黄万里文集-第13节
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无霜期内气温分布的具体条件安排的。这种安排总是使农业用水比平均气候提供
的条件要高一些，遇丰水年可收获多些，足够抵销枯水年的欠收，以尽量发挥自
然界提供的气温、日照和降水的条件。唯其如此，我国才可能支持偌大的人口。
尽管还有许多客水资源未曾充分引用，在华北、东北；西北充其量加以利用后，
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他们有限的水资源总量是可能估计清楚的，这些年水量分别除以当年享有的水量
可以反映各地水资源贫乏的程度；但是必须同时指明各地相应的无霜期、气温、
日照等条件，才能作有意义的比较。至于华南、东南、西南、水资源可以得到充
分的供给后还有余，把自然年流量除以当地人口，所得人均年水量并不能因它少
于其他国家而表示我国水资源贫乏；因为我们已经充分利用了水资源还余，他们
地广人稀，故而河中剩余的水很多，人均年水量很大。相反地，这恰恰说明我国 人民的勤劳和智慧。
五、总 结
《自然学报》1989 年 1O 月第四卷第四期登载了作者上列题目一文，编者按
语有“作者认为我国水资源丰富，这是一种新的观点。……欢迎来文展开讨论。”
此后 5 卷 1 期载出黄让杏、何希严先生等文章。下面总结个人意见，详见中国地
理学会水文专业委员会第五次全国学术会议论文集，黄万里：《论降水、川流与水 资源的关系》。
一、人类在四方面利用自然水作为资源：（1）水量资源包括生活、工业、农
业和减污用水，（2）水体资源包括航道和环境用水，（3）水能资源，（4）水产资
源。后三种用水并不或较少消耗水量，通常所称水资源是指本地区后三种水在原 来利用着的情况下的水量资源。
二、农业用水占总用水量的绝大部分。由本地区的有效雨量直接供给的是主
水资源，它往往不能及时，其总量又常不足。例如我国两广年雨量多达 2000 毫米，
合每亩水量 1；333m3 ，仍不能及时地供应三茬农作所需的 2000m3 ，还须吸取川流。
凡从本地以外引用的地面迳流、地下潜流或川流，称客水资源。生活和工业用水 需量对比农业用水很小，只能取自川流和井流。
三、那些从地面上留不住的径流和地下潜流进入河槽，成为川流。这是地区
用水剩余下来、排向下游，最终出海，包括洪流在内的水流。当然川流中一部分
还可抽起来利用，但受着许多限制：在通航河道里必须保留足够的水流以维护航
行所需的吃水深度。在不通航河道里必须保留适量的减污流水。在汛期内洪流是
不值得调蓄的废弃水流。所以川流全部根本不是地区的水资源。我国河川年总量
2。71×1012 m3 中有 2。46×1012 m3 年水量出海，乃是全国用剩余的年流量，并非水
资源。所谓我国人均年水资源量 2；600m3 ，列为世界第 88 位，是错误的。
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四、水资源的多少决定于：（1）可耕地的面积，（2）本地无霜期内气温、湿
度和日照等气候条件，（3）这期间的有效雨量和（4）值得从他处调用的迳流或川
流成为客水资源。
五、我国是全世界水资源最丰富的大国，其时空分布也较合适。这可以从水
文气象原理、实测有效雨量和引用川流，及人口实用水量统计几方面来证明。我
国在各地区耕地上无霜期内所利用到的有效雨量与引用川流量所合成的水资源总 和，在全球为第一位，所谓第六位是指剩余的川流。
六、我国和北美东部同属大陆气候，却较西欧海洋气候同在西风带的有效雨
量为多。后者虽西滨大西洋，气候温湿，因而陆海气压差较小，西部平原成雨少，
伦敦、柏林等年雨量只有 550mm，且冬季雨多，年只一熟，毫无用处。欧州山区
和北欧雨多，地寒无补于农。只有南欧地热可种两季，雨却不及北欧多。苏加北
美皆冬季雨多，年只一熟，川流多而无用。唯有我国东南广大平原，年两熟至三
熟，降雨 1000 至 2000mm，且植水稻，山地面积三倍于平原，客水亦丰，西北东
北地广天寒，降水足供一熟。时空分布皆称善。
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关于以堰流水位量测不定流问题 *
