第七章.水资源可供水量计算与需水量预测.ppt

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1、第七章 水资源可供水量计算与需水量预测主主 要要 内内 容容 第一节第一节 可供水量计算可供水量计算第二节第二节 需水量计算与预测需水量计算与预测2第一节可供水量计算第一节可供水量计算一、可供水量的定义及其内涵一、可供水量的定义及其内涵1.1.可供水量概念可供水量概念（1 1）概念）概念可供水量是指在不同水平年、不同保证率的情况下，考虑可供水量是指在不同水平年、不同保证率的情况下，考虑可供水量是指在不同水平年、不同保证率的情况下，考虑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。需水要求，供水工程设施可能提供的水量。需水要求，供水工程设施可能提供的水量

2、需水要求，供水工程设施可能提供的水量。也可以定义为：在给定的来水条件下，考虑供水对象的需也可以定义为：在给定的来水条件下，考虑供水对象的需水要求，通过水利工程可以提供的水量。水要求，通过水利工程可以提供的水量。（2 2）可供水量的特点与要求）可供水量的特点与要求可供水量是可供水量是某种计算条件下某种计算条件下某种计算条件下某种计算条件下的的供水工程设施供水工程设施供水工程设施供水工程设施所能提供的水所能提供的水量。量。它不是供水工程最大供水量，也不是实际供水量，是它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用户利用的那部分最大供水能力中能被用水用户利用的那部分。有别于

3、工程。有别于工程的实际供水量和工程的供水能力。的实际供水量和工程的供水能力。工程的弃水量和不能为用户所利用的水量工程的弃水量和不能为用户所利用的水量都不能作为工程可都不能作为工程可能提供的水量。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，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，可供水量必须从年最大可引水量中减去用户不用水的因此，可供水量必须从年最大可引水量中减去用户不用水的量。量。不同的不同的水平年水平年反映出反映出水资源的开发利用程度水资源的开发利用程度，表现在供水工，表现在供水工程上则为供水工程的组成、工程管理水平及其状况等。在计程上则为供水工程的组

4、成、工程管理水平及其状况等。在计算可供水量时，要分析算可供水量时，要分析现状、近期、远景发展水平的情况。现状、近期、远景发展水平的情况。可供水量可用于可供水量可用于近、中、远期近、中、远期近、中、远期近、中、远期不同规划水平年水资源的供需不同规划水平年水资源的供需分析中，分析中，可以反映不同水平年水资源的余缺程度可以反映不同水平年水资源的余缺程度。不同保证率不同保证率是是指丰、平、枯等不同来水情况指丰、平、枯等不同来水情况，同时也间接，同时也间接地表示了供水工程对用户的保证程度。地表示了供水工程对用户的保证程度。同一工程在不同保同一工程在不同保同一工程在不同保同一工程在不同保证率下所提供的水量

5、是不同的证率下所提供的水量是不同的证率下所提供的水量是不同的证率下所提供的水量是不同的。可供水量可供水量可供水量可供水量必须是通过必须是通过供水工程供水工程为用户提供的。供水工程包为用户提供的。供水工程包括地表水源供水工程、地下水源供水工程和其它水源供水括地表水源供水工程、地下水源供水工程和其它水源供水工程。有时也包括临时供水工程。供水工程包括：工程。有时也包括临时供水工程。供水工程包括：蓄、引、蓄、引、提、调水工程及临时工程。提、调水工程及临时工程。没有通过供水工程设施直接被用户利用的水量没有通过供水工程设施直接被用户利用的水量，如农作物，如农作物利用的天然降水量、农作物根系吸收的包气带土壤

6、水分和利用的天然降水量、农作物根系吸收的包气带土壤水分和地下水，地下水，都不能算作可供水量都不能算作可供水量。n n如图如图1 1所示，在丰水年份，供水能力较大，而需水量很小，所示，在丰水年份，供水能力较大，而需水量很小，故有弃水，可供水量决定于需水量，在枯水年份（图右侧）故有弃水，可供水量决定于需水量，在枯水年份（图右侧）需水量较大需水量较大，但供水能力小，但供水能力小，可供水量决定于可供水量决定于供水能力，小于供水能力，小于需水量。需水量。n n因此，可供水量与水资源利用量是两个不同的概念。通常情况下，实际供水能力同水资源的丰、平、枯水量在时间分配上存在矛盾，因而大大降低了水资源的利用水平

