（农业工程专业论文）北方中小城市供水水源优化选择研究（以泰安市为例）.pdf

摘要 新水源的优化选择是开发供水工程缓解城市水资源紧张的关键，也是易于忽视的薄弱环节。目 前，在中小城市水源选择领域中尚未明确系统的提出一套论证方法，以致在实际工作中有时仍沿用 传统的论证方法，这易于造成水资源配置问题上的失误，造成经济、社会及生态效益的损失。面对 当前水源选择难度增大而又往往不被重视的状况，本文以泰安城区为例，通过优化调度、动态分析 和综合评价等数学模型对多个备选水源方案的供水能力、技术经济、水质、工程条件及生态环境等 体系指标进行分析，在此基础上对各供水方案进行定量和定性相结合的优化计算，并将计算结果与 分析论证结合起来对各各选方案进行比较，排队选优。从而提出了一套适用于北方中小城市供水、 适应当前城市水资源开发利用特点的多因子评价多方案的优化定量方法，既可为泰城的供水水源优 化选择提供参照，又可作为同类型城市的借鉴。 关键词：中小城市，供水水源优化选择 a b s t r a c t t h ea l t e r n a t i v eo p t i m i z i n go f n e ww a t e rr e s o 愀si st h ek e yt od e v e l o pt h ew a t e rs u p p l yp r o j e c ta n d a l l e v i a t et h ew a t e rr e s o u r c e ss h o r t a g ei nu r b a na r e a a l s oi ti st h ew e a kp a r tt ob ei g n o r e de a s i l y b mu pt o n o w , t h e r ea r en 0m e t h o d sw h i c ha l ea v a i l a b l et ob eu s e df o rc h o o s i n gw a t e rr e s o u r c e s ，w h i c hi sf o r s u p p l y i n gw a t e rf o rm e d i u m s i z e da n ds m a l lc i t i e s s oi np r a c t i c a lw o r kw eh a v et ou i k et h et r a d i t i o n a l d e m o n s t r a t i v em e t h o d sw h i c hw i l lr e s u l ti nt h em i s p l a yi nd i s t r i b u t i n gw a t e rr e s o u l x 3 e sa n dt h el o s s e si n e c o n o m i c ，s o c i a la n de n v i r o n m e n t a lb e n e f i t w i t hr e s p e c tt ot h es i t u a t i o nt h a ti ti sd i f f i c u l ta n dn o tq u i t e w e l le o n s i e d r e dt oc h o o s et h ew a t e rr e s o u t c e s ，t h e r e f o r et h eu r b a na r e ao f t a i a nc i t yi ns h a n d o n gp r o v i n c e w a st a k e na sa l le x a m p l ei nt h i sp a p e r , t h ei n t e r - r e l a t e di n d i e si n c l u d i n gw a t e rs u p p l yc a p a b i l i t y , t e c h n i c a l e c o n o m y , w a t e rq u a i l t y , c o n d i t i o no fe n g i n e e r i n ga n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n ts y s t e mo