水资源供需平衡分析.93页PPT
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全国水资源综合规划水资源优化配置PPT课件 精品共85页
全国水资源综合规划水资源优化配置 PPT课件 精品
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈Leabharlann 。7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈Leabharlann 。7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
第五章水资源供需平衡分析
第十三页，共91页
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
1不同频率典型年的确定
首先：根据各分区的具体情况来选择控制站，以控制站的实际来水系列 进行频率计算，选择符合某一设计频率的实际典型年份，
然后：求出该典型年的来水总量。可以选择年天然径流系列或年降雨量系列 进行频率分析计算。
一、水资源供需平衡分析的目的和意义
定义：水资源供需平衡分析，是指在一定范围内(行政、经济 区域或流域)不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。
其目的是：
1、是通过可供水量和需水量的分析，弄清楚水资源总量的供需现状和存在的问题；
2、是通过不同时期不同部门的供需平衡分析，预测未来，了解水资源余缺的时 空分布；
(3)尽量不打乱供水、用水、排水系统。
第十一页，共91页
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
二、计算分区和计算时段
2计算时段的划分
区域水资源计算时段可分别采用年、季、月、旬和日，选取的时段长度要适宜， 划得太大往往会掩盖供需之间的矛盾，缺水期往往是处在时间很短的几个时段里， 因此只有把计算时段划分得合适，才能把供需矛盾揭露出来。
P m 100% n1
式中
P——供水保证率；
m——保证正常供水的年数；
n——供水总年数。
第十九页，共91页
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
四、可供水量和需水量的分析计算
2典型年法中供水保证率的概念
正常供水：通常按用户性质，能满足其需水量的90％一98％(即满足程度)，视作
正常供水。
1990
两种确定供水保证率的方法：
可供水量：可供水量是指不同水平年、不同保证率或不同频 率条件下通过工程设施可提供的符合一定标准的水量，包括区
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
1不同频率典型年的确定
首先：根据各分区的具体情况来选择控制站，以控制站的实际来水系列 进行频率计算，选择符合某一设计频率的实际典型年份，
然后：求出该典型年的来水总量。可以选择年天然径流系列或年降雨量系列 进行频率分析计算。
一、水资源供需平衡分析的目的和意义
定义：水资源供需平衡分析，是指在一定范围内(行政、经济 区域或流域)不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。
其目的是：
1、是通过可供水量和需水量的分析，弄清楚水资源总量的供需现状和存在的问题；
2、是通过不同时期不同部门的供需平衡分析，预测未来，了解水资源余缺的时 空分布；
(3)尽量不打乱供水、用水、排水系统。
第十一页，共91页
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
二、计算分区和计算时段
2计算时段的划分
区域水资源计算时段可分别采用年、季、月、旬和日，选取的时段长度要适宜， 划得太大往往会掩盖供需之间的矛盾，缺水期往往是处在时间很短的几个时段里， 因此只有把计算时段划分得合适，才能把供需矛盾揭露出来。
P m 100% n1
式中
P——供水保证率；
m——保证正常供水的年数；
n——供水总年数。
第十九页，共91页
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
四、可供水量和需水量的分析计算
2典型年法中供水保证率的概念
正常供水：通常按用户性质，能满足其需水量的90％一98％(即满足程度)，视作
正常供水。
1990
两种确定供水保证率的方法：
可供水量：可供水量是指不同水平年、不同保证率或不同频 率条件下通过工程设施可提供的符合一定标准的水量，包括区