7、所以，可供水量总是不大于可利用量可供水量总是不大于可利用量。可供水量的意义和目的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：量概念要满足如下要求：n n能在区域水资源分析计算中，能在区域水资源分析计算中，反映出水资源的余缺程度反映出水资源的余缺程度反映出水资源的余缺程度反映出水资源的余缺程度。n n有别于工程的实际供水量和工程的最大供水能力。有别于工程的实际供水量和工程的最大供水能力。n n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。

8、能提供的水量。n n能适应现状、近期和远景各种不同水平年的供需分析。能适应现状、近期和远景各种不同水平年的供需分析。n n能适应全国范围以及不同的计算方法能适应全国范围以及不同的计算方法二二.影响影响可供水量可供水量的因素的因素供水工程条件供水工程条件供水工程条件供水工程条件。受季风气候和大陆性气候影响，我国天然水。受季风气候和大陆性气候影响，我国天然水资源年际、年内变化大，与用水需求的变化不一致，需要修资源年际、年内变化大，与用水需求的变化不一致，需要修建各类供水工程调节水资源的时空分布，或远处引水等。现建各类供水工程调节水资源的时空分布，或远处引水等。现有工程参数的变化，不同的调节运用方式

9、以及不同发展时期有工程参数的变化，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。新增工程设施等情况，都会算出不同的可供水量。来水条件。来水条件。来水条件。来水条件。不同年的来水变化，以及年内的时空变化，所算不同年的来水变化，以及年内的时空变化，所算出的可供水量不同。出的可供水量不同。用水条件。用水条件。用水条件。用水条件。不同年的用水特性（用水结构、分布、性质、要不同年的用水特性（用水结构、分布、性质、要求、规模等）、合理用水节约用水情况等，所算出的可供水求、规模等）、合理用水节约用水情况等，所算出的可供水量是不同的。另外用水条件之间也常相互影响，如河道的冲量是

10、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、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。响下游的可供水量，等等。水质条件。水质条件。水质条件。水质条件。不同年的水源泥沙和污染程度等情况，会影响所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，提供的可供水量大小。高矿化度地下永，未经改良和处理，不能供工农业生产使用，更不能供城乡人畜生活饮用。不能供工农业生产使用

11、更不能供城乡人畜生活饮用。三三.可供水量计算方法可供水量计算方法可供水量常按照供水水源和供水工程类型划分计算。可供水量常按照供水水源和供水工程类型划分计算。（一）按供水水源1.地表水可供水量可供水量的计算通式：W地表可供 =min(Qi,Yi)式中：W地表可供引水工程可供水量；Qii时段满足水质要求的可引水量；Yi工程提水能力；一般情况下，地表水的可引水量应小于等于地表水可利用量。2.地下水可供水量可供水量的计算通式：W地下可供 =min(Gi,Wi)式中：W地下可供引水工程可供水量；Gii时段机井提水能力；Wi地下水可开采量；一般情况下，地表水的可引水量应小于等于地表水可利用量。3.其他水

12、源的可供水量4.总可供水量：包括地表水、浅层地下水、其他水源可供水量。（二）按供水工程1.蓄水工程可供水量1）塘坝工程可供水量的计算方法一：W塘=KV有效方法二：W塘=0.667 Te方法三：W塘=0.667 F C P2）中小型水库可供水量的计算方法一：Wp=a W方法二：W年=KV3）大型水库可供水量的计算方法一：年调节水库（按月计算）W入表示水库月来水量，W0表示时段初水库蓄水量，M表示月需水量，V表示时段内水库蓄水变化量。（1）W入+W0 M时，W可供水=M（2）W入+W0 M时，W可供水=W入+W0 方法二：多年调节水库2.2.引水工程可供水量引水工程可供水量n n一般按典型一般按典

13、型 年逐月计算。年逐月计算。n n引水工程可供水量的大小与河道天然来水量、下游河道过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。水流量要求、引水工程过水能力、用户的用水要求有关。n n式中：式中：WWk k引水工程可供水量；引水工程可供水量；DD用户需水量；用户需水量；QQmaxmax引水工程供水能力；引水工程供水能力；Y Yupup河道来水量；河道来水量；Y Ydonwdonw河道下游要求水量。河道下游要求水量。n n有一河流引水工程向某地区供水，引水工程供水能力有一河流引水工程向某地区供水，引水工程供水能力QQmaxmax70m70m

14、3 3/s/s，河道下泄要求，河道下泄要求Y Ydowndown=60 m=60 m3 3/s/s，河道上游来，河道上游来水量和用户用水量见下表，试计算该工程可供水量。水量和用户用水量见下表，试计算该工程可供水量。n n求解：求解：月份123456789101112来水Yup11011011012013014015015013011510090需水Dt658050705090607075605080求解505050605070607070554030河道来水量与用户用水量过程，单位：m3/s二用户情况二用户情况n n有一河流引水工程向两个用户供水，河道下泄量要求有一河流引水工程向两个用户供水，

