水資源規(guī)劃及利用第三章

第三章

水資源開發(fā)利用第一章

目錄第一節(jié)水資源開發(fā)利用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展第二節(jié)水資源綜合規(guī)劃第三節(jié)水資源需求分析第四節(jié)水資源供需平衡分析第一節(jié)

水資源開發(fā)利用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水資源與人類發(fā)展水是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，為人類生存和發(fā)展所必不可少，水量、水質(zhì)、水能、水域和水體均各有用途。水資源開發(fā)利用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水利作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障條件和約束條件。水資源承載能力:在一定社會(huì)歷史發(fā)展階段，以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以維系良好的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)為條件，經(jīng)合理配置，水資源對(duì)城市人口、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的最大支撐能力或限度。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同時(shí)可以促進(jìn)水資源的合理開發(fā)利用。以水資源的可持續(xù)利用保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展制定水資源開發(fā)利用戰(zhàn)略的緊迫性我國(guó)水資源開發(fā)利用戰(zhàn)略調(diào)整：第一次調(diào)整（1949～1958），“以需定供，單純開源”。第二次調(diào)整（1959～1978），“開源為主，提倡節(jié)水”。第三次調(diào)整（1979～1988），“開源與節(jié)流并重”。第四次調(diào)整（1989~1999），“開源、節(jié)流與治污并重”第一節(jié)

水資源開發(fā)利用與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展我國(guó)21世紀(jì)水資源開發(fā)利用的總體戰(zhàn)略，必須以水資源的可持續(xù)利用支持我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，從以下八個(gè)方面實(shí)行戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變：人與洪水協(xié)調(diào)共處的防洪減災(zāi)戰(zhàn)略

以建設(shè)節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)用水戰(zhàn)略節(jié)流優(yōu)先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略以源頭控制為主的綜合防污減災(zāi)戰(zhàn)略保證生態(tài)環(huán)境用水的水資源配置戰(zhàn)略以需水管理為基礎(chǔ)的水資源供需平衡戰(zhàn)略解決北方水資源短缺的南水北調(diào)戰(zhàn)略措施與生態(tài)環(huán)境建設(shè)相協(xié)調(diào)的西部地區(qū)水資源開發(fā)利用戰(zhàn)略第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃·

水資源規(guī)劃的目標(biāo)和原則水資源綜合規(guī)劃的目標(biāo)：為我國(guó)水資源可持續(xù)利用和管理提供規(guī)劃基礎(chǔ)，要在進(jìn)一步查清我國(guó)水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀、分析和評(píng)價(jià)水資源承載能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)水資源的要求，提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)和綜合治理的總體布局及實(shí)施方案，促進(jìn)我國(guó)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，以水資源可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。水資源規(guī)劃的目標(biāo)包括整治和興利兩類。水資源規(guī)劃的多目標(biāo)性，協(xié)調(diào)各種目標(biāo)之間的矛盾，滿足不同利益部門，包括自然生態(tài)環(huán)境對(duì)水的需求，是現(xiàn)代水資源規(guī)劃最基本的內(nèi)容。第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃水資源規(guī)劃應(yīng)遵循以下原則：全面規(guī)劃協(xié)調(diào)發(fā)展可持續(xù)利用因地制宜依法治水科學(xué)治水與其他規(guī)劃相協(xié)調(diào)第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃水資源規(guī)劃的步驟問(wèn)題剖析階段社會(huì)調(diào)查界定規(guī)劃地區(qū)范圍明確資源利用方向分析資源潛力遠(yuǎn)景趨勢(shì)預(yù)估選定規(guī)劃目標(biāo)（經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)目標(biāo)）規(guī)劃或管理模型制定階段方案篩選與優(yōu)化階段確定可能的規(guī)劃措施規(guī)劃措施的分類組合編制規(guī)劃方案第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃影響評(píng)價(jià)階段鑒別影響源估量影響大小說(shuō)明影響范圍規(guī)劃方案評(píng)價(jià)階段目標(biāo)滿足程度評(píng)價(jià)效益指標(biāo)評(píng)價(jià)合理性檢驗(yàn)確定規(guī)劃方案工程實(shí)施階段運(yùn)行、反饋與調(diào)整階段第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃·水資源規(guī)劃的內(nèi)容水資源規(guī)劃的任務(wù)和內(nèi)容（圖3-1）。圖

