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郑州市城市可供水量与需水量平衡分析 摘要 近年来郑州市城市框架、经济、人口发展迅速，已成为中原城市 群经济隆起带和中原崛起的龙头城市，但是城市水资源相对紧缺，降 水量时空分布不均、水资源严重缺乏。“城市发展，供水先行”，因此 为保证城市的发展需要，必须对郑州市进行合理地供水系统规划。 供水系统的规划，是依据城市供水现状，合理利用水资源，结合 近远期发展规划，确定供水结构和用水人口，全面进行可供水量调查 分析，在保证环境允许和现有开采技术条件下，计算出最大的可供水 量，并针对郑州市的历史供、用水数据，对需水量预测方法进行分析 比较，选择了用水定额和多元线形回归两种基本方法，进行需水量预 测。在此基础上，进行可供水量与需水量平衡分析，以供定需，最终 确定供水规模。 供水规模的确定，是城市供水规划的核心内容。因此城市可供水 量与需水量平衡分析研究对于郑州市供水系统规划而言，是必不可 少，同时也是进行规划的前提。因此本课题的研究为郑卅l 市供水系 统规划( 2 0 0 5 2 0 2 0 ) 奠定了基础，也为其它的城市供水研究提供 了一定的经验。 关键词：供水规划可供水量需水量预测平衡分析 t h eb a l a n c ea n a i y s i so fz h e n g z h o uc i t y 、) i 艮帆r r e q u i r e m e n t a n da b i l i t yo fw a t e rs u p p l y a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t hf r a m e ，e c o n o m ya n dp o p u l a t i o no fz h e n g z h o u c i t ya r ee x p a n d i n g ，i th a sa l r e a d yb e c a m et h el e a d i n gc i t yi ne c o n o m yu p w a r p i n gz o n e o fz h o n g y u a nc i t i s b u tw a t e rr e s o u r c ei s r e l a t i v e l y s h o r t - s u p p l i e d ，a m o u n to fp r e c i p i t a t i o ns p a c e t i m em a l d i s t r i b u t i o n ，w a t e r r e s o u r c ei ss h o r tg r a v e l y ”t h ec i t yd e v e l o p s ，w a t e rs u p p l ym u s tb ei n a d v a n c e ”，s o ，i no r d e rt oe n s u r et h ed e v e l o p m e n to fc i t y , t h er a t i o n a l w a t e rs u p p l ys y s t e mp l a no fz h e n g z h o uc i t ym u s tb ec a r r i e do u t t h ep l a n n i n go fs u p p l y i n gw a t e rs y s t e m ，i sa c c o r d i n gt oc u r r e n t s i t u a t i o no ft h ec i t ys u p p l i e sw a t e r ，m a k i n gu s eo fw a t e rr e s o u r c e r a t i o n a l l y , c o m b i n i n gw i t hc l o s e a n df o r w a r