1、第五章 水資源供需平衡分析第五章 水資源供需平衡分析 5.1 概述-目的、原則和方法 5.2 平衡分析的典型年法 5.3 水資源系統動態模擬分析 5.4水資源系統動態模擬實例5.1 概述-目的、原則和方法 19491949年以來，我國進行了規模空前的水利建設，年以來，我國進行了規模空前的水利建設，全國用水量從全國用水量從19491949年的年的10001000多億多億m m3 3增加到增加到19971997年的年的5566556610108 8m m3 3。 據有關專家預測，我國用水高峰將在據有關專家預測，我國用水高峰將在20302030年前年前后出現，用水總量為后出現，用水總量為700070

2、008000800010108 8m m3 3。經分。經分析，全國實際可利用的水資源量約為析，全國實際可利用的水資源量約為800080009500950010108 8 m m3 3。 總體上，我國因缺水造成的經濟損失超過洪澇總體上，我國因缺水造成的經濟損失超過洪澇災害。災害。 解決水資源問題，必須實施解決水資源問題，必須實施最嚴格最嚴格的水資源管的水資源管理制度。理制度。 在管理觀念上，不能走傳統的在管理觀念上，不能走傳統的以需定供以需定供的老路，的老路，必須加快推進供水管理向必須加快推進供水管理向需水管理需水管理轉變。轉變。 對于稀缺資源，采取需求管理實現對于稀缺資源，采取需求管理實現供需

3、平衡供需平衡，是國際通行的道路。是國際通行的道路。 定義：水資源供需平衡分析，是指在一定范圍內水資源供需平衡分析，是指在一定范圍內( (行政、經濟區域或流域行政、經濟區域或流域) )不同時期的可供水量和不同時期的可供水量和需水量的供求關系分析。需水量的供求關系分析。 水資源開發長期規劃、經濟發展長期規劃、生態水資源開發長期規劃、經濟發展長期規劃、生態環境保護的必須。環境保護的必須。5.1.1 目的和意義 目的是：目的是： 1、通過可供水量和需水量的分析，弄清楚水、通過可供水量和需水量的分析，弄清楚水資源總量的供需現狀和存在的問題；資源總量的供需現狀和存在的問題； 2、通過不同時期不同部門的供需

4、平衡分析，、通過不同時期不同部門的供需平衡分析，預測未來，了解水資源余缺的時空分布；預測未來，了解水資源余缺的時空分布； 3、針對水資源供需矛盾，進行開源節流總體、針對水資源供需矛盾，進行開源節流總體規劃，明確水資源綜合開發利用保護的主要規劃，明確水資源綜合開發利用保護的主要目標和方向，以期實現水資源長期供求計劃目標和方向，以期實現水資源長期供求計劃當地當地調入調入調出調出可供可供需水需水缺水缺水松遼松遼74674675913海灤海灤35213548753952淮河淮河64413077481541黃河黃河44385305285357長江長江2340320234023411珠江珠江1005100

5、510061東南諸河東南諸河3443443451西南諸河西南諸河1261261271全國全國6640350350699071191292030 億方億方 2012,“國務院關于實行最嚴格水資源管理制度國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見的意見” 1、加強水資源開發利用控制紅線管理，嚴格、加強水資源開發利用控制紅線管理，嚴格實行用水總量控制實行用水總量控制 2、加強用水效率控制紅線管理，全面推進節、加強用水效率控制紅線管理，全面推進節水型社會建設水型社會建設 3、加強水功能區限制納污紅線管理，嚴格控、加強水功能區限制納污紅線管理，嚴格控制入河湖排污總量制入河湖排污總量5.1.2 水資源供需平

6、衡分析的原則 水資源供需平衡分析涉及社會、經濟、環境水資源供需平衡分析涉及社會、經濟、環境生態等方面，牽涉面廣且關系復雜，應遵循以生態等方面，牽涉面廣且關系復雜，應遵循以下原則：下原則：5.1.3 水資源供需平衡分析的方法 水資源供需平衡分析主要有兩種分析方法。水資源供需平衡分析主要有兩種分析方法。 系列法系列法：按雨情、水情的歷史系列資料進行逐年：按雨情、水情的歷史系列資料進行逐年的供需平衡分析計算；的供需平衡分析計算； 典型年法典型年法：僅根據雨情、水情具有代表性的幾個僅根據雨情、水情具有代表性的幾個不同年份進行分析計算，而不必逐年計算。不同年份進行分析計算，而不必逐年計算。 不管采用何種

7、分析方法，所采用的基礎數據不管采用何種分析方法，所采用的基礎數據(如水文系列資料、水文地質的有關參數等如水文系列資料、水文地質的有關參數等)的的質量至關重要，將直接影響到供需分析成果的質量至關重要，將直接影響到供需分析成果的合理性和實用性，以下將主要介紹兩種方法：合理性和實用性，以下將主要介紹兩種方法： 典型年法，典型年法， 水資源系統動態模擬法水資源系統動態模擬法(屬系列法的一種屬系列法的一種)。第五章 水資源供需平衡分析 5.1 概述-目的、原則和方法 5.2 平衡分析的典型年法 5.3 水資源系統動態模擬分析 5.4水資源系統動態模擬實例5.2 平衡分析的典型年法 典型年典型年(又稱代表

8、年法又稱代表年法)：是指對某一范圍的水是指對某一范圍的水資源供需關系，只進行典型年份平衡分析計算資源供需關系，只進行典型年份平衡分析計算的方法。的方法。 優點：是可以克服資料不全優點：是可以克服資料不全(如系列資料難以如系列資料難以取得時取得時)及計算工作量太大的問題。及計算工作量太大的問題。5.2 平衡分析的典型年法 5.2.1 典型年法的涵義 5.2.2 計算分區和時段 5.2.3 典型年和水平年的確定 5.2.4 可供水量和需水量的計算 我國規范規定：我國規范規定： 特別豐水年頻率特別豐水年頻率=5%; 豐水年頻率豐水年頻率=25%; 平水年頻率平水年頻率50; 一般枯水年一般枯水年75