15、河道下泄量要求30m30m3 3/s/s，引水工程供水能力不受限制。其它情况见图，流，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。量按年计算。试计算该工程可供水量。n n分析引水工程的可供分析引水工程的可供水量，有三种情况：水量，有三种情况：1 1）属地优先权原则）属地优先权原则2 2）均衡受益原则）均衡受益原则3 3）重要性原则）重要性原则区间入流I60来水Y120用户1用户2回归水20%需水D2200需水D1100（1 1）属地优先权原则）属地优先权原则n n先尽量满足上游用户，再满足下游用户先尽量满足上游用户，再满足下游用户n n计算之：计算之：QQ1 1

16、90m90m3 3/s/s，QQ2 27878mm3 3/s/s（2 2）均衡受益原则）均衡受益原则n n水资源紧缺，两用户均衡受益，供水量与需水量之比相等水资源紧缺，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）。（缺水量与供水量之比相等，意思一样）。n n计算之：计算之：QQ1 153.6m53.6m3 3/s/s，QQ2 2107.1m107.1m3 3/s/s（3 3）重要性原则）重要性原则n n水资源紧缺，根据两用户需水重要性来考虑，重要性可用水资源紧缺，根据两用户需水重要性来考虑，重要性可用权重表示。注意这里只能用缺水量与需水量之比表示了。权重表示。注意

17、这里只能用缺水量与需水量之比表示了。n n按生活：工业：农业按生活：工业：农业4 4：2 2：1 1分析，取分析，取 1 11 1，2 22 2计算之：计算之：QQ1 127.7m27.7m3 3/s/s，QQ2 2127.7m127.7m3 3/s/s3、提水工程n n提水工程包括地表水提水工程和地下地下水提水工程。提水工程包括地表水提水工程和地下地下水提水工程。1.1.从河道提水从河道提水n n主要取决于提水设备能力和用户需水要求，也受指定保证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率下河道的来水情况、最低枯水位、下游河道的水流要

18、求等因素制约。等因素制约。n n全年最大可供水量：全年最大可供水量：式中：式中：QQ上上、QQ下下河道上游来水量和下游要求下泄水量；河道上游来水量和下游要求下泄水量；QQ设设提水设备能力；提水设备能力；DD用户需水量。用户需水量。2.2.从地下提水从地下提水n n主要取决于地下水补给量、地下水开采井的设备能力限制。主要取决于地下水补给量、地下水开采井的设备能力限制。n n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。补给量。也可用提水工程抽取流量的大小与开机时间相乘。（三）水利系统可供水量

19、的计算（四）地区可供水量预测第二节 需水量计算与预测一.一.需水量计算项目需水量计算项目需水量可分为：河道内用水河道内用水和和河道外用水河道外用水。图7-2表示需水量计算项目汇总。二二.各种需水量的影响因素各种需水量的影响因素1 1、生活用水；、生活用水；2 2、农业用水；、农业用水；3 3工业用水工业用水4 4、服务业；、服务业；5 5、生态用水、生态用水三三.需水预测的内容需水预测的内容通常，按照水的用途将需水分为：通常，按照水的用途将需水分为：1 1、生活需水、生活需水2 2、生产需水、生产需水3 3、生态需水、生态需水经济社会需水四四.需水量预测方法简介需水量预测方法简介水资源总需要量

20、方程式：水资源总需要量方程式：TD=LD+PD+ED1 1、趋势外延法、趋势外延法2 2、回归分析法、回归分析法3 3、时间序列法、时间序列法4 4、定额法、定额法5 5、人工神经网络法、人工神经网络法6 6、灰色预测法、灰色预测法五五.各类需水量的预测要求及计算方法各类需水量的预测要求及计算方法水资源总需要量方程式：水资源总需要量方程式：TD=LD+PD+ED生活用水标准n n居民区生活用水标准居民区生活用水标准 城市生活用水标准：城市生活用水标准：100100200L/200L/（人（人.日）日）农村生活用水标准：农村生活用水标准：606080L/80L/（人（人.日）日）n n工业职工生

