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1、水资源供需平衡分析水资源供需平衡分析1、概述（目的、意义、原则、方法）2、水资源供需平衡分析的典型年法水资源供需平衡分析1 1、概述、概述l水资源供需平衡分析水资源供需平衡分析l目的：目的：是指在一定范围内（行政、经济区域或流域）不是指在一定范围内（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。同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。A A、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、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；的问题；B B、通过不同时期不同部门的供需平衡分析，预测未来，了解水资源余缺、通过不同时期不同部门的供需平衡
2、分析，预测未来，了解水资源余缺的时空分布；的时空分布；C C、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、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地主要目标和方向，以期实现水资源的长期供求计划。发利用保护地主要目标和方向，以期实现水资源的长期供求计划。水资源供需平衡分析中国水资源的供需现状中国水资源的供需现状缺水区缺水区严重缺水区严重缺水区供需基本平衡或有余区供需基本平衡或有余区水资源供需平衡分析1 1、概述、概述l意义意义l原则原则对水资源的开发利用获得最大的经济社会和环境效益，满足社会对水资源的开发利用获得最大的经济社会和环境效益，满足社会经
3、济发展对水量和水质的日益增长的需要，同时在维护水资源的经济发展对水量和水质的日益增长的需要，同时在维护水资源的自然功能，维护和改善生态环境的前提下，合理充分地利用水资自然功能，维护和改善生态环境的前提下，合理充分地利用水资源，使得经济建设和水资源保护同步发展都具有重要意义。源，使得经济建设和水资源保护同步发展都具有重要意义。（1 1）近期和远期相结合）近期和远期相结合（2 2）流域和区域相结合）流域和区域相结合（3 3）综合利用和保护相结合）综合利用和保护相结合水资源供需平衡分析1 1、概述、概述l方法：方法：系列法系列法典型年法典型年法仅根据雨情、水情具有代表仅根据雨情、水情具有代表性的几个
4、不同年份进行分析性的几个不同年份进行分析计算，而不必逐年计算。计算，而不必逐年计算。 水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l典型年法的涵义典型年法的涵义是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年分平衡是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年分平衡分析计算的方法。分析计算的方法。我国规范规定：我国规范规定：平水年频率平水年频率P=50%， 一般枯水年频率一般枯水年频率P=75% 特别枯水年频率特别枯水年频率P=90%或或P=95%典型年的选择典型年的选择水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l计算
5、分区和计算时段计算分区和计算时段l区域划分原则区域划分原则l区域划分方法区域划分方法1、尽量按流域、水系划分，对地下水开采区应尽量按同一水文地质、尽量按流域、水系划分，对地下水开采区应尽量按同一水文地质单元划分，这样便于算清水帐。单元划分，这样便于算清水帐。2、尽量照顾行政区划的完整性。、尽量照顾行政区划的完整性。3、尽量不打乱供水、用水、排水系统。、尽量不打乱供水、用水、排水系统。区域区域一级一级一级一级一级一级一级一级一级一级一级一级二级二级二级二级二级二级二级二级二级二级二级二级计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元计算单元水资源供需平衡
6、分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l区域划分方法区域划分方法 将全国十大领域（片），按水系划分为将全国十大领域（片），按水系划分为69个分区，各个分区，各省又进一步划分为若干小区，作为供需平衡计算的基省又进一步划分为若干小区，作为供需平衡计算的基本单元，进行水资源供需平衡计算。本单元，进行水资源供需平衡计算。 l分区大小由实际情况定分区大小由实际情况定 过大：掩盖供需矛盾过大：掩盖供需矛盾 过小：增加计算工作量过小：增加计算工作量水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l计算时段的划分计算时段的划分 年、季、月、旬
