（农业工程专业论文）莱芜市水资源供需分析与节水规划.pdf

摘要 水资源是人类生活、生产及社会发展的重要物质基础，是不可缺少、不可替代的自然资源。 莱芜市作为山东省新兴的工业城市。水资源尤其是城市区域水资源缺乏，严重制约了该市的经济 发展。因此，如何管好水，用好水，实现水资源的低消耗、高产出，是该市面临的一个重要课题。 文章对莱芜市的基本资料进行了广泛调查，对历年用水量进行了详细的统计分析。在上述基 础上，指出莱芜市水资源开发利用存在的问题。 根据人口及工农业产值发展预测，分别计算出在保证率为5 0 、7 5 和9 5 三种情况下，各规划 年水资源的供需平衡状况：2 0 1 0 年余水量为1 1 8 2 刀 m 3 ，缺水量为1 1 1 1 2 万m 3 和1 9 3 2 9 万一：2 0 2 0 年缺 水量分别为4 6 4 3 万n 1 3 、1 7 2 8 1 万m 3 、2 5 4 9 8 万m 3 ；2 0 3 0 年缺水量分别为1 1 6 7 2 万m 3 、2 5 1 8 6 万m 3 和3 3 4 0 3 万i l l 3 。论文进一步完成了节水潜力计算分析，并从节约用水、当地新水源开发利用、水资源保护、 水土保持等4 个方面提出了开发利用水资源的具体措施。运用系统工程的理论和方法，建立了节水 量在各节水子系统间优化分配模型和各种节水工程措施优化组合模型。通过模型，研究区域节水 最优规划问题，以各规划年的缺水量为节水量，给出了 2 0 1 0 年和2 0 2 0 年节水规划最优方案。 作者指出莱芜市在经济发展和建设中，定要以现有水资源条件为基础，量水而行，量水发 展，不断调整完善产业结构。 上述研究对莱芜市节约用水，降低节水工程投资，实现资源的优化配置及区域水资源的可持 续发展具有重要意义，同时为政府科学决策提供重要依据。 关键词；莱芜市，节水，供需平衡，规划，优化 w a t e rr e s o b i e sa r et l l ei m p o r t a n tm a t e r i a lf o rh u m a nl i f e p r o d u c t i o n ，a n ds o c i a l d e v e l o p m e n t , a n da l s oa r eak i n do fi n d i s p e n s a b l ea n dn o n s u b s t i t u t a b l en a t u r a lr e s o u r c e s a sar i s i n gi n d u s t r i a lc i t yo fs h a n d o n gp r o v i n c e ，t h el a c k i n go fw a t e rr e s o u r c e so fl a i w u c i t y , e s p e c i a l l yi nt l l eu r b a na r c a h a ss e v e r e l yr e s t r i c t e di t se c o n o m i cd e v e l o p m e n t t h e r e f o r e h o wt os u p e r v i s ea n du s et h ew a t e rr e s o u r c e st oa c h i e v el o wc o n s u m p t i o na n d h i g ho u t p u t s i sa ni m p o r t a n tt a s kt h a tt h ec i t yf a c e s n l ep a p e rc a r r i e so nt h ee x t e n s i v ei n q u i s i t i o nt ot h eb a s i ci n f o r m a t i o no ft h ec i t y , a n d o nt h ed e t a i ls t a t i s t i c a la n a l y s i sw i t ht h ea n a o u n to fw a t e ru s e dt h r o u g ht h ey e a r s o nt h e b a s eo fa b o v e ，i tp o h a t so u tt h ee x i s t i n gp r o b l e m si nt h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h e w a t e rr e s o u r c e so fl a i w uc i t y n l ep a p e rc a l c u l a t e si n d i v i d u a l l yt h ee q u i l i b r i u mo ft h es u p p l ya n dn e e do fw a t e ri n e a c hy e a r l yp r o j e c