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)利用與國民經(jīng)濟發(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)利用與國民經(jīng)濟發(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)利用與國民經(jīng)濟發(fā)展水利作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，社會經(jīng)濟發(fā)展的重要保障條件和約束條件。水資源承載能力:在一定社會歷史發(fā)展階段，以可預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟和社會發(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，水資源對城市人口、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的最大支撐能力或限度。國民經(jīng)濟的發(fā)展同時可以促進水資源的合理開發(fā)利用。以水資源的可持續(xù)利用保障國民經(jīng)濟可持續(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)利用與國民經(jīng)濟發(fā)展我國21世紀水資源開發(fā)利用的總體戰(zhàn)略，必須以水資源的可持續(xù)利用支持我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，從以下八個方面實行戰(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)劃的目標和原則水資源綜合規(guī)劃的目標：為我國水資源可持續(xù)利用和管理提供規(guī)劃基礎(chǔ)，要在進一步查清我國水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀、分析和評價水資源承載能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護對水資源的要求，提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護和綜合治理的總體布局及實施方案，促進我國人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，以水資源可持續(xù)利用支持經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。水資源規(guī)劃的目標包括整治和興利兩類。水資源規(guī)劃的多目標性，協(xié)調(diào)各種目標之間的矛盾，滿足不同利益部門，包括自然生態(tài)環(huán)境對水的需求，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)劃的步驟問題剖析階段社會調(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景趨勢預(yù)估選定規(guī)劃目標（經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境質(zhì)量、社會目標）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)劃影響評價階段鑒別影響源估量影響大小說明影響范圍規(guī)劃方案評價階段目標滿足程度評價效益指標評價合理性檢驗確定規(guī)劃方案工程實施階段運行、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算項目（圖3-4）圖3-4需水量計算項目匯總第三節(jié)

水資源需求分析生活需水預(yù)測

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。

根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展、人均收入、水價、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，分基本方案和強化節(jié)水方案制定用水定額。年內(nèi)需水過程確定計算公式（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)，計算其凈灌溉需水量和毛灌溉需水量。分基本方案和強化節(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)可用降雨長系列計算方法設(shè)計灌溉定額，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、草場灌溉、牲畜用水和魚塘補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。計算公式（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)需水采用萬元增加值用水量法進行預(yù)測，火（核）電工業(yè)采用發(fā)電量單位（億kWh）用水量法進行需水預(yù)測，并以單位裝機容量（萬kw）用水量法進行復(fù)核。

按當(dāng)?shù)匾阎贫ǖ墓I(yè)用水定額標準，可作為工業(yè)用水定額預(yù)測的基本依據(jù)。遠期參考用水水平比較先進國家或地區(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)測方法：重復(fù)利用率法、趨勢法、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、誰家、取水條件等影響因素對用水定額的影響。年內(nèi)需水過程確定計算公式（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

建筑業(yè)需水預(yù)測以單位建筑面積用水量法為主，以建筑業(yè)萬元增加值用水量法進行復(fù)核。

第三產(chǎn)業(yè)需水用萬元增加值用水量法進行預(yù)測，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。計算公式（3-5）第三節(jié)

水資源需求分析需水量預(yù)測統(tǒng)計

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

“間接預(yù)測”方式：先計算分區(qū)需水量預(yù)測，再進行城鎮(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)境保護與建設(shè)目標，進行生態(tài)環(huán)境需水預(yù)測，包括預(yù)測的基本原則、內(nèi)容及要求。分河道內(nèi)和河道外兩類生態(tài)環(huán)境需水口徑分別進行預(yù)測：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)測方法；濕地、湖泊、城鎮(zhèn)河湖補水等，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)、各河流的實際情況采用相應(yīng)的計算方法。（3-6）河道內(nèi)其它需水預(yù)測航運、水電、漁業(yè)、旅游等需水量預(yù)測。需水預(yù)測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)濟區(qū)或流域范圍內(nèi)不同時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空分布；

進行開源節(jié)流的總體規(guī)劃，明確水資源綜合開發(fā)利用保護的主要目標和方向。水資源供需平衡分析的原則近期和遠期相結(jié)合流域和區(qū)域相結(jié)合綜合利用和保護相結(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選定的典型年，分階段進行可供水量和需水量平衡計算對比分析，最后匯總反映出全區(qū)域范圍水的供需余缺?，F(xiàn)狀供需分析現(xiàn)狀實際供水量和實際用水量調(diào)查統(tǒng)計。進行水量平衡校核?，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）兩種計算供水保證率的方法：

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

“橫向”：把某系列各年的來水都放到給定年份進行供需分析，計算其有保證的年數(shù)占系列總年數(shù)的百分數(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算。供需分析不平衡時，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)測要符合實際。

在供需分析不平衡的情況下，要反饋分析實現(xiàn)平衡的措施、方案和計劃。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)供需平衡的動態(tài)模擬分析長系列動態(tài)模擬方法的優(yōu)點水資源供需平衡問題的特點：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)有一個或多個服務(wù)目的或目標。系統(tǒng)是可以控制（設(shè)計和管理）的。系統(tǒng)分析的優(yōu)點：逐時段分析，比典型年法更具有代表性；來水和用水的動態(tài)性逐時段得到反映；

仿真性好，可以按不同調(diào)度方案運行模型，便于了解不同時間不同地區(qū)的供需狀況和采取對策措施的效果。它可以計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)劃方案運行策略建立一個整體模擬模型，運行這一模型（計算），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、運行和檢驗?zāi)Ｐ偷慕⑺畮斓恼{(diào)度物理模型（圖3-6）：a）一個有進、出口的水池；b）在系統(tǒng)分析中簡化為一個水庫結(jié)點；c）在計算機框圖中則為水庫調(diào)度模塊。圖3-6水庫調(diào)度模型示意圖第四節(jié)

水資源供需平衡分析水庫調(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、參數(shù)，輸出系統(tǒng)對輸入激勵的響應(yīng)（水資源供需平衡中各時段的供需數(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)濟指標等）。物理定律（自然規(guī)律）和社會規(guī)律物理定律是系統(tǒng)物理變量間數(shù)學(xué)實驗關(guān)系的依據(jù)，其表達方式可以是各種方程式、不等式、表格等。社會規(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行和檢驗?zāi)M：一種試圖重現(xiàn)或預(yù)演某一系統(tǒng)的運營情況的技術(shù)；水資源供需平衡分析的動態(tài)模擬：重現(xiàn)現(xiàn)階段水資源供需狀況和預(yù)演今后一段時期水資源供需狀況的模擬技術(shù)。模型檢驗?zāi)Ｐ蜋z驗的目的：判斷所建模型是否正確和符合實際模型檢驗和反求參數(shù)的區(qū)別：求參過程中參數(shù)可以調(diào)整，而模型檢驗則不能再改動參數(shù)。模型修正模型運行方案的設(shè)計進行不同運行方案的設(shè)計，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