水利工程論文-地表水資源可利用量計算方法探討.doc

水利工程論文-地表水資源可利用量計算方法探討摘要：地表水資源可利用量分析計算是水資源評價工作中一項重要的內(nèi)容，用常規(guī)的方法計算不僅需要大量的有關(guān)資料，而且工作量繁雜。根據(jù)全國水資源評價導則的技術(shù)要求，本文結(jié)合我省蓄、引、提水利工程運行情況，以及地表水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，建立經(jīng)驗公式，估算地表水資源可利用量。關(guān)鍵詞：地表水資源；可利用量；相關(guān)分析1、概述水資源是重要的自然資源和經(jīng)濟資源，對水資源的開發(fā)利用應有一定的程度。因此，在水資源評價工作中，不僅要評價地表水資源的數(shù)量，還要搞清地表水資源的可利用量，為合理形利用地表水資源提供科學依據(jù)。對地表水資源可利用量的計算，通常采用的方法：一是扣損法，即選定某一頻率的代表年，在已知該年的自產(chǎn)水量（指當?shù)亟邓a(chǎn)生的徑流量）、入境水量基礎(chǔ)上，扣除蒸發(fā)滲漏等損失，以及出境入海等不可利用的水量，求得該頻率的地表水資源可利用量。二是根據(jù)現(xiàn)狀中大中型水利工程設施，對各河的徑流過程以時歷法或代表年法進行調(diào)節(jié)計算，以求得某一頻率的地表水資源可利用量。上述兩種方法中，選擇代表年具有一定的任意性，而時歷法的調(diào)節(jié)計算不僅需要大量的相關(guān)資料，而且工作量繁雜。筆者結(jié)合我省地表水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，提出適合我省情況，并具有一定精度較為簡便的地表水資源可利用量計算方法。2、地表水資源可利用量的有關(guān)因素與河道內(nèi)用水量的估算2.1頻率地表水資源可利用量具有頻率的概念。區(qū)域地表水資源可利用量是在區(qū)域自產(chǎn)水量和區(qū)外流入水量的基礎(chǔ)上分析計算的，而不同頻率的區(qū)域自產(chǎn)水量和區(qū)外流入水量是不相同的。因此，地表水資源可利用量也必與頻率有關(guān)。2.2水平年地表水資源可利用量具有水平年的概念。不同水平年地表水的蓄、引、提等工程措施有所不同，其管理水平、調(diào)度運行方案也會有差異，因而在相同的區(qū)域自產(chǎn)水量和區(qū)外流入水量的條件下，地表水資源的可利用量也是不同的。此外，河道內(nèi)用水、下游地區(qū)用水以及地表水水質(zhì)污染程度等因素，也將影響地表水資源的可利用量。2.3河道內(nèi)用水河道內(nèi)用水包括生產(chǎn)（如航運、水力發(fā)電等）和生態(tài)用水。我省水資源十分匱乏，水資源的供需矛盾非常突出。因此，對于河道內(nèi)的生產(chǎn)用水暫不考慮，本文僅估算了河道內(nèi)的生態(tài)用水。河北省河流枯季斷流主要發(fā)生在平原地區(qū)，平原區(qū)分布的河流大多屬于大清河水系及子牙河水系，現(xiàn)階段改善河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境的具體目標是：大清河水系保證白洋淀不干淀，平水年白洋淀的蓄水量保持20世紀70年代平水年的水平。子牙河水系下游主要控制站獻縣水文站平水年枯季平均流量，不小于20世紀70年代平水年的枯季平均流量。由于灤河、潮白薊運河及永定河山區(qū)的大型水庫及主要控制工程分屬水利部、北京市和天津市管理，南運河水系的兩大支流中，漳河出山口大型水庫岳城水庫由水利部管理，衛(wèi)河山區(qū)均位于河南省境內(nèi)。上述河流我省均沒有調(diào)度運用權(quán)和控制能力，因此，這些河流的河道內(nèi)生態(tài)用水問題難以確定。至于大清河、子牙河水系的水質(zhì)污染問題，應當依靠排污企業(yè)及城市通過污水處理達標排放來解決，在目前水資源十分緊缺的情況下，不宜采用增加清水流量進行稀釋的途徑來改善水質(zhì)。