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1、二、水资源分类及评价方法 1、掌握水资源分类及计算方法 2、掌握水资源供需平衡及预测的原理和计算方法 4、熟悉工业、农业、生活、生态环境需水量的分析确定方法 21 水资源开发利用情况调查评价 211 经济社会资料调查统计 调查、收集、统计与用水密切关联的经济社会指标,是分析现状用水水平和预测未来需水的基础,其指标主要有人口、工农业产值、灌溉面积、牲畜头数、国内生产总值(GDP)、耕地面积、粮食产量等。应结合用水项目分类,进一步对有关指标划分为与用水项目分类相对应的细目。不同部门数据相差较大时,应先分析其原因,再决定取舍。一般情况下,除灌溉面积采用水利部门统计数据外,其他数据应以统计部门为准。1
2、人口资料统计 人口分别按城镇人口和乡村人口(也称农村人口)统计,并要统计非农业人口。统计年鉴上城镇人口和乡村人口的划分有三种口径。第一种口径按行政建制划分,城镇人口是指市辖区和县辖镇的全部人口,乡村人口是指县辖乡人口。第二种口径按常住人口划分,城市人口是指设区的市所辖区人口和不设区的市所辖街道人口,镇人口是指不设区的市所辖镇和县辖镇的居民委员会人口,乡村人口是除上述人口以外的全部人口。第三种口径是按照国家统计局 1999 年发布的关于统计上划分城乡的规定(试行)进行划分。统计年鉴的城镇人口数据,19521980 年为第一种口径数据,19821999 年为第二种口径数据,2000 年人口普查数据
3、是第三种口径。为保持不同年份统计口径的一致性,水资源开发利用情况调查中不同年份的城镇人口均按第二种口径统计。需水预测以第三种口径为准,对2000年同时要按第三种口径提交成果。2工业资料统计 工业分别按总产值和增加值统计,并将火电(包括核电)工业单独列出。水力发电属河道内用水,应将其从工业产值中扣除。国内生产总值、工业总产值和工业增加值按当年价和折算到 2000年的可比价两种价格统计。工业总产值是指工业企业在一定时期内生产的以货币形式表现的总产出,反映工业生产的总规模和总水平。统计时以工业企业作为一个整体,企业内部不允许重复计算。但在企业之间、行业之间、地区之间存在着重复计算。工业增加值是指工业
4、企业在一定时期内以货币表现的工业生产活动的最终成果,等于总产出减去中间投入后的余额,反映了工业行业对国内生产总值的贡献。3农业资料统计 这里,农业资料统计主要包括耕地面积统计和灌溉面积统计。耕地面积只统计 200O年数据,应以 1996年国家土地管理局公布的数据为基础,按国土资源部发布的 2000 年数据分解到各水资源分区和行政分区。耕地是指能够种植农作物、经常进行耕作的田地,包括熟地、当年新开荒地、连续撂荒未满三年的耕地和当年休闲地(轮歇地)。以种植农作物为主并附带种植桑树、茶树、果树和其他林木的土地及沿海、沿湖地区已围垦利用的“海涂”、“湖田”等也包括在内,但不包括专业性的桑园、茶园、果木
5、苗圃、林地、芦苇地、天然草原等。水田是指筑有田埂(坎),可以经常蓄水,用来种植水稻或莲藕、席草等水生作物的耕地。因天旱暂时没有蓄水而改种旱地作物的,或实行水田和旱地作物轮作的,仍按水田统计。灌溉面积分为农田灌溉面积和林牧渔用水面积,农田灌溉面积进一步细分为水田、水浇地和莱田面积(含花卉等);林牧渔用水面积分为林果地灌溉面积、草场灌溉面积和鱼塘补水面积。农田灌溉面积按有效灌溉和实际灌溉分别统计。农田有效灌溉面积是指具有一定的水源,地块比较平整,灌溉工程或设备已经配套,在一般年景下当年能够进行正常灌溉的耕地面积。农田实灌面积是指当年实际灌水一次以上(包括一次)的耕地面积,在同一亩耕地上无论灌水几次
6、,都按一亩统计。临时抗旱点种的面积不计人农田灌溉面积。212 供水量调查统计 供水量调查统计包括对地表水源、地下水源和其他水源等三类供水工程的数量和供水能力调查统计,以反映供水基础设施的现状情况。供水量指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的毛供水量,按受水区统计。对于跨流域跨省区的长距离调水工程,以省(自治区、直辖市)收水口作为毛供水量的计量点,水源至收水口之间的输水损失单独统计。其他跨区供水工程的供水量从水源地计量,其区外输水损失应单独核算。在受水区内,按取水水源分为地表水源供水量、地下水源供水量和其他水源供水量三种类型统计。供水能力是指现状条件下相应供水保证率的可供水量,与来水状况、