？Q
缘起：在目前水沙流分析中大多假设恒定的水流和水沙流，以致忽略了 和
？t
？Q ？Q
的作用。从水文站实测资料中可以看到，河床冲淤和含沙改变受到 比 Q
？x ？t
？Q ？Q
（恒定的）的作用大得多。在试验中因随时程 t 变化的输沙率 G 是 Q， ，
？t ？x
？Q ？Q
的函数，而 Q 和 ， 又不便实测，只能通过下游控制着的堰流水位 H 推算，
？t ？x
但 H 又是 t，x 的函数。所以我们必先得出不定流的 H~Q 关系。（河道中的和试验
？ ？H
？H ？
槽中的水位流率关系线），不定流中，Q = Q ？ H ； ； ？ （1）。这种关系式至今
？ ？t
？x ？
水力试验手册中缺少，实为当前迫切需要研究的课题。
？ ？Q ？Q ？
有了此式（1），才能进而试验研究 G = G
？ Q； ； ；？ ？ （2），即河槽或试
？ ？t ？x ？
？Q
验槽中输沙率 G 受水流 Q 和 等的影响，这是后话，也是不可缺的水沙流研究
？t
？Q
课题。这题将大大改进目前 G 的变化，只随 Q 而不随 ， ？ 的落后状态。
？t
再向前追究一步：目前人们通用的 Chezy C 或 Manning n 都是在恒定流基础
上试验或推算出来的，据此假定不定流时这糙度系数保持不变，这是不合实际的。 这是第三个需要研究的课题，即不定流中的 C，n 值。
适吕孝祺等同志去山西省想制订支流上一般性的 H~Q 关系，小水时可持恒
定流用三角堰量出，大水时非研究上述（1）的关系。我们不妨联系原待研究的课
题合起来研究。
* 手稿，1989 年 10 月 18 日。
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枯水的 H~Q 关系
必须建立两个缺口水文站，分别在河道上下游，小的可用三角堰，用传统的
堰流系数，专用于量测枯水期或中水期的 H~Q 关系。那时水流稳定，河槽也少变
动，从试验槽中得出的传统系数可以可靠地移用于溪沟中。但它要保证洪水时不 被冲毁，超过一定 Q 即改用洪水的测流设备。
洪水的测流设备——堰流设备
？Q ？Q
高水位的洪流根本没有恒定的，即 ？ 0 ， ？ 0 。其时 Q 并不单随 H 而
？t ？x
变，即一定的 H 没有一定的 Q，而另随着涨势和起涨 H~Q 点而异，呈绳套现象：
图 1…a 涨水、落水的水位流量关系
图 1…b 不定流中的 H~Q 绳套
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图 1…c 不定流的时程
？Q ？Q
图 1…a 示在恒定流中当 H=H1 ， = 0 ，Q = H1 A ，而在涨水期间则 》 0 ，
？t ？t
Q = H1 B 》 H1 A ，落水时则 1 1
？Q
《 0 ，Q = H C 《 H A 。可以相差很大。涨水时的
？t
？H ？Q
额外 ？Q = AB ，其大小要看起涨点 3 的 H3 和 Q3 的大小和涨水率 ， ；反
？t ？t
？Q ？H
之，落水时的，？Q = AC ，要看起落点 4 的 H4 和 Q4 的大小和落水率 和 。
？ ？Q ？
？t ？t
？Q
∴ Q = Q ？ H ； H o ； ？ ，H0 起涨水位，或始落水位，可能还和 有关，此
？ ？t ？ ？x
式及其有关自变量是我们研究的目标。
= 0 ，其时
？Q
注意图 1…b、1…c 在点 4，Q = Qma x 处，而不．是．在 H = Hma x 处， ？t
Q = 临时性的 max，而是一个临．时．的．稳．定．或恒．定．，这点可以作为恒定 H~Q 线的一
Q
点。我们实测所直接得到的只有 H = Hma x ，所需用的 Qma x 的相应 H 须间接推
max
出。建议在试验槽中也用不定流定出各 H~Q 点，可用来和恒定流的 H~Q 点比较。
试验槽的进口建议离缺口控制处有相当距离，进口用水管，设有量流的设备，
如电磁计流器或 Ventuli meter，首先得出起点的 Q~t 资料。通过静水栅闸后留一
段距离，他年作为泥沙从河床冲淤的观测地段。未端为测流堰和跌水，迳入量水
