《中国资源科学百科全书·水资源学》(全文)
ljty_2006
ljty_2006 Lv.8
2008年07月14日 21:08:17
只看楼主

虽说比较基础,还是发来给大家共享.....·水资源学(science of water resources)研究地球水资源的形成、分布、运动和演变规律,及应用这些规律解决人类对水的需求和由此引起的环境问题的科学。水资源学具有自然科学和技术科学的属性,并涉及社会科学领域中的一些问题。研究对象 主要有:①地球本身的水资源。包括在大气层、地球表面及表层中一切形态的水,总量约13.86亿立方千米,其中淡水约占2.53%,与人类的生存和发展关系最密切。每年通过全球水文循环不断更新补充的地表水(主要是河川径流)和地下淡水资源直接关系全球生态系统和人类社会的持续发展,其中全球年径流量多年平均约为4.7万立方千米,是水资源学的主要研究对象。②人类社会在发展中对水不断增长的需求及合理解决水的供需问题。③因水资源开发利用引起的环境质量和生态平衡问题。

虽说比较基础,还是发来给大家共享.....


· 水资源学(science of water resources)研究地球水资源的形成、分布、运动和演变规律,及应用这些规律解决人类对水的需求和由此引起的环境问题的科学。水资源学具有自然科学和技术科学的属性,并涉及社会科学领域中的一些问题。

研究对象 主要有:①地球本身的水资源。包括在大气层、地球表面及表层中一切形态的水,总量约13.86亿立方千米,其中淡水约占2.53%,与人类的生存和发展关系最密切。每年通过全球水文循环不断更新补充的地表水(主要是河川径流)和地下淡水资源直接关系全球生态系统和人类社会的持续发展,其中全球年径流量多年平均约为4.7万立方千米,是水资源学的主要研究对象。②人类社会在发展中对水不断增长的需求及合理解决水的供需问题。③因水资源开发利用引起的环境质量和生态平衡问题。

研究内容主要有:①基础研究。包括天然地表水和地下水的水资源数量、质量的分布及其时空变化,大气水、地表水、地下水和土壤水的相互转化、运动和演变规律等。②应用研究。包括不断改进开发利用水资源的科学技术,合理体现水资源多种功能的效用,优化水资源在不同地区和用水户间的配置和调度,使其发挥最大的经济、社会和环境效益。③综合研究。水资源开发的根本目的在于改善人类生存环境,但有时也会带来对环境和生态系统不利的副作用。寻求在开发利用水资源同时,使副作用减到最小,或采取相应补救措施。

研究特点 由于水资源的形成与水文、气象和地质因素有关,而水文和气象因素的随机性要求对此进行较长期连续观测以加深认识,水资源研究也要求在不断加深认识中逐步深入掌握其变化规律。同时,水资源的开发利用程度又与社会和经济的发展以及科学技术水平有关。水资源学的发展动力是社会的需要,是人类为不断改进生存和发展环境与条件的需要。因此,水资源学的发展要与社会、经济和政治的发展密切联系,相互配合,循序渐进。

学科体系 水资源学是自然资源科学的一个分支,其开发利用和保护又是技术科学领域中的问题,而其服务于社会和经济发展的目的又涉及社会科学中一些领域。其基础学科包括数学、物理学、化学、生物学和地学;而气象学、水文学和水文地质学则是其专业基础学科。对水资源本身的认识涉及资源科学和自然地理,而其开发利用和保护涉及工程学、经济学、环境学、生态学和管理学。在水资源开发利用和保护过程中逐渐形成一些比较独立的工作领域或内容,如水资源评价、水资源开发利用规划、水资源保护、水资源行政管理和技术管理、水资源法学以及各个阶段和全过程的决策理论和方法等,有些已经形成为独立的分支学科,有些还在不断充实和完善。

发展趋势 人类对水资源的开发利用及观察研究,几乎与人类文明史同时产生,并随人类社会的进步而不断深入。随着水资源供需形势的日益突出而对水资源不断提出新的问题与要求,水资源科学也不断获得进展。其研究发展趋势是:①通过与水文科学和大气科学的协作,进一步掌握可用水资源的形成、运动、转化和演变规律,提出不同地区水资源开发的宏观控制目标。为了较准确地掌握全球以至不同地区水资源数量和质量,必须不断改进水文和气象观测体系,建立以新技术为主体的全球水文和气象观测系统,以取得更加充实、完善的水文和气象资料,不断提高对水资源未来状况进行预估的能力,作为进一步研究全球和区域水资源问题的基础。②水资源学研究的核心是合理解决不同地区、不同部门间水资源配置问题。为此,对需水、用水、供水的调查和前景预测、节水技术、水资源的合理配置、优化调度、来水预测、洪涝的防治及其转化利用、污水处理回用等,都要随科学技术的进步不断改进和深入。对于有些地区水资源供需形势已经紧张,但各类用水量仍继续增长,天然供水水源又不能进一步扩大,要及时研究,采取有效措施,提出解决矛盾的办法。③水资源学必须开拓将自然科学、技术科学和社会科学相互联系,并作为整体目标开发的研究领域。水资源的开发利用应和保护环境及生态系统相一致,开发的规模要与社会和经济的发展水平相适应,研究本国本地区的水资源问题要尽量配合由各国协作的全球水资源研究计划。从20世纪后半期开始,并在21世纪中都要进行的全球变化研究,如世界气候研究计划、国际地圈生物圈计划等,都是要求各国共同参加协作的跨世纪长期科学计划,其中都涉及水资源问题,对水资源科学的发展有较大的促进作用。④水资源可持续利用的原则。为解决发展与环境问题提供了可行的思路,但在实践中要全面贯彻执行这一原则,要进行许多科学的、技术的社会的、意识形态的和法学的研究,这也是水资源学在前进中应把握的重要方向。(陈家琦 许新宜)
ljty_2006
2008年07月14日 21:09:36
2楼
·水(water) 两个氢原子和一个氧原子构成的氢氧化合物(H2O),是一种无色、无臭、无味的透明液体。纯水在自然界是少见的,它常溶有其他物质。

水常以液态(水)、固态(冰)和气态(水蒸气)3种物理状态存在于自然界。水的液态、固态和气态之间的转化,取决于温度和压力。在一个标准大气压时,水的冰点为0℃,沸点为100℃;当水蒸气温度高于374.2℃时,称水的临界温度,不论压力多大,都不能使气态转化为液态水。当水温达到4℃时,水的密度最大(1000千克/立方米);结冰时,密度变小,体积增大。水的比热容较其他物质为大,液态水的比热容为1卡/克℃。冰的比热容为0.5卡/克℃。在100℃和一个标准大气压的情况下,水的汽化热为539卡/克,在常温常压下,为584卡/克。在0℃和一个标准大气压的情况下,冰的融解热为79.7卡/克。水从固态直接转化为气态时,所吸收的热量称升华热,等于汽化热和融解热之和。不受震荡的静态水,在冷却至0℃以下亦不结冻,这种现象称水的过冷现象。若将水体中的气体完全排尽并避免震荡,均匀加热,则水可在100℃以上不沸腾,这种现象称水的过热现象。

水的附着力较大,能润湿各种固体。在附着力与表面张力共同作用下,水能沿毛细管上升,称为毛细管现象。水的压缩系数极小。纯水几乎是不导电的,自然水则有微弱的导电性。水是一种很好的溶剂,不但能溶解离子化合物,而且能溶解某些单质和某些分子化合物。自然界的水常溶有氧、二氧化碳等气体和钾、钠、钙、镁等金属离子,以及生物原生质中的氮、磷、硅、铁等。

具有凝结核的水蒸气冷却时,便凝结成水滴(或水晶)降落到地面;一部分渗入土壤和岩层,或被地球表面的植物截留,另一部分形成地表径流流入河流、湖泊,或增加地表的积雪和冰川储量,最后汇集到海洋。海洋(湖泊)、陆地和植物表面的水量受到太阳能的作用又汽化上升变成水蒸气,并随大气环流运动又降落地面的现象,称为水文循环。这种现象使淡水在陆面上成为可再生资源。参与水文循环的水,只占地球总水量的0.04%,平均每年约57.7万立方千米。

