水资源利用与管理课后题.docx
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水资源利用与管理课后题
水资源利用与管理》课后作业
第5章地表水资源的开发利用途径及工程
地表水资源有哪些特点？
这些特点中，哪些对人类开发利用水资源有利？
哪些不利？
答:
特点：
1、多为河川径流，因此流量大，矿化度和硬度低
2、受季节影响较大，水量时空分布不均
3、较为充沛，能满足大流量的需水要求
4、水质易受到污染，浊度相对较高，有机物和细菌含量高
5、采用地表水源时，在地形、地质、水文、卫生防护等方面均较复杂。
有利特点：
1、流量大。
有利于满足各种用水的水量要求，可以大量取水而不会对河流的生态造成太大的影响。
2、矿化度和硬度低。
有利于减少工业用水对水质处理的投资，同时对于农田灌溉有利于减少农田盐碱化的风险。
3、有机物和细菌含量高。
有利于利用天然河水发展养殖业，同时用于灌溉时可以提高土壤肥力。
不利特点：
1、特点2。
这加大了人类利用水资源的成本，而且对用水可靠性产生较坏的影响。
为了充分利用水资源，需要修建水利工程，如拦河坝等，这一方面对流域生态造成了影响，令一方面增大了投资。
2、水质易受到污染，浊度高。
这降低了用水的可靠性和安全性。
加大了水处理的投资。
3、特点5。
地表水资源开发利用工程有哪些?
各自具有哪些特点？
答：
1、河岸引水工程。
根据河流种类、性质和取水条件的不同，分为无坝引水、有坝引水和提水引水。
无坝引水的优点是可以去的自流水头；缺点水引水口一般距用水地较远，渗漏损失较大，且引水渠通常有可能遇到施工较难地段。
有坝引水适用于天然河道的水位、流量不能满足引水要求是，需抬高水位以便于自流引水的情况。
提水引水利用几点提水设备等，将水位较低水体中的水提到较高处，满足引水需要。
2、蓄水工程
包含挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物三类基本建筑物。
它具有径流调节作用，可根据年内或多年河道径流量，对河道内水量进行科学调节，以满足灌溉、发电或城市生活、生产用水等要求。
3、扬水工程
主要指泵站工程，根据泵站在水系统中的作用，泵站可以分为取水泵站、送水泵站、加压泵站和循环泵站。
泵站的设计需要有一套合理的机电设备及相应的建筑物。
4、输水工程
主要包括渠道输水和管道输水两种方式。
渠道输水主要用于农田灌溉；管道输水主要用于城市生产和生活用水。
输水工程的设计要符合一定的原则，满足经济可靠的要求，合理确定相应管径和管道流速。
地表水取水构筑物按其构造形式不同可分为哪几种类型？
各自的适用条件如何？
答：
1、固定式取水构筑物
又可分为岸边式、河床式和斗槽式。
其中岸边式和河床式应用较为普遍，斗槽式使用较少。
岸边式无需在江河上建吧，适用于河岸脚都，主流近岸，岸边水深足够水质和地质条件都较好，且水位变幅较稳定的情况，但水下施工工程量较大，且须在枯水期或冰冻期施工完毕。
河床式根据进水管形式的不同，可以分为自流管取水式、虹吸管取水式、水泵直接取水式和江心桥墩式。
它适用于主流离岸边较远，河床稳定、河岸较缓、岸边水深不足或水质较差，但河心有足够水深或较好水质式的情况。
2、移动式取水构筑物
它适用于水源水位变幅大，供水要求急或取水量不大时的请况。
具体可分为浮船式和缆车式。
浮船式适用于河床稳定，岸坡适宜，有适当倾角，河流水位变幅在10—35m或更大，水位变化速度不大于2m/h，枯水期水深不小于，水流平稳、流速和风浪较小，停泊条件较好的河段。
缆车式则适用于河流水位变幅为10—15m，枯水位时能够保证一定的水深，涨落速度小于2m/h，无冰凌和漂浮物较少的情况。
其位置宜选择在河岸岸坡稳定、地质条件好、岸坡倾角适宜的地段，如果河岸太陡，所需牵引设备过大，移车较困难；如果河岸太缓，则吸水管架太长，容易发生事故。
