水资源可供水量与供需平衡分析

《水资源可供水量与供需平衡分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水资源可供水量与供需平衡分析（75页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第 四 章 水 资 源 可 供 水 量 与供 需 平 衡 需 分 析 主 要 内 容第 一 节 水 利 工 程 可 供 水 量 计 算第 二 节 区 域 可 供 水 量 分 析第 三 节 供 需 平 衡 分 析 概 念 与 方 法 2 第 一 节 水 利 工 程可 供 水 量 计 算 一 、 可 供 水 量 的 定 义1. 可 供 水 量 概 念（ 1） 概 念 可 供 水 量 是 指 在 不 同 水 平 年 、 不 同 保 证 率 的 情 况 下 ， 考 虑需 水 要 求 ， 供 水 工 程 设 施 可 能 提 供 的 水 量 。 也 可 以 定 义 为 ： 在 给 定 的 来 水 条 件

2、下 ， 考 虑 供 水 对 象 的 需水 要 求 ， 通 过 水 利 工 程 可 以 提 供 的 水 量 。（ 2） 分 析 不 同 水 平 年 ， 现 状 、 近 期 、 远 期 。 反 映 供 水 工 程 与 用 水 工程 情 况 。 不 同 保 证 率 ， 丰 、 平 、 枯 ， 反 映 来 水 情 况 。 需 水 要 求 ， 反 映 用 水 工 程 。 可 供 水 量 ， 不 是 供 水 工 程 最 大 供 水 量 ， 也 不 是 实 际 供 水 量， 是 最 大 供 水 能 力 中 能 被 用 水 工 程 利 用 的 那 部 分 。 有 别 于工 程 的 实 际 供 水 量 和 工

3、程 的 供 水 能 力 。 工 程 的 弃 水 和 不 能 为 用 户 所 利 用 的 水 量 都 不 能 作 为 工 程 可能 提 供 的 水 量 。 举 例 ： 农 业 灌 溉 ， 在 非 灌 溉 期 的 那 部 分 引 水 量 是 毫 无 用 处， 因 此 ， 许 可 的 引 水 量 必 须 从 年 最 大 可 引 水 量 中 减 去 用 户不 用 水 的 量 。 供 水 工 程 包 括 ： 蓄 、 引 、 提 、 调 水 工 程 及 临 时 工 程 。 如 图 1所 示 ， 在 丰 水 年 份 ， 供 水 能 力 较 大 ， 而 需 水 量 很 小， 故 有 弃 水 ， 可 供 水 量

4、 决 定 于 需 水 量 ， 在 枯 水 年 份 （ 图 右侧 ） 需 水 量 较 大， 但 供 水 能 力 小 ，可 供 水 量 决 定 于供 水 能 力 ， 小 于需 水 量 。 2. 可 供 水 量 的 意 义 和 目 的从 区 域 水 资 源 分 析 的 内 容 和 目 的 来 看 ， 引 进 的 可 供 水量 概 念 要 满 足 如 下 要 求 ： 能 在 区 域 水 资 源 分 析 计 算 中 ， 反 映 出 水 资 源 的 余 缺 程 度 。 有 别 于 工 程 的 实 际 供 水 量 和 工 程 的 最 大 供 水 能 力 。 工 程 的 弃 水 和 不 能 为 用 户 所 利

5、 用 的 水 量 都 不 能 作 为 工 程 可能 提 供 的 水 量 。 能 适 应 现 状 、 近 期 和 远 景 各 种 不 同 水 平 年 的 供 需 分 析 。 能 适 应 全 国 范 围 以 及 不 同 的 计 算 方 法 3. 影 响 可 供 水 量 的 因 素 来 水 条 件 。 不 同 年 的 来 水 变 化 ， 以 及 年 内 的 时 空 变 化 ， 所算 出 的 可 供 水 量 不 同 。 用 水 条 件 。 不 同 年 的 用 水 特 性 （ 用 水 结 构 、 分 布 、 性 质 、要 求 、 规 模 等 ） 、 合 理 用 水 节 约 用 水 情 况 等 ， 所 算

6、 出 的 可供 水 量 是 不 同 的 。 另 外 用 水 条 件 之 间 也 常 相 互 影 响 ， 如 河道 的 冲 淤 、 河 道 内 的 生 态 环 境 用 水 等 都 可 能 直 接 影 响 河 道外 工 业 、 农 业 、 城 市 生 活 的 可 供 水 量 ； 河 道 上 游 的 用 水 要求 也 可 能 影 响 下 游 的 可 供 水 量 ， 等 等 。 水 质 条 件 。 不 同 年 的 水 源 泥 沙 和 污 染 程 度 等 情 况 ， 会 影 响所 提 供 的 可 供 水 量 大 小 。 高 矿 化 度 地 下 永 ， 未 经 改 良 和 处理 ， 不 能 供 工 农 业

