第十章 水量供需平衡计算
《水量平衡》 知识清单
《水量平衡》知识清单一、什么是水量平衡水量平衡，简单来说，就是在一定的时空范围内，水的输入和输出之间的平衡关系。
它就像是一个大账本，记录着水的来来去去。
想象一下，有一个巨大的水箱，水不断地从各个管道流进来，又从另外一些管道流出去。
在某一段时间内，如果流进来的水和流出去的水相等，那么这个水箱就处于水量平衡的状态。
二、水量平衡的原理水量平衡的原理基于物质守恒定律，也就是在一个封闭系统中，物质既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
对于地球上的水来说，无论是大气中的水汽、海洋中的水、陆地的地表水和地下水，它们的总量在较长时间内是相对稳定的。
例如，在一个地区，降水是水的输入，而蒸发、地表径流和地下径流则是水的输出。
如果在一段时间内，降水的总量等于蒸发、地表径流和地下径流的总量之和，那么这个地区就实现了水量平衡。
三、水量平衡的影响因素1、气候气候是影响水量平衡的重要因素之一。
在降水丰富的地区，水的输入量较大，而在干旱地区，降水稀少，水的输入量就相对较少。
同时，气温也会影响蒸发量，气温越高，蒸发越旺盛，水的输出量就会增加。
2、地形地形的高低起伏和坡度会影响地表径流的速度和流量。
山地地区地势起伏大，水流速度快，地表径流较大；而平原地区地势平坦，水流速度慢，地表径流相对较小。
3、土壤和植被土壤的质地和孔隙度会影响水分的渗透和储存。
疏松的土壤能够更好地吸收和储存水分，而紧实的土壤则不利于水分的渗透。
植被能够截留降水，增加水分的蒸腾，对水量平衡也有着重要的调节作用。
4、人类活动人类的活动，如修建水库、开采地下水、灌溉等，都会打破自然状态下的水量平衡。
例如，修建水库可以增加水的储存量，减少地表径流；过度开采地下水会导致地下水位下降，影响地下水的补给和排放。
四、水量平衡的计算水量平衡的计算通常包括对降水、蒸发、地表径流和地下径流等各项水量的观测和统计。
通过测量降水量、蒸发量、河流流量等数据，并结合相关的计算公式，可以得出一个地区或流域的水量平衡状况。
水量平衡原理
水量平衡原理地球上任何圈层或任何地段都是一个开放系统，既有水分的输入，又有水分的输出。
根据质量守恒定律：对于地球上的任何一个地区在任意时段内，收入的水量与支出的水量之差额必然等于该地区在该时段内的蓄水变化量，这就叫水量平衡原理。
系统中输入的水(I)与输出的水(O)之差就是该系统内的蓄水量(△S)，其通式为：I-O=±△S在多水期ΔS为正值，表示蓄水量增加；在少水期△S为负值，表示蓄水量减少；在多年情况下△S为零，表示多年中蓄水量平均起来是保持不变的。
水量平衡是水循环的内在规律，是水循环的定量表达。
按系统的空间尺度，大可到全球，小至一个区域；也可从大气层到地下水的任何层次，均可根据通式写出不同的水量平衡方程式。
通用的水量平衡方程收入水量I=P+E1+R表十R地下（P为区域在给定时段内的降水量；E1为水汽凝结量；R表、R地下分别为在给定时段内地表、地下流入区域内的径流量）支出水量O=E2+R表’+R地下’+q（E2为地表总蒸散发量，R表’、R地下’分别为地表、地下径流流出量，q为研究时段内工农业和生活净用水量)最后得出通用的水量平衡方程为P=(R表一R表’)十(R地下一R地下’)+E+△S+q （E=E2-E1为时段的净蒸发量，△S为时段蓄水变量）在此式的基础上，根据研究对象的不同，可建立各种特定区域或特定水体的水量平衡方程。
（1）全球水量平衡方程：P海+P陆=E海+E陆P全球=E全球（2）海洋水量平衡方程：P海+R=E海大洋年降水量加入海径流量等于大洋年蒸发量（3）陆地水量平衡方程：P陆=E陆+R，即全球陆地降水量大于蒸发量，以径流形式补充海洋(4) 流域多年水平衡方程式为：①闭合流域：P=E+R降入流域的降水量=蒸发量+流出流域河水量在内流河区域，由于内流河最终消失于沙漠区的蒸发和下渗，而无径流注入海洋，则有径流流出量R=0，则在内流域有P=E，即多年平均降水量等于多年平均蒸发量。
②非闭合流域：根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：P-E-R=ΔS式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。
水量平衡设计计算公式
水量平衡设计计算公式水量平衡设计计算公式是指在设计过程中，通过计算各种因素对水量平衡的影响，确定水体的输入和输出量，从而达到合理利用水资源的目的。
水量平衡是指一定时间内，其中一区域或其中一系统中的水输入和输出之间达到平衡的状态，通过计算可以确定水的供需关系和资源利用情况，有助于评估可持续发展水资源利用的潜力。
1.水资源供给公式：水资源供给指的是水体从外部输入或自然输入到其中一系统中的水量。
根据水文循环原理，水资源供给主要包括降水量、地表径流和地下水补给等。
计算公式如下：水资源供给=降水量+自然地表径流+自然地下水补给-水体蒸发量-大气层向外排放水量其中，降水量是指单位时间内垂直降水的量，可通过气象站点观测数据或气象模型模拟结果进行获取；自然地表径流是指单位时间内地表水流动的量，可通过水文站点观测流量数据获得；自然地下水补给是指单位时间内地下水向上补给地表或河流的量，可通过地下水位和水文地质情况进行估算；水体蒸发量是指单位时间内水体蒸发的量，可通过气象、土壤和水体属性等因素进行模拟和估算；大气层向外排放水量是指单位时间内水分通过大气层传输而排放的量，可通过水汽输送模型和气象条件进行估算。
2.水资源需求公式：水资源需求指的是其中一系统中水的利用量，主要包括生产、生活和生态环境的用水需求。
计算公式如下：水资源需求=农业用水需求+工业用水需求+市区供水量+生态环境需水量其中，农业用水需求是指在农田灌溉、养殖等农业活动中消耗的水量，可通过农作物蒸腾消耗水量和灌溉失水率进行估算；工业用水需求是指在工业生产和制造过程中消耗的水量，可通过工业生产工艺和用水设备消耗率进行估算；市区供水量是指市区居民和机构的用水需求量，可通过人口统计和用水调查数据进行获取；生态环境需水量是指维持生态系统的生存和发展所需的水量，可通过水生态学研究和环境评价指标进行估算。
