水资源预测及优化配置课程设计

某县需水预测及优化配置1 基本情况1.1 社会经济根据资料统计，截止 2010 年，该县总人口为 53.59 万人，其中城镇人口9.72 万人，农村人口 43.87 万人，城镇化率 18%。农田有效灌溉面积 10.41 万亩，畜牧养殖大牲口 175200 头，小牲口 162400 头。工业生产总值 35200 万元，该县现辖新宁镇、平子镇、早胜镇、长庆桥镇、和盛镇、新庄镇、湘乐镇、盘克镇、米桥乡、良平乡、中村乡、焦村乡、太昌乡、春荣乡、金村乡、九岘乡、南义乡、瓦斜乡 18 个乡镇。2010 年该县各乡（镇）社会经济情况见表 1-1表 1-1 2010 年县各乡（镇）社会经济情况人口(人)县名农村人口 城镇人口农田有效灌溉面积(万亩)新宁镇 16984 38138 6803平子镇 33291 1015 5234早胜镇 36448 4311 4492长庆桥镇 7514 10852 5530和盛镇 32184 5744 7907湘乐镇 20275 3843 14224焦村乡 39586 6359 12994新庄镇 32085 3555 10349盘克镇 36120 4314 3228米桥乡 22141 1735 2174良平乡 25503 49 3066九砚乡 8077 2663 1126春荣乡 42926 2347 6665太昌乡 14016 3585 7275南义乡 18435 1354 3695瓦斜乡 11517 1436 1780中村乡 34444 5326 6794金村乡 7154 574 764全 县 438700 97200 1041001.2 规划水平年本次规划以 2010 年为现状年、以 2015 年、2020 年分别为近期、中期规划水平年，2030 年为远景展望年。1.3 当地经济社会发展指标1.3.1 人口发展指标人口指标包括总人口、城镇人口和农村人口。考虑国家对人口的控制目标及区域现状人口的增长情况和各地区的差异，某县现状年（2010 年）人口采用某县国民经济统计资料（2010 年） 中的人口指标，对各规划水平年采用指标法进行预测。城镇化率预测，是结合区内各县制定的城镇化发展战略与规划，充分考虑水资源条件对城镇发展的支撑能力，城镇人口采用城镇化率（城镇人口占全部人口的比率）方法进行预测。根据某县现状人口并结合以上的预测方法，各水平年的人口增长情况及城镇化率见下表所示：某县各乡镇人口发展指标见表 1-2。表 1-2 某县各乡镇人口发展指标表项目乡镇 水平年总人口(人)城镇人口(人)农村人口(人)城镇化率(%)总人口增长率()2010 55122 38138 16984 692015 5.22020 5.21新宁镇2030 52010 34306 1015 33291 32015 5.22020 5.21平子镇2030 52010 40759 4311 36448 112015 35 5.22020 40 5.21早胜镇2030 50 52010 18366 10852 7514 592015 35 5.22020 40 5.21长庆桥镇2030 50 52010 37928 5744 32184 152015 35 5.22020 40 5.21和盛镇2030 50 52010 24118 3843 20275 162015 35 5.22020 40 5.21湘乐镇2030 50 52010 45945 6359 39586 142015 35 5.22020 40 5.21焦村乡2030 50 52010 35640 3555 32085 102015 35 5.22020 40 5.21新庄镇2030 50 52010 40434 4314 36120 112015 35 5.22020 40 5.21盘克镇2030 50 5续表 1-2 某县各乡镇人口发展指标表项目乡镇 水平年总人口(人)城镇人口(人)农村人口(人)城镇化率(%)总人口增长率()2010 23876 1735 22141 72015 35 5.22020 40 5.21米桥乡2030 50 52010 25552 49 25503 02015 35 5.22020 40 5.21良平乡2030 50 52010 10740 2663 8077 252015 35 5.22020 40 5.21九砚乡2030 50 52010 45273 2347 42926 52015 35 5.22020 40 5.21春荣乡2030 50 52010 17601 3585 14016 202015 35 5.22020 40 5.21太昌乡2030 50 52010 19789 1354 18435 72015 35 5.22020 40 5.21南义乡2030 50 52010 12953 1436 11517 112015 35 5.22020 40 5.21瓦斜乡2030 50 52010 39770 5326 34444 132015 35 5.22020 40 5.21中村乡2030 50 52010 7728 574 7154 72015 35 5.22020 40 5.21金村乡2030 50 52010 535900 97200 438700 182015 35 5.22020 40 5.21合计2030 50 51.3.2 工业发展指标根据某县“十一五”发展规划，规划某县发展四个工业园区，分别为长庆桥经济示范园区、某县和盛工业聚集区、县城工业区、早胜工业区，实现区域经济繁荣、人民生活富足殷实。