7、工程条件、需水特性和运行调度方式有关。除了对水利部门所属的水源工程进行统计外,对其他部门所属的水源工程及工矿企业的自备水源工程均需进行统计。1地表水源工程 地表水源工程分为蓄水工程、引水工程、提水工程和调水工程,应按供水系统分别统计,要避免重复计算。蓄水工程指水库和塘坝(不包括专为引水、提水工程修建的调节水库),按大、中、小型水库和塘坝分别统计。引水工程指从河道、湖泊等地表水体自流引水的工程(不包括从蓄水、提水工程中引水的工程),按大、中、小型规模分别统计。提水工程指利用扬水泵站从河道、湖泊等地表水体提水的工程(不包括从蓄水、引水工程中提水的工程),按大、中、小型规模分别统计。调水工程指水资源
8、一级区或独立流域之间的跨流域调水工程,蓄、引、提工程中均不包括调水工程的配套工程。蓄、引、提工程规模按下述标准划分:(1)水库工程按总库容划分。大型库容不大于 1.0 亿 m3;中型库容小于 1.0 亿 m3,大于等于 0.1亿 m3;小型库容小于 01 亿 m3,大于等于 0.0l亿 m3。(2)引、提水工程按取水能力划分。大型引、提水工程取水能力不小于 30m3s;中型取水能力大于 30m3s,大于等于 10m3s;小型为取水能力小于 10m3s。塘坝指蓄水量不足 10 万 m3 的蓄水工程,不包括鱼池、藕塘及非灌溉用的涝池或坑塘。地表水源供水量按蓄、引、提、调四种形式统计。为避免重复统计
9、,按以下要求划 分:从水库、塘坝中引水或提水,均属蓄水工程供水量;从河道或湖泊中自流引水的,无论有闸或无闸,均属引水工程供水量;利用扬水站从河道或湖泊中直接取水的,属提水工程供水量;跨流域调水是指水资源一级区或独立流域之间的跨流域调配水量,不包括在蓄、引、提水量中。地表水源供水量应以实测引水量或提水量作为统计依据,无实测水量资料时可根据灌溉面积、工业产值、实际毛取水定额等资料进行估算。2地下水源工程 地下水源工程指利用地下水的水井工程,按浅层地下水和深层承压水分别统计。浅层地下水指与当地降水、地表水体有直接补排关系的潜水和与潜水有紧密水力联系的弱承压水。地下水源供水量指水井工程的开采量,按浅层
10、淡水、深层承压水和微咸水分别统计。浅层淡水指矿化度不大于 2gL的潜水和弱承压水,坎儿井的供水量计人浅层淡水开采量中。混合开采井的供水量,各地可根据实际情况按比例划分为浅层淡水和深层承压水,并作说明。微咸水指矿化度为 23gL的浅层水。城市地下水源供水量包括自来水厂的开采量和工矿企业自备井的开采量。缺乏计量资料的农灌井开采量,可根据配套机电井数和调查确定的单井出水量(或单井灌溉面积、单井耗电量等资料)估算开采量,但应进行平衡分析校验。3其他水源工程 其他水源工程包括集雨工程、污水处理再利用和海水利用等供水工程。集雨工程指用人工收集储存屋顶、场院、道路等场所产生径流的微型蓄水工程,包括水窖、水柜
11、等。污水处理再利用工程指城市污水集中处理厂处理后的污水回用设施,要统计其座数、污水处理能力和再利用量。海水利用包括海水直接利用和海水淡化,分开统计,并单列。海水直接利用指直接利用海水作为工业冷却水及城市环卫用水等。其他水源供水量包括污水处理再利用、集雨工程、海水淡化的供水量。对利用未经理的污水和海水的直接利用量也需调查统计,但要求单列,不计入总供水量中。上述供水基础工程及供水量应根据工程所在地按水资源平衡分区分别统计,供水能力 计算应提出供需分析节点参数资料。213 用水量调查统计 用水量指分配给用户的包括输水损失在内的毛用水量。按用户特性分为农业用水、工业用水和生活用水三大类,并按城(镇)乡
12、分别进行统计。1农业用水 农业用水包括农田灌溉和林牧渔业用水。农田灌溉是用水大户,应考虑灌溉定额的差别,按水田、水浇地(旱田)和菜田分别统计。林牧渔业用水按林果地灌溉(含果树、苗圃、经济林等)、草场灌溉(含人工草场和饲料基地等)和鱼塘补水分别统计。2工业用水 工业用水量按用水量(新鲜水量)计,不包括企业内部的重复利用水量。各工业行业的万元产值用水量差别很大,而各年统计年鉴中对工业产值的统计口径不断变化,应将工业划分为火(核)电工业和一般工业进行用水量统计,并将城镇工业用水单列。在调查统计中,对于有用水计量设备的工矿企业,以实测水量作为统计依据,没有计量资料的可根据产值和实际毛取水定额估算用水量
