水资源可利用量计算.docx

1、水资源可利用量计算水资源可利用量计算水资源可利用量是从资源利用的角度，分析流域及河流水系可被 河道外消耗利用的水资源量，对流域水系水资源开发利用程度的总体 控制，水资源合理配置和水资源承载能力的研究具有实际意义。从阐 述水资源可利用量的基本概念入手，提出了地表水资源可利用量和水 资源可利用总量的计算方法，计算了全国及水资源一级区的可利用总 量，同时分析了我国水资源开发利用的程度、限度和潜力。1.基本要求1.本次水资源综合规划要求进行地表水资源可利用量和水资源可利用总量的分 析估算。地表水资源可利用量和水资源可利用总量估算应与地表水资源量及水资源总 量评价成果以及相关成果等相互协调。在水资源综合

2、规划调查评价阶段,对地表水资 源可利用量和水资源可利用总量进行初步估算。2.水资源可利用量是从资源的角度分析可能被消耗利用的水资源量。本次规划中 地表水资源可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其它用水 的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，在流域（或水系）地表水资源量中，可 供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）。水 资源可利用总量是指在可预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基 础上，通过经济合理、技术可行的措施，在流域水资源总量中可资一次性利用的最大 水量。3.地表水资源可利用量以流域或独立水系为计算单元，以保持成果的独立性

3、、完 整性。在进行地表水资源可利用量估算时,全国初步划分为90个水系，然后对全国 10个水资源一级区进行汇总。各水资源一级区水系划分见附件2。具体控制节点由流 域机构商相关省（自治区、直辖市）确定。在估算地表水资源可利用量的基础上，对不同的计算区（根据实际需要划定的区 域），估算水资源可利用总量。在供水预测和水资源配置时,地表水资源可利用量、 水资源可利用总量用于对流域开发利用的总量控制。4.各水系水资源可利用量估算及协调与汇总工作要以流域机构为主进行。对于全 部或绝大部分在某一省（自治区、直辖市）范围内的水系，可以该省（自治区、直辖 市）为主进行估算，流域机构进行协调平衡与合理性分析；对于涉

4、及省际之间上下游 关系的水系,分析计算工作应在相关省（自治区、直辖市）协助下以流域机构为主进 行。5.本规划仅要求估算多年平均情况下的地表水资源量可利用量和水资源可利用 总量。2.技术路线（一）计算水资源可利用量计算遵循以下原则：1.水资源可持续利用的原则水资源可利用量是以水资源可持续开发利用为前提，水资源的开发利用要对经济 社会的发展起促进和保障作用,且又不对生态环境造成破坏。水资源可利用量分析水 资源合理开发利用的最大限度和潜力，将水资源的开发利用控制在合理的范围内，充分利用当地水资源和合理配置水资源，保障水资源的可持续利用。2.统筹兼顾及优先保证最小生态环境需水的原则水资源开发利用遵循高

5、效、公平和可捋续利用的原则,统筹协调生活、生产和生 态等各项用水。同时为了保持人与自然的和谐相处，保护生态环境，促进经济社会的 可持续发展,必须维持生态环境最基本的需水要求。因此,在统筹河道内与河道外各 项用水中，应优先保证河道内最小生态环境需水要求。3.以流域水系为系统的原则水资源的分布以流域水系为特征。流域内的水资源是具有水力联系,它们之间相 互影响、相互作用，形成一个完整的水资源系统。水资源量是按流域和水系独立计算 的，同样，水资源可利用量也应按流域和水系进行分析，以保持计算成果的一致性、 准确性和完整性。4.因地制宜的原则由于受地理条件和经济发展的制约，各地水资源条件、生态环境状况和经

6、济社会 发展程度不同，水资源开发利用的模式也不同。因此，不同类型、不同流域水系的水 资源可利用量分析的重点与计算的方法也应有所不同。要根据资料条件和具体情况, 选择相适宜的计算方法,计算水资源可利用量。（二）地表水资源可利用量的分析计算方法1不可以被利用水量与不可能被利用水量地表水资源量包括不可以被利用水量和不可能被利用的水量。不可以被利用水量是指不允许利用的水量,以免造成生态环境恶化及被破坏的严 重后果,即必须满足的河道内生态环境用水量。不可能被利用水量是指受种种因素和条件的限制，无法被利用的水量。主要包括： 超出工程最大调蓄能力和供水能力的洪水量；在可预见时期内受工程经济技术性影响 不可能

