工程受水區(qū)水量分析論文

1、工程受水區(qū)水量分析論文 第一節(jié)受水區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)概況 中線工程受水區(qū)指規(guī)劃由中線工程補(bǔ)水，進(jìn)行水資源供需分析的計(jì)算范圍。根據(jù)自然條件、行政區(qū)劃并考慮與南水北調(diào)東線和安徽省引江濟(jì)淮線規(guī)劃的補(bǔ)水范圍銜接。規(guī)劃的中線工程受水區(qū)為唐白河平原及黃淮海平原的西中部，構(gòu)成南北向逾1000km、東西向局部超過(guò)300km的條帶狀范圍，包括北京市和天津市的全部，以及河北省、河南省的部分地區(qū)，總面積15.1萬(wàn)km2。 此次修訂規(guī)劃，將已建并自成體系的湖北省清泉溝灌區(qū)，作為水源區(qū)現(xiàn)有設(shè)施不再列入中線工程受水區(qū)。河南省刁河灌區(qū)也屬于水源地區(qū)已建工程，在供水和投資政策上應(yīng)與清泉溝灌區(qū)相同，但該灌區(qū)屬引漢總干渠供水的組成部分，

2、規(guī)劃中仍列入中線工程受水區(qū)。 中線工程受水區(qū)位居全國(guó)中心地帶，其范圍內(nèi)的首都北京，既是全國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化中心，又是全國(guó)交通的總樞紐；直轄市天津是北方海陸交通樞紐、重要工業(yè)基地和首都的出海門(mén)戶；此外，還有河北省石家莊、邯鄲、邢臺(tái)、保定、滄州、衡水、廊坊7個(gè)省轄市及其范圍內(nèi)的92個(gè)縣(市)，河南省鄭州、南陽(yáng)、平頂山、漯河、駐馬店、周口、許昌、開(kāi)封、商丘、焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽(yáng)、濮陽(yáng)14個(gè)大中城市和60個(gè)縣(市)，是河北、河南兩省的主要經(jīng)濟(jì)區(qū)。 受水區(qū)資源豐富，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，是我國(guó)重要的工業(yè)基地和糧棉油的重要產(chǎn)區(qū)；城市化進(jìn)程快，交通發(fā)達(dá)，重要的鐵路干線縱橫區(qū)內(nèi)：南北向有京廣、京九、焦枝等鐵路線，東

3、西向有京津、石德、隴海等鐵路線；以城市為中心的公路網(wǎng)四通八達(dá)。 中線工程受水區(qū)是我國(guó)人口、耕地、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較集中、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的地區(qū)，已成為北方重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)，在全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。據(jù)1997年資料統(tǒng)計(jì)，受水區(qū)總?cè)丝诩s10759萬(wàn)人，占全國(guó)總?cè)丝诘?.7%，其中城鎮(zhèn)人口3066萬(wàn)人，城市化率為28.5%；國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值8029億元(黃河以北占77%)，工業(yè)總產(chǎn)值10936億元(黃河以北占81%)分別占全國(guó)的10.7%和9.6%；耕地面積12189萬(wàn)畝(黃河以北占64%)，有效灌溉面積9003萬(wàn)畝，糧食產(chǎn)量5013萬(wàn)t，分別占全國(guó)的8.6%、11.7%、10.1%。受水區(qū)主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)見(jiàn)表

4、21。 第二節(jié)受水區(qū)水資源 一、水文氣象特性 受水區(qū)位于北緯320400，東經(jīng)11101180之間，地跨長(zhǎng)江唐白河流域及淮河流域上中游地區(qū)，海河流域的漳衛(wèi)南、大清河、子牙河、永定河等支流水系橫貫其中。 受水區(qū)從南到北為濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)的亞熱帶和半濕潤(rùn)、半干旱的暖溫帶兩個(gè)氣候帶，總的屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。夏季受太平洋副熱帶高壓控制，多東南風(fēng)，炎熱多雨；冬春受西伯利亞和蒙古高壓控制，盛行西北風(fēng)，氣候干燥少雨。 受水區(qū)多年平均降水總量959億m3，相應(yīng)降水深624mm。降水量主要集中在汛期，約占全年降水量的70左右。降水的年際變化較大，年降水量最豐值與最枯值之比為2.33.5；年降水量Cv值0.2