选择江河取水构筑物位置时应考虑哪些因素？
答：
1、水质较好
2、河床稳定，靠近主流和有足够的水深
3、地质、地形和施工条件好
4、避开人工建筑物和天然障碍物的影响
5、避免冰凌的影响
6、与河流的综合利用相适应
图
取水口1和7都不合理，因为这两点分布在河流的凸岸，水流速度较小，容易产生泥沙淤积。
取水口3、4、5也不合理，这三点靠近河流中分水岭（天然障碍物额），这里的河床容易产生冲刷或淤积。
而且在冰凌期时极易受到冰凌的冲击，造成取水构筑物的损毁。
取水点2和6也不合理。
这两三点虽然在河流凹岸处，但是没有避开凹岸主流的冲顶点。
最终选取8和9为最佳取水点。
岸边式取水构筑物的基本形式有哪些？
各有何特点？
适用条件如何？
答：
1、合建式
其特点是设备紧凑，总建筑面积较小，水泵吸水管路段，运行安全、管理和维护方便，应用范围广。
但合建式结构复杂，施工较为困难。
适用于岸边水深较大、河岸较陡、河岸地质条件良好、水位变幅和流速较大的河流才采用。
2、分建式
其趋势构筑物土建结构简单，易于施工，但水泵吸水管路长，水头损失大，运行安全性差，且对吸水管及吸水底阀的检修较困难。
它适用于当岸边地质条件差，进水间不宜与泵房合建式，或者分建对结构和施工有利时的情况。
分建时，进水间设于岸边，泵房建于岸内地质条件较好的点，但不宜距进水间太远，以面吸水管过长。
河床式取水构筑物的构造组成式怎样的？
常见的趋势头部形式有哪些？
分别适用于什么场合？
答：
河床式取水构筑物由泵房、集水间、取水头部和进水管组成。
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
适用于泥沙、漂浮物较多的中小型取水构筑物，因为蘑菇头较高，所以要求在枯水期仍有一定水深。
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，鱼形罩可焊接在吸水管上，或安装在吸水管的喇叭口外。
4、箱式取水头部
适用于水深较小、含沙量小、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建筑物和水深较小、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、河岸地质适宜打桩的河流。
7、岸边隧洞式喇叭口取水头部
适用于主流近岸，河滩不发育，岸坡较陡，地质条件较好的河段。
8、活动式取水头部
适用于枯水期水深较钱、洪水期底部含沙量较大的山区河流，多用于中小型取水构筑物。
9、斜板式取式头部
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。
什么是浮船式取水构筑物？
有哪些特点？
答：
浮船式取水构筑物是将取水设备直接安置在浮船上，有浮船、锚固设备、联络管及输水斜管等部分组成。
其特点是构造简单了，便于移动，适应性强，灵活性大，能经常取得含沙量较小的表水层，且无水下工程，投资省，上马快，浮船式取水需随水位的涨落拆换接头，移动船位，紧固缆绳，收放电线电缆，尤其水位变化幅度达的洪水期，操作管理更为频繁。
浮船必须定期维护，且工作量大。
浮船在改换接头时，也需暂时停止供水，且船体怕碰撞，受风浪、航运、漂木及浮筏、河流流量、水位的急剧变化影响大，安全可靠性差。
缆车式取水构筑物由哪几部分组成？
泵车设计有哪些要求？
答：
由泵车、坡道或斜桥、输水管和牵引设备等部分组成。
泵车设计的要求：
1、斜坡的坡度不宜过大，否则会导致牵引设备过大，移车困难；也不宜太缓，否则吸水管架太长，容易发生事故。
2、要根据用户要求，合理的确定泵的扬程和流量，进而选择出泵的型号与备用的设置。
3、要根据河流的水文条件，合理的确定泵车的运行高程，以避免在枯水期取不到水，在洪水期发生水淹泵车的事故。
4、供电电源要有保证
5、泵的进水口要合理选择，以免发生堵塞现象。
海水取水有什么特点?