tu n d e rt h ef a c t o ro fa s s u r a n c e5 0 ，7 5 ，a n d9 5 ，d e p e n d i n go nt h e p r e d i c t i o no fp o p u l a t i o na n di n d u s t r i a la n da g r i c u l t u r eo u t p u tv a l u e n l ec o n d i t i o ni s ：t o 2 0 1 0 t h er e m a i n d e ra m o u n to fw a t e ri s1 1 8 2m i l l i o nc u b i cm e t r e ，a n dt i l ea b s e n ta m o u n t o fw a t e ri s1 1 1 1 2m i l l i o nc u b i cm e t r ea n d1 9 3 2 9m i l l i o nc u b i cm e t r e ；t o2 0 2 0y e a t , t h e a b s e n ta m o u n to fw a t e ri s4 6 4 3m i l l i o nc u b i cm e t r e 1 7 2 8 lm i l l i o nc u b i cm e t r ea n d2 5 4 9 8 m i l l i o nc u b i cm e t r e ；a n dt o2 0 3 0 t h ea b s e n ta m o u n to fw a t e ri s1 1 6 7 2m i l l i o nc u b i c m e 恤2 5 1 8 6m i l l i o nc u b i cm e t r ea n d3 3 4 0 3m i l l i o nc u b i cm e t r e f u r t h e r m o r e ，t h ep a p e r f i n i s h e st h ec a l c u l a t i o na n da n a l y s i so fp o t e n t i a lc a p a b i l i t yo fs a v i n gw a t e r , a n dp u t s f o r w a r dc o n c r e t em e a s u r e so fd e v e l o p i n ga n du t i l i z i n gt h ew a t e rr e s o u r c ef r o mf o u rs i d e s ： t h ew a t e rs a v i n g ，t h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no fn e ww a t e rr e s o u r c el o c a l l y , t h e p r o t e c t i o no f w a t e rr e s o u r c e ，a n dt h ec o n s e r v a t i o no f w a t e ra n ds o i l s a p p l y i n gt h et h e o r i e s a n dm e t h o d so fs y s t e me n g i n e e r i n g ，i ta l s ob u i l d su pt h eo p t i m i z e dm o d e la b o u t d i s t r i b u t i n gt h es a v i n ga m o u n ti ne a c hs u b - s y s t e ma n dt h eo p t i m i z e dg r o u p i n gm o d e la b o u t e v e r ym e a s u r eo fs a v i n ge n g i n e e r i n g ，o nt h eb a s eo ft h em o d e l s ，i ts t u d i e st h eb e s t p r o g r a mo fs a v i n gw a t e ri na r e a s ，a n da n a l y s i sa n dc a l c u l a t e st h ep l a no fs a v i n gw a t e ri n 2 0 t 0a n d2 0 2 0 ，u s i n gt h el a c k i n ga m o u n ti ne a c hy e a r l yp r o j c o ta st h ea m o u n to f s a v i n g t h ea u t h o rp o i n t so u tt h a tt h ec i t ym u s ta d j u s tt