9、; 特別枯水年特別枯水年=90(或或95)。5.2.1 典型年法的涵義 北方干旱和半干旱地區一般要對：北方干旱和半干旱地區一般要對：50和：和：75兩種代表年的水供需進行分析，兩種代表年的水供需進行分析， 在南方濕潤地區，一般要對在南方濕潤地區，一般要對p：50、p：75和和p：90(或或95)三種代表年的水供需進行分三種代表年的水供需進行分析。析。洪水重現期洪水重現期 1/p枯水重現期枯水重現期 1/（1-p） 水資源供需分析，就某一區域來說，其可供水量水資源供需分析，就某一區域來說，其可供水量和需水量在地區上和時間上分布都是不均勻的。和需水量在地區上和時間上分布都是不均勻的。 分區進行水資

10、源供需分析研究，便于弄清水資源分區進行水資源供需分析研究，便于弄清水資源供需平衡要素在各地區之間的差異，以便對不同供需平衡要素在各地區之間的差異，以便對不同地區的特點采取不同的措施和對策。地區的特點采取不同的措施和對策。 另外，將大區域劃分成若干個小區后，可以使計另外，將大區域劃分成若干個小區后，可以使計算分析得到相應的簡化，便于研究工作的開展。算分析得到相應的簡化，便于研究工作的開展。5.2.2 計算分區和時段 在分區時一般應考慮以下的原則：在分區時一般應考慮以下的原則： (1)盡量按流域、水系劃分，對地下水開采盡量按流域、水系劃分，對地下水開采區應盡量按同一水文地質單元劃分，這樣便區應盡量

11、按同一水文地質單元劃分，這樣便于算清水賬。于算清水賬。 (2)盡量照顧行政區劃的完整性。這樣便于盡量照顧行政區劃的完整性。這樣便于資料的收集和統計，另外更有利于水資源的資料的收集和統計，另外更有利于水資源的開發利用和保護的決策和管理。開發利用和保護的決策和管理。 (3)盡量不打亂供水、用水、排水系統。盡量不打亂供水、用水、排水系統。 區域水資源計算時段可分別采用年、季、月、旬區域水資源計算時段可分別采用年、季、月、旬和日，選取的時段長度要適宜，太大會掩蓋供需和日，選取的時段長度要適宜，太大會掩蓋供需之間的矛盾，缺水期往往是處在時間很短的幾個之間的矛盾，缺水期往往是處在時間很短的幾個時段里，因此

12、只有把計算時段劃分得合適，才能時段里，因此只有把計算時段劃分得合適，才能把供需矛盾揭露出來。把供需矛盾揭露出來。 但劃分時段升非越小越好，時段分得太小，許多但劃分時段升非越小越好，時段分得太小，許多資料無法取得，而且會增加計算分析的工作量。資料無法取得，而且會增加計算分析的工作量。 對精度要求不高時，計算時段也可用年為單位。對精度要求不高時，計算時段也可用年為單位。 不同頻率系指水文資料統計分析中的不同頻率，不同頻率系指水文資料統計分析中的不同頻率，通常可選取通常可選取p：50，75，90，95，以代，以代表不同的來水情況。表不同的來水情況。 典型年來水量的選擇典型年的來水需要用統計方典型年來

13、水量的選擇典型年的來水需要用統計方法推求。法推求。5.2.3 典型年和水平年的確定 根據各分區的具體情況來選擇控制站，以實際根據各分區的具體情況來選擇控制站，以實際來水系列進行頻率計算，選擇典型年。來水系列進行頻率計算，選擇典型年。 可以選擇年降雨量系列進行頻率分析計算。可以選擇年降雨量系列進行頻率分析計算。 如：北方主要靠徑流調節，則常用年經流系列。如：北方主要靠徑流調節，則常用年經流系列。 南方濕潤地區，全年需要灌溉，可選擇降水。南方濕潤地區，全年需要灌溉，可選擇降水。1 不同頻率典型年來水量的選擇 按實際典型年的來水量進行分配，但地區內降按實際典型年的來水量進行分配，但地區內降雨、徑流的

14、時空分配受所選擇典型年所支配，雨、徑流的時空分配受所選擇典型年所支配，具有一定的偶然性，為了克服這種偶然性具有一定的偶然性，為了克服這種偶然性: 通常選用頻率相近的若干個實際年份進行分析通常選用頻率相近的若干個實際年份進行分析計算，并從中選出對供需平衡偏于不利的情況計算，并從中選出對供需平衡偏于不利的情況進行分配。進行分配。 水資源供需分析是要弄清研究區域現狀和未來水資源供需分析是要弄清研究區域現狀和未來的幾個階段的水資源供需狀況，這幾個階段的的幾個階段的水資源供需狀況，這幾個階段的水資源供需狀況與區域的國民經濟和社會發展水資源供需狀況與區域的國民經濟和社會發展有密切關系，并應與該區域的可持續

15、發展的總有密切關系，并應與該區域的可持續發展的總目標相協調。目標相協調。 一般情況下，需要研究分析四個水平年：一般情況下，需要研究分析四個水平年：2 水平年 （1）現狀水平年）現狀水平年(又稱基準年，系指現狀情況又稱基準年，系指現狀情況以該年為標準以該年為標準)， （2）近期水平年）近期水平年(基準年以后基準年以后5年或年或10年年)， （3）遠景水平年）遠景水平年(基準年以后基準年以后15或或20年年)， （4）遠景設想水平年）遠景設想水平年(基準年以后基準年以后3050年年)。5.2 平衡分析的典型年法 5.2.1 典型年法的涵義 5.2.2 計算分區和時段 5.2.3 典型年和水平年的確

