第一篇:水资源规划与利用复习1到4章
水资源规划与利用知识概要
第二章 水资源评价
1.水资源评价定义,依据和内容。定义:水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势做出的分析估价。
内容:①水资源评价的背景与基础。主要是值水资源评价区的自然状况、社会经济状况、水利工程及水资源利用现状以及水资源系统等。水资源评价的主要目的:预测和评价未来经济社会发展条件下水资源供需的变化和发展、水资源供需协调与矛盾。
②水资源数量评价:对评价区内地表水资源地下水资源及总水资源进行估算和评价,是水资源评价的基础部分,也叫基础水资源评价。但对于计算分区不能简单将地表水资源量和地下水资源量直接相加作为水资源总量,而应扣去地表水和地下水资源相互转化的重复量。
③水资源质量评价:五类水质。
④水资源开发利用及其影响评价:包括社会经济及供水基础设施现状调查分析,供水现状调查统计分析,现状供水效率分析,现状供水存在问题分析和水资源开发利用现状对环境的影响分析。
⑤水资源综合评价。
2.水资源评价分区:一级区按流域水系分为10个,包括松花江,辽河,海河,黄河,淮河,长江,珠江,东南诸河,西南诸河,西北诸河等。3.水平年、典型年和系列年法
水资源评价的最终目的是为了分析和预测评价区域现状和今后的水资源供需状况,其研究目标应与区域的国民经济和社会发展计划与规划的总目标相协调。一般情况下研究四个阶段的水资源供需状况,即
四个水平年:
⑴基准年:为现状情况,又叫现状水平年,指进行水资源评价工作的现状情况以某一年为标准。
⑵近期水平年:为近期状况,一般为基准期以后的5到10年。
⑶中期水平年:为远景情况,一般为基准年以后的15到20年,其精度要差些 ⑷远期水平年: 一般为基准年以后的15到30年,精度更差,侧重区域水资源承载能力的宏观分析。
未来的降水的变化具有随机的特点,目前尚不能进行准确预测,而水资源供需分析总要依据一定的雨情和水情来分析计算,为此可以用典型年法和系列年法计算分析。
典型年(代表年)法:首先根据对已有的水文气象资料进行频率分析成果,确定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情,然后在此基础上对个水平年的水资源供需状况进行分析。平水年保证率为50℅ 具体做法:先根据测站实测资料进行年总水量的频率分析,确定各保证率典型年的总水量,然后进行年内水量分配。分配最简单的方法是选择一个与指定保证率总水量最接近的实际年份为该保证率的典型年。或者从几个保证率接近的实际年份选择最不利的年份。日历年:一月一日到12月31日。水文年:从一年汛初到次年汛初。
水利年:按农作物灌溉期末划分起止时间。一般选水利年和水文年较好。
系列法(水资源供需平衡动态模拟法)
常用一次历史系列法和历史系列循环组合法。
4.实测径流还原计算法
⑴消去人类活动对河川径流的影响,设法将受到人类活动影响的河川径流还原为天燃的河川径流,但难度大。具体的还原计算方法:
W天燃 =W实测+W农灌+W工业+W城镇生活±W引水±W分洪±W库畜
其中:W引水为跨流域或跨区间引水量,引出为正,引入为负。
W分洪为河道分洪决口的水量,分出为正,分入为负。
W库畜为水库蓄水变量,增加为正,减少为负。
⑵不进行还原计算,而是截短使用资料系列的长度,即去掉距今胶原的年份资料,使采用得径流系列尽可能接近当前实际情况。保持资料不断更新。
5.地表水可供水量,蓄引提调工程的可供水量计算
地表水资源量通常用地表水的动态水量即河川径流量表示。地表水供水系统是蓄引提等工程组成的取水输水和配水系统。地表水供水系统可提供的水量称为可供水量,其影响因素包括:来水条件,用水条件,工程条件。由于上述条件都是可变的,故采用系列法时应该逐年计算可供水量,采用典型年法对所给定的各水平年均需进行可供水量的计算分析。① 蓄水工程可供水量:
②引水工程可供水量 ② 提水工程可供水量
6.地下水资源计算方法和水均衡参数 地下水可分为深层承压水和浅层潜水,逐年可得以补给的浅层地下水是地下水资源量评价的主要对象。
浅层地下水(潜水)根据其地下水位的埋深可分为浅埋和深埋两种。潜水蒸发一般指在浅埋的地下水发生,而埋深较深时,只存在降水和灌溉对地下水的补给,不存在潜水蒸发。
地下水均衡原理表达式:
GW补-GW耗=△GW(蓄变量)
GW补包括大气降水,地表水对地下水的补给,地下水之间的补给。GW耗包括向大气水,地表水和地下水的排泄与消耗。
地下水资源的评价方法:主要是水均衡法。基本方程:
△GW=µ△H(△H为地下水的变幅)
主要水均衡参数:
⑴给水度µ:,指地下水位下降一个单位深度(水头),从潜水含水层底板延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,在重力作用下释出的水的体积,称为给水度。
完全给水度µ∞:地下水位下降单位深度所排出的最大水层厚度。
影响给水度大小的因素:含水层的岩性、潜水面深等。当含水层为松散沉积物时,颗粒粗、大小均匀,给水度大。另外,当潜水面深小于岩土中毛细管水最大上升高度时,给水度是一个变数。水面埋深H越浅,给水度越小。只有当潜水面较深时,给水度才是常数。⑵降雨入渗补给系数α=Pr/P,即 入渗补给量/降雨量。
它与潜水埋深、包气带岩性、降水、地形等条件有关。地下水位埋深H越深,α呈减小趋势,但H达到一定深度后,α趋于稳定。
⑶潜水蒸发系数C=E(潜水蒸发强度)/E0(同期水面蒸发强度)
在一定地下水位埋深下,E随着E0的加大呈线性增加,但埋深加大时,则不是线性关系。⑷渠系渗漏补给系数m=W渠补/W渠引,即渠系渗漏补给地下水量/渠首引水量。
渠系有效利用系数η=渠系进入田间的水量/渠首引水量。
渠系渗漏补水量W渠渗=(1-η)W渠引
m=γ*(1-η)
灌溉入渗补给系数β=W补/W灌溉 即田间灌水入渗补给量W补/灌溉水量
平原地区地下水的水资源计算 山丘地区地下水的水资源计算 分区地下水资源量(P45-50)
7.五类水质标准
Ⅰ类:主要用于源头水,国家自然保护区。
Ⅱ类:主要用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区,珍稀水生生物栖息地,鱼虾类产卵场,仔稚幼鱼的索饵场等
Ⅲ类:主要适用于集中式生活饮用水、地表水源地二级保护区,鱼虾类越冬、回游通道,水产养殖区等渔业水域及游泳区;
Ⅳ类:主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 Ⅴ类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
8.水资源总量计算公式
W=R+WR-D 即地表水资源量与地下水资源量之和减去互相转化的重复量。
在水量评价中,将河川径流量R作为地表水资源,把地下水的补给量WR(或消耗量)作为地下水资源,由于河川径流量中包括了一部分地下水的排泄量,地下水补给量中又有一部分来源于地表水体的入渗,两者之间有重复计算量。(1)单一山丘区
此时地表水和地下水重复量为河川基流量WG(地下水对河川的补给)
即 W=R+WR-WG 评价时,地下水补给量WR是地下水总排泄量代替的。(2)单一平原区
重复量为:地表水体的入渗补给量WR rs和平原河道排泄的降雨入渗补给量 Rgp.即 W=R+WR-(WR rs+ Rgp)(3)山丘---平原混合区
重复计算的量有:山丘区河川基流量,平原区降水形成的河川基流量,平原区地表水体的渗漏补给量。
第三章 水资源开发与利用
1.水资源综合规划目标:为我国水资源可持续利用和管理提供规划基础,在进一步查清我国水资源及其开发利用现状,分析和评价水资源承载能力的基础上,根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求,提出水资源合理开发,优化配置,高效利用,有效保护和综合治理的总体布局及实施方案,促进我国人口,资源,环境和经济协调发展,以水资源可持续利用支持经济社会可持续发展。
整治的目标:对河道,湖泊,水库,渠道,滩涂,湿地等天然和人工水体的淤积,萎缩和退化等问题的治理,进行生态保护和重建,制定污水排放控制标准和生态保护标准。
兴利的目标:修建各种水利工程,调节水资源的时空分布,推进水资源充分利用满足日益增长的社会用水需求。水资源综合规划的内容:①水资源及其开发利用情况调查评价②节约用水和水资源保护③需水和供水预测④水资源配置⑤总体布局与实施方案。2.水资源需求计算项目分类及方法
(1)生活需水预测(城镇或农村)定额法
净需水量NW1i=365E1Pi 毛需水量RW1 i=NW1i/η1
Pi为城镇或农村用水人口 Ei为用水定额,以人均日用水量计算 η1为供水利用系数(3)农业需水预测 Ⅰ 农田灌溉需水
净需水量 NW2i=E2A1i 毛需水量 RW2i= NW2i/η2
A1i为灌溉面积 E2为某一频率的农田灌溉定额,以田间亩均灌溉量计算 η2为灌溉水利用系数(田间水利用系数*渠系水利用系数)