h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r ec o n t i n u o u s l y , a c c o r d i n gt ot h ee x i s t i n gw a t e rr e s o u r c e t h er e s e a r c hi si m p o r t a n tf o rs a v i n gw a t e r , r e d u c i n gi n v e s t m e n to fw a t e re n g i n e e r i n g ， p e r f o r m i n gt h eo p t i m i z a t i o no ft h er e s o u r c e s ，a n dk e e p i n go nt h ed u r a t i v ed e v e l o p m e n to f a r e aw a t e rr e s o u r c e so fl a i w uc i t y , a tt h es a n l et i m e i ta l s op r o v i d e sa ni m p o r t a n t a c c o r d a n c ef o rs c i e n t i f i cd e c i d eo f t h eg o v e r n m e n t k e y w o r d s ：l a l w uc i t y ，e q u i l i b r i u mo f w a t e rs u p p l ya n dd e m a n d w a t e rs a v i n g ，p r o g r a m m i n g ， o p t i m i z a 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，除了文中特别加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：粜永摘 时间： 年莎月j 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 导师签名： 朱永竭 储秀 时间：卅确年占月j 日 时间：年月，日 1 1 研究目的和意义 第一章绪论 “水是生命的摇篮，水是工业的血液，水是农业的命脉，水是净化城市环境的泉源”。 “水是人类生存的生命线，是经济发展和社会进步的生命线，是实现可持续发展的重要物质 基础”。 这是人类对“水”越来越深刻的认识。 二十世纪六十年代以前，多数国家和地区的水资源，与当时的生产水平、城市化规模所需供 水量相比，相对来说还算是丰富的，开发水资源的成本也比较低廉。这一时期主要是通过不断开 发新水源、扩大供水规模，来满足社会发展对水资源增长的需求，国外称之为“供水定向”阶段。 二十世纪七十年代以后，随着城市化、工业化的加速发展，供水量的急剧增加，可供开发的水资 源越来越少，开发难度愈来愈大，而用水量的增加又引起未处理废水的大量排放，污染水体，给 生态环境带来严重的负面影响。 我国的淡水资源人均占有量为2 2 6 0 m 3 ，仅为世界人均占有量的四分之一。目前，我国年需水 量由二十世纪八十年代的4 7 0 0 亿m 3 增加到6 5 0 0 亿m “，已接近可供淡水资源的一半，步入缺水 国家的行列；而水资源的时空分布极不均匀，每年有6 0 的降雨主要集中在夏秋季节的3 、4 个月 内，且多以暴雨的形式出现，年际变化很大，存在连续枯水、丰水年交替出现的现象。人口稠密、 工业集中的黄、淮、海河流域的径流量只占全国径流量的6 6 9 6 ，而耕地却占了4 0 ，亩均水量只 有全国平均水平的1 6 ，人均水资源量仅为全国的6 一1 1 。水质污染严重，影响了生态环境和人 类的健康，进一步加剧了水资源的短缺。同时，由于过量开采地下水导致的地下水漏斗、地裂缝 及海水入侵等环境地质灾害问题越来越多。我国的6 6 6 座城市中，有4 0 0 多座城市缺水，1 1 0 多 座城市严重缺水，每年由于缺水造成的经济损失高达2 0 0 0 多亿元”1 。 上述由于水资源短缺而带来的种种后果，促使人们重新思考、探求对策，这便是从节水中找 出路。节约用水不仅可以缓解水资源短缺的局面，而且可以带来巨大的经济效益。如1 9 8 3 1 9 9 0 年期间，全国平均每年节约供水工程投资约1 0 亿元，节省工程运行管理费1 3 亿元，节省的排 水工程投资约1 0 亿元，节省电耗近3 x1 0 8 度。另外，还可以产生许多无法计算的环境效益与生 态效益“3 。因此，“建设节水型城市”、“建设节水型社会”的要求越来越迫切。 随着节约用水工作广泛而深入的开展，“节约用水”一词人们已耳濡目染。但是，“节约用 水”是什么含义，其内涵是什么? 至今尚无统一定义，值得深入探讨。 “节约”一词的英文是c o n s e r v i n g ，在科利尔百科全书将“节约”c o n s e r v i n g 解释为“精 心管理和文明使用自然资源”；在维伯斯特新英汉词典中将c o n s e r v e 解释为：t ok e e pf r o mb e i n g d a m a g e d ，l o s to r w a s t e d 。