dd e v e l o p m e n tp l a n n i n g ， a s c e r t a i n i n gt h es t r u c t u r ew a t e rs u p p l ya n dp o p u l a t i o no fu s i n gw a t e r b e i n gi np r o g r e s sa n a l y s i sa l lr o u n dt ot h ea b i l i t yo fw a t e rs u p p l y u n d e r e n s u r i n gt h a tt h ee n v i r o n m e n ta l l o w sa n dc u r r e n tc o n d i t i o no fe x p l o i t i n g t e c h n o l o g y , t oc a l c u l a t eo u tt h ea m o u n t sm a x i m a la b i l i t yo fw a t e rs u p p l y , a n dc a r r yo u ta n a l y s i sa n dc o m p a r i s o no nm e t h o do fw a t e rr e q u i r e m e n t f o r e c a s tf o rt h ez h e n g z h o uc i t y h i s t o r ys u p p l y i n ga n du s i n gt h ew a t e r d a t a ，a n dc h o o s et w ok i n d so ff u n d a m e n t a lm e t h o d ，i n c l u d i n gw a t e rq u o t a a n dm u l t i v a r i a n tl i n ef o n tr e t u r nt of o r e c a s tt h ew a t e rr e q u i r e m e n t o n t h e s eb a s i s ，d oa n a l y s i sa b o u tt h eb a l a n c eo ft h ea b i l i t yo fw a t e rs u p p l y a n dw a t e rr e q u i r e m e n t ，f i xn e c e s s a r i e sw i t hs u p p l y i n g ，a s c e r t a i nt h es c a l e o fw a t e rs u p p l yu l t i m a t e l y t h ec o nc o n t e n tf o rt h ec i t yw a t e rs u p p l yp l a n si st oa s c e r t a i nw a t e r s u p p l ys c a l e s ot h ea n a l y s i sa b o u tt h eb a l a n c eo ft h ea b i l i t yo fw a t e r s u p p l ya n dw a t e rr e q u i r e m e n ti se s s e n t i a lf o rw a t e rs u p p l ys y s t e mo f z h e n g z h o uc i t y , a tt h es a m et i m e ，i ti st h ep r e m i s eo ft h ep l a n ，t o o t h e r e f o r e ，t h i sr e s e a r c hw i l le s t a b l i s hab a s i sf o r ”z h e n g z h o uc i t yw a t e r s u p p l ys y s t e mp l a n s ( 2 0 0 5 - 2 0 2 0 ) 。