其常用的构筑物形式有哪几种？
答:
：
特点：
1、含盐量高，腐蚀性强
2、海生生物多
3、受到潮汐和波浪的影响较大
4、泥沙淤积
形式：
引水管渠引水、岸边式取水、潮汐式取水
第6章地下水资源的开发利用途径及工程
地下水开发利用的优点和缺点。
——优点：
分布广泛，容易就地取水
水质稳定可靠
具有时间上的调节作用
减轻或避免了土地盐碱化
具备某些特殊功能，如用于工业，洗浴，甚至发电等。
缺点：
过度开采容易造成以下问题
形成地下水位降落漏斗
引发地面沉降、地面塌陷、地裂缝等地质灾害
泉水流量衰减或断流
引起海水入侵
引起生态退化
造成地下水质恶化
管井是由哪几部分组成的？
叙述管井施工的流程。
——管井主要由井室、井壁管、过滤器和沉砂管构成，管井又可分为单过滤器管井和多过滤器管井。
施工流程;
钻凿井孔—安装井管—填砾和管外封闭—洗井—抽水实验
大口井是由哪几部分组成的？
叙述大口井施工的流程。
——主要有上部结构、井筒、及进水部分。
施工方法：
1、大开挖施工法
在开挖的基槽中，进行井筒砌筑或浇注及铺设反滤层工作。
2、沉井施工法
在井位处先开挖基坑，然后在基坑上浇注带有刃脚的井筒；待井筒达到一定强度后，即可在井筒内挖土，利用井筒自重切土下沉。
集中式供水水源地的选择需要考虑哪些方面的因素？
——1、水源地的水文地质条件
首先从富水性角度考虑，水源地应选在含水层透水性强，厚度大、层数多、分布面积广的地段上。
其次，进一步考虑其补给条，取水地段应有较好的汇水条件，可以最大限度的拦截、汇集区域地下径流，或接近地下水的集中补给、排泄取。
2、水源地的环境影响因素
保证水质和供水的可靠性，应远离城市或工矿排污区的上游，避开易发生地面沉降、塌陷、地裂等有害地质作用的地段。
3、水源地的经济、安全性和扩建前景
在满足水量、水质要求的前提下，应靠近用户，少占耕地；应选在地下水浅埋或自流河段等。
简要叙述不同取水构筑物的适用范围。
——管井适用于开采深层地下水，井深一般在300m以内，可用于开采潜水和承压水，其含水层的厚度一般在5m以上或有几层含水层。
适用于任何砂、卵石、砾石地层及构造裂岩溶裂隙地带。
大口井适用于开采浅层地下水，一般在10m以内。
适用于补给条件良好，任何砂、卵石、砾石层。
渗渠可开的采地下水埋深在2m以内，含水层厚度一般为1—6m。
适用于补给条件良好，渗透性较好的中粗砂、粗砂、砾石或卵石层。
坎儿井用于开采潜水，埋深较浅，一般在10m以内，含水层厚度较薄。
辐射井的适应性较强，一般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、埋深较大的含水层，均可用辐射井开采。
第7章生活用水
以你所在的地区为例，设计一个分区用水量的计算方案。
——
我村现有2500人，设计年限内预期发展到3000人。
大部分房屋为2层，室内有给水龙头及卫生设备。
全村用水量最大的单位有养殖场，招待所，商业街，洗浴中心，冶炼厂，学校，造纸厂，砖厂，水泥厂等，具体见下表。
计算用水量如下：
1、居民生活用水量
用水普及率以80%计，按当地用水习惯和房屋卫生设备情况，最高日用水定额为60/,因此最高日用水量为：
2、各企业及建筑用水量
根据经验，各企业及建筑用水量如表7-1所示，总用水量：
表7-1各企业及建筑用水量（单位
）
编号
用户
用水量
编号
用户
用水量
1
养殖场
300
6
学校
150
2
招待所
10
7
造纸厂
200
3
商业街
200
8
砖厂
200
4
洗浴中心
200
9
水泥厂
300
5
冶炼厂
600
总计:
2160
3、未预见水量
采用上述两项用水量总和的15%，得:
4、最高日设计用水量
最高日用水量取为3000
。
5、消防用水量
取为消防用水量10L/s,同一时间内的火灾次数为2次。
第8章农业用水
分析一下水与农作物的关系。