16、定 5.2.4 可供水量和需水量的計算 5.2.5 供需平衡分析和成果綜合 可供水量 供水系統：一個地區的可供水量來自該區的供供水系統：一個地區的可供水量來自該區的供水系統。水系統。 供水系統從工程分類，包括蓄水工程、引水工供水系統從工程分類，包括蓄水工程、引水工程、提水工程和調水工程。程、提水工程和調水工程。 按水源分類可分為地表水工程、地下水工程和按水源分類可分為地表水工程、地下水工程和污水再生回用工程類型；污水再生回用工程類型； 按用用戶分類可分為城市供水、農村供水和混按用用戶分類可分為城市供水、農村供水和混合供水系統。合供水系統。 可供水量：可供水量：可供水量是指不同水平

17、年、不同保可供水量是指不同水平年、不同保證率或不同頻率條件下通過工程設施可提供的證率或不同頻率條件下通過工程設施可提供的符合一定標準的水量，包括區域內的地表水、符合一定標準的水量，包括區域內的地表水、地下水、外流域的調水，污水處理回用和海水地下水、外流域的調水，污水處理回用和海水利用等。利用等。 可供水量與來水條件、工程條件、用水條件、可供水量與來水條件、工程條件、用水條件、 可供水量計算項目匯總示意圖可供水量計算項目匯總示意圖 供水保證率的概念，是指多年供水過程中，供供水保證率的概念，是指多年供水過程中，供水得到保證的年數占總年數的百分數，常用下水得到保證的年數占總年數的百分數，常用下式計算

18、：式計算：%1001nmp保證率保證率 在供水規劃中，按照供水對象的不同，應規定在供水規劃中，按照供水對象的不同，應規定不同的供水保證率，不同的供水保證率， 例如居民生活供水保證率例如居民生活供水保證率p：95以上，以上， 工業用水工業用水p：90或或95， 農業用水農業用水p50或或75等等。等等。供水規劃有優先次序。供水規劃有優先次序。 兩種確定供水保證率的方法：兩種確定供水保證率的方法： (1)(1)上述的在今后多年供水過程中（供需都變化）上述的在今后多年供水過程中（供需都變化）有有占總供水年數的百分數，只要有保證占總供水年數的百分數，只要有保證的年數足夠，就可以達到所需保證率。的年數足

19、夠，就可以達到所需保證率。 (2)(2)規定某一個年份規定某一個年份( (例如例如20002000年這個水平年年這個水平年) )，這，這一年的來水可以是各種各樣的，現在把某系列各一年的來水可以是各種各樣的，現在把某系列各年的年的都放到都放到20002000這一水平年去進行供需分析，這一水平年去進行供需分析，計算其供水有保證的年數占系列總年數的百分數，計算其供水有保證的年數占系列總年數的百分數，即為這一水平年的供水保證率。即為這一水平年的供水保證率。 典型年本身是頻率的概念年。典型年本身是頻率的概念年。 對于對于p：95的年份，供需分析得出不平衡，的年份，供需分析得出不平衡，還缺水，說明其供水保

20、證率不足還缺水，說明其供水保證率不足95，但這樣，但這樣的結論太籠統，并不說明各用水部門供需的矛的結論太籠統，并不說明各用水部門供需的矛盾。盾。 實際上對生活、工業、農業供水應區別對待，實際上對生活、工業、農業供水應區別對待，因此，應具體分析區域內哪些用水部門真正缺因此，應具體分析區域內哪些用水部門真正缺水及其缺水程度和影響，然后做出科學的分析水及其缺水程度和影響，然后做出科學的分析評價及提出解決的具體措施。評價及提出解決的具體措施。 需水量分析 需水量可分為河道內用水和河道外用水兩大類。需水量可分為河道內用水和河道外用水兩大類。 河道內用水：河道內用水：包括水力發電、航運、放木

21、、沖包括水力發電、航運、放木、沖淤、環境、旅游等。河道內用水一般并不耗水，淤、環境、旅游等。河道內用水一般并不耗水，但要求有一定的流量、水量和水位，其需水量但要求有一定的流量、水量和水位，其需水量應按一水多用原則進行組合計算。應按一水多用原則進行組合計算。 河道外用水：河道外用水：包括城市用水和農業用水。城市包括城市用水和農業用水。城市用水又分工業用水、生活用水和環境用水。用水又分工業用水、生活用水和環境用水。 工業用水的計算：工業用水的計算： 工業用水一般指工礦企業在生產過程中，用于工業用水一般指工礦企業在生產過程中，用于制造、加工、冷卻、空調、凈化、和洗滌等方制造、加工、冷卻、空調、凈化、

22、和洗滌等方面的用水，是城市用水的一個重要的組成部分。面的用水，是城市用水的一個重要的組成部分。 由于工業部門內不同的行業的用水量相差很大，由于工業部門內不同的行業的用水量相差很大，所以工業用水要按行業劃分，利用水平衡法進所以工業用水要按行業劃分，利用水平衡法進行統計和計算：行統計和計算： qt=qc+qd+qr 式中式中 qt總用水量，在設備和工藝流程不變時，為一定值，總用水量，在設備和工藝流程不變時，為一定值，m3a；qtqcqdqrqwqc耗水量：耗水量：qd排水量排水量qr重復用水量。重復用水量。 工廠的耗水量和排水量必須加以補充，二者之工廠的耗水量和排水量必須加以補充，二者之和稱為補充

23、水量，又稱為取用水量，以和稱為補充水量，又稱為取用水量，以qw。故總用水量故總用水量qt又可表示為補充水量和重復用水又可表示為補充水量和重復用水量之和：量之和： qt=qw+qr 工業用水重復利用率及越高，表示工業用水的有工業用水重復利用率及越高，表示工業用水的有效利用程度越高。效利用程度越高。%100trqqr工業用水水平一般以單位產量或產值所需的補工業用水水平一般以單位產量或產值所需的補充水量和重復利用率這兩個指標來衡量，重復利用充水量和重復利用率這兩個指標來衡量，重復利用率率r以重復利用水量以重復利用水量qr。占總用水量。占總用水量qt的百分數表的百分數表示：示： 趨勢法：趨勢法： 用歷

