第七章.水资源可供水量计算与需水量预测

可供水量的意义和目的
从区域水资源分析的内容和目的来看，引进的可供水 量概念要满足如下要求：
能在区域水资源分析计算中，反映出水资源的余缺程度。 有别于工程的实际供水量和工程的最大供水能力。 工程的弃水和不能为用户所利用的水量都不能作为工程可
能提供的水量。
能适应现状、近期和远景各种不同水平年的供需分析。 能适应全国范围以及不同的计算方法
统计分析法 规划估算法
Wt＝0.365P0 1 M i
n
工业用水分类
工业用水指：工、矿企业在生产过程中，用于制造、加 工、冷却、空调、净化、锅炉及其它工业生产中的用水 量和厂内职工生活用水量。
冷却用水 工 业 用 水 生产用水 空调用水 工艺（产品）用水 生活用水
按工业用水过程分类
按生活：工业：农业＝4：2：1分析，取α1＝1，α2＝2计 算之：Q1＝27.7m3/s，Q2＝127.7m3/s
3、提水工程
提水工程包括地表水提水工程和地下地下水提水工程。
1. 从河道提水
主要取决于提水设备能力和用户需水要求，也受指定保证
率下河道的来水情况、最低枯水位、下游河道的水流要求 等因素制约。
全年最大可供水量：W供 q(t )dt
t
q(t ) min Q上 Q下 , Q设备 , D
式中：Q上、Q下—河道上游来水量和下游要求下泄水量；
Q设—提水设备能力；D—用户需水量。
2. 从地下提水
主要取决于地下水补给量、地下水开采井的设备能力限制 。
地下水多年平均可供水量的控制极限一般为多年平均综合 补给量。也可用提水工程抽取流量的大小与开机时间相乘 。
要求的可引水量；Yi—工程提水能力；一般情况下， 地
表水的可引水量应小于等于地表水可利用量。
2. 地下水可供水量
可供水量的计算通式： W地下可供 = Σ min(Gi, Wi)
式中：W地下可供—引水工程可供水量；Gi—i时段机井提水
能力；Wi—地下水可开采量；一般情况下， 地表水的可
引水量应小于等于地表水可利用量。
3）大型水库可供水量的计算
方法一：年调节水库（按月计算）
W入表示水库月来水量，W0表示时段初水库蓄水量，M表示月需
水量，ΔV表示时段内水库蓄水变化量。 （1）W入+W0 ≥M时，W可供水 = M （2）W入+W0 <M时，W可供水 = W入+W0 方法二：多年调节水库
2. 引水工程可供水量
3. 其他水源的可供水量
4. 总可供水量：包括地表水、浅层地下水、其他 水源可供水量。
（二）按供水工程
1. 蓄水工程可供水量
1）塘坝工程可供水量的计算 方法一：W塘= KV有效 方法二：W塘= 0.667 Te 方法三：W塘= 0.667 F C P
2）中小型水库可供水量的计算
方法一：Wp= a W 方法二：W年= KV
30～ 45
30 ～ 45
生活用水量计算
生活用水量计算分农村（农村居民、农村畜牧业）、城 市居民。其统一公式为：
W 0.365 Pi mi
i 1
n
式中：P：是城市居民人数、农村居民人数，某种家畜头 数。m：是对应的用水定额（L/日.人，或L/日.头）。
生活用水量预测
以现状人数、家畜头数为基数，由人口增长率、家畜增长 率，以及未来用水定额的提高。来计算用水量。
需水量（取用水量）：Vf＝107 冷却水循环量：Vcd＝100 冷却用水量：Vct＝107＋100＝207 排水量：Vd＝100 重复用水量：Vr＝100 总用水量：Vt＝Vf＋Vr＝107＋100 ＝207 冷却水循环率：rc＝100/107 重复利用率：r＝100/207
用水条件。不同年的用水特性（用水结构、分布、性质、要
求、规模等）、合理用水节约用水情况等，所算出的可供水 量是不同的。另外用水条件之间也常相互影响，如河道的冲 淤、河道内的生态环境用水等都可能直接影响河道外工业、 农业、城市生活的可供水量；河道上游的用水要求也可能影 响下游的可供水量，等等。