通过计算水资源供给和水资源需求之间的差值，可以评估水资源的利用状况和水体的可持续利用潜力。
水量平衡设计计算公式
水量平衡设计计算公式水量平衡是指在工程或建筑物中，根据不同用水设备的用水量、供水量、回水量及其之间的关系，通过设计计算来实现用水平衡。
水量平衡的准确计算是保障水资源的有效利用，提高水管理水平的重要手段。
本文将介绍水量平衡的设计计算公式及其相关内容。
水量平衡的设计计算公式主要包括用水设备的用水量公式、供水量公式、回水量公式、流量平衡公式等。
下面分别进行介绍。
一、用水设备的用水量公式对于不同的用水设备，用水量的计算公式也不同。
以下是常见几种用水设备的用水量计算公式：1.灌溉设备的用水量计算公式：用水量（m³）= 灌溉面积（㎡）× 灌溉深度（mm）/10002.喷淋设备的用水量计算公式：用水量（m³）=喷淋器头数量×喷淋时间（h）×喷淋流量（m³/h）3.饮用水设备的用水量计算公式：用水量（m³）=人均用水量（m³/d）×使用人口二、供水量公式供水量是指系统供水的总量，根据供水方式的不同，供水量的计算公式也有所不同。
以下是常见几种供水方式的供水量计算公式：1.直接供水方式：供水量（m³/d）=设备用水量+预留量2.间接供水方式：供水量（m³/d）=设备用水量+2×预留量三、回水量公式回水量是指系统中的回水总量，一般用于循环水系统中。
以下是常见的回水量计算公式：1.自由冷却塔的回水量计算公式：回水量（m³/h）=冷却设备冷却水流量×（进口冷却水温度-出口冷却水温度）/（冷却水温度差-出口冷却水温度）2.热交换器的回水量计算公式：回水量（m³/h）=热交换器热载流量×（进口热负荷-出口热负荷）/（热负荷-出口热负荷）四、流量平衡公式流量平衡是指系统中供水量与回水量之间的关系。
通过流量平衡公式的计算，可以判断系统的水量是否平衡。
以下是流量平衡的计算公式：供水量（m³/h）=回水量（m³/h）+泄露量（m³/h）+填充量（m³/h）+外水量（m³/h）其中，泄露量是指管道中的漏水量；填充量是指系统内的补水量；外水量是指系统通过消防水、给排水等外部设施的用水量。
水库供水水量平衡计算说明
水库供水水量平衡计算说明计算时间从2008年9月1日开始至2009年6月30日止(即2009年枯水期结束)的枯水时段，计算基点为2008年9月1日，此时水库水位为252.70m，相应库容为1700万m3。
计算方法采用水量平衡法，垫底库容(不可利用库容)按设计死库容，取水塔取水口底坎堰顶高程、取水口处库底高程对应库容分别进行计算，计算过程中不考虑天然降水增加水库库容，详细计算过程见附件2。
计算成果为：方案一、即按水库正常运用，垫底库容(不可利用库容)按设计死库容(设计死库容为880万m3，相应死水位为251.50m)计算。
计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底水库的可供水量分别为：610万m3、500万m3、185万m3、-160万m3、-415万m3、-620万m3、-625万m3、-70万m3、-190万m3、-300万m3。
按此方案调度，2008年9月至2008年11月，水库可保障向城区供水，从2008年12月至2009年6月水库可供水量出现负数，说明此期间水库不能向城区提供需求的水量，最大缺水月份为2009年3月，最大月缺水量为625万m3。
方案二、即按水库水可自流进一泵站，垫底库容(不可利用库容)按取水塔取水口底坎堰顶高程(250.75m)对应库容(死库容500万m3)计算，计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底的可供水量分别为：990万m3、880万m3、565万m3、220万m3、-35万m3、-240万m3、-245万m3、310万m3、190万m3、80万m3。
按此方案调度，2008年9月至12月及2009年4月至6月，水库可保障向城区供水，2009年1至3月，水库可供水量出现负数，说明此期间水库不能向城区提供需求的水量，最大缺水月份为2009年3月，最大月缺水量为245万m3。
方案三、即按不远距离开挖库底引水渠，垫底库容(不可利用库容)按取水口处库底高程(250.00m)相应库容250万m3计算，计算结果为：2008年9月至2009年6月各月底的可供水量分别为：1240万m3、1130万m3、815万m3、470万m3、215万m3、10万m3、5万m3、560万m3、440万m3、330万m3。
水资源管理中的供需平衡研究
水资源管理中的供需平衡研究当我们想到水资源管理时，我们通常会想到的是海水淡化或雨水收集等技术，但这些方法都只能解决一部分问题。
实际上，实现水资源管理的最重要的问题是平衡供需。
在这篇文章中，我们将讨论一些与水资源管理中的供需平衡相关的重要问题。
1. 供需平衡的定义水资源供应与需求的平衡是指合理规划水资源开发和利用的过程中，使水资源供应与需求之间达到均衡的状态。
供需平衡是指水资源供应与需求之间长期的持续均衡状态。
水资源管理中的供需平衡是指在水资源供应与需求之间建立合理、稳定的平衡关系，以满足人们生产、生活和生态环境保护的需要。
简单地说，水资源管理中的供需平衡是指为了满足社会和经济需求而控制水资源的消耗。
2. 供需平衡的实现为了实现水资源管理中的供需平衡，我们需要采取一系列的措施。
这些措施包括：(1) 推广节水技术。
节水技术是提高水资源利用效率的重要手段，可以降低我们对水资源的需求。
(2) 合理规划水资源的利用。
水资源的规划与利用需要根据水资源的可持续利用情况，确保供需平衡。
(3) 加强水资源的调度。
及时调整水资源的供给与需求，确保不会造成过度消耗。
(4) 加强水资源的保护。
水资源的保护是确保水资源可持续利用的前提条件。
3. 供需平衡的挑战虽然我们可以采取措施来实现水资源管理中的供需平衡，但仍然存在一些挑战。
(1) 水资源的波动性。
水资源的波动性使得供需平衡的实现更加艰难。
(2) 地区之间水资源分布的不平衡。
不同地区的水资源分布不均匀，使得供需平衡更加困难。
(3) 人口增长及经济发展对水资源的需求增长。
人口与经济的增长将不可避免地增加水资源的需求，使得供需平衡更加难以实现。
(4) 非可再生水资源的消耗。
非可再生水资源的消耗会对水资源供应造成压力，使得供需平衡更加困难。
4. 供需平衡的现状及未来现在，全球各国尽管在水资源管理方面取得了一些成功，但还有很多工作需要完成。
由于供需不平衡，许多地区面临着水资源短缺、洪涝灾害、环境污染等问题。
水资源供需平衡计算表
水资源供需平衡计算表
1. 水资源供给，这部分包括地表水和地下水的总量、可利用水资源量、水资源的季节变化等。
地表水包括河流、湖泊和水库等，地下水则是指储存在地下的水资源。
这些数据可以通过水文站点的监测数据、水资源调查和地质勘探等手段获得。
2. 水资源需求，这部分包括城市、工业、农业和生态环境等各个方面对水资源的需求量。
城市用水主要包括居民生活、工业和商业用水；工业用水包括工业生产和能源生产过程中的用水；农业用水是指农田灌溉和畜牧业的用水；生态环境用水是指维持河流、湖泊和湿地等自然生态系统所需的水量。
3. 水资源利用效率，这部分评估水资源利用的效率，包括水资源利用率、供水可靠性等指标。
通过评估水资源利用效率，可以发现水资源利用中存在的浪费和改进空间。
4. 水资源平衡，综合考虑水资源供给和需求以及利用效率，计算得出水资源的平衡情况。
如果供需平衡，说明该地区的水资源利用是合理的；如果供大于求，可能存在浪费或过度开发；如果需大于供，可能会导致水资源短缺和环境问题。
综上所述，水资源供需平衡计算表是一个综合考虑水资源供给、需求和利用效率的工具，可以帮助决策者评估和规划地区的水资源
管理措施，以实现水资源的可持续利用和管理。
水量平衡
水量平衡的基本方程为：
I O S2 S1 S
式中，I为区域在给定时段内收入（输入）水量； O 为区域在给定时段内支出（输出）水量； S1/S2为区域在给定时段内的始末蓄水量; Δ S为 区域在给定时段内的蓄水变量。
I＝P＋E1＋R 表＋R 地下
式中：P—区域在给定时段内的降水量； E1 —水汽凝结量；R表、R地下 —分别为在给定时
段内地表、地下流入区域内的径流量
区域在给定时段内支出水量O为：
O＝E
2＋R
/ 表
R
/ 地下
q
E2——区域在给定时段内地表总蒸散发量； R表/、R地下/——分别为地表、地下径流流出量；
P0 E0 R0
式中，P0 、E0 、 R0 分别为流域多年平均降水量、
蒸发量和径流量。
若上式两边同除以降水量 P0，得
E0 R0 1 P0 P0
令，
R0 P0
，
E0 P0
则：
α +β=1
式中，α为多年平均径流系数，表示降水量中转 化为径流量的比例；β为多年平均蒸发系数，表 示降水量中消耗于蒸发而转化为水汽的比例。
在多水期Δ S为 正值，表示蓄水量增加；在少水 期Δ S为负值，表示蓄水量减少；在多年情况下 Δ S 为零，表示多年中蓄水量平均起来是保持不 变的。
水量平衡方程式是水分循环的数学表达式，根据 不同的区域可建立不同的水量平衡方程。
二、水量平衡方程式 （一）通用水量平衡方程
水量平衡的公式
水量平衡的公式在我们的日常生活中，水无处不在，它的流动和变化遵循着一定的规律，而水量平衡的公式就像是一把神奇的钥匙，能够帮助我们解开这些规律的秘密。
先来说说什么是水量平衡吧。
简单来讲，水量平衡就是指在一个特定的区域和时间段内，进入这个区域的水量和离开这个区域的水量之间的一种平衡关系。
那怎么用公式来表示这种平衡呢？水量平衡的公式通常可以表示为：P - E - R = ΔS 。
这里的 P 代表降水量，E 是蒸发量，R 是径流量，而ΔS 则是蓄水量的变化。
就拿我们熟悉的城市来说吧，比如说一个繁华的大都市。
每当下雨的时候，那就是降水量 P 在发挥作用。
雨水纷纷扬扬地落下，打在高楼大厦上，落在街道上，汇聚在排水系统中。
而在炎热的夏天，太阳高悬，地面的水分不断蒸发，这就是蒸发量 E 啦。
城市里的河流、下水道里的水流向其他地方，这就是径流量 R 。
有时候下了一场大雨，城市的湖泊水位明显上升，这就是蓄水量ΔS 增加了；而在干旱的时候，水位下降，ΔS 就减少了。
还记得有一次我去一个小镇旅行，那阵子刚好是雨季。
每天都能看到天空飘着细雨，路上湿漉漉的。
可奇怪的是，小镇旁边的那条小河，水位并没有像想象中那样迅猛上涨。
我就好奇呀，这是为啥呢？后来和当地的居民聊天才知道，原来这个小镇的植被覆盖率特别高，大量的雨水被植物吸收和蒸腾了，这就导致了蒸发量 E 增大。
而且小镇的土地也像个巨大的海绵，能够储存不少水分，使得蓄水量ΔS 也有所增加。
所以尽管降水量 P 不少，但径流量 R 并没有特别大。
再比如一个大型的水库。
在雨季，降水量 P 大增，水库的进水量增多。
但同时，为了保障安全和下游的用水需求，会通过放水来控制水位，这就是径流量 R 的一部分。
而水库的水面在阳光的照射下，水分不断蒸发成水汽，这就是蒸发量 E 。
如果一段时间内降水量远远大于蒸发量和径流量，水库的蓄水量ΔS 就会明显上升。
在农业生产中，水量平衡的公式也起着重要的作用。
第十章水量供需平衡计算
10.3.3.1 1.灌溉用水量计算 2.渔业用水量计算 渔业用水，按养殖水面面积乘以保证 水深求得。 W渔=A*H
3.农业其他用水量计算 农业居民点生活、农村工业、林、牧业 等用水，按调查资料中的用水定额，预估发 展阶段可能达到的定额，计算发展阶段的用 水量。如无调查资料，可按下述指标估算生 活用水(以每人每天计)，现阶段100升，中期 为150升；牧业用水大牲畜(每头每天计)10升， 小牲畜5升；家禽类每10只每天1升；林业与 农业企业用水，以其产值占农业生产总产值 的比率，作为它的用水量占农业灌溉用水的 比率，近似估算。
10.3.2.2 工业用水 工业用水有：保证率高，水质要求严，供水稳 定(生产规模不变，则年际、年内变化不大)，重复 利用可能性大，对水源污染严重等特点。 工业用水，有以水为其原料的，如饮料、酒等 工业，这部分工业用水量消耗率最高，其废水可作 为农业灌溉水源；有以水为其生产资料的，如造纸、 印染等工业，其用水量很大，消耗量较少，但废水 一般含有毒物质，不经处理，不能用于灌溉；有的 以水为冷却降温，如火力发电等工业，其用水量相 当大，但消耗量即很少，经散热处理可重复循环利 用。
农业用水中以农作物灌溉用水为其主体，尤 以干旱地区，灌溉用水构成总开发供水量的绝大 部分。灌溉用水量受气候条件支配，它的年际、 年内变化很大。在同等气候条件下，取决于作物 品种、灌溉方式、灌溉技术、供水的管理等。它 的发展趋势是灌溉面积逐年增长扩大，它的需求 量也将随之相应增加；另一方面，随着农业生产 结构和作物组成的调整，喷灌、滴灌等新技术的 应用，森林等生态防护作用的加强，以及水利设 施管理水平的提高，单位面积所需的灌溉水量， 又将会大大下降。
一个城市生活用水定额、用水结构与城市的 特点和性质有关。具体地说，视城市规模、人口 密度、文教设施、交通运输及商业旅游等状况而 定。 考虑的因素是用水人口和用水定额。人口数 以计划部门预测数为准，而用水定额(指全市常 住人口的生活用水综合定额)以现状调查数字为基 础，分析定额的历年变化情况，或根据用水定额 与国民平均收入的相关分析，考虑不同水平年城 市的经济发展和人民生活改善及提高程度，拟定 本城市不同水平年的用水定额。
水量平衡及其应用
水量平衡及其应用在高中地理中对于水循环只涉及到了其发生的具体区域、环节等，而对于水循环中的水量平衡一部分没有进行涉及。
但纵观进几年的高考题中都有所涉及，水量平衡的部分内容让部分老师和同学感到困惑。
一、水量平衡地球上的水时时刻刻都在循环运动，从长期来看，全球水的总量没有什么变化。
但是，对一个地区来说，有的时候降水量多，有的时候降水量少。
某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。
这就是水平衡原理。
根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：P-E-R=ΔS式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。
从多年平均来说，流域储水变量ΔS的值趋于零。
流域多年水平衡方程式为：P0=E0+R0式中P0、E0、R0分别代表多年的平均降水量、蒸发量、径流量。
海洋的蒸发量大于降水量，多年平均降水量平衡方程式可写为：P0=E0-R0全球多年平均水平衡公式为：P0=E0根据估算全球平均状况，每年海洋上约有505000立方千米的水蒸发到空中，而总降水量约为458000立方千米，总降水量比总蒸发量少47000立方千米，这同陆地注入海洋的总径流量相等。
每年陆地上约有72000立方千米的水蒸发到空中，而总降水量约为119000立方千米，总降水量比总蒸发量多47000立方千米，这也同陆地注入海洋的总径流量相等。
我们已经知道，水循环是通过大气中的水汽输送和陆地上的径流输送而实现的。
目前，人类活动对全球大气的水汽输送几乎没有影响，而对地表径流输送，在局部地区却可以施加某些影响。
例如一个地区修建水库，引水灌溉，跨流域调水等，就是利用水循环和水平衡的规律，改变水的时间和空间分布，化害为利。
人类活动如果忽视了该地区水循环和水平衡的规律，不恰当地改变水的时间和空间分布，如大面积地滥伐森林，大面积地排干湖泊和沼泽，过度抽取地下水，就会给生产和生活带来不利的后果。
因此，了解水平衡原理，采取合理措施，合理利用自然界的水资源，是十分重要的。
水量平衡法或类差法
水量平衡法或类差法（一）基本原理水量均衡法是根据水量平衡原理，建立均衡方程计算水量的方法，表达式为∑Q补-∑Q排=ΔQ储（3-1）式中：∑Q补为均衡期内地下水系统各种补给量的总和（m3）；∑Q排为均衡期内地下水系统各种排泄量的总和（m3）；ΔQ储为均衡期内地下水系统内部储存资源的变化量（m3）。
（二）一般步骤1.确定均衡区根据地下水系统理论的要求，均衡区应是地下水系统边界所界定的空间范围，一般要求以地下水系统天然边界作为划分依据。
由于水量均衡法属于集中参数系统，为了提高区域地下水数量评价精度，在实际计算时可以根据不同水文地质条件划分为不同级别的子区，分别计算各均衡要素，然后进行综合。
例如根据给水度、降水入渗系数、地下水埋藏深度等条件，将均衡区划分为若干子区，分别计算各子区的储变量、降水入渗量和潜水蒸发蒸腾量，然后求和。
2.确定均衡要素确定式（3-1）中∑Q补和∑Q排的组成，即确定地下水系统三维空间区域边界上的输入和输出量。
从外界进入地下水系统的各种水量统称为补给项，系统输出的各种水量统称为排泄项。
一般而言，补给项包括：大气降水入渗补给量、地表水体渗漏补给量（河流、湖泊、水库等）、地下侧向流入补给量、越流补给量、凝结水补给量、地表水灌溉入渗补给量、地下水灌溉回归补给量、渠系渗漏补给量、人工回灌补给量等。
排泄项包括：潜水蒸发蒸腾量、地下水侧向流出量、地下水开采量、泉水溢出量、越流排泄量、向河湖排泄量等。
需要指出的是，不同的地下水系统与外部环境之间的水量交换关系不同，所以均衡要素的组成因不同地下水系统而异。
在实际工作中，需要与研究区具体条件紧密结合，确定均衡要素的组成。
3.确定均衡期地下水均衡计算是针对某一特定时间段进行的，称为均衡期。
如前所述，在地下水的资源功能评价中，要求地下水数量评价的时间尺度为5～12年，以此为均衡期进行水量均衡计算。
为保证水量平衡，各均衡要素计算和相关的资料的选取应采用统一的时间序列。
水量平衡
3.2.2水量平衡法计算作物需水量用水量平衡法直接估算作物需水量。
由此可得△t 时段内作物需水量计算式为：对于旱作物： ET M K P W W W r t -+++=-00式中w w t 0, ——时段初和任意时段t 时的土壤计划湿润层内的储水量 w r——由于计划湿润层增加而增加的水量 p 0——保存在土壤计划湿润层内的有效雨量K ——时段t 内的地下水补量，即K=kt,k 为t 时段内平均昼夜地下水补给量M ——时段t 内的灌溉水量ET ——时段t 内作物田间需水量，即ET=et,e 为t 时段内平均每昼夜的作物田间需水量（以上各值均以mm, 亩/3m 计）旱作物的总灌溉定额包括播前灌溉定额和生育期内灌溉定额两部分。
播前灌溉定额可按下式计算：1M =667H （max θ－0θ）n （亩/3m ） 式中 H —土壤计划湿润层深度（m ），应根据播前灌水要求决定；n —相应于H 土层内的土壤孔隙率，以占土壤体积百分数计； max θ—一般为田间持水率，以占孔隙的百分数计；0θ—播前H 土层内的平均灌水率，以占孔隙率的百分数计。
为了满足作物正常生长的需要，任意时段内土壤计划湿润层内的储水量必须保持在一定的适宜范围以内，即通常要求不小于作物允许的最小储水量（w m i n ）和不大于作物的最大储水量（w max ）对于水田作物： 21h d W C M P h =--++式中 h 1 ——时段初田面水层深度h 2——时段末田面水层深度 p ——时段内降雨量d ——时段内排水量m ——时段内灌水量WC ——时段内田间耗水(以上各值均以mm 计)田间淹灌水层的深度应处于适宜水层上限（h m a x ）与适宜水层下限（h min ）之间。
泡田期的灌溉用水量（泡田定额）由下式计算：1M =0.667(0h +1S +111P t e -)式中 1M —泡田期灌溉用水量，亩m 30h —插秧时田面所需的水层深度，mm1S —泡田期的阶段渗漏量，mm1t —泡田期的日数1e —1t 时期内水田田面平均蒸发强度，mm/d1P —1t 时期内的降雨量，mm3.3 作物灌溉制度的制定3.3.1 参数的说明灌溉制度表种所用的参数：降雨渗入量0P =αP式中 α—降雨入渗系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。
水量平衡分析计算算例
水量平衡分析计算算例假设湛江市廉江有一项目区，面积8900亩，一年三熟（早稻+晚稻＋冬旱作），土质为壤土，项目区内有居民350人，大牲畜80头，小牲畜50头，无其它用水企业。
收集已有规划资料，项目区位于××灌区，由水库供水，由于水库供水任务的调整，90％保证率年供水量减少为500万立方米，月内分配见表一。
人畜需水量：查附表1，廉江市农村居民用水指标120 升/人·天，大牲畜用水指标90 升/头·天，小牲畜用水指标43 升/头·天，则年需水量：（120×350+90×80+43×50）×365/1000/10000＝1.87（万立方米）农田灌溉需水量：查附表2，廉江市一年三熟90％保证率、土质壤土的净灌溉定额713 立方米/亩，灌溉需水量：8900×713/10000＝634.57（万立方米），根据附表6（灌水量时段分配）每月灌溉水量见表一。
现状田间水利用系数0.7，预计治理后提高到0.8，项目区总年需水量：1.87+634.57/0.8＝795.08（万立方米）月总需水量见表A。
项目区附近有一九洲江的支流，初步选取的取水点以上集雨面积为10 平方公里，确定水源地集水区域中心点以后，从《广东省水文图集》中的“广东省1956～1979年平均年径流深等值线图”（附图1），查取中心点多年平均径流深R =820毫米；从“广东省1956～1979年年径流变差系数Cv等值线图”（附图2），查取中心点年径流变差系数C v ＝0.36；取Cs/Cv=2.0，从而，根据Cv ＝0.36和Cs/Cv ＝2.0值，从模比系数表3-3中查出P=90%的模比系数K 90＝0.58，因此，项目区水源集雨区域的设计年径流深为：6.47558.08209090=⨯=⋅=K R R(毫米)从而集水区域设计频率来水量：6.47510/106.4759090=⨯=⋅=F R W （万立方米）取水点至项目区输水损失初步估计20%，供到项目区水量：475.6×0.8＝380.48万立方米，供水月分配比例见表一，水量平衡结果见表一，每月供水量均大于需水量，新水源满足需水要求。
水量平衡计算
本项目回用于水用于室外绿化浇洒与室外景观水景补水。
计算依据：
1.绿化用水：室外绿化面积4600㎡，绿化用水当量取1L/(㎡·d)。
按1天浇水一次计算，则每日用水量：
Q1=4600*1/1000=4.6m³
2.景观补水：
a.生态池：
补水水量按每日蒸发量，即水体总体积的10%计：
Q2=36*10%=3.6 m³
b．镜面水池与旱喷水池：
补水水量按循环水量的1%计：
Q3=1%*(1.3*2+1.5+1.5+6)=1.16 m³
3. 雨水日可利用量:雨水回收系统雨水设计重现期取1a，中山地区设计日降雨量取58.8mm，径流系数0.9，本项目收集范围为前广场水景储水（故不考虑弃流），总收集面积约为373㎡。
W=10Ψc*h*F=10*（1*58.8-0）*0.0373=21.93m³
4.结论：
Q=21.93m³＞(Q1+Q2+Q3=9.36)m³
故设计收集雨水量可满足室外绿化灌溉与景观补水要求。
微灌供需水量
1.水量平衡计算公式Q=10*Ia*A/ηt
已知 可供水量 常数 10 Ia计灌溉 补充强度 mm/d 表1 A可灌面 积,hm2 亩数/15 η 灌溉水 t一次灌水延续 利用系数 时间 机井不超过 0.93 22h/d 求Q 求值
2.设计灌水定额计算公式m=0.1γzp(θmax-θmin)/η
γ 土壤容 Z土壤计划 P设计土壤 θ max为田 θ min为田 θ max、θ min 湿润层深 间最大持 间最大持 适宜土壤含水 3 湿润比 重g/cm 度m 水率的90% 水率的65% 率上、下限 表3 0.5 表2 0.90 0.65 表3 求T 求m(mm)
设计耗水强度（mm/d） 滴灌 微喷灌 作物 滴灌 微喷灌 3~7 4~8 蔬菜（露地） 4~7 5~8 4~7 —— 冷季型草 —— 5~8 2~4 —— 暖季型草 —— 3~5
微灌设计土壤湿润比（%） 作物 果树、乔木 葡萄、瓜类 草、灌木 蔬菜 粮、棉、油等植物
表2.
微灌设计土壤湿润比（%） 滴灌、涌泉灌 微喷灌 25~40 40~60 30~50 40~70 —— 100 60~90 70Ia)*η
m设计灌水 Se滴头间 Sl毛管间 qd滴头设 每株树安 定额(mm) 距m 距m 计流量L/h 有n个灌水 器 求值
4.一次灌水延续时间t=m*Se*Sl/qd或者m*Se*Sl/n*qd
求t 求值
表1. 作物 葡萄、书、瓜类 粮、棉、油等植物 蔬菜（保护地）
表3 紧砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 土壤容重g/cm3 1.45~1.6 1.36~1.54 1.40~1.52 1.40~1.55 田间最大持水量 16~22 22~30 22~28 22~28 中壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 土壤容重g/cm3 1.38~1.54 1.35~1.44 1.30~1.45 1.32~1.40 田间最大持水量 22~28 28~32 25~35 30~35
水平衡计算方法
水平衡计算方法《水平衡计算方法指南》嘿，朋友们！今天咱来聊聊水平衡计算方法。
咱先来说说水的摄入。
这就好比咱每天吃饭一样，得有足够的量才能满足身体需求。
喝水是最直接的摄入方式啦，每天得喝上那么几大杯。
还有从食物中获取的水分哦，就像吃水果呀，那里面也含有不少水呢。
然后就是水的排出啦。
出汗可算是一大途径，特别是夏天，稍微动一动就满头大汗，这汗里可都是水呀。
还有排尿，这是很重要的排水方式呢。
想象一下，身体就像一个小水库，水进来了，也得有地方流出去，不然可就“水漫金山”啦。
那怎么计算水平衡呢？其实也不难。
就把摄入的水加起来，再把排出的水加起来，看看两边是不是差不多平衡。
要是摄入的多，排出的少，那可不行，身体会觉得不舒服，就像水库水位太高了一样。
反过来，摄入少，排出多，那也不行呀，身体会缺水，就像水库快干涸了。
咱举个例子哈，比如你今天喝了八杯水，吃了一些水果和汤羹，估计摄入的水有个两三千毫升吧。
然后你出了一身汗，尿了几次，大概排出了两千毫升左右。
那这样看来，水平衡就还不错嘛。
再说说一些特殊情况。
比如你今天去跑步了，出了特别多的汗，那这时候就得赶紧多喝点水，补充一下流失的水分。
或者你吃了很咸的东西，会觉得口渴，这也是身体在提醒你要补水啦。
还有啊，不同的人水平衡也不太一样呢。
就像有的人爱出汗，有的人不太出汗。
小孩子和老人的水平衡也和年轻人不太一样。
所以要根据自己的情况来调整哦。
我记得有一次我去爬山，那天天气特别热，我出了好多汗，但是我带的水不够，等下山的时候就觉得口干舌燥，特别难受。
从那以后我就知道了，在这种大量出汗的情况下，一定要带足够的水。
总之呢，水平衡计算方法就是要关注自己的水摄入和排出，让身体这个“小水库”保持在一个良好的状态。
这样我们才能健健康康的，每天都活力满满呀！大家都要好好注意自己的水平衡哦，可别马虎啦！。
水均衡法计算步骤
水均衡法计算步骤嘿，水均衡法的计算步骤其实没那么神秘，就像我们玩一个有规则的解谜游戏。
首先呢，我们得搞清楚研究区域，这就像确定游戏场地一样。
我曾经参与过一个小水库周边水均衡计算的项目。
那时候，我们就把水库周围那一片区域当作我们的“战场”。
得把这个区域的边界画清楚，比如是根据地形呢，还是根据一些人为划分的界限，这就像给游戏场地围上栅栏一样。
然后，我们要找出所有进出这个区域的水的“通道”，这是关键哦！水可以从降水进来，就像老天爷往我们这个区域倒水一样。
我们得知道降水的数据，比如这一年或者这个月降了多少雨、多少雪，这些数据可以从附近的气象站找来，就像从宝藏库里找宝贝一样，可不能马虎。
还有地表水的流入和流出，像河流、小溪这些，它们就像小水管一样，把水送进来或者带出去。
我们得测量它们的流量，这可不容易呢！我记得当时为了测一条小溪的流量，我们在溪边蹲了好久，用仪器测流速，再算流量，那溪水凉凉的，溅到身上可清爽啦，不过我们可没心思享受，就盯着数据呢。
地下水的进出也不能忘。
地下水就像隐藏在地下的小暗河，有的地方水渗进来，有的地方水渗出去。
这得通过打井或者利用一些已有的地下水观测井来获取数据，就像在地下寻宝，看看水到底是怎么活动的。
再就是计算区域内水的储存变化啦，就像看看我们这个“大水池”里的水是多了还是少了。
把进来的水和出去的水都搞清楚后，用一个简单的公式，像收入 - 支出 = 剩余或者亏损这种，来计算水的均衡情况。
这个过程得仔仔细细的，每个数据都像小零件一样，差一个都不行。
通过水均衡法计算，我们就能知道这个区域的水到底是啥状况啦，就像掌握了这个区域水的“小秘密”，能更好地管理水资源呢！。
流域水量平衡
三、流域水量平衡方程
流域有闭合流域和非闭合流域之分，对于非闭合流域，由其它流域进入讨
论流域的地下径流不等于零，依据通用的水量平衡方程，非闭合流域的水量平衡方程为
P+R地下=E+ r表+r地下+q+ P W
令r表+r地下=R称为径流量假如不考虑工农业及生活用水，即q=0
则上式可改写成P+R地下=E+R+ Δ W
对于闭合流域，由其它流域进入讨论流域的地表径流和地下径流都等于零
闭合流域的水量平衡方程为P=E+R+ Δ W
假如讨论闭合流域多年平均的水量平衡，由于历年的AW有正、有负，多年
