水资源规划与流域管理

水资源规划与城市生态需水量的研究
姓名：杨柳学号：1008150845 专业班级：水文学及水资源研1017班摘要：本文通过分析水资源和生态水之间的关系，对城市生态需水量进行了详细分析，并介绍了各部分需水量的计算方法。

进而研究了水资源规划中如何配置生态用水量。

关键词：水资源；规划；生态用水量
前言
近些年来，我国北方地区持续干旱，华北、西北、东北等地区严重缺水，南方的一些地区也存在着资源性缺水、水质性缺水或工程性缺水等问题。

生态环境的恶化和水体的污染进一步加剧了水资源紧缺状况，严重影响着社会经济的可持续发展。

通过开展这次规划工作，将对我国水资源的状况重新作出评价，科学预测近期和远期需水趋势，在节水和水资源保护的基础上，对水资源进行优化配置，统筹安排水资源全面节约、有效保护、优化配置、合理开发、高效利用、综合治理和科学管理的布局和方案。

水资源综合规划的突出特点是，强调水资源量的评价、水资源有效保护、水资源优化配置以及水资源的可持续利用。

与此相关的几个重要问题是：(1)水资源量的计算及组成；(2)水资源量中，生态消耗水量、生活、生产消耗水量的计算与相互关系；(3)工业、农业、生活、牲畜以及生态等各种途径的用水量分配及相互关系问题。

弄清楚这些问题对我们进行水资源规划十分有益。

1. 水资源的概念
水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质，是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。

水资源一词虽然出现较早，随着时代进步其内涵也在不断丰富和发展。

但是水资源的概念却既简单又复杂，其复杂的内涵通常表现在：水类型繁多，具有运动性，各种水体具相互转化的特性；水的用途广泛，各种用途对其量和质均有不同的要求；水资源所包含的“量”和“质”在一定条件下可以改变；更为重要的是，水资源的开发利用受经济技术、社会和环境条件的制约。

因此，人们从不同角度的认识和体会，造成对水资源一词理解的不一致和认识的差异。

目前，关于水资源普遍认可的概念可以理解为人类长期生存、生活和生产活动中所需要的既具有数量要求和质量前提的水量，包括使用价值和经济价值。

一般认为水资源概念具有广义和狭义之分。

2. 生态用水与水资源间的关系
生态用水量与水资源量的关系并不是简单的包含和被包含关系，在水资源规划中，需要分清计算的生态用水量中哪些需要在水资源量中进行配置，哪些不需要进行配置。

从图1中可看出生态用水与水资源之间的简单关系。

图1 生态用水与水资源之间的关系示意图 城市生态环境需水量主要是指城市中生态系统中自然生态系统的需水量，定义为城市生态环境发挥正常功能的自然主体需水量，包括植被、河湖和地下水的蓄水量。

最小城市生态环境需水量是指改善或维护城市生态环境质量不至于进一步下降所需要的最低水量，包括公园、湖泊需水、风景观赏、河道需水、城市绿化和园林建设需水等等，由人工投入和天然补给共同满足。

3. 生态环境需水量计算方法
3.1 水面蒸发需水量
水面蒸发是水体水分的消耗项，无论是河湖还是河流，都必须将这部分水进行补充，才能保证在入水和出水平衡的情况下，水位保持不变，水量不至于减少或干涸。

w ·=t E W A E 水
式中：E W 水——河湖水面蒸发需水量，单位108m 3；
t A ——河湖面积，单位hm 2；
w E ——河湖水面蒸发量，单位mm/a 。

··=·t i j k A A αβγ
式中：i α——第i 种包含水面的城市绿化覆盖率，%；
j β——第j 种公共绿地在全部绿地中的比例，%；
k γ——第k 种河湖在公共绿地比例，%。

3.2 循环水量
当城市湖泊自身不能净化输入的污染物，人工换水成为一种解决办法，实质是促进水体流动起来，循环水量和次数由相关部门规划而来，模拟河湖自身换水
周期将达到最佳效果，换水实施应同清淤、疏浚结合起来，做到标本兼治。

换水的年需水量：
i ··=t W A h θ换水
式中：W 换水——河湖在换水周期下的需水量，单位108m 3；
t A ——河湖面积，单位hm 2；
θ——河湖面积在城市水面中的比例，%；
i h ——城市河湖的平均水深，mm 。

3.3 河道输水损失量
河道输水损失量，扣除河道输水期的水面蒸发量及形成或补充两岸侵润带的水景，就是河道渗漏补给地下水的水量。

公式为：
=W W W W ++河浸河损河蒸河地
式中：W 河损——河道输水损失量，108m 3；
W 河蒸——输水期的水面蒸发量，108m 3；
W 河浸——形成或补充两岸浸润带的水量，108m 3；
W 河地——河道水量补给地下水的水量，108m 3。

3.4 渗漏需水
当河流、湖泊中的水位抬高，水压加大，在地下水较低的情况下就会产生渗漏损失。

河湖、水库渗漏的经验公式为：
==W K F W K W 12渗1渗2河湖蓄；
式中：W 渗1——河湖年渗漏损失量，m 3；
F 河湖——河湖年平均蓄水水面面积，m 2；
W 渗2——河湖年渗漏损失量，m 3；
W 蓄——河湖年平均蓄水量，m 3。

K 1，K 2——经验取值或系数。

3.5 河道基流
城市河流一般流速较低，有些基本上是死水，为维持水体的流动性，必须保持一定流速；在缺水时，城市河流水位较低，反映在河道断面上有水侵润的部分在整个断面上的比例较低。

为抵消干土地面造成的“热岛效应“而需要的水面面积应占城市市区面积的1/6。

4. 水资源规划中如何配置生态用水量
4.1 生态用水量的确定
按照“保证生态系统好坏程度不同所需水量不同”来划分生态用水类型：
(1)最高生态用水，即对应的植物生长良好、生态系统良性发展；
(2)合理生态用水，即对应的植物生长较好、生态系统完整但处于一般发展状态；
(3)最低生态用水，即对应的植物生长不好、生态系统完整性较差，但能维持生态系统完整性。

另外，还可以按照“生态系统状况的参考状态”把生态用水类型划分为：
1)现状生态用水，就是以现状生态系统状况的用水为依据，也就是要维持现状生态系统的需水量。

这种计算适合于现状生态环境条件较好，希望未来开发维持目前状况。

2)天然生态用水，是假定没有人类活动时的天然状态下的生态用水。

这种计算有利于还原自然界的本来面目，有利于已经破坏了的生态环境的保护。

3)目标生态用水，是指达到生态系统某一目标状况时的用水。

这种计算有利于按照实际需要规定生态系统的控制目标，有利于生态环境科学调控与水资源合理分配。

因此，在确定生态用水量的大小时，首先需要确定生态系统维系到什么样目标？这里，与计算生态用水有关的指标有两方面：一方面，需要确定不同覆盖陆面的面积，是维持现状还是增加或减少；一方面，需要确定各种覆盖类型的用水定额，是按照合理生态用水或是按照最低或最高生态用水进行计算。

对于一般流域规划来说，建议如下：
1)由于水资源规划是对水资源的合理配置，包括对生态用水的配置，因此建议采用合理生态用水确定生态用水定额；
2)在一般生态环境质量较好的地区，未来水资源开发的基本原则是，维持现状，可以按照现状生态用水进行计算；
3)在生态环境已经遭到破坏，需要得到恢复的地区，应该按照拟订的目标生态用水进行计算；
4)在生态环境质量很好，且目前的开发程度较低的地区，未来的水资源开发可以动用一部分生态用水，也就是说未来的生态用水量小于现状生态用水量，可以按照这一目标生态用水进行计算。

4.2 从水资源量中分配生态用水量的大小
如前所述，生态用水与水资源之间有着比较复杂的关系。

下面给出一般确定通式：
设，某计算范围内的天然状态下的生态用水量为W 天，现状条件或规划水
平年时的生态用水量为W
实(可能包括天然生态用水和人工生态用水)，水资源量为W 总。

则
如果W 实>W 天，在水资源量W 总中，需要分配给生态的水量为W 实-W 天； 如果W 实<W 天，在水资源量W 总中，有W 天-W 实的生态用水量被挤占为它用。

需要进一步指出的是，这里所说的“天然状态”与天然河川径流量计算所指
的“天然状态”为同一状态。

有时，也并非是绝对的天然状态。