7、 生 产 使 用 ， 更 不 能 供 城 乡 人 畜 生 活 饮 用。 工 程 条 件 。 现 有 工 程 参 数 的 变 化 ， 不 同 的 调 节 运 用 方 式 以及 不 同 发 展 时 期 新 增 工 程 设 施 等 情 况 ， 都 会 算 出 不 同 的 可供 水 量 。 4. 可 供 水 量 计 算 方 法在 区 域 水 资 源 供 需 分 析 中 ， 可 供 水 量 常 用 的 计 算 方 法有 两 种 ： （ 1） 系 列 调 算 法 （ 2） 典 型 年 调 算 法计 算 整 个 区 域 的 可 供 水 量 ， 一 般 先 从 单 项 工 程 计 算 入手 ， 单 项 工 程

8、 （ 蓄 、 引 、 提 水 工 程 等 ） 可 供 水 量 计 算 是 基础 ， 然 后 再 进 行 综 合 分 析 计 算 。 二 、 引 水 工 程 可 供 水 量1. 引 水 工 程 可 供 水 量 一 般 按 典 型 年 逐 年 计 算 。 引 水 工 程 可 供 水 量 的 大 小 与 河 道 天 然 来 水 量 、 下 游 河 道 过水 流 量 要 求 、 引 水 工 程 过 水 能 力 、 用 户 的 用 水 要 求 有 关 。 式 中 ： W k引 水 工 程 可 供 水 量 ； D用 户 需 水 量 ； Qmax引 水 工 程 供 水 能 力 ； Yup河 道 来 水 量

9、； Ydonw第 河 道 下游 要 求 水 量 。 maxmin , ,k up downW D Q Y Y 2. 一 用 户 情 况 分 析 有 一 河 流 引 水 工 程 向 某 地 区 供 水 ， 引 水 工 程 供 水 能 力 Qmax 70m3/s， 河 道 下 泄 要 求 Ydown=60 m3/s ， 河 道 来 水 量 和用 户 用 水 量 见 下 表 ， 试 计 算 该 工 程 可 供 水 量 。求 解 ： 河 道 来 水 量 与 用 户 用 水 量 过 程 ， 单 位 ： m3/s 12130 24 3600 min ,70, 60k t upttW D Y 3. 二 用

10、户 情 况 分 析 有 一 河 流 引 水 工 程 向 两 个 用 户 供 水 ， 河 道 下 泄 量 要 求30m3/s ， 引 水 工 程 供 水 能 力 不 受 限 制 。 其 它 情 况 见 图 ，流 量 按 年 计 算 。 试 计 算 该 工 程 可 供 水 量 。 分 析 引 水 工 程 的 可 供水 量 ， 有 三 种 情 况 ：1） 属 地 优 先 权 原 则2） 均 衡 受 益 原 则3） 重 要 性 原 则 区 间 入 流 I 60来 水 Y 120 用 户 1 用 户 2回 归 水 20% 需 水 D2 200需 水 D1 100 （ 1） 属 地 优 先 权 原 则 先

11、 尽 量 满 足 上 游 用 户 ， 再 满 足 下 游 用 户 计 算 之 ： Q1 90m3/s， Q2 78m3/s（ 2） 均 衡 受 益 原 则 水 资 源 紧 缺 ， 两 用 户 均 衡 受 益 ， 供 水 量 与 需 水 量 之 比 相 等（ 缺 水 量 与 供 水 量 之 比 相 等 ， 意 思 一 样 ） 。 计 算 之 ： Q 1 53.6m3/s， Q2 107.1m3/s 2 11 2120 1 20% 60 30100 200Q QQ Q （ 3） 重 要 性 原 则 水 资 源 紧 缺 ， 根 据 两 用 户 需 水 重 要 性 来 考 虑 ， 重 要 性 可 用权

12、 重 表 示 。 注 意 这 里 只 能 用 缺 水 量 与 需 水 量 之 比 表 示 了 。 按 生 活 ： 工 业 ： 农 业 4： 2： 1分 析 ， 取 1 1， 2 2计算 之 ： Q 1 27.7m3/s， Q2 127.7m3/s 2 12 21 2 1 21 2 1 2120 1 20% 60 30100 200 100 200min 100 200 100 200Q QQ Q Q Q 三 、 蓄 水 工 程 蓄 水 工 程 对 来 水 在 时 间 和 数 量 进 行 重 新 分 配 ， 计 算 更 复 杂些 。1. 大 、 中 型 水 库 简 单 起 见 ， 一 般 可 按

13、 年 调 节 情 况 考 虑 。 年 初 和 年 末 库 容 均为 水 库 的 死 库 容 。 Yt表 示 t时 段 来 水 量 ， Dt表 示 t时 段 需 水 量 ， Qt表 示 t时 段 可供 水 量 ， Vt表 示 t时 段 初 水 库 蓄 水 量 ， t 90天 ， 一 年 划分 4个 时 段 。 三 种 模 式 ： 有 水 就 用 、 过 程 相 似 、 综 合 考 虑 。 （ 1） 有 水 就 用 （ 类 似 属 地 优 先 法 ） 总 来 水 量 小 于 需 水 量 情 况 。 首 先 满 足 前 期 用 水 ， 缺 水 主 要集 中 于 后 期 。 不 便 于 生 活 与 生