fs e v e r a ls t a n d b y a l t e r n a t i v e sw e r ea n a l y z e dw i t hm a t h e m a t i c a lm o d e l so fo p t i m i z i n gr e g u l a t i o n ，d y n a m i ca n a l y s i sa n d o v e r a l le v a l u a t i o nt ot h e a d d i t i o n a l l y , e a c ha l t e r n a t i v ef o rw a t e rs u p p l yw a st h i n t h e t i c a l l ya n a l y z e dw i t h t h ec o m b i n a t i o no ft h ec a l c u l a t e dr e s u l ta n dc o n c e p t u a la n a l y z i n gr e s u l t ，a n dt h e nt h eo p t i m a la l t e r n a t i v e w a ss e l e c t e da c c o r d i n g ly - b a s e do nt h ea b o v ea n a l y s e s ，a nq u a n t a t i v e l ym e t h o df o rm u l t i - a l t e r n a t i v e s o p t i m i z i n gw i t hm u l t i f a c t o r sw a sd e t e r m i n e d ，t h i sm e t h o di ss u i t a b l et oq u a n t i f yt h em u l t i f a c t o r s a n d m u l t i a l t e m a v e s e v a l u a t i o ns y s t e mf o rs u p p l y i n gw a t e rt ot h em e d i u m - s i z e da n ds m a l lc i t i e s t h i sm e t h o d i sn o to n l ys e r v e da sat o o lf o rw a t e rs u p p l y i n gr e s o u r c e so p t i m i z i n go f t a l a nc i t y , b u ta l s ou s e df o ro t h e r c i t i e sw i t ht h es a m ec o n d i t i o n sa st a i a nc i t y k e yw o r d s ：m e d i u m s i z e da n ds m a l lc i t y ，s u p p l y i n gw a t e rr e s o u r c e s ，o p t i m i z i n gs e l e c t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特n ) j n 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：叠享砂享砂 时问： 沏，年, e lj 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 拗秽 时间：z 卯岁年弓月j 日 剔程竺垫夺 洲：日 1 i 研究目的和意义 第一章绪论 新水源的优化选择是开发供水工程缓解城市水资源紧张的关键，也是易于忽视的薄弱环节。当 前北方大部分中小城市新水源的开发面临的状况是： ( 1 ) 需水量越来越大。主要表现在农业用水量和生活用水量两方面，北方耕地占全国的5 9 2 ，人口占4 4 3 ，故农业用水的增幅大于南方，1 9 8 0 年北方农业用水占全国农业用水量的5 1 3 ， 1 9 9 7 年上升为5 2 5 ，这与北方土地资源丰富及灌溉面积发展规划大于南方的实际情况相吻台；生 活用水定额随着人口增长、城市化的发展和生活水平的提高而上升。