3-1

水資源規(guī)劃總體內(nèi)容示意圖（引自《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱》）第二節(jié)

水資源綜合規(guī)劃水資源規(guī)劃的各個(gè)環(huán)節(jié)之間相互關(guān)系（圖3-2）

水資源配置思路（圖3-3）第三節(jié)

水資源需求分析需水量計(jì)算項(xiàng)目（圖3-4）圖3-4需水量計(jì)算項(xiàng)目匯總第三節(jié)

水資源需求分析生活需水預(yù)測(cè)

分城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民兩類，用人均日用水量方法預(yù)測(cè)。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人均收入、水價(jià)、節(jié)水、用水定額，并結(jié)合生活用水習(xí)慣和現(xiàn)狀用水水平等情況確定，分基本方案和強(qiáng)化節(jié)水方案制定用水定額。年內(nèi)需水過(guò)程確定計(jì)算公式（3-1）第三節(jié)

水資源需求分析農(nóng)業(yè)需水預(yù)測(cè)農(nóng)田灌溉需水

井灌區(qū)、渠灌區(qū)和井渠結(jié)合灌區(qū)，根據(jù)灌溉水利用系數(shù)，計(jì)算其凈灌溉需水量和毛灌溉需水量。分基本方案和強(qiáng)化節(jié)水方案制定灌溉水利用系數(shù)。

農(nóng)田灌溉定額與農(nóng)作物種類、當(dāng)?shù)厮Y源條件、復(fù)種指數(shù)等有關(guān)，有條件的地區(qū)可用降雨長(zhǎng)系列計(jì)算方法設(shè)計(jì)灌溉定額，若采用典型年方法，則應(yīng)分別提出降雨頻率為50%、75%和95%的灌溉定額。灌溉定額：水資源比較豐富的地區(qū)，一般采用充分灌溉定額；水資源比較緊缺的地區(qū)，一般可采用非充分灌溉定額。計(jì)算公式(3-2)第三節(jié)

水資源需求分析林牧漁業(yè)需水組成：林果地灌溉、草場(chǎng)灌溉、牲畜用水和魚塘補(bǔ)受降雨條件影響較大

根據(jù)凈灌溉定額和灌溉水利用系數(shù)，確定林地和草灌溉凈需水量和毛需水量預(yù)測(cè)。計(jì)算公式（3-3）農(nóng)業(yè)需水量月分配系數(shù)現(xiàn)狀年可通過(guò)典型調(diào)查確定，各規(guī)劃水平年可根據(jù)種植結(jié)構(gòu)及灌溉制度推算。第三節(jié)

水資源需求分析工業(yè)需水預(yù)測(cè)分高用水工業(yè)、一般工業(yè)和火（核）電工業(yè)三類。

高用水工業(yè)和一般工業(yè)需水采用萬(wàn)元增加值用水量法進(jìn)行預(yù)測(cè)，火（核）電工業(yè)采用發(fā)電量單位（億kWh）用水量法進(jìn)行需水預(yù)測(cè)，并以單位裝機(jī)容量（萬(wàn)kw）用水量法進(jìn)行復(fù)核。

按當(dāng)?shù)匾阎贫ǖ墓I(yè)用水定額標(biāo)準(zhǔn)，可作為工業(yè)用水定額預(yù)測(cè)的基本依據(jù)。遠(yuǎn)期參考用水水平比較先進(jìn)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)有的工業(yè)用水定額水平結(jié)合本地發(fā)展條件確定。

預(yù)測(cè)方法：重復(fù)利用率法、趨勢(shì)法、規(guī)劃定額法和多因子綜合法等。

充分考慮：生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、用水水平、節(jié)水、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、誰(shuí)家、取水條件等影響因素對(duì)用水定額的影響。年內(nèi)需水過(guò)程確定計(jì)算公式（3-4）第三節(jié)

水資源需求分析建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)需水預(yù)測(cè)

建筑業(yè)需水預(yù)測(cè)以單位建筑面積用水量法為主，以建筑業(yè)萬(wàn)元增加值用水量法進(jìn)行復(fù)核。

第三產(chǎn)業(yè)需水用萬(wàn)元增加值用水量法進(jìn)行預(yù)測(cè)，分基本方案和節(jié)水方案制定用水定額。建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)用水量年內(nèi)分配比較均勻。計(jì)算公式（3-5）第三節(jié)

