量平衡关系式如下：在单元水体水循环过程中，影响水资源量可再生能力的两个特征量需在此说明。②单元水体的最小蓄水量。为了维持河流生存（不断流）以及保证生态用水的最小河川径流量，或者为了维持必要的土壤含水量（如凋萎含水量），或者为了维持适宜的地下水位，或者为了维持水循环再生系统的完整性，单元水体必须要保持一个最小蓄水量。是维持单元水体水资源量可再生性最直观的阈值判据，其值要通过水文实验或水文模拟进行确定。（2）单元水体水资源量可再生性指数结合式（11.3.1），便可得到单元水体水资源量可再生性指数的动态变化方程。（3）关于水资源量可再生性指数的分析③当输入I持续小于输出Q时，单元水体处于水量消耗阶段，其水资源量可再生能力逐步减弱。由式（11.3.3）可知，此时，即单元水体水资源量可再生性指数也逐渐变小。
④一般情况下，输入I与输出Q具有波动性，即单元水体处于水量的消长更替之中。由式（11.3.3）可知，此时单元水体水资源量可再生性指数也呈现波动性。只有当时，单元水体的水循环才处于可再生状态，由式（11.3.2）和式（11.3.3）求得的才具有实际意义，且取值范围为[0，1]。11.3.2.2流域水资源量可再生性指数的计算11.3.3实例分析——以马连河流域为例11.3.3.2研究方法基于DEM的马连河流域三维图马连河流域SWAT模型结构图如果把子流域看作单元水体，在自然水循环状态下（即不考虑人类活动取用水的影响），马连河流域各单元的关系如下图所示。11.3.3.3计算输入数据11.3.3.4计算结果与分析马连河各子流域水资源量可再生性指数从表中可知，在1月～4月马连河流域水资源量可再生性指数呈现下降趋势，其值低于0.5，平均为0.3；在5月～8月，指数明显改善，平均值为0.7；9月～12月又呈下降趋势，平均值为0.5。这与流域水循环的枯、丰水期的变化一致。5月之前马连河流域基本上处于枯水期，水资源量的消耗量（输出量）大于输入量，水资源量可再生能力减弱；7、8月份雨水丰沛，流域蓄水量得到补充和恢复，水资源量可再生能力增强。9月以后降水减少，消耗大于输入，水资源量可再生能力再次减弱。在空间分布上，流域下游水资源量可再生能力要好于上游，比如上游子流域①的年均值为0.3，下游子流域⑦的年均值为0.7。理论分析表明，基于水循环过程和水量平衡关系，提出的单元水体水资源量可再生性指数能够表征水资源量可再生能力的大小，它的计算易于与分布式水文模型相结合，用于分析流域（或水体）水资源量可再生能力的时空分布。在水资源规划与管理中，只要确保指数的值介于0与1之间，便可避免河流断流或洪水泛滥的发生。指数为无量纲的量，能够用于不同地区的比较分析。11.4水资源承载能力量化研究水资源承载能力计算概念图（左其亭、陈曦，2003）11.4.2水资源承载能