Ⅱ 林牧渔业需水预测
净需水量NW3i =E3A2i+E4A3i+E5A4i+365E6S1i+365E7S2i 毛需水量 RW3i= NW3i/η3
(4)工业需水预测(P84)
(5)建筑业和第三产业需水预测(6)生态环境需水预测
①河道内:维持生态基本功能,河口生态环境
②河道外:湖泊湿地生态环境与建设用水,城市景观用水 NW7i=E15A6i RW7i=NW7i/η7
3.水资源供需平衡计算方法
典型年法和水资源系统动态模拟
(1)典型年法:即分阶段和时段对可供水量和需水量进行对比分析,供水量大于需水量为有余水,反之则缺水。
包括现状分析和今后不同发展阶段(水平年)分析 供水保证率:多年供水过程中,供水得到保证的年数占总年数的百分数。计算公式:P = m/(n+1)*100% m:供水得到保证的年数
纵向保证率:今后多年供水过程中,有保证年数占总供水年数的百分比
横向保证率:把某系列各年的来水都放到给定年(水平年)份进行供需分析,计算其有保证的年数占系列总年数的百分比,(2)水资源系统动态模拟
水资源供需平衡问题的特点: 系统分析的优点:
第四章 综合利用水库
1.径流调节:按照人们需要,通过水库蓄水和泄水作用,控制径流和重新分配径流的措施。
兴利调节:为兴利目的而进行的径流调节。
洪水调节:为防洪目的而进行的径流调节。
2.六个特征水位和八个特征库容
(1)正常蓄水位与兴利库容。水库在正常运用情况下,为满足兴利要求在开始供水时应蓄到的水位,称正常蓄水位,又称正常高水位、兴利水位,或设计蓄水位。它决定水库的规模、效益和调节方式,也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失,是水库最重要的一项特征水位。当采用无闸门控制的泄洪建筑物时,它与泄洪堰顶高程相同;当采用有闸门控制的泄洪建筑物时,它是闸门关闭时允许长期维持的最高蓄水位,也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。正常蓄水位至死水位之间的水库容积称为兴利库容,即以调节库容。用以调节径流,提供水库的供水量。
(2)死水位与死库容。水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位,称死水位,又称设计低水位。死水位以下的库容称为死库容,也叫垫底库容。死库容的水量除遇到特殊的情况外(如特大干旱年),它不直接用于调节径流。
(3)防洪限制水位与重叠库容。水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用时的起调水位,称防洪限制水位。防洪限制水位的拟定,关系到防洪和兴利的结合问题,要兼顾两方面的需要。如汛期内不同时段的洪水特征有明显差别时,可考虑分期采用不同的防洪限制水位。正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积称为重叠库容,也叫共用库容或结合库容。此库容在汛期腾空,作为防洪库容或调洪库容的一部分。
(4)防洪高水位与防洪库容。水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时,在坝前达到的最高水位,称防洪高水位。只有当水库承擅下游防洪任务时,才需确定这一水位。此水位可采用相匝下游防洪标 准的各种典型洪水,按拟定的防洪调度方式,自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积称为防洪库容。它用以控制洪水,满足水库下游防护对象的防洪要求。
(5)设计洪水位。水库遇到大坝的设计洪水时,在坝前达到的最高水位,称设计洪水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高洪水位。也是挡水建筑物稳定计算的主要依据,可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水,按拟定的调度方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。设计洪水位与防洪限制水位之间的库容称为拦洪库容。
(6)校核洪水位与调洪库容。水库遇到大坝的校核洪水时,在坝前达到的最高水位,称校核洪水位。它是水库在非常运用情况下,允许临时达到的最高洪水位,是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。此水伎可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水,按拟定的调洪方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积称为调洪库容。它用以拦蓄洪水,在满足水库下游防洪要求的前提下保证大坝安全。
(7)总库容。校核洪水位以下的水库容积称为总库容。它是一项表示水库工程规模的代表性指标,可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。
以上所述备项库容,均为坝前水位水平线以下或两特征水位水平线之间的水库容积,常称为静态库容,即是习惯上讲的库容。在水库运用中.特别是洪水期的调洪过程中,库区水面线呈抛物线形状,这时实际水面线以下、库尾和坝址之间的水库容积,称为动态库容。实际水面线与坝前水位水平线之间的容积称为楔形库容或动库容。
3.水库水量损失
(1)蒸发损失:原来的陆面蒸发变成水面蒸发,由此而增加的蒸发量构成水库蒸发损失,各计算时段的蒸发损失为
WZ=(ES-EL)(FK-f)ES 为 水面蒸发深度 EL为路面蒸发深度
FK为平均水库水面面积 f 为原天然河道水面面积(3)渗漏损失:包括坝身及止水不严处的渗漏,坝基及绕坝两翼的渗漏损失,由库底和库边流向较低渗水层的渗漏。
W年渗=k1*F库
或 W渗=k2*W蓄
(4)其他损失:冰损失
4.水库调节周期:水库的兴利库容从库空到蓄满又回到放空的完整蓄放过程。
①日调节:周期为一昼夜,即利用水库的兴利库容将一天内变化不大的来水,按用水部门的日内需水过程进行调节,如抽水蓄能电站(高峰和低谷段)为日调节。
② 周调节:调节周期为一周,即将一周内变化不大的来水,按用水部门的一周内需水过程进行调节。如水力发电,电力负荷在工作日和休息日有明显差别,周调节需要稍大的兴利库容,也可以日调节。
③ 年调节:年内河川径流变化很大,丰水期和枯水期来水量相差悬殊,要按照用水部门的年内需水过程进行调节,将一年内丰水期的多余水量储存,以提高枯水期的流量。包括不完全年内调(节季节调节)和完全年调节。
年调节水库一般可以同时进行日调节和周调节。
④ 多年调节:任务是利用兴利库容将丰水年多余水量储存起来,用以提高枯水年的供水量,此时,兴利库容要经过若干个丰水年才能蓄满,然后在若干个枯水年里用完。一般,用库容系数ß=V兴/W年表示水库的兴利调节能力。ß>30%时 就可以进行多年调节。多年调节水库可以同时进行年调节,周调节和日调节。
水库调节系数α:即设计枯水年供水期的调节流量Q调(多年调节时为设计枯水系列调节流量)与多年平均流量Q的比值。度量径流调节的程度。
6.工作保证率:水利水电等部门的正常工作的保证程度。有三种计算形式 年保证率:指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比,即 P=正常工作年数运行总年数-工作遭破坏年数*100%=*100%
运行总年数运行总年数但这不能很好地反映实际情况,因为它认为不论破坏程度和历时,凡是不能维持正常工作的年份,均计入破坏年份。
历时保证率P’:指多年期间正常工作历时占总历时的百分比。一般P≤P’ P=[1-(1-P’)/m]
设计保证率:要为拟建的水利水电工程选定一个合理的工作保证率,它是水利水电工程设计规划的重要依据。
① 水电站设计保证率:水电站规模越大,系统中所占比重越大,系统中重要用户越多,正常工作遭破坏的损失越严重,保证率越高。
② 灌溉设计保证率:指灌溉用水量的保证程度。南方的保证率高于北方。③ 供水设计保证率 ④ 通航设计保证率 7.设计代表年
在水利水电工程规划设计中,常选择有代表性的枯水年,中水年(平水年),和丰水年作为设计典型年,分别叫做设计枯水年,设计中水年,设计丰水年。以设计枯水年的效益计算成果代表恰好满足设计保证率要求的工程兴利情况,设计中水年代表中等来水条件下的平均兴利情况,设计丰水年代表多水条件下的兴利情况。
根据设计保证率P设,50%,及(1-P设)三种频率,在来水频率曲线上分别确定设计枯水年,设计丰水年,设计平水年的年水量。
设计多年径流系列:是从长资料系列中选出的有代表性的短系列。
①设计枯水系列:采用扣除允许破坏年数的方法加以确定,即先用一下式子计算设计保证率条件下正常工作允许破坏的年数T破为
T破=n-P设(n +1)然后在实测资料中选出最严重的连续枯水组,并从该年组最后一年起逆时针扣除允许破坏的年数,余下的即为所选的设计枯水系列。②设计中水系列
为了探求水库运用的多年平均情况,一般取10到15年作为代表期,成为设计中水系列,选择时要求:该系列至少有一个完整的调节周期,该系列的年径流均值应该等于或接近多年平均值,该系列应该包括枯水年,中水年和丰水年,比例关系与长系列大体相当,使得设计中水系列的年径流变差系数与长系列的接近。
8.兴利调节计算课题1:已知Q调,求V兴(考虑水量损失和不考虑损失)调节流量:天然流量经过水库调节后下泄的流量.9.课题2:已知V兴,求Q调(供水和蓄水期的调节流量公式)P112-119 10.课题3:等流量调节和定出力调节。
11.年调节水库 图解法 课题1:已知Q调,求V兴 12.课题2:已知V兴,求Q调
13.P设, V兴,Q调三者之间关系,用图说明 14.多年调节水库图解法1:已知Q调,求V兴 15.多年调节水库图解法2:已知V兴,求Q调
第二篇:《水资源规划及利用》课程的教学改革与思考
《水资源规划及利用》课程的教学改革与思考
摘 要:在分析《水资源规划及利用》课程在教学中存在的问题的基础上,从教学内容、教学形式、教学方法、网络课程应用及教师能力提高五个方面提出了《水资源规划及利用》课程改革的几点建议。为水利水电专业本科毕业生更好地适应水利水电建设及社会发展提供保障。
关键词:水利水电工程 水资源规划及利用 教学改革 教学思考
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)01(c)-0128-02
《水资源规划及利用》课程是水利水电工程专业本科生深化学习水利水电规划基本理论和分析计算方法的基础,是培养优秀的水利水电工程技术人员的重要保障。《水资源规划及利用》课程的主要内容是结合国民经济发展对开发利用水资源提出的实际要求以及水资源本身的特点和现状,根据《中华人民共和国水法》的规定而确定的[1]。然而随着社会经济和国家建设事业的快速发展,水利水电规划工作愈来愈复杂。为了适应新时期水利水电建设及整个国民经济和社会发展形势对水利水电专业人才培养的需要以及教育教学改革的不断深入,改革《水资源规划及利用》课程体系、调整和拓展教学内容、提高教师教学水平和质量是十分必要的。《水资源规划及利用》课程的改革
在我国,《水资源规划及利用》课程的改革可追溯到20世纪80年代。在高等学校水工专业课程中,1981年以前课程名称为“水文及水利水电规划”,包括工程水文学和水利水电规划两部分内容;1982年12月,在南京召开了高等学校水利水电类专业扩大会议,将上述两部分内容分开设课,并将后者改称为“水利水能规划”[2]。2008年为了适应新时期水利水电建设对水利水电工程专业人才培养的需要,高等学校水利学科指导委员会将“水利水能规划”课程名称调整为“水资源规划及利用”,教学内容也在原来的基础上进行了调整。教学中存在的主要问题
2.1 学生参与工程实践的机会少,理解能力不强
《水资源规划及利用》课程主要研究如何经济合理的综合治理河流、开发利用水资源,确定合理的开发规模和可以获得的效益,以及拟定水利水电工程合适的运用方式[3]。因此,无论是规划设计阶段还是运行管理阶段,《水资源规划及利用》课程都是以实际水利工程为研究背景的。由于学生缺少参与工程实践的机会,对水利工程缺乏感性认识,因此,学习起来较难,对知识的理解不深,对知识的灵活运用也存在局限。
2.2 内容设置理论贯穿性需强化
《水资源规划及利用》课程是水利水电类学生的专业必修课,通常安排在学生大三的下学期,是在完成《工程水文学》《工程地质与水文地质》《水力学》等课程基础上进行教学的。由于《水资源规划及利用》课程的内容与上述专业课程内容之间有着密切的联系,教学中应该注意帮助学生建立起专业课之间的联系,形成贯穿的知识结构体系。就《水资源规划及利用》课程而言,其内容包括水库兴利计算、水库防洪调节、水力发电及水资源规划及管理等,各章节是并列的学习内容,之间承上启下的连贯性不明显。因此,学生往往掌握了各章各节的理论知识,而忽略了章节间整体的联系和概括,在实际工程设计规划中找不到主线,造成与实际规划、管理相脱节。
2.3 课程内容有待更新
《水资源规划及利用》中有些计算方法已不常用或被新的程序模块所替代,有些理论已经和现阶段的工程实际相脱节[4]。教材中某些涉及统计规律的统计数据还停留在2000年左右,致使某些规律与最新的水资源发展态势相违背。课程内容更新的滞后,使讲授的知识实用性差,学生缺乏学习积极性。
2.4 教学方法及教学手段单一
在教学过程中,通常采用教师讲解学生被动接受的方式,尤其是对基本理论和重要例题的讲解,忽略了学生自主学习的能力,不利于激发学生学习的热情和动力,不利于学生主动思考和理论联系实际。同时,讲授过程中大多应用幻灯片、影像等资料进行教学,网络信息平台应用不充分,不便于学生同老师间的交流与讨论。课程教学的改革与思考
3.1 教学内容的更新
在分析新时期水利水电建设及整个国民经济和社会发展形势对水利水电工程专业人才培养需要基础上,结合学科发展趋势和最新科研成果,对原来的教学内容进行适当的调整和拓展,从而拓宽学生的专业知识面,改善知识结构体系,实现课程信息量的最优化。例如,水利水电工程实践性较强,在工程实践中常会有许多积累的工程经验和较实用的经验方法,其在教材中涉及不到。鉴于此,在教学过程中,教师可通过案例,讲解当前主要工程在规划设计中存在的问题以及解决的办法,调动学生学习的兴趣。教师也可以围绕自己主持或参与的课题,介绍项目的由来、拟解决的问题、如何解决问题、用到哪些专业知识、设计实现的目标等,激发学生学习的热情,让学生了解所学知识的价值所在。围绕教学大纲灵活组织教学内容,在学有所成的基础上帮助学生学以致用。
3.2 教学形式的改变
理论联系实际是学好专业课,将来用好专业课的基础[5]。在教学中,可改变教学形式,为学生搭建一个理论联系实践的桥梁。如通过指导学生申报大学生科技创新性项目、指导学生参加水利类创新大赛或设计大赛、帮助学生参与教师研究课题等方式培养学生创新精神和动手能力。在课堂上,可通过设置课堂讨论,锻炼学生的自主学习和交流能力。如让学生选一个感兴趣的课程相关论题,通过自己查阅资料,给大家讲解,同学之间可就相关论点进行讨论。再如,结合学校的网络课程建设,将工程案例及相关资讯信息提供给学生,给大家提供一个交流的平台。在课程设计或考核中,可布置工程大作业,分组进行,学生间互相协作,共同完成,培养交流及与他人协作能力。
3.3 教学方法的调整
改变传统的以语言文字表达为主的传授方式,借助多媒体、网络课件等教学手段丰富教学内容。同时,授课过程中注意总结概括,采用归纳总结、对比分析等教学方法,将前后知识联系起来。例如《水资源规划及利用》中,水库兴利调节计算和水库防洪调节计算是两个独立的章节,再讲完这两部分内容以后,可通过对比分析两者在水库规划设计阶段和运行管理阶段计算内容的不同以及分析在水库实际运行管理中,如何协调两者之间的关系等,增强学生对两部分内容的理解。同时,可结合某一工程布置大作业,将所学理论运用起来,帮助学生构建完整的知识结构体系,便于学生接受和掌握。
3.4 网络课程的应用
为帮助学生自主学习,掌握新的知识和方法,在教学过程中,要充分发挥网络课程的作用。在网络课程中提供水利水电的相关信息、水电行业发展的新动向,提供水利相关网站供学生学习参考,用新鲜的知识扩充知识面。在调动学生学习兴趣的同时,努力培养学生积极动脑、认真思考,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。
3.5 教师能力的提高
教师是社会知识的群体,肩负着教书育人的重要使命。教师要培养出理论基础扎实、工程实践能力较强的人才,必须不断地提高自身的素养及业务水平,在驾驭学科内容、教学目标制定、教学方法设计、教学组织能力等方面不断提高自身能力[6]。提高教师教学能力可参考以下几个方面:第一,要营造良好的教学研究氛围,通过开展集体教研、备课活动,共同研究、探讨教学策略。通过教研组讨论,帮助教师省查自己的教学策略与教学行为,找到教学实施过程中的不足,从而探究改进的方案。同时,通过新老教师间相互听课,互相取长补短,不断总结教学经验,形成教学理论。第二,要不断加强学习,积极增强知识储备。要抽出时间,周期性地交流和探讨,掌握专业知识的精髓。第三,要提高自身专业实践能力。多参与工程实践,到水利相关部门实习、调研,接受一定时间的专业锻炼。结语
针对新时期水利水电建设及社会发展对水利水电工程专业人才培养的需要,文中提出了《水资源规划及利用》课程在教学改革中的几点思考。通过教学体系、教学内容及教学方法的改革及教师能力的提高,拓宽学生的专业知识面,增强学生适应能力,培养学生创新思维和实际操作能力,为学生毕业后从事专业工作打下基础。
参考文献
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第三篇:《水资源规划及利用》部分课后答案
第一章
1、什么是水资源的综合利用和可持续发展?
答:水资源综合利用的原则是按照国家对环境保护、人水和谐、社会经济可持续发展战略方针,充分合理地开发利用水资源,来满足社会各部门对水的需求,尽可能获取最大的社会、经济和环境综合效益;水资源的可持续发展就是能够支持人类社会和经济可持续发展的水资源开发利用。河川水能资源的基本开发方式有哪几种?有何特点?(P12)
答:方式表现为集中落差和引用流量的方式。根据集中落差的方式可分为:坝式(蓄水式)水电站、引水式水电站、混合式水电站、潮汐式和抽水蓄能式水电站。
坝式水电站的特点是:优点:拦河筑坝,形成水库,抬高上游水位,集中河段落差,能调节水量,提高径流利用率。缺点:基建工程较大,且上游形成淹没区。
引水式水电站的特点:优点:不会形成大的水库,淹没损失小,工程量小 缺点是饮水量较小,水量利用率较低。
混合式水电站:综合利用水能,比较经济。防洪的工程措施和非工程措施有哪些?(P17)
答:工程措施:修筑堤坝、河道整治、开辟分洪道和分蓄洪区、水库拦洪、水土保持。
非工程措施:建立洪水预警系统和洪水警报系统、洪泛区管理、洪水保险、防洪调度。第二章
什么是径流调节?分哪几类?(P28)
答:为了消除或减轻洪水灾害或是满足兴利需要,通过采取能够控制和调节径流的天然状态,解决供需矛盾,达到兴利除害目的的措施称为径流调节。
径流调节分为两大类:为兴利而利用水库提高枯水径流的径流调节,兴利调节:为削减洪峰流量而利用水库拦蓄洪水,以消除或减轻下游洪涝灾害的调节,洪水调节。水库特征水位和特征库容有哪些?其含义是什么?
答:水库工程在不同时期有不同任务,为满足兴利要求和保证防洪安全,需要一些控制性的水位和库容,我们把这些决定水库调节能力,其限定作用的控制水位和库容,称水库的特征水位、特征库容。它包括:
(1)死水位和死库容:在正常运用情况下,水库都有一个允许消落的最低水位,将其称为死水位。死水位以下的库容成为死库容。
(2)正常蓄水位和兴利库容:水库在正常运行的情况下,为满足兴利部门枯水期的正常用水,水库兴利蓄水的最高水位称为正常蓄水位。正常水位与死水位之间的库容,是水库实际可用于调节径流以保证兴利的库容,称为兴利库容。
(3)防洪限制水位和结合库容:水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,称为防洪限制水位。防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容,称为结合库容。
(4)防洪高水位和防洪库容:水库从防洪限制水位起调,坝前达到的最高库水位称为防洪高水位。它与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。
(5)设计洪水位和拦洪库容:当发生大坝设计标准洪水时,从防洪限制水位经水库调节后所达到的坝前最高水位称为设计洪水位。它与防洪限制水位之间的库容称为拦洪库容。
(6)校核洪水位和调洪库容:当发生大坝校核标准洪水时,从防洪限制水位经水库调节后,坝前达到的最高水位称为校核洪水位。它与防洪限制水位之间的库容称为调洪库容(7)总库容:校核洪水位以下的全部水库容积即为水库的总库容。
什么是水库的调节周期?按调节周期分类,径流调节有几种类型?(P35)
答:水库从死水位开始蓄水一直到正常蓄水位再放水到死水位,经历一个完整的蓄放水过程所需的时间。
按调节周期分类,可分为日、周、年、多年调节。
什么是完全年调节、反调节、补偿调节、梯级调节和径流电力补偿调节?(P37)答:完全年调节:能把年内全部来水量按用水要求重新分配而不发生弃水的年径流调节
按水库作用分类的调节:
补偿调节:根据区间来水量控制水库实行补充放水的调节方式 梯级调节:利用同一条河流上的一系列梯级水库进行水量调节
径流电力补偿调节:通过电力联系调节径流,使系统中水电站群的总保证出力和发电量最大的径流调节
反调节:在水电站下游修建水库再次调节径流满足不同部门用水需求的径流调节。设计保证率的含义是什么?有哪几种表示方法?(P38)
答:在设计水库时,预先选定水库在多年工作期间对用水部门的正常用水保证程度。
有三种表示方法,保证用水的数量、保证用水的历时、保证用水的年数。调节流量、兴利库容及设计保证率三者之间的关系?(P53)答:当调节流量一定时,提高保证率,则意味着要增加调节库容;
当兴利库容一定时,提高保证率,则调节流量的保证值会减小。当设计保证率一定时,增大兴利库容,则可增大调节流量。水库兴利调节计算的基本原理是什么?
答:兴利调节计算是指利用水库的调蓄作用,将河川径流丰水期或丰水年的多于水量蓄存起来,供枯水期或枯水年利用,以提高水资源的利用率,满足兴利部门的用水要求而进行的计算,实质上就是水库蓄水量变化过程的计算。在计算中,把调节周期划分为若干较小的计算时段,逐时段根据水量平衡原理计算。兴利调节计算的研究课题和计算方法有哪些?
答:兴利调节计算的课题有:(1)在来水、用水及设计保证率已定的情况下计算所需要的兴利库容;(2)在来水、兴利库容、设计保证率已知的情况下,核算水库实际供水能力;(3)在来水、兴利库容、供水能力已定的情况下,核算水库供水所能达到的保证率。
兴利调节的计算方法有:时历法,数理统计法,随机模拟法。第三章 第三章
水库调洪计算的试算法和辅助线法的基本原理是否相同?它们各自的适用情况如何?
答:(1)水库调洪计算的试算法和辅助线法的基本原理是相同的,都是在水量平衡与动力平衡的原理下进行的,从起调开始,逐时段连续求解水库的水量平衡方程和蓄泄方程,即可由入库流量过程Q~t,求得出库流量过程q~t。(2)列表试算法是一种最基本的、用途较广的水库调洪计算方法,针对于无闸控制自由泄流的情况,水库溢洪道由闸门控制(有时是控制泄流,有时是闸门全开自由泄流)的情况均可以使用。辅助线法式可减少试算法的工作量,但其使用范围不如试算法广泛。例如,单辅助线法只适用于自由泄流(无闸或闸门全开)和△t固定的情况。无闸溢洪道和有闸溢洪道的调洪计算相比较,各有何特点?