24、年工業用水量增長率來推算未來工業用水量，用歷年工業用水量增長率來推算未來工業用水量，按下式進行計算，按下式進行計算，si=s0(1+d)n 式中式中si某一年所預測的工業需水量，某一年所預測的工業需水量，m3； s0起始年的工業用水量，起始年的工業用水量，m3； d業用水量年平均增長率，；業用水量年平均增長率，； n從起始年份到預測年份所間隔的時間，從起始年份到預測年份所間隔的時間，a。(2)工業用水的預測： 工業用水的統計參數工業用水的統計參數(如單位產值耗水量、工如單位產值耗水量、工業用水增長率等業用水增長率等)與工業產值有一定的相關關與工業產值有一定的相關關系，常用以下兩種方法進行預測：

25、系，常用以下兩種方法進行預測： 建立工業用水增長率和工業產值增長率的相關建立工業用水增長率和工業產值增長率的相關關系來推求工業發展用水；關系來推求工業發展用水； 建立工業產值和萬元產值用水量的相關關系來建立工業產值和萬元產值用水量的相關關系來推求工業發展用水。推求工業發展用水。 分行業重復利用率提高法：分行業重復利用率提高法： 對于資料比較齊全的地方，一般采用按冶金、電力對于資料比較齊全的地方，一般采用按冶金、電力等等14個行業推算工業用水量，該法采用萬元產值用個行業推算工業用水量，該法采用萬元產值用水量和重復利用率這二個指標來推算工業發展用水水量和重復利用率這二個指標來推算工業發展用水 q1

26、 q2起始年和預測年的萬元產值取用水量，起始年和預測年的萬元產值取用水量，m3萬元；萬元； 1 2分別為起始年和預測年的工業用水重復利用率，分別為起始年和預測年的工業用水重復利用率，211211 qq 隨著生產水平發展、設備工藝的改進、更新，隨著生產水平發展、設備工藝的改進、更新，萬元產值的總用水量會逐漸減少，故上式可修萬元產值的總用水量會逐漸減少，故上式可修改為：改為： 式中。式中。 考慮到設備工藝改進使得萬元產值的總考慮到設備工藝改進使得萬元產值的總用水量平均下降率用水量平均下降率()。 值愈大，則萬元產值愈大，則萬元產值用水量愈少；值用水量愈少； n起始年與預測年的相距的時間，起始年與預

27、測年的相距的時間，a。nqq)1 (112112 生活用水：生活用水： 在城市中扣除工業用水在城市中扣除工業用水( (包括生產區的生活包括生產區的生活用水用水) )之外所有的用水，它包括城市居民住宅之外所有的用水，它包括城市居民住宅用水，公共建筑用水，市政用水，環境、景觀用水，公共建筑用水，市政用水，環境、景觀與娛樂用水，供熱用水及消防用水。與娛樂用水，供熱用水及消防用水。 在地域間我國的人均日生活用水量差異較大在地域間我國的人均日生活用水量差異較大 最高：我國南方海南三亞，人均日生活用水最高：我國南方海南三亞，人均日生活用水量高達量高達522l(人人d)， 最低：我國北方的內蒙額爾古納，人均

28、日生最低：我國北方的內蒙額爾古納，人均日生活用水量僅為活用水量僅為2055l(人人d)，兩者相差，兩者相差達達25倍之多。倍之多。 城市用水要求供水的保證率不低于城市用水要求供水的保證率不低于95。城。城市用水量一般可根據實際調查求得，其大小市用水量一般可根據實際調查求得，其大小與城市有關與城市有關. 城市生活用水量的預測常用人均生活用水定額城市生活用水量的預測常用人均生活用水定額法推算，其計算公式為：法推算，其計算公式為： 式中式中 q生活生活生活用水需求量，生活用水需求量，m3a； q人均生活用水定額，人均生活用水定額，l(人人d)； m預測期用水人口數；人。預測期用水人口數；人。 農村用

29、水農村用水:包括農、林、牧、副、漁業的用水，包括農、林、牧、副、漁業的用水，農村居民的生活用水、農村工業、企業用水等。農村居民的生活用水、農村工業、企業用水等。 與城市工業和生活用水相比，具有面廣量大、與城市工業和生活用水相比，具有面廣量大、一次性消耗的特點，而且受氣候的影響較大，一次性消耗的特點，而且受氣候的影響較大，同時也受作物的組成和生長期的影響。同時也受作物的組成和生長期的影響。 農業灌溉用水量的計算和預測農業灌溉用水量的計算和預測 對一個地區而言，為進行農業灌溉用水量的計算對一個地區而言，為進行農業灌溉用水量的計算和預測，首先需要弄清以下幾個概念：和預測，首先需要弄清以下幾個概念：

30、作物需水量作物需水量：作物在全生育期或某一時段內作物在全生育期或某一時段內正常生長所需的水量，它包括消耗于作物蒸騰正常生長所需的水量，它包括消耗于作物蒸騰量和株間蒸發量量和株間蒸發量( (合稱為騰發量合稱為騰發量) )。農作物需水量可以通過田間實驗來確定，它是農作物需水量可以通過田間實驗來確定，它是決定灌溉用水量、灌溉引水量的重要的參數，決定灌溉用水量、灌溉引水量的重要的參數，也是進行水資源平衡分析計算的重要的依據。也是進行水資源平衡分析計算的重要的依據。灌溉制度灌溉制度：是指作物播種前及全生育期：是指作物播種前及全生育期內的進行適時適量灌水的一種制度，它包括內的進行適時適量灌水的一種制度，它

31、包括灌水定額、灌水時間、灌水次數和灌溉定額。灌水定額、灌水時間、灌水次數和灌溉定額。灌水定額為一次灌水在單位面積上的灌水灌水定額為一次灌水在單位面積上的灌水量量(m(m3 3畝畝) )，灌溉定額則是全生育期內多次灌水定額之灌溉定額則是全生育期內多次灌水定額之和和 灌溉用水量灌溉用水量：是指灌溉面積上需要提供給：是指灌溉面積上需要提供給作物的水量，其大小及其在年內的變化情況，作物的水量，其大小及其在年內的變化情況，與各種作物的灌溉制度、灌溉面積以及渠系水與各種作物的灌溉制度、灌溉面積以及渠系水利用系數等因素有關。利用系數等因素有關。一種作物一次田間灌水量一種作物一次田間灌水量( (稱凈灌溉用水量

