水资源分析水资源供需平衡分析的主要内容有哪些？？

作者&投稿：项善（若有异议请与网页底部的电邮联系）

　水资源现状分析~

1.气候变迁与水资源
河南省地处我国南方湿润区与北方干旱区的过渡带。其大气降水主要受季风影响，多年平均降水量由豫南山区向华北平原递减，从1400 mm/a减至600mm/a。其中，700mm/a等值线穿过河南省中部。全年降水量的60%～70%主要集中在每年的6～9月份，多以暴雨的形式出现。降水量的年际变化较大，丰水年与枯水年可相差2～3倍以上。全省多年平均地表径流量为313×108m3，地下水开采资源量216×108m3，扣除两者重复计算部分，水资源总量为425×108 m3，居全国第19位。按人均亩均占有水资源指标，为全国实际平均量的1/6弱。
进入20世纪90年代以来，河南全省降水持续减少。近十年来平均每年降水为723.5mm，比多年平均值784.8 mm偏少8%。近五年来干旱日趋严重，以1997年为例，全省平均降水量仅531.6 mm，比多年的平均值偏少32.3%。其中，豫北平原降水不足350 mm，局部仅200 mm（表8.1.1）。1999年全省年平均降水量为601.8 mm，较多年平均值偏低23.3%。降水量的不均匀分布特征也更加明显，其中，豫东平原局部地区降水较多年平均值偏高20%～30%；而豫南地区则偏少30%～40%，豫西南地区偏少20%～30%，豫西地区偏少10%～20%，豫北地区亦偏少20%～30%。
表8.1.1　河南省豫北地区1997年度降水量分配/对比表

降水量减少的主要表现形式是冬春持续干旱，汛期降水场次少，基本不形成全省大范围的暴雨过程。如1999年，汛期降水量仅有305.8 mm，比常年减少38.2%，其中许昌以南地区减少50%～60%,1～2月份全省降水不足4 mm。气候变暖，而且干燥少雨导致水资源总量减少。据《河南省水资源公报》报道，1997年全省地表水资源量138.3×108 m3，比多年平均值偏少25.2%。地下水资源总量为213.2×108 m3，比多年平均值偏少48.6%。1999年全省地表水资源为106.7×108 m3，地下水资源量为143.03×108 m3；扣除重复计算水量后得全省水资源总量为204.31×108 m3，比常年减少50.6%。1999年末，全省大中型水库蓄水总量为29.39亿m3，比上年末减少18.06×108 m3。在平原区浅层地下水位平均比上年末下降0.6 m，平原区降水漏斗面积扩大2137 km2，达到10018 km2。
2.废水排放对水质的污染
水质污染是河南省目前最为突出的环境问题之一。从20世纪80年代起，省环保部门、水利部门、地矿部门等已先后对境内主要河段实施监测。据1985年资料，在5783 km的监测河段中遭受有机污染河段达3610 km，有毒及重金属污染（氰化物、砷、汞、镉、铬）河段长达684 km，共占监测河段长度的65.2%。进入90年代以后，水质污染程度明显加大。据1999年监测资料，在总长5144 km的监测河段中水质劣于V类失去供水功能的河段达2812 km，占54.8%，比1997年增加3.6个百分点；水质为V类河段长530 km，占10.2%；水质为Ⅳ类河段长357 km，占7%；符合Ⅰ～Ⅱ类水质标准河段长1436 km，仅占27.9%。
全省水质污染主要来自每年达900～1500 Mt的工业废水、700～1 100 Mt的生活污水和施放于农田的30000 t以上的农药，5 Mt化学肥料。据《河南省水资源公报》报道，1999年全省污废水排放量2041 Mt。其中，工业废水占46.3%，生活污水占53.7%。按行政分区统计，废水排放量超过100 Mt的地市有安阳、新乡、焦作、洛阳、郑州、平顶山、信阳和南阳等城市。其中，郑州市最高达244 Mt，焦作市次之为207 Mt。近几年随着环保工程的交付使用，工业废水排放的达标率有所改善，其中1997年河南省达标排放量为590 Mt（表8.1.2），达标率44.5%;1999年达标排放量为672 Mt，占71%（表8.1.3）。
表8.1.2　河南省（1997年）废污水及工业废水达标排放量统计表　（单位：t）