5、0.4；1月月平均降水在13mm以下；7月月平均降水在130mm以上。年平均氣溫11.514.9，1月平均氣溫不到1，7月平均氣溫25.827.6。極端最高氣溫一般在40以上，極端最低氣溫-27.4。區(qū)內(nèi)春季升溫快，4月月平均氣溫均在13以上；10月氣溫明顯下降。水面蒸發(fā)能力平均為1150.6mm。 受水區(qū)多年平均降水量自南向北遞減，南部唐白河區(qū)785mm，淮河區(qū)760mm，海河區(qū)550mm。降水量在汛期69月的集中程度自南向北遞增，唐白河區(qū)約占年降水量的60%，淮河區(qū)6070%，海河區(qū)7085%。年降水量極值比，河南最小為2.3，北京最大為3.5，單站甚至可達(dá)57倍，并經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)枯水年。

6、受水區(qū)年均陸面蒸發(fā)深度：唐白河區(qū)622.6mm；淮河區(qū)645.0mm；海河區(qū)503.4mm。水面蒸發(fā)能力呈現(xiàn)由南向北遞增趨勢(shì)：唐白河區(qū)1073.0mm，淮河區(qū)1106.4mm，海河區(qū)1190.1mm。 二、水資源 (一)徑流 受水區(qū)多年平均天然徑流量112億m3，相應(yīng)徑流深72.9mm，其中海河區(qū)最小，僅50.7mm；唐白河區(qū)最大，為167.8mm；淮河區(qū)為96.0mm。徑流年際變化較降水年際變化更大，如河北省的最大與最小值之比達(dá)5.3。徑流的年內(nèi)分配很不均勻，67月徑流量占全年的6090，海河流域大部分地區(qū)高達(dá)90以上。 (二)地下水資源 受水區(qū)多年平均地下水資源量182.1億m3，相應(yīng)模數(shù)

7、11.8萬(wàn)m3/km2。 (三)當(dāng)?shù)厮Y源總量 受水區(qū)地表水資源量l12億m3，地下水資源量l82.1億m3，扣去二者的重復(fù)量42.8億m3，水資源總量為251.3億m3，現(xiàn)狀人均水資源量?jī)H為234m3。 (四)入境水量 自受水區(qū)外部入境的水量年均約153.5億m3，相應(yīng)徑流深100mm。隨著各河流上游工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，用水量增加，入境水量呈逐漸減少趨勢(shì)。 (五)水資源總量 加上入境水量，受水區(qū)水資源總量為404.8億m3，現(xiàn)狀人均水資源量為376m3，表明受水區(qū)范圍水資源貧乏，屬于資源性缺水地區(qū)。 第三節(jié)受水區(qū)水資源供需分析 按照“先節(jié)水后調(diào)水，先治污后通水，先環(huán)保后用水”的原則，根據(jù)各省市國(guó)民

8、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十五”計(jì)劃及遠(yuǎn)景規(guī)劃，以1997年為現(xiàn)狀水平年，在各省市規(guī)劃成果基礎(chǔ)上，參照海河流域水資源規(guī)劃(2001年)，預(yù)測(cè)規(guī)劃水平年(2010年和2030年)經(jīng)濟(jì)社會(huì)主要發(fā)展指標(biāo)，進(jìn)行水資源供需分析。 一、原則與依據(jù) 貫徹水資源優(yōu)化配置方針，遵循水資源可持續(xù)利用原則，既要考慮對(duì)水量與水質(zhì)的需求，也要考慮水資源條件的約束；充分考慮污水處理回用；堅(jiān)持開(kāi)源節(jié)流并舉，節(jié)水優(yōu)先的原則，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 二、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)預(yù)測(cè) (一)人口增長(zhǎng) 預(yù)計(jì)中線工程受水區(qū)范圍，19972010年人口年均增長(zhǎng)率為8.5，北京、天津兩大都市年均增長(zhǎng)率分別為11.7和16.4，黃河以北年均增長(zhǎng)率為9.