14、 产 的 安 排 。 不 合 理 ！（ 2） 过 程 相 似 （ 类 似 均 衡 受 益 法 ） 总 来 水 量 小 于 需 水 量 。 各 时 段 的 缺 水 程 度 相 似 ， 来 分 配 水量 。 合 理 ！ （ 3） 考 虑 水 库 蓄 水 库 容 限 制 总 来 水 量 小 于 需 水 量 情 况 。 各 时 段 的 缺 水 程 度 相 似 ， 来 分配 水 量 。 根 据 水 库 蓄 水 库 容 限 制 ， 前 期 多 余 的 无 法 蓄 纳 的 水 量 则 优先 满 足 本 时 段 用 水 ， 余 留 时 段 再 根 据 过 程 相 似 原 则 进 行 水量 分 配 。 既 考

15、虑 了 水 库 蓄 水 库 容 ， 又 考 虑 各 时 段 需 水 要 求 。 合 理 ！ 大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识1、 年 调 节 水 库式 中 ： WK： 可 供 水 量 ； M： 月 用 水 工 程 需 水 量 ； ： 月水 库 供 水 量 ； 水 库 蓄 变 量 （ 只 指 兴 利 库 容 部 分 ） 。 蓄 水 工 程 的 计 算 有 ： 典 型 年 调 节 法 、 系 列 调 算 法 、 简 化 计算 法 。 WV （ 1） 典 型 年 调 算 法 某 水 库 向 下 游 灌 区 供 水 ， 灌 区 灌 溉 面 积 13.9万 亩 ， 灌 溉 设计

16、 保 证 率 P 85%， 毛 灌 溉 定 额 800m3/亩 。 丰 水 年 。 保 证 率 低 于 设 计 保 证 率 时 ， 来 水 量 大 ， 用 水量 小 ， 此 时 可 供 水 量 根 据 用 水 量 确 定 。 水 库 供 水 能 力未 能 充 分 发 挥 。 枯 水 年 。 保 证 率 同 于 设 计 保 证 率 时 ， 来 水 量 小 ， 用 水量 大 ， 此 时 可 供 水 量 根 据 水 库 供 水 能 力 确 定 。 用 水 得不 到 满 足 。大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 表 4 -1 某 水 库 频 率 P 8 5 %设 计 枯 水 典

17、 型 年 调 节 计 算 表 ，单 位 ： 百 万 m3大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 （ 2） 系 列 调 算 法 ： 同 前 典 型 年 调 算 法 。 应 采 用 系 列 调 算 法 ， 根 据 来 水 、 用 水 的 长 系 列 资 料 ， 用 时历 法 逐 年 进 行 调 节 计 算 。（ 3） 简 化 计 算 法 遇 到 下 述 情 况 时 ， 可 采 用 简 化 计 算 方 法 ： 用 水 户 可 以 扩 大 的 水 库 工 程 。 在 丰 水 年 ， 来 水 量 大 于 用 水户 需 水 量 时 ， 用 水 户 扩 大 用 水 量 ， 全 部 利 用

18、 多 余 水 量 ， 可供 水 量 达 最 大 值 。 特 别 是 适 用 于 北 方 地 区 。 用 水 户 已 经 饱 和 的 水 库 工 程 。 实 际 供 水 量 （ 需 水 量 ） 做 为可 供 水 量 。大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 水 库 资 料 不 全 时 ， 先 以 完 备 的 资 料 进 行 来 水 和 供 水 关 系 ，再 移 植 到 资 料 不 全 的 水 库 。简 化 计 算 用 的 参 数 ： 库 容 系 数 ： 水 库 的 调 蓄 库 容 （ 兴 利 库 容 或 有 效 库 容 ） 与 水库 控 制 流 域 面 积 以 上 多 年 平

19、 均 来 水 量 之 比 值 。 常 用 表 示。 当 0.30时 ， 可 视 年 调 节 水 库 。 水 库 库 容 系 数 大 于0.30.5时 ， 水 库 就 是 多 年 调 节 水 库 。 当 年 的 来 水 并 非 全部 为 当 年 用 ， 而 要 以 丰 补 枯 。大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 水 量 利 用 系 数 法式 中 ： M是 水 库 可 供 水 量 。 是 水 库 多 年 平 均 来 水 量 以 面 是 简 化 计 算 的 主 要 步 骤 ： 选 择 资 料 齐 全 的 不 同 调 节 能 力 （ 库 容 系 数 ） 的 典 型 水库 ，

20、逐 年 计 算 ai， 对 ai进 行 频 率 分 析 ， 求 出 P 25%、50%、 75%、 90%的 ai。 建 立 a为 横 坐 标 、 为 纵 坐 标 ， P为 参 数 的 P(%)关 系 图 。大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 0MW 0W 利 用 关 系 图 ， 可 以 查 出 不 同 频 率 、 不 同 库 容 系 数 下 的 水量 利 用 系 数 。 利 用 下 式 ， 可 以 计 算 可 供 水 量 。p p pM W大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 2. 多 年 调 节 水 库 水 库 库 容 系 数 大 于 0.30