水資源需求分析需水量預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)

“直接預(yù)測(cè)”方式：分別預(yù)測(cè)城鎮(zhèn)和農(nóng)村需水量預(yù)測(cè)，然后相加；

“間接預(yù)測(cè)”方式：先計(jì)算分區(qū)需水量預(yù)測(cè)，再進(jìn)行城鎮(zhèn)和農(nóng)村需水量分配。生態(tài)環(huán)境需水

生態(tài)環(huán)境用水：生態(tài)環(huán)境修復(fù)與建設(shè)或維持現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境質(zhì)量所需要的最小需水量。

根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)目標(biāo)，進(jìn)行生態(tài)環(huán)境需水預(yù)測(cè)，包括預(yù)測(cè)的基本原則、內(nèi)容及要求。分河道內(nèi)和河道外兩類生態(tài)環(huán)境需水口徑分別進(jìn)行預(yù)測(cè)：河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水：為維持河道基本功能和河口生態(tài)環(huán)境。

河道外生態(tài)環(huán)境用水：用于湖泊濕地生態(tài)環(huán)境與建設(shè)、城市景觀。第三節(jié)

水資源需求分析預(yù)測(cè)方法：河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水：由多年平均最小生態(tài)基流量、壓咸流量、多年平均汛期輸沙流量等確定；城鎮(zhèn)綠化用水、防護(hù)林草用水等以植被需水為主體的生態(tài)環(huán)境需水量，采用灌溉定額的預(yù)測(cè)方法；濕地、湖泊、城鎮(zhèn)河湖補(bǔ)水等，以規(guī)劃水面面積的水面蒸發(fā)水量為其生態(tài)環(huán)境需水量；其它生態(tài)環(huán)境需水，結(jié)合各分區(qū)、各河流的實(shí)際情況采用相應(yīng)的計(jì)算方法。（3-6）河道內(nèi)其它需水預(yù)測(cè)航運(yùn)、水電、漁業(yè)、旅游等需水量預(yù)測(cè)。需水預(yù)測(cè)匯總與成果合理性分析河道外需水量的城鄉(xiāng)分布河道內(nèi)需水量匯總城市需水量匯總第四節(jié)

水資源供需平衡分析概述水資源供需平衡分析：在一定的行政、經(jīng)濟(jì)區(qū)或流域范圍內(nèi)不同時(shí)期的可供水量和需水量的供求關(guān)系分析。水資源供需平衡分析的目的：弄清水資源總量的供需狀況；了解水資源余缺的時(shí)空分布；

進(jìn)行開源節(jié)流的總體規(guī)劃，明確水資源綜合開發(fā)利用保護(hù)的主要目標(biāo)和方向。水資源供需平衡分析的原則近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合流域和區(qū)域相結(jié)合綜合利用和保護(hù)相結(jié)合水資源供需平衡分析的方法常規(guī)方法和系統(tǒng)分析法；典型年法和系列法；確定性資料分析法和隨機(jī)分析法。第四節(jié)

水資源供需平衡分析水資源供需平衡分析的典型年法針對(duì)選定的典型年，分階段進(jìn)行可供水量和需水量平衡計(jì)算對(duì)比分析，最后匯總反映出全區(qū)域范圍水的供需余缺。現(xiàn)狀供需分析現(xiàn)狀實(shí)際供水量和實(shí)際用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)。進(jìn)行水量平衡校核?，F(xiàn)狀供需狀況及分析（表3-2、表3-3）第四節(jié)

水資源供需平衡分析第四節(jié)

水資源供需平衡分析典型年法中供水保證率的概念（3-7）兩種計(jì)算供水保證率的方法：

“縱向”：今后多年供水過(guò)程中有保證年數(shù)占總供水年數(shù)的百分?jǐn)?shù)

“橫向”：把某系列各年的來(lái)水都放到給定年份進(jìn)行供需分析，計(jì)算其有保證的年數(shù)占系列總年數(shù)的百分?jǐn)?shù)。水資源供需平衡分析中典型年法的供水保證率的理解和計(jì)算。供需分析不平衡時(shí)，部門不同，其缺水程度及影響也不同；不同的用水部門，其保證率應(yīng)不同。不同發(fā)展階段（水平年）的供需分析注意其上游用水變化。用水預(yù)測(cè)要符合實(shí)際。