9、4。20102030年，人口年均增長(zhǎng)率為5.7，其中天津?yàn)?.4，北京為3.3，黃河以北為5.3。 據(jù)此測(cè)算，2010年中線工程受水區(qū)內(nèi)總?cè)丝趯⑦_(dá)到12015萬(wàn)人，其中黃河以北達(dá)7766萬(wàn)人；2030年總?cè)丝趯⑦_(dá)到13460萬(wàn)人，其中黃河以北達(dá)到8639萬(wàn)人。受水區(qū)城鎮(zhèn)人口將由現(xiàn)狀的3066萬(wàn)增長(zhǎng)到2010水平年的5587萬(wàn)，城市化率由現(xiàn)狀的29%提高到47%，其中黃河以北的城市化率達(dá)到53%。2030水平年城鎮(zhèn)人口增加到7885萬(wàn)，城市化率為59%，黃河以北的城市化率達(dá)到63%。 (二)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP) 預(yù)測(cè)2010水平年受水區(qū)GDP將達(dá)到21142億元，年均增長(zhǎng)率7.7%，其中黃河以

10、北為16622億元；2030水平年GDP進(jìn)一步增加到59757億元，年均增長(zhǎng)率5.3%，其中黃河以北為45056億元。 (三)工業(yè)總產(chǎn)值 預(yù)測(cè)到2010水平年，工業(yè)總產(chǎn)值為31232億元，年均增長(zhǎng)率8.4%，其中黃河以北為25937億元。2030水平年，工業(yè)總產(chǎn)值將上升到96047億元，年均增長(zhǎng)率5.8%，其中黃河以北為83267億元。 (四)有效灌溉面積 中線受水區(qū)現(xiàn)狀耕地面積12189萬(wàn)畝(黃河以南4364萬(wàn)畝，黃河以北7825萬(wàn)畝)，有效灌溉面積為9003萬(wàn)畝，占總耕地面積的74%。2010水平年，有效灌溉面積達(dá)到9709萬(wàn)畝，年增長(zhǎng)率0.58%；2030水平年達(dá)到9820萬(wàn)畝，年均增長(zhǎng)

11、率0.06%。 各省市不同水平年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r見(jiàn)表21和圖21。 表21 三、用水定額分析 現(xiàn)狀水平年，受水區(qū)城鎮(zhèn)生活用水定額為226升/人?日，農(nóng)村生活用水定額74升/人?日；工業(yè)用水重復(fù)利用率65%85%，基本接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平(75%85%)，用水定額54m3/萬(wàn)元；農(nóng)業(yè)灌溉毛定額為265m3/畝。 中線工程受水區(qū)屬資源性缺水地區(qū)，在水資源供需規(guī)劃中節(jié)約用水應(yīng)放在首要地位。 北京市規(guī)劃到2010年，電力工業(yè)和一般工業(yè)的用水重復(fù)利用率分別達(dá)到94%和88%，居民節(jié)水器具普及率達(dá)到80%，灌溉實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水化；到2030年，電力工業(yè)和一般工業(yè)用水重復(fù)利用率均達(dá)到95%，城市空調(diào)冷卻水循環(huán)率達(dá)

12、到96%以上，農(nóng)業(yè)節(jié)水達(dá)到節(jié)水先進(jìn)國(guó)家的水平。 天津市規(guī)劃到2010年，將城市供水損失率由現(xiàn)狀的19%降低到15%，城市居民節(jié)水器具普及率為70%；到2030年，節(jié)水器具普及率達(dá)到80%。 河北省規(guī)劃到2010年，城市管網(wǎng)漏失率力爭(zhēng)減低到810%，城市生活節(jié)水器具普及率達(dá)到70%80%，工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到70%80%；到2030年，城市管網(wǎng)漏失率減小到8%，生活節(jié)水器具普及率達(dá)到100%，工業(yè)用水重復(fù)利用率大于80%。 河南省規(guī)劃2010年節(jié)水型衛(wèi)生器具普及率達(dá)到70%，用水器具改造率達(dá)到80%，公共生活冷卻水循環(huán)利用率96%，電力工業(yè)和一般工業(yè)用水重復(fù)利用率分別為97%和76%；2030