21、.5时 ， 水 库 就 是 多 年 调 节 水 库 。 当 年 的 来 水 并 非 全 部 为 当 年 用 ， 而 要 以 丰 补 枯 。 应 采 用 系 列 调 算 法 ， 根 据 来 水 、 用 水 的 长 系 列 资 料 ， 用 时历 法 逐 年 进 行 调 节 计 算 。 简 化 方 法 ， 类 似 于 年 调 节 水 库 的 简 化 方 法 ， 自 己 看 书 。大 、 中 型 水 库 可 供 水 量 的 补 充 知 识 2. 小 型 蓄 水 工 程 小 型 蓄 水 工 程 ， 包 括 小 型 水 库 、 塘 坝 等 ， 数 量 多 ， 缺 乏 实测 资 料 ， 往 往 采 用 “复

22、 蓄 指 数 ”法 来 估 算 可 供 水 量 。 复 蓄 指 数 ： 水 库 、 塘 坝 年 可 供 水 量 与 有 效 库 容 之 比 值 。 复 蓄 指 数 一 般 大 于 1.0。 与 集 雨 面 积 、 来 水 多 少 、 有 效 库容 大 小 、 担 负 灌 溉 面 积 等 多 种 因 素 有 关 。 小 型 蓄 水 工 程 可 供 水 量 ：式 中 ： n复 蓄 指 数 ， V水 库 、 塘 坝 的 有 效 库 容 。W n V 供 小 型 蓄 水 工 程 数 量 多 ， 资 料 缺 乏 ， 计 算 简 单 。1） 复 蓄 指 数 法 ： WK=n V兴2） 保 灌 系 数 法

23、： WK=c m A3） 水 量 利 用 系 数 法 ： WK= R 小 型 水 利 工 程 复 蓄 指 数 与 保 灌 系 数 表小 型 水 利 工 程 水 利 利 用 系 数 表 四 、 提 水 工 程 提 水 工 程 包 括 地 表 水 提 水 工 程 和 地 下 地 下 水 提 水 工 程 。1. 从 河 道 提 水 主 要 取 决 于 提 水 设 备 能 力 和 用 户 需 水 要 求 ， 也 受 指 定 保 证率 下 河 道 的 来 水 情 况 、 最 低 枯 水 位 、 下 游 河 道 的 水 流 要 求等 因 素 制 约 。 全 年 最 大 可 供 水 量 ：式 中 ： Q 上

24、 、 Q下 河 道 上 游 来 水 量 和 下 游 要 求 下 泄 水 量 ；Q设 提 水 设 备 能 力 ； D用 户 需 水 量 。( )( ) min , ,tW q t dtq t Q Q Q D 供 下上 设 备 2. 从 地 下 提 水 主 要 取 决 于 地 下 水 补 给 量 、 地 下 水 开 采 井 的 设 备 能 力 限 制。 地 下 水 多 年 平 均 可 供 水 量 的 控 制 极 限 一 般 为 多 年 平 均 综 合补 给 量 。 也 可 用 提 水 工 程 抽 取 流 量 的 大 小 与 开 机 时 间 相 乘。 五 、 地 下 水 可 利 用 水 量 的 计

25、算1. 地 下 水 可 利 用 分 析 地 下 水 可 利 用 量 ： 指 地 下 水 源 长 期 有 保 证 的 供 水 量 。 其 值等 于 地 下 水 可 能 最 大 补 给 量 与 地 下 水 的 无 效 损 失 量 之 差 。 地 下 水 的 可 能 最 大 补 给 量 ： 指 在 理 想 条 件 下 ， 地 下 水 库 能得 到 的 最 大 补 给 量 ， 即 各 个 有 长 期 保 证 的 补 给 量 之 和 的 最大 值 。 地 下 水 可 能 最 大 的 补 给 量 与 哪 些 因 素 有 关 ？ 地 下 水 的 可 能 最 大 补 给 量 是 人 类 可 开 发 利 用 的

26、 水 资 源量 的 上 限 。 地 下 水 可 能 最 大 补 给 量 随 着 补 给 条 件 的 改 变 而 变 化 。 地 下 水 无 效 损 失 量 ： 指 地 下 水 排 泄 中 未 被 利 用 的 部 分 ， 包括 地 下 水 流 出 量 、 越 流 排 泄 量 和 潜 水 蒸 发 的 无 效 部 分 。 与 哪 些 因 素 有 关 ？ 无 效 损 失 量 随 地 下 水 埋 深 的 增 加 而 相 应 减 少 。 地 下 水 可 利 用 水 量 计 算 公 式W W W W E 出可 利 用 补 潜越 2. 地 下 水 可 供 水 量 计 算 实 际 供 水 量 调 查 法 根 据

27、 泵 站 的 提 水 能 力 与 开 机 时 间 计 算 根 据 耗 电 量 和 耗 油 量 计 算 根 据 灌 水 次 数 和 灌 水 定 额 计 算1n i iiWK q t 1 1 2 2WK cq c q 1n i i iiWK nq A 可 开 采 系 数 法 地 下 水 可 开 采 量 与 地 下 水 资 源 量 之 比 称 为 可 开 采 系 数。 地 下 水 可 开 采 系 数 一 般 在 0.70.8WK W 地 第 二 节 区 域 可 供 水量 的 计 算 一 、 区 域 可 供 水 量 计 算 原 则1. 计 算 原 则 先 用 小 工 程 的 水 ， 后 用 大 工 程