32、稱凈灌溉用水量)m)m凈凈可用下式求得：可用下式求得：式中式中 mm作物某次灌水的灌水定額，作物某次灌水的灌水定額，m3m3畝；畝；該作物的灌溉面積，畝該作物的灌溉面積，畝 毛灌溉水量毛灌溉水量 灌溉水經過各級渠道輸送到田間發生各種損失。灌溉水經過各級渠道輸送到田間發生各種損失。 式中式中m m凈凈凈灌水量，凈灌水量，m m3 3；灌溉水利用系數，它的大小與各級渠道灌溉水利用系數，它的大小與各級渠道的長度、沿線的土質和水文地質條件，渠道工的長度、沿線的土質和水文地質條件，渠道工程狀況程狀況( (配套、襯砌等配套、襯砌等) )以及灌溉管理水平有關以及灌溉管理水平有關水凈毛mm 農業的其他用水農業

33、的其他用水 除了農業灌溉用水外，還包括農村居民生活除了農業灌溉用水外，還包括農村居民生活用水、牲畜用水、漁業用水以及鄉鎮企業用用水、牲畜用水、漁業用水以及鄉鎮企業用水。水。 這些用水雖然在整個農業用水中所占的比例這些用水雖然在整個農業用水中所占的比例不大，但一般都要求保證供水。不大，但一般都要求保證供水。 一般采用下述的方法進行估算，一般采用下述的方法進行估算， 農村居民生活用水農村居民生活用水 可通過典型調查人均生活用水標準，按下式進行可通過典型調查人均生活用水標準，按下式進行估算估算 式中式中 人均生活用水標準，人均生活用水標準，l(人，人，d)； 農村居民用水人數農村居民用水人數。iim

34、nw365. 0居imin 牲畜用水牲畜用水 同理，可通過調查到或實測到的牲畜用水定額，同理，可通過調查到或實測到的牲畜用水定額，按下式進行估算：按下式進行估算：iimnw365. 0牲 漁業用水漁業用水 漁業用水指養殖水面蒸發和滲漏所消耗水的補充漁業用水指養殖水面蒸發和滲漏所消耗水的補充量，按下式估算：量，按下式估算： 式中式中 養殖水面積，養殖水面積，m2或或km2 e水面蒸發量，水面蒸發量， 蒸發器折算系數，蒸發器折算系數， p年降雨量，年降雨量， s年滲漏量年滲漏量 單位換算系數，視具體情況而定單位換算系數，視具體情況而定 spew漁 村辦企業用水村辦企業用水 村辦企業包括小型工廠、小

35、加工作坊等，其用村辦企業包括小型工廠、小加工作坊等，其用水量的估算與工業用水的估算方法相類似，在水量的估算與工業用水的估算方法相類似，在調查的基礎上，分行業進行估算調查的基礎上，分行業進行估算. 我國工業需水預測我國工業需水預測p111，表，表5-2 我國生活用水預測我國生活用水預測p113 ，表，表5-3 我國農業需水預測我國農業需水預測p114-115,表表5-4閱讀：閱讀：5.2 平衡分析的典型年法 5.2.1 典型年法的涵義 5.2.2 計算分區和時段 5.2.3 典型年和水平年的確定 5.2.4 可供水量和需水量的計算 5.2.5 供需平衡分析和成果綜合 分類 1從分析

36、的范圍考慮，可劃分為：從分析的范圍考慮，可劃分為： (1)計算單元的供需分析；計算單元的供需分析； (2)整個區域的供需分析；整個區域的供需分析； (3)河流流域的供需分析。河流流域的供需分析。 計算單元計算單元:是供需分析的基礎，屬于區域或流是供需分析的基礎，屬于區域或流域內的一個面積最小的域內的一個面積最小的(計算計算)區。區。 2從可持續發展觀點，可劃分為從可持續發展觀點，可劃分為 (1)現狀的供需分析；現狀的供需分析； (2)不同發展階段不同發展階段(不同水平年不同水平年)的供需分析。的供需分析。 不同發展階段的供需分析是對未來情況的，含不同發展階段的供需分析是對未來情況的，含有展望和

37、預測的性質，但要做好預測，必須以有展望和預測的性質，但要做好預測，必須以現狀的供需分析的成果為基礎。現狀的供需分析的成果為基礎。 3從供需分析的深度，可劃分為：從供需分析的深度，可劃分為： (1)不同發展階段不同發展階段(不同水平年不同水平年)的一次供需分的一次供需分析；析； (2)不同發展階段不同發展階段(不同水平年不同水平年)的二次供需分的二次供需分析。析。 一次供需分析：一次供需分析：初步地進行供需分析，不一定初步地進行供需分析，不一定要進行供需平衡和提出供需平衡分析的規劃方要進行供需平衡和提出供需平衡分析的規劃方案。案。 二次供需分析：二次供需分析：要求供需平衡分析和提出供需要求供需平

38、衡分析和提出供需平衡分析的規劃方案。特別是當供需不平衡時，平衡分析的規劃方案。特別是當供需不平衡時，對解決缺水的途徑，要進一步分析論證并作出對解決缺水的途徑，要進一步分析論證并作出規劃方案。規劃方案。 4按用水的性質，可劃分為：按用水的性質，可劃分為： (1)河道外用水的供需分析；河道外用水的供需分析； (2)河道內用水的供需分析。河道內用水的供需分析。 河道外用水為消耗性用水，河道內用水為非消河道外用水為消耗性用水，河道內用水為非消耗性用水，在分析過程中應分別進行考慮或綜耗性用水，在分析過程中應分別進行考慮或綜合在一起協調考慮。合在一起協調考慮。 調查統計現階段年份計算單元內各水源的實調查統