21、活用水标准工业职工生活用水标准n n公共建筑用水标准公共建筑用水标准n n市政用水标准市政用水标准n n牲畜用水标准牲畜用水标准城市性质定额单位用水定额 其中居民用水定额特大城市升/人日180234110130大城市升/人日176221110130中等城市升/人日165208110130小城市升/人日165195110130行业名称用水情况定额单位用水定额备 注通用大专院校教职员工升/人日120/80有浴池/无浴池大专院校住宿生升/人日120大专院校非住宿生升/人日50中小学住宿生升/人日80中小学非住宿生升/人日20锅炉软化水m3/立方米1.4工业蒸汽m3/吨1.3工人淋浴升/人班80大牲畜

22、升/头日）小牲畜散养（升/只日）集中养殖（升/只日）乳牛成牛马驴猪(头）羊鸡猪(头)羊鸡5010030453045304551057.50.20.315258100.40.6生活用水量生活用水量计算计算n n生活用水量计算分农村（农村居民、农村畜牧业）、城生活用水量计算分农村（农村居民、农村畜牧业）、城市居民。其统一公式为：市居民。其统一公式为：n n式中：式中：P P：是城市居民人数、农村居民人数，某种家畜头：是城市居民人数、农村居民人数，某种家畜头数。数。m m：是对应的用水定额（：是对应的用水定额（L/L/日日.人，或人，或L/L/日日.头）。头）。生活用水量生活用水量预测预测n n以

23、现状人数、家畜头数为基数，由人口增长率、家畜增长以现状人数、家畜头数为基数，由人口增长率、家畜增长率，以及未来用水定额的提高。来计算用水量。率，以及未来用水定额的提高。来计算用水量。n n统计分析法统计分析法n n规划估算法规划估算法工业用水分类工业用水分类n n工业用水指：工、矿企业在生产过程中，用于制造、加工业用水指：工、矿企业在生产过程中，用于制造、加工、冷却、空调、净化、锅炉及其它工业工、冷却、空调、净化、锅炉及其它工业生产中的用水生产中的用水生产中的用水生产中的用水量量量量和厂内职工和厂内职工生活用水量生活用水量生活用水量生活用水量。冷却用水空调用水工艺（产品）用水生产用水生活用水工

24、业用水n n按工业用水过程分类按工业用水过程分类 总用水总用水V Vt t：指工业企业在生产过程中所需要的全部水：指工业企业在生产过程中所需要的全部水量。量。取用水取用水V Vf f（补充水）：工业企业取用水量的水源的总（补充水）：工业企业取用水量的水源的总取水量。取水量。排放水排放水V Vd d：经工业企业使用后，向外排放的水量。：经工业企业使用后，向外排放的水量。耗用水耗用水V Vcoco：工业企业生产过程中耗用的水量。：工业企业生产过程中耗用的水量。重复用水重复用水V Vr r ：工业生产过程中，二次或二次以上的用：工业生产过程中，二次或二次以上的用水。水。冷却用水工艺用水冷却塔预热器1

25、07100100100100515C15C30C2202102需水量（取用水量）：Vf107冷却水循环量：Vcd100冷却用水量：Vct107100207排水量：Vd100重复用水量：Vr100总用水量：VtVfVr107100 207冷却水循环率：rc100/107重复利用率：r100/2071 1）重复利用指标）重复利用指标在一定的计量时间（年）内，生产过程中使用的重复利在一定的计量时间（年）内，生产过程中使用的重复利用水量与总用水量之比，称为重复利用率。用水量与总用水量之比，称为重复利用率。n n式中：式中：V Vt t是总用水量；是总用水量；V Vl l是消耗水量；是消耗水量；V Vd

26、 d是排出的水量；是排出的水量；V Vr r是重复用水量。是重复用水量。2 2）排水率）排水率在一定的计量时间（年）内，生产过程中排出水量与总在一定的计量时间（年）内，生产过程中排出水量与总用水量之比，称为排水率。用水量之比，称为排水率。n n式中：式中：V Vt t是总用水量；是总用水量；V Vl l是消耗水量；是消耗水量；V Vd d是排出的水量；是排出的水量；V Vr r是重复用水量。是重复用水量。3 3）耗水率）耗水率在一定的计量时间（年）内，生产过程中消耗水量与总在一定的计量时间（年）内，生产过程中消耗水量与总用水量之比，称为耗水率。用水量之比，称为耗水率。n n式中：式中：V Vt

27、 t是总用水量；是总用水量；V Vl l是消耗水量；是消耗水量；V Vd d是排出的水量；是排出的水量；V Vr r是重复用水量。是重复用水量。4 4）单位产值用水量）单位产值用水量（万元产值用水量）（万元产值用水量）（万元产值用水量）（万元产值用水量）每生产一万元产值的产品需要的用水量。每生产一万元产值的产品需要的用水量。式中：式中：V Vwtwt 一一 万元产值用水量，万元产值用水量，mm3 3/万元；万元；V Vyfyf 一一 年生产用新水量总和，年生产用新水量总和，mm3 3；V Vr r 一一 重复利用水量，重复利用水量，mm3 3；Z Z 一一 年产值，万元。年产值，万元。工业用水