13、。3生活用水 按城镇生活用水和农村生活用水分别统计,应与城镇人口和农村人口相对应。城镇生活用水由居民用水、公共用水(含服务业、商饮业、货运邮电业及建筑业等用水)和环境用水(含绿化用水与河湖补水)组成。农村生活用水除居民生活用水外,还包括牲畜用水在内。未经处理的污水和海水直接利用量需另行统计并要求单列,但不计人总用水量中。214 用水消耗量估算的基本要求 用水消耗量(简称耗水量)是指毛用水量在输水、用水过程中,通过蒸腾蒸发、土壤吸收、产品带走、居民和牲畜饮用等多种途径消耗掉而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。农田灌溉耗水量包括作物蒸腾、棵间蒸散发、渠系水面蒸发和浸润损失等水量,一般可通过灌区
14、水量平衡分析方法推求。对于资料条件差的地区,可用实灌亩次乘以次灌水净定额近似作为耗水量。水田与水浇地、渠灌与井灌的耗水率差别较大,应分别计算耗水量。工业耗水量包括输水损失和生产过程中的蒸发损失量、产品带走的水量、厂区生活耗水量等。一般情况可用工业用水量减去废污水排放量求得。废污水排放量可以在工业区排污口直接测定,也可根据工厂水平衡测试资料推求。直流式冷却火电厂的耗水率较小,应单列计算。生活耗水量包括输水损失以及居民家庭和公共用水消耗的水量。城镇生活耗水量的计算方法与工业基本相同,即由用水量减去污水排放量求得。农村住宅一般没有给排水设施,用水定额低,耗水率较高(可近似认为农村生活用水量基本是耗水
15、量);对于有给排水设施的农村,应采用典型调查确定耗水率的办法估算耗水量。其他用户耗水量,各地可根据实际情况和资料条件采用不同方法估算。如果树、苗圃、草场的耗水量可根据实灌面积和净灌溉定额估算;城市水域和鱼塘补水可根据水面面积和水面蒸发损失量(水面蒸发量与降水量之差)估算耗水量。215供、用、耗水成果合理性分析 供水量和用水量从供、用水两个方面反映水资源开发利用情况,两者可以互相校验。某一年度各分区的总供水量与总用水量应平衡,若不平衡,则要分析其原因并对有关数据进行必要的修正。供水与用水量平衡校验中要注意供用水的统计断面与口径相一致。将历年供水量进行序列比较,分析变化趋势,分析与来水丰枯、蓄水量
16、变化、当年降水及新增供水等实际情况是否吻合,检查当地产水量、消耗水量和出入境水量计算成果的合理性。为消除或减少区内蓄水量计算误差或土壤含水量年际变化的影响,资料条件好的分区也可进行最近 10 年平均的水量平衡分析。水量平衡方程式如下 将历年用水量进行纵向比较,分析其变化趋势是否与人口、工业产值、灌溉面积的增长、降水情况及节水措施等情况大致相符。根据用水量和经济社会指标计算各年用水定额,并进行合理性分析,一般供水充分、水价低廉地区的用水定额较高。2-16水资源开发利用综合评价 水资源开发利用程度不光取决于供需平衡计算得到的余、缺水量,还需要从不同角度来综合评价各区的供需情况,以便抓住主要矛盾,采
17、取不同的对策措施,合理开发利用水资源。1综合评价分区 综合评价应分区进行。一般根据地形、气象特点和农业地带的分区,进行水资源开发利用综合评价分区。2综合评价指标体系 水资源开发利用综合评价指标体系可包括 (1)水资源开发利用程度指标。水资源开发利用率:现状枯水年的供水量与总资源量之比。地表水资源开发率:指地表水源供水量占地表水资源量的百分比。地下水开采率:地下水开采量占地下水总补给量的百分比。水资源利用消耗率:用水消耗量占水资源总量的百分比。(2)其他相关社会经济指标。耕地率:耕地面积与土地面积之比。耕地灌溉率:灌溉面积与耕地面积之比。人口密度:总人口与土地面积之比。、工业产值模数:工业总产值
18、与土地面积之比。需水量模数:现状计算需水量与土地面积之比。供水量模数:现状枯水年的供水量与土地面积之比。人均供水量:现状枯水年的供水量与总人口之比。缺水率:现状水平年、枯水年时的缺水量与需水量之比。3水资源开发利用综合评价方法 衡量一个分区的水资源供需平衡特性,可以从缺水率、人均供需水量对比、水资源利用率等进行分析。缺水率分析是指分析缺水率的大小、缺水率的变化趋势、供需水量指标的合理性等。根据人均供水量与人均需水量的对比,人均供水量小于人均需水量的下限时,为缺水区。当水资源利用率已较高,用水仍然比较紧张,则倾向属于缺水类型。应用综合评分法对一个区域的水资源开发利用水平进行综合评价时,一般按以下
19、步骤进行:对各项指标大小划分级别,每级给定一个评分值作为评分标准;再根据重要性对指标赋以权重;最后通过加权求和对水资源开发利用分区计算综合评分,可得出缺水区、平衡区、余水区的划分结论。22 区域需水预测 221 区域需水预测概述 1城镇规划水平年发展指标预测 水资源开发利用和水资源工程设计目标是为了满足区域需水量的要求,区域需水量取决于社会发展和国民经济各部门对水的需求。所以要对城镇规划水平年发展指标进行预测。除了现状水平年,对于近期、中期、远期规划水平年,不仅需要搜集整理有关的自然、经济、技术资料,还要做好各项社会、经济、环境发展指标进行预测,以确定水资源开发利用规划目标。社会经济发展指标预