意思是：避免毁坏、损失或浪费；对其名词c o n s e r v a t i o n 的解释是：t h e o f f i c i a lg a l ea n dp r o t e c t i o no f n a t u r e ，意思是：政府对自然资源的关心和保护。这些解释都远远超 过了“节省”、“少用”的含义。 在我国，对节约用水的定义主要有以下两种： 1 通过行政、技术、经济等管理手段，加强用水管理、调整用水结构、改进用水工艺、实 j 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论i _ l i l l i l p l - 行计划用水、杜绝用水浪费，运用先进的科学技术建立科学的用水体系。有效的使用水资源，保 护水资源，适应城市经济和建设持续发展的需要“1 。 2 在合理的生产力布局与生产组织的前提下，为实现一定的社会经济目标，通过采取多种 措旋，对有限的水资源进行合理的分配与优化利用”1 。 从以上的定义不难看出，无论国外还是国内，“节约用水”一词并非局限于节省用水，它可 以解释为以下几层含义“： 1 节约用水应该精心的管理和保护水资源，文明使用，使之免受污染： 2 节约用水应该合理的开发和利用水资源，通过调整用水结构。改进用水工艺，建立科学 的用水体系，加强用水规划，合理的使用水资源； 3 节约用水必须高效的使用水资源，用最少的水产生最大的用永效益。那么，必须在用水 工艺和节水技术上下工夫，通过用水新工艺和节水新技术的推广使用，高效使用水资源； 4 节约用水要向管理要水，向科学要水，向产业政策要效益。通过建立保水、产水、用水 和排水等方面相应的法规体系来加强管理力度和科技投入，扩大节水效果。 实践表明，由于工业的迅速发展和城市化进程的加快，人口聚集、工业集中的城市用水增长 快，用水量大，且用水集中。因此，用水的供需矛盾首先在城市地区发生。在我国，农业用水在 总用水量中所占比例较大，随着人口的增加和经济的发展，社会对粮食的需求量越来越大，加之 农业灌溉条件落后，农业用水量也在逐年增加。近年来，由于开发新水源遇到越来越多的制约， 使得增加供水量更加困难，这就出现了城市与农业、工业与农业争水的局面。因丽更多的专家把 注意力从蓄水、调水转向节约用水。以往。对节约用水的研究主要集中在城市节约用水上，这对 缓解用水紧张的局面起到了一定的积极作用。 目前，我国农业用水的有效利用率只有0 4 左右，远低于发达国家的0 7 o 8 的水平，农业 用水存在着巨大潜力。一般而言农业节水的成本要低于城市节水，如何统筹安排有限的建设资 金取得最佳的节水效果，具有十分重要的现实意义。 针对上述问题，本文以莱芜市为案例，编制节水规划，并运用系统工程的理论和方法，研究 区域节水的最优规划，这是对“城市节水”的完善和发展，以便更好地全面指导节水工作的开展。 1 2 国内外研究现状 1 9 5 9 年，全国城市供水会议提出了“提倡节约，反对浪费，开展节约用水工作”的要求。1 9 7 3 年，国家建委下发了关于加强城市节水的通知，首次提出了我国城市节水的方针、任务和方 法，但节水工作没有持续地进行下去。直到1 9 8 3 年，国务院批准在北京召开全国第一次城市节 约用水会议，我国城市的节水工作才逐步走上正规，并取得显著成效。目前， 从中央到地方都 基本建有节水机构，普遍开展了节水宣传，制定了一些节水管理法规，整个节水工作有了一定的 基础，取得了一定成绩，1 9 9 4 1 9 9 7 年，我国城市( 建钢市市区) 人均综合用水量由2 2 7m 3 a 下降大到i 9 2 5 m 3 a ( 5 2 7 l d ) ，与同期城市工业发展和总用水量的增长趋势想相反，总体上呈 递减趋势，平均递减率约3 4 ”1 。 国外对节约用水也十分重视，如美国利用正规和非正规教育两种途径进行水资源教育：日本 东京建立了一套宣传体系并专门编制宣传手册，还将节水内容编入教学课本；英国早在1 9 4 4 年 z 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 簟簟囊圈_ i l l | 就颁布了水资源保护法。以后又颁布了有关法律并成立了水务管理局；意大利现行水法中，所有 的水都规定为公共财产”1 。为了解决水资源不足问题，许多国家和城市把节约工业用水作为节水 重点，主要措施是重复利用工业内部已使用的水，即“一水多用”：日本大阪1 9 7 0 年的工业用水 重复率只有4 7 4 ，到1 9 8 1 年已提高到8 1 7 ；美国制造工业的水重复利用次数，1 9 8 5 年为8 6 3 次，2 0 0 0 年达到1 7 0 8 次，因此，美国制造工业的需水量不但不增加，反而比1 9 7 8 年的需水量减 少4 5 。国外在城市节水方面，主要集中如下几个方面：制定实施取水、排水法规；提高工 业用水技术和管理水平，降低用水定额；实行综合节水措施，大幅度提高用水再用率；改进 生产工艺，减少耗水量等”1 。 