——水与农作物的关系十分密切。
它是农作物正常生长发育必不可少的条件之一，对作物的生理活动、生长环境都有着重要的影响。
（一）水与农作物的生理活动
水是农作物的重要组成部分。
水是细胞原生质的重要成分。
水是光合作用的重要原料。
水是作物进行生化反应和吸收输送养分的介质。
水是保持作物固有形态的重要支撑。
水是维持作物叶面蒸腾的必备条件。
（二）水与农作物生长环境
水与土壤的含水量、含氧量、温度、养分含量密切相关。
水对弄农田小气候有影响。
什么是农业需水量和农业灌溉用水量，二者之间有何区别和联系？
——农业需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产是的需水量之和，包括植株蒸腾、株间蒸发、深层渗漏等。
灌溉用水量是指从灌溉供水水源所取得的总供水量。
具体又可分为：
毛灌溉水量、净灌溉水量和损失水量。
农业取水方式有哪些？
——1、地表水取水方式：
无坝引水、有坝引水、提水取水、水库取水等。
2、地下水取水方式。
灌溉渠系规划和田间工程规划的原则和内容是什么，应注意什么问题？
——灌溉渠系规划
1、干渠应布置在灌区的较高地带，尽可能自流控制较大的灌溉面积
2、渠系布置要求总的工程量和工程费用最小，并且工程安全可靠
3、灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，以便管理
4、布置时应考虑发挥灌区原有小型水利工程的作用，并应为上、下级渠道的布置创造良好的条件
5、灌溉渠系布置应和排水系统规划结合进行
田间工程规划
1、在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行
2、应着眼长远，立足当前，既要充分考虑农业现代化发展的要求，又要满足当前农业生产发展的实际需要，全面规划，分期实施，当年增产
3、因地制宜，讲求实效
4、以治水改土为中心，实行山、水、田、林、路综合治理，创造良好的生态环境，促进农、林、牧、副、渔的全面发展。
农业用水量如何计算，应考虑哪些主要因素，如何考虑？
——农业用水量包括农田灌溉用水量、渔业及林果地用水量。
其中，灌溉用水量的计算有直接法和间接法两种。
要考虑的因素：
1、灌溉水的利用效率
应综合考虑各级水的利用率，从供水源头到作物的吸收利用，具体来讲有：
渠系水利用系数（干、支、斗、农、毛等）、田间水利用系数。
2、作物的种类
不同作物的灌溉定额、灌溉时期、整个生理周期中的灌溉次数都是不一样的，应进行统计，然后进行计算。
特别当几种作物套种时，应特别注意。
3、用户类型
不同的用户类型，计算时所使用的方法可能有所不同，应进行考虑。
主要的农业节水措施包括哪些？
——传统的农业节水措施：
渠道衬砌、管道输水、小畦“三改”灌水技术、长畦分段畦灌、波涌灌溉、喷灌等。
新技术：
1、农艺节水：
地面覆盖、耕作改良、水肥耦合、抗旱品种选育、化学制剂等。
2、生理积水：
调亏灌溉、局部灌溉、控制性分根交替灌溉等
3、管理节水
现代农业节水研究重点和发展趋势是什么？
——日光温室与滴灌技术的完美结合
膜下滴灌节水效率之高可称世界之最，它比普通的滴灌还要节水，比喷灌、管灌等其他节水灌溉方式更优越。
微灌根据作物的需水规律,利用专门的设备将有压水源输送到作物附近或作物根系附近,适时、适量、均匀、连续、定量地湿润作物根系最发达的区域及供作物吸收利用的一种灌水方式,主要包括滴灌、微喷灌和涌流灌。
随着我国农业现代化的发展，利用污水、雨水、咸水灌溉，采用渠道衬里，新型灌溉手段等节水技术在一些缺水地区的推广也起到了相当好的效果，而这些技术手段还需要加大推广力度，各个地区都应该从本地的实际情况出发，因地制宜，选用恰当的节水技术，保障节水与农业增收、农作物品质、生态环境和谐共生。