20、测包括人口预测、生活水平预测、城市化建设预测、工业发展预测、农业发展预测、环境与生态改善预测等,并据此预测需水量,进而拟定水资源开发利用的规划任务、规划目标。2供水保证率的选择 ,根据供水用途的不同,应选择合适的设计供水保证率。供水保证率应依据国家有关设计规范并分析缺水后果的严重程度来制定。一般地,生活用水不光需要很高的保证率,水质也要达到饮用水标准;生态、环境用水关系到社会经济长远发展,需要优先保证基本流量;工业是经济发展主要推动力,供水不足将严重制约经济发展。上述各类用水保证率较高,而农业用水可以部分依靠降雨,因而其供水保证率可以相对低一些。222 城镇需水量预测 1城镇生活用水预测 (1
21、)用水指标预测法。影响城镇生活用水的因素包括人口增长、人均经济收入、住宅与公共建筑面积等。可按用水指标来预测城镇生活用水量。公式如下 亦可先分别对其中的住宅用水量、公共设施用水量、市政环境卫生用水量进行预测,然后相加求和得到城镇生活用水量预测结果。(2)通用定量预测方法。生活用水预测方法还可以采用通用预测方法:时间回归法、指数平滑法、因果预测分析法、动态相关法和结合优化法等。时间回归法是把预测对象当作时间的函数,以按自然数顺序排列的时间为自变量,预测对象为因变量,利用最小二乘法,求预测对象与时间的回归方程。指数平滑法是根据过去的演变特征来预测未来,其用途:描述过去到现在的发展过程和趋势;用来帮
22、助分析发展过程的起伏原因以判别未来;与因果分析相关法结合,以寻求有效措施。因果预测分析法(一元、二元、多元)指在各种事物之间的因果关系规律性,从事物与其影响因素之间的内在联系出发,分析这些因素对事物变化的影响,以反映它们之间的相互关系,并用数学的形式表示之。本法则把与用水量有关的主要影响因素考虑进去,以进行因果影响因素的预测。动态相关法是一种适用于分析非平稳对象动态规律的方法,与一般因果预测分析法的区别在于:因果预测分析法在进行相关分析时,尽管相关系数很高,但预报效果不理想。其原因是该法采用静态分析方法,不能反映非平稳随机过程和不考虑模型参数的时变性之故。而动态相关法采用限定记忆法,利用时间序
23、列来建立变系数回归方程,实际上是把记忆时段内对象的非平稳性进行平滑,并随着时间推移,不断利用新的数据延长参数序列,即不断地修正模型参数,使预测能取得一定的精度。结合优化法是将不同预测方法的结果,根据各自均方差的大小加权优化结合,改进了预测结果。结合优化法得出的预测值优于构成的各预测值,且永不劣于其中的最优者。2工业用水预测 工业用水与国民经济发展计划和长远规划密切相关。预测方法有趋势法、相关法和水量平衡法。(1)趋势法。该法通过历年工业用水增长率来推算将来工业用水量。预测不同年份需水量计算公式为 式中:s。为预测某一年工业需水量;s。为预测起始年份工业用水量;d 为工业用水平均增长率;n 为从
24、起始年份至预测某年份所间隔的时间年。(2)相关法。建立工业用水指标和有关因素之间的相关关系来预测工业用水量。例如建立工业用水 增长率与工业产值增长率相关关系,或建立万元产值用水量与工业产值的相关关系。关系表达式可取 式中:y 为工业用水增长率(或万元产值用水量);x 为工业产值增长率(或工业产值)。a、b 为回归系数(用最小二乘法求得)。趋势法和相关法是应用历史资料外延进行预测的,所以要有相当长的历史资料,并且工业发展、工业结构和用水比较稳定,没有突变。(3)水量平衡法。工业用水的水量平衡方程式为 预测将来的用水重复利用率,便求出相应的万元产值用水量,从而预测出将来的工业用水量。每个行业都可按
25、此法求得相应的万元产值用水,再根据产值便可预测出用水量。223 灌溉需水量预测 农业灌溉用水量是指为满足作物生育期总的需水要求,除去天然降水供给部分水量外,通过各种水利设施补送给农田的水量。灌溉需水量取决于灌溉面积的大小和灌溉定额的高低。灌溉面积可根据区域内水资源开发利用条件,农业发展规划和生产结构调整的趋势,按某一水平年农、林、牧各业的灌溉要求,进行预测。灌溉定额应参照实际用水水平,考虑灌溉技术的改进,按不同作物整个生育期间的需水量分别确定。在缺水地区要特别重视各种节水措施的应用,降低灌溉用水量。灌溉用水量大小还取决于灌溉保证率高低。缺水地区以旱作物为主的灌溉保证率一般为 5075,以水稻为