7、被利用的水量；以及在可预见的时期内超出最大用水需求的水量等。2.倒算法与正算法（倒扣计算法与直接计算法）多年平均水资源可利用量计算可采用倒算的方法或正算的方法。所谓倒算法是用多年平均水资源量减去不可以被利用水量和不可能被利用水量 中的汛期下泄洪水量的多年平均值，得出多年平均水资源可利用量。可用（2-1）式 表示：W 地表水可利用重二 W 地表水资源重-W 河道内最小生态环境需水量-W 洪水弃水 （2倒算法一般用于北方水资源紧缺地区所谓正算法是根据工程最大供水能力或最大用水需求的分析成果，以用水消耗系 数（耗水率）折算出相应的可供河道外一次性利用的水量。可用（2 - 2 ）式或（2-3） 表zr

8、 :W 地表水可利用重=k用水吹系护 W 助供水觴力 （2 - 2）或 W 地表水可利用重二k用水;辫系护W （2 - 3）正算法用于南方水资源较丰沛的地区及沿海独流入海河流，其中（2 - 2 ）式一般 用于大江大河上游或支流水资源开发利用难度较大的山区，以及沿海独流入海河流, （2-3）式一般用于大江大河下游地区。（三）类型划分地表水资源可利用量估算要分类型进行,根据水系的特征划分为：大江大河、 沿海独流入海诸河、内陆河及国际河流等4种类型。根据各类型水系的特点和具体情 况确定地表水资源可利用量的估算方法。1.大江大河及其支流采用倒扣计算法，从多年平均地表水资源量中扣除非汛期河 道内最小生态

9、环境用水和生产用水,以及汛期难于控制利用的洪水量,剩余的水量可 供河道外用水户利用，该部分水量即为地表水资源可利用量。2.独流入海诸河及长江、珠江上游部分支流，由于建设控制工程的难度较大, 水资源的利用主要受制于供水工程的建设及其供水能力的大小。可利用量计算一般采 用正算的方法，通过对现有工程和规划工程供水能力及水资源开发利用程度的分析， 估算地表水资源可利用量。3.内陆河上游出山口以上为产水区具所产水量经过中下游河道外用水消耗及河 道内水量消耗，全部被消耗掉。内陆河地表水与地下水转换关系复杂，宜直接进行水 资源可利用总量的分析估算。内陆河水资源可利用总量的估算，采用水资源总量扣除 河道内生态

10、环境需水量的方法。河道内生态环境需水主要为维护天然生态保护目标所 需的水量。4.国际河流分为出境河流、入境河流和国际界河。国际河流涉及面广，情况特殊， 宜作为个例,单独进行分析估算。（四）技术途径地表水资源可利用量估算应采用以下技术途径：1.定性分析与定量计算相结合地表水资源可利用量是宏观层次的估算成果，在定性分析方面要进行全面和综合 的分析,以求定性准确；在定量计算方面计算方法不宜过于繁琐，力求计算的内容简 单明了,计算方法简捷、可操作性强。2.以现状水资源开发利用综合分析为基础现状水资源开发利用的综合分析对地表水资源可利用量的分析计算至关重要。现 状（近10年）水资源开发利用的综合分析包括

11、水资源开发利用条件、程度、模式、 存在问题及潜力分析等。3.计算成果要进行合理性分析与协调平衡对于各水系地表水资源可利用量计算成果要进行合理性分析，并在流域和全国的 层面上进行反复协调平衡，最终确定成果。要进行现状开发利用及开发利用潜力综合 分析与比较；水资源利用率及水资源消耗利用率综合分析与比较；未来发展趋势,生 产布局及水资源开发利用模式与配置格局分析等。4.选择典型水系进行实例估算各流域选择若干典型水系进行估算,典型的选择要有足够的数量和代表性。通过 实例估算取得经验,并进一步改进和完善估算方法，推广到其他水系进行分析估算。3.河道内需水量估算河道内需水量包括河道内生态环境需水量和河道内