13、年節(jié)水型衛(wèi)生器具普及率達(dá)到80%，用水器具改造率達(dá)到90%，公共生活冷卻水循環(huán)利用率96%以上，電力工業(yè)和一般工業(yè)用水重復(fù)利用率分別達(dá)到98%和81%。 按上述規(guī)劃測(cè)算2010與2030水平年用水定額如下： (一)城鎮(zhèn)生活用水定額 隨著人民生活質(zhì)量的提高，城鎮(zhèn)生活用水定額將有所提高，2010水平年受水區(qū)生活用水定額平均為248升/人?日；2030水平年生活用水定額平均為287升/人?日。 (二)工業(yè)用水定額 隨著工藝水平提高和節(jié)水措施的增加，工業(yè)用水定額將大幅下降，2010水平年平均為26m3/萬(wàn)元，2030水平年進(jìn)一步降低到12m3/萬(wàn)元。 (三)農(nóng)業(yè)灌溉毛定額 隨著節(jié)水灌溉面積的增多，農(nóng)業(yè)

14、灌溉定額呈下降趨勢(shì)，年均綜合灌溉毛定額(不包括菜田灌溉)P=50%：現(xiàn)狀為260m3/畝，2010水平年為232m3/畝，2030水平年為210m3/畝。 受水區(qū)不同水平年主要用水定額見(jiàn)表22。 四、規(guī)劃水平年需水 按上述指標(biāo)預(yù)測(cè)，2010水平年受水區(qū)總需水量為460億m3(P=50%)，其中黃河以北為322億m3。城鎮(zhèn)生活需水占11%，工業(yè)占17%，環(huán)境占11%，農(nóng)業(yè)灌溉占47%，農(nóng)村生活、林牧副漁等占14%。 表22南水北調(diào)中線工程受水區(qū)不同水平年用水定額表 省市 水平年 生活用水定額 工業(yè)用水定額 農(nóng)業(yè)灌溉毛定額 城鎮(zhèn) 農(nóng)村 P=50% P=75% (升/人日) (m3/萬(wàn)元) (m3/

15、畝) 河南 現(xiàn)狀 175 55 80 285 332 2010 217 80 47 241 274 2030 263 100 28 209 242 河北 現(xiàn)狀 177 45 46 229 294 2010 193 55 27 218 266 2030 249 70 13 202 244 北京 現(xiàn)狀 347 128 59 296 312 2010 360 148 16 251 280 2030 401 152 6 245 276 天津 現(xiàn)狀 231 91 30 326 392 2010 311 130 11 275 300 2030 334 150 4 260 280 受水區(qū) 現(xiàn)狀 226 74

16、 54 260 315 2010 248 106 26 232 272 2030 287 143 12 210 246 2030水平年需水量為520億m3(P=50%)，其中黃河以北為360億m3。城鎮(zhèn)生活需水占16%，工業(yè)占22%，環(huán)境占10%，農(nóng)業(yè)灌溉占37%，農(nóng)村生活、林牧副漁等占15%。 各水平年各省市需水量詳見(jiàn)表23。 不同水平年人均需水量見(jiàn)圖22。 五、可供水量預(yù)測(cè) 受水區(qū)可供水主要來(lái)自水庫(kù)供水、河道引提水、地下水、外流域引水(不含規(guī)劃的南水北調(diào))、污水處理回用、海水利用等。另外，參照國(guó)家環(huán)保局有關(guān)全國(guó)100多座城市用水回歸的分析，將河南、河北兩省城鎮(zhèn)生活60%的需水作為回歸水，可