a n dp r o v i d es o m ee x p e r i e n c e sf o r o t h e rc i t i e sw a t e rs u p p l ys t u d i e s k e y w o r d s ：w a t e rs u p p l yp l a n ，t h ea b i l i t yo fw a t e rs u p p l y , t h ew a t e r r e q u i r e m e n tf o r e c a s t ，a n a l y s i so fb a l a n c e 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研 究工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规 范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北水利水电学院或其它教育机构 的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 签字日期：加7 g 签字隰彤6 - 夕 学位论文版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北 水利水电学院可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。( 涉密的学位论文在解 密后应遵守此规定) 。 学位论文作者签名： 惯坑 签字日期：训了舌8 导师签名： 钐亏厶 獬醐：加夕- 7 力够 玩厉 嘞杉 ：名 名签签， 者师 作导定(论人位证学保 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第一章绪论 1 1 论文研究的背景 随着工业迅速发展、人口增长以及大规模垦荒，使水资源利用进入了多目标 综合利用时期，水资源的紧缺与对水的需求矛盾凸现出来，水资源愈来愈成为限制 一个地区、乃至全球发展的因素。“1 我国是水资源相对缺乏的国家，人均水资源占 有量为2 2 0 0 m 3 ，仅占全世界人均水资源量的2 5 ，耕地平均水资源量为1 7 0 0 m 3 亩， 为世界亩均水资源量的7 1 。“1 郑州市是河南省省会，是全省政治、经济、科学、文化中心，是我国著名的商 贸城市。它历史悠久，文化古迹荟萃，人文景观丰富，是中原古文化旅游中心。而 郑州市又是水资源相对紧缺的城市，降水量时空分布不均、水资源严重缺乏。多年 平均水资源总量为1 3 3 9 亿m 3 ，其中地表水资源量为8 6 7 亿m 3 ，地下水资源量为 8 6 5 亿m 3 ，地表水与地下水的重复利用量为3 9 2 亿m 3 。人均水资源量不足2 3 0 m 3 ， 仅为全国人均水资源量的1 1 0 ，不足全省人均水资源量的一半。1 郑州市全面建设小康社会规划纲要提出， i f 2 0 2 0 年，国内生产总值将达 n 6 6 0 0 亿元以上，市区人口5 0 0 万左右，城市化水平7 0 左右。随着城市规模的不 断扩大，人口数量的不断增长，水的供需矛盾将会日益突出。“城市建设，供水先 行”，为了满足郑州市城市发展对用水不断增长的需求，促进和谐社会的构建，保 证水资源的可持续利用，制定城市供水系统的近远期规划就显得尤为重要和紧迫。 而供水规划的基础就是对未来水量的科学分析与准确预测。即对城市近远期水平年 的可供水量进行科学的调查，对需水量进行合理的预测，秉承开源与节流并重的方 针，在保证供需平衡基础上，确定城市供水工程的规模。而需水量的预测尤为重要， 若需水量预测偏大，会带来工程的闲置，直接导致投资的浪费；需水量预测偏小， 供水工程没有提前谋划，将无法保证未来城市发展的用水。因此，只有合理地预测 近远期社会各部门的需水要求，才能根据整个城市的供求关系做好前期水量平衡工 作，有计划地指导水资源开发利用，既不会由于规划不足造成用水危机，也不会由 于规划过大造成大量的水资源工程设施的闲置。“1 本课题就是在这一背景下提出的，旨在通过对可供水量调查和需水量预测理论 研究的基础上，确定郑州市未来的城市供水规模，为郑州市城市供水系统规划服务。 华北水利水电学院工程硕士学位论文 而基于该水量供需平衡分析基础上所完成的郑州市城市供水系统规划已通过了由 郑州规划局、郑州市发改委等部门的专家审查。 1 2 相关领域研究现状 可供水资源是指符合一定的水质标准、能够提供给城市生产和生活使用的水资 源。可供水资源分为地下水和地表水。地下水分为可开采浅层地下水和中深层地下 水；地表水分为水库和河道两类。引滦入津、黑河引水的成功先例和目前正在建设 的南水北调工程也为可供水资源增添了一种新的内容，即：外域引入水。 比起人类开发利用水资源的活动来讲，预测用水需求的历史是很短的，当人们 直接靠河水、泉水或者井水存活时，他们不会担心将来的用水需要，在他们的眼里 水是取之不尽、用之不竭的。早期的城市供水设施是由投资者的投资能力决定的， 供水能力决定了供水范围和服务对象，而这常是城市的一小部分。由于没有条件和 能力考虑全部城市或地区的用水需求，因此那时也没有进行需水量预测的必要。只 有当发展到有足够的供水能力，满足一定区域内居民生活和生产活动的全部用水， 或者当供水部门有能力增加其供水能力以满足眼前和未来用水需求的时候，城市需 水量预测才有条件和有必要进行。4 1 需水量预测始于大约1 0 0 年前的美国。美国内战结束后，城市的重建和工业的 发展建设了不少的城市供水系统，其中大部分都是力图于服务全体居民的。正是从 那个时候开始，在供水系统规划中引进了一个新的原则：用水量应该由人口的需要 来决定，而不是由供水设计能力来决定。随着对水的管理工作的深入，随着全世界 范围内的水资源短缺和可持续发展呼声的开益高涨，世界各国都先后展开了对需水 量预测的研究工作。“1 在国内，对需水量预测的研究工作起步较晚，它是在进入改革开放以来，随着 工业的发展和城市化进程的加快，水资源的供需矛盾同益突出时发展起来的。近年 来，由于我国水资源极度短缺的国情已引起社会各界的高度重视，使得需水量预测 工作得到迅猛的发展。从1 9 9 2 年下半年开始，中国科学院水问题联合中心组织完 成了“中国水资源开发利用在国土整治中的地位与作用”这一重大课题，并参加中 国二十一世纪议程的编制，从如何解决我国的水资源持续利用出发，开展了新的 中长期需水量预测研究。从目前我国在需水量预测的实践来看，无论从预测方法上， 还是从预测结果上，都已经达到了世界先进水平。“ 时至今日，在各个科学领域内的预测方法己多达二百多种，常用的也有二三十 2 华北水利水电学院工程硕士学位论文 种。随着城市用水量的高速增长和水资源的日益紧缺，水资源规划和用水系统的优 化调度变得越来越重要，因而作为前提和基础的需水量预测也得到了长足的发展， 水资源需求预测的方法也出现了很多，并且在水资源规划与决策中发挥了重要的作 用。嘲 根据需水量预测的目的和预测对象的特点，可将其分为长期预测和短期预测。 短期预测一般是以用水系统优化调度管理为目的的，如日预测和时预测，这种预测 要求预测精度高，速度快；。儿”1 长期预测是以水资源长期规划为目的的，它预测周 期长，趋势性明显，考虑因素较多。1 根据各种需水量预测结果的特点与属性，通常将常用的预测方法分为定性预测 和定量预测两大类。定性预测是指在对以往用水历史数据的分析和对需水规律的认 识基础上，判断未来用水趋势的方法。定量预测是指利用人们对事物规律进行总结， 建立预测模型，并计算出未来状况数量的方法。“” 根据各种需水量预测方法的特点和属性，通常将常用的预测方法分为直观预测 法、时间序列法和模拟模型预测法三大类。“” 直观预测法是一种定性预测，只依靠人的直观判断能力对未来用水状况进行直 观判断的方法，也称直观判断法。它在需水量预测中，特别是在水资源决策中占有 十分重要的地位。