12、生产需水量。由于河道内需水 具有基本不消耗水量、可满足多项功能以及水量重复利用等特点，因此应在河道内各项需水量中,选择最大的，作为河道内需水量。(1)河道内生态环境需水分类及其估算河道内生态环境需水量主要有：1)维持河道基本功能的需水量(包括防止河道 断流、保持水体一定的自净能力、河道冲沙输沙以及维持河湖水生生物生存的水量等); 2 )通河湖泊湿地需水量(包括湖泊、沼滓地需水)；3)河口生态环境需水量(包括 冲淤保港、防潮压咸及河口生物保护需水等)。1.维持河道基本功能需要的水量(1)河道基流量河道基流量是指维持河床基本形态，保障河道输水能力，防止河道断流、保捋水 体一定的自净能力的最小流量，

13、是维系河流的最基本环境功能不受破坏，必须在河道 中常年流动看的最小水量阈值。通常可供选用的估算方法：a.以多年平均径流量的百分数(北方地区一般取1020% ,南方地区一般取 20-30% )作为河流最小生态环境需水量。计算公式为：1 “叱 = Q?)xK (3-D式中，必为河流最小生态环境需水量;必表示第i年的地表水资源量；K为选取的 百分数；门为统计年数。b.根据近10年最小月平均流量或90%保证率最小月平均流量计算多年平均最 小生态需水量。计算公式为：Wr =12xMin(Wij) (3-2)或 Wr =12xMin(Wij)p= 90% (3 -3)式中，必为河流最小生态环境需水量;Mi

14、n(Wij)表示近10年最小的平均月径流量; Min(Wij)p=9。%表示90%保证率最小月径流量。C.典型年法选择满足河道基本功能、未断流,又未出现较大生态环境问题的某一年作为典型 年，将典型年最小月平均流量或月径流量，作为满足年生态环境需水的平均流量或月 平均的径流量。公式为：Wr =12xW最小月径流星 (3 - 4 )或 Wr二365x24X3600xQ呈小月平均流曼 (3 - 5 )(2)冲沙输沙水量冲沙输沙水量是为了维持河流中下游侵蚀与淤积的动态平衡,必须在河道内保持 的水量。输沙需水量主要与输沙总量和水流的含沙量的大小有关。水流的含沙量则取 决于流域产沙量的多少、流量的大小以及

15、水沙动力条件。一般情况下，根据来水来沙 条件，可将全年冲沙输沙需水分为汛期和非汛期输沙需水。对于北方河流而言，汛期 的输沙量约占全年输沙总量的80%左右。但汛期含沙量大，输送单位泥沙的用水量比 非汛期小得多。根据对黄河的分析,汛期输送单位泥沙的用水量为3040mVt,非 汛期为100mVto汛期输沙需水量计算公式为：叱”产耳心疵 0-6)或 丽 (3-7)式中，必丄为汛期输沙需水量,为多年平均汛期输沙量,:“丈为多年平均汛期输 送单位泥沙用水量,G核为多年最大月平均含沙量的平均值，可用下式计算：12Cmax = -fLMdxO ( 3 - 8 )n =i j=i式中，G为第i年j月的平均含沙量

16、，/v为统计年数。非汛期输沙需水量计算公式为：叱”2 7x02 (3-9)式中,必2为非汛期输沙需水量，S2为多年平均非汛期输沙量，6戸为多年平均非 汛期输送单位泥沙用水量。全年输沙需水量Wm为汛期与非汛期输沙需水量之和。也严+叫2 (3-10)(3)水生生物保护水量维持河流系统水生生物生存的最小生态环境需水量,是指维系水生生物生存与发 展，即保存一定数量和物种的生物资源，河道中必须保捋的水量。水生生物保护需水量可按照河道多年平均年径流量的比例估算,比例应不低于 30%。此外,还应考虑河道水生生物及水生生态保护对水质和水量的一些特殊要求，以 及稀有物种保护的特殊需求。对于这些河段，其水生生物保