答:利用闸门控制下泄流量时,调洪计算的基本原理和不用闸门时类似。不同点在于,水库运行方式多种多样,要按需要随时调整闸门的开度,包括开启的闸孔数目和每个闸孔的开启高度。因此,利用闸门控制下泄流量时的调洪计算手续更复杂。在这种情况下,用半图解法调洪计算时,需要针对不同的泄流情况作出若干不同的辅助曲线,计算相当麻烦,也失去了半图解法简便迅速的优越性。因此,对于利用闸门控制下泄流量的调洪计算,采用列表试算法更适宜。
对于设闸而闸门全开的计算,和无闸门控制的雷同在溢洪道型式、尺寸一定的情况下,取决于堰顶水头H,即 其q=f(H)。对于无闸或闸门全开的表面式溢洪道,下泄流量按堰流公式计算;深水式泄洪洞的下泄流量按有压管公式计算。
简述列表试算法解题步骤和水库调洪计算的原理。
答:列表试算法主要步骤:(1)根据水库容积曲线V=f(Z)和泄洪建筑物的泄洪能力,应用式(3-2)或(3-3)求出泄流能力与库容的关系曲线,即水库蓄泄曲线q-V;(2)根据水库汛期的控制运用方式,确定调洪计算的起始条件,即确定起调水位和相应的库容、下泄流量;(3)选取合适的计算时段,由入库洪水过程线摘录Q1,Q2…;(4)从第一时段开始,逐时段进行泄流量q的计算;(5)将入库洪水过程线Q-t和计算所得的泄流过程线q-t绘在同一张纸上,若计算所得的最大泄流量qm正好是两线的交点,说明计算的qm正确。否则应缩短附近的计算时段,重新进行试算,直至计算的qm正好是两线的交点为止;(6)由qm查q-V关系线,可得最高洪水位时的库容Vm。由最高洪水位时的库容Vm减去起调水位相应库容即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容V洪。再由Vm查水位库容曲线,就可得到最高洪水位Zm。
水库调洪计算的原理:水库调洪是在水量平衡和动力平衡的原理下进行的。水量平衡可表示为水库水量平衡方程,动力平衡可由水库蓄泄方程来反映。从起调开始,逐时段连续求解这两个方程即可由入库流量过程Q-t,求得出库流量过程q-t,这就是水库调洪计算所遵循的基本原理。第四章
水能计算有哪几种方法?(P92)
答:时历法和数理统计法两大类;时历法:列表法(按等流量调节的水能计算列表法、按已知出力调节的列表试算法)、图解法、半图解法。
电力系统装机容量有哪几部分组成?(P105)
答:电力系统装机容量由必需容量和重复容量组成,其中必需容量由 最大工作容量 备用容量组成。备用容量由负荷备用容量 事故备用容量 检修备用容量 组成。(P105)什么是水电站保证出力和多年平均发电量?水能计算的目的是什么?
答:水电站保证出力指水电站在一定供水时段内所能发出的,相应于设计保证率的时段平均出力,它决定着水电站能够有保证地承担电力系统负荷的工作容量。
水电站多年平均发电量指水电站在多年工作时期内,平均每年所能生产的电能量。它反映水电站多年平均动能效益,是决定电站效益的重要指标。
确定水电站动能指标的计算,称为水能计算。水能计算的目的是:就是确定水电站的保证出力和多年平均年发电量指标以及水电站的工作情况。无调节、日调节、年调节水电站保证出力如何计算?
答:无调节水电站保证出力指符合设计保证率要求的日平均出力。计算步骤如下:
1)根据实测径流资料的日平均流量变动范围,将流量划分为若干个流量等级; 2)统计各级流量出现的次数;
3)计算各级流量的平均值,查水位流量关系曲线,求得相应的下游水位Z下; 4)计算各级流量相应的水电站净水头H=Z上-Z下-△H; 5)计算电站的出力N=KQH。
日调节水电站的保证出力计算方法与无调节水电站基本相同。区别仅在于无调节水电站的上游水位固定不变,而日调节水电站的上游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小幅度变化,计算时采用其平均水位。
年调节水电站保证出力指符合设计保证率要求的供水期平均出力。计算方法有长系列法和设计枯水年法
(1)长系列法:
①对实测径流资料逐年进行供水期的水能计算,求出各年供水期的平均出力;
②将供水期的平均出力从大到小排列,计算其经验频率,并绘制供水期平均出力保证率曲线; ③根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的供水期平均出力即为年调节水电站的保证出力。
(2)设计枯水年法:
①根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线,按已知的设计保证率求得年径流量; ②选年径流与设计年径流相近,年内分配不利的年份作为典型年;
③用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数推求设计枯水年的径流年内分配; ④最后根据给定的Z蓄、Z死及相应的兴利库容求出供水期的调节流量,进而求出供水期的平均出力。长系列法和设计枯水年法都可采用简化等流量法、逐时段等流量法和等出力法计算供水期平均出力。日负荷图的三个特征值、三个分区分别是什么?
答:日负荷图:指电力系统负荷在一昼夜24小时的变化情况。三个特征值:最大负荷N〃、平均负荷N、最小负荷N’;三个区域:峰荷区、腰荷区及基荷区。电力系统装机容量由哪几部分组成?
答:从设计的角度看,电力系统装机容量由必须容量和重复容量组成,必须容量包含最大工作容量和备用容量,备用容量又可分为负荷备用、事故备用和检修备用。水、火电站工作特性有哪些? 答:水电站的工作特性:
1)水电站的电力生产情况受河川径流随机性的影响和制约;
2)具有综合利用任务的水电站,其工作方式受其它部门用水的影响;
3)水能是再生性能源,水电站的年运行费用与所生产的电能量无关,因此在丰水期内应尽可能多发水电,少发火电,以节省系统的燃料消耗,降低电量成本;
4)水电站机组开停灵便、迅速,适宜担任系统的调峰、调频和事故备用等任务; 5)水电站的建设地点要受水能资源、地形、地质等条件的限制。
火电站的工作特性:
1)只要保证燃料供应,火电站就可以全年按额定出力工作,不像水电站那样受天然来水的制约; 2)火电站启动慢;
3)火电站高温高压机组的技术最小出力约为额定出力的75%,如果连续不断地在接近满负荷的情况下运行,则可以获得最高的热效率和最小的煤耗。中温中压机组可以担任变动负荷,即可以在系统负荷图上的腰荷和峰荷部分工作,但单位电能的煤耗要增加较多; 4)电能成本高,运行费包括燃料费、环保费等。
第五章
水电站装机容量应从哪几方面进行合理性分析?(P124)
答:
1、装机容量年利用小时数(指多年平均年发电量和装机容量的比值)
2、径流利用系数(指多年平均的年利用水量与年径流量的比值)
3、水电站过水能力的协调。
4、考虑其他因素,如水电站在设计水平年内,负荷结构、综合利用及电站联合运用的变化,对装机容量进行灵敏度分析,以探求装机容量选择是否合理及稳定程度。
综合利用水库死水位选择原则:
1、保证自流灌溉必要的饮水高程
2、考虑水库泥沙淤积的要求
3、满足水电站最低水头要求
4、满足其他用水部门的要求。
第四篇:水资源规划与管理
第一章
绪论
1、水资源的概念(广义水资源和狭义水资源)
2、水资源的自然属性和社会属性
3、我国采取哪些措施解决水资源在时空分布及水资源不足的问题?
4、水资源开发利用面临的主要问题
5、水资源利用的类型
第二章
水资源评价
1、水资源评价的对象、原则及内容
2、地表水资源量一般用什么来表示?河川径流的表示方法?
3、地下水均衡
4、水资源总量估算方法
5、水质评价的主要指标、分类
第三章 水资源开发利用
1、地表水资源开发的主要途径?
2、地表水取水构筑物按其构造形式不同可分为那几种类型?各自的适用条件如何?
3、江河取水构筑物位置的选择
4、岸边式取水构筑物和河床式取水构筑的结构
5、常见的地下水取水构筑物有哪些?管井是由哪几部分组成的?大口井是由哪几部分组成的?
第四章
水资源规划
1、水资源规划的类型
2、水资源合理配置的目标、实质及模式
3、水资源供需平衡分析的概念、目的及分析方法
4、洪灾的形成及洪灾的类型
5、城镇防洪的工程措施和非工程措施
6、给水系统的定义、组成、分类、布置形式
7、输配水管网的布置形式、水力计算
8、常规水处理工艺
9、排水系统规划的对象、内容
10、排水体制及其选择
11、雨污水管道系统规划布置的要点、水力计算参数
第五章
水资源管理
1、水资源管理的内涵及原则
2、我国所采取的水资源管理组织体系
3、水资源管理法规的特点
4、简述我国水资源管理的法规体系构成
5、水资源管理的经济措施
6、水资源管理的技术措施
第六章
水资源保护
1、水体污染源
2、我国的水功能区划分级体系
3、什么是水环境容量?为什么要计算水环境容量?计算方法?
4、什么是水环境容量的分配?常用的水环境容量分配方法?
5、水资源保护的工程措施
第七章
建设项目水资源论证
1、建设项目水资源论证包括那些论证项目?
第八章
水资源系统分析方法简介
1、水资源系统分析方法的步骤?
2、水资源系统分析方法的内容?