28、 的 水 。 先 用 自 流 水 ， 后 用 蓄 水 和 提 水 。 先 用 离 用 户 较 近 的 水 ， 后 用 远 处 的 水 。 先 用 地 表 水 ， 后 用 地 下 水 。 先 用 本 流 域 的 水 （ 包 括 过 境 水 ） ， 后 用 外 流 域 调 水 。 自 来 水 用 于 生 活 和 一 部 分 工 业 ， 其 他 水 用 于 水 质 较 低的 农 业 和 部 分 工 业 。 2. 注 意 事 项 按 照 区 域 不 同 保 证 率 选 定 的 典 型 代 表 年 ， 取 各 项 工 程 同 一年 份 的 供 水 量 汇 总 。 按 地 表 水 可 供 水 量 和 地

29、下 水 可 供 水 量 汇 总 。 避 免 可 供 水 量 的 重 复 计 算 。 区 域 可 供 水 量 汇 总 成 果 的 合 理 性 检 查 。（ 1） 可 供 水 量 定 义 为 供 水 工 程 设 施 所 提 供 的 水 量 。（ 2） 可 供 水 量 的 定 义 考 虑 需 水 要 求 。 二 、 区 域 可 供 水 量 计 算 模 型 概 化 分 析1. 水 资 源 系 统 组 成 分 析 水 资 源 系 统 ： 指 处 在 一 定 范 围 或 环 境 下 ， 为 实 现 水 资 源 开发 利 用 目 标 ， 由 相 互 联 系 、 相 互 制 约 、 相 互 作 用 的 若 干

30、 水资 源 工 程 单 元 和 管 理 技 术 单 元 所 组 成 的 有 机 体 。 水 资 源 系 统 一 般 由 ： 水 源 、 调 蓄 工 程 、 输 配 水 系 统 、 用 水户 、 排 水 系 统 等 部 分 组 成 。 2. 用 水 户 概 化 区 域 内 用 水 户 众 多 ， 可 将 研 究 区 进 行 分 区 ， 每 个 分 区 作 为一 个 供 水 对 象 。 分 区 要 因 地 制 宜 ， 不 宜 过 大 ， 也 不 宜 过 小 。 分 区 过 大 ， 易掩 盖 矛 盾 ， 整 体 的 不 缺 水 掩 盖 局 部 的 缺 水 ， 或 整 体 的 缺 水掩 盖 局 部 的

31、 不 缺 水 。 分 区 过 小 ， 工 作 量 将 成 倍 增 加 。 逐 级 分 区 ： 一 级 分 区 、 二 级 分 区 、 三 级 分 区 等 。 。 。 。 分 区 原 则 ： 按 行 政 区 划 分 区 。 按 自 然 地 理 单 元 分 区 。 按 行 政 区 划 分 区 。 按 自 然 地 理 单 元 分 区 。 按 社 会 经 济 单 元 划 分 。 按 流 域 水 资 源 分 区 与 区 域 行 政 分 区 相 结 合 的 方 法 进 行划 分 。 分 区 后 再 根 据 用 水 性 质 划 分 用 水 类 型 。 3. 水 源 划 分如上图所示，水源可划分为：当地水和外

32、来水。当地水又分为：地表水、地下水、再生水等。外来水分为：流入本地的河流等客水、跨区域调水等。根据水源类型进行划分地表水按照流域水系进行划分地下水按含水层所属地质单元划分。再生水按收集、处理与供给系统划分。调水按调水系统划分。 4. 工 程 安 排 布 置当天条件下水资源的时空分布无法满足需水要求时，需要建立水利工程进行水资源的时空调配。供水工程主要包括：蓄水工程引水工程提水工程，包括提取地表水、地下水。输水工程水处理工程等。 5. 水 资 源 系 统 网 络 图水源与分区分类型用水户之间的地理位置与水量供需关系，用拓扑网络图表示。系统网络图包括：计算单元、水利工程、分汇水节点、各种输水通道等

33、。第7章更详细。计算单元：最小一级的计算分区，“面”元素。水利工程：点、线、面都有。分汇水节点：天然节点和人为节点，“点”元素。输水通道：天然河流与水利工程，“线”元素。 东 平 湖 古 时 称 蓼 儿 洼 、 大 野 泽 、 巨 野 泽 、 梁 山 泊 、 安 山 湖， 到 清 朝 咸 丰 年 间 才 定 名 称 为 东 平 湖 ， 是 水 浒 传 中 八百 里 水 泊 唯 一 遗 存 水 域 ， 山 东 省 第 二 大 淡 水 湖 泊 。 湖 区 总 面 积 627平 方 千 米 ， 其 中 一 级 湖 常 年 蓄 水 ， 面 积209平 方 千 米 ， 平 均 水 位 高 程 40.75