随着技术进步和发展，拓展农业用水来源，减少输水损失，提高灌溉效率，同时通过物理、化学、生物等手段提高田间水利用率仍然是需要深入研究的问题，对农业节水高新技术的加大投入，是未来我国农业节水需要关注的重点。
第9章工业用水
简述我国工业用水的特点？
——用水量大
大量工业废水直接排放造成了水污染
工业用水的效率总体水平低
工业用水相对集中
简述工业用水量的分析计算方法？
——途径一：
直接计算法
根据工业用水量统计计算得到，因为工业用水一般都有比较完善的供水系统，可以控制和核算用水量大小。
途径二：
定额估算
根据当地统计分析，获得万元工业增加值用水量经验数据，再由当年工业增加值计算工业用水量。
定额估算法师一种间接估算，其关键是要通过统计得到比较准确的万元工业增加值用水量的经验数据，这是计算的基础。
简述工业节水的途径和措施？
——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，逐步实现节水的法制化；
提高工业生产规模，发挥规模经济效应。
第10章生态用水
为什么在进行水资源配置时，要保证生态用水？
——水资源是生态系统存在的基础，只有保障生态系统对水的需求，生态系统才能维持动态平衡和健康发展，进一步为人类提供最大限度的社会、经济、环境效益。
缺水是很多情况下生态系统遭到威胁的主要因素，合理配置水资源，确保生态用水对保护生态系统、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
叙述生态用水、生态需水、生态耗水之间的区别和联系。
——生态用水从广义上讲是指“特定区域、特定时段、特定条件下生态系统总利用的水分”，它包括一部分水资源量和部分常常不被水资源量计算包括在内的水分，如无效蒸发、植物截留量；从狭义上讲是指特定区域、特定时段、特定条件下生态系统总利用的水资源总量。
生态需水从狭义上是指以水循环为纽带、从维系生态系统自身的生存和环境功能角度，相对一定环境质量水平下客观需要的水资源量。
生态需水与相应的生态保护、恢复目标以及生态系统自身需求直接相关，生态保护、恢复目标不同，生态需水就会不同。
生态需水是相对合理的水量。
生态耗水是指现状多个水资源用户或未来水资源配置后，生态系统实际消耗的水量。
生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。
生态用水与生态需水、生态耗水之间既有联系又有区别。
通过生态需水的估算，能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人挤占的水资源量，它是区域水资源可持续利用与生态建设的基础，也是估计在一定的目的、生态建设目标或配置条件下，是生态用水大小的基础。
通过对生态用水和生态耗水的估算，能够分析人对生态需水挤占的程度，决策生态建设对生态用水的合理配置。
叙述河道内生态用水量与河道外生态用水量的计算方法。
——河道外生态用水
1、直接计算法
以某一区域某一类型植被的面积乘以其生态用水定额。
式中
—河道外生态用水，m3；
—第i类植被对应的面积，hm2；
—第i类植被年平均灌溉定额，m3/hm2；
N—乔木、灌木、草本等植被类型数量。
2、间接计算法
根据潜水蒸发量的计算来间接计算生态用水，即用某一植被类型在某一潜水位的面积乘以该潜水位下的潜水蒸发量与植被系数。
式中
—第i类植被在地下水位某一埋深式的潜水蒸发量；
K—植被系数。
河道内生态用水
1、受水利工程调控影响较小的河流
式中
—河道内生态用水量；
—河道天然径流量；
—供给河道外的经济用水量（生产、生活用水）；
—调出或流出本河段非生态用水量。
2、受水利工程调控影响较大的河流
式中
—受水利工程调控后的河道径流量；
—通过水利工程调度后的生态补水量。
3、从人工调控角度来计算
式中
—河道内生态用水量；
—通过水利工程调度后的生态补水量；
—从外流域的生态调水量；