区域节水规划是节水工作科学管理的重要环节，并为区域供水、水环境管理、国民经济发展 及产业结构调整提供决策支持。节水考核指标是衡量一个城市或某一区域节水水平的一种尺度， 以往对节水指标体系的研究主要集中在工业与城市节水指标体系的建立和节水水平的评价，很难 全面反映整个区域的真实节水水平。对于用水系统节水指标体系的建立和节水水平的评价，至今 尚缺乏系统深入的研究。 汪光焘( 1 9 9 4 ) 给出了工业与城市节水考核指标”1 。建设部城市建设研究院曾提出城市节约 用水指标体系，该指标体系将城市节约用水指标体系分为两类：城市水量指标和城市用水率指标。 王思祥和汤大林( 1 9 9 8 ) 给出了城市节约用水的总体指标体系和分体指标体系。在总体指标体系 中，增加了水资源利用率和节水率两个指标；在分体指标体系中，将节水体系分为工业节水、农 业节水、生活节水、环境保护、节水管理、节水经济六类指标。 上述节水指标体系的建立，大都是从城市节水的角度出发的，没有从整体上反映一个区域或 城市节水水平的综合指标，因而还不够完善，不能很好地指导区域节水工作，需要对区域节水指 标体系的建立做进一步的研究。 1 3 研究内容和方法 1 3 1 研究内容 1 资料调查。包括莱芜市自然地理概况及社会经济发展现状；莱芜市水资源特点与供水能 力状况分析。 2 现状用水水平分析。以2 0 0 0 年为现状年，进行现状用水水平分析，包括居民生活用水、 生产用永、农业灌溉用水、生态环境用水。 3 节水潜力分析。节水潜力是以各部门和各行业通过综台节水措施所达到的节水指标为参 照标准，分析现状用水水平与节水指标的差值，并根据现状发展的实物量指标计算可能最大的节 水数量。 4 节水目标与节水措施。 5 节水方案。根据估算的节水潜力以及各水平年水资源供需分析反馈的缺水状况拟定逐 步加大节水投资和力度的节水方案，明确分阶段采取的节水措施及其相应的技术经济指标，估算 各计算分区不同水平年各部门的节水量，并依据水资源需求预测的结果，确定合理抑制需求、减 少需水量的方案。 3 6 城市污水处理与中水利用规划。 7 城市计划节约用水管理。 1 3 2 拟采用的研究方法 本论文的研究分三个阶段；第一阶段为调研阶段：征求专家、学者意见，广泛收集基本资料。 第二阶段为理论分析阶段：就节水标准与指标、节水潜力、节水目标与节水措施、节水方案等内 容，建立起基本的理论分析观点和计算评价指标体系、方法。第三阶段，以莱芜市为案例，编制 莱芜市节约用水规划，撰写研究报告，并咨询有关专家，修改研究报告。 4 2 1 自然地理概况 第二章莱芜市的基本概况 莱芜市地处鲁中山区，泰山东麓，地理坐标东经1 1 7 。至1 1 7 。5 8 ，北纬3 6 。0 0 至3 6 0 3 3 。 北与济南章丘相依，南与新泰市为邻，东靠博山，西部与泰安郊区接壤。东西宽5 8 o k m ，南北长 6 1 o k m ，总面积2 2 4 7 o k m 2 。莱芜市地图见图2 一l 。 2 1 1 地理地貌 圈2 - 1 莱芜市地图 莱芜市北、东、南二面环山：北部ij 1 区为泰山余脉，近东西走向；南北部皆为山势陡峻、沟 谷发育、切割较强烈的中低山；东部靠沂蒙山区。西部开阔，整个地势南北高，中部低，构成了 半圆形的莱芜盆地。牟汶、瀛汶河贯穿盆地中部，四流出境。 莱芜境内有山地、丘陵、平原、水面等多种地貌类型。 山地面积1 3 4 5 6 1 k i n 2 ，占全市总面积的5 9 8 9 。 丘陵面积5 2 7 9 7 k i n 2 ，占总面积的2 3 5 傩，分布于山区匈平原过渡她带t 水主流失较大，多 为中低产田。 平原面积3 7 3 4 3 k m 2 ，占总面积的1 6 6 2 ，主要分布在牟汶、濠汶河两侧一、二级阶地上a 土地平坦，土层深厚。在河床两侧有河滩地4 5 万亩。 2 1 2 河流水系 全市有大小河流3 9 5 条，主河道有牟汶河、瀛汶河、淄河三大干流横贯全市。其中，牟汶河 东起沂源西到泰安。沿莱城南面流入大玻河，全长5 1 、5 k m ，流域面积1 3 5 2 3 1 k m 2 ：赢汶河( 汇河) 北起章丘南到口镇以西转向西南流经寨里、杨庄入泰安郊区，全长5 9 k m ，流域面积7 8 6 7k m 2 ； 淄河北支发源于莱芜东北山区，南支发源于莱芜东部山区及沂源西部边界，流经和庄、常庄入博 山，北支主河全长1 2 k m ，流域面积1 2 4 ，8 k m 2 ( 其中沂源1 6 8 k m 2 ) 。 2 1 3 水利工程 全市水库坑塘水面星罗棋布。总兴利库容2 5 9 6 0 万m 3 。其中： 大中型水库8 座，水面1 7 1 4 3 亩，兴利库容1 8 2 1 2 万m 3 ； 小( 一) 型水库3 1 座，小( 二) 型水库1 3 8 座，兴利库容5 1 0 6 万m 3 ； 塘坝8 9 7 座，兴利库容2 6 4 2 万m 3 ； 扬水站1 5 0 处。机电井7 9 6 2 跟( 其中工业井2 1 4 跟，引河7 8 处，水力发电站5 处) 。 上述蓄水工程。