34、米 ， 南 水 北 调 东 线 一期 工 程 完 成 后 ， 东 平 湖 平 均 水 位 高 程 将 达 41.5米 ， 将 淹 损耕 地 3.6万 亩 ， 东 平 湖 蓄 水 面 积 将 达 到 25万 亩 。 三 、 基 于 模 拟 方 法 的 可 供 水 量 计 算 按 水 资 源 系 统 网 络 图 ， 考 虑 水 源 水 量 、 需 水 要 求 、 工 程 供水 能 力 等 约 束 ， 按 照 统 筹 兼 顾 的 原 则 ， 合 理 安 排 各 种 水 源各 类 工 程 的 供 水 方 案 。 这 一 个 试 算 的 复 杂 过 程 。 实 际 上 ， 这 里 的 区 域 可 供 水

35、 量与 区 域 水 资 源 优 化 配 置 混 为 一 谈 了 ， 应 归 于 第 5章 。区 域 水 资 源 的 一 般 性 调 配 规 则 包 括 以 下 方 面 。（ 1） 计 算 程 序 自 上 而 下 ， 先 支 流 后 干 流 ， 逐 单 元 计 算 。 考 虑 水 量 平 衡 的 原 则 ， 多 用 水 户 采 用 “分 散 余 缺 ”原 则 。 （ 2） 供 水 次 序 先 用 自 流 水 ， 后 用 蓄 水 和 提 水 ； 先 用 地 表 水 ， 后 用 地 下 水 ； 先 用 本 流 域 的 水 ， 后 用 外 流 域 调 水 ； 水 质 优 的 用 于 生 活 等 用 户

36、 。（ 3） 用 水 次 序 先 尽 量 满 足 生 活 需 水 ， 再 依 次 是 河 道 内 最 小 生 态 需 水 、 工业 和 第 三 产 业 需 水 、 农 业 需 水 、 河 道 外 生 态 需 水 等 。 （ 4） 约 束 与 关 联 约 束 包 括 ： 各 类 水 源 的 水 量 、 水 位 、 水 质 等 ； 各 类 用 水 户的 需 水 水 量 、 水 质 等 ； 供 水 工 程 的 过 水 流 量 等 ； 针 对 一 个 单 元 ： 上 一 单 元 退 水 ： 本 单 元 来 水 ： 本 单 元 弃 水 ： +W W W 回上 退 弃W W回 可 供+ +W W W W

37、调 入来 上 退 区 水W W W 来 可 供弃 四 、 基 于 优 化 方 法 的 可 供 水 量 计 算 这 部 分 也 应 归 于 “第 5章 水 资 源 优 化 配 置 ”部 分 。 优 化 方 法 需 要 数 学 模 型 ， 数 学 模 型 包 括 ： 决 策 变 量 、 目 标函 数 、 约 束 条 件 ， 分 别 述 之 。1. 决 策 变 量 区 域 划 分 成 J个 分 区 ， 用 水 部 分 分 为 K个 用 水 类 型 ， 供 水水 源 点 为 I个 。 供 水 时 段 为 T 决 策 变 量 是 ： 在 第 t时 段 内 区 域 第 i个 供 水 水 原 给 第 j个

38、分 区的 第 k个 用 水 部 门 的 供 水 量 ， Q ijkt 水 源 I用 水 部 门 J分 区 K 2. 优 化 模 型（ 1） 目 标 函 数 优 化 目 标 有 很 多 ， 如 效 益 最 大 、 费 用 最 小 、 环 境 最 好 等 。 本 次 设 定 优 化 目 标 为 区 域 供 水 系 统 相 对 总 缺 水 量 最 小 。2 11 1 1min ( ) min Ijkt ijktJ K T ijkj k t jktD Qf X a D （ 2） 约 束 条 件 约 束 条 件 很 多 ， 水 源 水 量 、 用 水 户 需 水 量 、 水 利 工 程 过 水能 力 等

39、 。 可 供 水 量 约 束 需 水 量 约 束 供 水 能 力 约 束 力 1 1J K ijkt itj k Q W 1I ijkt jkti Q D max1K ijkt ijk Q Q 工 程 运 行 可 行 域 约 束对 特 定 水 源 ， 其 供 水 应 在 调 节 计 算 的 约 束 域 内 进 行 ， 如 水库 运 行 的 水 位 限 制 条 件 等 。 变 量 非 负 约 束 优 化 模 型 的 求 解 方 法 与 过 程 ， 更 属 于 “第 5章 水 资 源 优 化配 置 ”的 内 容 。 这 里 不 能 再 讲 了 。ijkt iQ S0 ijktQ 五 、 区 域 可

40、 供 水 量 预 测 未 来 可 供 水 量 ， 对 供 需 平 衡 分 析 ， 有 重 要 意 义 。 它 是 在 国发 经 济 发 展 规 划 预 测 、 需 水 量 预 测 的 基 础 上 进 行 的 。 可 供 水 量 预 测 主 要 考 虑 ： 新 增 供 水 工 程 、 现 有 工 程 完 善 配套 等 方 面 引 起 的 供 水 量 变 化 ， 以 及 用 水 量 变 化 。1. 新 增 供 水 工 程 的 原 则 应 以 用 水 需 要 为 依 据 ， 与 用 水 需 求 相 适 应 ， 并 努 力 做 好 合理 用 水 、 节 约 用 水 和 合 理 布 局 。 要 考 虑