26、主的灌溉保证率一般为70N80;在丰水地区旱作物和水稻的灌溉保证率高于缺水地区。作物灌溉定额与作物需水量密切相关。作物需水量是指农作物在田间生育期内需水量及植株蒸发和棵间蒸发量之和。作物需水量影响因素是错综复杂的,一般通过田问试验测定或估算方法确定。现有估算作物需水量的方法一类是经验公式法,另一类是能量平衡法,如彭曼公式。灌溉制度是指在一定的自然条件和农业栽培技术条件下,使农作物获得高产稳产,对农田进行适时适量灌水的一种制度,包括播种前(或水稻插秧前)及全生育期的灌水次数、每次灌水日期、每次灌水定额。在单位面积上各次灌水定额的总和即灌溉定额。作物灌溉制度随作物种类、品种、自然条件及农业技术措施
27、的不同而变化。目前一般采用以下三种方法来确定灌溉制度:总结不同典型地区群众丰产灌水经验;分析灌溉试验资料制定灌溉制度;根据水量平衡原理制定作物灌溉制度。水稻淹灌法的净灌溉定额M 的计算公式为 以上计算参数可通过试验观测资料分析得到或借用相邻地区的试验资料。由于作物组成对于灌溉水量影响较大,一般要根据当地具体的作物组成情况计算灌溉水量。旱作物灌溉目的在于控制作物的土层含水量,使之适宜作物生长。作物任一生育阶段,土壤计划湿润层(H)内含水量的变化为 作物总灌溉定额(M)为播前灌水定额(M,)与生育期灌溉定额 作物灌溉定额确定后,即可根据该作物的灌溉面积计算灌溉水量,并据以计算灌区灌溉用水量。农业灌
28、溉用水量一般分灌区计算,灌区灌溉用水量的计算步骤大致如下 灌溉所需总水量尚应计及输水过程的水量损失,一般以渠系利用系数表征此项水量损失,它是指灌区从水源引水通过各级渠道(干、支、斗、农、毛渠)送入田间的水量总和与该灌区进口引水量的比值,即净灌溉水量与毛水量的比值。渠系利用系数的大小与各级渠道的长度、流量、沿渠土壤与水文地质条件、渠道工程状况、衬砌型式与质量以及管理水平有关。对于提水灌区,由于灌水成本较高,渠系利用系数应高于相应的自流灌区数值。我国目前已建灌区_值一般为 O45O65。对于双水源的灌区,应分别确定地表水渠系水利用系数及地下水渠系利用系数。据此,先确定地下水净灌溉水量、地表水净灌溉
29、水量,再确定灌区总毛用水量。224 生态环境、航运需水量的计算 随着经济建设的高速发展、人口的高度集中,带来了各种环境问题,主要表现在以下三方面:大气污染;河湖水质变黑发臭;生态破坏及绿地大片消失。生态环境用水是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所需要的最小需水量。我国地域辽阔,气候多样,生态环境需水具有地域性、自然性和功能性特点。生态环境需水预测要以生态环境建设规划纲要为指导,根据本区域生态环境所面临的主要问题,拟定生态保护与环境建设的目标,明确主要内容,确定其预测的基本原则和要求。按照修复和美化生态环境的要求,可按河道内和河道外两类生态环境需水口径分别进行预测。根据各分区、各流域水系
30、不同情况,分别计算河道内和河道外生态环境需水量。河道内生态环境用水一般分为维持河道基本功能和河口生态环境的用水。河道外生态环境用水分为城镇生态环境美化和其他生态环境建设用水等。不同类型的生态环境需水量计算方法不同。城镇绿化用水:防护林草用水等以植被需水为主体的生态环境需水量,可采用定额预测方法;湖泊、湿地、城镇河湖补水等,以规划水面面积的水面蒸发量与降水量之差为其生态环境需水量。对以植被为主的生态需水量,要求对地下水水位提出控制要求。其他生态环境需水,可结合各分区、各河流的实际情况采用相应的计算方法。河道航运用水是满足最小航运条件时的人工补水,具体的要求与航道等级和通航保证率有关,可参考交通部
31、门的规范要求进行详细计算。23 供水预测 231地表水可供水量计算 地表水可供水量计算,要以各河系各类供水工程以及各供水区所组成的供水系统为调算主体,进行自上游到下游、先支流后干流逐级调算。大型水库和控制面积大、可供水量大的中型水库应采用长系列进行调节计算,得出不同水平年、不同保证率的可供水量,并将其分解到相应的计算分区,初步确定其供水范围、供水目标、供水用户及其优先度、控制条件等,供水资源配置时进行方案比选。其他中型水库和小型水库及塘坝工程可采用简化计算,中型水库采用典型年法,小型水库及塘坝采用兴利库容乘复蓄系数法估算。复蓄系数可通过对不同地区各类工程进行分类,采用典型调查方法,参照邻近及类