水资源供需分析(ppt 99页)
4.2 水利工程可供水量计算
可 供
水 Qt
量
不同计算模式示意图
模式2： V调节＝200 模式3： V调节＝100
库容有限时供水过程示意
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.2 水利工程可供水量计算
中型水库
库容系数β
水量利用系数法： 利用α～β关系进行推求
小型水库
复蓄指数法:水库、塘坝年可供 水量与有效库容之比值。
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.2 水利工程可供水量计算
方法3：均衡受益原则，考虑用户重要性 Y1=120
min1D1D 1Q122D2D 2Q22
1D1D 1Q1 2
D2Q2 D2
Q1 Y区=60
D1=100 用户1
β=20 %
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.2 水利工程可供水量计算
引水工程
●引水工程：指从河道或其它地表水体能够自流取水的水利工程 ●可供水量：许可的引水量必须从年最大引水量中减去用户不用 水量，剩余部分才是引水工程可以供给的水量 ●供水能力：工程措施充分发挥作用时可提供的水量
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
W供 nV
利用 β～α关系曲线 ( 某省实际资料计算分
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.3 区域可供水量计算
系统概化
用户概化 水源划分 工程安排 系统网络图
基于模拟的可供水量计算
基于优化的可供水量计算
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.3 区域可供水量计算
W可供 npAW
W可供—某一水平年某一来水频率引水工程的可供水量；np —某一来水频率引水 的供水系数； A—引水工程的灌溉面积；W—某一来水频率毛灌溉定额
可 供
水 Qt
量
不同计算模式示意图
模式2： V调节＝200 模式3： V调节＝100
库容有限时供水过程示意
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4.2 水利工程可供水量计算
中型水库
库容系数β
水量利用系数法： 利用α～β关系进行推求
小型水库
复蓄指数法:水库、塘坝年可供 水量与有效库容之比值。
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4.2 水利工程可供水量计算
方法3：均衡受益原则，考虑用户重要性 Y1=120
min1D1D 1Q122D2D 2Q22
1D1D 1Q1 2
D2Q2 D2
Q1 Y区=60
D1=100 用户1
β=20 %
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4.2 水利工程可供水量计算
引水工程
●引水工程：指从河道或其它地表水体能够自流取水的水利工程 ●可供水量：许可的引水量必须从年最大引水量中减去用户不用 水量，剩余部分才是引水工程可以供给的水量 ●供水能力：工程措施充分发挥作用时可提供的水量
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
W供 nV
利用 β～α关系曲线 ( 某省实际资料计算分
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.3 区域可供水量计算
系统概化
用户概化 水源划分 工程安排 系统网络图
基于模拟的可供水量计算
基于优化的可供水量计算
河海大学水文及水资源学院 城市水资源利用与管理
4.3 区域可供水量计算
W可供 npAW
W可供—某一水平年某一来水频率引水工程的可供水量；np —某一来水频率引水 的供水系数； A—引水工程的灌溉面积；W—某一来水频率毛灌溉定额
第五章水资源供需平衡分析
典型年法 又称代表年法，是指对某一范围的水资源供需关系， 按照雨情、水情的历史系列资料，只进行典型年份平 衡分析计算的方法。 优点：可以克服资料不全及计算工作量太大的问题。 系列法 要按照雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供需平 衡分析计算
5.2水资源供需平衡分析的典型年法
K值