预计 2010-2015 年年均增长率为 10%；2016-2020 年年均增长率分别为 11%； 2021-2030 年年均增长率分别为 12%。某县各乡镇工业发展指标见表 1-3。1.3 农业发展指标根据某县国土资源情况和水资源条件，结合人口增长，在保证粮食自给、区域平衡的前提下，严格控制现有耕地面积、调整种植结构、提高粮食单产，发展高效农业。某县各乡镇农业发展指标见表 1-4。2.1 供需平衡分析和水资源优化配置根据可供水量和需水量，根据地表水和地下水的费用根据相应原则加以配置，利用线性规划的方法以供水区缺水量最小和效益最大化为目标，对有限的水资源加以合理的配置。表 1-3 各乡镇工业发展指标项目乡镇 水平年 一般工业(万元)增长率%2010 36222015 102020 11新宁镇2030 122010 10532015 102020 11平子镇2030 122010 24572015 102020 11早胜镇2030 122010 29062015 102020 11长庆桥镇2030 122010 26912015 102020 11和盛镇2030 122010 20842015 102020 11湘乐镇2030 122010 27182015 102020 11焦村乡2030 122010 21412015 102020 11新庄镇2030 122010 24762015 102020 11盘克镇2030 12续表 1-3 各乡镇工业发展指标项目乡镇 水平年 一般工业(万元) 增长率（% ）2010 15682015 102020 11米桥乡2030 122010 4052015 102020 11良平乡2030 122010 18782015 102020 11九砚乡2030 122010 16742015 102020 11春荣乡2030 122010 21562015 102020 11太昌乡2030 122010 11002015 102020 11南义乡2030 122010 12512015 102020 11瓦斜乡2030 122010 25122015 102020 11中村乡2030 122010 5082015 102020 11金村乡2030 122010 352002015 102020 11合计2030 12表 1-4 某县各乡镇农业发展指标预测表项目乡镇 水平年灌溉面积(亩)大牲畜(头)增长率(%)小牲畜(头)增长率(%)2010 6803 5754 60082015 2.82 2.832020 5.39 6.03新宁镇2030 0.81 0.962010 5234 8372 68932015 2.82 2.832020 5.39 6.03平子镇2030 0.81 0.962010 4492 12753 113312015 2.82 2.832020 5.39 6.03早胜镇2030 0.81 0.962010 5530 6023 46722015 2.82 2.832020 5.39 6.03长庆桥镇2030 0.81 0.962010 7907 13135 120522015 2.82 2.832020 5.39 6.03和盛镇2030 0.81 0.962010 14224 10795 109992015 2.82 2.832020 5.39 6.03湘乐镇2030 0.81 0.962010 12994 13956 127402015 2.82 2.832020 5.39 6.03焦村乡2030 0.81 0.962010 10349 14489 147772015 2.82 2.832020 5.39 6.03新庄镇2030 0.81 0.962010 3228 13184 135012015 2.82 2.832020 5.39 6.03盘克镇2030 0.81 0.96续表 1-4 某县各乡镇农业发展指标预测表项目乡镇 水平年灌溉面积(亩)大牲畜(头)增长率(%)小牲畜(头)增长率(%)2010 2174 5482 44532015 2.82 2.832020 5.39 6.03米桥乡2030 0.81 0.962010 3066 6298 62152015 2.82 2.832020 5.39 