水质条件。不同年的水源泥沙和污染程度等情况，会影响所
提供的可供水量大小。高矿化度地下永，未经改良和处理， 不能供工农业生产使用，更不能供城乡人畜生活饮用。
三. 可供水量计算方法
可供水量常按照供水水源和供水工程类型划分计算。
（一）按供水水源
1. 地表水可供水量
可供水量的计算通式： W地表可供 = Σ min(Qi, Yi)
式中：W地表可供—引水工程可供水量；Qi—i时段满足水质
工业蒸汽 工人淋浴
m3/立方米
m3/吨 升/人· 班
1.4
1.3 80
大牲畜（升/头· 日） 乳 牛 成 牛 马 驴
小牲畜 散养（升/只· 日） 集中养殖（升/只· 日）
猪(头）
5～10
羊 5～ 7.5
鸡 0.2～ 0.3
猪(头) 15～ 25
羊
8～10
鸡 0.4～ 0.6
50 ～ 100
30 ～ 45
如图1所示，在丰水年份，供水能力较大，而需水量很小 ，故有弃水，可供水量决定于需水量，在枯水年份（图右 侧）需水量较大 ，但供水能力小， 可供水量决定于 供水能力，小于 需水量。
因此，可供水量与水资源利用量是两个不同 的概念。通常情况下，实际供水能力同水资 源的丰、平、枯水量在时间分配上存在矛盾 ，因而大大降低了水资源的利用水平，所以 ，可供水量总是不大于可利用量。
小城市
升/人· 日
165～195
110～130
行业名称
用水情况 大专院校教职员工 大专院校住宿生 大专院校非住宿生
定额单位 升/人· 日 升/人· 日 升/人· 日 升/人· 日 升/人· 日
用水定额 120/80 120 50 80 20
备 注 有浴池/无 浴池
通用
中小学住宿生 中小学非住宿生
锅炉软化水
ຫໍສະໝຸດ Baidu
（三）水利系统可供水量的计算 （四）地区可供水量预测
第二节 需水量计算与预测
一. 需水量计算项目
需水量可分为：河道内用水和河道外用水。 图7-2表示需水量计算项目汇总。
二. 各种需水量的影响因素
1、生活用水；2、农业用水；3工业用水 4、服务业；5、生态用水
三.需水预测的内容 通常，按照水的用途将需水分为： 1、生活需水 2、生产需水 经济社会需水
回归水β＝20%
区间入流I＝60
用户2 需水D2＝200
（1）属地优先权原则 先尽量满足上游用户，再满足下游用户 计算之：Q1＝90m3/s，Q2＝78m3/s
（2）均衡受益原则
水资源紧缺，两用户均衡受益，供水量与需水量之比相等 （缺水量与供水量之比相等，意思一样）。 Q2 120 1 20% Q1 60 30
可供水量必须是通过供水工程为用户提供的。供水工程包
括地表水源供水工程、地下水源供水工程和其它水源供水 工程。有时也包括临时供水工程。供水工程包括：蓄、引 、提、调水工程及临时工程。 没有通过供水工程设施直接被用户利用的水量，如农作物 利用的天然降水量、农作物根系吸收的包气带土壤水分和 地下水，都不能算作可供水量。
第七章 水资源可供水量计 算与需水量预测
主要内容
第一节 可供水量计算 第二节 需水量计算与预测
2
第一节
可供水量计算
一、可供水量的定义及其内涵
1. 可供水量概念
（1）概念
可供水量是指在不同水平年、不同保证率的情况下，考 虑需水要求，供水工程设施可能提供的水量。
也可以定义为：在给定的来水条件下，考虑供水对象的需 水要求，通过水利工程可以提供的水量。
（2）可供水量的特点与要求
可供水量是某种计算条件下的供水工程设施所能提供的 水量。它不是供水工程最大供水量，也不是实际供水量， 是最大供水能力中能被用水用户利用的那部分。有别于工 程的实际供水量和工程的供水能力。
工程的弃水量和不能为用户所利用的水量都不能作为工程可
能提供的水量。
举例：农业灌溉，在非灌溉期的那部分引水量是毫无用处， 因此，可供水量必须从年最大可引水量中减去用户不用水的 量。 不同的水平年反映出水资源的开发利用程度，表现在供水工
t 1