特别是城镇生酒_ l 丰水越，而且 城镇流动人口对用水定额的快速增长也有一定影响。 ( 2 ) 水源的类型越来越多。包括传统的淡水资源和非传统的水资源，前者包括当地的、过境的 和外调的地表水资源以及城市及其周边地区的埏下水资源，后者包括可开发利用的海水、苦成水、 雨水和再生水。w ( 3 ) 水源的选择余地越来越小。由于城市水资源的脆弱性以及污染的严重性和部分城市的过度 开发，城市供水水源的状况不容乐观。据统计，全国9 0 以上的城市水域都受到不同程度的污染， 近5 0 重点城镇的集中饮水水源不符合取水标准。佗3 ( 4 ) 工程条件相对越来越差。现有供水工程中有相当数量的工程修建于五六十年代，其来水条 件、和工程配套老化等状况越来越差，这些均将导致供水能力严重衰减。据统计，全国现有供水工 程的原设计供水能力为6 5 6 0 x 1 0 8 m 3 ，在现状条件下，全国供水工程的供水能力已下降为5 6 4 0 x t 0 4 r f l 5 。 ( 5 ) 永资源机会成本及革方水的生产成本却越来越高。由于供水水源污染日益严重，一些城市 废弃原有地下水水源地或地表水取水设施，重新开辟新的水源地或建设新的取水工程，从而造成供 水工程重复建设和投资浪费。一些以地袭水为原水的供水厂，由于水源发生富营养化，贻贝繁衍藻 类孽生，为保证输水管道的正常的输水能力，往往要进行预加氯处理，为此需在取水口修建相应的 工程措施，从而增加工程投资。为克服供水水源污染问题，些水源污染严重的供水厂只能根据供 水水质保护的要求改造净水设备和更换供水材料，故也将带来投资增加。这些投资的增加均会造成 供水厂折i b ；i t l l 大、维修费用增加，再加上运行费用陆处理难度逐渐上升。使得治水成本日益提高。” ( 6 ) 涉及到的生态环境问题则越来越复杂。8 0 年代醴来，海河、黄河、淮河流域先后进入持 续干早牿水期蛾表径流衰减十分明显。她表水资源的不足导致平原地区大量开采地下水，以满足 日益增长的经济和生活用水的需要。地下水的大量开采甚至超采，使得地f 水位火幅度f 降，河流 断流，湖淀干涸，地面下沉入海水量锐减。生态环境严重恶化。 4 , 5 3 面对这样的状况，如何优化合理的选择水源方案显得十分重要。但在有的地方却因种种原因未 受到应有的重视，如在前期工作上往往把主要精力放在既定工程设计上，在选择方法上往往“就事 论事”进行单项目单评价园子的定性描述论证。这样可能园选择水源不当而引起各种问题所以研 究适合中小城市应用以城市水资源合理优化配置为目的、以多备选方案多评价因子及定量计算为特 点的水源选择方法与思路是十分必要的。北方地区泰安市城区供水在中小城市中有定代表性。本 论文将以泰安市供水为实例进行研究。这样既能理论联系实际地提出方法便于中小城市应用借鉴， 又为泰安市供水方案选择提供了资料和数据。 i 2 国内外研究现状 目前，国内供水水源优化研究动态是： ( ”大多文献成果是水源系统及供水调度的优化，而缺乏水源工程的优化选择。如1 9 9 0 年的 “河南省平顶山市城市用水供需预测与节水途径研究”( 河南省地矿厅第三水文地质工程地质队谷清 洲，平顶山市计划供水节约用水办公室马友灵) 中查清了平顶山市城市水资源情况和用水现状；预 测了近期( 1 9 9 5 年) 、远期( 2 0 0 0 年) 的工农业需水量和城市生活需水量；对水资源条件做了详细 的综合分析论证。建立了浅层地下水和地表水资源的计算模型。它采用了“响应矩阵法”优化计算 浅层地下水可利用量和“单纯型法”优化计算白黾山水库可利用量，进而对城市水资源进行了供需 平衡分析，提出了以节水为重要手段的水资源综合开发利用与科学管理对策，为城市发展与国民经 济建设规划提供了科学依据，为平顶山市纪委等七个单位提供了规划建设及供水水源依据。通过节 水潜力分析，探讨了节水途径，规划了节水目标，推广了节水技术有力地推动了全市的节水和水 资源管理工作。1 9 9 3 年的“临沂市城市供水水源优化研究”( 临沂市水资源管理委员会办公室李善 农) 中针对临沂市城市供水紧张矛盾，以降水、水文等资料为依据。根据水平衡原理计算，分析了 该区水资源量与分布规律，采用先进方法进行水资源优化研究。部分研究成果有大的突破；采用 高低指标进行研究，在同类研究中是一种创新；首次提出新建地下岩溶水库，在山东省尚屑首次。 国内亦属罕见；研究出解决工农业用水和改善水资源环境的先进措施；对废水实行清污分流， 走废水资源化之路。