28、量的工业用水量的计算计算n n一个地区、一个工厂，或一个车间，在用水过程中，水一个地区、一个工厂，或一个车间，在用水过程中，水量总是保持平衡的，即任何一个用水单元的总用水量与量总是保持平衡的，即任何一个用水单元的总用水量与消耗水量、排水量和重复利用量相平衡。即：消耗水量、排水量和重复利用量相平衡。即：n n通常所说的总用水量是指取用水量，又称补充水量。通常所说的总用水量是指取用水量，又称补充水量。n n工业用水量的测定与估算工业用水量的测定与估算 （1 1）水表计量法测定）水表计量法测定 （2 2）瞬时法测定）瞬时法测定 1 1）流量计法）流量计法 2 2）压力管流量估计法）压力管流量估计法

29、3 3）容积法）容积法 4 4）水泵标定流量估算法）水泵标定流量估算法工业用水量的工业用水量的预测预测方法方法n n工业用水量方哪些因素有关。工业用水量方哪些因素有关。n n工业用水量预测方法主要有：工业用水量预测方法主要有：经验公式法、相关法、统计经验公式法、相关法、统计分析法、规划估算法。分析法、规划估算法。n n相关法：相关法：工业用水量与工业产值或其它影响因素之间具工业用水量与工业产值或其它影响因素之间具有一定的内在联系，可用相关分析法建立其相关关系，以有一定的内在联系，可用相关分析法建立其相关关系，以此预测不同水平年的工业用水量。包括：一元线性相关分此预测不同水平年的工业用水量。包括

30、一元线性相关分析、一元非线性相关分析。析、一元非线性相关分析。n n经验公式法包括：经验公式法包括：趋势法、需水量弹性系数法、趋势法、需水量弹性系数法、重复利用重复利用率提高法、率提高法、单位产品用水定额法。单位产品用水定额法。1 1）趋势法）趋势法 通过多年平均用水量实测资料，历年用水量地递增呈现通过多年平均用水量实测资料，历年用水量地递增呈现一定的规划，则可以建立用水量发展趋势的模式，来进行一定的规划，则可以建立用水量发展趋势的模式，来进行预估。预估。n n用水量的递增率基本稳定时，用水量的递增率基本稳定时，n n用水量的递增率呈现递增或递减规律时，用水量的递增率呈现递增或递减规律时，式

31、中：式中：p p1 1是第一年的用水量递增率；是第一年的用水量递增率；q q是用水量递增率是用水量递增率p p的递变率，的递变率，q q为正值时，为正值时，p p逐年上涨，否则，下降。逐年上涨，否则，下降。2 2）相关法）相关法 工业用水量与工业产值或其它影响因素之间具有一定的工业用水量与工业产值或其它影响因素之间具有一定的内在联系，可用相关分析法建立其相关关系，以此预测不内在联系，可用相关分析法建立其相关关系，以此预测不同水平年的工业用水量。同水平年的工业用水量。一元线性相关分析一元线性相关分析 一元非线性相关分析一元非线性相关分析3 3）重复利用率提高法重复利用率提高法n n单位产值用水量

32、反映了工业总产值与用水量的关系，单位产值用水量反映了工业总产值与用水量的关系，当工业结构趋向稳定时，万元产值用水量基本取决当工业结构趋向稳定时，万元产值用水量基本取决于重复水利用率，重复利用率提高，则单位产值用于重复水利用率，重复利用率提高，则单位产值用水量降低。水量降低。n n式中：是预测年产值；式中：是预测年产值；分别是现状年、预测年的分别是现状年、预测年的重复水利用率；重复水利用率；分别是现状年、预测年万元产分别是现状年、预测年万元产值用水量；是工业技术进步系数，取值用水量；是工业技术进步系数，取0.020.050.020.05。n n例题：某市工业例题：某市工业20102010年重复水

33、利用率为年重复水利用率为7070，工业单位，工业单位增加值用水量为增加值用水量为120m120m3 3/万元，规划到万元，规划到20202020年工业总产年工业总产值达到值达到1.51.5亿元，重复水利用率达到亿元，重复水利用率达到8585，工业技术进步，工业技术进步系数取系数取0.040.04。试预测。试预测20202020年该市工业总用水量。年该市工业总用水量。n n解：解：计算计算20202020年的万元产值用水量。年的万元产值用水量。农业用水农业用水n n农业用水包括：农业、牧业、林业、渔业等行业用水。农农业用水包括：农业、牧业、林业、渔业等行业用水。农业用水量占总用水量的业用水量占总