二用户情况
有一河流引水工程向两个用户供水，河道下泄量要求 30m3/s ，引水工程供水能力不受限制。其它情况见图， 流量按年计算。试计算该工程可供水量。
分析引水工程的可供 水量，有三种情况： 1）属地优先权原则 2）均衡受益原则 3）重要性原则
来水Y＝120 用户1 需水D1＝100
5 130 50 50
12
6 140 90 70
7 150 60 60
8 150 70 70
9 130 75 70
10 115 60 55
11 100 50 40
12 90 80 30
来水Yup 110 65 50
求解：
Wk 30 24 3600 min Dt , 70, Yupt 60
一般按典型 年逐月计算。 引水工程可供水量的大小与河道天然来水量、下游河道过
水流量要求、引水工程过水能力、用户的用水要求有关。
Wk min D, Qmax , Yup Ydown
式中：Wk—引水工程可供水量；D—用户需水量； Qmax—引水工程供水能力；Yup—河道来水量；Ydonw—河 道下游要求水量。
二. 影响可供水量的因素
供水工程条件。受季风气候和大陆性气候影响，我国天然水 资源年际、年内变化大，与用水需求的变化不一致，需要修
建各类供水工程调节水资源的时空分布，或远处引水等。现
有工程参数的变化，不同的调节运用方式以及不同发展时期 新增工程设施等情况，都会算出不同的可供水量。 来水条件。不同年的来水变化，以及年内的时空变化，所算 出的可供水量不同。
Q1 Q2 100 200
计算之：Q1＝53.6m3/s，Q2＝107.1m3/s
（3）重要性原则 水资源紧缺，根据两用户需水重要性来考虑，重要性可用 权重表示。注意这里只能用缺水量与需水量之比表示了。
Q2 120 1 20% Q1 60 30 100 Q1 200 Q2 2 1 100 200
总用水Vt：指工业企业在生产过程中所需要的全部水
量。
取用水Vf（补充水）：工业企业取用水量的水源的总
取水量。
排放水Vd：经工业企业使用后，向外排放的水量。 耗用水Vco：工业企业生产过程中耗用的水量。 重复用水Vr ：工业生产过程中，二次或二次以上的用
水。
2 冷 却 塔 100 107 15C 5 冷却用水 202 102 100 15C
3、生态需水
四.需水量预测方法简介
水资源总需要量方程式：TD = LD + PD + ED
1、趋势外延法 2、回归分析法 3、时间序列法 4、定额法 5、人工神经网络法 6、灰色预测法
五. 各类需水量的预测要求及计算方法
水资源总需要量方程式：TD = LD + PD + ED
生活用水标准
居民区生活用水标准
程上则为供水工程的组成、工程管理水平及其状况等。在计
算可供水量时，要分析现状、近期、远景发展水平的情况。 可供水量可用于近、中、远期不同规划水平年水资源的供需
分析中，可以反映不同水平年水资源的余缺程度。
不同保证率是指丰、平、枯等不同来水情况，同时也间接
地表示了供水工程对用户的保证程度。同一工程在不同 保证率下所提供的水量是不同的。
有一河流引水工程向某地区供水，引水工程供水能力 Qmax＝70m3/s，河道下泄要求Ydown=60 m3/s ，河道上游 来水量和用户用水量见下表，试计算该工程可供水量。
河道来水量与用户用水量过程，单位：m3/s
月份 需水Dt
求解
1
2 110 80 50
3 110 50 50
4 120 70 60
城市生活用水标准：100－200L/（人.日） 农村生活用水标准：60－80L/（人.日）
工业职工生活用水标准
公共建筑用水标准
市政用水标准
牲畜用水标准
城市性质
特大城市 大城市 中等城市
定额单位
升/人· 日 升/人· 日 升/人· 日
用水定额 其中居民用水定额
180～234 176～221 165～208 110～130 110～130 110～130