考试题型:名词解释、选择、填空、问答
第五篇:水资源利用与保护考试总结
第一章
1.简述水资源含义、分类及特征
水资源:可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的各种水,既包括数量和质量的含义,又包括其使用价值和经济价值。
狭义上:指人类在一定的经济技术条件下,能够直接使用的淡水。广义上:指在一定的经济技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水中物质,在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。按存在形式:可分为地表水和地下水。
特性:①资源的循环性;
②储量的有限性;
③时空分布的不均匀性;
④利用的多样性;
⑤利害的两重性。
中国水资源面临哪些主要问题:水资源开发过度,生态破坏严重;城市供水集中,供需矛盾尖锐;地下水开采过量,地质环境问题突出;水资源污染严重,水环境日益恶化;水资源的开发利用缺乏有效的管理和统筹规。第二章
1.简述地球上的水循环与其作用
水循环:水循环是指地球上各种形态的水体,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等环节,不断地发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。
水循环的作用:水循环是自然界重要的物质循环,水循环的主要作用在于保证水体的更新,为社会经济的发展提供水源,同时在全球起到热量传递等重要作用。
水循环可分为大循环和小循环。
大循环:指水灾大气圈、水圈、岩石圈之间的循环过程。海洋中的水蒸发到大气中以后,一部分飘移到大陆上空形成积云,然后以降水的形式到地面。降落到地面的水,其中一部分形成地表径流,通过江河汇流入海洋;另一部分则渗入地下形成地下水,又以地下径流或泉流的形式慢慢地注入江河或海洋。
小循环:是指陆地或者海洋本身的水单独进行循环的过程。陆地上的水通过蒸发作用(包括江、河、湖、水库等水面蒸发、潜水蒸发、陆面蒸发及植物蒸腾等)上升到大气中形成积云,然后以降水的形式降落到陆地表面形成径流。海洋本身的水循环主要是海洋通过蒸发成水蒸气而上升,然后再以降水的方式降落到海洋中。作用:(1)输送热量和调节气候;
(2)对地球环境的形成、演化和人类生存都有着重大作用和影响;
(3)水的不断循环和更新为淡水资源的不断再生提供条件,为人类和生物的生活提供
基本的物质基础。
2.简述中国水资源时空分布特征
(一)空间分布特征
(1)降水、河流分布的不均匀性。
表现为降水和河川径流的地区分布不均匀,水土资源组合很不平衡。东南部丰水,西北部属少水、缺水带。
(2)地下水资源分布的不均匀性。南方高于北方,地下水丰富程度东南向西北递减。
(二)时间分布特征
时间分布很不均匀:(1)我国大部分地区受季风影响明显,降水年内分配不均匀,年际变化大,枯水年和丰水年持续发生。(2)我国最大年降水量与最小年降水量之间相差悬殊。(3)降水量的年内分配也很不均匀。
3.简述中国水资源的面临主要问题(五个大点)(1)水资源开发过度,生态破坏严重。(2)城市供水集中,供需矛盾尖锐。(以下四个小点)
①水资源分布于人口、土地分布的极不平衡。
②工农业发展迅速,人口成倍增长,人类对水的需求量超出可供的水资源量。③天然存在的劣质水体,以及水资源污染所造成的污染水体所占水资源比例较高,造成严重的“水质型”缺水。
④水资源开发利用不合理,水资源利用率低下,水浪费现象十分普遍,在不发达或欠发达地区尤为如此。
(3)地下水过量开采,环境地质问题突出。(五个小点)
①区域地下水为持续下降,降落漏斗面积不断扩大。②泉水流量衰减或断流。③地面沉降。
④由于超量开采地下水,造成水位大幅下降,地面失衡,在覆盖型岩溶水源地和矿区产生地面塌陷。
⑤海水入侵。
(4)水资源污染严重、水环境日益恶化。
(5)水资源开发利用缺乏统筹规划和有效管理。蒸发有哪两种方式,有何影响因素?
水面蒸发和陆面蒸发;气温,湿度,日照,辐射,风速,蒸发能力和降水条件。我国河流径流的补给:①雨水补给:河流径流受降雨影响明显,是我国最主要的河流补给形式;②地下水补给:径流年内分配较均匀③冰川融雪补给:径流分布与热量同步④混合补给
河流水文分析计算方法①成因分析法(相关分析法)②地理综合发③数理统计法(水文频率曲线)
样本资料要求:①一致性②代表性③可靠性④独立性 第三章
1.简要回答地下水的形成、类型及地下水循环:
(1)储存在地表以下空隙(空隙、裂隙、溶隙)中的水称为地下水。地下水形成的基本条件是岩石的空隙性,空隙中水的存在形成,具有储水与给水功能的含水层的存在。(2)按地下水的埋藏条件把地下水分为三大类:上层滞水、潜水、承压水 根据含水层的空隙性质可分为:孔隙水、裂隙水、岩溶水
(3)地下水循环:含水层或含水系统通过补给,从外界获得水量,径流过程中水由补给处输送到排泄出,然后向外界排出。2.频率与重现期:
(1)当为了防洪研究暴雨洪水问题时,一般设计频率小于50%,则
T=1/P;(2).当考虑保证灌溉、发电及给水等用水建筑物时,设计频率P大于50%,则
T=1/(1-P); 3.表示径流的参数有哪些,简述其定义及计算方法
流量Qt:为单位时间内通过河流某一断面的水量,单位m3/s。
由实测的各时刻流量可绘出流量随时间的变化过程,称流量过程线,即Q-t线。径流总量Wt:指在一定的时段内通过河流过水断面的总水量,单位m3。径流模数M:为单位流域面积上产生的流量,单位m3/(s·km2)。
径流深度Rt:是设想将径流总量平铺在整个流域面积所得的水深,单位为mm。径流系数α:为某时段内的径流深度与同一时段内降水量之比。
4.地表水分区的基本原则:
(1)区域地理环境条件的相似性与差异性(2)流域完整性
(3)考虑行政与经济区划界线(4)与其他区划尽可能协调,5.分区方法
①根据气候、地质条件分区 ②根据天然流域分区 ③根据行政区划分区。6.岩石中水的存在形式?
结合水,重力水,毛细水,固态水,气态水。7.地下水的排泄方式?
泉水,河流,蒸发,人工排泄。
第四章
1.什么是水质、水质指标、水质标准
(1)水质:是指水和其中所含的物质组分所共同表现的物理、化学和生物学的综合特性。(2)水质指标:表示水中物质的种类、成分和数量,是判断水质的具体衡量标准。分三类①物理性水质指标。②化学性水质指标。③生物学水质指标。(3)饮用水水质标准:是保证饮用水安全的主要指标和依据。2.生活饮用水水质的评价包括哪些内容?
1,微生物指标:总大肠菌群,菌落总数等。2,毒理指标:砷,镉,铬,铅,汞等
3,感官性状和一般化学指标:色度,浑浊度,嗅和味,肉眼可见物,铁,锰,锌,铜等 4,放射性指标:总α放射性等
3.什么是成垢作用,锅垢的成分通常有哪些?锅垢对锅炉用水有什么影响?
成垢作用:水煮沸时,水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀,依附于锅炉
壁上形成锅垢,这种作用称为成垢作用。
锅垢的成分通常有:CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO、Mg(OH)
2、MgSiO3、A12O3,、Fe203及悬浮物质的沉渣等。影响:(1)影响传热,浪费燃料。(2)易使金属炉壁过热熔化,引起锅炉爆炸。4.什么是气泡作用,简述其如何评价。
气泡作用主要是指水沸腾时产生大量气泡的作用。
气泡作用可用气泡系数来评价,气泡系数按钠、钾的含量计算。5.什么是腐蚀作用,简述其如何评价:
腐蚀作用是水通过化学的、物理化学的或其他作用对材料的侵蚀破坏。水的腐蚀可以按腐蚀系数进行定量评价。按照水的酸碱性不同分别计算。
6.农田灌溉用水的水质情况主要涉及水温(南方15~25°,北方10~15°,<35°)水的总溶解固体和溶解的盐类成分水中所含盐类成分是影响农作物生长和土壤结构的重要因素,对农作物而言最有害的是钠盐。NAHCO3危害:腐蚀农作物根部,使作为死亡,还能破坏土壤的团粒结构;NaCl危害:能使土壤盐化变成盐土,使农作物不能正常生长,甚至枯萎死亡。
第五章
1,水资源供需平衡分析是指在一定范围内(行政、经济区域或流域)不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。
水资源供需平衡分析的目的:
(1)通过可供水量和需水量的分析,弄清楚水资源总量的供需现状和存在的问题;
(2)通过不同时期和不同部门的供需平衡分析,预测未来,了解水资源余缺的时空分布;(3)针对水资源供需矛盾,进行开源节流的总体规划,明确水资源综合开发利用保护的主要目标和方向,以期实现水资源的长期供求计划。2,可供水量及影响因素: 可供水量:是指不同水平年,不同保证率或不同频率条件下通过工程设施可提供符合一定标准的水量,包括区域内的地表水,地下水,外流域的调水,污水处理回用和海水利用等。
影响因素:来水条件,用水条件,工程条件,水质条件。3,水资源供需平衡分析的分类。
1,分析的范围考虑:计算单元的供需分析,整个区域的供需分析,河流流域的供需分析;
2,可持续发展的观点,:现状的供需分析,不同发展阶段的供需分析;
3,供需分析的深度:不同发展阶段的一次供需分析,不同发展阶段的二次供需分析; 4,用水的性质:河道外用水的供需分析,河道内用水的供需分析;
补充:水资源供需平衡的分析方法:典型年法,水资源系统动态模拟法。
供水保证率的概念是指多年供水过程中供水得到保证的年数占总年数的百分比 4,水资源供需平衡动态模拟与典型年法相比有何特点?