对抗旱、灌溉、城镇供水、工业供水、防洪、除涝等发挥了重要作用。 2 1 4 土壤植被 各种地貌类型对土壤的形成和分布起着重要作用。根据土壤分类原则，全市共查出棕壤、揭 壤两个大类，七个亚类。可利用面积为1 7 8 4 6 k m 2 ( 不包括黄虑寨子) ，占全市土地总面积的8 5 1 。 2 1 5 水文地质条件 1 地质概况 菜芜盆地地质构造受鲁中纬向构造及鲁西旋卷构造的控制。构造形迹以断裂为主，裙皱次之， 反映了不同时期的不同构造体系及不同力学性质。莱芜盆地地质构造主要有四个构造体系：北西 向构造、东西向构造、旋扭构造、新华夏系构造。 2 地下水类型及赋存规律 ( 1 ) 强含水层。含水层透水性良好，补给充沛，径流畅通。含水丰富，主要含水层厚1 0 2 0 米，接受大气降水及地表水补给，亦接受周边基岩裂隙水补给。地下水径流方向与河流流向、地 6 形坡向基本一致。总趋势是由河道两侧向河流、河流上游向下游方向运动，径流畅通。 ( 2 ) 中等含水层。盆地北部及东部灰岩为深层补给区，上游边界补给章丘明水泉，常庄一 带侧向补给神头泉。除集中由泉水排泄外，还有一部分为潜流补给孔隙水及转化为地表水排泄。 ( 3 ) 弱含水层。广泛分布于北部、东部的片麻岩山区及牟汶河沿岸的汶阳、颜庄等地区。 风化、构造裂隙发育，深度小于3 0 米，一般为5 一l o 米地下水埋深1 5 米，岩石富水性差。地下 水运动特点是随地形成散流状态向低洼处汇集。因风化带不厚，水位浅，沟谷地带常被切割以裂 隙下降泉形成排泄，转为地表水，水量不丰富。深部岩石致密，为相对隔水层，是盆地的区域隔 水边界。 2 2 社会经济概况 莱芜市为新兴的工业城市，辖莱城区和钢城区。1 9 9 9 年底，全市总人口达至0 1 2 2 5 1 万人，其 中农业人口3 8 8 5 万人；耕地面积为9 0 3 8 万亩人均占有耕地0 7 4 亩；国内生产总值9 9 1 亿元9 。 莱芜市区居莱芜市中部，是全市的政治、经济、文化中心，现有居住人口1 8 8 万人，城区面积2 0 k m 2 。 莱芜市交通便利，有磁莱铁路与辛泰铁路在莱城交汇，泰莱铁路与京沪线相连，辛泰铁路与 胶济线相通。现有公路里程达到8 7 0 4 1 m ，其中国道6 1 1 k m ，省道2 2 9 8 k m ，包括博莱高速公路和 泰莱汽车专用级公路。全市已形成以国道为主干线省道相辅，市道、乡道相配套，村村通公 路的格局。 目前，莱芜市已成为以钢铁、电力、煤炭为龙头的重要工业基地。境内有国家特大型企业莱 芜钢铁厂，以及鲁中冶金矿山公司、泰山钢铁公司、莱芜发电厂、莱城电厂、泰山造纸厂、新汶 矿务局所辖的鄂庄、南冶、西港和潘西煤矿等工矿企业。便利的交通，丰富的矿产资源，带动了 电力、冶金、机械、化工、造纸、建材等工业的兴起。截止1 9 9 9 年底，全市完成工业总产值1 0 2 5 5 亿元，比1 9 8 9 年增k 4 9 倍。 随着社会主义市场经济的进一步推进，全市逐步形成了种、养、加与产、供、销相结合的农 村经济新格局。同时，特色农业和产业结构调整等措施的实旆，使农村经济实力进一步壮大。到 1 9 9 9 年底，全市实现农业总产值达到2 1 5 2 亿元，比1 9 8 9 年增长5 5 倍。 2 3 水资源概况 2 3 1 降水资源量与蒸发量 1 降水资源量及特点 本市多年平均降水量7 3 3 3 m m ，折合1 6 3 6 亿m 3 ，年降水量的大小明显呈n e s w 向的带状分 布。东南部及西北部山区年降水量大，达7 5 0 m m 以上，中部降水量小，口镇一带不足6 5 0 m ”。 降水量的年内分配很不均匀。一般年份，降水量的7 0 8 0 出现在汛期，汛期降水量往往集中 4 莱芜市水利与渔业局2 l 世纪初期莱芜市水资源可持续利用规划 7 山东省水利厅文件鲁水资字 2 0 0 4 7 号，水资源 2 0 0 3 6 3 4 号 7 在7 、8 两月份的几场暴雨。枯季降水量一般不超过年降水量的2 0 3 0 。降水量的年际变化很大， 全市平均最大、最小年降水量比值是3 6 5 ，有的雨量站达5 o e * z 3o 莱芜市历年降水量变化见图2 - 2 。 围2 _ 2莱芜市年均降水量图 2 蒸发量及特点 全市各地多年平均水面蒸发量在8 9 0 9 4 0 m 之间，由东南向西北方向递减；多年平均陆面蒸 发量在4 2 0 5 2 0 r a m 之间，由东北向西南方向渐大。 2 3 2 水资源总量 全市多年平均地表水资源量为5 6 8 亿m 3 ，地下水资源量为2 8 6 亿m 3 ，剔除重复计算量2 2 4 亿m 3 ，水资源总量为6 3 0 亿n 1 3 。资源系数为0 3 9 ，平均资源模数为2 9 7 0 万m 3 k m 2 “。莱芜市 水资源总量分布见图2 3 。 2 3 3 水资源特点 本市水资源，地区分布不均，资源明显不足，年际变化很大，年内分配悬殊，水质污染严重， 供需矛盾突出。 地表水资源量与降水量相应，8 0 以上集中在汛期，汛期中，叉主要集中在几场暴雨，雨洪期 间，除蓄水工程拦蓄外，剩余水量大部分出境：枯季径流量很少，除遇较大降水产生径流外，河 _ 1 莱芜市水资源统计报表1 9 9 4 2 0 0 2 2 莱芜市经贸委关于水情调研基本情况的汇报 8 中水流主要为工矿企业和城镇生活排放的污水。地表径流量年际变化很大，如1 9 6 4 年天然径流量 这1 9 5 亿m 3 ，1 9 8 9 年仅为0 7 3 亿5 ，最大最小年比值达2 6 7 。本市水资源量虽有明显丰、桔交替出 现的规律，但每一丰枯周期的年数和丰桔程度各不相同，有时出现2 3 年的连枯或连丰年份，但无 规律可循。 地下水资源量的变化与降水入渗量相应。近些年来，由于过度开采，地下水位普遍下降。地 下水资源量的年际变化很大，如1 9 6 4 年全市为5 2 9 亿m 3 ，1 9 8 9 年1 4 1 亿 ，最大最小年比值达3 7 5 。 地下水资源最地区分布不均。总的来看，在第四系松散地层，特别是砂层较厚的沿河平原区 和隐伏岩溶区以及山前高程较低石灰岩区域，地f 水资源丰富，资源模数大丁2 0 万i l l 3 k m 2 ：砂石山 丘区地下水资源贫乏，资源模数5 1 0 万m 3 k m 2 ；高程较高的石灰岩山丘区，资源模数一般1 0 2 0 万 r i l a k m 2 。 水资源不足已成定局。全市1 9 5 6 2 0 0 0 年多年平均水资源总量6 3 0 亿m 3 ，人均占有量仅5 1 0 m 3 。 在目前工程蓄水条件下，除去约2 7 亿m 3 ( 不含出境排污水) 出境径流量，人均用水量仅为2 9 0 m 3 ， 缺水程度可想而知。遇到枯水年份，水资源的不足，严重制约了工农业生产的正常发展。 近些年来，水质污染非常严重，牟汶河主要千、支流( 上游除外) 绝大部分时间都为超v 类水， 已不宜再应用，部分工矿企业附近及平原河道两侧的地下水也受到污染或严重污染，直接影响了 水资源的利用。防污治污，刻不容缓。 圈2 _ 3 莱芜市水资源总量分布田( 单位：亿一) 2 3 4 供水工程现状分析与可供水量计算 1 供水工程现状 ( 1 ) 地表水源工程 全市共有大中型水库8 座，小( 一) 型水库3 0 座，小( 二) 型水库1 2 2 座，拦河闸坝提水 及引水工程共计3 6 1 处，设计供水能力2 3 9 1 万m “i 。 雪野水库是全市唯一的座大型水库，位于莱城区雪野镇，控制流域面积4 4 4 k m 2 ，总库容2 2 1 亿m 3 ，其中兴利库容1 1 4 亿3 ，死库容0 0 3 亿m 3 ”1 。 中型水库7 座，其中莱城区6 座。钢城区1 座，总控制面积5 7 2 6 k m 2 ，总库容1 2 9 亿m 。， 9 其中兴利库容0 7 4 亿m 3 ，设计供水能力7 3 5 8 万m 3 。 小型水库1 5 2 座，其中莱城区1 2 2 座，钢城区3 0 座，总库容0 8 4 亿m 3 ，其中兴利库容0 5 6 亿m 3 ，设计供水能力5 1 0 7 万m 3 。 坝塘9 9 1 座，其中莱城区8 1 0 座，钢城区1 8 1 座，总兴利库容0 2 9 亿m 3 ，设计供水能力2 9 7 0 万m 3 。 全市共有拦河提水工程2 8 5 处。现状供水能力1 1 7 0 万m 3 ；引水工程7 6 处，现状供水能力1 2 2 1 f 万i n 3 。 上述地表水源工程在防洪、灌溉、发电、供水及水产养殖等方面发挥了重要作用，为全市国 民经济和社会发展提供了防洪安全和供水保障，成为全市的重要基础设施。 ( 2 ) 地下水源工程 截止1 9 9 9 年底，全市共建各类机电井8 5 4 5 眼，其中农业灌溉井7 7 4 8 眼，工业井2 1 4 眼。 上述水源工程在城乡生活、工业用水中发挥了重要作用。 综上所述，莱芜市现有供水工程统计情况见附录。 ( 3 ) 污水处理工程 1 9 9 9 年底，莱芜市污废水年排放量5 8 7 0 万吨。莱城建成集中污水处理厂后，日处理能力4 万吨，即年处理1 4 6 0 万吨，包括莱芜钢铁集团、莱芜硫酸厂、泰山造纸厂、兆峰陶瓷厂等企业 在内，全市年处理污水能力为1 8 2 5 万吨。但因处理设备运转费用等经济原因，有些安装有污水 处理设施的企业，长期不运行，影响污水处理效果。 近年来，随着莱芜市经济的发展和人民经济水平的提高，工业废水和生活废水的排放量持续 增大，而污水处理设施的建设相对缓慢，大量未经处理的污水直接排入泄流沟和河道，造成严重 污染。 2 现有水利工程可供水量分析计算 ( 1 ) 地表水可供水量计算 本次计算，是确定全市现有水利工程现状( 1 9 9 9 年) 在多年平均、丰水年p = 2 0 、平水年p = 5 0 、 枯水年p = 7 5 、特枯水年p = 9 5 条件下的地表水供水量。 大中型水库可供水量的计算 全市共有8 座大中型水库，分为多年调节和年调节两类，其中雪野水库、乔店水库担负多项供 水任务，其计算方法如下： 1 ) 大型水库可供水量计算。雪野水库为多年调节水库，其可供水量的计算按长系列变动用水 历时法进行调节计算。 水库径流调节计算系列选用1 9 5 6 - - 2 0 0 0 年系列，对缺测资料进行插补延长。