杜守建”。对具有水库供水和地下水供水的城市供水水源系统，应用水资源系统 模拟技术和水文系列的随机生成原理和方法，以泰安市为别研究了供水系统的来水系列、需水系 列及其随机生成，探讨了系统的运行调度方式；提出了现状和规划水平年多水资源供水系统的优化 调度方案；建立了实时调度决策系统。李学亮、崔建国、王俊岭对晋城主城区二期给水工程可供 利用的水源岩溶水、郭壁泉水及二者的关系进行了分析，提出了岩溶水资源的优化开采作阁， 制作了优化模型，寻找出约束条件，并对优化模型进行求解、并从水文地质条件和水资源保护等方 面确定了供水水源方案。吴泉源、孟凡海“1 指出水资源优化调度非常复杂，需要考虑各种供水水源 与国民经济各部门的需水要求在对空分布上的差异，还要考虑地表水与地下水之间的转化关系、地 表水库与地下水库之间的补偿调节，并根据这些变化，在一定调度原则下，确定供水在不同地区、 部门、行业及企业之间的分配，使水资源效益最大。介绍了龙口市水资源优化调度系统的构建方法、 调度模式及应用效果。赵明、舒春敏”。依据有关资料和研究成果，阐述了我国城市供水( 包括工业 和城市生活供水) 现状和中长期预测；指出跨入2 1 世纪时城市用水面临的主要问题；重点论述了城 市节约用水的对策。 ( 2 ) 反映在专著甚至有关规范的永源评价标准大多是水量保证率及水质，没有综合供永技术 经济指标、工程条件、环保生态等方面作为标准。如1 9 9 9 年2 月1 日起执行的城市给水工程规划 规范l 1 0 2g b 5 0 2 8 2 - - - 9 8 在“5 水源选择”中的“5 0 1 j j 仅提到“选择城市给水水源应以水资源勘察 或分析研究报告和区域、流域水资源规划及城市供水永资源开发利用规划为依据，并应满足各规划 区城市用水量和水质等方面的要求。” ( 3 ) 研究大城市供水水源的课题较多，中小城市较少。 ( 4 ) 水源选择的研究与水文、水文地质、技术经济、生态环保等学科交叉结合不够。 所见中外研究资料都为单项工程论证。具体多从以下几项研究： 1 城市各水源的优化利用。 2 2 城市某水源或各水源间水量优化调度。 3 城市供水需水预测及平衡计算。 4 单项工程的可行性分析。 5 城市节水技术及污水回用技术。 6 己知供水部门及用水部门供需数据下的优化调度( 如泰安市、龙口市) 。 城市供水学科随各国城市用水量增加、缺水和对水质要求的提高方面发展，但由于地理、水文、 气象及经济条件不同，其学科研究及工程实践大都集中在： 1 城市水源两次利用、污水回用、中水道系统及海水淡化等研究。 2 城市水质监测及分级供水。 3 水厂管网建设中的合理布局及优化问题。 4 长距离引水中的水量调控。 5 城市节水技术及经济政策。 八十年代前，中小城市供水水源选择的方法较为简单，在方法上多为单项工程论证，单因子评 价再结合其他条件的定性分析。随着水源稀缺及涉及因素的变化，其方法应有改变但纵观有关科 技著作规范资料，在中小城市水源选择领域中尚来明确系统的提出一套论证方法，以致在实际工作 中有时仍沿用传统的论证方法。这易于造成水资源配置问题上的失误，造成经济、社会及生态效益 的损失。面对当前水源选择难度增大，而又往往不被重视的状况。咀泰安城为例，提出一套适用于 中小城市供水、适应当前城市水资源开发利用特点的多因子评价方案的优化定量方法，作为相同类 型城市的借鉴，这是本论文研究的重要出发点。 1 3 研究内容和方法 1 3 1 研究内容 ( 1 ) 研究计算单项水源方案的供水能力，技术经济工程条件及环境保护方面的指标，并分析方 案可行性的方法。 ( 2 ) 在具备可行性的各种类型方案中，根据方案指标，定量计算，分析优劣，综合选优，排队 比较，确定开发次序等方案的研究。 ( 3 ) 为水源工程的开发设施提供有关工程技术指标的研究。 ( 4 - ) 中小城市供水对供水工程开发及解决城市水资源供求矛盾等问题的对镱研究。 1 3 2 研究特点 ( 1 ) 参与比较方案类型多样性：当前，拟开发水源已从单一水源发展到地一p 水地表水并存，利 用当地径流与跨流域调水并存，一次利用与重复利用水源并存的状况，本论文的备选水源为包括各 种类型的水源方案组。 ( 2 ) 评判因子的综台性：为使优化选择准确，方案的评判因子必须综合。如供水能力方面，除 供水量外评判因子要包括相应的保证率、水质。如由于水资源为稀缺资源因此在经济指标中，除 生产成本外，还要包括资源成本、环境成本等。