如头脑风暴法、特尔斐法、主观概率法、关联树法、先行指标法 等均属于直观预测法。“”“” 时间序列法是指利用过去的历年用水数据，对其进行统计分析，寻找用水数据 随时间变化的规律，建立时序模型，据此预测出未来用水状况的方法。主要包含： 移动平均法、指数平滑法、趋势外推法、季节变动法、马尔可夫法、博克斯一詹金 斯法。“q 模拟模型预测法是指建立需水模型，确定需水模型的各种边界条件，从而确定 未来用水量与现用水量之间的关系。由于用水系统的复杂性，无法建立一个确定的 理论模型对它进行描述，所以绝大多数需水量预测模型都是建立在对历史数据的统 计分析基础上，不同的只是数据处理方式、应用特点及使用条件。“6 1 根据对数据处 理方式的不同，此种预测方法又可以分为结构分析法和系统方法其中结构分析法 包含回归分析法、工业用水弹性系数预测法、指标分析法；系统方法包括灰色模型 ( g m ) 预测法、人工神经网络模型预测法( a n n ) 和系统动力学法。“” 3 华北水利水电学院工程硕士学位论文 1 3 论文研究的目的 目前，郑州市的供水与需求之间出现了比较严重的矛盾。一方面是城市供水的 供大于需。近年来城市用水量呈递减趋势，而供水规模却在不断扩大，到目前为止 城市供水规模超过用水量约1 5 倍。直接的影响是供水设施闲置，人员和资金的浪 费，间接的影响是不利于节水工作的开展，造成水资源的浪费。另一方面是城市部 分可供水资源的供小于需，主要水源黄河水的提取量已大于国家分配给郑州的水 量。这种情况在其它城市也出现过，但并不普遍：因此研究郑州市近年来用水变化 规律，揭示其未来的发展趋势，利用理论根据对城市未来需水量进行科学预测，保 证供需平衡，为供水决策和水利投资提供参考，为郑州市自来水总公司科学制定新 建水厂规模提供依据，为水资源的可持续利用、经济社会的可持续发展提供保证， 是本论文主要的研究目的。 1 4 论文研究的范围和内容 1 4 1 研究的范围 本论文所选供水范围为郑州市中心城区，包含中原区、二七区、管城区、金水 区、惠济区、桥南新区、郑东新区、东开发区、西开发区和加州工业城、须水工业 园。供水类型为郑州市城市工业、生活和环境用水，不含周边农业用水。 规划水平年：近期为2 0 1 0 年、中期为2 0 1 5 年、远期为2 0 2 0 年。 1 4 2 研究的内容 本论文研究的主要内容为： l 、对郑州市现状用水情况进行调查； 2 、对可供水量进行调查分析； 3 、对需水量预测的方法进行分析研究，并利用不同的方法对郑州市近远期工 业、生活、环境需水及总需水量进行预测并检验； 4 、对可供水量与需水量进行平衡分析。 1 4 3 研究的方法、路线 本论文研究方法为：综合选择了郑州市供用水现状中的有效数据，经过分析筛 选，选取适合郑州实际情况的计算方法，从而对未来供水和需水量进行预测。 本论文的研究路线为：调查国内外相关领域的研究成果一调查郑州市供用水 4 华北水利水电学院工程硕士学位论文 的现状及资料一对现状条件的水资源量进行评价一对未来需水量方法进行选择一 对未来需水量进行预测一可供水量和需水量平衡分析一结论。 5 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第二章城市概况 2 1自然情况 郑州市地处河南省中部，位于东经1 1 2 。4 27 一1 1 4 。1 47 和北纬3 3 。1 6 一 3 4 。5 87 之间，地处西南山前丘陵和东部黄河冲积平原的过渡地带。全市基本地形 由西南向东北倾斜，呈阶梯状降低，由山区、丘陵过渡到平原，山地，丘陵与平原 分界明显。市区西南部地面坡降1 1 0 0 一1 3 0 0 ，京广铁路以东为平原区，海拔高 程8 0 1 0o i i i 。黄河位于市区北部，由于历史上黄河决口泛滥，形成市区北部、东 部地形地貌多变，黄河泛滥的主流区多沙岗、地势较高。 郑州市位于亚热带向温湿带过渡区，属于大陆性季风气候。受冬夏季风的影响， 冷热气团交替频繁，冬季漫长寒冷，春季干燥少雨，夏季炎热，秋季气爽。年平均 气温为摄氏1 4 2 一1 4 6 。