7、、日年、季、月、旬、日 过大：掩盖供需矛盾过大：掩盖供需矛盾 过小：资料无法取得，会增加工作量过小：资料无法取得，会增加工作量由于城市水资源供需平衡分析，为了准确计量，由于城市水资源供需平衡分析，为了准确计量，合理收费，要求把计算时段分得小一些，一般以合理收费，要求把计算时段分得小一些，一般以旬、日为单位。旬、日为单位。水资源供需平衡分析水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l典型年和水平年的确定典型年和水平年的确定l不同频率典型年的确定不同频率典型年的确定l1、典型年来水量的选择、典型年来水量的选择l2、典型年来水量的分布、典型年来水量的分布l水
8、平年水平年l现状水平年现状水平年（基准年）（基准年）l近期水平年近期水平年（基准年以后（基准年以后5 5年或年或1010年）年）l远景水平年远景水平年（基准年以后（基准年以后1515年或年或2020年）年）l远景设想水平年远景设想水平年（基准年以后（基准年以后30503050年）年）径流量系列降水量系列偏于不利的情况进行分配偏于不利的情况进行分配首先根据各分区的具体情况来选择控制站，以控制站的首先根据各分区的具体情况来选择控制站，以控制站的实际来水系列实际来水系列(年天然径流系列或年降雨量系列年天然径流系列或年降雨量系列) 进行频进行频率计算，选择符合某一设计频率的实际典型年份，然后率计算，选
9、择符合某一设计频率的实际典型年份，然后求出该典型年的来水总量。求出该典型年的来水总量。 水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l可供水量和需水量的分析计算可供水量和需水量的分析计算l1、可供水量、可供水量l（1）供水系统）供水系统l（2）可供水量）可供水量蓄水工程蓄水工程引水工程引水工程提水工程提水工程调水工程调水工程地表水工程地表水工程地下水工程地下水工程污水回用工程污水回用工程城市供水系统城市供水系统农村供水系统农村供水系统混合供水系统混合供水系统是指不同是指不同水平年水平年、不同、不同保证率保证率或不同或不同频率频率条件下通过条件下通过工工程
10、设施程设施可提供的符合可提供的符合一定标准一定标准的水量，包括区域内的地表水、地下水、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。外流域的调水，污水处理回用和海水利用等。水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l可供水量的影响因素可供水量的影响因素l来水条件来水条件l用水条件用水条件l工程条件工程条件l水质条件水质条件lP100图图5-1可供水量不同于天然可供水量不同于天然水资源量，也不等于水资源量，也不等于可利用水资源量，一可利用水资源量，一般情况下，可供水量般情况下，可供水量是小于天然水资源量，是小于天然水资源量，
11、也小于可利用水资源也小于可利用水资源量。量。水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l2、典型年法中供水保证率的概念、典型年法中供水保证率的概念l是指多年供水过程中，供水得到保证的年数占总是指多年供水过程中，供水得到保证的年数占总年水的百分数。年水的百分数。%1001nmp供水得到保证，满足其需水量的供水得到保证，满足其需水量的90%98%满足程度，视为正常供水满足程度，视为正常供水。生活：生活：P=95%以上以上工业：工业：P=90%或或95%农业：农业：P=50%或或75%水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析
12、的典型年法l3、需水量、需水量河道内用水河道内用水河道外用水河道外用水水力发电、航运、冲淤水力发电、航运、冲淤旅游、环境旅游、环境城市用水城市用水农业用水农业用水工业用水工业用水生活用水生活用水环境用水环境用水水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型、水资源供需平衡分析的典型年法年法l(1)工业用水工业用水l水量计算水量计算RDCIQQQQRIQQQ%100IRQQR水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型、水资源供需平衡分析的典型年法年法l工业用水的预测工业用水的预测l趋势法趋势法l相关法相关法nidSS)1 (0关键关键d的确定是否合理的确定是否合理建立工业用水增长率和
13、工业产值增长率的相关关系建立工业用水增长率和工业产值增长率的相关关系建立工业产值和万元产值用水量的相关关系建立工业产值和万元产值用水量的相关关系水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l（2）生活用水）生活用水l居民住宅用水居民住宅用水l公共建筑用水公共建筑用水l市政、环境、景观与娱乐用水市政、环境、景观与娱乐用水l供热、消防用水供热、消防用水1000365qmQ生活最高的是我国南方最高的是我国南方海南三亚，人均日海南三亚，人均日生活用水量高达生活用水量高达522 L/人人.d），而），而最低的是我国北方最低的是我国北方的内蒙额尔古纳，的内蒙额尔古纳