32、似地区的成果分析确定。一般而言,复蓄系数南方地区比北方大,小(二)型水库及塘坝比小(一)型水库大,丰水年比枯水年大。引提水工程根据取水口的径流量、引提水工程的能力以及用户需水要求计算可供水量。引水工程的引水能力与进水口水位及引水渠道的过水能力有关;提水工程的提水能力则与设备能力、开机时间等有关。引提水工程可供水量可用下式计算 规划工程要考虑与现有工程的联系,与现有工程组成新的供水系统,按照新的供水系统进行可供水量计算。对于双水源或多水源用户,联合调算要避免重复计算供水量。在跨省(自治区、直辖市)的河流水系上布设新的供水工程,要符合流域规划,充分考虑对下游和对岸水量及供水工程的影响。根据统筹兼顾
33、上下游、左右岸各方利益的原则,合理布局新增水资源开发利用工程。对于各方有争议的工程,未经流域规划确定,不能将该工程新增的可供水量列入计算成果中。可供水量计算应预测不同规划水平年工程状况的变化,既要考虑现有工程更新改造和续建配套后新增的供水量,又要估计工程老化、水库淤积和因上游用水增加造成的来水量减少等对工程供水能力的影响。在建及规划的大型及重要中型蓄、引、提等水源工程,要按照规划工程的设计文件,统计工程供水规模、范围、对象和主要技术经济指标等,逐个分析工程的作用,计算工程建成后增加的供水能力以及单方水投资和成本等指标。有条件时,应将新建骨干工程与现有工程所组成的供水系统,进行长系列调算,计算可
34、供水量的增加量,并相应提出对下游可能造成的影响。对于规划和扩建的跨流域调水工程,要收集、分析调水规模、供水范围和对象、水源区调出水量、受水区调入水量以及主要技术经济指标等。跨流域调水工程,要列出分期实施的计划,并将工程实施后,不同水平年调入各受水区的水量,纳入相应分区的地表水可供水量中。232 地下水可开采量的计算 地下水可供水量与当地地下水资源可开采量、机井提水能力、开采范围和用户的需水量等有关。地下水可供水量计算公式为 233 其他水源开发利用的类型和可供水量计算 其他水源工程包括集雨工程、微咸水利用、污水处理再利用、海水利用和深层承压水利用等供水工程。集雨工程指用人工收集储存屋顶、场院、
35、道路等场所产生径流的微型蓄水工程,包括水窖、水柜等。应通过调查、分析现有集雨工程的供水量以及对当地河川径流的影响,提出各地区不同水平年集雨工程的可供水量。微咸水(矿化度 23gL)一般可补充农业灌溉用水,某些地区矿化度超过 3gL的咸水也可与淡水混合利用。在北方一些平原地区,微咸水的分布较广,可利用的数量也较大,微咸水的合理开发利用对缓解某些地区水资源紧缺状况有一定的作用。应通过对微咸水的分布及其可利用地域范围和需求的调查分析,综合评价微咸水的开发利用潜力,提出各地区不同水平年微咸水的可利用量。污水处理再利用工程指城市污水集中处理厂处理后的污水回用设施。城市污水经集中处理后,在满足一定水质要求
36、的情况下,可用于农田灌溉及生态环境。对缺水较严重城市,污水处理再利用对象可扩及水质要求不高的工业冷却用水,以及改善生态环境和市政用水,如城市绿化、冲洗马路、河湖补水等。要调查分析污水处理再利用现状及存在的问题,落实用户对再利用的需求,制定各规划水平年再利用方案。海水利用包括海水淡化和海水直接利用两种方式。海水淡化和海水直接利用要分别统计,其中海水直接利用量要求折算成淡水替代量。分析海水利用的潜力,除要摸清海水利用的现状、具备的条件和各种技术经济指标外,还要了解国内外海水利用的进展和动态,并估计未来科技进步的作用和影响,根据需求和具备的条件分析不同地区、不同时期海水利用的前景,提出海水利用的方案
37、。深层承压水利用应详细分析其分布、补给和循环规律,做出深层承压水的可开发利用潜力的综合评价。在严格控制不超过其可开采数量和范围的基础上,提出各规划水平年深层承压水的可供水量计算成果。24 水资源供需分析 241 水资源配置 1基本要求 水资源配置是指在流域或特定的区域范围内,遵循高效、公平和可持续的原则,通过各种工程与非工程措施,考虑市场经济的规律和资源配置准则,通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施,对多种可利用的水源在区域问和各用水部门间进行的调配。水资源配置应将流域水资源循环系统与人工用水的供、用、耗、排水过程相适应并互相联系为一个整体,通过对区域之间、用水目标之间