—汛期洪水的人工回灌量；
—处理后的中水回用于河道景观的用水量。
简要叙述生态用水的主要保障措施。
——需水调节工程措施：
橡胶坝、翻板坝、溢流坝、节制坝
水利调度措施：
地下水回灌调节：
浅层地面渗水补给、深层地下水灌注补给、诱导补给法
退耕还林法：
第11章水资源配置与规划
、水资源规划与水资源配置之间的关系是什么？
——水资源配置是水资源规划的重要基础和不可或缺的重要内容，其重要意义主要体现在以下3个方面：
（1）有效的促进水资源的合理配置
（2）促进水资源开发、经济社会与环境保护之间的协调和可持续发展
（3）可实现社会、经济、环境效益的综合最优
水资源规划的重要意义如下：
（1）有效的促进水资源评价及其合理配置
（2）通过有计划的开发利用水资源，可保障经济社会的稳步发展，进一步改善或保护区域环境，促进区域人口、资源环境和经济社会的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展
（3）有效的保护水资源，环境水资源短缺、洪涝灾害和水环境恶化带来的多种社会矛盾
、简述水资源规划的原则、主要内容和工作流程。
——原则：
（1）遵守有关法律和规范
（2）全面规划，统筹兼顾
（3）系统分析和综合开发利用
（4）协调发展
（5）可持续利用
（6）因时、因地制宜
（7）依法治水
（8）科学治水
（9）实施的可行性
主要内容：
（1）水资源评价
（2）水资源开发利用情况调查评价
（3）节约用水
（4）水资源保护
（5）需水预测、供水预测、水资源合理配置
（6）总体布局与实施方案
（7）规划实施效果评价
工作流程
（1）现场查勘，收集、整理资料，分析问题，确定规划目标
（2）水资源及其开发利用情况调查评价
（3）节约用水和水资源保护
（4）供需水预测
（5）抑制需求和增加供水的方案设计
（6）水资源合理配置
（7）总体布局、实施效果评估
举例说明经济社会发展与水资源之间的相互作用关系。
——
（1）水资源是生命系统不可缺少的一种资源，是经济社会发展的基本条件
（2）经济社会发展的速度过快，水资源的压力也就不断增加
（3）水资源问题反作用于经济社会发展，并制约其发展
（4）经济社会发展为水资源的合理开发利用提供条件和保障
简述在进行水资源规划时，为什么要进行经济社会发展预测，各类经济社会指标预测的方法分别有哪些？
——在进行水资源规划时，需要进行供需水预测，即预测各规划水平年不同保证率下，各行业的需水水平和用水水平。
根据区域水资源条件极其承载能力，确定各规划水平年不同发展情景下的经济社会发展指标。
需水预测时要遵循以下原则：
（1）以各规划水平年经济社会发展指标为依据
（2）考虑率市场经济对需水增长的作用和科技进步对未来需水的影响，分析析研究工业结构变化、生产工艺改革和农业种植机构变化等因素对需水的影响。
（3）考虑水资源紧缺对需水增长的制约作用，全面贯彻节水方针，分析研究节水技术和措施的采用与推广等对需水的影响。
（4）重视现状基础资料调查，结合历史情况进行规律分析和合理的趋势外延，使需水预测符合区域特点和用水习惯。
预测方法：
（1）指标量值的预测方法
趋势外推法、多元回归法和经济计量模型
（2）用水定额的预测方法
需要预测的用水定额有各行业的净用水定额和毛用水定额，采用定量预测方法，包括趋势外推法，多元回归法与参考对比取值法等。
其中，参考对比取值法可以结合节水分析成果，考虑产业结构及其布局调整的影响，并可参考有关省（自治区、直辖市）相关部门和行业制定的用水标准，再经综合分析后确定用水定额，此法常用。
通常在作水资源规划时，要进行经济社会发展预测，同时要参考地区经济社会发展规划，如果预测结果与规划结果差距较大，即相应需水量预测结果相差较大，如何处理这个矛盾？
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