1)逐个时段模拟和预测,综合考虑供需动态变化,及随机性而引起的供需的动态变化 2)对整个地区的水资源进行动态模拟分析,由于采用不同的子区和不同水源的联合调度,考虑他们之间的相互联系和转化,反映地域空间时间上的供需不平衡性
3)仿真性好,能直观形象地模拟复杂的水资源供需关系和管理运行方面的功能。5,水资源供需平衡动态模拟分几个步骤;
(1)模型的建立,建立模型就是要把实际问题概化成一个物理模型,按照一定的规则建立数学方程来描述有关变量间的定量关系。
(2)调参与检验,在模型运行之前,必须对模型中有关参数进行确定以及对模型进行检验来判定该模型的可行性与正确性。(3)运行方案的设计。
供水系统从工程分类包括:蓄水工程、引水工程、提水工程和调水工程;按水源分类可分为地表水工程、地下水工程和污水再生会用工程类型;按用户分类可分为城市供水、农村供水和混合供水系统。
水资源供需平衡的分类:
从分析的范围考虑:计算单元的供需分析,整个区域的供需分析,河流流域的供需分析。从可持续发展观点可分为:现状的供需分析②不同发展阶段的供需分析。
从供需分析的深度可分为:不同发展阶段的一次供需分析,不同发展阶段的二次供需分析。按用水的性质可以划分:河道外用水的供需分析,河道内用水供需分析 作物需水量:作物在全生育期或某一时段内正常生长所需的水量。
灌溉制度:指作物播种前及全生育期内的进行适时适量灌水的一种制度。灌溉用水量:指灌溉面积上需要提供给作物的水量
第六章
1.地表水取水构筑物按其构造不同可分为哪几种形式?各自适用条件如何?
地表水取水构筑物按其构造形式不同可分为固定式取水构筑物、活动式取水构筑物、和山区浅水河流取水构筑物三类。
(1)固定式取水构筑物:按取水点的位置和特点,可分为岸边式、河床式及斗槽式。不同的构筑物形式,适用于不同的取水量和水质要求、不同的河床地形及地质条件,以及不同的河床变化、水深及水位变幅、冰冻及航运情况、施工条件、施工方法、投资及设备供应等情况。
(2)活动式取水构筑物:适用于水流不稳定,河势复杂的河流上。
(3)山区浅水河流取水构筑物:由拦河堤坝,冲沙闸,进水闸,或取水泵房等组成。适用条件:低坝,适用于枯水期流量特别小,水浅,不通航,不放筏,且推移质不多的小型山溪河流。
2.什么是岸边式取水构筑物?其构造组成?它的基本形式及特点、适用条件? ①定义:取水设施和泵房都建在岸边,直接从岸边取水的固定式取水构筑物 ②构成:集水井、泵房
形式:合建式岸边取水构筑物,分建式岸边取水构筑物(1)合建式岸边取水构筑物
特点:布置紧凑,总建筑面积小,吸水管路短,运行安全,维护方便;但土建结构复杂,施工较困难。
适用于河岸坡度较陡、岸边水流较深且地质条件较好、水位变幅和流速较大的河流。在取水量大、安全性要求较高时,多采用此种型式(2)分建式岸边取水构筑物
特点:①集水井和泵房分开建造,泵房可离开岸边;
②建于地质条件较好处,因此可使土建结构简单,易于施工;
③但吸水管较长,增加了水头损失,维护管理不太方便,运行安全性较差。
适用于当河岸处地质条件较差,以及集水井与泵房不宜合建,如水下施工有困难,或建造合建式取水构筑物对河道断面及航道影响较大时,宜采用分建式岸边取水构筑物。3.什么是河床式取水构筑物?它的基本形式及其构造组成是怎样的? ①定义:在河心设置进水孔,从河心取水的构筑物 ②构成:取水头部、进水管、集水井、泵房
形式:自流管式,虹吸管式,水泵直接吸水式,桥墩式,湿式竖井泵房,淹没式泵房
4.河床式取水构筑物常见的取水头形式有哪些?适用条件。取水头部设计的一般要求是什么?
取水头形式:
① 管式取水头部:适用于江河水质较好、洪水期浊度不大、水位变幅较小的中小型取水构筑物。
② 蘑菇式取水头部:适用于中小型取水构筑物。
③ 鱼形罩式取水头部:适用于水泵直接吸水的中小型取水构筑物。④ 箱式取水头部:适用于水深较小、含沙量少、冬季潜冰较多的河流。
⑤ 桥墩式取水头部:适用于中小型的取水构筑物和水深较小、船只通航不频繁的河流。⑥ 桩架式取水头部:适用于流速较小、水位变化不大、有足够水深、河床可打桩且无流冰的河流
⑦ 斜板式取水头部:适用于含沙量大、粗颗粒泥沙占一定数量、枯水期仍有较大水深和较大流速的河段,我国西南地区采用较多,对从山区河流取水的小型工程也较适用。
⑧ 活动式取水头部:适用于枯水期水深较浅、洪水期底部含沙量较大的山区河流,在中、小取水量(100~1400m3/h)时采用。取水头部设计的一般要求:
① 取水头部应设在稳定河床的主流深槽处,有足够的取水深度;
② 选择合理的外形和较小的体积,以避免对周围水流产生大的扰动,同时防止取水头部受冲刷,甚至被冲走;
③ 在可能的冲刷范围内抛石加固,并将取水头部的基础埋在冲刷深度以下; ④ 取水构筑物的取水头部宜分设两个或分成两格。
⑤ 取水头部应防止冰块堵塞和冲击,并防止船只、木筏碰撞。5.什么是浮船式取水构筑物?适用条件是什么?
浮船式取水构筑物由浮船、锚固设备、连络管及输水斜管等部分组成。
适用条件:河流水位变幅在10—40m或更大,水位变化速度不大于2m/h,取水点有足够的水深,河道水流平稳、流速和风浪较小、停泊条件好,河床较稳定、岸坡有适当的倾角(20~60度)。
6.缆车式取水构筑物的构造组成和适用条件是怎样的?
缆车式:构造组成:缆车,坡道,输水斜管,卷扬机房,活动接头。
适用条件:水位变幅10~35m、岸坡稳定、倾角为10o~28o、地质条件好的地段 7.斗槽式取水构筑物分为哪几种形式?如何进行选择?
(一)斗槽的类型按其水流补给的方向可分为顺流式斗槽、逆流式斗槽、侧坝进水逆流式斗槽和双向式斗槽。
(1)顺流式斗槽:适用于含沙量较高但冰凌不严重的河流。(2)逆流式斗槽:适用于冰凌情况严重、含沙量较少的河流。(3)侧坝进水逆流式斗槽:适用于含沙量较高的河流。
(4)双向式斗槽:适用于冰凌严重且泥沙含量高的河流。
(二)按照斗槽伸入河岸的程度,可分为:
(1)斗槽全部设置在河床内:适用于河岸较陡或主流离岸较远以及岸边水深不足的河流。(2)斗槽全部设置在河岸内:这种型式适用于河岸平缓、河床宽度不大、主流近岸或岸边水深较大的河流。
(3)斗槽部分伸入河床:其适用特点和水流条件介于以上二者之间。8.弯曲河段应如何选择取水位置?