34、用水量的70%70%以上。以上。n n农业灌溉用水：为满足作物生育期用水需求，除天然降水农业灌溉用水：为满足作物生育期用水需求，除天然降水供给外，通过各种水利设施补送到农田的水量。供给外，通过各种水利设施补送到农田的水量。n n农业用水中，主要是农业灌溉用水，占农业用水中，主要是农业灌溉用水，占70%70%以上。以上。一、农业灌溉需水n n农业灌溉需水包括水浇地和水田的灌溉需水。农业灌溉需水包括水浇地和水田的灌溉需水。n n农业灌溉需水量采用灌溉定额预测方法。要考虑灌溉保证农业灌溉需水量采用灌溉定额预测方法。要考虑灌溉保证率水平。率水平。1.1.农作物需水量农作物需水量 作物生育期内或某一时段

35、内为满足作物正常生长所需要的作物生育期内或某一时段内为满足作物正常生长所需要的水量，包括植株蒸腾和株间蒸发。水量，包括植株蒸腾和株间蒸发。对水稻而言，用田间耗水量表示，指作物需水量与深层渗对水稻而言，用田间耗水量表示，指作物需水量与深层渗漏量之和漏量之和。作物需水量一般通过灌溉试验确定，用产量法、蒸发系数作物需水量一般通过灌溉试验确定，用产量法、蒸发系数法、积温法等估算。法、积温法等估算。2.2.灌溉制度灌溉制度n n灌溉制度：根据作物需水特性和当地气候、土壤、农业技灌溉制度：根据作物需水特性和当地气候、土壤、农业技术及灌水技术等条件，为作物高产及节约用水而制定的适术及灌水技术等条件，为作物高

36、产及节约用水而制定的适时适量的灌水方案。主要内容包括作物播种前时适量的灌水方案。主要内容包括作物播种前(或水稻栽或水稻栽秧前秧前)及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额和灌及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额和灌溉定额。溉定额。n n灌溉定额：作物播种前灌溉定额：作物播种前(或水稻栽秧前或水稻栽秧前)及全生育期的所需及全生育期的所需灌溉的水量，灌溉的水量，mm3 3/亩。亩。2.1 2.1 水稻灌溉制度确定水稻灌溉制度确定 水稻本田的灌溉制度包括泡田和插秧后的生育期二部分。水稻本田的灌溉制度包括泡田和插秧后的生育期二部分。（1 1）泡田期灌溉用水量（泡田）的确定）泡田期灌溉用水量（泡田）

37、的确定n n式中：式中：h h0 0 插秧时田面所需的水层深度，插秧时田面所需的水层深度，mmmm；s s1 1泡田泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量，期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量，mmmm；t t1 1 泡田期的日数，泡田期的日数，d d；e e1 1 水田田面平均蒸发强度，水田田面平均蒸发强度，mm/dmm/d，可用水面蒸发强度代替；，可用水面蒸发强度代替；P P1 1降水量，降水量，mmmm。61（2 2）水稻生育期内的灌溉用水量）水稻生育期内的灌溉用水量式中：式中：h h1 1、h h2 2时段初、末田面水层深度，时段初、末田面水层深度，mmmm；P P 时段

38、时段内降雨量，内降雨量，mmmm；mm时段内灌水量，时段内灌水量，mm,m=mm,m=h hmaxmax-h-hminmin；dd时段内排水量，时段内排水量，mmmm；WCWC时段内田时段内田间耗水量间耗水量(包括渗漏量包括渗漏量)，mmmm。622.2 2.2 旱作物灌溉制度旱作物灌溉制度（1 1）水量平衡方程）水量平衡方程633.3.灌溉水利用效率灌溉水利用效率n n灌溉水利用系数：农业灌溉取用水量与田间作物利用水量灌溉水利用系数：农业灌溉取用水量与田间作物利用水量的比值。或者：灌区灌溉面积上田间所需要的净水量与渠的比值。或者：灌区灌溉面积上田间所需要的净水量与渠首引进的总水量之比。首引进