（据《河南省水资源公报》，1997）
表8.1.3　河南省（1999年）废污水及工业废水达标排放统计表

（据《河南省水资源公报》，1997)
由于全省范围内环境污染长期得不到有效遏制，致使部分水的资源化功能丧失。其中，卫河、泌蟒河、贾鲁河等已成为城镇排污通道；而大部分城市及周边区域浅层地下水也基本上不宜饮用。据环保部门对全省18个地、市51口水井水质动态监测统计，符合饮用水标准的仅占19.6%。其不符合率比上年上升10个百分点。因此，在常用的水资源总量数据内其有效性已大打折扣，应扣除水质污染严重的无效资源部分。
3.水资源的供需预测
在气候干旱少雨、水质污染加重、水资源总量持续减少的情况下，全省工农业及生活用水却逐年递增。根据《河南省国民经济和社会发展十五计划纲要》中2005年及2010年预期指标计算：“在采取各种节水措施并考虑一定的生态环境用水的情况下，平水年份总需水量到2005年应为310×108m3/a,2010年为330×108m3/a；中等干旱年份总需水量到2005年应为325×108m3/a,2010年为360×108m3/a”。
预期到2005年水利工程供水能力可达到275×108m3/a，距需求量（31000～32500)mm3/a，缺口为（3500～6000)Mm3/a；到2010年水利工程供水能力将达到30000 Mm3/a，距需水总量（33000～36000)Mm3/a，缺口为（3000～6000)Mm3/a。
总之，有效水资源的短缺是河南水情的最基本特征，加之水资源在时空分布上的严重不均衡性，更加剧了供需矛盾。因此，确立工程水利向资源水利、传统水利、现代水利的观念转变，在合理开发、有效配置、节约与保护和三水转化方面实现水资源利用的可持续性发展，既是当今经济社会的大趋势，也是历史的必然选择。

主要内容可以分为：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）现状的供需分析；（2）不同发展阶段的供需分析3.从供需分析的深度，可划分为：（1）不同发展阶段的一次供需分析；（2）不同发展阶段的二次供需分析4.按用水性质，可划分为：（1）河道外用水的供需分；（2）河道内用水的供需分

(一)灌溉水源的分析与计算

1.地表水资源量

地表水来源主要为天然降水，地表水水量按照地形条件分布，根据地形条件由低到高呈递减趋势。根据甘溪水文站陈家坝水文点实测，2008年9月22日降雨101.5毫米，9月23日降雨255.5毫米，9月24日降雨98.8毫米，致使形成“9·24”特大泥石流灾害，说明项目区全年地表水水量较大。由于汶川地震后项目区许多基础资料丢失，所以参考邻近地区江油县多年平均径流深417毫米作为项目区平均径流深度。项目区面积3128.56亩，地表水资源总量为86.97×10⁴立方米。

都坝河从项目区东侧流过，年均径流量4.7米³/秒，年均径流总量1.48亿立方米，可作为项目区小河村主要耕地的灌溉水源。

2.地下水资源量

项目区地下水的补给主要受大气降水控制，由地表径流补充，其水量随季节变化而变化。地下水类型为碎屑岩类裂隙水，地震前常有山泉出露，地震后仅有两处出露，其中一处在大竹村3组西北方向，由于受硫化物污染(可见析出硫磺)，不能饮用，仅能用于灌溉；另一处位于大竹村2组正西方向，山泉汇集呈瀑布形式进入项目区，该水源质量较好，可用于饮用，水量较大，流量估计0.05～0.10米³/秒。

(二)需水量分析

1.灌溉制度设计

陈家坝乡农业灌溉没有需水量试验资料，灌溉制度参考相邻地区和县内中小型水利工程编制的灌溉制度及灌溉定额进行综合分析，制定设计方案。

项目区内旱地作物包括玉米、小麦、油菜、红薯、蔬菜和其他豆类作物。根据作物生育期和降雨年内分配情况，确定玉米、小麦、油菜和蔬菜为主要灌溉作物。

玉米是大春粮食作物，一般在4月上旬播种，8月中旬收获，全生育期130天，拟定全生育期灌水三次：4月上旬、5月中旬和6月下旬各一次，灌水定额20.0米³/亩，灌溉定额60.0米³/亩，雨季不灌水。

红薯灌水两次，6月下旬和7月下旬各一次，灌水定额20.0米³/亩，灌溉定额40.0米³/亩，雨季不灌水。

小麦是小春粮食作物，其生长期一般为10月中旬至次年5月下旬。拟定全生育期灌水四次，灌水定额20.0米³/亩，灌溉定额80.0米³/亩，雨季不灌水。

油菜是小春粮食作物，其生长期一般为10月中旬至次年4月下旬。拟定全生育期灌水三次，灌水定额20.0～25.0米³/亩，灌溉定额70.0米³/亩，雨季不灌水。

蔬菜多为全年性多品种交替种植作物，项目区内大春蔬菜品种有葱头、莴笋、白菜和萝卜等；冬早蔬菜品种有茄子、青椒、黄瓜、番茄等。供水过程按旱季勤供水，雨季不灌水。主要作物灌溉制度见表10-3。