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槽，有自记水位计和自记测重仪。（北京医院有 B…超量人尿的 Q 时程线，其功能
合我们的要求。）由此再得出一次 Q~t 线和 H~t 线，也得出各种要求的参量。
缺口若为了便于移用在实际溪沟中放大了设备，最好用宽顶堰，两岸无紧缩，
若嫌堰太长，Ogee 落水线型又不易准，则不得不加紧缩，改用梯形缺口。那样又
多了一个紧缩的标准。要考虑试验槽中得出的每米宽的堰长所相应的 H~Q 关系是
否能直接应用到实际的溪沟里。
量测堰流的水位 H 应按规定设在堰上游一定距离，那里须设自记水位计，试
验槽中的这个距离未必可简单地移用于实际溪沟中，两个的距离关系须待研究， 也许须按 Froude 定律推算。
紧缩过水断面的测量设备
另一种测流法是在某一河道断面上两岸加设紧缩水流的突出建筑，如图：
图 2 紧缩过水断面的测量设备示意
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∵Δx 近，时段Δt 小，可能可假设和恒定流一样。是否一样应从试验中证
A2
实可作这样假设。于是 Q = A1V1 ≈ A2V2， V1 = V1
A1
V 2 ？ V 2
V 2 ？
A2 ？
H = ＋ h f
= ？1 ？ ？ ＋ h
2 1 2
2g 2g ？
2
2 f
A1 ？
1
V2 =
2 g （H ？ h f ）
，
1
A2
A
？ 2
2
1
Q = A2
2 g （H ？ h f ）
A2
A
？ 2
2
1
实验得出，由于紧缩的影响，损能不少，故实际 Q 小于上式的 Q，通常加上
一个系数 K：
1
Q = KA2
2g （H ？ h f ）
A2
A
？ 2
2
1
以往试验得出：
K = 0。65——尖边缩口
K = 0。80——尖方边桥墩类建筑
K = 0。95——圆边缩口，45o 翼墙。
这 K 须待对一定紧缩物的形状作实验。这里须有两个自记水位计测 A1 及 A2 。
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论降水、川流与水资源的关系 *
一、论自然川流和利用的水资源
人类利用自然水作为资源有下列四个方面：（1）水量资源，包括生活、工业、
农业与减污用水；（2）水能资源；（3）水体资源，包括维持航道吃水、宽度及通
航长度所需的水流；（4）水产资源。通常所称水资源都是指本地区在原来利用着
的水能、水体和水产诸资源不变的情况下的水量资源。所谓可能利用的水资源是
指对水资源综合利用通过最优规划下最大需要的水量资源。这宜于先统计出已利
用的水量资源，再在综合利用规划下推算其可增用的水量，合成为可能利用的水 资源。
在四种水量资源中，农业用水占大部分，其它需水较少：全国相应为 88％和
12％，北京市为 67％和 33％。
农业用水的主要水资源来自本地区天然降水的有效雨量，土壤里储存的和从
地下水吸上来的毛细管水和粘着水，是为主水资源。又从上游淌下来的地面径流
或人工引导来的灌溉水流则为客水资源。那些留不住的地面径流和地下潜流进入
河槽，成为川流。这是地区用水剩余下来的，排向下游，最终出海包括洪流在内
的水流。当然它还可部分抽起来利用，但在通航河道里必须保留部分水流以维持
航道吃水，在不通航的河道里必须保留少量的释污流水，在汛期内洪流是无法调
蓄而废弃的水流，所以川流根本不是地区的水资源。虽然生活和工业用水只能取
自川流，但其总量中全国出海年达 23000 亿立方米，乃是剩余水量，并非水资源。
估算地区的水资源，在较小的面积（如 1 万平方公里内），可以依据当地有
效雨量、灌溉和抽井水量推算。但在大面积的流域里，沿河灌排水有出有入，逐
段推算十分繁琐，宜按全域各水文因素平均年水量的平衡方程推算：
？
P ？ ？E ？ ？ （R ？ r ） = S ↗
式中 P 为降水量；E 为非利用水的地面水面蒸发量；R 为川流量；r 为从河中取用
* 发表于中国地理学会水文专业委员会《第五次全国学术会议论文集》，1991。
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的扣除排回的实用水量；S 为所利用的水资源量。
由此可见，在地区一定的降�
