水资源规划及管理大作业.docx
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水资源规划及管理大作业
水资源规划及管理大专业
1、设计目的
复习和巩固《水资源规划及管理》课程所学知识；培养分析问题和解决水资源供需预测、合理配置等问题的能力。
2、作业内容
（1）汉江流域经济社会发展指标预测；主要包括人口和经济发展预测。
（2）汉江流域规划水平年需水量预测。
需水预测分为生活、生产和生态需水三部分，其中生活需水量、生产需水中第一产业和第三产业需水量采用定额法计算，第二产业需水量根据研究区内实际情况采用万元工业增加值法进行预测，河道外生态需水量按城镇和农村生态需水分别预测，河道内需水采用定流量法；
（3）汉江流域可供水量预测。
按地表水、地下水计算不同规划水平年不同保证率的可供水量；这部分作为已知，直接给出。
（4）按照三级分区，以年为单位，按常规方法进行分区水资源配置计算。
3、作业安排
每班按学号分任务，班长和学委负责统计全流域的资料，并出总报告。
水平年A1~3（2010、2020、2030）
来水保证率B1~4（50％、75％、90％、95％）
计算区域C1~4（丹江口以上、唐白河、丹江口以下、全流域）
计算成果组合表（A*B*C=27～36方案）
水平年A
保证率B
2010
2020
2030
班长
学委
50％
C1_C3
C1_C3
C1_C3
C4
75％
C1_C3
C1_C3
C1_C3
C4
90％
C1_C3
C1_C3
C1_C3
C4
95％
C1_C3
C1_C3
C1_C3
C4
4、设计要求
1.按时提交报告书；
2.有问题可相互讨论，可邮件（scgao@）。
一、汉江流域概况
1.1自然地理概况
汉江是长江中游最大的支流，发源于秦岭南麓，干流流经陕西、湖北两省，于武汉市注入长江，干流全长1577km。
襄樊以上流向总体向东，襄樊以下转向东南，支流延展于甘肃、四川、河南、重庆四省市。
汉江流域水系概况见图1]。
汉江干流丹江口以上为上游，长925km，占汉江总长的59%，控制流域面积9.52万km2，落差占汉江总落差的90%；丹江口至钟祥为中游，长270km，平均比降0.19‰，区间流域面积4.68万km2；钟祥以下为下游，长382km，河床平均比降为0.06‰，集水面积1.7万km2。
1.2水文气象特性
汉江流域属东亚副热带季风气候区，冬季受欧亚大陆冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压影响，气候具有明显的季节性，冬有严寒夏有酷热。
流域多年平均降水量在700～1800mm之间，年降水量呈现南岸大于北岸，上、下游大，中游小的地区分布规律。
汉江上游年内降水有三个集中时段，4月下旬至5月下旬为春汛；6月下旬至7月下旬为夏汛；8月下旬至10月为秋汛，其中夏汛时段雨量最大，秋汛次之，但遇降雨天气有异时，秋汛雨量也会超过夏汛。
1.3人口
2010年末，汉江流域内总人口为3841.15万人，其中城镇人口1495.24万人（占全流域总人口的38.93％），农村人口2345.92万人。
汉江流域现状水平年（2010年）人口统计见表1.1。
从1980年至2000年，汉江流域总人口由3000.70万人增加到3590.70万人，人口在20年内增加了590万人，年均增长率为9.0‰。
其中，农业人口由2661.77万人减至2475.19万人，城镇人口由338.93万人增长至1115.50万人。
汉江流域总人口增长率较高的时段在1985～1990年，年均增长率为18.1‰。
从人口组成上分析，城镇人口一直呈增长态势，而农业人口在1980～1985年间基本持平，在1985～1990年间呈增长态势，随后开始迅速下降。
表1.1汉江流域现状水平年（2010年）人口统计
三级区
流域面积
（万km2）
总人口
（万人）
城镇人口
（万人）
城镇化率（%）
丹江口以上
9.48
1334.97
408.53
30.60
唐白河
2.39
1049.14
371.24
35.39
丹江口以下干流
3.71
1457.05
715.46
49.10
汉江流域
15.48
3841.16
1495.24
38.93
1.4社会经济
汉江流域2010年实现国内生产总值4751.44亿元，其中农业637.22亿元、工业2351.65亿元、第三产业1762.57亿元。
2010年汉江全流域共有耕地面积4596.61万亩，农田有效灌溉面积2344.65万亩，占总耕地面积的51%；流域内共有鱼塘150.37万亩，大小牲畜共计2832.19万头。
汉江流域2010年实现工业总产值7138.83亿元，工业增加值4751.44亿元。
根据有关资料预测，2020年汉江流域工业总产值将达到14429亿元，2020年工业总产值约为2010年的2倍；到2030年，汉江流域工业总产值将达到26209亿元，约为2020年的2倍，大致每十年实现工业总产值翻一番。
现状水平年（2010年）汉江流域的主要社会经济指标统计见表1.2。
表1.2汉江流域主要经济社会指标（2010年）
主要经济社会指标
丹江口以上
唐白河
丹江口以下干流
汉江流域
GDP（万元）
9675389
13803923
24035099
47514412
一产增加值（万元）
1684731
2514599
2172917
6372246
二产增加值（万元）
4479265
7224743
11812460
23516468
三产增加值（万元）
3511393
4064581
10049723
17625698
耕地面积（万亩）
1189.2
1380.4
2403.5
4751.4
农田有效灌溉面积
（万亩）
水田
294.01
173.51
605.74
1073.26
水浇地
111.32
655.76
359.75
1126.83
菜田
28.46
25.15
90.95
144.56
合计
433.79
854.42
1056.43
2344.64
林牧渔用水面积
（万亩）
林果地灌溉
16.09
4.41
26.26
46.76
草场灌溉
0
10
0
10
鱼塘补水
8.47
28.73
113.17
150.37
牲畜
（万头）
大牲畜
134.75
288.37
113.85
536.97
小牲畜
773.19
990.78
531.26
2295.23
合计
907.94
1279.15
645.11
2832.2
1.5水资源量
将汉江流域划分为三个子区：
丹江口以上，面积为9.38万km2；唐白河流域，面积为2.39万km2；丹江口以下干流（扣除唐白河流域），面积为3.71万km2。
全流域多年平均地表水资源量566亿m3，地下水资源量188亿m3，两者重复水量172亿m3，水资源总量582亿m3。
（1）地表水资源量
汉江流域多年平均地表水资源量为554.6亿m3，折合径流深为358mm。
其中，丹江口以上多年平均地表水资源量为373.7亿m3，折合径流深为399mm；唐白河多年平均地表水资源量为52.0亿m3，折合径流深为217mm；丹江口以下多年平均地表水资源量为128.9亿m3，折合径流深为347mm。
根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域地表水资源量为745.79亿m3，折合径流深为469.1mm。
（2）地下水资源量
汉江流域多年平均地下水资源量为161.5亿m3，其中，丹江口以上多年平均地下水资源量为90.4亿m3，产水模数为9.64万m3/km2；唐白河多年平均地下水资源量为24.7亿m3，产水模数为10.32万m3/km2；丹江口以下多年平均地下水资源量为46.4亿m3，产水模数为12.50万m3/km2。
根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域地下水资源量为184.62亿m3。
（3）水资源总量
汉江流域的水资源总量由全流域的河川径流量和平原区的不重复地下水资源量组成。
经分析计算，汉江流域多年平均水资源总量为573.2亿m3，产水系数为0.41，产水模数为37.03万m3/km2。
其中，丹江口以上多年平均水资源总量为374.9亿m3，产水模数为39.99万m3/km2；唐白河多年平均水资源总量为60.2亿m3，产水模数为25.15万m3/km2；丹江口以下多年平均水资源总量为138.1亿m3，产水模数为37.20万m3/km2。
根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域水资源总量为771亿m3。
图1汉江流域水系图
1.6供水工程
汉江流域的供水任务分作两大部分：
第一部分为本流域供水，即干流沿江直接从河道取用水；第二部分为跨流域供水——南水北调中线工程和引汉济渭工程。
（1）本流域供水工程
全流域已建固定机、电排灌站7525处，共装机66.3万kW，排灌面积886万亩。
汉江中下游沿干流共有城镇水厂和工业自备水源216座，农业灌溉引提水闸站241座，总引提水能力约1060m3/s，总装机容量10.3万kW。
汉江中下游干流范围内灌溉取水分三个区，皇庄以上为上区，为引提水灌区；皇庄至泽口为中区，为自流引水灌区，目前有罗汉寺、兴隆、谢湾、泽口等六大自流引水闸，今后还将增建王家营引水闸；孝感和武汉市的部分地区为下区，为提水灌区，主要有沉湖提灌区，汉川二站提灌区，江尾引提水灌区。
以上三区的灌溉面积目前已达到951万亩。
（2）跨流域供水工程
南水北调中线工程，是从丹江口水库引水到京、津、华北地区，是解决北方地区资源性缺水问题的重大战略举措。
在丹江口大坝加高、汉江中下游兴建兴隆枢纽和引江济汉等工程实施后，近期2010水平年中线一期工程多年平均调水95亿m3、远期2030水平年南水北调中线二期工程调水120～140亿m3。
1.7供水现状
汉江流域的供水方式以地表水供水为主，地下水供水与其他形式供水补充。
根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域的总供水量为144.64亿m3，其中地表水供水126.63亿m3，地下水供水17.79亿m3，其他形式供水0.22亿m3，地表水供水量约占总供水量的87.5％左右。
1.8用水现状
汉江流域河道外用水主要有非农业用水和农业用水，非农业需水量包括第二产业、第三产业、居民生活及生态用水。
根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域的总用水量为144.64亿m3，其中农业用水70.23亿m3，工业用水57.03亿m3，生活用水16.86亿m3，生态用水0.52亿m3。
农业用水量最大，约占总用水量的48.5％。
二、社会经济发展预测
2.1人口发展预测