39、計現階段年份計算單元內各水源的實際供水量和各部門的實際用水量。際供水量和各部門的實際用水量。 大型水源工程、城市供水都有記錄。大型水源工程、城市供水都有記錄。 分散水源、農村生活用水很少記錄。分散水源、農村生活用水很少記錄。 計算單元的供需分析計算單元的供需分析 進行水量平衡校核。進行水量平衡校核。 對于某一計算單元、某一水平年、某種保對于某一計算單元、某一水平年、某種保證率的供需平衡計算式為：證率的供需平衡計算式為：wwwniinii12111需供 現狀供需狀況及分析現狀供需狀況及分析 對現狀年的實際供、用水情況和不同頻率來水對現狀年的實際供、用水情況和不同頻率來水情況下的供需

40、平衡狀況可進行列表分析情況下的供需平衡狀況可進行列表分析p121。 1典型年法，典型年法， 先根據全區域的雨情和水情情況選定代表年先根據全區域的雨情和水情情況選定代表年 然后根據該代表年的來水情況，自上而下，然后根據該代表年的來水情況，自上而下，先支流后干流逐個計算各個單元供需情況，先支流后干流逐個計算各個單元供需情況， 最后將各個單元的供需成果進行匯總，即得最后將各個單元的供需成果進行匯總，即得整個區域的水資源供需情況。整個區域的水資源供需情況。 整個區域的水資源供需分析整個區域的水資源供需分析 2同頻率法：其一般的步驟是，同頻率法：其一般的步驟是，根據實際情況先把整個區域劃分

41、為若干個根據實際情況先把整個區域劃分為若干個流域，每個流域根據各自的雨情、水情情況流域，每個流域根據各自的雨情、水情情況選擇各自的代表年。選擇各自的代表年。然后采用典型年法相同的方法，逐個進行然后采用典型年法相同的方法，逐個進行計算單元水供需分析。計算單元水供需分析。 最后，再把各流域同頻率的計算成果匯總即最后，再把各流域同頻率的計算成果匯總即得到整個區域的水資源供需分析的成果。得到整個區域的水資源供需分析的成果。 要注意研究區域上游用水的變化，如新建水庫要注意研究區域上游用水的變化，如新建水庫或河道引水工程，則會減少來水量，必然造成或河道引水工程，則會減少來水量，必然造成可供水量的減少。可供

42、水量的減少。 因此，計算今后的可供水量要和水源工程的長因此，計算今后的可供水量要和水源工程的長遠規劃結合起來。遠規劃結合起來。 在需水量預測分析中，要和研究區域的社會經在需水量預測分析中，要和研究區域的社會經濟的可持續發展規劃配合，做出切合實際的需濟的可持續發展規劃配合，做出切合實際的需水預測，既要滿足可持續發展對水的長期要求，水預測，既要滿足可持續發展對水的長期要求，又要做到水資源不受到破壞。又要做到水資源不受到破壞。 不同發展階段的供需分析實例：田山灌區供需平衡 田山灌區位于濟南市平陰縣、泰安市肥城市境田山灌區位于濟南市平陰縣、泰安市肥城市境內內,是山東省境內最大的電力引黃灌

43、溉工程。是山東省境內最大的電力引黃灌溉工程。 灌區包括平陰縣灌區包括平陰縣6個鄉鎮和肥城市的個鄉鎮和肥城市的5個鄉鎮，個鄉鎮，東西寬東西寬36km，南北長，南北長30km，總面積，總面積162萬畝，萬畝，其中耕地面積其中耕地面積7 1. 65萬畝，人口萬畝，人口 77.21萬人，其萬人，其中農業人口中農業人口 52.01萬人。萬人。 主要種植小麥、玉米、谷子、棉花、地瓜葡萄、主要種植小麥、玉米、谷子、棉花、地瓜葡萄、果樹等，年糧食總產量果樹等，年糧食總產量3.99億億kg。1、田山灌區可供水量分析、田山灌區可供水量分析 灌區水資源分客水和當地水資源兩種。灌區水資源分客水和當地水資源兩種。 客水

44、為黃河水客水為黃河水;當地水資源包括地表水、地下當地水資源包括地表水、地下水。水。1.1 黃河水黃河水 灌區渠首取水泵站位于黃河艾山水文站下游灌區渠首取水泵站位于黃河艾山水文站下游15.2km15.2km處處, , 水源條件依艾山站水源條件依艾山站1960-20081960-2008年實年實測資料分析。測資料分析。 艾山站多年平均徑流量艾山站多年平均徑流量435.42435.42億億m m3 3, ,其中其中3-63-6月月份為份為89.5289.52億億m m3 3。經水文分析平水年。經水文分析平水年(p= 50%)(p= 50%)為為422422億億m m3 3, ,偏估年偏估年(p=75

45、%)(p=75%)為為325325億億m m3 3, ,特枯年特枯年(p= 95% )(p= 95% )為為232232億億m m3 3。 多年平均流量多年平均流量1279m1279m3 3/s,/s,含沙量含沙量6.66kg/m6.66kg/m3 3，phph值為值為8.1, 8.1, 溶解氧為溶解氧為8.9mg/l, 8.9mg/l, 耗氧量耗氧量1.49mg/l,1.49mg/l,表明有機污染較輕表明有機污染較輕, ,水質是良好的。水質是良好的。 根據省水利廳根據省水利廳關于印發關于印發山東省山東省2011201520112015年用水總量控制指標年用水總量控制指標( (暫行暫行) )的

46、通知的通知( (魯水魯水資字資字2010920109號號) ) 和濟南市水利局有關文件，和濟南市水利局有關文件，現狀田山灌區允許年引黃水總量為現狀田山灌區允許年引黃水總量為70007000萬萬m m3 3, ,灌區年均引水時間灌區年均引水時間4040天。天。 由于小浪底水庫的建成投入使用由于小浪底水庫的建成投入使用, ,黃河水調蓄黃河水調蓄能力增強能力增強, ,分配水量受豐枯年的影響減小。分配水量受豐枯年的影響減小。 1.2 地表水地表水 (1)(1)降雨量降雨量 濟南水文局根據田山灌區歷年降雨資料濟南水文局根據田山灌區歷年降雨資料(1971-(1971-2008)2008)，計算灌區多年平均

