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1、,第5章 水资源供需平衡,5.2 水资源供需平衡分析的原则5.3 水资源供需平衡分析的方法,典型年法 动态模拟分析法,5.1 水资源供需平衡分析的目的和意义,第5章 水资源供需平衡5.1 水资源供需平衡分析的目的和意义,一、概念：城市水资源供需平衡分析是指在一定区域、一定时段内，对某一发展水平率和某一保证率的各部门供水量和需水量进行平衡关系的分析。二、目的：一是通过可供水量和需水量的分析，弄清楚水资源总量的供需现状和存在的问题；二是通过不同时期不同部门的供需平衡分析，预测未来，了解水资源余缺的时空分布；三是针对水资源供需矛盾，进行开源节流的总体规划，明确水资源综合开发利用保护的主要目标和方向，
2、以实现水资源的长期供求计划。三、意义：水资源供需平衡分析是国家和地方政府制定社会经济发展计划和保护生态环境必须进行的行动，也是进行水源工程和节水工程建设，加强水资源、水质和水生态系统保护的重要依据。,中国水资源的供需现状,缺水区,严重缺水区,供需基本平衡或有余区,第5章 水资源供需平衡5.2 水资源供需平衡分析的原则,一、长期与近期相结合原则 在对水资源供需平衡作具体分析时，根据长期与近期原则，可以分成几个分析阶段：现状水资源供需分析，即对近几年来本地区水资源实际供水、需水的平衡情况，以及在现有水资源设施和各部门需水的水平下，遇不同保证率的来水年时，对本地区水资源的供需平衡情况进行分析；今后五
3、年内水资源供需分析，它是在现状水资源供需分析的基础上，结合国民经济五年计划对供水与需求的变化情况进行供需分析；今后十年或二十年内水资源供需分析，这项工作必须紧密结合本地区的长远规划来考虑，同样也是本地区国民经济远景规划的组成部分。二、宏观与微观相结合原则 即大区域与小区域相结合，单一水源与多个水源相结合，单一用水部门与多个用水部门相结合。三、科技、经济、社会三位一体统一考虑原则四、水循环系统综合考虑原则,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,一、典型年法（或称代表年法）：仅根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进行分析计算，而不必逐年计算。1、典型年
4、法的涵义 典型年（又称代表年）法，是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年份平衡分析计算的方法。优点：是可以克服资料不全（如系列资料难以取得时）及计算工作量太大的问题。典型年的选择：我国规范规定：平水年频率 p=50，一般枯水年频率 p75，特别枯水年频率 p=90（或95）。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,实际：在进行区域水资源供需平衡分析时，北方干旱和半干旱地区一般要对p=50和p=75两种代表年的水供需进行分析；而在南方湿润地区，一般要对p=50、p=75和 p=90（或 95）三种代表年的水供需进行分析。1、供需平衡分区和时段划分
5、 水资源供需分析，就某一区域来说，其可供水量和需水量在地区上和时间上分布都是不均匀的，必须进行分区和确定计算时段。分区：将全国十大领域（片），按水系划分为69个分区，各省又进一步划分为若干小区，作为供需平衡计算的基本单元，进行水资源供需平衡计算。分段：分别采用年、季、月、旬和日等不同的时段。由于城市水资源供需平衡分析，为了准确计量，合理收费，要求把计算时段分得小一些，一般以旬、日为单位。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,实际：在作水资源规划，不宜对某一具体方案做得过细，计算时段一般不宜太小，以“年”为单位就可以。当分析范围大、情况复杂，分析时段
6、一般以年为单位，若取小了，不仅加大工作量，而且也因资料差别较大而无法提高精度。如果分析对象是一个城镇或一个供水系统，范围不大，则应尽量将时段选得小一些。附表：全国水资源分区,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,3、典型年和水平年的确定（1）典型年来水量的选择 首先根据各分区的具体情况来选择控制站，以控制站的实际来水系列(年天然径流系列或年降雨量系列)进行频率计算，选择符合某一设计频率的实际典型年份，然后求出该典型年的来水总量。例：如北方干旱半干旱地区，降雨较少，供水主要靠径流调节，则常用年径流系列来选择典型年。南方湿润地区，降雨较多，降雨量对灌溉用