17、护需水量的取值百分数应 适当提高。对于较大的河流，不同河段水生生物物种及对水质、水呈的要求不一样，可分段设走最小生 态需水呈。2.维持通河湖泊湿地生态环境需要的水量通河湖泊湿地生态环境需水是指与河流相连通湖泊湿地保捋一定的生态环境功 能需要水量。由于通河湖泊湿地这些水量是靠天然河道的水量自然补给的，可以作为 河道内需水考虑。但其又与其它类型河道内生态环境需水有所不同，应单独考虑,而 不宜与其它与其它河道内需水量综合取外包。(1)维持通河湖泊生态环境需水根据湖泊的功能确定满足其生态功能的最低水位，具有多种功能的应进行综合分 析确定。根据最低水位，确定相应的水面面积和容量，推算维持该最低水位，湖泊

18、蒸 发与渗漏损失的水量，以此作为湖泊的生态环境需水量。(2)维持通河湿地生态环境需水此处所指的湿地主要是通河的沼滓地。沼溼湿地生态环境需水量是指维持沼溼湿 地自身存在和发展以及发挥其应有的环境效益所需要的水量。沼泽湿地生态环境需水量包括湿地植物需水量、土壤需水量、野生生物栖息地需 水量等。植物需水量根据植物种类、组成结构、植被面积及覆盖度、各种植物的耗水强度 等影响因素进行计算。土壤需水量通过土壤水量平衡关系，根据土壤饱和持水量的要 求进行计算。生物栖息地需水量计算，要找出关键物种，分析确定对保护物种和生物 多样性最佳的水面面积与沼溼植被面积的比例,据此计算需水量。湿地各项生态环境需水量具有兼

19、容性，在各项需水量计算的基础上,综合确定湿 地生态环境需水量。也可根据湿地的功能和面积，结合当地的降水和蒸发状况,计算 需水量。或选择典型年份湿地耗用的水量作为生态环境需水量。3.河口生态环境需水量(1)冲淤保港水量冲淤保港水量是指用于入海口河段排沙，防止港口泥沙淤积所需要的水量，与入 海水量关系密切。丰水和平水年份利用汛期的排水及灌溉回归水冲淤，枯水年份需要 保持一定的入海水量，满足冲淤保港的需要。(2)防潮压咸水量感潮河流为防止枯水期潮水上溯，保持河口地区不受海水入侵的影响,必须保持 河道一定的防潮压咸水量。可根据某一设计潮水位上朔可能造成的影响,分析计算河 流的最小入海压咸水量。也可在历

20、史系列中，选择河口地区未受海水入侵影响的最小 月入海水量,计算相应的入海月平均流量，作为防潮压咸的控制流量。(3)河口生物保护需水量河口生物保护需水主要指河口栖息地保护的需水量。河口栖息地不同于一般通河 湿地栖息地,它受河流和海洋动力的双重制约,河口栖息地保护是要维持河口入海水 量与海水入侵的动态平衡，维持这种平衡所需的河流入海水量既为河口生物保护(生 态环境）需水量。一般通过典型年入海水量的分析，确定其需水量。（二）河道内生产需水量河道内生产需水量主要包括航运、水力发电、旅游、水产养殖等部门的用水。河 道内生产用水一般不消耗水量，可以一水多用，但要通过在河道中预留一定的水 量给予保证。河道内

21、生产需水量要与河道内生态环境需水量综合考虑,其超过河道内 生态环境需水量的部分,要与河道外需水量统筹协调。1.航运需水量航运需要通航河段保持一定的水位和流量,以维持航道必要的深度和宽度。在设 计航运基流时,根据治理以后的航道等级标准及航道条件，计算确定相应设计最低通 航水深保证率的流量，以此作为通航河段河道内航运用水的控制流量。通航河段设计最小通航流量，可采用内河航道与港口水文规范（JTJ214-2000） 中的保证率频率法及综合历时曲线法计算。2.水力发电需水量水力发电用水一般指为保捋梯级电站、年调节及调峰等电站的正常运行,需要向 下游下泄并在河道中保持一定的水量。水力发电一般不消耗水量，但

22、要满足在特定时 间和河段内保持一定水量的要求。在统筹协调发电用水与其他各项用水的基础上，计 算确定水力发电需水量。3.旅游用水旅游业用水主要有两个方面：一是依赖于水体的休闲娱乐业,包括游泳、游艇、 滑水等水上运动与娱乐项目；二是改善旅游景观环境,需要河湖水体保持一定的水量 和流动性。对于休闲娱乐用水可按景区水面面积大小估算旅游用水；对于景观环境用 水，可根据旅游景观环境保护的要求，估算河道需要保持的流量和湖泊需要补充和替 换的水量。（三）河道内总需水量河道内总需水量是在上述各项河道内生态环境需水量及河道内生产需水量计算的基础上，逐月取外包值并将每月的外包值相加,由此得出多年平均情况下的河道内总