地球表面面积的74%,被液态和固态水所覆盖。全球的总水量约为13.86亿立方千米。其中淡水(含盐量小于0.1%)有0.35亿立方千米,占全球总水量的2.5%;咸水(含盐量超过0.1%)有13.51亿立方千米,占全球总水量的97.5%。(王守鹤)

shuiti

·水体(water bodies) 地球表层巨大水量集中聚积所形成的物体。按其所处位置及形态,可分为海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川(参见彩图插页第31页)、冻土、永久积雪、极地冰盖和地下含水层等天然水体。海洋的面积占地球表面积的71%,是地球上最大的水体,总体积13.38亿立方千米,占全球总水量的96.5%。冰盖、冰川和永久积雪是陆地上的最大水体,总水量0.24亿立方千米。人工筑成的水体,体积大的有水库(又分为山谷水库、平原水库和地下水库,其体积在1万立方米至几百亿立方米)和塘堰(又称山塘、塘坝,体积为几百至几千立方米);体积小的有池塘、水窖(在干旱地区挖在地下用以存蓄雨水径流,用于人畜用水及抗旱点种的设施)和涝池(在水土流失地区建于道路下段外侧用于拦截道路雨水径流,以防止强烈土壤冲刷的一种设施)等,其体积只有几十至几千立方米。在大气、土壤、岩石和动植物体中的水分,虽然其总量很大,但是由于其单位体积中的含水量一般很小,并且其分布又是极其分散的,因此不作为水体看待。

对于各种水体,要调查测量其形体特征(包括所在地理位置、面积、体积、断面、水深、坡度等),调查观测其水量、水质及水温特征(包括这些特征在水体内部不同位置的分布及其年内、年际变化等),并且分析研究其水流的运动规律和机理(包括蒸发、蒸腾、毛细管水、重力水的运动等)。研究这些水体的科学,可分别称为海洋学、河流学、湖泊学、冰川学、沼泽学等。研究海洋以外陆地上各种水体特征及其水量、水流运动规律的科学,总称为陆地水文学。对人类生产和生活有密切和普遍关系的水体,有河流、湖泊、水库、地下含水层等。其他水体只在某些局部地区与人类有密切的关系。(叶永毅)

shuixi

·水系(drainage network) 具有同一归宿的水体所构成的水网系统。组成水系的主体是河流,此外还有湖泊、水库、沼泽等。由单一河流所组成的网络系统称河系。

以海洋为归宿的水系称外流水系;没有出海口的地表水体流入到内陆湖泊、沼泽或消失于沙漠中的水系称内陆水系。外流水系一般以所注入海洋的名称来命名,如太平洋水系、大西洋水系、印度洋水系等。次一级水系,即河系,则多以河流的干流名称来命名,如尼罗河水系、亚马孙河水系、长江水系等。内陆水系则多以地域、地区的名称来命名,如撒哈拉内陆河水系、塔里木内陆河水系等。

水系特征有水系形状、河网密度、河系级数、河系发育系数、河系不均匀系数、湖泊率、沼泽率等。

中国水系可分为太平洋水系、印度洋水系、北冰洋水系和内陆水系。太平洋水系可细分为黑龙江水系、辽河水系、海河水系、黄河水系、淮河水系、长江水系、珠江水系、沿海诸河水系等。印度洋水系可细分为怒江水系、澜沧江水系、雅鲁藏布江及藏南诸河水系、森格藏布水系等。北冰洋水系,即额尔齐斯河水系。内陆水系又可分为塔里木内陆河水系、羌塘内陆河水系、河西内陆河水系等(见下页图)。(关志华)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:12:16
3楼
liuyu

·流域(basin) 河口以上汇集地表和地下水流的区域。流域地表的周界称为分水线,它在河口处自行闭合。

在山区,分水线是流域周围山脉的脊线;在平原,分水线是两个流域间的共同高地。降落在分水线两侧的雨水,各自沿地面坡度流向相邻的河流。流域分水线包围的面积称为流域面积。受岩性和地质构造的影响,地面分水线和地下分水线可能不完全一致,这样的流域称为非闭合流域,多在喀斯特地区出现,反之称为闭合流域。流域内的水流,最终注入海洋的称外流流域,不直接与海洋沟通的称内流流域;全球外流流域面积占80%,内流流域面积占20%。中国是内外流域兼有的国家(参见彩图插页第33页),其中外流流域面积612万平方千米,占全国陆地面积的63.76%;内流流域面积348万平方千米,占全国陆地面积的36.24%。

河流的流域是河川径流的补给源地并和输水路径的分布和走向有关。因此,水流的态势与流域的几何特征和自然地理特征有非常密切的关系。流域几何特征包括流域面积、流域形状和流域内的地形;流域自然地理特征包括流域的地理位置、流域内的地质与土壤、植被和水系状况等等。无论是前者还是后者,都不同程度地影响流域内的水流特性。(陈传友)

heliu

·河流(river) 陆地表面宣泻径流、泥沙、盐类和化学元素等物质进入湖泊、海洋的通道,是溪、川、江、河的总称。中国和世界主要河流见下表。



注:①长江(参见彩图插页第31页)

②密西西比河(参见彩图插页第31页)

河流由干流和一系列支流组成。通常把流入干流的支流叫一级支流,流入一级支流的叫二级支流,依此类推。由干流、支流和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河彼此连接组成的大系统称水系。水系汇集全流域的地表水和地下水,最终注入湖泊、海洋或消失于荒原。在平面上,水系的结构形式较多,主要有羽状形、扇形、树枝形、辐射形等。结构不同的水系,可以产生完全不同的水情。

大气降水为河流提供了水量,而由地壳运动造成的条状槽形凹地则是河流行水通道的床地。当降水降落到地面后,从高处往低处流动,由坡地汇集到河床。河流是在河床与水流相互作用下,经过冲刷、侵蚀、搬运等过程形成的。水流产生的能量消耗于对河床的侵蚀,侵蚀产生的物质(含流域坡面上侵蚀的物质)被水流沿河搬运,在中、下游堆积;当侵蚀与搬运达到平衡状态时,河床出现一条平衡的纵剖面。一旦这种平衡条件受到破坏,河流又向新的平衡剖面发展。

河流形态一般包括地貌特征和几何特征两个方面。大河流的上、中游一般具有山区河流的地貌特征,即河谷狭窄,横断面呈V字形或U字形,两岸山嘴突出,岸线犬牙交错,很不规则;河道纵向坡度大,水流急;河岸两侧具有数级阶地。河流的下游,一般横断面宽阔呈复式断面状,纵向坡度小,河床上浅滩、深槽交替,河道蜿蜒曲折,多曲流和汊河。河流的几何特征一般用河长、长宽比、落差、比降与弯曲系数等表示。河长一般可以反映河流集水面积的大小,落差大表明河流的水能资源丰富,比降大则河流的汇流速度快,弯曲系数大表示河道行水不畅,对宣泻洪水不利。

河流与人类文化和社会发展有着密切的关系。黄河、尼罗河、幼发拉底河和恒河都是人类古代文化的发源地。古今世界上一些经济、文化发达的城镇都近靠河流。河流在灌溉、发电、航运、水产养殖和旅游等国民经济的发展方面,对人类有着极为重要的意义。但是,河流的洪水泛滥、泥沙淤积、冰凌灾害和水体污染亦给人类带来了危害。因此,人类必须通过对河流的开发与管理,如修建防洪、发电、灌溉、调水等工程措施和加强水旱灾情的预报及需用水的综合管理,防止和减少河水污染,为人类创造良好的生存条件和社会发展的可靠环境而不断努力。(王守鹤)

hupo

·湖泊(lake) 陆地上相对封闭的洼地中汇积的水体。这种相对封闭的洼地称为湖盆。湖泊是湖盆与运动的水体相互作用的综合体。由于湖中物质和能量的交换,产生一系列物理、化学和生物过程,从而构成独特的湖泊生态系统。

