第2章水资源的形成及开发利用状况解说.doc

水资源的形成及开发利用状况 2.1 水资源的形成 2.1.1 地表水资源的形成与类型 地表水亦称陆地水，包括河流、冰川、湖泊和沼泽种水体它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。 （2－1） 式中：xmax——最大年降水量； Xmin——最小年降水量。 Ka值越大，表明降水量年际变化越大；Ka值越小，说明降水量年际变化小，降水量年际之间均匀。 就全国而言，年降水量变化最大的地区是华北和西北地区，丰水年和枯水年降水量相比一般可达3~5倍，部分干旱地区高达10倍以上。南方湿润地区降水量的年际变化比北方要小，一般丰水年的降水量为枯水年的1.5~2.0倍。 2．年降水量变差系数Cv 数理统计中用均方差与均值之比作为衡量系列数据相对离散程度的参数，称为变差系数Cv，又称离差系数或离势系数。 （1）均方差σ 均方差的表达式为： （2－2） σ——均方差； ——均值，其表达式为： （2－3） xi——观测序列值，i=1，2，···，n； n——样本个数。 （2）变差系数Cv （2－4） 年降水量变差系数Cv值越大，表示年降水量的年际变化越大；反之就越小。在我国的西北地区，除天山、阿尔泰山、祁连山等地年降水量变差系数较小以外，大部分地区的Cv值在0.4以上，个别干旱盆地的年降水量Cv值高达0.7以上。因此，广大西北地区的年降水量变差系数是全国范围内的高值区；次高值区是华北和黄河中、下游的大部地区，为0.25~0.35，黄河中游的个别地区也在0.4以上；东北大部地区年降水量Cv值一般为0.2左右，东北的西部地区Cv可高达0.3左右。南方湿润地区是全国年降水量变差系数变化最小的地区，一般在0.2以下，但东南沿海某些经常遭受台风袭击的地区，受台风暴雨的影响，Cv值一股在0.25以上。 2.1.1.2径流 流域的降水，由地面与地下汇入河网，流出流域出口断面的水流，称为径流。径流按其空间的存在位置，可分为地表径流和地下径流。地表径流是指降水除消耗外的水量沿地表运动的水流。若按其形成水源的条件，还可再分为降雨径流、雪融水径流以及冰融水径流等。地下径流是指降水后下渗到地表以下的一部分水量在地下渗流流动的水流。河流流动过程中，挟带水中的悬移质泥沙与沿河底滚动的推移质泥沙，这些泥沙的运动又称为固体径流。 1. 径流的形成 由降水到达地面时起，到水流流经出口断面的整个过程，称为径流形成过程。降水的形式不同，径流的形成过程也各异。我国的河流以降雨径流为主，冰雪融水径流只是在西部高山及高纬地区河流的局部地段发生。河流径流形成过程是一个极为错综复杂的物理过程，如图2－1所示，现概述如下： （1）降水阶段 流域上的降水过程是径流形成的重要环节，因为每次降水的量在空间和时间上都是变化的，某次降水可以笼罩全流域，而另一次降水则可能是只在流域的局部地段。此外，降水强度在流域的各地可能是完全不同的。这些都直接影响河流径流的大小和变化过程。 （2）蓄渗阶段 降雨初期，除小部分（一般不超过5%）降落在河槽水面上的雨水直接形成径流外，大部分降水并不立即产生径流，而消耗于植物截留、下渗、填洼与蒸发。植物截留量与降水量、植被类型及郁闭程度有关。森林茂密的植被，年最大截留量可达年降水量的20～30%，截留的雨水最终消耗于蒸发。下渗发生在降雨期间及雨停后地面尚有积水的地方。下渗强度的时空变化很大。在降雨过程中，当降雨强度小于下渗能力时，雨水将全部渗入土壤中。渗入土中的水，首先满足土壤吸收的需要，一部分滞蓄于土壤中，在雨停后耗于蒸发，超出土壤持水力的水将继续向下渗透。当降雨强度大于下渗能力时，超出下渗强度的降雨（也称超渗雨），形成地面积水，蓄积于地面洼地，称为填洼。地面洼地通常都有一定的面积和蓄水容量，填洼的雨水在雨停后也消耗于蒸发和下渗。平原和坡地流域，地面洼地较多，填洼量可高达100毫米，一般流域的填洼水量约10毫米左右。 （3）坡地漫流阶段 随着降雨继续进行，满足填洼后的水开始形成坡面的细小水流，即开始坡地漫流阶段。流域内各地的坡面漫流并不是同时开始的，首先发生在土壤透水性能较差和地面坡度较陡的地方，然后随着蓄渗面积的增大，坡面漫流范围逐渐增大，直至扩展到全流域。当坡面漫流的水流填满大小坑洼之后，就会在重力作用下侵入小沟、溪涧而进入河槽集流阶段。 （4）河槽集流阶段 进入河槽的水流沿河槽纵向流动，在流动过程中沿途汇集了各干、支流的来水，最后流经出口断面，这就是径流形成的最终环节。 2. 河流径流的补给 河流的补给又称河流的水源。河流补给的类型及其变化