水資源供需分析

在一定區域範圍內就水資源的供給與需求以及它們之間的餘缺關係，所進行的研究探討。水資源在空間和時間上分布的不均勻，國民經濟發展中水資源開發的不平衡，人類對水的過多消耗和對污廢水的不斷排放所造成的可利用量的急劇下降、水質惡化以及需水各部門布局的不合理等，已在世界範圍內很多地區，帶來了水資源的供需問題。和其他許多國家比較，中國水資源相對不足，每人平均河川年徑流量僅及世界平均占有量的四分之一，每畝耕地平均河川年徑流量僅及世界平均數的二分之一，水資源供需矛盾更見突出。進行水資源的供需分析，揭示供需之間的矛盾，預測未來可能發生的問題，可以未雨綢繆，使區域內的水資源能更好地為國民經濟、人民生活服務，為人類生存創造更為良好的環境。

基本介紹

• 中文名：水資源供需分析
• 外文名：analysis of water supply and demand
• 釋義：水資源實際供應能力與需求的矛盾
• 學科：陸地水文學與水資源學

沿革

人們對水資源供需分析概念的形成，可以追溯到很遠。兩千多年前中國在岷江上就成都平原農業灌溉和中下游航運需水要求所興建的都江堰水利工程，就是解決水資源供需關係的古老範例。本世紀50年代，中國在進行一些大江大河的流域規劃中，都重視研究水土資源平衡。80年代開始，更在全國範圍內開展了“水資源合理利用與供需平衡”工作，按水資源供需系統劃成多級分區，對各地水資源的餘缺情況作出了初步評價。但水資源供需間問題的研究是個十分複雜的問題。其原因在於：水資源本身動態變化的隨機性、水資源工程的多功能和多目標性以及水資源系統內地表水和地下水、水量和水質之間的相互影響等。此外，還由於全面收集和處理供需兩方面資料都有一定難度，特別是進行決策時，除考慮技術、經濟條件外，往往還要涉及社會、體制、政治等因素。為此一些學者曾不斷在研究方法上進行探索。在美國等一些國家已嘗試將系統分析方法套用於大區域的水資源供需研究上。例如採用模擬技術描述隨機水文、水質運動方程和水量平衡方程。採用多目標規劃方法和最最佳化技術進行方案篩選和比較，以求作出滿意抉擇。可以預計隨著這方面研究的繼續深入，水資源供需分析作為區域水資源開發利用的一項戰略研究將更加全面， 更加完善。

詞條簡介

所屬學科

陸地水文學與水資源學

英文翻譯

analysis of water supply and demand，或者 supply and demand analysis of water resources。

釋文

水資源開發利用中的一個重要問題是水的供需關係，即水資源實際供應能力與需求之間的矛盾。在水資源擁有量有保證的前提下，實現供需平衡是水資源規劃管理的重要目標之一。水資源的可供量受某特定範圍內水資源的數量、時空分布以及供水工程能力的制約。實際需水量則與生產發展、人民生活水平、產業結構和水的利用效率有關。不同時期的可供水量與實際需求量是可變的。在理論上，供需關係有三種情況：供大於需、供需平衡和供小於需。而經常遇到的問題是供小於需，即供水緊張問題。為了緩解供需矛盾，在水資源調查、評價階段應開展用水現狀調查，對供水系統結構和需水系統結構的不適應情況進行分析，查明原因。出現供水缺口的原因一般有兩種：一是工程設備能力不足；二是水源短缺。前者可通過興修水利工程加以解決，後者應採用開源節流的辦法。此外，為保證未來的需水要求，還需參照經濟社會發展規劃和生態建設規劃的目標，對水資源供需關係作出推斷預測，以保證經濟的可持續發展和人民生活質量的日益提高。

主要內容

①查清水資源開發利用的現狀，包括天然水資源及工程供水現狀，國民經濟各部門的需水量、耗水量、回歸水量、污廢水排放量以及河流水質污染的現狀，區域內水資源供需關係現狀及存在問題等。

②分析未來天然水資源及工程供水能力。

③分析未來各需水部門的需水量及耗水量。

④分析區域內未來水資源的餘缺情況和供需間存在的問題。分析中，供需兩方面都需要將整個區域分成若干個單元，選擇一定代表年，按不同時期的情況分別進行研究。通常採用的單元可按流域水系或行政區劃、供水系統、用水系統等進行劃分。採用的代表年可從區域內出現過的天然徑流系列或從實際灌溉定額系列中選取平水年(相當於保證率50%)、枯水年(相當於保證率75%)或特枯年(相當於保證率90%或95%)等兩三個年份；分析的時期除現狀外，應再包括近期及遠期等兩三個規划水平年。

水資源供需分析工作，特別是對未來水資源的供需預測計算，要依據初步的水利規劃開展工作，又為不斷完善水利規劃提供新的依據。因此，水資源供需分析也是流域或地區水利規劃的重要組成部分。兩者常結合起來進行(見水利規劃)。