38、、用水部门之间进行水量和水环境容量的合理调配,实现水资源开发利用、流域和区域经济社会发展与生态环境保护的协调,促进水资源的高效利用,提高水资源的承载能力,缓解水资源供需矛盾,遏制生态环境恶化的趋势,支持经济社会的可持续发展。水资源配置以水资源供需分析为手段,在现状供需分析和对各种合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境的可能措施进行组合及分析的基础上,对各种可行的水资源配置方案进行生成、评价和比选,提出推荐方案,作为制定总体布局与实施方案的基础。在分析计算中,数据的分类口径和数值应保持协调,成果互为输入与反馈,方案与各项规划措施相互协调。水资源配置的主要内容包括基准年供需分析、方案生成、规
39、划水平年供需分析、方案比选和评价、特殊于旱期应急对策制定等。水资源供需分析以计算分区进行,对城镇和农村须单独划分,并对建制市城市单独进行计算。现状年的城市范围为城市建成区,规划水平年的城市范围为城市规划区。流域与行政区的方案和成果应相互协调,提出统一的供需分析结果和推荐方案。水资源供需分析计算一般采用长系列月调节计算方法,以反映流域或区域的水资源供需的特点和规律。主要水利工程、控制节点、计算分区的月流量系列应根据水资源调查评价和供水预测部分的结果进行分析计算。无资料或资料缺乏的区域,可采用不同来水频率的典型年法。水资源配置在多次供需反馈并协调平衡的基础上,一般进行二三次水资源供需分析。一次供需
40、分析是考虑人口的自然增长、经济的发展、城市化程度和人民生活水平的提高,按供水预测的“零方案”,即在现状水资源开发利用格局和发挥现有供水工程潜力的情况下,进行水资源供需分析。若一次供需分析有缺口,则在此基础上进行二次供需分析,即考虑强化节水、污水处理再利用、挖潜配套以及合理提高水价、调整产业结构、合理抑制需求和保护生态环境等措施进行水资源供需分析。若二次供需分析仍有较大缺口,应进一步加大调整经济布局和产业结构及节水的力度,具有跨流域调水可能的,应考虑实施跨流域调水,并进行三次供需分析。实际操作按流域或区域具体情况确定。水资源供需分析时,除考虑各水资源分区的水最平衡外,还应考虑流域控制节点的水量平
41、衡。水资源配置工作应充分利用水资源保护部分工作的有关成果,对水功能区或控制节点的纳污能力与污染物入河控制量进行分析。对入河污染物量和水资源量进行区域与时间的调配。此外,在进行分区与节点的水量平衡时,应考虑水质因素,即供需分析中的供水应满足不同用水户的水质要求。对不满足水质要求的水量不应计算在供水之中。水资源配置应对各种不同组合方案或某一确定方案的水资源需求、投资、综合管理措施(如水价、结构调整)等因素的变化进行风险和不确定性分析。在对各种工程与非工程等措施所组成的供需分析方案集进行技术、经济、社会、环境等指标比较的基础上,对各项措施的投资规模及其组成进行分析,提出推荐方案。推荐方案应考虑市场经
42、济对资源配置的基础性作用,如提高水价对需水的抑制作用,产业结构调整及其对需水的影响等,按照水资源承载能力和水环境容量的要求,最终应实现水资源供需的基本平衡。对干旱和半干旱地区及重点城市,在分析其水文情势和水资源配置推荐方案的基础上,应制定遇连续干旱年或特殊干旱年的水资源调配方案和应急预案。2基准年的水资源供需分析 为研究拟定水资源配置方案,一般应先进行基准年水资源供需分析。基准年供需分析的目的是摸清水资源开发利用在现状条件下存在的主要问题,分析水资源供需结构、利用效率和工程布局的合理性,提出水资源供需分析中的供水满足程度、余缺水量、缺水程度、缺水性质、缺水原因及其影响、水环境状况等指标。缺水程
43、度可用缺水率(指缺水量与需水量的比值,用百分比表示,以反映供水不足时缺水的严重程度)表示。通过分析计算分区内挖潜增供、治污、节水和外调水边际成本的关系,明确缺水性质(资源性、工程性和污染性缺水)和缺水原因,确定解决缺水措施的顺序,为水资源配置方案生成提供基础信息。例如,当计算分区内的挖潜增供边际成本、治污边际成本、节水边际成本三者之一或均小于外调水边际成本时,其供需缺口应首先通过节水治污和内部挖潜来解决。基准年供需分析是在现状的基础上,扣除现状供水中不合理开发的水量部分(如地下水超采量、未处理污水直接利用量和不符合水质要求的供水量以及超过分水指标的引水量等),并按不同频率的来水和需水进行供需分
44、析。所以,基准年供需分析不等同于简单描述已发生的供需现状,其最主要的特征是现状供水中不合理的部分要扣除以及对应不同频率计算来水和需水。基准年不同频率的需水过程可以根据现状年的社会经济发展状况和工农业生产规模,采用现状相应于不同降雨频率的需水定额加以计算确定。计算分区的来水系列主要采用近期下垫面条件下的河川径流还原和一致性修正后的系列;无长系列的计算分区,其所选择的丰、平、枯典型年来水过程应具有代表性。分区供水能力应按现有水利工程格局和水资源调配方式分析统计计算,包括地表水(含外流域调水)、地下水及其他水源(如污水处理再利用、微咸水、海水等)等不同水源各项工程措施的供水能力。3水资源配置及供需分