地球上湖泊的总面积约205.87万平方千米,占全部大陆面积的1.5%。湖泊总水量约17.64万立方千米,其中淡水贮量占52%左右。根据水质划分,湖泊可以分为淡水湖和咸水湖两大类。根据形成划分,湖泊大致可分为①构造湖。直接由地壳构造运动(断裂、褶皱、地堑等)使地面凹陷积水而成的湖泊。这类湖泊岸壁陡峭,深度较大。②冰川湖。由冰川侵蚀和沉积作用形成的湖泊。冰川磨蚀地表形成冰蚀洼地后积水而成的湖泊,称冰蚀湖;冰川后退时,挟带的砾石在地面堆积成四周高中间低的洼地,或堵塞部分河床后形成的湖泊,称冰碛湖。③火山口湖。火山喷出的熔岩和碎屑物堆积在火山口周围,使火山口形成洼地聚水形成的湖泊。其外形近似圆形或马蹄形,表面积和集水面积均不大,湖水较深。一般分布于古代和近代火山活动地区。④堰塞湖。因地震、山崩、滑坡、泥石流、冰碛或火山喷发的熔岩和碎屑物堵塞河流而形成的湖泊。⑤风成湖。因长期风力作用使地面形成风蚀洼地而积水形成的湖泊。⑥水力冲积湖。由于水流的冲刷和泥沙淤积所形成的湖泊。另外还有溶解湖、有机湖和人工湖。



(周长进)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:13:04
4楼
dixia hanshui ceng

·地下含水层(ground aquifer) 埋藏于地表以下贮水性能较强的岩土层。简称含水层。一般介于两个贮水性能相对较弱的隔水层之间。含水层与其上部隔水层的交界面称为该含水层的顶板,含水层与其下部隔水层的交界面称为该含水层的底板,顶板与底板间的距离称为该含水层的厚度。含水层的空间形态为不规则片状或条带几何体。含水层的三维延伸距离,小的只有几十厘米,大的可达几十千米。

按含水层的岩性组成,可划分为基岩破碎带或风化带含水层、碳酸岩岩溶含水层和第四系松散岩系孔隙含水层3种;按含水层中地下水水力特征,可分为潜水含水层(地下水位低于含水层顶板)和承压含水层(地下水位高于含水层顶板)。中国各种含水层发育齐全。地表以下隔水层与含水层的相间分布,构成了地下空间上的含水层的多层展布。其中,接近地表的含水层称为第一含水层,往下依次为第二、第三………含水层。

含水层贮水量大小主要取决于含水层的厚度和岩性组成。含水层的厚度愈大,组成的岩土颗粒愈粗大,其贮水量也就愈大。在中国,山前倾斜平原的含水层厚度达20~50米,由粗砂或卵砾石组成,故贮水量大,单井出水量一般在60~100立方米/小时;滨海平原的含水层厚度只有5~10米,由中砂或粉细砂组成,故贮水量小,单井出水量一般只有20~40立方米/小时。(杨景斌)

zhaoze

·沼泽(mire) 土壤常为水所饱和,其表层生长着沼生和湿生植物,下层有潜育层或存在着泥炭化和腐殖化过程的地段。由于沼泽的成因和类型随自然条件不同而有很大差异,不同的学者从各学科角度出发,赋予沼泽的定义不尽相同。有的认为,沼泽是地表经常过湿的地段,沼泽中可能有泥炭,也可能无泥炭。有的认为,沼泽中必须有泥炭的积累。有的认为,沼泽必须有一定厚度的泥炭层。

沼泽(特别是泥炭沼泽)具有明显的生态特征,一般有以下几种表现:泥炭沼泽是巨大的生物蓄水库;沼泽水具有过渡水体的特点;沼泽土壤中有机质大量聚积;沼生植物丛生,具有特殊的生态特点;沼泽表面具有多种微地貌形态。最常见的是团块状草丘(塔头)、垅块或城网状草丘等。

沼泽的分布受地域分异规律制约,主要分布在北半球,尤其是气候冷湿和有冻土层存在的欧亚、北美大陆的寒带和温带地区。(周长进)

bingchuan

·冰川(glacier) 在寒冷气候条件下由固态大气降水的多年积累,经过密实和变质作用形成能自身运动并长期存在的天然冰体。它是地球上水文循环的一个特殊阶段的特殊形式。

冰川以物质零平衡线为界,可划分为上部的积累区(又称粒雪区)和下部的消融区(又称冰舌区)。积累区的积雪变质成冰,尔后通过冰川运动输送到下游的消融区,逐渐融化,形成冰雪水融径流补给河流、湖泊和海洋,少量蒸发直接返回大气。从接受大气固态降水、冰体储存到融化、蒸发,构成了冰川系统的水循环过程。

分类 冰川按照形态和规模可分为大陆冰盖和山地冰川两大类。地球上现代有两大冰盖,即南极冰盖和格陵兰冰盖,它们占世界冰川总面积的97%、总体积的99%。山地冰川根据形态又可划分为:悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川、平顶冰川或冰帽、再生冰川和山麓冰川等。按照其物理性质分类有:极地冰川、亚极地冰川和温冰川3大类。凡整个冰层全年温度均低于熔点的称为极地冰川;表层在夏季融化,而冰层大部分温度低于熔点的称亚极地冰川;表层冰温冬季低于熔点而整个冰层温度接近熔点的称为温冰川。温冰川主要分布在降水丰富的海洋性气候区,故又称为海洋性冰川。中国山地冰川根据其发育的水热条件和冰种物理特征,划分为大陆型冰川、海洋型冰川和复合型冰川3大类。

成冰作用 冰川从其源头到末端可跨越数千米的高度,水热条件存在相当大的差异,其成冰作用具有高度带特征。典型的大陆型冰川自下而上可划分出消融带、附加冰带、渗浸带、冷渗浸带和干雪带,是以渗浸-冻结为特征的成冰作用;典型海洋型冰川自下而上划分出消融带、暖渗浸带、冷渗浸带和干雪带,是以暖渗浸为特征的成冰作用。冰川的成冰作用与运动速度决定冰川物质循环过程的快慢。大陆冰盖这一循环过程所需时间以万年计;中、低纬山地冰川的水循环比冰盖要快得多,通常以数十年至千年计(参见彩图插页策31页)。

冰川运动是在重力作用下的移动,包括塑性变形和底部滑动两种过程。在纵向上,零平衡线附近流速最大,向源头和末端减小;横向上,冰川中心线上流速最大,向两侧逐渐减小;垂向上冰面流速大于冰内和冰下。冰川运动速度随其性质和时间差异而变化,一般年流速在数米至数百米不等。由于冰川的运动特征,对地表具有侵蚀和堆积作用,成为塑造地表形态的重要外营力之一。冰川可作为气候变化的指示器,其末端进退、厚度增减、面积扩缩可反映气候变化状况;又可对气候产生反馈作用,成为气候形成的重要因子。如大陆冰盖对全球大气环流和气候有重大影响,而山地冰川对大范围气候影响较小,但对局部气候的影响不可忽视。

分布 冰川在两极和两极至赤道带的高山均有分布,世界上冰川总面积达1622.75万平方千米(表1),占世界陆地面积的11%,储水量估算为2406万立方千米,占世界淡水总量的68.7%。如果全球冰川全部融化,世界洋面将升高70米左右。



中国现代冰川主要分布在西部的高山和高原地区,冰川总面积为58651.08平方千米,冰储量为5132.22立方千米(表2),折合储水量约为4710立方千米,冰川年融水量为564亿立方米、成为“天然的固体水库”,对河川径流起着重要的多年调节作用,尤其是在西北干旱区,成为社会、经济发展和工农业生产的重要水资源(参见彩图插页第31页)



(李世杰)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:14:10
5楼
yongjiu jixue

·永久积雪(pormanent snow-cover)由大气固态降水形成的覆盖在地球表面常年不化的雪层。是寒冷地区一种特殊的自然景观。

永久积雪在形成过程中经历了一定的密实化过程或变质作用,在雪层剖面上出现粒状雪、透镜状薄冰夹层或深霜等现象。当风力作用强大时,永久积雪表层还可出现一层薄冰壳。永久积雪的密度变化幅度很大,从0.05克/立方厘米(新雪)到0.8克/立方厘米(粒雪)以上。中国西部高山区永久积雪的密度,西南海洋性气候区明显高于西北大陆性气候区。南极冰盖表层的永久积雪的密度随深度增加而增大,直到变成冰川冰。温度对密实化过程影响明显,按照地理地带性规律,其密实化过程可分为暖型、冷型和交替型。暖型的永久积雪厚度一般在20~40米,冷型的永久积雪厚度可达60~100米,交替型在30~60米之间。