P=50% 1.057 0.985 1.057 1.057 0.985 0.908 1.187 0.998 0.767 P=75% 0.944 0.822 0.944 0.944 0.822 0.822 0.980 0.811 0.706
(3)小型水库和圹坝
数量大，但缺乏实测资料，一般可根据典型工程调查分析计算其水 量利用系数或调节系数，然后推求可供水量。
0 87.05 15.15
b.多年调节水库
多年调节水库可供水量的计算一般有长系列法和数理 统计法两种。 长系列法直观易懂，但工作量大，在系列年限很短的 情况下，计算求得的保证率可靠性差，一般具有 30~50年的系列采用长系列法较好。 由于我国水库系列年限不长，为减少计算工作量，一 般采用简化数理统计法。
天然来水量多余或不 足水量
多余 不足
1.32 5.26 14.47 18.15 22.36 13.15 18.41 27.61 31.56 53.92 185.42 15.15
弃水量
可供水 量
24.99 24.99 24.99 24.99 24.99 39.45 39.45 39.45 39.45 78.90 78.90 52.60
水库兴利调节示意图
引水工程可供 水量的计算
从计算区以外，通过天 然或人工河道自流引入 的那部分客水。
第5章 水资源供需平衡分析讲解
在牵涉到上、下游分水和跨地区跨流域调水 时，更要注意大、小区域的结合。 (3)综合利用和保护相结合
水资源是具有多种用途的资源，其开发利用 应做到综合考虑，尽量做到一水多用，妥善处理 避免污染。
第5章 水资源供需平衡分析
三、方法 1、系列法
按雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供 需平衡分析计算； 2、典型年法(或称代表年法)
对于降雨的年内分配，一般是挑选年降雨量 接近典型年的实际资料进行缩放分配。
2．典型年来水量的分布 按实际典型年的来水量进行分配，但地区内
降雨、径流的时空分配受所选择典型年所支配， 具有一定的偶然性，故为了克服这种偶然性，通 常选用频率相近的若干个实际年份进行分析计算， 并从中选出对供需平衡偏于不利的情况进行分配。
根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进 行分析计算，而不必逐年计算。 3、动态模拟法：属系列法的一种。
第5章 水资源供需平衡分析
1. 系列法 • 选择代表性的系列，进行逐年供需分析。 • 系列法要求资料多，工作量大，适用于大区域、
重要地区的供需平衡分析。 • 通过对长系列调节计算结果的统计分析，可以得
到不同来水频率下的各分区各部门的余缺水量。
第5章 水资源供需平衡分析
2. 典型年法 • 选择代表性的系列，根据降水频率，选取典型年
进行供需分析。 • 一般地，平水年频率P=50%，枯水年（偏旱年）
频率P=75%；特枯水年（干旱年）频率P=90%或 P=95%。 • 北方干旱地区，一般要做平水年（P=50%）、偏 旱年（P=75%）二个典型年的供需分析。 • 南方湿润地区，则做平水年（P=50%）、偏旱年 （P=75%）、干旱年（P=95%）三个典型年的供需 分析。
（2）南方湿润地区，降雨较多，缺水既与降雨有 关，又与用水季节径流调节分配有关，故可以有 多种的系列选择。
水资源是具有多种用途的资源，其开发利用 应做到综合考虑，尽量做到一水多用，妥善处理 避免污染。
第5章 水资源供需平衡分析
三、方法 1、系列法
按雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供 需平衡分析计算； 2、典型年法(或称代表年法)
对于降雨的年内分配，一般是挑选年降雨量 接近典型年的实际资料进行缩放分配。
2．典型年来水量的分布 按实际典型年的来水量进行分配，但地区内
降雨、径流的时空分配受所选择典型年所支配， 具有一定的偶然性，故为了克服这种偶然性，通 常选用频率相近的若干个实际年份进行分析计算， 并从中选出对供需平衡偏于不利的情况进行分配。
根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进 行分析计算，而不必逐年计算。 3、动态模拟法：属系列法的一种。
第5章 水资源供需平衡分析
1. 系列法 • 选择代表性的系列，进行逐年供需分析。 • 系列法要求资料多，工作量大，适用于大区域、
重要地区的供需平衡分析。 • 通过对长系列调节计算结果的统计分析，可以得
到不同来水频率下的各分区各部门的余缺水量。
第5章 水资源供需平衡分析
2. 典型年法 • 选择代表性的系列，根据降水频率，选取典型年
进行供需分析。 • 一般地，平水年频率P=50%，枯水年（偏旱年）
频率P=75%；特枯水年（干旱年）频率P=90%或 P=95%。 • 北方干旱地区，一般要做平水年（P=50%）、偏 旱年（P=75%）二个典型年的供需分析。 • 南方湿润地区，则做平水年（P=50%）、偏旱年 （P=75%）、干旱年（P=95%）三个典型年的供需 分析。
（2）南方湿润地区，降雨较多，缺水既与降雨有 关，又与用水季节径流调节分配有关，故可以有 多种的系列选择。
水资源供需平衡分析课件
最高的是我国南方 海南三亚，人均日
生活用水量高达 522 L/人.d），而 最低的是我国北方 的内蒙额尔古纳， 人均日生活用水量
仅为20.55 L/ 人.d），两者相差
达25倍之多。
水资源供需平衡分析
2、水资源供需平衡分析的典型 年法
（3）农业用水 农业灌溉用水
M 净 m
M毛
M净
水
农业的其他用水
典型年的选择 我国规范规定：平水年频率P=50%，
一般枯水年频率P=75% 特别枯水年频率P=90%或P=95%
水资源供需平衡分析
2、水资源供需平衡分析的典型年法
计算分区和计算时段
区域划分原则
1、尽量按流域、水系划分，对地下水开采区应尽量按同一水文地质
单元划分，这样便于算清水帐。
2、尽量照顾行政区划的完整性。
供水方案比较
水资源供需平衡分析
水资源供需平衡分析
水资源供需平衡分析
2、水资源供需平衡分析的典型年法
地表水
可供水量
地下水
水 库 供
河 道 引
河 道 提
湖 泊 坑 塘
污外 水流 再域
水 水 水 引 生调
水 回水
或 提
用
水
潜 水
浅 层
渗 层
承承
压压
水水
水资源供需平衡分析
2、水资源供需平衡分析的典型年法
需水量
河道外用水
城市用水 工生环 业活境 用用用 水水水
应根据模拟计算结果，把水资源供需平衡整理成能满足不同需要的 成果。对不同的方案，一般都要分析如下几方面的内容：
① 若干个阶段(水平年)的可供水量和需水量的平衡情况； ② 一个系列逐年的水资源供需平衡情况； ③ 开源、节流措施的方案规划和数量分析； ④ 各部门的用水保证率及其他评价指标等。
第八章 水资源开发利用与供需平衡分析
地下水库开发模式 傍河取水开发模式 井渠结合开发模式 排供结合开发模式 引泉模式
第二节 地下水取水构筑物分类
取水构筑物
1.管 井 2.大口井 3.复合井 4.辐射井
5.渗 渠
6.坎儿井
管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成，见图6-3。当有几 个含水层且各层水头相差不大时，可用多层过滤器管井，见图6-3（b）。
土坝
坝体： 维持土坝的稳定。 防渗设备：减小坝体和坝基的渗透水量，要求用
透水性小的土料或其他不透水材料筑成。
排水设备：尽量排出已渗入坝身的渗水，增强背水坡
的稳定，可采用透水性大的材料，如砂、 砾石、卵石和块石等。
护坡： 防止波浪、冰凌、温度变化、雨水径流等
的破坏，一般采用块石护坡。
2．泄水建筑物
分类：
按其转轴的立卧
卧式离心泵和立式离心泵
其轴上叶轮数目多少 单级和多级
水流进入叶轮的方式 单侧进水和双侧进水
1－滤网和底阀；2－进水管；3－90°弯头；4—偏心异径接头；5－真空表；6－离心泵；7－压力表； 8－渐扩接头；9－逆止阀；10－阀门；11－出水管；12－45°弯头；13－拍门；14－平衡锤
※组成：由拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸及防洪 堤等建筑物组成
某有坝渠首工程平面布置示意图
3．提水引水
河 流
溢流坝 冲 沙
引 渠
闸
进 水 闸
就是利用机电提水设备（水 泵）等，将水位较低水体中 的水提到较高处，满足引水 需要。
正面引水、侧面排沙工程示意图
地下水资源的开发利用途径及 工程
第一节 地下水资源的开发利用途径
正是由于地下水具有种种用途，20世纪70年代以来，我国通过各种地 下水工程，进行地下水的大量开采利用,进而引发一系列的环境问题。
第二节 地下水取水构筑物分类
取水构筑物
1.管 井 2.大口井 3.复合井 4.辐射井
5.渗 渠
6.坎儿井
管井主要由井室、井壁管、过滤器及沉砂管构成，见图6-3。当有几 个含水层且各层水头相差不大时，可用多层过滤器管井，见图6-3（b）。
土坝
坝体： 维持土坝的稳定。 防渗设备：减小坝体和坝基的渗透水量，要求用
透水性小的土料或其他不透水材料筑成。
排水设备：尽量排出已渗入坝身的渗水，增强背水坡
的稳定，可采用透水性大的材料，如砂、 砾石、卵石和块石等。
护坡： 防止波浪、冰凌、温度变化、雨水径流等
的破坏，一般采用块石护坡。
2．泄水建筑物
分类：
按其转轴的立卧
卧式离心泵和立式离心泵
其轴上叶轮数目多少 单级和多级
水流进入叶轮的方式 单侧进水和双侧进水
1－滤网和底阀；2－进水管；3－90°弯头；4—偏心异径接头；5－真空表；6－离心泵；7－压力表； 8－渐扩接头；9－逆止阀；10－阀门；11－出水管；12－45°弯头；13－拍门；14－平衡锤
※组成：由拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸及防洪 堤等建筑物组成
某有坝渠首工程平面布置示意图
3．提水引水
河 流
溢流坝 冲 沙
引 渠
闸
进 水 闸
就是利用机电提水设备（水 泵）等，将水位较低水体中 的水提到较高处，满足引水 需要。
正面引水、侧面排沙工程示意图
地下水资源的开发利用途径及 工程
第一节 地下水资源的开发利用途径
正是由于地下水具有种种用途，20世纪70年代以来，我国通过各种地 下水工程，进行地下水的大量开采利用,进而引发一系列的环境问题。
水资源供需平衡分析
南方湿润地区，降雨较多，缺水既与降雨有关，又与用水季节径流调节 分配有关，故可以有多种的系列选择。
可编辑版
14
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
2．典型年来水量的分布
常采用的一种方法是按实际典型年的来水量进行分配，但地区内降雨、 径流的时空分配受所选择典型年所支配，具有一定的偶然性，故为了克 服这种偶然性，
通常选用频率相近的若干个实际年份进行分析计算，并从中选出对供 需平衡偏于不利的情况进行分配。
可编辑版
15
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
3水平年
水资源供需分析是要弄清研究区域现状和未来的几个阶段的水资源供 需状况，这几个阶段的水资源供需状况与区域的国民经济和社会发展有 密切关系，并应与该区域的可持续发展的总目标相协调。
据中国工程院《中国可持续发展水资源战略研究综合报告》(2000)分 析估计，全国按目前的正常需要和不超采地下水条件下，缺水总量约为 300×108～400×108m3。
总体上，因缺水造成的经济损失超过洪涝灾害。 据有关专家预测，我国用水高峰将在2030年前后出现，用水总量为 7000×108～8000×108m3。经分析，全国实际可利用的水资源量约为 8000X108 m3—9500×108 m3，可见需水量已接近可能利用水量的极限。
度)，视作正常供水。
1990
两种确定供水保证率的方法：
(1)上述的在今后多年供水过程中有保证年数占总供水年数的百分数。
今后多年是一个计算系列，在这个系列中，不管那一个年份，只要有保
证的年数足够，就可以达到所需保证率。
2005
(2)规定某一个年份(例如2000年这个水平年)，这一年的来水可以是各
可编辑版
14
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
2．典型年来水量的分布
常采用的一种方法是按实际典型年的来水量进行分配，但地区内降雨、 径流的时空分配受所选择典型年所支配，具有一定的偶然性，故为了克 服这种偶然性，
通常选用频率相近的若干个实际年份进行分析计算，并从中选出对供 需平衡偏于不利的情况进行分配。
可编辑版
15
第二节水资源供需平衡分析的典型年法
三、典型年和水平年的确定
3水平年
水资源供需分析是要弄清研究区域现状和未来的几个阶段的水资源供 需状况，这几个阶段的水资源供需状况与区域的国民经济和社会发展有 密切关系，并应与该区域的可持续发展的总目标相协调。
据中国工程院《中国可持续发展水资源战略研究综合报告》(2000)分 析估计，全国按目前的正常需要和不超采地下水条件下，缺水总量约为 300×108～400×108m3。
总体上，因缺水造成的经济损失超过洪涝灾害。 据有关专家预测，我国用水高峰将在2030年前后出现，用水总量为 7000×108～8000×108m3。经分析，全国实际可利用的水资源量约为 8000X108 m3—9500×108 m3，可见需水量已接近可能利用水量的极限。
度)，视作正常供水。
1990
两种确定供水保证率的方法：
(1)上述的在今后多年供水过程中有保证年数占总供水年数的百分数。
今后多年是一个计算系列，在这个系列中，不管那一个年份，只要有保
证的年数足够，就可以达到所需保证率。
2005
(2)规定某一个年份(例如2000年这个水平年)，这一年的来水可以是各