45、析方案 根据不同水平年的需水预测、节约用水、水资源保护以及供水预测等部分工作的成果,以供水预测的“零方案”和需水预测的基本方案相结合作为方案集的下限;以供水预测的高方案和需水预测的强化节水方案相结合作为方案集的上限。方案集上、下限之间为方案集的可行域。在方案集可行域内,针对不同流域或区域存在的供需矛盾等问题,如工程性缺水、资源性缺水和污染性缺水等,结合现实可能的投资状况,以方案集的下限为基础,逐渐加大投人,逐次增加边际成本最小的供水与节水措施,提出具有代表性、方向性的方案,并进行初步筛选,形成水资源供需分析计算方案集。方案的设置应依据流域或区域的社会、经济、生态、环境等方面的具体情况有针对性地
46、选取增大供水、加强节水等各种措施组合。如对于资源性缺水地区可以偏重于采用加大节水以及扩大其他水源利用量的措施,提高用水效率;对于水资源丰沛的工程性缺水地区,可侧重加大供水投入;对于因水质较差而引起的污染性缺水,可侧重加大污水处理再利用的措施和节水措施。可以考虑各种可能获得的不同投资水平,在每种投资水平下根据不同侧重点的措施组合得到不同方案,但对加大各种供水、节水和治污力度时所得方案的投资需求应与可能的投入大致相等。在供需分析和方案比选过程中,应根据实际情况对原设置的方案进行合理的调整,并在此基础上继续进行相应的供需分析计算,通过反馈最终得到较为合理的推荐方案。方案调整时,应依据计算结果将明显存
47、在较多缺陷的方案予以淘汰;对存在某些不合理因素的方案可给予一定有针对性的修改。修改后的新方案再进行供需分析计算,若结果仍有明显不合理之处,则再通过反馈调整计算。242 水资源供需分析 水资源供需分析是水资源配置工作的重要内容。它按计算分区为单元进行计算,以流域或区域水量平衡为基本原理,对流域或区域内水资源的供、用、耗、排水等进行长系列调算或典型年分析,得出不同水平年各流域(区域)的相关指标。供需分析计算一般应采用二三次供需分析的方法。水资源供需分析的第一步工作是分析流域或区域内计算分区或控制节点的水资源供、用、耗、排水之间的相互联系,并概化出水资源系统网络图(或称系统节点图)。系统网络图要反映
48、出各计算分区间的水力联系,以及影响供需分析中各个主要因素的内在联系,它是构建供需分析计算的基础。对于一个较大的系统(如一级流域、省级区),要考虑系统内区域之间的差异。计算分区再进一步按城镇和农村分别统计,但对建制市要作为特别供需单元从计算分区中分离出来单独计算或对城市单独进行供需分析计算,城市范围如前所述。供需分析中,各项需水量、地表水资源量、地下水资源量,供、用、耗、排水量和污水处理再利用,微咸水、海水利用等要按计算分区统计列出,并提供流域(区域)主要控制节点的相应成果;跨流域调水要明确供水范围及可供水量。1_供需分析计算方法 应根据系统网络图按照流域或区域水资源供需调配原则,采用水资源系统
49、分析原理,选择合适的供需计算方法,进行不同方案的水资源供需分析。一般可以分为常规计算和模型计算方法。模型可分为模拟模型和数学规划模型。模拟模型具有直观易懂、仿真性强等优点,尤其适合构建输入输出式的系统响应结构;数学规划模型一般为优化模型。使用何种计算方法取决于研究范围的具体情况、以往的工作基础、人员素质和资料条件,同时要考虑计算成果对客观条件扰动的灵敏度。应综合分析流域的特征,在比较方法的适应条件和优缺点的基础上,考虑现有技术条件,对水资源供需分析方法作出恰当选择。采用模型计算的,应利用已有资料对模型进行率定。对水资源供需分析的计算成果要检验其合理性和精度。通过综合研究分析,结合各流域或区域特
50、点制定一套合理的成果检验方法,建立相应的指标,对主要成果进行分析计算和统计,评价成果的可靠性。水资源供需分析计算依据的是水量平衡原理。因此,对系统网络图中的蓄水工程(水库湖泊)、分水点、计算分区(进一步划分为城镇和农村)等都应建立水量平衡公式。供需分析一般采用长系列调节计算,并给出各分区、控制节点、蓄水工程的供需分析计算月系列成果,以及按不同来水保证率和供水保证率各分区的供需分析成果。以此为基础,提出供水组成、水资源利用程度、污水处理再利用、水资源地区分配、缺水量、弃水量等成果,以及发电、航运、冲沙、生态环境、人海等河道内用水量结果。长系列计算除提交长系列成果外,还应按来水保证率提交典型年供需