7、水影响大，故常用年降雨量系列来选择典型年。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,（2）水平年 水资源供需分析是要弄清研究区域现状和未来的几个阶段的水资源供需状况，一般情况下，需要研究分析四个发展阶段的供需情况，即所谓的四个水平年的情况，分别为：现状水平年（又称基准年，系指现状情况以该年为标准）近期水平年（基准年以后年或10年）远景水平年（基准年以后15或20年）远景设想水平年（基准年以后3050年）一般：可取前三个水平年即现状、近期、远景个水平年进行分析，对于重要的区域可取4个水平年，而资料条件差的一般地区，也有只取个水平年的。,第5章 水资源供需
8、平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,4、可供水量和需水量的分析计算A:可供水量 可供水量是指不同水平年、不同保证率或不同频率条件下通过工程设施可提供的符合一定标准的水量，包括区域内的地表水、地下水、外流域的调水，污水处理回用和海水利用等。可供水量的影响因素为：（1）来水条件（2）用水条件（3）工程条件（4）水质条件 总之，可供水量不同于天然水资源量，也不等于可利用水资源量。一般，可供水量是小于天然水资源量，也小于可利用水资源量。对于可供水量，要分类、分工程、分区逐项逐时段计算，最后还要汇总成全区域的总供水量。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方
9、法 5.3.1 典型年法,B.需水量 需水量分为河道内用水和河道外用水两大类。河道内用水包括水力发电、航运、放木、冲淤、环境、旅游等，河道内用水一般并不耗水，但要求有一定的流量、水量和水位，其需水量应按一水多用原则进行组合计算；河道外用水包括城市用水和农业用水，城市用水又分工业用水、生活用水和农业用水。1）工业用水（1）工业用水的计算：工业用水一般指工矿企业在生产过程中，用于制造、加工、冷却、空调、净化和洗涤等方面的用水，是城市用水的一个重要的组成部分。由于工业部门内不同的行业的用水量相差很大，所以工业用水要按行业划分，利用水平衡法进行统计和计算：式中 Q1总用水量m3a；QC耗水量m3a；Q
10、D排水量 m3a；QR重复用水量m3a；,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,2)生活用水 在城市中扣除工业用水(包括生产区的生活用水)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，环境、景观与娱乐用水，供热用水及消防用水。我国用水人口相应增加，城市居民生活水平不断提高，公共市政设施范围不断扩大与完善，用水量将不断增加。在地域间我国的人均日生活用水量差异较大，其中最高的是我国南方海南三亚，人均日生活用水量高达522 L/人.d），而最低的是我国北方的内蒙额尔古纳，人均日生活用水量仅为20.55 L/人.d），两者相差达25倍之多。
11、3)农业用水 占总用水量的70.4%的农村用水主要包括农、林、牧、副、渔业的用水，农村居民的生活用水、农村工业、企业用水等。其中农田灌溉用水是农业的主要用水和耗水对象，占农业总用水量的比例始终保持在90%以上水平。与城市工业和生活用水相比，具有面广量大、一次性消耗的特点，而且受气候的影响较大，同时也受作物的组成和生长期的影响。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,(1)农业灌溉用水量的计算 灌溉用水量：是指灌溉面积上需要提供给作物的水量，其大小及其在年内的变化情况，与各种作物的灌溉制度、灌溉面积以及渠系水利用系数等因素有关,一种作物一次田间灌水量(
12、称净灌溉用水量)：其中：m作物一次灌水的灌水定额，m3/亩；A该作物的灌溉面积，亩 将各相同时期的不同作物灌溉用水量相加，即可得到灌区灌溉用水量。(2)农业的其他用水 除了农业灌溉用水外，还包括农村居民生活用水、牲畜用水、渔业用水以及乡镇企业用水。这些用水虽然在整个农业用水中所占的比例不大，但一般都要求保证供水。一般采用估算的方法。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,5、供需平衡分析的分类 1）从分析的范围考虑，可划分为：(1)计算单元的供需分析；(2)整个区域的供需分析；(3)河流流域的供需分析。2）从可持续发展观点，可划分为：(1)现状的供需