永久积雪的强度随着密度增加而不断增大。当密度在0.123克/立方厘米时,抗断强度在294帕左右,当密度增加到0.3克/立方厘米时,抗断强度可达11000~12000帕。永久积雪时光的反射能力很强,新鲜干洁的积雪几乎可全部反射入射的可见光部分,随着雪的粒雪化,可见光反射下降到0.6以下。

地球上永久积雪的分布区约为1700万平方千米,其中南半球约1290万平方千米,北半球约410万平方千米,主要分布在南极大陆、格陵兰、北冰洋西部一些岛屿和中低纬高山地区,如喜马拉雅山、喀喇昆仑山、昆仑山、阿尔卑斯山等。中国永久积雪区约5.65万平方千米,呈散点状分布于西部高山现代冰川作用区。永久积雪的存在大大增加区域地表反照率,对全球大气和海洋动力热力过程产生很深刻的影响,对区域气候以至全球气候影响也很显著。永久积雪是重要的淡水资源,也是现代冰川赖以生存发育的物质补给源泉。然而山地永久积雪常发生雪崩、风吹雪等灾害,威胁人类生命财产安全和阻碍或中断交通。(李世杰)

shui ziyuan

·水资源(water resources) 可供人类直接利用,能不断更新的天然淡水。主要指陆地上的地表水和地下水。通常以淡水体的年补给量作为水资源的定量指标,如用河川年径流量表示地表水资源量,用含水层补给量表示地下水资源量。也有将水资源定义为自然界任何形态的水,包括气态水、液态水和固态水。地球上水的总储量很大,为13.86亿立方千米,其中淡水储量只占2.5%;但陆地上通过全球水文循环的多年平均年径流量有4.7万立方千米,其中有40%分布于适合人类生存的地区。

陆地上各种水体都处于全球水循环过程中,不断得到大气降水的补给,通过径流、蒸发而排泻,并在长时期内保持水量的收支平衡。在多年均衡状态下,水体的贮存量称为静态水量,水体的补给量称为动态水量,前者与后者的比值即为更替周期。更替周期长的水体,如湖泊为17年,深层地下水为1400年,取用后难以恢复,一般不宜作为长期稳定的供水水源;更替周期短的水体,如河水为16天,浅层地下水约为一年,取用后容易恢复,是人类开发利用的主要对象。

水作为自然环境的组成要素,既是一切生物赖以生存的基本条件,人类从事生产活动的重要资源,又是自然环境的重要要素,即水的生态功能、资源功能和环境功能。为了防止因水资源过量利用而造成地表、地下水体枯竭,给自然环境和生态平衡带来严重的不良后果,水资源开发利用应以参与水循环的动态水量为上限,一般不宜动用静态水量。水资源不同于土地资源和矿产资源,有其独特的性质,只有充分认识它的特性,才能合理、有效地利用。

循环性和有限性 地表水和地下水不断得到大气降水的补给,开发利用后可以恢复和更新。但各种水体的补给量是不同的和有限的,为了可持续供水,多年平均的利用量不应超过补给量。循环过程的无限性和补给量的有限性,决定了水资源在一定数量限度内才是取之不尽、用之不竭的。

时空分布不均匀性 水资源在地区分布上很不均匀,年际年内变化大,给开发利用带来许多困难。为了满足各地区各部门的用水要求,必须修建蓄水、引水、提水、水井和跨流域调水工程,对天然水资源进行时空再分配。因兴修各种水利工程要受自然、技术、经济、社会条件的限制,只能控制利用水资源的一部分或大部分。由于排盐、排沙和生态环境的需要,河流应保持一定的入海水量,对地下水要适度开采。

用途广泛性 在国计民生中,水资源的用途十分广泛,各行各业都离不开水,不仅用于农业灌溉、工业生产和城乡生活,而且还用于水力发电(参见彩图插页第32页)、航运、水产养殖、旅游娱乐等。这些用途又具有较强的竞争性。随着国民经济和社会发展,用水量不断增加是必然趋势,不少地区出现了水源不足的紧张局面,水资源短缺问题已成为当今世界面临的重大难题之一。

经济上的两重性 由于降水和经流时空分布不均,形成因水过多或过少而引起洪、涝、旱、碱等自然灾害;由于水资源开发利用不当,也会造成人为灾害,如垮坝事故、土壤次生盐渍化、水体污染、海水入侵和地面沉降等。水的可供利用及可能引起灾害,决定了水资源在经济上的两重性,既有正效益也有负效益。水资源的综合开发和合理利用,应达到兴利、除害的双重目的。(贺伟程)

dibiao shui

·地表水(surface water) 陆地表面上各种液态、固态水体的总称。包括静态水和动态水,主要有河流、湖泊(水库)、沼泽、冰川、永久积雪等。地表水的动态水指河川径流量和冰川径流量,静态水则用各种水体的储水量表示。全球陆地上地表水储量为2430万立方千米,只占全球总储水量的1.75%,且分布极不均匀。被冰川和冰盖所覆盖的面积只占陆地面积的12%,其储水量却为2406万立方千米,占地表水储量的99.2%;河流、湖泊、沼泽分布的面积占陆地面积的62%,其储水量只占地表水储量的0.8%;其余26%的陆地面积为沙漠和半沙漠,基本上没有地表水体。地表水体不断得到大气降水的补给,经过产流与汇流,平均每年有4.35万立方千米河川径流和0.25万立方千米冰川径流汇入海洋,在全球水循环中起相当重要的作用。另外,内流区河流平均每年产生径流量0.1万立方千米,汇入内陆湖泊而消耗于蒸发。

河流是最活跃的地表水体。它水量更替快,水质良好,便于取用,历来就是人类开发利用的主要对象,在农业灌溉、城镇供水、水力发电和航运等方面为促进社会经济发展起到了巨大的作用。但由于河川径流的年际年内变化大,多水季节容易发生洪涝灾害,所以在开发利用河水时要注意兴利与除害并重。淡水湖和水库具有存储、调节径流的作用,能缓解来水与用水的矛盾,提高河川径流的利用程度。咸水湖供水意义不大,但蕴藏丰富的矿物资源。极地冰川和冰盖目前尚难以开发利用,但中低纬度的高山冰川则是巨大的“固体水库”,贮存固态降水,泻放冰雪融水,对河流有补给调节作用(参见彩图插页第31页)。沼泽是生长喜湿植物的过湿地,疏干后可垦为农田、林地和牧场,但应注意保护生物多样性。(贺伟程)

dixiashui

·地下水(grormdwater) 贮存于地表以下岩土层中水的总称。广义地下水包括土壤、隔水层和含水层中的重力水和非重力水。狭义地下水指土壤、隔水层和含水层中的重力水。地下水具有地域分布广、随时接受降水和地表水体补给、便于开采、水质良好、径流缓慢等特点。因此,具有重要的供水价值。

按埋藏条件,可分为浅层地下水和深层地下水两种。各地划分浅层地下水和深层地下水的标准不尽相同,含水层底板埋深小于50米的地下水为浅层地下水,含水层底板埋深大于150米的地下水为深层地下水。按地下水的水力特征,可分为潜水和承压水两种。有自由水面、直接接受当地降水和地表水体垂向渗透补给的地下水为潜水,地表以下第一含水层一般为潜水,承压水的水头高于含水层的顶板,不能直接接受当地降水和地表水体的垂向渗透补给,其主要补给源为侧向地下径流补给。按地下水的矿化度大小,可分为淡水、微咸水、咸水和卤水4种。矿化度小于2克/升的地下水为淡水,矿化度2~3克/升的地下水为微咸水,矿化度3~50克/升的地下水为咸水,矿化度大于50克/升的地下水为卤水。按地下水的贮存条件,可分为基岩裂隙水、岩溶水和松散岩系孔隙水3种。贮存于基岩裂隙或构造破碎带中的地下水为基岩裂隙水,贮存于碳酸盐岩喀斯特岩溶中的地下水为岩溶水(又称喀斯特水),贮存于松散岩系孔隙中的地下水为松散岩系孔隙水。此外,从孔隙或构造裂隙自然流出地表的地下水称为泉水。地下水中含有超量的特殊矿物成分或化学成分(如锶、硫、二氧化碳等)者称为矿泉水。地下水的天然温度超常高或超常低者,分别称为温泉或冷泉水。(杨景斌)