14、，人均日生活用水量人均日生活用水量仅为仅为20.55 L/人人.d），两者相差），两者相差达达25倍之多。倍之多。 水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型、水资源供需平衡分析的典型年法年法l（3）农业用水）农业用水l农业灌溉用水农业灌溉用水l农业的其他用水农业的其他用水水净毛净MMmM水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法可供水量可供水量地表水地表水地下水地下水水库供水水库供水河道引水河道引水河道提水河道提水湖泊坑塘引水或提水湖泊坑塘引水或提水污水再生回用污水再生回用外流域调水外流域调水潜水潜水浅层承压水浅层承压水渗层承压水渗层承压水水
15、资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法需水量需水量河道外用水河道外用水河道内用水河道内用水水力发电水力发电航航 运运冲沙冲淤冲沙冲淤城市用水城市用水农业用水农业用水工业用水工业用水生活用水生活用水环境用水环境用水农林牧副渔用水农林牧副渔用水农村生活用水农村生活用水农村工业企业用水农村工业企业用水水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法供需平衡分析的分类供需平衡分析的分类 1 1） 从分析的范围考虑，可划分为：从分析的范围考虑，可划分为： (1) (1) 计算单元的供需分析；计算单元的供需分析； (2) (2
16、) 整个区域的供需分析；整个区域的供需分析； (3) (3) 河流流域的供需分析。河流流域的供需分析。 2 2） 从可持续发展观点，可划分为：从可持续发展观点，可划分为： (1) (1) 现状的供需分析；现状的供需分析； (2) (2) 不同发展阶段不同发展阶段( (不同水平年不同水平年) )的供需分析。的供需分析。 3 3） 按用水的性质，可划分为：按用水的性质，可划分为： (1) (1) 河道外用水的供需分析；河道外用水的供需分析； (2) (2) 河道内用水的供需分析。河道内用水的供需分析。水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法计算单元的供需
17、分析计算单元的供需分析 计算单元的供需分析应包括上述的几方面的内容，简要分述如下：计算单元的供需分析应包括上述的几方面的内容，简要分述如下： （1 1） 现状供需分析现状供需分析 调查统计现阶段年份计算单元内各水源的实际供水量和各部门的实际调查统计现阶段年份计算单元内各水源的实际供水量和各部门的实际用水量。用水量。 （2 2） 进行水量平衡校核进行水量平衡校核 利用该年份计算单元的入、出境水文站的径流资料，地下水位观测资利用该年份计算单元的入、出境水文站的径流资料，地下水位观测资料，以及降水量等资料，进行水量平衡校核，分析验证现状年供需分析各料，以及降水量等资料，进行水量平衡校核，分析验证现状
18、年供需分析各项指标和参数的合理性。项指标和参数的合理性。 （3 3） 现状供需状况及分析现状供需状况及分析 计算单元之间往往存在着水利关系，对于有水利联系的计算单元进行计算单元之间往往存在着水利关系，对于有水利联系的计算单元进行供需分析时，应按照自上而下、先支流后干流的原则，逐个单元逐个单元供需分析时，应按照自上而下、先支流后干流的原则，逐个单元逐个单元地进行，上单元的弃水退水或供水应传递到下单元参加供需计算，应根据地进行，上单元的弃水退水或供水应传递到下单元参加供需计算，应根据具体情况进行分析。具体情况进行分析。 水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典
19、型年法l整个区域的水资源供需分析方法整个区域的水资源供需分析方法 l (1)典型年法：典型年法：先根据全区域的雨情和水情情况，选先根据全区域的雨情和水情情况，选定代表年，然后根据该代表年的来水情况，自上而下，定代表年，然后根据该代表年的来水情况，自上而下，先支流后干流逐个计算各个单元的供需情况，最后将先支流后干流逐个计算各个单元的供需情况，最后将各个单元的供需成果进行汇总，即得整个区域的水资各个单元的供需成果进行汇总，即得整个区域的水资源供需情况。源供需情况。 l (2)同频率法：同频率法：其一般的步骤是，根据实际情况先把其一般的步骤是，根据实际情况先把整个区域划分为若干个流域，每个流域根据各
20、自的雨整个区域划分为若干个流域，每个流域根据各自的雨情、水情情况选择各自的代表年；然后采用典型年法情、水情情况选择各自的代表年；然后采用典型年法相同的方法，逐个进行计算单元水供需分析并将同一相同的方法，逐个进行计算单元水供需分析并将同一流域的计算单元水供需分析成果相加；最后，再把各流域的计算单元水供需分析成果相加；最后，再把各流域同频率的计算成果汇总即得到整个区域的水资源流域同频率的计算成果汇总即得到整个区域的水资源供需分析的成果。供需分析的成果。水资源供需平衡分析2 2、水资源供需平衡分析的典型年法、水资源供需平衡分析的典型年法l不同发展阶段不同发展阶段(水平年水平年)的供需分析的供需分析