6.03良平乡2030 0.81 0.962010 1126 8531 71012015 2.82 2.832020 5.39 6.03九砚乡2030 0.81 0.962010 6665 13843 140512015 2.82 2.832020 5.39 6.03春荣乡2030 0.81 0.962010 7275 4812 35402015 2.82 2.832020 5.39 6.03太昌乡2030 0.81 0.962010 3695 6169 62942015 2.82 2.832020 5.39 6.03南义乡2030 0.81 0.962010 1780 4931 52052015 2.82 2.832020 5.39 6.03瓦斜乡2030 0.81 0.962010 6794 16063 131352015 2.82 2.832020 5.39 6.03中村乡2030 0.81 0.962010 764 10610 94332015 2.82 2.832020 5.39 6.03金村乡2030 0.81 0.962010 104100 175200 162400 2015 2.82 2.832020 5.39 6.03合计2030 0.81 0.96续表 1-5 各水平年生活用水定额取值范围城镇人口 农村人口水平年用水定（L/人天） 用水定（L/人天）2010 65-75 35-452015 80-90 45-552020 90-100 50-602030 100-110 60-70续表 1-6 各水平年农业需水量预测成果表农业灌溉 大牲畜 小牲畜水平年定额（m 3/亩） 定额（L/头 天） 定额（L/头天）2010 200-310 25-35 5-72015 200-210 30-40 6-82020 140-160 30-40 7-92030 140-160 35-45 8-10续表 1-7 各水平年工业需水量预测成果表工业水平年定额（ m3/万元）2010 602015 402020 25-352030 20续表 1-8 单位立方的水的费用年份 地表水费用（元/方） 地下水费用（元/方）2010 0.8 1.02015 1.2 1.52020 1.8 2.32030 2.4 2.8续表 1-9 可供水量表年份 地表水可供水量（方） 地下水可供水量（方）2010 2299.025 1375.4852015 2101.754 1526.9822020 2094.461 1763.582030 1989.121 2160.131定额的选取：任意取一个值 在范围内生活用水和牲畜的用水定额 总的趋势是逐步增加 农田灌溉和工业的用水定额总的是逐步减小（由于采取新的技术）说明：工业需水定额 2020 年 取值范围为 25-35封面自己设计 要求统一一致计算方法：需水预测1、工业用水趋势法：用历年工业用水增长率来推算将来工业用水量。公式： nidS)1(0式中： 预测的某一水平年工业需水量；i预测起始年份工业用水量；0d工业用水年平均增长率；n从起始年份至预测某一水平年份所间隔时间(年) 。用趋势法预测关键是对未来用水量增长率的准确确定，需要找出与增长率紧密相联的因素，充分分析过去实际结构，合理确定未来不同水平年的平均用水增长率。需要相当长的一个时段和具有准确度较高的用水量数值资料。相关法：工业用水的统计参数与工业产值有一定的相关关系。把产值作为横轴，描绘上实际值，进行回归分析。1).用工业用水增长率和工业产值增长率相关关系推算工业发展用水。2).用工业产值与万元产值用水量的相关关系推求工业发展用水。一般给出用水定额。普遍应用相关法一般方程： bxaylogl2、农业用水公式： iimW式中： 某作物灌溉面积；i某作物灌溉定额；i某作物灌溉水量；iW全区所有作物灌溉水量。3、生活用水城市生活用水预测方法一、趋势法或简单相关法 iini KppW)1(0式中：W某水平年城市生活用水总量(m 3/年) ；现状人口(人)；0某水平年人口数(人)；ip城市人口计划增长率(%)；n起始年份至某一水平年份的时间间隔(年) ；某水平年份拟定的人均用水综合定额(m 3/人年)。iK二、分类分析权重变化估算法(双因子分析) kiiMW1式中： 某一水平年的总用水量(m 3/年) ；i某一类用户在某一水平年所占的权重(%)；i某一类用户在某一水平年的单位用水量(m 3/人年)；iK某一类用户在某一水平年的用水人数。iM农村生活用水按人均用水标准进行估算。公式为： mnW居式中： 农村居民生活用水量；居m人均生活用水标难；n用水人数。4、牲畜用水 imW牲式中： 全部牲畜用水总量；牲各种牲畜或家禽头数或只数；in各种牲畜或家禽用水定额。im供水预测P50% 、75%、95%三、水资源优化配置水资源优化配置是指在一个特定流域或区域内，工程与非工程措施并举，对有限的不同形式的水资源进行科学合理的分配，其最终目的就是实现