凹岸泥沙不易淤积,水质较好,较好的取水地段。
9. 地下水取水构筑物有哪几种类型?简要叙述各类取水构筑物的适用条件。①管井:由井室、井壁管、过滤器及沉淀管构成,适用于任何岩性与地层结构;
②大口井:有井室、井筒及进水部分(井壁进水孔和井底反滤层)组成,适用于开采浅层地下水;
③复合井:由非完整式大口井和井底下设管井过滤器组成,适用于地下水较高、厚度较大的含水层,能充分利用含水层的厚度,增加井的出水量。
辐射井:由大口径的集水井与若干沿井壁向外呈辐射状铺设的集水管(辐射管)组成。适用于不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层,以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深度大的含水层。还可用于位于咸水上部的淡水透镜体开采。具有管理集中、占地省、便于卫生防护等优点;
④渗渠:通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成。分集水管和积水廊道两种形式。主要用于地下水埋深小于2m的浅层地下水,或集取季节性河流河床的地下水。
10.什么是管井,构造包括哪些?各部分功能如何?
定义:俗称机井,是地下水构筑物中应用最广的一种,适用于任何岩性与地层结构。组成:通常由井室、井壁管、过滤器及沉淀管构成。1)井室:安装水泵(深井泵、潜水泵、卧式泵)
2)井管:强度足够、光滑圆整、抗腐蚀、内径大于水泵最大外径100mm 3)过滤器(核心部分)
① 作用:保持取得最大出水量,延长使用年限 ② 组成:过滤骨架(管型、钢筋型)、过滤层(缠丝和滤网、砾石)③ 类型:缠丝、包网、填砾、笼(筐)状 ④ 直径、长度及安装部位
d≥d标定+50mm D≥Q/πLvn L不宜超过30m 4)沉淀管:2~10m,防砂
11.增加管井出水量措施有哪些?
(1)真空井法:是将管井全部或部分密闭,进行负压状态下的管井抽水,达到增加出水量的目的。
(2)爆破法:适用于基岩井。通常将炸药和雷管封置于专用的爆破器内,吊入井中预定位置起爆,以增强基岩含水层的透水性
(3)酸处理法:适用于可溶岩地区,以扩大串通可溶岩的裂隙和溶洞,增加出水量。12.管井在运行中出水量减少一般有哪几种原因及解决措施?
原因一:过滤器进水口尺寸不当,缠丝或滤网腐蚀破裂,接头不严或管壁断裂等赵成砂粒流入而堵塞。更换过滤器、修补或封闭漏砂部位。
原因二:过滤器表面及周围填砾,含水层被细小泥沙堵塞。用钢丝刷、活塞发、真空发洗井。原因三:过滤器表面及周围填砾,含水层被腐蚀胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物堵塞。用18%—35%工业盐酸清洗。
原因四:细菌繁殖堵塞。氯化发或酸化发。
原因五:区域性地下水位下降。回灌补充、降低抽水设备安装高度。原因六:含水层中地下水流失。隔断。
13. 根据集水和取水方式,井群系统可分成哪几类并简述其适用条件。1)井群系统:自流井井群 虹吸式井群 卧式泵取水井群 深井泵取水井群 14. 大口井、辐射井和复合井各适用于何种情况? 大口井:地下水较浅且较丰富的地方,辐射井:可开采厚度较薄(大口井不能开采)埋深大(渗渠不能开采)的含水层。复合井:用于地下水水位较高,厚度较大的含水层,能充分利用含水层的厚度。15. 大口井进水方式有哪几种?出水量理论计算与管井有何同异?(1)井壁进水、井底和井壁同时进水。(2)井壁进水按水量的计算公式 井壁井底同时进水时,出水量为井底与井壁进水之和
16.在什么条件下宜采用渗渠取水,有河流补给的渗渠一般有哪几种布置方式?
优点:截取浅层地下水,也可集取河床地下水或地表渗水,细菌较少,硬度低,矿化度低。缺点:施工条件复杂,造价高、易淤积,常有早期报废的现象,平行于河流布置,垂直于河流布置,平行和垂直河流组合布置。17. 渗渠出水量衰减一般由那些因素引起,如何防止?
(1)渗渠的於塞,除了重视河段的选择和合理布置渗渠外,还应控制取水量,降低水流渗透速度,提高反渗层的施工技术水平和施工要求。
(2)水源,设计时应全面掌握有关水文及水文地质资料,对开发地区的水资源状况及河床变迁趋势等影响水源的问题有正确的评价。第七章
节约用水(water conservation):基于经济、社会、环境与技术发展水平,通过法律法规、管理、技术与教育手段,以及改善供水系统,减少需水量,提高用水效率,降低水的损失与浪费,合理增加水可利用量,实现水资源的有效利用,达到环境、生态、经济效益的一致性与可持续发展。
城市节水措施主要有:加强宣传教育,提高全民节水意识;合理调整水价,运用经济杠杆推动节水工作;推广使用节水器具和设备;制定用水定额,逐步实行计划管理;保护城市供水水源,实现城市污水再生回用。
工业节水措施:调整产品结构,改进生产工艺,建立节水型工业;强化节水技术,开发节水设备,努力降低节水设施投资;加强企业用水行政管理,逐步实现节水法制化;提高工业生产规模,发挥规模经济效益。
农业节水技术:非充分灌溉;调亏灌溉;局部灌溉;控制性根系交替灌溉技术;波涌灌溉;渠系灌溉;田间节水与农艺节水;负压差灌溉;节水管理。
中水:再生水可供给工农业生产、城市生活、河道景观灯作为地质用水,其中办公楼、宾馆、饭店和生活小区等集中排放的污水就地处理后回用与冲洗厕所、洗车、消防、绿地等生活杂用 第八章
1.水资源保护的概念是什么,包括哪些内容?
水资源保护,从广义上应该涉及地表水和地下水水量与水质的保护与管理两个方面。也就是通过行政的、法律的、经济的手段,合理开发、管理和利用水资源,保护水资源的质、量供应,防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失,以满足社会实现经济可持续发展对淡水资源的需求。
水资源保护的任务和内容:
(1)改革水资源管理体制并加强其能力建设,切实落实与实施水资源的统一管理,有效合理分配;
(2)提高水污染控制和污水资源化的水平,保护与水资源有关的生态系统;(3)强化气候变化对水资源的影响及其相关的战略性研究;
(4)研究与开发与水资源污染控制与修复有关的现代理论、技术体系;
(5)强化水环境监测,完善水资源管理体制与法律法规,加大执法力度,实现依法治水和管水;
2.水质评价方法:一般统计法、综合指数法,数理统计法,模糊数学综合评价法,浓度级数模式法,hamming贴近度法。
下面几种用的较广泛:单要素污染指数法,内没落指数,地下水水质综合评价法
YUE JUN 地表水体污染的特点:可视性强,易于发现,循环周期短,易于净化和水质恢复。
地下水污染的特征:隐蔽性,难以逆转性,延缓性。水源污染的三要素:污染源 污染物 污染途径
水资源保护措施;①加强水资源保护立法,实现水资源的统一管理②节约用水,提高水的重复利用率③综合开发地下水额地表水资源④强化地下水资源的人工补给⑤建立有效的水资源保护带⑥强化水体污染的控制与治理⑦实施流域水资源的统一管理
人工补给地下水的目的:①补充地下水量,增大含水层的储存量,进行季节性和多年性调节②抬高地下水位,增加孔隙水压力,控制地面沉降③防止和减少海水入侵含水层④改善地下水水质⑤改变地下水水温(地源热泵原理)⑥保持地热、天然气和石油底层的压力
地下水源卫生防护带:第一带为戒严带,该范围内不得设置厕所、渗水坑、粪坑等污染源;第二带为限制带,在单井或井群的影响半径范围内,不得使用工业废水或生活污水灌溉,第三带为监视带,应经常进行流行病学的观察。
污染包气带土层治理:目前大多采用换土法、微生物治理技术、焚烧法、表面活性剂、吹脱法、植物修复等。
污染地下水治理:物化技术;生物净化技术;反应墙技术;抽出-处理技术。水资源优化配置:课本第329-332页
海绵城市:采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施即城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。水资源总量,某特定区域在一定时段内地表水资源与地下水资源补给的有效数量总和,即扣除河川径流与地下水重复计算部分
水资源可利用量:指在可预见的时期内,在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上,通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可资一次性利用的最大水量 水资源承载力:
第一类观点认为:水资源承载力是在一定社会经济技术发展条件,基于区域水资源总量概念,并结合区域实际特点,通过可持续利用达到最合理的社会、经济与环境等综合因素协调发展的水资源开发利用规模的最大限制,即水资源的最大开发容量。
第二类观点认为:水资源承载能力是从人类社会经济系统出发,以区域现有的社会发展水平和技术经济条件为基础,以生态环境可持续发展为原则,以合理的水资源优化配置为手段,水资源总量能够维持社会经济发展的最大能力。