47、降雨量，計算灌區多年平均降雨量590.2mm590.2mm，其，其中春灌期中春灌期3-53-5月多年平均降雨量月多年平均降雨量91.15mm91.15mm，僅占，僅占全年的全年的15.44%,15.44%, 降雨所產生的水量降雨所產生的水量, ,全灌區多年平均全灌區多年平均6.376.37億億m m3 3, , 3-53-5月份為月份為0.980.98億億m m3 3。頻率分析頻率分析（2）可利用水）可利用水 根據根據平陰縣水長期供求計劃平陰縣水長期供求計劃和和肥城市水肥城市水長期供求計劃長期供求計劃,灌區內地表水多年平均可利用灌區內地表水多年平均可利用量為量為3207萬萬m3,不同保證率不同

48、保證率,地表水可利用量見地表水可利用量見下表。下表。1.3 地下水地下水 地下水資源量：灌區地下水資源，主要是指大地下水資源量：灌區地下水資源，主要是指大氣降水后，滲透補給的淺層地下水淡水量。氣降水后，滲透補給的淺層地下水淡水量。 灌區內地下水水質優良灌區內地下水水質優良,滿足灌溉和飲用水標準。滿足灌溉和飲用水標準。 根據根據平陰縣水長期供求計劃平陰縣水長期供求計劃、肥城市水肥城市水長期供求計劃長期供求計劃，灌區多年平均地下水資源量，灌區多年平均地下水資源量16265萬萬m3 ，灌區地下水資源計算成果見下表，灌區地下水資源計算成果見下表1.4 田山灌區內可供水量田山灌區內可供水量 2、田山灌區

49、需水量分析及預測、田山灌區需水量分析及預測 田山灌區主要需水量有農業灌溉用水量、灌區田山灌區主要需水量有農業灌溉用水量、灌區人畜生活用水量、灌區工業用水量、灌區林地、人畜生活用水量、灌區工業用水量、灌區林地、水產蔬菜用水量和生態環境用水量組成。水產蔬菜用水量和生態環境用水量組成。2.1 灌區農業灌溉用水量灌區農業灌溉用水量 田山灌區總控制面積田山灌區總控制面積 162萬畝。萬畝。 其中設計灌溉面積其中設計灌溉面積31.7萬畝，林果占地萬畝，林果占地30.53萬萬畝，城鎮與民宅、工業、交通占地畝，城鎮與民宅、工業、交通占地32.55萬畝，萬畝，其他占地其他占地22.61萬畝萬畝, 灌區設計灌溉面

50、積灌區設計灌溉面積31.7萬畝，其中糧棉作物種萬畝，其中糧棉作物種植面積植面積26.1萬畝，占萬畝，占82.3%；蔬菜種植；蔬菜種植5.6萬畝，萬畝，占占7.7%。計算方法計算方法水量平衡方程式如下水量平衡方程式如下: wt - w0= wt+p0 +k+m-e w0時段初土壤計劃濕潤層內的含水量時段初土壤計劃濕潤層內的含水量 wt 土壤計劃濕潤層內的含水量土壤計劃濕潤層內的含水量 wt由于土壤計劃濕潤層增加（根系下扎）由于土壤計劃濕潤層增加（根系下扎）而增加的水量，計劃期短時沒有此項而增加的水量，計劃期短時沒有此項 p0保持在土壤計劃濕潤層內的有效雨量保持在土壤計劃濕潤層內的有效雨量 k 時

51、段時段t內地下水補給量內地下水補給量 m 時段時段t內的灌溉水量內的灌溉水量 e 時段時段t內的作物田間需水量內的作物田間需水量（1）p0 以其灌水分配過程較為不利的年份以其灌水分配過程較為不利的年份1996-1997年，將該年降雨按年，將該年降雨按50%保證率保證率551.8mm的降雨的降雨同倍比放大做為設計典型年雨量；同倍比放大做為設計典型年雨量； 分配到天計算有效降雨；分配到天計算有效降雨；有效降雨系數：低于有效降雨系數：低于5mm不計，其他取不計，其他取0.7-0.9分配到天計算有效降雨分配到天計算有效降雨(2)地下水補給地下水補給 地下水補給量是指地下水借助毛細管作用上升地下水補給量

52、是指地下水借助毛細管作用上升至作物根系吸水層而被作物利用的水量，它隨至作物根系吸水層而被作物利用的水量，它隨灌區地下水動態和各階段計劃濕潤層不同而變灌區地下水動態和各階段計劃濕潤層不同而變化。化。 根據地勘報告灌區沿黃平原地下水埋深根據地勘報告灌區沿黃平原地下水埋深1220m,對計劃濕潤層的補給量很小對計劃濕潤層的補給量很小,故忽略不故忽略不計。計。（3）作物需水量）作物需水量e 根據水量平衡圖解分析法擬定作物全生育期需根據水量平衡圖解分析法擬定作物全生育期需要的次數及灌水定額。要的次數及灌水定額。 根據灌區多年實際灌溉經驗根據灌區多年實際灌溉經驗, 確定冬小麥灌水確定冬小麥灌水5次次,夏玉米

53、灌水夏玉米灌水4次次, 棉花灌水棉花灌水4次。次。 確定渠系水利用系數為確定渠系水利用系數為0.52，田山灌區水利用，田山灌區水利用系數為系數為0.92，由此確定田山灌區灌溉水利用系，由此確定田山灌區灌溉水利用系數為數為0.48。 2. 2灌區人畜生活用水量及預測灌區人畜生活用水量及預測 據統計據統計,田山灌區內田山灌區內2010年人口年人口 77.21萬人萬人,大牲大牲畜畜12.12萬頭。人口增長按千分之三的人口增長萬頭。人口增長按千分之三的人口增長率預測。預測大牲畜數量在現狀基礎上略有減率預測。預測大牲畜數量在現狀基礎上略有減少，少，2015、2020、2030分別為分別為11.7、11.