供需水量

水資源中可以提供各需水部門使用的水量稱供水量。

它包含：①天然水資源供水量(Ws)，②工程供水量(WIS)，即天然水資源經工程措施改變其時間及空間的分配特性後的供水量。工程供水方式有蓄、引、提、調等幾種。蓄水工程指利用水庫、塘堰等攔蓄水量的工程;引水工程指直接從江河湖泊中自流引取水量的工程; 提水工程指通過動力機械設備提取水量的工程。調水工程指遠距離、跨區域調劑水量的工程。地下水供水量通常指允許的開採量， 即只將開採量不超過補給量的部分計入工程供水量。國民經濟各部門需要的水量稱需水量。大體為兩類： 河外需水量(WoD)和河內需水量(WID)。河外需水量為消耗或部分消耗水量， 它主要包括農(林、牧、漁)業需水量， 工業需水量和城市生活需水量。這類需水量中消耗的部分也稱不可恢復水量; 沒有消耗部分稱回歸水量(包括被污染水量); 其重複利用部分稱重複利用水量。河內需水量為非消耗水量， 它包括水力發電航運、放木及維持生態環境、水質淨化、排沙、旅遊、河口、壓鹹等的需水量。這類需水量一般不消耗水量，但要求利用一定的水域、水體或水的能量， 可以一水多用。

需水量預測計算

農業需水量(W1)

包括灌溉需水和農村人畜需水。灌溉需水應根據農田、林地、草場的條件， 按設計的作物組成、灌水方式、灌水次數和渠系利用係數等， 求得不同水平年的毛需水量及其過程。對未來灌溉面積的預測， 是供需分析中一個十分重要的環節，應注意緊密結合區域農業發展規劃， 以合理的農業生產結構作為預測基礎。在缺水地區灌溉要求通常不能完全滿足， 分析中除應首先研究發展灌溉農業的必要性外， 還要重視採取合理的灌溉方式和經濟的用水定額。對未來農村人畜飲用水量的預測， 同樣也應以上述規劃為基礎， 針對農村集鎮的發展、畜牧業的發展以及人口的增長等因素進行分析。

工業需水量(W2)

應分別不同行業，進行產量、產值與用水量關係的調查， 統計分析單位產量和產值的用水定額， 求得淨耗水量、污水排放量、毛需水量和水的重複利用係數。未來工業的需水量涉及工業布局與可能的發展規模， 預測時應考慮有關行業的規劃安排， 結合區域水資源條件和可能的設備更新、工藝流程改進等因素， 擬定其合理的用水定額和水的重複利用係數， 並據以推求不同水平年的需耗水量。

城市生活需水量(W3)

包括城市人民生活用水和社會集團公共用水(如消防、衛生、城市綠化)。用水標準可通過對城市實際用水的調查， 結合未來城市變化、發展規模、人民生活習慣和環境質量要求等進行制定。對未來城市人口的預測應注意以政府的人口政策、規劃為依據。考慮到蔬菜是城市居民生活的必需品， 有些城市也把必要的菜田用水列作城市生活需水量。

水力發電需水量(W4)

按各水平年能投入運行的水電站， 在設計保證率下的放水過程計算。一個河流上有幾個水電站運行時， 可只計及最下一個梯級的放泄水量。一個河段上兼有河道內外用水， 例如既有發電用水又有灌溉用水時， 應分別算出灌溉季節和非灌溉季節的需水量。

航運需水量(W5)

對於水資源豐富的河流， 通常可以根據通航保證率推求一定水平年通航期內的航行流量及徑流過程;對水資源貧乏的河流，河道內外用水有矛盾時， 可通過經濟分析論證， 按渠化後所需水量計算。

漁業及維持生態環境的需水量(W6)

通常以河流出口處應保持的平均基流值表示。採用的數值應根據各河的具體情況調查確定。按照一些國家的分析，引用河道水量後保持的平均基流為原來基流的30～60%， 可為水生生物提供良好的棲息條件; 保持的平均基流為原來基流的10%， 能為大多數水生生物維持短期的生存棲息地。

水質淨化需水量(W7)

為稀釋污廢水， 使水源水質符合國家規定所需的水量。水資源豐富的河流，各部門用水的淨化需水量可採用不同的淨化係數計算; 水資源缺乏的區域， 這部分需水通常難以滿足，應強調在污廢水回歸入水源前用其它措施進行淨化處理。

排沙需水量(W8)

為防止河道和水庫淤積所需的排沙、沖沙用水。在河流含沙濃度較大時， 這部分水量常占河道內用水的較大比重。具體需水數量可根據河道觀測實驗資料或通過河道沖淤和水庫淤積計算分析確定。排沙用水多少和天然來沙情況關係密切，為此對未來排沙用水的預估應結合考慮有關地區計畫的水土保持安排。

旅遊需水(W9)

分直接和間接兩類： 直接的有游釣、遊艇、游泳、滑水等; 間接的有野營、野餐等。以水面積、活動人次和保護水的自由流動等指標表示。有的旅遊需水屬消耗的社會集團公共用水， 應列入城市生活需水量。

上述各項需水由於用水性質和水質要求各不相同， 特別是分項估算中更多是從需要出發， 與供水的可能性結合較少， 進行供需平衡分析時， 對某些部分的需水量常要經過多次反饋， 才能得出合理數據。

供水量預測計算

對未來供水的預測， 關鍵是工程供水量(WIS)部分。其計算主要考慮三個制約。即：①未來水資源條件;②一定水平年國民經濟發展和國家財政對工程開發的可能; ③一定水平年的需水要求。估算中， 應根據區域內各水平年已建和計畫興建的各類工程分項進行。原則上一些大、中型蓄、引、提、調工程應按其具體布局和規模逐一計算確定。面上的小型工程由於數量較多， 又缺少實測資料， 通常只能通過調查或採取某些簡化方法分析擬定。對區域內總供水量的預測， 需要在分單元計算的基礎上， 從上游到下游進行綜合匯總。綜合時， 要考慮發電與灌溉、航運等其它用水的相互結合。