这些评判因子都作为量化指标参与优化计算论证。 ( 3 ) 由于多类型的水源方案及多因子的评判指标，因此，必须采用定量计算与定性分析相结合 的论证方法，以保证方案比较及选优的科学性。 1 3 3 研究方法 ( 1 ) 调研阶段。广泛收集和勘测泰安市备选水源方案的工程条件、水文、经济、生态、水质等 原始资料及相关数据。 ( 2 ) 计算分析阶段。根据收集的可靠详实的数据资料对备选水源方案的供水能力、技术经济、 水质、工程条件及生态环境等体系通过优化调度( 对拟开发的水源工程进行以分析其供水规模及相 应保证率为目的水文水利计算，在计算中采用合理及选优的调节调度方法，使水源工程在合理利用 水资源的要求下，处理好城市与农业用水、地表水与地下水开发利用的关系) 、动态分析( 技术经济 指标采用计入资金时间价值的动态法计算，大部分为效益与费用共同参与的差值型或比值型指标) 、 综合评价( 对备选水源地水质分析评价采用单因子评价、多因子综合评价及水质模糊评价萼方法， 以求互相对照全面分析评价) 等数学模型计算各体系相关指标，并分析论证。 ( 3 ) 优化计算论证阶段。在备选水源方案各自作出分项评价，形成各体系指标的基础上按层次 分析法即a h p 数学模型法1 ，对各供水方案进行定量和定性相结合的优化计算，井将计算结果与 分析论证结合起来对各备选方案进行比较，捧队选优。 ( 4 ) 总结探讨阶段。将评价成果与实际情况对照验证并对当前及2 i 世纪城市水资源有关问题 进行探讨。 4 第二章现有水源评价及需水预测 2 1现有水源地概况与供水能力评价 泰城现有供水水源地5 处，地下水水源地有旧县水源地，汶口水源地，灌庄承源地及城区 自备井水源地，地表水水源地为黄前水库。( 见图2 - 1 ) 2 1 。l 旧县水源地 1 概况 位于泰辕东南约1 2 k i n 处邱家店镇范围内，水源地东起东羊楼，西至柏子店，南起旧县北 至上高南北长约8 k m ，东西宽约2 8 k m ，水源地区域面积2 2 4 k m 2 区域内人口2 3 7 万人，耕 地灌溉面积2 o 1 0 4 亩。 旧县水源地位于泰莱盆地西南端，南北为山，中间为河谷平原，东部中部为洪积平原，其 主要含水层有 ( 1 ) 冲积含水层；呈带状沿太汶罚分布上部为中粗砂，f 部为砂夹卵、砾右含水层渗透 系数k = 5 4 6 2 m d 。 ( 2 ) 冲洪积含水层：分布于大汶河以北山前平原，上部为细砂，中部为粗砂，下部为砂砾 层，含水层渗透系数k 一1 5 4 0 以。 ( 3 ) 灰岩岩融裂豫水：含水层为寒武系上统和奥陶系中下统“。 2 供水能力分析计算 大汶河由水源地东西方向穿过，发源于泰山的泮河从水源地西部流入大汶河。旧县水源地地 下水补给来源有大汶河渗漏补给，区外侧向补给，当地降水入渗补给及灌溉回归水，根据1 9 5 6 1 9 9 8 年资料计算如下： ( 1 ) 汶河渗漏补给：按矾= 3 6 5 r j i m ，l + 3 6 5 r f l m e l 公式计算 r ，r 扮别为第四纪含水层及基岩含水层渗透系数，据“旧县水源地水文地质勘察报告”及 “泰安市郊区水资源评价”r ，= 5 8 r r d d ，r , , = 2 0 m d 。 m ，m e 为含水层厚度据钻孔资, 6 m z = 8 6 ，6 6 m ，m 等于河水位减去河床基岩尚程。 三为汶河渗漏长度，据勘察l = i 2 k m 。 伪含水层水力比降。 据4 4 年资料计算，多年平均河道补给量= 1 7 6 2 x 1 0 4m 3 。 ( 2 ) 区外侧向补给量：按公式玛= 0 1 ( 1 - - r ) p ，o f 计算 r 为补给量的地下水开采利用程度，据调查r - - 0 5 ；一为区外补给区年降水量：a 为降水入渗 系数；据有关资料a = 0 1 4 o 。2 6 ( 据年降雨量确定) ；f ，= 7 5 k m 2 为区外补给面积。 据计算，多年平均区外侧向补给量w z = i s o s x l 0 4 m 3 。 ( 3 ) 当地降水入渗补给量 据旧县水源地的驸近具有长期资料的北望雨量站及泰安雨量站资料及其他赍料计算多年平 中国农业大学硬士学位论文第二章现鸯水源评价爱需水预测 目自| e j 舅| 目! 簟一i 曩目| | 一 均值w j = 3 5 8 1 0 4 m 。 ( 4 ) 灌溉回归补给：采用回归系数0 1 5 井灌面积2 ，0 1 0 亩等资料，计算多年平均灌溉回归 补给量w | = 8 7 x 1 0 4 m “”。 ( 5 ) 旧县水源地地下水补给量：计算结果见表2 - l 。 表2 - l旧县术源地地下水补给量计算衰( 单位：i 矿r f l ) 注：p = - 5 0 农业用水按3 4 供应 2 ，1 2 汶口水源地 1 概况 位于距泰城2 6 5 k m 的汶口镇范围内。水源地南以大汶河为界，东起大汶口，北至东武村，水 源地沿大汶河呈东西狭长带状分布，东西长9 k m ，南北平均宽度约1 8 k m ，面积为1 6 2 k m 2 ，区域 内人d 2 万人，灌溉面积1 6 x 1 0 4 亩。 含水层有( 1 ) 孔隙含水层，分布于汶河北岸，主要为粉质粘土、砂土，补给来源为大气降 水及地表水入渗。1 2 ) 岩溶裂隙含水层，为奥陶系和塞武风山灰岩，裂隙岩溶发育补充来源良 好，据已成井资料。单井涌水量在1 2 0 0 1 9 2 0 m 3 d ，是该水源地主要含水层。 2 供水能力分析 据水源地地形及水文地质条件可知其补给来源也是汶河渗漏补给，区外侧向补给，当地降雨 入渗及灌溉回归补给四个方面。 经查勘其相关计算数据是： 区域补给面积：1 6 2 k m 2 区外孙给面积：3 0 k i n 2 第四系渗透发，= 6 3 m d ，r 产2 0 r n d 渡河渗漏长度l = 7 5 k m 基岩透水层厚度朋声7 0 m 雨量资料据临汶、泰安雨量站资料“”。 据| 9 5 6 1 9 9 8 年资料计算降雨入渗、河道渗漏、区外侧向、灌溉回归及地下水补给总量见表 2 2 6 襄2 - 2 汶口水源地各种补给总量计算衰( 单位：1 0 4 r 1 3 ) ! ! 竺璺苎墨墨墨鍪茎墨壁量塑堇墨塑 塑蔓茎墨曼垦苎查些星查 垄壹垡查! ! ! l 多年平均 2 2 0 7 0 91 9 8 6 101 9 8 66 7 01 3 1 6 p - 5 0 2 1 8 4 0 9 p = 7 5 1 9 8 60 9 p = 9 5 1 6 9 90 9 洼：p - = 9 5 农业用永拄3 4 供应 1 9 6 5 1 7 8 7 1 5 2 9 l0 i 0 5 1 1 1 9 6 5 1 8 7 6 1 6 8 2 6 7 0 6 7 0 5 0 2 1 2 9 5 1 2 0 6 1 1 8 0 2 1 3 城区及灌庄水源地 1 概况 城区水源地东至岱道庵旧县断裂。西至泮河，南至柏子店，北至泰山断裂区域计算面积 7 9 k m 2 ，其中岩溶水区5 4 8 k m 2 獬原2 4 2 k m 2 ，地下水补给为降水入渗及地表水体补给。 目前城区有单位白各井1 2 f l 琨及自来水厂补压井1j 眼，自备井日开采量达2 1 x 1 0 4 m 3 ，补压井 已基本不用。灌庄水源地位于泰城东南近邻，现有深井四眼，开采能力为1 o x l 0 4 m 3 d ，现已成为 备用补压水源“”。 2 供水能力分析计算 城区水源地地下水补给总量计算见表2 - 3 。 表2 3 城区水源地地下木补维总量计算衰c 单位：l 旷一) 2 1 4 黄前水库 黄前水库位于泰山东麓太汶河支流，石汶河上，流域面积2 9 2 k m 2 。总库容8 2 4 8 1 0 4 m 3 ，其中 死库容4 4 0 x 1 0 4 m 3 ，兴利库容5 9 1 3 x 1 0 m 3 ，防洪库容1 8 9 5 x 1 0 4 m 3 。 据1 9 5 3 1 9 9 9 f f - 黄前水库4 7 来水赍料，其多年平均净来水量w = 6 0 6 0 x 1 0 4 m 3 ，自t 9 9 3 年建成 向泰城供水工程后，日供水量为5 o 1 0 4 m 3 d ，有效地缓解了泰城供水紧张局面1 ，关于黄前水 库的供水能力水文调节计算及水质评价分析将在第三、五章中详述。 2 1 5 综台供水能力 现有水源地供水能力综合见表2 - 4 。 7 表2 - 4 现有水源地供水能力综台表( 单位：1 0 4 m 3 ) 洼：当前供水能力指9 5 保证率日均供水量管道损失等水量按增加1 5 考虑 2 2 现有水源地水质评价 2 2 1 污染程度评判与动态变化评价 水质评价或水质研究一般有两个方面：一是基于特定水质标准的水质量评价，通常是评价现 状条件下的水质量状况，是进行其对某种用途的适宜性评价；为了规范人们的用水行为，国际国 内或个别地方均制定了适合不同用途的水质量标准，这些标准就是开展该项工作的评价依据。