39、的总水量之比。n n在数值上等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。在数值上等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。n n反映了农业灌溉用水水平。影响因素很多，如灌区面积大反映了农业灌溉用水水平。影响因素很多，如灌区面积大小、管理措施、防渗水平、田间配套程度、灌溉技术与方小、管理措施、防渗水平、田间配套程度、灌溉技术与方式等等。式等等。n n我国灌溉水利用效率较低，仅我国灌溉水利用效率较低，仅0.40.4左右。左右。66干 渠斗 渠支 渠农渠1009080706050田间工程水量损失渠渠系系输输水水损损失失示示意意图图4.4.农业灌溉用水量的农业灌溉用水量的计算计算1 1）直接计算法）直接

40、计算法 某时段，几种作物同时用水：某时段，几种作物同时用水：式中：式中：W W是农业灌溉用水量，是农业灌溉用水量，AiAi是第是第i i种作物的灌溉面积；种作物的灌溉面积；m mi i是第是第i i种作物的灌溉定额；种作物的灌溉定额；是灌溉水利用效率；是灌溉水利用效率；n n是作物是作物种类个数。种类个数。2 2）间接计算法）间接计算法 某时段，几种作物同时用水：某时段，几种作物同时用水：n n式中：式中：W W是农业灌溉用水量，是农业灌溉用水量，A A是农业灌溉面积；是农业灌溉面积；m m综综是综是综合灌溉定额；合灌溉定额；是灌溉水利用效率；是灌溉水利用效率；ii是第是第i i种作物的种种作

41、物的种植比。植比。二、林、牧、渔业用水1.1.林牧业用水量林牧业用水量n n林业用水主要指苗圃及果树灌溉用水，牧业用水系指林业用水主要指苗圃及果树灌溉用水，牧业用水系指饲料基地、草场的灌溉用水。饲料基地、草场的灌溉用水。n n式中：式中：F F是林业面积，是林业面积，mm是林业灌溉定额。是林业灌溉定额。是利用效是利用效率。率。2.2.渔业用水量渔业用水量 指池塘的水面蒸发和渗漏所消耗的水量。其公式为：指池塘的水面蒸发和渗漏所消耗的水量。其公式为：式中：式中：F F是养殖水面面积；是养殖水面面积；E E是水面蒸发量，可蒸发皿是水面蒸发量，可蒸发皿测得，测得，E=E=E E601601；是蒸发皿折

42、减系数；是蒸发皿折减系数；P P是降水量；是降水量；S S是输水过程和渔池渗漏损失量；是输水过程和渔池渗漏损失量；生态需水生态需水一、基本概念与内涵n n生态环境需水是指维系生态系统最基本平衡条件极及其最生态环境需水是指维系生态系统最基本平衡条件极及其最基本环境服务功能所需求的水量。基本环境服务功能所需求的水量。n n也可以理解：为了维持给定目标下生态与环境系统一定功也可以理解：为了维持给定目标下生态与环境系统一定功能所需要保留的自然水体和需人工补充的水量。能所需要保留的自然水体和需人工补充的水量。n n生态环境需水预测要考虑河道内和河道外两类生态环境需生态环境需水预测要考虑河道内和河道外两类

43、生态环境需水量。水量。n n河道内生态用水分为维持河道基本功能和河口生态环境的河道内生态用水分为维持河道基本功能和河口生态环境的用水，包括河道生态需水和河口生态需水。用水，包括河道生态需水和河口生态需水。n n河道外生态环境用水指保护、修复或建设给定区域的生态河道外生态环境用水指保护、修复或建设给定区域的生态与环境需要人为补充的水体。与环境需要人为补充的水体。n n河道外生态和水分为：湖泊湿地生态环境与建设用水、城河道外生态和水分为：湖泊湿地生态环境与建设用水、城市景观用水等。市景观用水等。n n城镇绿化用水、防护林草用水等以植被需水为主体的生态城镇绿化用水、防护林草用水等以植被需水为主体的生

44、态环境用水量，可以用灌溉定额的方式预测。环境用水量，可以用灌溉定额的方式预测。n n生态环境需水的计算方法：生态环境需水的计算方法：直接计算法、间接计算法。直接计算法、间接计算法。二、河道内生态与环境需水1.1.维持河道一定功能的需水量维持河道一定功能的需水量n n维持河道一定功能的需水包括：生态基流、输沙需水量和维持河道一定功能的需水包括：生态基流、输沙需水量和水生生物需水量等。水生生物需水量等。（1 1）湿周法）湿周法n n 由实测的河道断面湿周与断面流量之间的对应关系，绘由实测的河道断面湿周与断面流量之间的对应关系，绘制流量制流量湿周关系图，由图中找出突变点或影响点，与该湿周关系图，由图