17、用于農(nóng)業(yè)灌溉。 表23南水北調(diào)中線工程受水區(qū)不同水平年需水量表單位：億m3 省市 水平年 城鎮(zhèn)生活 工業(yè) 環(huán)境 農(nóng)村生活 農(nóng)業(yè)灌溉 林牧漁副或其它 合計(jì) P=50% P=75% P=50% P=75% P=50% P=75% 河南 現(xiàn)狀 6.78 23.93 0.22 11.03 98.66 115.03 8.00 10.16 148.63 167.16 2010 15.07 35.42 7.97 14.51 96.99 110.30 12.30 15.16 182.26 198.44 2030 30.46 53.05 11.87 16.47 84.80 98.37 17.42 21.77 2

18、14.08 231.99 河北 現(xiàn)狀 4.90 17.10 0.00 6.83 98.56 126.54 14.25 14.25 141.65 169.63 2010 13.19 27.30 28.36 7.50 94.95 115.86 14.25 14.25 185.55 206.46 2030 23.55 42.16 28.36 9.63 87.43 105.61 13.69 13.69 204.82 222.99 北京 現(xiàn)狀 9.17 9.87 1.01 1.69 13.40 14.10 4.05 4.35 39.19 40.19 2010 12.79 8.41 10.69 1.62

19、10.12 11.28 5.65 6.15 49.18 49.25 2030 16.10 8.35 12.2511.6 1.39 9.31 10.49 7.18 7.72 54.59 55.65 天津 現(xiàn)狀 4.40 7.69 0.50 1.27 14.88 17.90 3.12 3.12 31.86 34.88 2010 9.54 9.24 2.10 1.23 13.75 15.00 7.27 7.27 43.13 44.38 2030 12.43 12.20 1.53 13.00 14.00 7.85 7.86 47.01 48.02 合計(jì) 現(xiàn)狀 25.25 58.59 1.73 20.8

20、2 225.50 273.57 29.43 31.89 361.32 411.85 2010 50.58 80.37 49.0347.43 24.87 215.80 252.44 39.47 42.83 460.12 498.52 2030 82.55 115.75 52.4851.83 29.02 194.55 228.47 46.14 51.04 520.50 558.66 備注：1.天津現(xiàn)狀為1998年，其它省市為1997年； 2.菜田用水計(jì)入“其它”項(xiàng)。 根據(jù)預(yù)測(cè)，2010水平年P(guān)=50%的可供水量為332億m3(含回歸水，下同)，P=75%的可供水量為309億m3。2030水平年P(guān)=

21、50%可供水量為358億m3，P=75%的可供水量為333億m3。 不同水平年各省市可供水量分類見(jiàn)表24。 備注：1.天津地表水中含引灤水； 2.回歸水為城鎮(zhèn)生活用水乘以0.6而得，可用于農(nóng)業(yè)。 六、水資源供需平衡 受水區(qū)水資源供需平衡見(jiàn)表25。由表可見(jiàn)，2010水平年，P=50%的缺水量為128億m3，與現(xiàn)狀比，缺水量年增長(zhǎng)率為3.1%，黃河以北缺水量占全區(qū)的74%。2030水平年，P=50%的缺水量為163億m3，與2010水平年比，缺水量年增長(zhǎng)率為1.2%，黃河以北缺水量占總?cè)彼康?4%。 表25受水區(qū)不同水平年供需平衡表單位：億m3 省市 水平年 需水量 可供水量 缺水量 P=50%

22、 P=75% P=50% P=75% P=50% P=75% 河南 現(xiàn)狀 148.63 167.16 112.85 106.04 35.78 61.12 2010 182.26 198.44 137.11 131.64 45.15 66.8 2030 214.08 231.99 158.45 151.05 55.63 80.95 河北 現(xiàn)狀 141.65 169.63 91.6 82.42 50.05 87.21 2010 185.55 206.46 115.39 104.77 70.16 101.68 2030 204.82 222.99 121.36 111.75 83.46 111.25

23、 北京 現(xiàn)狀 39.19 40.19 42.09 38.35 0 1.84 2010 49.18 49.25 48.8 44.94 0.38 4.31 2030 54.59 55.65 46.52 41.66 8.07 13.99 天津 現(xiàn)狀 31.86 34.88 31.71 0.15 2010 43.13 44.38 30.69 27.38 12.44 17 2030 47.01 48.02 31.55 28.12 15.46 19.9 合計(jì) 現(xiàn)狀 361.32 411.85 278.25 234.94 83.07 2010 460.12 498.52 331.99 308.73 128.