41、国 家 、 集 体 投 资 建 设 费 用 的 约 束 。 要 考 虑 本 区 域 水 资 源 开 发 利 用 程 度 的 约 束 。 要 以 流 域 规 划 、 地 区 规 划 以 及 供 水 规 划 为 依 据 。 供 水 工 程 的 安 排 ， 应 从 经 济 效 益 、 社 会 效 益 、 环 境 生 态 效益 及 方 面 综 合 权 衡 。1.可 供 水 量 的 预 测 供 水 工 程 设 施 规 划 （ 1） 改 善 供 水 工 程 内 部 结 构 ， 增 建 骨 干 蓄 水 工 程 。 （ 2） 现 有 工 程 的 完 善 配 套 和 标 准 化 改 造 。 （ 3） 调 整 现

42、 有 电 灌 站 布 局 。 可 供 水 量 预 测 计 算 。 方 法 与 前 面 相 同 第 三 节 供 需 平 衡的 概 念 与 方 法 一 、 供 需 分 析 的 概 念1.水 资 源 供 需 平 衡 分 析 概 念是指 在 一 定 区 域 ， 一 定 时 段 内 ， 对 某 一 发 展 水 平 年 和 某 一保证率的各部门供水量和需水量平衡关系分析。或：在特定的水资源条件和需水要求下，充分发挥水利工程的作用，通过水利工程的调节计算，可得到水利工程供水与需水之间的关系。供水量和需水量相近为平衡，供大于需的部分为余水量，供小于需的部分为缺水量。 2.水 资 源 供 需 分 析 的 目 的

43、 摸 清 区 域 内 水 资 源 供 需 现 状 ， 预 测 未 来 ， 揭 示 区 域 内 水资 源 供 需 关 系 的 内 在 规 律 和 主 要 矛 盾 ， 探 讨 水 资 源 开 发利 用 的 途 径 与 潜 力 ， 提 出 实 现 水 的 长 期 稳 定 供 给 方 案 ，为 加 速 工 农 业 生 产 的 发 展 和 水 利 建 设 提 供 科 学 依 据 。 3.水 资 源 供 需 分 析 的 重 要 性 供 需 分 析 中 的 供 水 与 需 水 应 该 相 互 协 调 、 平 衡 。 供 需 分 析 中 涉 及 的 方 面 与 国 民 经 济 和 工 农 业 生 产 有 密

44、切 的关 系 。 研 究 水 资 源 供 需 分 析 ， 对 解 决 余 缺 水 量 的 对 策 显 得 十 分 重要 。 4.水 资 源 供 需 分 析 的 主 要 内 容 分 析 水 资 源 供 需 现 状 和 存 在 的 一 些 问 题 ； 分 析 不 同 发 展 阶 段 （ 不 同 水 平 年 ） 水 资 源 供 需 情 况 和 实 现供 需 平 衡 方 向 ； 研 究 解 决 与 供 需 平 衡 对 应 的 余 缺 水 量 的 对 策 ， 分 析 实 现 本区 域 水 的 长 期 稳 定 供 给 的 措 施 和 计 划 方 案 。 5.供 需 分 析 中 几 个 基 本 概 念（ 1

45、） 分 区 单 元 ：水 资 源 供 需 关 系 分 析 ， 一 般 需 要 将 一 个 大 的 区 域 划 分 成 若干 分 区 。 对 每 一 分 区 单 元 进 行 供 需 分 析 ， 然 后 逐 级 汇 总 。（ 2） 计 算 时 段 ： 水 资 源 供 需 平 衡 计 算 时 段 的 划 分 ， 总 的 原 则 是 ： 能 够 突出 不 同 时 段 的 水 资 源 量 的 余 缺 情 况 ， 不 至 于 掩 盖 水 资 源 的供 需 矛 盾 。 （ 3） 水 平 年 ： 供 需 分 析 中 选 择 出 的 代 表 年 ， 要 能 够 反 映 区 域 发 展 不 同 阶段 社 会 经

46、济 达 到 的 水 平 、 相 应 的 需 水 水 平 和 水 资 源 开 发 水平 ， 所 以 通 常 称 其 为 水 平 年 。 水 平 年 可 设 ： 现 状 水 平 年 （ 基 准 年 ） 、 近 期 （ 5 10年 ）、 远 期 （ 15 20年 ） 水 平 年 还 应 分 不 同 保 证 率 ， 即 同 一 水 平 年 应 选 几 个 不 同 的保 证 率 ， 分 别 代 表 平 水 、 枯 水 特 枯 水 年 进 行 供 需 分 析 。 代 表 年 ： 通 常 所 说 的 典 型 年 ， 由 系 列 中 选 择 出 具 体 年 份 。 1. 系 列 法 选 择 代 表 性 的 系

47、 列 ， 进 行 逐 年 供 需 分 析 。 系 列 法 要 求 资 料 多 ， 工 作 量 大 ， 适 用 于 大 区 域 、 重 要 地区 的 供 需 平 衡 分 析 。 通 过 对 长 系 列 调 节 计 算 结 果 的 统 计 分 析 ， 可 以 得 到 不 同来 水 频 率 下 的 各 分 区 各 部 门 的 余 缺 水 量 。二 、 分 析 方 法 2. 典 型 年 法 选 择 代 表 性 的 系 列 ， 根 据 降 水 频 率 ， 选 取 典 型 年 进 行 供需 分 析 。 一 般 地 ， 平 水 年 频 率 P=50%， 枯 水 年 （ 偏 旱 年 ） 频 率P=75%； 特