turang shui

·土壤水(soil water) 存在于土壤空隙或吸附在土壤颗粒上的水。主要为液态水,寒冷季节可冻结为固态水,亦有以水汽形式存在于土壤空隙间的气态水。

土壤水主要来源于降水和人工灌溉,或由毛细管力吸引上升的地下水。土壤水有4种类型:①吸湿水。又称吸着水,由土粒的吸附力把空气中的水汽吸附在土粒表面。②薄膜水。又称膜状水,当土壤水分达到最高吸湿水时,分子引力已不能再从空气中吸附水分;但在土粒表面仍有剩余的分子引力,一旦这种土壤与液态接触,分子引力就会继续把液态水吸附到土粒的周围,增加土粒周围的水膜厚度,并在吸湿水外层形成水膜,即为薄膜水。③毛细管水。土壤中借毛细管力而保持在土壤空隙间的水。毛细管水又可分毛细管上升水和毛细管悬着水两种:土壤下层的地下水在毛细管力的作用下,沿着土壤孔隙上升的水分,就是毛细管上升水;当地下水较深时,毛细管力已不能吸引地下水达到土壤上层,但在降水、融雪或灌溉后,很多水分渗入土中,被毛细管保持下来,即毛细管悬着水。④重力水。当土壤水的含量超过土粒的分子引力和毛细管力的作用范围时,就不能被土壤所保持,而在重力作用下,垂直向下运移,这部分水称重力水。(王守鹤)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:16:03
6楼
·水文循环(hydrological cycle) 地球上的水在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水、径流等形式往返于大气、陆地和海洋间周而复始的运动。又称水循环。在海陆间水气交换和径流归海,属全球水文循环;在陆面上蒸发入大气的水气又以降水形式回归陆面,属陆面水文小循环;同样,在海洋面上也有海面水文小循环。成书于公元前239年的《吕氏春秋·圜道篇》中有“云气西行云云然,冬夏不辍;水泉东流,日夜不休;上不竭,下不满,小为大,重为轻,圜道也。”这是人类最早提出的朴素却较完整的水文循环思想,比法国P.佩罗在1674年提出“泉之源”论文,并被认为建立水文循环流学说及科学水文学的开始,早1903年。

在水文循环过程中,大气中水气主要来源于海洋上的蒸发;约有15%来自海洋的水气由大气环流带到陆地上空,这些水气形成陆面上降水的89%。另外11%的陆面上降水来自陆地本身的蒸发所产生的水气。陆面降水在陆面形成土壤水、地下水和地表水,除消耗于蒸发重返大气外,其余汇流入海。按多年平均说来,海洋中的水量保持平衡,陆地上各类水体中水量也收支相抵,水体中水不断更新补充,使淡水周而复始,不断净化。



人类活动不断改变地表及地表植被的性质和状态,干扰水气在地表水和大气界面上的转换,形成人类活动对水文循环过程的影响,在生物圈方面水文循环的研究是研究全球变化的核心问题。人类在生产、生活活动中取水、用水、耗水、排水造成的局部水文循环,成为陆面水文循环中的一个侧支,并对陆面水文循环产生影响。(陈家琦)

quanqiu shui ziyuan

·全球水资源(global water resources) 地球全部可供利用的天然淡水的总称。广义的解释把地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈中一切形态的水都视为水资源的潜在量,即全球水储量,或静态水储量。但从可资利用的角度看,水资源指在一定周期内通过全球水文循环在各类水体中形成的、可恢复更新的淡水。对于一定区域内水资源量的统计,常以年为单位。

全球水储量共约13.86亿立方千米,其中包括海洋水在内的全部咸水储量占总储量的97.5%,约13.51亿立方千米,而淡水储量包括冰川与永久积雪、地下淡水、河流等水体、大气中的水分和生物体中的水分等在内,只占水总储量的2.5%,约0.35亿立方千米,其中人类难以利用的如冰川和永久积雪、永冻地层中的冰就占淡水总储量的69.5%,地下淡水量占淡水总储量的30.1%,人类能够开发利用的地下水只占其极少一部分。

通过全球水文循环,每年在全球陆地上形成的可更新淡水量通常以河川年径流量为代表,为4.7万立方千米/年,其中外流区河流的入海径流为4.35万立方千米/年,冰川融化产生的径流量0.25万立方千米/年,内流区河流径流约0.1万立方千米/年。世界各大洲自然条件不同,降水和径流量差异较大(见下表)。



(陈家琦)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:16:19
7楼
zhongguo shui ziyuan

·中国水资源(water resources in China) 中国国土上可资利用的天然水的总称。在中国水资源评价中,以全部河川年径流量和部分通过水文循环补给更新的年地下水(又称浅层地下水)资源量为代表。全国多年平均河川年径流量为2711.5立方千米,折合年径流深284毫米,其中直接由降水补给的河川径流量约占全部河川径流量的71%,由降水渗入地下含水层,又在枯季渗出补给河流的水量约占全部河川径流量的27%,其余2%的河川径流量是由冰川和积雪融化水量所补给的。河川径流量也呈多年变化,但其变化幅度比降水大,长江以南诸河年径流量极值比(各年年径流量中最大值与最小值比值)多在5以下,而北方诸河则高达10以上,且在很多较大河流上存在连续多年多水段和连续多年少水段的现象。此外,中国境内每年由降水补给的浅层地下水多年平均年资源量约828.8立方千米.其中山丘区为676.2立方千米,平原区为187.3立方千米。但山丘区浅层地下水的几乎全部,平原区浅层地下水近一半在枯季回归河流,成为河川年径流量的一部分。独立于河川径流量之外的浅层地下水年资源量约为100.9立方千米,因此全国水资源总量是河川年径流量与这部分地下水量之和,即2812.4立方千米。

中国的河川年径流量按照20世纪80年代末各国统计资料,仅次于巴西、前苏联、加拿大而居第4位,但人均占有年水资源量只有世界人均占有量的27%,根据90年初在149个国家中按1990年各国人口统计的人均占有年水量由大到小的排队,中国排在第110位。中国境内水资源的地区分布十分不均,由东南向西北递减。占中国国土面积47%的西北干旱和半干旱带,年水资源量只占全国的7%,而占全国面积约1/3的东南湿润和十分湿润带,却拥有全国水资源量的81%,在西北东南之间占全国面积19%的半湿润带,则占国水资源量的12%。分流域和分行政区划的年水资源量、中国河川径流量与世界主要国家的比较分别见表1、表2和表3。

在中国,河川年径流量有2/3以上是洪水径流,中国河流洪水的集中程度和年际变化却都甚于地球同纬度其他地区。中国的河流多沙,这给水资源的开发治理带来较大的难度。







(陈家琦)

shui ziyuan kechixu liyong

·水资源可持续利用(sustainable water resources utilization) 为保证人类社会、经济和生存环境可持续发展对水资源实行永续利用的原则。可持续发展的观点是20世纪80年代在寻求解决环境与发展矛盾的出路中提出的,并在可再生的自然资源领域相应提出可持续利用问题。其基本思路是在自然资源的开发中,注意因开发所致的不利于环境的副作用和预期取得的社会效益相平衡。在水资源的开发与利用中,为保持这种平衡就应遵守供饮用的水源和土地生产力得到保护的原则,保护生物多样性不受干扰或生态系统平衡发展的原则,对可更新的淡水资源不可过量开发使用和污染的原则。因此,在水资源的开发利用活动中,绝对不能损害地球上的生命支持系统和生态系统,必须保证为社会和经济可持续发展合理供应所需的水资源,满足各行各业用水要求并持续供水。此外,水在自然界循环过程中会受到干扰,应注意研究对策,使这种干扰不致影响水资源可持续利用。