c ，以一月最低，七月最高，极端最高气温为4 3 0 ， 极端最低气温为一1 7 9 。 根据郑州气象站建国后的资料统计，市区多年平均降水量6 4 8 9 m m ，各年的降 水量很不均衡。降水量最多的年份为1 9 6 4 年，年降水量达1 4 1 3 m ，降水量最少的 年份为1 9 8 6 年，年降水量只有3 8 4 8 m m 。年内降水也不均衡，夏季由于强盛的季 风控制，降水多集中在7 、8 、9 三个月，占全年总降水量约6 0 。 多年平均蒸发量2 0 5 8 6 咖，多年平均相对湿度6 6 3 。市区多年平均风速为 2 8 3 2 m s ，最大平均风速为1 8 2 2 m s ，全年主导风向为s s e ，风向呈季节性变 化，冬季多偏北风，夏季多偏南风。 多年平均气象要素见图2 1 。 6 华北水利水电学院工程硕士学位论文 。至 。毫 一 鋈爹鍪二、雾、：丢丢 二1 ： 、。 一 黍 。 6 0 于豸。烈 123 56 7 l91 01 1 1 2 圃t 回z 圈，日 1 附量2 ，m m m3 ，檀肘馘q 图2 - - 1 多年平均气象要素图 f i 9 2 1t h ep i c t u r eo ft h ek e ye l e m e n ts h a r i n gm e t e o r o l o g i c a l 2 2 水系及水文地质概况 2 2 1 水系 郑州市地跨黄河、淮河两大流域总面积7 4 4 6 2 平方公里。黄河流域包括巩义 市、上街区全部，荥阳市、邙山区一部分及中牟县、新密市、登封市一少部分，面 积1 8 3 0 平方公里，占全市总面积的2 4 6 ；淮河流域包括新郑市、中原区、二七 区、管城区、金水区全部，新密市、登封市、荥阳市、中牟县和邙山区的大部，面 积5 6 1 6 2 平方公里，占全市总面积的7 5 4 。全市有大小河流1 2 4 条，流域面积 较大的河流有2 9 条，其中黄河流域6 条，淮河流域2 3 条( 见表i - i ) 。过境河道 有黄河、伊洛河，多年平均过境水量4 4 4 1 亿立方米( 黄河花园口站) ，其中伊洛 河过境水量3 1 4 亿立方米( 黑石关站) 。 1 黄河水系 黄河是我国仅次于长江的第二大河，中华民族的摇篮。它发源于青海省巴颜喀 拉山北麓的古宗烈盆地，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河 南、山东等九省( 区) ，在山东省垦利县入渤海，全长5 4 6 4 公里，流域面积7 5 2 4 4 3 平方公里。 黄河由巩义市康店镇曹柏坡入郑州境内，经巩义市南河渡、河洛镇，荥阳市汜 水镇、北邙乡、广武镇，邙山区古荥镇、花园口镇和中牟县万滩、东漳、狼城岗乡 7 相对湿度“ 曲 ” 华北水利水电学院工程硕士学位论文 入开封市境。郑州境内河长1 5 0 公里，流域面积1 8 3 0 平方公里，堤防长度7 1 4 2 2 公里。 黄河进入郑州市境邙山岭桃花峪以下，地势平坦，河床变宽，流速减缓，造成 泥沙淤积，河床逐年升高，形成“悬河”，高出两岸地面3 - 1 0 米。 据黄河花园口水文站实测，黄河多年平均年径流量为4 4 4 1 亿立方米，多年平 均年输沙量1 2 5 亿吨。由于降水量年际变化较大，年径流量差别较大最大年径 流量1 9 6 4 年为8 6 1 1 亿立方米，最小年径流量1 9 6 0 年只有2 0 1 2 亿立方米，最大、 最小年径流量比值为4 3 比l ；最大年输沙量1 9 5 8 年的2 7 8 亿吨，最小输沙量是 1 9 6 1 年的4 4 3 亿吨，最大、最小输沙量的比值为6 3 比l 。建国后，黄河最大洪 峰流量为】9 5 8 年花园口实测流量2 2 3 万立方米秒。 黄河在郑州市境内的支流有伊洛河、汜水河和枯河。 ( 1 ) 伊洛河 黄河的主要支流之一，由洛河和伊河组成，洛河和伊河在偃师市高庄汇流后称 “伊洛河”。洛河发源于陕西省洛南县冢岭山；伊河源于河南省卢氏县关顿岭。伊、 洛两河在偃师市高庄汇流后入巩义市，经回郭镇、芝田、康店、孝义、站街、南河 渡等6 个镇，在南河渡镇神北村注入黄河。