23、需水量。计算公式如下:W河道内总需水重=z Max （w J/-1 r-1式中z阀表示上述i项j月河道内需水量f n=y .(3-11)12。（一）汛期难于控制利用洪水量的概念1 .汛期难于控制利用洪水量是指在可预期的时期内,不能被工程措施控制利用的汛期洪水量。汛期水量中除一部分可供当时利用，还有一部分可通过工程蓄存起来 供今后利用外，其余水量即为汛期难于控制利用的洪水量。对于支流而言是指支流泄 入干流的水量，对于入海河流是指最终泄弃入海的水量。汛期难于控制利用洪水量是 根据最下游的控制节点分析计算的,不是指水库工程的弃水量，一般水库工程的弃水 量到下游还可能被利用。2.由于洪水量年际变化大，

24、在总弃水量长系列中，往往一次或数次大洪水弃水量 占很大比重,而一般年份、枯水年份弃水较少,甚至没有弃水。因此，要计算多年平 均情况下的汛期难于控制利用洪水量,不宜采用简单的选择某一典型年的计算方法， 而应以未来工程最大调蓄与供水能力为控制条件，采用天然径流量长系列资料,逐年 计算汛期难于控制利用下泄的水量,在此基础上统计计算多年平均情况下汛期难于控 制利用下泄洪水量。（二）汛期难于控制利用洪水量计算方法将流域控制站汛期的天然径流量减去流域调蓄和耗用的最大水量,剩余的水量即 为汛期难于控制利用下泄洪水量。汛期难于控制利用下泄洪水量的计算方法与步骤：1确定汛期时段各地进入汛期的时间不同，工程的调蓄

25、能力和用户在不同时段的需水量要求也不 同，因而在进行汛期难于控制利用下泄洪水量计算时所选择的汛期时段不一样。一般 来说，北方地区，汛期时段集中，7 8月是汛期洪水出现最多最大的时期，8 9月 汛后是水库等工程调蓄水量最多的时期，而5 6月份是用水（特别是农业灌溉用水） 的高峰期。北方地区汛期时段选择79月为宜。南方地区，汛期出现的时间较长， 般在4 10月，且又分成两个或多个相对集中的高峰期。南方地区中小型工程、引 提水工程的供水能力所占比例大，同时用水时段也不同北方地区那样集中。南方地区 汛期时段宜分段选取，一般4 6月为一汛期时段，7 9月为另一汛期时段，分别分 析确定各汛期时段的难于控制

26、利用洪水量Wm。2.计算汛期最大的调蓄和耗用水量Wm对于现状水资源开发利用程度较高、在可预期的时期内基本没有新的控制性调蓄 工程的流域水系，可以根据近10年来实际用水消耗量（由天然径流量与实测径流量 之差计算）中选择最大值，作为汛期最大用水消耗量。对于现状水资源开发利用程度较高，但尚有新的控制性调蓄工程的流域水系，可 在对新建工程供水能力和作用分析的基础上，适当调整根据上述原则统计的近10年 实际出现的最大用水消耗量,作为汛期最大用水消耗量。对于现状水资源开发利用程度较低、潜力较大的地区，可根据未来规划水平年供 水预测或需水预测的成果，扣除重复利用的部分，折算成用水消耗量。对于流域水系 内具有

27、调蓄能力较强的控制性骨干工程，分段进行计算,控制工程以上主要考虑上游 的用水消耗量、向外流域调出的水量以及水库的调蓄水量；控制工程以下主要考虑下 游区间的用水消耗量。全水系汛期最大调蓄及用水消耗量为上述各项相加之和。3.计算多年平均汛期难于控制利用下泄洪水量W泄用控制站汛期天然径流系列资料W天减Wm得出逐年汛期难于控制利用洪水量 W泄（若W天一Wm 0则W泄为0）,并计算其多年平均值。(4-1)W 泄= l/nx5(Wi 天Wm)式中W泄为多年平均汛期难于控制利用洪水量，Wi天为第i年汛期天然径流量，wm 为流域汛期最大调蓄及用水消耗量,n为系列年数。五.不同类型水系地表水可利用量估算()大江