24、13 189.79 2030 520.50 558.66 357.88 332.58 162.62 226.08 七、缺水量分析 本次規(guī)劃修訂，各省市在進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水、治污和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上，制訂了詳盡的節(jié)水規(guī)劃、治污及污水處理回用規(guī)劃，采用的各部門(mén)用水定額一般為節(jié)水定額，同時(shí)還考慮了生活用水的部分回歸利用。 另外，中線工程受水區(qū)水資源總量(不含入境水量)251.3億m3，2010水平年總?cè)丝?.2億人，人均水資源量209m3；加上入境水量153.5億m3后，人均水資源量為337m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2010年全國(guó)人均供水450m3的標(biāo)準(zhǔn)?？傮w上反映了受水區(qū)缺水的嚴(yán)重程度。 第四節(jié)受水區(qū)城市需調(diào)水

25、量 中線工程以城市生活、工業(yè)供水為主要目標(biāo)，兼顧生態(tài)和農(nóng)業(yè)用水，受水區(qū)需調(diào)水量根據(jù)中線工程供水范圍內(nèi)城市水資源規(guī)劃成果確定。中線工程沿線的河南、河北、北京、天津按照“三先三后”的原則，分別編制完成了城市水資源規(guī)劃報(bào)告，并已通過(guò)了由國(guó)家計(jì)委、水利部會(huì)同建設(shè)部、國(guó)家環(huán)?？偩帧⒅袊?guó)國(guó)際工程咨詢公司成立的專家組的審查。本報(bào)告以此為依據(jù)，分析計(jì)算中線工程的需調(diào)水量。 一、受水城市 北京全市；天津的中心城區(qū)、濱海區(qū)、新四區(qū)、武清區(qū)及薊縣、寶坻縣、寧河縣、靜海縣四縣城及建制鎮(zhèn)；河北省的邯鄲、邢臺(tái)、石家莊、保定、衡水、廊坊6個(gè)省轄市及其范圍內(nèi)的18個(gè)縣級(jí)市和70個(gè)縣城；河南省的南陽(yáng)、平頂山、漯河、周口、許昌、

26、鄭州、焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽(yáng)、濮陽(yáng)11個(gè)大中城市及30個(gè)縣級(jí)市和縣城。 二、中線工程城市水資源供需平衡 中線工程受水區(qū)城市現(xiàn)狀人均生活用水量比全國(guó)同類城市約少12.8%29.4%，工業(yè)用水重復(fù)利用率比全國(guó)平均水平高16%。 城市水資源規(guī)劃是在城市節(jié)水規(guī)劃、治污及污水處理回用規(guī)劃、地下水控制開(kāi)采規(guī)劃的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步增加節(jié)水措施，到2010年，可節(jié)水24億m3，單方節(jié)水投資為4.311.4元/m3，污水處理率達(dá)到77%；2030水平年城市節(jié)水達(dá)到50.4億m3，單方節(jié)水投資為11.015.3元/m3，污水處理率上升到84%。在考慮節(jié)水、污水處理回用等條件下，通過(guò)供需分析，提出各規(guī)劃水平年的缺水量。 經(jīng)預(yù)測(cè)，中線工程受水區(qū)城市2010水平年總需水量為148.8億m3，其中生活49.04億m3，工業(yè)56.06億m3，環(huán)境22.37億m3，其它21.33億m3；2030水平年總需水量202.33億m3，其中生活79.39億m3，工業(yè)73.06億m3，環(huán)境27.87億m3，其它22.01億m3。 2010水平年可供水(P=95%)約71億m3，2030水平年