13、分析；(2)不同发展阶段(不同水平年)的供需分析。3）按用水的性质，可划分为：(1)河道外用水的供需分析；(2)河道内用水的供需分析。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,6、计算单元的供需分析 计算单元的供需分析应包括上述的几方面的内容，简要分述如下：（1）现状供需分析 调查统计现阶段年份计算单元内各水源的实际供水量和各部门的实际用水量。（2）进行水量平衡校核 利用该年份计算单元的入、出境水文站的径流资料，地下水位观测资料，以及降水量等资料，进行水量平衡校核，分析验证现状年供需分析各项指标和参数的合理性。（3）现状供需状况及分析 计算单元之间往往
14、存在着水利关系，对于有水利联系的计算单元进行供需分析时，应按照自上而下、先支流后干流的原则，逐个单元逐个单元地进行，上单元的弃水退水或供水应传递到下单元参加供需计算，应根据具体情况进行分析。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.1 典型年法,7、整个区域的水资源供需分析方法(1)典型年法：先根据全区域的雨情和水情情况，选定代表年，然后根据该代表年的来水情况，自上而下，先支流后干流逐个计算各个单元的供需情况，最后将各个单元的供需成果进行汇总，即得整个区域的水资源供需情况。(2)同频率法：其一般的步骤是，根据实际情况先把整个区域划分为若干个流域，每个流域根据各自的雨
15、情、水情情况选择各自的代表年；然后采用典型年法相同的方法，逐个进行计算单元水供需分析并将同一流域的计算单元水供需分析成果相加；最后，再把各流域同频率的计算成果汇总即得到整个区域的水资源供需分析的成果。8、不同发展阶段(水平年)的供需分析 计算今后的可供水量要和水源工程的长远规划结合起来。在需水量预测分析中，则要和研究区域的社会经济的可持续发展规划配合，做出切合实际的需水预测，既要满足可持续发展对水的长期要求，又要做到水资源不受到破坏。,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.2 动态模拟分析法,一、动态模拟分析法的主要内容 基本资料的调查收集和分析：要求基本资料准确
16、、完整和系列化，基本资料包括：来水系列、区域内的水资源量和质、各部门用水(如城市生活用水、工业用水、农业用水等)、水资源工程资料、有关基本参数资料(如地下含水层水文地质资料、渠系渗漏、水库蒸发等)以及相关的国民经济指标的资料等。水资源系统管理调度：包括水量管理调度(如地表水库群的水调度、地表水和地下水的联合调度、水资源的分配等)、水量水质的控制调度等。水资源系统的管理规划：通过建立水资源系统模拟来分析现状和不同水平年的各个用水部门(城市生活、工业和农业等)的供需情况(供水保证率和可能出现的缺水状况)；解决水资源供需矛盾的各种工程和非工程措施进行定量分析；工程经济、社会和环境效益的分析和评价等。
17、,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.2 动态模拟分析法,二、动态模拟分析的特点、能反映水资源系统中各因素随时间变化及随机性而引起的供需的动态 变化。、能够反映出时间上的动态变化，也能够反映出地域空间上的水供需的不平衡性。、仿真性好，能直观形象地模拟复杂的水资源供需关系和管理运行方面的功能。三、模拟模型的建立、检验和运行、模型的建立、模型的调参和检验,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 动态模拟分析法,C、模型运行方案的设计 在进行不同的方案设计时，应考虑以下的几个方面：模型所采用的水文系列，即可用一次历史系列，也可用历史资料循环系列；开
18、源工程的不同方案和开发次序。例如，是扩大地下水源还是地面水源；是开发本区水资源还是区外水资源；不同阶段水源工程的规模等，都要根据专题研究报告进行运行方案设计；不同用水部门的配水或不同的小区的配水方案的选择；不同节流方案、不同经济发展速度和用水指标的选择,第5章 水资源供需平衡分析5.3 水资源供需平衡分析的方法 5.3.2 动态模拟分析法,四、水资源系统的动态模拟分析成果的综合 a、现状供需分析 现状年的供需分析，和典型年法一样，都是用实际供水资料和用水资料进行平衡计算的，可用列表表示。b.不同发展时期的供需分析 应根据模拟计算结果，把水资源供需平衡整理成能满足不同需要的成果。对不同的方案，一般都要分析如下几方面的内容：若干个阶段(水平年)的可供水量和需水量的平衡情况；一个系列逐年的水资源供需平衡情况；开源、节流措施的方案规划和数量分析；各部门的用水保证率及其他评价指标等。,供水方案比较,