在供需分析不平衡的情況下，要反饋分析實(shí)現(xiàn)平衡的措施、方案和計(jì)劃。供需平衡分析列表與現(xiàn)狀年分析類似。第四節(jié)

水資源供需平衡分析水資源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬分析水資源系統(tǒng)水資源開發(fā)利用系統(tǒng)組成（圖3-5）圖3-5區(qū)域水資源系統(tǒng)組成第四節(jié)

水資源供需平衡分析水資源系統(tǒng)供需平衡的動(dòng)態(tài)模擬分析長(zhǎng)系列動(dòng)態(tài)模擬方法的優(yōu)點(diǎn)水資源供需平衡問(wèn)題的特點(diǎn)：由若干層子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)；系統(tǒng)之間存在著相互關(guān)聯(lián)、依賴和制約的關(guān)系。系統(tǒng)有一個(gè)或多個(gè)服務(wù)目的或目標(biāo)。系統(tǒng)是可以控制（設(shè)計(jì)和管理）的。系統(tǒng)分析的優(yōu)點(diǎn)：逐時(shí)段分析，比典型年法更具有代表性；來(lái)水和用水的動(dòng)態(tài)性逐時(shí)段得到反映；

仿真性好，可以按不同調(diào)度方案運(yùn)行模型，便于了解不同時(shí)間不同地區(qū)的供需狀況和采取對(duì)策措施的效果。它可以計(jì)算出明確的各部門的供水保證率。第四節(jié)

水資源供需平衡分析動(dòng)態(tài)模擬分析方法系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分為模擬模型和優(yōu)化模型，求解模型的方法也分為模擬和優(yōu)化方法。動(dòng)態(tài)模擬模型方法的基本思路：將某一區(qū)域的水資源系統(tǒng)，根據(jù)其物理原理，規(guī)劃方案運(yùn)行策略建立一個(gè)整體模擬模型，運(yùn)行這一模型（計(jì)算），分析解釋該模型的輸出，得出水資源供需平衡結(jié)果和規(guī)劃方案。第四節(jié)

水資源供需平衡分析模擬模型的建立、運(yùn)行和檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⑺畮?kù)的調(diào)度物理模型（圖3-6）：a）一個(gè)有進(jìn)、出口的水池；b）在系統(tǒng)分析中簡(jiǎn)化為一個(gè)水庫(kù)結(jié)點(diǎn)；c）在計(jì)算機(jī)框圖中則為水庫(kù)調(diào)度模塊。圖3-6水庫(kù)調(diào)度模型示意圖第四節(jié)

水資源供需平衡分析水庫(kù)調(diào)度各變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系：（3-1）模擬模型的組成：輸入、輸出輸入水文、經(jīng)濟(jì)、參數(shù)，輸出系統(tǒng)對(duì)輸入激勵(lì)的響應(yīng)（水資源供需平衡中各時(shí)段的供需數(shù)量，余缺情況和各需水部門的供水保證率，地下水位變化及各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等）。物理定律（自然規(guī)律）和社會(huì)規(guī)律物理定律是系統(tǒng)物理變量間數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)系的依據(jù)，其表達(dá)方式可以是各種方程式、不等式、表格等。社會(huì)規(guī)律是系統(tǒng)中非物理定律的關(guān)系，如水資源的地區(qū)矛盾，以及風(fēng)俗習(xí)慣等。運(yùn)行規(guī)則水資源調(diào)度規(guī)律，供水、用水的原則，水資源的開發(fā)秩序等。第四節(jié)

水資源供需平衡分析模型的運(yùn)行和檢驗(yàn)?zāi)M：一種試圖重現(xiàn)或預(yù)演某一系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)情況的技術(shù)；水資源供需平衡分析的動(dòng)態(tài)模擬：重現(xiàn)現(xiàn)階段水資源供需狀況和預(yù)演今后一段時(shí)期水資源供需狀況的模擬技術(shù)。模型檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)的目的：判斷所建模型是否正確和符合實(shí)際模型檢驗(yàn)和反求參數(shù)的區(qū)別：求參過(guò)程中參數(shù)可以調(diào)整，而模型檢驗(yàn)則不能再改動(dòng)參數(shù)。模型修正模型運(yùn)行方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行不同運(yùn)行方案的設(shè)計(jì)，盡量接近最優(yōu)解，為決策者提供較多的信息。第四節(jié)

水資源供