二 是基于背景值或污染起始值的污染程度评价或动态变亿评价，评价内容前者注重现状的污染程 度，后者则注重水质的动态变化过程，该项工作没有具体的规范和依据，要靠长期以来的资料积 累- 往往可以揭示水质变化的原因或机理，是进行水质量变化预测、水质量改良和水环境保护的 依据。现对上述的第二方面进行评判与评价。 1 水污染评判程度 凡是在人类活动影响下，水质量向着不利于人类利用的方向发展的过程及现象，统称为水质 量污染- 简称水污染。因为污染程度是人为的界定，对于不同的用途和在不葡的地区，对水污染 的程度就会有不同的理解和界定。根据研究区的实际情况及本次研究的目的，拟采用多因子迭加 型综合污染指数方法进行水污染现状的评价工作。 ( 1 ) 水污染起始值的确定 水污染起始值或水污染对照值、水质量背景值，是某一地区或区域在不受人为影响或很少受 人为影响的条件下所获得的、原则上没有或很少受到人为污染的、具有代表意义的水质量成果值。 它是天然或近天然状态的水质参数，也作为污染评价的基本依据。 本次采用的水污染起始值来源于1 9 6 2 年山东省地质厅8 0 1 队泰安市供水水文地质勘测报 告- 从9 8 件水样分析结果中选出代表性样4 8 件，然后统计得出( 见表2 5 ) 。 8 衰2 5 察安地区1 9 6 0 - 1 9 6 5 年水化学维分含量统计表( 单位：m g 几) 本统计表具有代表性，因为该地区污染的加剧是自2 0 世纪7 0 年代末开始的，以上所选样品分 别是在1 9 6 9 年和1 9 7 1 年取得的。那时取样地区的工业及农业污染均较轻，接近天然状态因此可 将上述结果视为水质量背景值。 ( 2 ) 污染现状评价因子及水污染单因子指数确定 实践证明，水污染存在许多方式，但是常规的水污染总是首先使水中常量组分的含廑增加， 研究发现研究区的水污染也是遵循这样的基本规律。所咀确定把n 0 3 + ? s 0 4 2 、t d s 、硬度和l c l 等指标作为本次进行污染评价的因子。 水污染单因子指数( 口) 是衡量水化学单个因子遭受污染的程度的量其计算方法为n “： i = c c o ( 2 - 1 ) 式中：c 厂_ 莱组分的实测浓度； c 口一某组分的污染起始值。 ( 3 ) 污染现状评价的多因子迭加型综合污染指数法1 为了更好地反映水污染的综合程度，我们采用多因子迭加型综台污染指数法予以评价。其计 算的基本步骤是按l = c c i 得出水污染单因子指数l 后再进行评分，评分标准如下： 141只=1 1 蔗2 f y l 0 2 1 3 f , = 1 0 0 3 i 4 f y l 0 0 0 匕= 乏：l o g ( f f ) ( 2 2 ) j = l 式中：r 一琏【分的评分。无量纲；，p 一评价因子数。 据此丹值进行水污染现状评价。水污染程度分为五级，具体如下： 未污染水( i 级水) ：e c h o ，被评价地下水没有任何组分超过其污染起始值。此时可确定为 未污染永。 轻污染水( n 级水) 0 p d 2 。在人类活动影响下，水中有一个评价因子的浓度超过其污染 起始值的2 倍，或有2 个评价因子的浓度都达到其污染起始值的1 2 倍。此时可确定该水为轻度污 染。 污染水( 级水) ：2 ( 3 一1 ) 式中：x 一生成系列第，年的年径流量； x 生成系列年径流量的均值； ，( 1 ) 相邻年份的一阶自相关系数； 丘j 生成系列第卜1 年的年径流量： 口年径流系列的均方差； 占。一生成系列第戽的随机分量，服从p i i i 型分布，可由标准正态分布的随机数 ，转换得 到。 生成步骤为：由实测年径流系列( 1 9 5 61 9 9 0 ) 经频率计算的x 、口、g ，并计算，( 1 ) ； 由计算机产生 0 ，1 区间上的伪随机数乃、乃，并由下式转换为标准正 态分布随机数6 孝l = 一l 孵ic o s 2 疗 ( 3 - 2 ) 6 喜2 = j 面s i n 2 庀t 2 ( 3 3 ) 再将薛 换为服从p - 1 1 1 分布的随机系列占，； 生成年径流系4 葺。 ( 三) 确定地表水水源( 水库) 的调度原则及调度分区。 由于多用途的要求，水源承担城市供水及农业供水不同性质的任务，而两者的保证程度要求 不一样，城市供水保证率为9 5 ，农业为7 5 5 0 ，为此要具体的确定水库的调度分区，以实 旅这不同的供水要求。 为在水库的水资源得