为适应水资源可持续利用的原则,在进行水资源规划和水工程设计时应使建立的工程系统体现如下特点:天然水源不因其被开发利用而造成水源逐渐衰竭;水工程系统能较持久地保持其设计功能,因自然老化导致的功能减退能有后续的补救措施;对某范围内水供需问题能随工程供水能力的增加及合理用水、需水管理、节水措施的配合,使其能较长期保持相互协调的状态;因供水及相应水量的增加而致废污水排放量的增加,而需相应增加处理废污水能力的工程措施,以维持水源的可持续利用效能。(陈家琦)

yongshui jingzhengxing

·用水竞争性(competition among water uses)由于可供水量不足、水质达不到用水标准或工程调蓄能力限制所导致的在用水目的上、时间上、地域上的冲突。

用水目的上的竞争性体现在两个层次。主要表现在:①防洪与兴利以及兴利诸目标间的用水矛盾。如防洪需要在汛前尽量预留多一些防洪库容,而兴利诸目标均希望水库在汛期多蓄水,以备汛后“均匀”地利用。②在宏观层次上,用水竞争性体现在各经济部门之间。在有限的水资源已成为区域可持续发展的制约因素时,若满足迅速增长的城市与工业用水,则势必影响农业灌溉;若把有限的资金用于扩大供水能力,则可能弱化水资源保护和污水治理,从而导致由于水体污染造成的有效水资源的减少。

用水竞争性在时间上的冲突主要体现在发电与灌溉、城市供水与灌溉、通航与发电的用水矛盾上。对于水力发电、城市与工业供水等一般需要在各时段有稳定的水库泄水量,而灌溉用水则有较强的季节性,因而产生了年内均匀用水与灌溉期集中用水的冲突。又如水库水电站一般担负电力系统的调峰任务,因而一天仅在几个小时内大量用水,造成下游河道水位变化较大,给船只航运和泊岸装卸操作带来困难。

用水竞争性在地域上的冲突主要体现在上下游、左右岸的可用水量及水质上。往往是上游多用水,下游可用量不足;上游水质条件好而下游河水矿化度提高,并常受废水污染的威胁。

用水目的的竞争在决策上属于多目标问题。用水时间上的竞争通常涉及到不同用水部门间利益的协调。用水地域上的竞争则涉及到代表不同地区多个决策者的分水问题。此外,用水竞争性在更深层次上还体现了投资的竞争性。因此,用水竞争性不仅使水资源开发利用决策成为一个复杂的多层次、多目标的群决策问题,而且已成为水资源可持续利用的本质特征。(王浩)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:16:35
8楼
shui ziyuan hesuan

·水资源核算(water resources accounting)对一个区域(省、市、自治区、或流域、或全国)的水资源进行实物量和价值量计算的过程。包括存量核算和流量核算、分类核算和综合核算。其目的在于建立更加完整的考核评价社会经济的指标体系,在宏观决策上指导社会经济发展,有助于防止经济发展中出现水资源空心化,促进水资源、社会、经济协调持续发展。

水资源核算的作用:①从水资源实际出发,客观评价现状社会发展的概况;②依据区域水资源承载能力,客观评价社会经济发展潜力;③可以为合理开发利用和有效保护水资源提供决策依据;④为取水许可制度实施和检查提供直接依据;⑤帮助界定水资源资产的所有权关系;⑥为水资源资产提供合理的承包基数、租金和转让价格;⑦完善和合理制定水费和水资源费的市场价格;⑧促进水资源的统一管理和合理调配。

水资源实物量核算分区域并按水量平衡原理及供需用水的要求进行。区域水资源供需分析,是水利规划工作的组成部分,其研究目标应与区域国民经济和社会发展计划总目标相协调。因此要研究现状、近期、长期、远景4个水平年情况,同时还要提供丰、平、枯不同保证率的水资源账户。

水资源价值量核算理论基础是地租理论,采用替代法和机会成本法对水资源价值量进行估算。计算分类:①根据不同地区水资源量,供需平衡的水资源短缺情况分别进行价值量核算;②根据水资源的不同用途,既要核算河道外用水效用的价值量,又要核算河道内用水效用的价值量,既要核算其多年平均值,又要核算不同来水保证率代表年的水资源价值量;③水资源消耗性效用核算,除包括地表水资源和地下水资源的潜在可供水量和可开采量外,尚应核算具有特殊功能的地热水资源和矿泉水资源的价值量;④地表水资源和地下水资源的不同水质的价值量。(马滇珍)

shui ziyuan xitong

·水资源系统(water resources system) 在一定区域内由可为人类利用的各种形态的水所构成的统一体。统一体中的各类水具有相互联系并依一定规律相互转化,体现出明显的整体功能、层次结构和特定行为。统一体内部具有协同性和有序性,与外部进行物质和能量的交换。

水资源系统内的主要水源为大气水、地表水、土壤水和地下水,以及经处理后的污水和从系统外调入的水。各类水源间具有联系,并在一定条件下相互转化。如降雨入渗和灌溉可以补充土壤水,土壤水饱和后继续下渗形成地下水;而地下水由于土壤毛细管作用形成潜水蒸发补充大气水,还可通过侧渗流入河流、湖泊而补充地表水。同样,地表水一方面通过蒸发补充大气水,而另一方面通过河湖入渗补充土壤水和地下水。因此,不同的水资源利用方式会影响到水资源系统内各类水源的构成比例、地域分布和转化特性。

水资源系统在空间上为一分布系统。根据水资源形成和转化的规律,一个水资源系统可以包含一个或若干个流域、水系、河流或河段。地下水资源的分区通常和地表水资源分区是一致的。显然,按上述分区原则,一个水资源系统内还可进一步划分成若干子系统,同时,其本身又是更大的水资源系统的子系统。所以,水资源系统具有明显的层次结构。

水资源系统具有若干整体功能。水本身不仅为人类的生存所必需,而且一定质与量的供水,又是国民经济发展的重要物质基础。利用大坝和水轮机可以把天然径流中蕴藏的巨大势能积累起来并转化为电能(参见彩图插页第32页);通过水库一方面可以拦蓄洪水减轻灾害,又可以发展灌溉(参见彩图插页第32页);河流又兴舟楫之利,湖泊可以发展水产养殖和旅游业。在生态环境方面,水可以调节气候,保持森林、草原的生态稳定以及湿地的生物多样性。

研究水资源系统的内在特点、整体功能及其与外部环境的联系,是水资源可持续利用的基本条件。(王浩)

shui ziyuan peizhi xitong

·水资源配置系统(water resources allocation system) 以促进区域可持续发展为目标,由工程和非工程措施组成的对水资源实行优化配置的综合体系。其基本功能是以改变水资源的天然时空分布来适应生产力布局,或者调整生产力布局来适应水资源的天然时空分布,并以促进区域可持续发展为目标,协调各项竞争性用水。在水资源余缺情况不同的地区间,进行跨地区跨流域调水;在不同的国民经济用水部门间,按照各部门协调发展的投入产出关系实行计划供水;在近期目标和长远目标之间,既要注重水资源的开发利用以满足当前需要,也要积极进行水资源的保护与治理以形成水资源开发的良性循环;在开源与节流的关系上,在扩大供水能力的同时要积极开展节水,控制需水的过度增长;在水资源的开发利用模式上,不仅重视原水的开发,更要注重污废水的处理及回用;在除害与兴利的关系上,要注重化害为利,将洪水转化为可用的水资源。

按照对水资源开发、利用、治理、再利用的过程,可将水资源配置系统内的水利工程分为5类:①水源工程,主要包括蓄水工程、提水工程、引水工程、调水工程、地下水工程等;②输水工程,包括河道、渠道、管线等;③用户单元,包括生活用水、农业用水、工业用水及河道内用水的有关用水单位;④排水工程,包括城市下水道系统、农村排水渠道及排污河流等;⑤污水处理及回用工程,包括污水处理厂、氧化塘、处理后回用水设施及地下水回灌设施等。在上述5类设施中,水源工程、用户单元和污水处理回用工程均可作为水资源配置系统网络中的节点,输水工程和排水工程则成为联系各个节点的弧,而各类有关的工程参数则成为节点与弧的容量及相关的约束条件。