水库历年灌溉用 水量采用变动用水，根据“大汶河流域规划”分析计算的王大下实验区的历年逐月灌溉定额，以 及现状渠系水有效利用系数，灌溉面积求。；对工业供水量按先行规划设计值，即年供水2 7 5 0 万 立方米，采用固定用水量。 工业供水保证率设计要求为9 5 ，农业供水保证率为5 0 1 ，为此先根据来水系列和工业用 3 1 莱芜市统计局莱芜市统计年鉴莱芜统计出版社，2 0 0 3 4 莱芜市水利与渔业局2 1 世纪初期莱芜市水资源可持续利用规划 水需要进行调节计算，求得满足工业供水所需要的蓄水库容，并以此作为灌溉供水的限制库容， 灌溉供水以农业限制库容为下限，工业供水以死库容为下限，进行两目标用水的蓄水量调节计算。 根据逐年调节计算结果，统计正常供水年数及供水保证率，采用假定灌溉面积试算的方法， 求得供水保证率正好等于设计保证率的灌溉面积的灌溉用水量、工业供水量的历年供水量，即为 历年可供水量。 根据历年供水量进行频率计算，即可求得不同保证率的可供水量。雪野水库的可供水量分别 是：2 0 保证率时天然来水量1 6 7 0 7 万m 3 ，现状来水量1 2 5 1 0 万m 3 ，现状可供水量8 4 6 5 万m 3 ： 5 0 保证率时天然来水量9 7 1 7 万m 3 ，现状来水量7 4 7 5 万m 3 ，现状可供水量6 5 7 5 万m 3 ；7 5 保证 率时天然来水量5 7 6 7 万i l l 3 ，现状来水量4 5 8 8 万m 3 ，现状可供水量5 3 4 2 万m 3 ；9 5 保证率时天然 来水量2 2 7 1 万m 3 ，现状来水量1 9 5 9 万1 1 1 3 ，现状可供水量3 9 7 2 万m 3 ；多年平均：天然来水量11 3 6 6 万m 3 ，现状来水量8 5 9 2 万m 3 ，现状可供水量6 8 4 9 万m 3 。计算成果见表2 - 1 。 2 - l 雷野水库的可供水量计算成果表 单位：万订 p = 2 帐p = 5 0 p = 7 5 p = 9 5 p = 2 0 p = 5 0 p = 7 5 p = 9 5 p = 2 0 p = 5 0 p = 7 5 p = 9 5 1 6 7 0 79 7 1 75 7 6 72 2 7 11 2 5 1 07 4 7 54 5 8 6 1 9 5 98 4 6 56 5 7 55 3 4 23 9 7 2 2 ) 中型水库可供水量计算。全市中型水库中，乔店、大冶、杨家横、鹁鸽楼、公庄等五摩 水库为多年调节水库，葫芦山水库为年调节水库。各水库均没有实测径流资料，可供水量采用设 计典型年法计算。“，既推求出设计保证率p = 2 0 ，p = 5 0 ，p = - 7 5 ，p - - 9 5 及多年平均等五个设计 典型年的来水景及其月分配，灌区综合毛灌溉定额及其月分配，分别进彳亍调节计算，求得五种保 证率的可供水量。对于有城市供水的乔店水库的可供水量，其城市供水采用固定用水，农业用水 实行限制用水的方法，计算各种保证率的可供水量分别是：多年平均天然来水量1 4 6 5 4 万m 3 ，现 状多年平均可供水量1 0 0 2 7 万m s ；2 0 保证率时天然来水量2 1 6 4 3 万m 3 ，现状可供水量1 0 9 0 5 万 i l l 3 ；5 0 保证率时天然来水量1 2 5 8 2 万m 3 ，现状可供水量8 5 8 8 万m 3 ：7 5 保证率时天然来水量7 6 6 4 万1 1 1 。，现状可供水量5 2 2 1 万m 3 ：9 5 保证率时天然来水量2 9 3 9 万m 3 ，现状可供水量2 1 5 9 万i l l 3 。 计算成果见表2 - 2 。 小型水库、塘埂、拦河闸坝及扬水站可供水量计算 1 ) 小型水库可供水量计算。小( 一) 、小( 二) 型水库及塘坝均为年调节，其可供水量的大 小取决予水库的兴利库容和来水量的大小1 。因此，可根据水库的调蓄能力估算可供水量。 w w - * 女= ( 1 2 - 1 3 ) v * 最大复蓄系数取k = i 3 ，对于一般的小型水库取k = i 2 ，对流域面积较大，枯季径流较丰富 的水库取k = i 3 ，由此可算出不同保证率相应年份的拦蓄水量。 当w 束p w _ f n 力时，取w 拦譬p = w 来p 当w 柬p w 譬 时，取w 蓄r = w * f 力 所以小型水库的可利用水量： w w p = w # f w 燕州糟 ( 2 - 1 ) 小型水库的蒸发、渗漏量主要取决于水库的渗漏情况和水面面积的大小，渗漏和蒸发损失取 拦蓄水量的0 卜o 2 ，要根据水库的具体情况而定。 小型水库的不同保证率的可供水量为： w 日p = ( 0 8 - 0 9 ) w # fp ( 2 - 2 ) w 女r 是根据本次水资源评价分析计算的各分区不同保证率的径流深计算而得： wmp = 0 1 r p * f ( 2 - 3 ) 式中：w $ r 一一小水库某一保证率的来水量( 万m a ) f 一一小水库的流域面积( k m 2 ) r p 一一小水库流域面积上某一保证率的径流深( r a m ) 表2 - 2莱芜市中型水库可供水量计算成果表 单位：万一 2 ) 塘坝可利用水量计