表10-3 主要作物灌溉制度表

2.需水量计算

(1)规划种植结构。项目区主要种植粮食作物，适当种植经济作物。在确定灌区作物种类及种植比例时，主要考虑如何充分、合理地利用水土资源。项目区通过土地复垦后，有效耕地面积为838.68亩(不含田坎)，全部为旱地。在小河村3组都坝河边的耕地，种植2年以后，可根据情况，改种水稻。结合北川县土地利用总体规划及农业区划，复种指数考虑为200%，现规划种植结构，见表10-4。

表10-4 项目区作物组成规划表　单位：亩

(2)灌水率的确定。灌水率是指项目区内单位面积上所需灌溉的净流量，是计算灌溉设计流量的依据。净灌水率用下式计算：

q＝α·m/8.64T (10-1)

式中：q——灌水率，米³/(秒·万亩)；

α——作物种植比例，%；

m——灌水定额，米³/亩；

T——灌水持续时间，天。

灌水率计算成果与综合定额表，见表10-5。

(3)灌溉用水量计算。根据灌水模数图推算灌溉用水量。计算公式为：

W_i＝q_iA_总T_i/η_水 (10-2)

式中：W_i——某时段的灌溉用水量，立方米；

q_i——某时段的净灌水率，米³/(秒·万亩)；

A_总——某时段的长度，秒；

T_i——设计灌溉面积，按土地复垦后耕地面积838.68亩计算；

η_水——灌溉水利用系数，η_水＝η₁η₂。

η₁为田间水利用系数，根据《灌溉与排水工程设计规范》规定田间水利用系数设计值不低于0.95，而项目区主要旱作物，采用管道输水，因此，η₁取0.95。η₂为渠系水利用系数，根据四川省土地整理中心土地整理技术培训资料，项目区所有输水渠道整治为混凝土衬砌和浆砌条石衬砌，渠系水利用系数≥0.75，因此，选用0.90，则灌溉水利用系数0.86。

灌区净灌溉用水量与毛灌溉用水量可分别采用公式(10-3)和(10-4)计算；净流量与毛流量可分别采用公式(10-5)和(10-6)计算。

灾害损毁土地复垦

式中：W_j——某时段灌区净灌溉用水量，立方米；

A——灌区灌溉面积，公顷；

——灌区净综合灌水定额，米³/公顷；³]]

α_i——第i种作物的种植比，其值为第i种作物的灌溉面积与灌区灌溉面积之比；

m_i——第i种作物在该时段的灌水定额，米³/公顷；

W——某时段灌区毛灌溉用水量，立方米；

η——灌溉水利用系数；

Q_j——某时段灌区净灌溉流量，米³/秒；

q——灌水率，米³/(秒·100公顷)；

Q——某时段灌区毛灌溉流量，米³/秒。

表10-5 需水量表

3.水利工程供水量

可供水量主要来源于以下两个方面：

(1)项目区小河村3组从都坝河引水，可保证灌溉小河村1组、3组靠都坝河边的土地，同时从青林沟引水，可灌溉青林沟旁的耕地。两处引水可保证灌溉300亩土地，每年向项目区供水6.00×10⁴立方米。

(2)内部蓄水工程蓄水及补充来源。项目区需水工程主要保障838.68亩耕地灌溉。需新建蓄水池27 口，其中容积为200立方米的4 口，容积为100立方米的23口，复蓄指数按1.5计算，每年可供利用水量为0.47×10⁴立方米。项目区蓄水工程除降雨补充外，全部由大竹村2组一条自然瀑布补充，该瀑布流量保守估计0.05米³/秒，全年供水能力达157.68×10⁴立方米，全部供向项目区或流经项目区，但由于蓄水工程有限，该瀑布水实际利用系数为0.2，可利用水为31.53×10⁴立方米，多余水排向都坝河。

项目区内有效农业可以利用水源量为38.00×10⁴立方米。

(三)水资源供需平衡分析

通过以上分析，项目区可供水量38.00×10⁴立方米，项目区需水14.04×10⁴立方米，供水量大于需水量，可满足项目区灌溉的需求，但由于复垦前没有蓄水设施和有效输水设施，现有耕地只能靠大气降水，所以，本次复垦过程要加强水利设施建设与完善，以解决耕地需水问题。

具体措施为：

(1)新建蓄水池：项目区新建100立方米蓄水池23口，200立方米蓄水池4口，复蓄指数按1.5计算，共可供水0.47×10⁴立方米，配备有管道输水，可保证蓄水池蓄水及耕地常年用水需求。

(2)瀑布全年向项目区供水31.53×10⁴立方米。

(3)维修及新建灌溉渠，从都坝河及青林沟引水，根据需求，每年可引水6×10⁴立方米。

通过土地复垦后，项目区保障供水38.00×10⁴立方米，大于项目区需水量14.04×10⁴立方米，能满足项目区农业生产用水需要。

《我国水资源现状》
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