45、中找出突变点或影响点，与该对应的流量值即为河道生态流量推荐值。对应的流量值即为河道生态流量推荐值。（2 2）TennantTennant法法n n将全年分为多水期、少水期二个计算时段，分别推荐不同将全年分为多水期、少水期二个计算时段，分别推荐不同流量百分比对应河道的生态状况。流量百分比对应河道的生态状况。n n式中：式中：MiMi第第i i月的天数；月的天数；QiQi第第i i月的平均流量月的平均流量 ；PiPi第第i i月生态与环境需水百分比。月生态与环境需水百分比。n n关键是如何选取合理的流量百分比。关键是如何选取合理的流量百分比。（3 3）分项计算方法）分项计算方法n n根据河道功能，

46、分项计算需水量，然后分月取最大值，得根据河道功能，分项计算需水量，然后分月取最大值，得到维持河道一定功能的年需水量。到维持河道一定功能的年需水量。生态基流：生态基流：n n最小月流量平均法：取最近最小月流量平均法：取最近1010年每年最小月流量的平均年每年最小月流量的平均值。值。n n典型年最小月流量法：取满足河道一定功能、未出现较大典型年最小月流量法：取满足河道一定功能、未出现较大生态环境问题的某一年作为典型年，取该年最小月流量。生态环境问题的某一年作为典型年，取该年最小月流量。n nQ95Q95法：将法：将95%95%频率下的最小月平均流量作为河道生态频率下的最小月平均流量作为河道生态基流

47、基流。输沙需水量：河道水流泥沙的冲淤平衡所需水量输沙需水量：河道水流泥沙的冲淤平衡所需水量n n北方河道，按汛期考虑北方河道，按汛期考虑n n基岩河床，按全年考虑基岩河床，按全年考虑n n式中：式中：S Sl l多年平均输沙量，多年平均输沙量，kgkg；S Scwmaxcwmax多年平均汛多年平均汛期（最大月平均）含沙量，期（最大月平均）含沙量，kg/mkg/m3 3。水生生物需水量水生生物需水量n n维持河道内水生生物群落的稳定性和保护生物多样性所维持河道内水生生物群落的稳定性和保护生物多样性所需要的水量。需要的水量。n n一般河流少水期可取多年平均径流量的一般河流少水期可取多年平均径流量

48、的10%10%20%20%，多，多水期可取多年平均径流量的水期可取多年平均径流量的20%20%30%30%。2.2.河口生态与环境需水量河口生态与环境需水量n n河口生态与环境需水量：防止咸潮上溯、维持河口生态系河口生态与环境需水量：防止咸潮上溯、维持河口生态系统平衡所需的水量。统平衡所需的水量。n n包括：河口冲沙需水量、防潮压咸需水量、河口生物需水包括：河口冲沙需水量、防潮压咸需水量、河口生物需水量。量。三、河道外生态与环境需水1.1.城镇生态与环境需水量城镇生态与环境需水量n n城镇绿地生态需水量：定额法城镇绿地生态需水量：定额法 n n城镇河湖补水量：水量平衡法、定额法城镇河湖补水量：

49、水量平衡法、定额法n n式中：式中：S S水体渗漏量，水体渗漏量，V V水体体积，水体体积，f f换水周期；换水周期；F F水体水面面积。水体水面面积。n n城镇环境卫生需水量：定额法城镇环境卫生需水量：定额法2.2.林草植被建设需水量林草植被建设需水量n n定额法定额法3.3.湖泊沼泽湿地生态与环境补水量湖泊沼泽湿地生态与环境补水量n n湖泊生态与环境补水量：湖泊生态与环境补水量：n n沼泽湿地生态与环境补水量：沼泽湿地生态与环境补水量：n n式中：式中：RwRw进入水体的径流量。进入水体的径流量。4.4.地下水回灌补水量地下水回灌补水量n n根据水量平衡调查法根据水量平衡调查法四、天然植被

50、生态需水量n n天然植被生态需水量包括：植株蒸腾量天然植被生态需水量包括：植株蒸腾量QQ1 1和棵间潜水蒸发和棵间潜水蒸发量量QQ2 2。n n天然植被划分不同植被群落和不同植被盖度等级。天然植被划分不同植被群落和不同植被盖度等级。A Aij ij代表代表植被群落类型植被群落类型i i的第的第j j种盖度种盖度P Pij ij的面积。的面积。pijAij：植被覆盖面积；(1pij)Aij：棵间面积；ijk:：在地下水埋深区间k(xk，xk+1)中的概率。补充知识：河道外生态与环境需水n n生态环境需水的计算方法：直接计算法、间接计算法。生态环境需水的计算方法：直接计算法、间接计算法。1.1.直