48、 枯 水 年 （ 干 旱 年 ） 频 率 P=90%或 P=95%。 北 方 干 旱 地 区 ， 一 般 要 做 平 水 年 （ P=50%） 、 偏 旱 年（ P=75%） 二 个 典 型 年 的 供 需 分 析 。 南 方 湿 润 地 区 ， 则 做 平 水 年 （ P=50%） 、 偏 旱 年（ P=75%） 、 干 旱 年 （ P=95%） 三 个 典 型 年 的 供 需 分 析 。 三 、 区 域 水 资 源 供 需 平 衡 分 析1. 一 次 供 需 平 衡 水 资 源 一 次 供 需 平 衡 分 析 就 是 在 流 域 现 状 供 水 能 力 与 外 延式 增 长 的 用 水 需

49、 求 间 所 进 行 的 供 需 平 衡 分 析 。 水 资 源 一 次 供 供 需 分 析 主 要 目 的 是 ： 了 解 和 明 晰 现 状 供 水能 力 与 外 延 式 用 水 需 求 条 件 下 的 水 资 源 供 需 缺 口 。 主 要 回 答 三 个 问 题 ： 确 定 在 无 新 的 供 水 工 程 投 资 条 件 下 ， 未 来 不 同 阶 段 的供 水 能 力 和 可 供 水 量 。 确 定 在 无 直 接 节 水 工 程 投 资 条 件 下 ， 未 来 不 同 阶 段 的水 资 源 需 求 自 然 增 长 量 。 确 定 现 状 开 发 状 态 下 ， 未 来 不 同 阶

50、段 的 水 资 源 供 需 缺口 ， 为 确 定 节 水 、 治 污 和 挖 潜 等 措 施 提 供 依 据 。 2. 二 次 供 需 平 衡 分 析 水 资 源 二 次 供 需 分 析 ， 主 要 是 在 一 次 供 需 分 析 的 基 础 上 ，在 水 资 源 需 求 方 面 通 过 节 流 等 各 项 措 施 控 制 用 水 需 求 的 增长 态 势 ， 预 测 不 同 水 平 年 需 水 量 ； 在 水 资 源 供 给 方 面 通 过当 地 水 资 源 开 源 等 措 施 充 分 挖 掘 供 水 潜 力 ， 给 出 不 同 水 平年 供 水 工 程 的 安 排 ； 通 过 调 节 计

51、算 ， 分 析 不 同 水 平 年 的 供需 态 势 。 通 过 供 给 和 需 求 两 方 面 的 调 控 ， 基 本 实 现 区 域 水 资 源 的 供需 平 衡 ， 或 者 使 缺 口 有 较 大 幅 度 的 下 降 。 3. 三 次 供 需 平 衡 分 析 水 资 源 三 次 供 需 分 析 ， 是 在 二 次 供 需 分 析 的 基 础 上 ， 进 一步 考 虑 跨 流 域 调 水 解 决 当 地 缺 水 问 题 ， 将 当 地 水 与 外 调 水作 为 一 个 统 一 整 体 进 行 调 配 。 将 二 次 供 需 平 衡 的 供 需 缺 口 作 为 需 水 项 ， 以 不 同 调

52、 水 规 模的 方 案 作 为 新 增 供 水 项 ， 参 加 水 资 源 供 需 平 衡 。 通 过 不 同 方 案 的 对 比 和 分 析 ， 为 确 定 调 水 工 程 的 规 模 提 供依 据 。 4. 供 需 平 衡 宏 观 控 制 选 取 的 计 算 水 平 年 要 与 国 民 经 济 发 展 总 目 标 协 调 一 致 。 确 定 来 水 频 率 的 典 型 年 要 合 理 ， 水 资 源 的 供 需 平 衡 是 一 种相 对 的 平 衡 ， 具 有 一 定 的 保 证 率 概 念 。 在 某 一 保 证 率 平 衡了 ， 在 另 一 保 证 率 就 不 平 衡 了 。 一 个

53、区 域 空 间 选 择 哪 个 保证 率 ， 是 复 杂 的 问 题 。 进 行 河 道 外 用 水 和 河 道 内 用 水 的 协 调 平 衡 。 严 重 缺 水 地 区 跨 区 调 水 的 布 局 安 排 。 要 通 盘 规 划 、 统 筹 考虑 ， 保 证 地 区 之 间 的 水 资 源 供 需 的 大 致 平 衡 。 本 章 重 点1、 基 本 概 念 可 供 水 量 水 资 源 供 需 平 衡 库 容 系 数 、 复 蓄 指 数 水 平 年2、 基 本 理 论 可 供 水 量 的 影 响 因 素 有 哪 些 ？ 基 于 优 化 方 法 的 可 供 水 量 计 算 模 型 是 什 么 ？ 三 次 供 需 分 析 的 考 虑 出 发 点 是 什 么 ？