上述水资源配置系统是实现水资源优化配置的基础。优化配置的真正实现还要有政策法规、行政机构和经济机制的保障。政策法规主要有《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水土保持法》,以及国务院颁发的各类分水条例、河道管理条例、取水许可证实施办法、水资源费征收管理办法等等。行政体系主要由国家水利部、各级地方政府水行政主管部门以及按流域设立的流域管理机构组成。促进水资源优化配置的经济机制由水费和水资源费两部分组成。水费一般为维持供水单位实现简单再生产的内部成本;而水资源费则是为保证水资源的可持续利用而进行的水情监测预报、水土保持、河道整治、水源地涵养和防洪排涝等活动而产生的社会成本。通过水费和水资源费的调节,一方面缩小同一地区内利用不同水源的用户的费用差别,另一方面规范用户行为,达到节约用水的目的。(许新宜 王浩)

shui ziyuan xitong fenxi

·水资源系统分析(water resources system analysis) 为研究水资源的开发、利用、保护和管理的优化方案,采用专家与计算机相结合的、从定性到定量的系统综合集成分析方法。

水资源系统分析的研究对象,可以是水资源配置系统或与之相关的区域宏观经济系统及生态环境系统,也可以是水资源规划、设计、施工和运行管理中的某些具体问题。这些问题的共同特点是:①均为人工制造的系统或是经过人工改造的自然系统。这些系统的行为能被人所认识并加以控制。②问题的规模较大,表现为多子系统、多层次、多因素。③问题复杂但其内部协同而又有序。④问题本身构成一个系统,与外界有信息、物质和能量的交换,同时体现出整体功能和综合作用。

水资源系统分析的理论基础是运筹学和现代计算科学,其专业理论基础几乎涉及了与水有关的全部基础科学、工程技术科学及经济学。运筹学包括线性规划、非线性规划、混合整数规划、动态规划、图与网络分析、对策论、排队论、存贮论和决策论等;现代计算科学的主要应用为模型化方法、搜索理论及计算复杂性理论等。上述理论方法的引入为水资源系统分析带来了3个明显的特征,即系统化、模型化和定量化。系统化的基本步骤可以概括为:界定所研究的问题;确定所追求的目标;草拟各种可能的行动方案;列出各种行动方案实施的前提及预期实施效果;将系统分解并清晰地表达出来。模型化主要是将物理系统进行一定程度的概化与抽象,利用集合来表达物理量之间的逻辑关系,利用参数来表达已知的物理量,利用变量来表达未知的物理量,利用方程来描述物理量之间的动态依存关系,并运用已获得的信息校核模型的可信度。最后,在集合的基础上定义参数变量,在参数与变量的基础上定义方程,再利用各类方程定义数学模型。定量化包括3层涵义:一是定量地揭示系统内部诸因素或诸子系统矛盾运动的规律;二是通过对系统目标的定量来权衡或优化各个可行方案;三是在定量基础上观察外部条件变化对系统造成的影响。大体上讲,系统化、模型化和定量化可以认为是水资源系统分析过程的3个依次的阶段,但其划分是相对的,如系统化本身就包含了模型与定量化的某些内容。

水资源系统分析的主要工作步骤为:①明确问题。即明确系统的内部结构和外部边界,找出主要影响因素。②选定目标。即提出确定目标的依据,研究目标的层次性和有效性,并对多目标问题讨论其偏好结构。③提出备选方案。即拟定具有代表性的若干方案,并提出方案实施的前提条件及实施后的预期结果。④建立数字模型。将上述第一步中得到的系统内部结构及外部边界作为约束条件,将第二步中的系统目标作为目标函数形成数学模型,并以第三步中提出的各备选方案影响因素作为求解时的可变约束水平来求解。⑤选择优化方法。即根据模型规模大小及计算机条件确定有效的算法,以控制计算时间并提高求解精度。⑥ 综合分析。即结合专家经验来分析计算结果并解释各方案在预期目标下的满意程度,特别是内外界主要影响因素变化条件下各方案的适应性。⑦选定方案。即找出经济上合理、技术上可行、生态环境上无害的方案。(王浩)

shui ziyuan juece zhichi xitong
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:16:54
9楼
·水资源决策支持系统(decision supporting system for water resources) 针对水资源问题的决策特点,为改善管理人员的决策质量提供帮助的人机交互系统。其功能是提供背景情况、协助明确问题、修改完善模型、列举可行方案、进行定量分析比较等。

在区域水资源开发利用和保护管理的各个方面的决策问题有:①决策对象与决策环境相互作用、相互制约的程度较强。即区域社会与经济发展导致竞争性用水量不断增加,而扩大供水能力又需要更多的投资,投资又来源于区域经济的积累。②水资源开发利用具有明显的多目标决策性质。在宏观上应促进区域经济、环境和社会的协调发展,在微观上应促进各个水利工程的一水多用和综合利用。③无论是水资源开发利用还是保护治理,均是投资密集型的基础产业。对水资源开发利用方案进行一定程度的优化可带来可观的经济和社会效益,因而在决策手段上要求在定量基础上的优化。④水资源决策影响周期较长,不仅要统一考虑近期和远期决策的一致性,而且要考虑在长期发展过程中需水增长和水工程投资来源的不确定性,以及天然来水随机性导致的供水风险。因而单纯的优化技术是不够的,还要对决策进行大量的模拟。⑤由于在水资源决策中必然要涉及到上下游、左右岸、部门间和地区间的分水及投资分摊等利益冲突,因而决策是不同层次的多个决策者参与的,为群决策过程。⑥由于城市化进程以及人类活动对水资源天然分布的不断改变,影响水资源决策的各种因素不断变化,因而要进行滚动决策。水资源决策支持系统就是针对上述决策特点,以宏观经济为基础的,以可持续发展为目标的,模拟与优化相结合的,可协调多决策者意愿的,并可执行滚动决策的计算机系统。

水资源决策支持系统一般具有数据库、模型库、方法库和人机界面。数据库负责数据维护、各模型间的数据交换以及数据的图形表格显示。模型库包括各类有关数学模型及修改模型的管理系统。方法库提供预测、模拟、优化、管理等基本方法以及由上述基本方法组合而成的综合分析功能。人机界面由计算机显示屏上的窗口、菜单、表格、图形、文字说明以及各类打印机输出文件等组成,负责与决策者及专家进行对话。由于水资源问题涉及到很多半结构化的专家经验,不能或不易用数字模型来表达,要依赖专家的判断与选择。把专家系统的知识库放入水资源决策支持系统,从而形成智能型决策支持系统。

水资源决策支持系统的工作方式为人机对话。计算机的任务是执行定量计算,并生成若干方案让决策者选择;而专家和决策者的任务是定性判断并作出决策。其过程是首先由决策者通过水资源决策支持系统定义问题并生成备选方案,再由各个决策者对生成的方案进行协调、选择及谈判,以共同接受某个方案,然后再由计算机围绕中选方案再生成若干新的方案,让决策者继续挑选以逐步达成最终协议。(王 浩)

shuiziyuan diaocha

·水资源调查(water resources investigation) 通过区域普查、典型调查、临时测试、分析估算等途径,在短期内收集与水资源评价有关的基础资料的工作。它是长期定位观测、常规统计及专门试验的补充。调查内容如下:

水文调查 主要对流域内已有水文站网没有观测到的水量进行调查估算,包括古水文调查。当水文站上游有水工程时,需要对它的耗水量、引出水量、引入水量和蓄水变量进行调查估算,以便将实测径流还原成天然状况。在平原水网区,将定位观测与巡回观测相结合,收集有关流量、水位资料,用分区水量平衡法推测当地径流量。对于没有水文站控制的中小河流,必要时应临时设站观测,取得短期的实测资料。

水文地质调查 通过普查,大体了解不同类型地区地下水的贮存、补给、径流和排泻条件,划分淡水、咸水的分布范围,掌握包气带岩性和地下水埋深的地区分布情况,为划分地下水计算单元及确定计算方法提供依据。在收集专门性水文地质试验资料的基础上,针对缺测项目或缺资料地区,进行简易的测试和调查分析工作,确定与地下水资源量计算有关的水文地质参数,包括降水入渗补给系数、渠系渗漏补给系数、田间灌溉入渗补给系数、潜水蒸发系数及含水层的给水度和渗透系数等。

用水调查 水资源开发利用现状分析、未来供需水预测和实测径流还原计算的基础工作,重点调查对象为河道外用水。按照用户性质分类,河道外用水可分为农业用水、工业用水和生活用水,其中农业是用水大户,而工业、生活用水要求保证率高。由大型水利工程供水的灌区和自来水厂供水的用户,一般有供水记录作为核算用水的依据。由小型水利工程、自备井分散供水的用户,则需根据灌溉面积、工业产值、人口等社会经济资料和典型调查获得的用水定额,对各类用水进行估算。为了分析用水水平和节水潜力,还应根据灌区、工厂、住宅的水平衡测试资料,分析估算各类用户的耗水量。