平均值趋近于零，于是上式可表示为P平均二E平均+R平均
P平均为流域多年平均降水量
E平均为流域多年平均蒸发量
R平均为流域多年平均径流量
这就是说，某一闭合流域多年的平均降水量等于蒸发量和径流量之和。
因此, 只要知道其中两项，就可以用水量平衡方程求出第三项
河流水量的补给通常包括地表水和地下水两部分。
地表水的分水线主要受地形影响，而地下水的分水线主
要受地质构造和岩性的掌握。
地表分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域。
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10.3 需水量计算
10.3.1 概念 所谓需水量是指国民经济各部门实际需要的水 量，也称用水量。 10.3.2 需水部门与需水特点 10.3.2.1 农业用水 农业用水包含农、林、牧、渔和农村企业等各 部门及农村居民点的生活用水。 农业用水中的农村生活饮用水、渔业用水、牧 业用水等水质及其保证率均有严格要求。农作物灌 溉用水的水质及其保证率较低。
城市供水(工业用水除外)主要服务对象是为居 民生活、商业、医疗卫生、文化娱乐旅游、环境保 护及消防等部门的用水。 城市供水随城市规模、人口、人民的生活水平 而异。城市供水的总趋势是增长的，其增长率与城 市建设速度、人口增长率、人民生活水平增长等成 正比。城市供水的保证率高，水质要求严格。 城市供水年内变化其中生活用水日变显著，每 天均有两个用水高峰(一在清晨到上午8时，一在下 午5时至入夜)，总的变化是夏季最高，冬季最低， 秋高于春。
10.3.3 需水量的计算 未来人类社会对水资源的需求，取决于国民 经济与人口的增长速度。在正常情况下(战争、 技术革命、人为干扰等因素除外)这一速度基本 上受经济规律与相应的政策的支配，可由计划部 门，提供各个发展阶段的相应水平，或通过水资 源调查取得的基本资料，经统计分析、数学处理、 数学模式、统计相关、趋势外延与经验判断等手 段，制定出未来情势下的国民经济与人民生活对 水资源需求的指标，用以计算各部门的需水量。
农业用水中以农作物灌溉用水为其主体，尤 以干旱地区，灌溉用水构成总开发供水量的绝大 部分。灌溉用水量受气候条件支配，它的年际、 年内变化很大。在同等气候条件下，取决于作物 品种、灌溉方式、灌溉技术、供水的管理等。它 的发展趋势是灌溉面积逐年增长扩大，它的需求 量也将随之相应增加；另一方面，随着农业生产 结构和作物组成的调整，喷灌、滴灌等新技术的 应用，森林等生态防护作用的加强，以及水利设 施管理水平的提高，单位面积所需的灌溉水量， 又将会大大下降。
一个城市生活用水定额、用水结构与城市的 特点和性质有关。具体地说，视城市规模、人口 密度、文教设施、交通运输及商业旅游等状况而 定。 考虑的因素是用水人口和用水定额。人口数 以计划部门预测数为准，而用水定额(指全市常 住人口的生活用水综合定额)以现状调查数字为基 础，分析定额的历年变化情况，或根据用水定额 与国民平均收入的相关分析，考虑不同水平年城 市的经济发展和人民生活改善及提高程度，拟定 本城市不同水平年的用水定额。
W η = W
供 总
10.2.3 中型水库
中型水库( 中型水库(包括缺乏长系列计算资料的年调 节水库) 节水库)可供水量的计算采用以下方法： W供=K中*WP-W损
10.2.4 小型水库及塘坝 小型水库及塘坝可供水量采用下式 计算：W供＝K*WP 10.2.5 引水、提水工程可供水量计算 10.2.5.1 单项引水、提水工程
10.3.2.2 工业用水 工业用水有：保证率高，水质要求严，供水稳 定(生产规模不变，则年际、年内变化不大)，重复 利用可能性大，对水源污染严重等特点。 工业用水，有以水为其原料的，如饮料、酒等 工业，这部分工业用水量消耗率最高，其废水可作 为农业灌溉水源；有以水为其生产资料的，如造纸、 印染等工业，其用水量很大，消耗量较少，但废水 一般含有毒物质，不经处理，不能用于灌溉；有的 以水为冷却降温，如火力发电等工业，其用水量相 当大，但消耗量即很少，经散热处理可重复循环利 用。
10.2 可供水量计算 10.2.1 概念 可供水量也称可利用水资源，是指天 然水体通过各类水利工程所能保证提供一 定质量的水量。它包括了一定质量前提下 的地表水和地下水的总开发利用量。因为 水质不好，“量”也就没有实用的价值。
10.2.2 水库可用水量计算
大中型水库，一般均有实测径流系列，可根 据实测资料，计算其利用率: 据实测资料，计算其利用率:
10.3.3.2 工业用水量计算
按计划部门提供的各阶段的规划指标，分别乘 以调查所得的用水定额，求出各项工业部门相 应所用水量，并预估各阶段由于技术革新及管理水 平的提高等而使用水定额下降，予以修正。 亦可根据典型工业城市的调查，按工业集约程 度、工业结构组成、工业生产水平等因素，分别制 定工业产值万元的需水量，以米3/万元·年为单位。 为扩大指标，以此分类扩大指标，分别计算各工业 部门的用水量，再按各发展阶段单位用水定额调整 的可能，予以修定，具体计算方法如下：
(1)分行业需水指标法 (2)综合需水指标法 对不具备分行业用水资料或不具备分行业产值 指标预测的城市和地区，则采用综合万元产值 取水定额推算。 (3)趋势法 用历史和现状工业用水递增率来推算工业需水 量，不同水平年工业需水增长率的确定在分析历史 和现状工业用水结构的基础上，要考虑未来工业布 局、工业结构的变化，以及水资源紧缺的制约作用 和节水技术的采用等因素。
