进行水资源供需分析,可以揭示水资源供给和利用状况,预测未来变化趋势,提出降低供需矛盾、减少缺水风险、调节水供求关系所需要采取的对策措施,为编制国土整治规划、江河流域规划、地区水利规划、城乡供水规划、城市总体规划、生态环境保护规划、工农业发展规划、经济开发区规划、新区总体规划以及制定水资源开发利用法规和政策,提供科学依据。
水资源供需分析
在流域或一定区域范围内对不同规划水平年、不同保证率的不同部门需水量与不同水源供给量之间的供求关系所进行的研究。
- 英文名称
- supply-demand analysis of water resources
- 所属学科
- 水利工程
水资源供需分析的主要工作内容包括:①明确分析范围,划定平衡区和计算单元,绘制水资源系统分析图。分析范围为能够反映区域内具有水力联系或水量转换关系的地理边界,即水资源供需分析所涉及的取水、供水、用水、退水(排水)等影响范围,对于涉及跨流域、跨区域调水的,可按调出和调入流域或区域分别确定分析范围。平衡区和计算单元根据流域、水系、供水系统、用水系统等情况,采用水资源分区与行政分区相嵌套的方式划分,既能保持河流水系信息的完整,也可兼顾行政区信息的分解与统计。水资源系统分析图应反映分析范围内的河流水系、输水系统,以及重要现状和规划供水水源工程、重要用水区域、重要水平衡控制性节点等相互之间的水力水量联系。②进行现状评价。对研究区域水资源及其开发利用的现状进行评价,摸清水资源状况、现状供水工程状况、河道外取水—供水—用水—耗水—排水状况、水环境与生态用水状况等,分析提出规划区域水资源及其开发利用存在的问题等。③设定水平年。水资源供需分析应设定现状水平年和规划水平年。现状水平年也可称为基准年,应能反映现状的经济社会发展规模、水资源开发利用保护基础设施情况以及水文情势对现状水平年供需水量的影响。规划水平年是规划目标实现的年份,宜与国民经济和社会发展中长期规划的年份一致,可分为近期、中期和远期规划水平年。④拟定分析测算方法。水资源供需分析方法可采用长系列模拟计算方法,也可以采用典型年分析方法。水文系列选取要有代表性,典型代表年可从区域内出现过的天然径流系列或从实际灌溉定额系列中选取丰水年(P=20%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)或特枯水年(P=90%或95%)等代表年份。⑤进行供需分析计算。包括基准年及规划水平年的需水量预测、供水量分析及水资源供需分析。在对基准年供需分析的基础上,提出现状年份下区域内水资源余缺情况和供需间存在的问题。统筹需水量方案、供水工程规划安排、可供水量方案等拟定供需分析方案,经过方案比选后提出基本方案与推荐方案,继而进行规划水平年各方案的可供水量与需水量的平衡分析。⑥进行合理性分析。应对供需方案分析成果进行合理性分析,并在此基础上,提出减少缺水风险、合理利用水资源及解决供需矛盾应采取的对策与措施。
需水量可分为河道外和河道内两大类,河道外需水量参与水资源供需分析,河道外和河道内需水量均参加水量平衡分析。按照中国的水利统计口径和水利规划要求,河道外需水分为生活、工业、农业和河道外人工生态环境补水4类。河道内需水包括水力发电、航运、放木、旅游等河道内生产性用水和为保护河道基本形态、生物基本栖息地和基本自净功能等需要保留在河流、湖泊、沼泽内的水量及过程的河道内生态环境需水。河道内需水大部分为非耗损性用水,但有一定的流量、水量或水位等要求。河道内需水要根据“一水多用”的特点进行需水量和过程的组合,确定全年需水量及其变化情况,一般以月或旬为计算时段。需水量分析应依据各部门有关发展规划和相关技术标准进行合理测算。需水量分析要按照节水优先和实行最严格水资源管理制度要求,严格实行用水总量和用水效率的控制。
供水量指通过各种工程措施可开发利用的水量,宜采用长系列方法进行供需双向调算,提出多年平均、不同来水条件或不同保证率的可供水量成果;不具备长系列水资源资料的地区可采用典型年法,分析不同来水频率或不同保证率的可供水量。不同水平年新增供水工程设施需要根据国民经济发展的需要和水资源开发利用条件,经过技术经济论证拟定,或以提出并经批准的流域规划和地区水利规划为依据。供水水源分地表水、地下水和其他水源。地表水按蓄水、引水、提水等工程类型分别计算。其中,大中型工程的供水量应根据工程规模,经径流调节计算分析确定。小型工程设施的供水量,可通过典型调查,采用年内复蓄次数或地区水资源利用系数等简化方法计算。在缺水地区,地下水是重要的水源。地下水的开采利用以可开采量表示,由地下水综合补给量乘以开采系数求得。开采系数取决于当地的水文地质条件,要经试验研究确定。计算不同水平年的地下水可开采量,要考虑补给条件的变化趋势,分析其影响程度。其他水源包括废污水处理后回用、海水直接利用替代的淡水量、海水淡化、微咸水利用以及雨水利用等,应根据各类非常规水源实际情况,结合有关规划合理预测各规划水平年各类非常规水源的可供水量。
涉及许多行业、部门,各平衡要素相互之间的取用、供给、排泄等转换关系较为复杂,需采用系统分析方法和优化技术,进行筛选比较,并加强成果的合理性分析。供需分析方法一般可采用长系列模拟计算法,也可采用典型代表年法。根据不同水平年、不同保证率的逐月(或逐旬)可供水量与需水量分析预测成果,从上游到下游依次进行计算单元水量平衡分析。上一个平衡区的出境水量即为下一个平衡区的入境水量,并考虑重复水量和回归水的利用。通常可供水量与需水量之间不可能完全平衡,若供需存在较大缺口,在水资源条件许可、经济合理,厉行水资源节约保护要求的情况下,适当增加工程措施,提高供水量;若供需缺口仍较大,需要研究跨流域调水方案,按照“先节水后调水、先治污后通水、先环保后用水”的原则要求,经过方案比选和科学论证后,确定调水规模及调水量分配方案,将调水量纳入水资源供需分析。