通過資料分析，白洋淀20世紀70年代平水年年平均蓄水量0.69億m3，全年水面蒸發(fā)量0.94億m3，周邊的側(cè)向滲漏量0.22億m3.由此可知，要保持70年代平水年的平均蓄水量，需要入淀水量1.85億m3.因此，在最不利的情況下（如19841986年入淀水量為零）要使白洋淀年平均蓄水量保持0.69億m3，則需要山區(qū)水庫補水3.19億m3（沿途輸水損失按0.42考慮）。子牙河系獻縣水文站，20世紀70年代平水年枯季平均流量為5.56m3s，90年代為零，要維持70年代枯季平均流量需補水5.56m3s，枯季按270d計，需要山區(qū)水庫補水2.36億m3（沿途輸水損失按0.45計）。為了實現(xiàn)現(xiàn)階段大清河系及子牙河系河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境目標，河道內(nèi)生態(tài)用水量共需5.55億m3.3、地表水資源可利用量計算方法我省地表水資源開發(fā)利用程度很高，現(xiàn)狀平水年地表水的供水量達到自產(chǎn)水量的55左右；偏枯年可以達到70左右。因而目前供水水平扣除回歸水的重復量，基本上反映了現(xiàn)狀地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量。為了能代表現(xiàn)狀條件下的自產(chǎn)水量、入境水量、出境水量及地表水的供水量，本次采用19902000年資料進行分析，為了顧及北京和天津兩市的用水量，我們的入境水量中扣除了引灤入津及潮白河、薊運河、永定河山區(qū)的出境水量，具體步驟如下：（1）搜集19902000年自產(chǎn)水量、入境水量，灤河（引灤入津）、潮白、薊運和永定河山區(qū)的出境水量，以及本省地表水供水量。并分析自產(chǎn)水量的相應頻率，計算自產(chǎn)水量（入境水量四河山區(qū)的出境水量）和地表供水量占該水量的比率（，即地表水利用系數(shù)），見表1.其中19901997年自產(chǎn)水量、入境和出境水量采用河北省水資源狀況分析報告中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)基本上代表了現(xiàn)狀水利工程狀況下地表水的最大供水量，扣除重復利用水量，即為地表水的可利用量。19982000年采用河北省水資源公報中數(shù)據(jù)，19902000年地表水供水量采用河北省水資源公報中的數(shù)據(jù)。19902000年自產(chǎn)水量的相應頻率是根據(jù)修正為現(xiàn)狀下墊面條件下的產(chǎn)流量（19561997年系列）計算的統(tǒng)計參數(shù)求得。（2）通過資料分析，建立自產(chǎn)水量“入境水量”相關(guān)圖。（3）建立自產(chǎn)水量相應頻率與相關(guān)圖。4、平水年和偏枯水年地表水資源可利用量由河北省水資源狀況分析報告可知，平水年（P=50）的自產(chǎn)水量為107億m3，偏枯年（P=75）為75.1億m3。一般年份我省地表供水量當中70供平原地區(qū)，而且主要是山前平原，30供山丘區(qū)（包括山間盆地）。目前山前平原區(qū)的地下水埋深均在10m以上，地下水位遠遠低于平原河道河底高程，因而河道和渠系的滲漏損失，以及渠灌的田間滲漏水量，只能補給地下水，不可能回歸河道和渠系。近年來山區(qū)的地下水開采量發(fā)展很快，地下水年開采量由20世紀70年代末的12億m3增加到90年代末的23億m3.而這些開采井多分布在渠系較多的山間盆地，山間盆地較多的張家口、承德、唐山、秦皇島四市，山區(qū)地表水供水量和地下水開采量分別占全省山區(qū)地表水供水量和地下水開采量的80和70，地下水埋深一般在8m以上。由此說明，山區(qū)地表灌溉的滲漏部分，主要被地下水開采，回歸河道被重復利用部分很少，占地表水供水量不會超過5。因此，上述計算的平水年和偏枯年的地表水供水量，基本上代表了現(xiàn)