计算用水总量如下： Wi=P0(1+ε)n·Ki Ki=(q生，i + q公，i) 式中 Wi：某水平年城市生活用水总量(m3)； P0：现状人口(人)； ε：城市人口计划增长率(%)； n：起始年份至某一水平年份的时距(年)； Ki：某水平年份拟定的人均用水综合定额 (m3/人·年)； q生，i：居民人均生活需水定额； q公，i：居民人均市政公共需水定额。
10.1.2 地下潜水量计算 地下水由两个部分组成，一是不参与水循环 部分，习惯上称静储量，它的平衡循环交替期约 1400年，难以在近期水循环周期中更新，不易为 人们所利用。另一部分是参与水循环的地下水， 习惯上称动储量，其平均循环交替期约一年，是 人们目前所利用的水资源，但其数量有限。根据 补与排的等量关系，可按地下水动力学法计算， 即按达西公式计算： 含水层均匀时： RS=KAI 含水层非均匀时：Rg= ∑ KiAiIi
由于浅层地下水参与水循环运动，降水量与蒸 发量的年际年内变化，是影响地下水来源与消 耗(指天然状况)的主要因素。因此，地下水储量也 具有年际和年内变化的性质，这种变化特征集中地 反映在地下水位的变化上。通过地下水位的月变幅， 可预估其变动量，部分变动量习惯上称为调节水量， 即： W调=μ·A·ΔH 式中：W调：地下储水量变动值(m3)； μ：地下水给水度，它因土壤而异； A：含水层断面积(m2)； ΔH：地下水位变幅(m)。
工业用水的用水量及耗水量大小，除 工种、品种不同相关甚大外，同一产品的 用水量，也因工艺水平、机具设备、管理 水平以及水的价格而异。 我国的工业用水，现阶段占农业用水 比重较小，随着“四化”的实施，工业用 水的比率将有较大的变化，用水量将有大 幅度的增长。在制定供需平衡时，应予考 虑。
10.3.2.3 城市供水
10.3.3.1 农业用水量计算 1.灌溉用水量计算 2.渔业用水量计算 渔业用水，按养殖水面面积乘以保证 水深求得。 W渔=A*H
3.农业其他用水量计算 农业居民点生活、农村工业、林、牧业 等用水，按调查资料中的用水定额，预估发 展阶段可能达到的定额，计算发展阶段的用 水量。如无调查资料，可按下述指标估算生 活用水(以每人每天计)，现阶段100升，中期 为150升；牧业用水大牲畜(每头每天计)10升， 小牲畜5升；家禽类每10只每天1升；林业与 农业企业用水，以其产值占农业生产总产值 的比率，作为它的用水量占农业灌溉用水的 比率，近似估算。
(4)人均需水总量控制法 用历史和现状人均工业用水总量框算不 同水平年人均工业需水量，并计算该水平年 工业需水总量。 (5)弹性系数法 弹性系数是指预测期内工业需水量的平 均年递增率同工业总产值的平均年递增率的 比值，它反映了工业生产内部结构的一种相 对稳定的发展模式。
10.3.3.3 城市生活用水量计算
10.3.2.4 其他用水
上述以外的用水，如交通运输、基本建设、 环境保护与自然保护区等等用途的用水。其中环 境保护中用于稀释污水所需水量，应按污水治理 后的与未按趋势预估的分别计算其需水量，以强 调污染治理水质控制对未来的情况，难以一一预见。因 此，在总用水量中，增加一项不可见用水量(例 如增加20%)，予以留有供水计划的必要余地。
10.3.3.4 其它部门用水量计算 除上述农业、工业、城市生活用水以 外的其他各部门用水，一般可按比例分配 法予以估算。即按调查资料中各项用水所 占的比例，用以估算未来这些部门的用水。
10.4 供需平衡计算
10.4.1 供需平衡计算原则 人类已进入科学用水、管水、养水阶段，自觉 地控制水质，维护自然界生态平衡，使水循环向着 有利于人类的方向发展，是今天水资源供需平衡方 案编制的原则。其目的是使一个地区、一 个流域 的水资源的开发利用的极限，与它的动态平衡能力、 环境容量、社会的经济技术水平等相适应。
10.2.5.2 区间径流可供水量
水库以下至某一控制点的面积称为区间，主要工 程有筑坝引水，无坝引水和电灌站提水，这 类工程数量多规模小，难以逐项工程计算，为简化计 算可按下式估算。 W供=K区·WP 式中：W供：某控制点以上区间可供水量(万m3)； K区：可利用系数，视工程合计供水能力 而定； Wp：某控制点以上区间不同保证率的年 径流量(万m3)。
第十章 水量供需平衡计算
10.1 河川径流量及地下潜水量计算
10.1.1 河川径流量的径流还原计算 所谓迳流还原，就是把实测径流量加减同期 人类活动耗损或增加的水量。 由于上游的引用水，使水文站实测的河川水 量只是降水形成地表河川径流的一部分，故必须 进行还原计算，才能得到自然状况下降水形成的 地表河川径流量(RS)，它在数量上应等于实测河川 径流量(S)加上用水量(W用)减去回归水量(W回)。即： RS =S + W用 - W回 水文测站所取得的河川径流量，经还原计算 后，可进行水资源时间变化的计算。它是水资源 供需平衡计算和开发利用决策的科学依据。
10.2.6 河道可用水量的计算 河道已建闸控制的河段，可按照大型水 库计算其可用水量。 中小河流未建闸坝的，可以其相应年分 的枯水季水量占年总量的百分比，作为各该 年分的水 量利用率；亦可用潜水层地下水补给量近似 表示河川可用水量。