28、大河地表水资源可利用量估算本细则中所指的大江大河是指长江、珠江、松花江、辽河、海河、黄河、淮河七 大江河及其支流，以及东南沿海的钱塘江、闽江、韩江等河流。大江大河一般采用扣 除非汛期河道内生态环境和生产需水，以及汛期难于控制利用的洪水量的方法估算地 表水资源可利用量。多年平均地表水资源量减去非汛期河道内需水量的外包值,再减去汛期难于控制 利用的洪水量的多年平均值，得出多年平均情况下地表水资源可利用量。可用公式 (5-1)表示：W 地表水资源可利用量=W 地表水资源量-W 河道内需水量外包W 洪水奔水 (5-D上述计算的河道内生态环境需水量一般为水量的年值。南方河流汛期河道内生态 环境及生产需水

29、量与汛期下泄的洪水量具有兼容性,汛期一般不考虑河道内生态环境 及生产需水量。北方河流大部分洪水集中出现在7月下旬至8月上旬不足一个月的时 间里，且枯水年份没有洪水下泄。从多年平均情况看，出现难于控制利用洪水的时间 很短。因此,北方河流汛期也要考虑河道内生态环境需水。(二)独流入海诸河地表水资源可利用量估翼1.独流入海诸河除去钱塘江、闽江和韩江三条较大河流单独估算外，其余河流组成8个计算单元进行估算。此外，长江、珠江上游部分支流也可采用独流入海河流的 方法估算。2.上述地区建控制性调蓄工程的难度较大，水资源的利用主要受制于供水工程的 建设及其供水能力的大小。可通过对现有工程和规划工程供水能力的分

30、析，以及地表 水资源开发利用条件、程度和潜力的综合分析与比较,进行估算（正算法）。（三）内陆河水资源总量可利用量估算1.内陆河较大和重要的水系，如塔里木河、黑河、石羊河、疏勒河等，单独进行 估算。其余的诸多内陆河分为新疆内陆河（塔里木河除外）、青海内陆河、藏北内陆河、 内蒙古草原内陆河（含河北张家口地区的内陆河）4个计算单元。藏北内陆河基本为无 人区，不需计算。其余3个计算单元可采用较为简化的方法估算。2.内陆河地表水与地下水转换关系复杂，不宜单独估算地表水资源可利用量，可 直接进行水资源可利用总量的分析估算。3.内陆地区有不少独立的小河，其水量无法利用，并且这些小河对天然生态保护 有作用,这

31、部分水量应扣除,不作为可利用量。内陆河部分河流或河段，天然水质较 差，不能满足用水户的要求，这部分水量也要扣除。4.内陆河水资源可利用总量估算，采用从水资源总量中扣除河道内生态环境需水 量（天然生态需水量）的方法,剩余水量即为水资源可利用总量。河道内生态环境需 水包括中游区维护天然生态保护目标所需的河道内生态需水量，以及下游区维持天然 生态景观的最小河道内生态需水量。5.内陆河一般划分为三段：上游出山口以上为产水区；中游人工绿洲集中的地 区为主要用水区；下游以荒漠天然景观植被为主的地区为径流消耗消失区。6.在内陆河区很难严格区分河道内生态环境需水量和河道外生态环境需水量, 般认为维捋天然植被的

32、生态环境需水量为河道内生态环境需水量，人工绿洲建设所 需的生态需水量为河道外生态环境需水量。（四）国际河流地表水资源可利用量估算1.国际河流包括出境国际河流、入境国际河流和国际界河。入境国际河流的暂按现状入境水资源量的50%作为地表水资源可利用量。2.出境国际河流可参照有关国际协议及国际通用的规则，结合近期水资源开发利 用的实际情况，考虑未来当地需水增长及向外流域调水的可能,估算境内部分地表水 资源的可利用量。3.本规划仅对国际界河在我国境内产生的地表水资源量及其可利用量进行评价 估算，干流部分暂不估算。六.水资源可利用总量估算1.由流域机构提出各水系和水资源一级区水资源可利用总量协调汇总成果。2.水资源可利用总量估算可采取下列两种方法：