对汉江流域不同水平年的人口发展进行预测。
不同规划水平年的人口预测采用统计趋势预测法，计算公式为：
（2.1）
式中：
pn为规划水平年预测人口总数；
p0为基准年的人口总数；
r为人口综合增长率；
n为从起算年至预测终止年的年数。
城镇人口与农村人口预测
为城镇化率；
表2.1汉江流域未来水平年人口增长率
水资源分区
水平年
总人口增长率1/1000
城镇化率（％）
丹江口
以上
2010
30.60
2020
5-6
40-42
2030
4-5
50-52
唐白河
2010
35.39
2020
5-6
45-47
2030
4-5
55-57
丹江口
以下
2010
49.10
2020
6-7
55-57
2030
5-6
60-62
汉江流域
2010
38.93
2020
5.5-6.5
50-52
2030
4.5-5.5
55-57
2.2社会经济发展预测
根据汉江流域所属各行政地区发展的总体规划和经济发展战略，分别对经济发展进行预测，其中工业、建筑业、第三产业年均增长率见下表2.2。
农业发展相关指标预测值见表2.3。
根据表2.2对第二产业、第三产业增加值发展进行预测。
三、需水预测
根据全国水资源综合规划的技术要求，需水分为生活需水、生产需水和生态环境需水三大类，按城镇和农村两种供水系统分别进行统计与汇总。
生活需水为城镇居民生活用水和农村居民生活用水。
汉江流域需水预测以2010年为现状水平年，选取2020和2030年作为规划水平年，对不同规划水平年流域内各行业需水逐项进行预测。
3.1生活需水预测
生活需水预测分为城镇生活需水预测和农村生活需水预测两部分，采用人均日用水量定额法进行计算。
生活需水量计算方法见公式（3.1）
（3.1）
式中：
pn为规划水平年预测人口总数；
ki为规划水平年拟定的城镇（农村）人均用水定额（L/（人·日））；
Wi为规划水平年城镇（农村）生活用水量（万m3）。
城镇生活用水定额在2010年基础上，逐年有所增加，但最大不超过180（L／人·日）。
农村居民生活用水定额在在2010年基础上，逐年有所增加，且增长率要高于城镇，但不超过城镇用水定额，约低40-60（L／人·日）。
注意：
按式（3.1）计算的是净需水量，需要换算为从水体取水的毛需水量。
水利用系数，同第三产业水利用系数，见表3.7。
表2.2汉江流域现状年（2010年）和规划水平年经济指标（单位：
万元）
水资源分区
水平年
增加值
第一产业
第二产业
第三产业
增长率（%）
农业
工业
增长率（%）
建筑业
增长率（%）
丹江口以上
2010
4047129
432136
3511393
2020
8
8
8
9
2030
7
7
7
8.5
唐白河
2010
6643353
581389
4064581
2020
7.5
8
8
9
2030
7
7
7
8.5
丹江口以下
2010
10988434
824025
10049723
2020
8.5
8
8.5
10
2030
7.5
7.5
7.5
9
汉江
流域
2010
21678917
1837550
17625698
2020
2030
表2.3现状水平年（2010年）和规划水平年农业发展和土地利用指标
水资源分区
水平年
耕地面积
（万亩）
灌溉面积（万亩）
鱼塘面积
（万亩）
牲畜头数（万头）
农田有效灌溉面积
灌溉林果地
灌溉草场
大牲畜
小牲畜
水田
水浇地
菜田
丹江口以上
2010
1189.15
294.01
111.32
28.46
16.10
0.00
8.47
134.75
773.19
2020
1160.98
307.61
107.60
29.95
20.04
0.00
8.66
144.16
848.57
2030
1151.87
313.53
105.52
30.97
23.17
0.00
8.81
154.77
923.43
唐白河
2010
1571.60
173.51
655.76
25.15
4.41
10.00
28.73
288.37
990.78
2020
1569.46
179.98
697.03
30.54
5.23
10.00
31.11
284.84
1087.08
2030
1567.39
179.98
692.42
35.15
5.95
10.00
32.92
282.55
1139.20
丹江口
以下干流
2010
1835.85
605.74
359.75
90.95
26.26
0.00
113.17
113.85
531.26
2020
1810.25
632.44
369.72
96.59
26.79
0.00
113.57
114.58
538.67
2030
1794.59
632.44
369.63
96.68
27.05
0.00
113.95
115.14
543.53
汉江流域
2010
4596.61
1073.26
1126.83
144.56
46.77
10.00
150.37
536.97
2295.22
2020
4540.70
1120.03
1174.35
157.08
52.04
10.00
153.34
543.59
2474.31
2030
4513.86
1125.94
1167.57
162.80
56.14
10.00
155.68
552.46
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