水质调查 水质评价、水资源保护的基础工作。调查内容包括污染源、地表水质量状况、地下水质量状况和污染事故等。调查程序:①收集已有的定位水质监测资料,确定重点调查地区,制定调查计划;②进行现场查勘,了解污染源的分布情况,估算废污水排放量和有机农药使用量,对污染严重的河段和水井进行取样分析;③将水质调查资料与定位监测资料相结合,对水体水质概况进行评价,提出控制污染的建议。(贺伟程)
回复
ljty_2006
2008年07月14日 21:17:23
10楼
shuiwen diaocha

·水文调查(hydrological investigation) 在较短时间里,通过野外现场调查等途径,收集水文及有关资料的过程。水文调查是水文测验的重要组成部分,是定位水文观测的重要补充。水文调查包括水量调查、暴雨洪水调查、专项调查等内容。

水量调查 为搞清某河流或某区域的水账而进行的调查。在水文站上游有引水、蓄水工程时,需要对引蓄水量进行调查,以便将水文站实测的径流资料还原成天然条件下的系列,来反映天然水资源状况。在从流域外引进客水或有分洪情况时,也需进行水量调查。调查时,要进行现场查勘,收集工程管理部门的资料,必要时选择主要的或有代表性的工程,设立辅助站点进行观测。在平原水网地区,则需划定水量平衡区,用定位观测与调查结合的方法,收集进出平衡区的水量及区内蓄水量等资料,来推算当地的径流量。中国从1958年大量兴修水利工程时开始,开展水量调查。在80年代初,进行第一次中国水资源评价时,普遍进行过水量调查。评价所用的2000多个水文站的径流资料普遍进行了还原计算。

暴雨洪水调查 对当年或历史上发生过而又未能实测到的暴雨洪水数据进行调查。暴雨调查主要通过访问及量测露天积雨器皿进行测算。洪水调查则主要通过寻访河岸洪水痕迹,进行现场测量,确定洪水的水面比降和过水断面,来估算洪峰流量。还可从以往的文献、石刻、碑记中寻找线索,进行考证。中国在1963年海河洪水、1975年淮河洪水、1981年长江上游洪水过后,都组织过大规模的当年暴雨洪水调查。另外,从50年代起,各地先后对一万多个河段的历史洪水进行了调查。一般可以查清近100年的特大洪水。80年代中,对其中6000个河段的20000多次洪水的数据进行了整理刊印。洪水调查对水利水电工程等的水文计算发挥了重要作用。

专项水文调查 包括流域情况调查、枯水调查、地下水调查、水质调查、冰情调查、海岸带和河口调查等项目,要依据其任务,制订计划,进行工作。(王锦生)

shuiwen dizhi diaocha

·水文地质调查(hydrogeological investigation ) 研究水文地质条件和规律的主要手段,是各种精度不同的水文地质测绘、勘探、试验等的总称。又称水文地质勘察。其目的是为了查明地下水的形成及分布规律,并在此基础上,对地下水资源作出水量与水质的评价;对水利工程中的水文地质问题,提出有关水文地质依据和建议。

水文地质调查 通常按普查、详查两个阶段进行。普查阶段是一项区域性小比例尺带有战略意义的工作,一般不要求解决专门性水文地质问题,而是在查明区域水文地质条件和规律的基础上,为国民经济建设提供规划资料。详查阶段工作,一般都是在普查的基础上进行,除查明基本水文地质条件外,还要对有关地区地下水的埋藏条件、含水层划分与类型、各种渗漏的可能性、水文地质计算数据和地下水动态变化规律提供具体资料。

水文地质测绘 认识和掌握区域及地区地层岩性、地质构造、地貌以及地下水的贮存、补给、径流、排泻条件的基本方法。水文地质测绘的基本内容有:①与地下水形成有关的区域水文、气象因素;②区域地质、地貌及第四纪地质特征;③地下水的补给、径流、排泻条件;④透水层、含水层、隔水层的分布及埋藏条件。其特点是简便灵活,无需特殊装备,在任何条件下都可应用,尤其在地下水与岩石出露较好的山区,更是主要的工作方法。

水文地质勘探 通过一定的工程揭露地下水及有关的水文地质现象。包括钻探、物探、坑探等,一般以钻探为主。其目的一方面是为了更精确地查明水文地质条件,如对于查明隐伏岩溶、地下水、含水层厚度及其顶底板结构等都需借助于勘探手段;另一方面是为水文地质试验作准备。

水文地质试验 在水文地质调查中,为取得含水层的导水系数、导压系数、渗透系数、给水度等水文地质参数;或者要定量地分析某些水文地质问题,如断层的导水性、不同含水层之间的水力联系、地下水与地表水的联系、含水层的非均质各向导性、边界性质等而进行的各项工作。其成果为定量评价地下水资源、阐明地区水文地质条件提供重要依据。水文地质试验包括野外试验(如抽水试验、注水试验、渗水试验、压水试验及地下水的实际流速和流向测定等)和室内试验(如各种模拟试验、岩土中水的各种物理性质的测定等)两大类。

为了掌握地下水的分布、形成及随时间的变化规律,在水文地质调查中需要通过一些井孔和泉对地下水的动态进行长期的观测。包括水位、水量、水质和水温的观测等。由于地下水的动态规律具有季节性与多年性,必须有足够的观测时间才能掌握其规律。因此,这一工作应在普查阶段就选择少数有代表性的井孔开始进行,详查阶段应选择更多的井孔系统地进行,以便获得较完整的动态资料,运用天然状态下的地下水变化规律,预测将来开采或排水过程中地下水的水量、水质、水位的变化趋势。(谢新民)

yongshui diaocha

·用水调查(water use investigation) 通过实地访问、临时测试、分析估算,向有关部门搜集资料等方式获取用水资料的过程。用水资料是地表水天然资源量和地下水补给量的计算、需水量的计算与预测、制定合理利用和保护水资源的措施以及提高水资源管理水平所必需的资料。用水涉及国民经济各部门及城乡人民生活、生态环境等广泛的领域,情况复杂。因此,除了实行定时定位的用水观测与用水报告制度外,还需要定期进行用水调查,以弥补用水观测资料的不足。在没有开展系统的用水观测与调查工作的地方,需要通过临时性的用水调查获取用水资料。

用水可以概括为消耗性用水与非消耗性用水。非消耗性用水指水力发电、航运、渔业、娱乐等河道内用水,在用水过程中,水量与水质所受的影响较小。消耗性用水指农业、工业、生活等河道外用水,在用水过程中,水质一般会受污染而发生明显变化。一部分水量会因为蒸发,成为产品或农作物的组分,人畜的消耗或其他原因而至少在一定时期内脱离原来的水环境。因此,消耗性用水是用水调查的重点,不仅需要调查取水量,也需要调查排水量或消耗水量、水质变化等。节约用水的状况,如节水措施、节水成本、水的重复利用率等,也经常是消耗性用水调查的重要内容。

进行用水调查可以采用典型调查或普查的方法。居民生活用水一般通过典型调查确定的人均日用水量与人口总数进行计算。农业灌溉用水主要利用不同农作物的实际灌溉面积和通过典型调查或估算确定的单位面积灌溉水量进行计算。在工业用水、城市公共设施用水方面,如果人力、物力条件许可,每隔数年进行一次普查,可以比较准确地掌握用水的情况,但是仍然需要每年进行典型调查以掌握用水的年变化情况。普查与典型调查相结合是调查工业用水、城市公共设施用水的好方法。具体的调查方法包括查阅供水单位的统计报表、用水单位的财务付款记录、水泵的运行记录、用水设施和设备的设计文件或铭牌等。对缺乏资料的单位可以采用水平衡测试法进行必要的调查。(肖玉泉)
回复
luckyfeng008
2008年10月29日 09:51:18
11楼
楼主,你累不累?如果你是要骗贴才这么干的话,我无话可说。BS
回复

相关推荐

APP内打开