21、l 计算今后的可供水量要和水源工程的长远计算今后的可供水量要和水源工程的长远规划结合起来。在需水量预测分析中，则要和规划结合起来。在需水量预测分析中，则要和研究区域的社会经济的可持续发展规划配合，研究区域的社会经济的可持续发展规划配合，做出切合实际的需水预测，既要满足可持续发做出切合实际的需水预测，既要满足可持续发展对水的长期要求，又要做到水资源不受到破展对水的长期要求，又要做到水资源不受到破坏坏。 水资源供需平衡分析3. 3. 动态模拟分析法动态模拟分析法 一、动态模拟分析法的主要内容一、动态模拟分析法的主要内容 基本资料的调查收集和分析：基本资料的调查收集和分析：要求基本资料准确、完整和系
22、列化，要求基本资料准确、完整和系列化，基本资料包括：来水系列、区域内的水资源量和质、各部门用水基本资料包括：来水系列、区域内的水资源量和质、各部门用水( (如城市如城市生活用水、工业用水、农业用水等生活用水、工业用水、农业用水等) )、水资源工程资料、有关基本参数资、水资源工程资料、有关基本参数资料料( (如地下含水层水文地质资料、渠系渗漏、水库蒸发等如地下含水层水文地质资料、渠系渗漏、水库蒸发等) )以及相关的国以及相关的国民经济指标的资料等。民经济指标的资料等。 水资源系统管理调度：水资源系统管理调度：包括水量管理调度包括水量管理调度( (如地表水库群的水调度、如地表水库群的水调度、地表水
23、和地下水的联合调度、水资源的分配等地表水和地下水的联合调度、水资源的分配等) )、水量水质的控制调度等。、水量水质的控制调度等。 水资源系统的管理规划：水资源系统的管理规划：通过建立水资源系统模拟来分析现状和不通过建立水资源系统模拟来分析现状和不同水平年的各个用水部门同水平年的各个用水部门( (城市生活、工业和农业等城市生活、工业和农业等) )的供需情况的供需情况( (供水保供水保证率和可能出现的缺水状况证率和可能出现的缺水状况) )；解决水资源供需矛盾的各种工程和非工程；解决水资源供需矛盾的各种工程和非工程措施进行定量分析；工程经济、社会和环境效益的分析和评价等。措施进行定量分析；工程经济、
24、社会和环境效益的分析和评价等。 水资源供需平衡分析二、动态模拟分析的特点二、动态模拟分析的特点 、能反映水资源系统中各因素随时间变化及随机性而引起的供需的动态、能反映水资源系统中各因素随时间变化及随机性而引起的供需的动态 变化。变化。 、能够反映出时间上的动态变化，也能够反映出地域空间上的水供需、能够反映出时间上的动态变化，也能够反映出地域空间上的水供需的不的不平衡性。平衡性。 、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、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面的功能。功能。 三、模拟模型的建立、检验和运行三、模拟模型的建立、检验和运行 、模型的建立、
25、模型的建立 、模型的调参和检验、模型的调参和检验 水资源供需平衡分析 C C、模型运行方案的设计、模型运行方案的设计 在进行不同的方案设计时，应考虑以下的几个方面：在进行不同的方案设计时，应考虑以下的几个方面： 模型所采用的水文系列，即可用一次历史系列，也可用历史资料循模型所采用的水文系列，即可用一次历史系列，也可用历史资料循环系环系列；列； 开源工程的不同方案和开发次序。例如，是扩大地下水源还是地面开源工程的不同方案和开发次序。例如，是扩大地下水源还是地面水源；水源；是开发本区水资源还是区外水资源；不同阶段水源工程的规模等，是开发本区水资源还是区外水资源；不同阶段水源工程的规模等，都要根据专
26、题研究报告进行运行方案设计；都要根据专题研究报告进行运行方案设计； 不同用水部门的配水或不同的小区的配水方案的选择；不同用水部门的配水或不同的小区的配水方案的选择； 不同节流方案、不同经济发展速度和用水指标的选择不同节流方案、不同经济发展速度和用水指标的选择水资源供需平衡分析四、水资源系统的动态模拟分析成果的综合四、水资源系统的动态模拟分析成果的综合 a a、现状供需分析、现状供需分析 现状年的供需分析，和典型年法一样，都是用实际供水资料和用水现状年的供需分析，和典型年法一样，都是用实际供水资料和用水资料资料进行平衡计算的，可用列表表示。进行平衡计算的，可用列表表示。 b. b. 不同发展时期
27、的供需分析不同发展时期的供需分析 应根据模拟计算结果，把水资源供需平衡整理成能满足不同需要的应根据模拟计算结果，把水资源供需平衡整理成能满足不同需要的成成果。对不同的方案，一般都要分析如下几方面的内容：果。对不同的方案，一般都要分析如下几方面的内容： 若干个阶段若干个阶段( (水平年水平年) )的可供水量和需水量的平衡情况；的可供水量和需水量的平衡情况； 一个系列逐年的水资源供需平衡情况；一个系列逐年的水资源供需平衡情况； 开源、节流措施的方案规划和数量分析；开源、节流措施的方案规划和数量分析； 各部门的用水保证率及其他评价指标等。各部门的用水保证率及其他评价指标等。水资源供需平衡分析 供水方案比较 水资源供需平衡分析