54、4、10.5萬頭。萬頭。 依據依據山東省節水型社會建設技術指標山東省節水型社會建設技術指標確定確定用水定額。用水定額。2.3灌區林地、蔬菜、水產用水量及預測灌區林地、蔬菜、水產用水量及預測 根據統計根據統計,2010年灌區內共有林地年灌區內共有林地11.1萬畝萬畝,水產水產3.65萬畝萬畝,蔬菜蔬菜2.1萬畝。隨著田山灌區續建配套萬畝。隨著田山灌區續建配套與節水改造工程的實施與節水改造工程的實施,灌區水利用系數得到的灌區水利用系數得到的提高提高,預計菜田、林果地灌溉面積及水產面積會預計菜田、林果地灌溉面積及水產面積會略有增加。略有增加。 依據依據山東省節水型社會建設技術指標山東省節水型社會建設

55、技術指標確定確定用水定額。用水定額。2.4 灌區工業用水量及預測灌區工業用水量及預測 工業用水量以萬元產值耗水量為需水指標工業用水量以萬元產值耗水量為需水指標,根據根據平陰縣國民經濟和社會發展平陰縣國民經濟和社會發展“十二五十二五“規劃以規劃以及肥城市國民經濟和社會發展及肥城市國民經濟和社會發展“十二五規劃十二五規劃,灌區內工業產值按平均灌區內工業產值按平均8%增長率遞增增長率遞增,工業用工業用水重復利用率達水重復利用率達 83.73 %。 2010年統計資料年統計資料,灌區內工業產值灌區內工業產值43.4億元，萬億元，萬元產值耗水量元產值耗水量50m3，年耗水量，年耗水量2170萬萬m3 隨

56、著污水處理技術進步和循環水利用以及隨著污水處理技術進步和循環水利用以及山山東省節水型社會建設技術指標東省節水型社會建設技術指標的要求的要求,2015萬萬元產值耗水量降至元產值耗水量降至45m3, 預計預計2020年降至年降至43m3 預計預計2020至至2030年年,灌區內經濟結構成型后增速灌區內經濟結構成型后增速降低降低,工業產值按平均工業產值按平均5%增長率遞增增長率遞增, ，萬元產，萬元產值耗水量降至值耗水量降至40m3。 計算出計算出2015，2020，2030的年耗水量分別為：的年耗水量分別為： 2886，4029，6140m3 。2. 5 生態環境需水量及預測生態環境需水量及預測

57、分為河道外生態環境需水和河道內的生態環境分為河道外生態環境需水和河道內的生態環境需水。河道內生態環境需水量不參與水資源的需水。河道內生態環境需水量不參與水資源的供求平衡分析。供求平衡分析。 河道外生態環境需水量分為城鎮生態環境需水河道外生態環境需水量分為城鎮生態環境需水量和農村生態環境需水量。量和農村生態環境需水量。 結合田山灌區實際情況，只對城鎮生態環境需結合田山灌區實際情況，只對城鎮生態環境需水量進行計算和預測，主要包括綠化需水量和水量進行計算和預測，主要包括綠化需水量和灑饒道路灑饒道路(環境衛生環境衛生)需水量。需水量。 2010年灌區內綠地灌溉面積年灌區內綠地灌溉面積126.2萬萬m2

58、 ,繞灑道繞灑道路面積路面積102.8萬萬m2，需水定額分別是，需水定額分別是2.0l/m2.d和和2.5l/m2.d。 預測預測2015年田山灌區綠地灌概面積和繞灑道路年田山灌區綠地灌概面積和繞灑道路面積分別為面積分別為236.3萬萬m2和和238萬萬m2；2020年分別年分別為為321.9萬萬m2和和319.8萬萬m2；2030年分別為年分別為504.9萬萬m2和和496萬萬m2。灌區總需水量（萬灌區總需水量（萬m3）3、供需平衡、供需平衡分析：分析： 至至2015年年,由于田山灌區續建配套與節水改造項由于田山灌區續建配套與節水改造項目的完成目的完成,田山灌區的水利用系數得到了提高田山灌區

59、的水利用系數得到了提高,從而使農業需水量得到了降低。從而使農業需水量得到了降低。 但隨著灌區內工業的迅猛發展以及人畜用水量但隨著灌區內工業的迅猛發展以及人畜用水量的增大的增大,灌區內的用水量逐年上升灌區內的用水量逐年上升,灌區缺水率灌區缺水率也在不斷地增加。也在不斷地增加。 預計到預計到2030年田山灌區供水保證率年田山灌區供水保證率95%時缺水時缺水率將高達率將高達40%。水資源量的嚴重不足己經成為。水資源量的嚴重不足己經成為田山灌區經濟發展最大障礙。田山灌區經濟發展最大障礙。補充：濟南市用水控制 當地水資源：當地水資源：全市多年平均降水量全市多年平均降水量647.9mm，多年平，多年平均地

60、表水資源量為均地表水資源量為92873萬萬m3，可利用量為，可利用量為46601萬萬m3；多年平均地下水資源量為多年平均地下水資源量為122812萬萬m3，可開采量為，可開采量為91384萬萬m3， 扣除重復量，全市多年平均水資源總量為扣除重復量，全市多年平均水資源總量為174779萬萬m3，可利用總量為可利用總量為126723萬萬m3。 客水：客水：濟南市客水資源主要有黃河水和規劃建設中的濟南市客水資源主要有黃河水和規劃建設中的南水北調長江水。根據南水北調長江水。根據關于印發山東境內黃河及所關于印發山東境內黃河及所屬支流水量分配暨黃河取水許可總量控制指標細化方屬支流水量分配暨黃河取水許可總量