伊洛河总长4 4 7 公里，流域面积1 9 1 万平方公里，在巩义境内河长3 7 8 公里，流域面积8 0 3 平方公里。 伊洛河上游在伊河和洛河分别建有陆浑水库和故县水库。伊洛河在郑州境内的 主要支流有登封市逛水河和巩义市干沟河、坞罗、后寺河，东泗河、西泗河。建国 以后，先后在支流上建成宋窑、赵城、坞罗、后寺河、凉水泉等中小型水库十余座， 在农田灌溉和乡镇供水方面发挥显著效益。 1 9 5 8 年7 月1 7 日，黑石关水文站实测，伊洛河最大洪峰流量9 4 5 0 立方米秒， 枯水期平均流量8 5 6 立方米秒，多年平均过境水量3 1 4 亿立方米，是巩义市境 内的主要排涝泄洪河道。 ( 2 ) 汜水河 黄河支流，东支发源于新密市尖山乡田种湾村五指岭北坡，流经荥阳市庙子乡， 巩义市米河镇、荥阳市刘河、高阳、峡窝镇，由汜水镇口子村注入黄河；西支发源 于新密市尖山乡巩密关村以北五指岭东牛旦山，经仲沟村入巩义市新中镇，经小关 镇，至米河镇两河口村汇入东支。汜水河总长4 2 公里，流域面积5 6 0 平方公里。 8 华北水利水电学院工程硕士学位论文 据1 9 5 6 年屈村水文站实测，该河年正常流量0 5 8 2 2 3 立方米秒。1 9 7 5 年，荥 阳县政府组织群众在巩义市米河镇草店村附近汜水河上建闸弓l 水修建胜利渠，引水 渠道长2 2 9 公里，设计引水流量2 立方米秒，可灌溉荥阳农田2 万亩；1 9 9 4 年， 荥阳县在胜利渠上建黄淮泵站实施跨流域引水，将汜水河水输入淮河水系索河上游 的楚楼水库，年引水量2 5 0 万立方米。 建国以后，在汜水河上游东支建有仙鹤湖水库，西支建有峡峪水库，在防洪和 供水方面发挥一定作用。 ( 3 ) 枯河 古称“旃然河”，系黄河支流。上游分为两支，源于荥阳市王村镇前白杨旃然 池者向东流，经河沟、新店、蒋头、柏朵、司马至竖河：源于荥阳市王村镇西大村 济渎池及上街区肖洼村一支东北流，经刘寨、真衬、山张村至竖河。两水相交后东 北流，经高村、闫村、唐岗、任河、樊河、小胡村北入郑州市邙山区古荥镇，穿京 广铁路，经保合寨，岗李村北南裹头注人黄河。河道全长4 0 6 公里，流域面积2 5 0 4 平方公里，河水正常流量0 2 - 0 3 立方米秒，遇干旱易断流；椐1 9 5 7 年洪水调查， 当年最大洪峰流量达9 7 0 立方米秒。1 9 5 7 年在上游建有一中型水库一唐岗水库， 控制流域面积1 6 0 平方公里，总库容2 4 6 7 万立方米。 2 淮河水系 淮河中国七大江河之一。淮河流域包括淮河及沂( 河) 沭( 河) 泗( 河) 两大 水系，跨河南、安徽，江苏，山东四省，流域面积2 6 9 万平方公里。郑州市属淮 河水系。 淮河发源于河南省桐柏山太白顶，经河南、安徽到江苏省入洪泽湖，在江苏省 江都县三江营入长江。淮河干流全长1 0 0 0 公里，流域面积1 8 7 万平方公里。 郑州市7 5 的面积属淮河流域，境内的贾鲁河、双洎河、颖河、运粮河等均系 淮河支流。 ( 1 ) 贾鲁河 淮河二级支流。贾鲁河发源于新密市北部山区，主要支流有两条。西支古称“京 水”。亦称贾峪河，源于新密市袁庄乡南弯长里沟，向东北流经荥阳市上湾、寺河 两座小型水库，经张庄入郑州市常庄水库，在赵坡村与东支汇流。东支有三源：西 源源头在新密市白寨镇圣水峪，经申河、全垌入尖岗水库；中源源头系二七区候寨 9 华北水利水电学院工程硕上学位论文 乡三李村的冰泉、温泉，流经三李村，在全垌村与西支汇流；东源源头在候寨乡刘 家沟九娘娘庙泉，流入尖岗水库。贾鲁河东西两支流在赵坡村汇流后向东北方向经 西流湖、石佛、老鸦陈，在皋村穿东风渠向东经周庄、姚桥、中牟县大吴村、白沙 镇、城关镇、官渡镇，经韩寺镇胡辛庄东南入开封县，向东南经尉氏、扶沟、西华 至周口市汇入颍河。 贾鲁河郑州市境内主要支流有索须河、魏河、金水河、熊耳河、七里河、潮河、 丈八沟、石沟、小清河、东风渠、马河。目前，贾鲁河上游及其支流上已建有尖岗、 常庄、丁店、楚楼、河王等贾鲁河全长2 4 6 公里，流域面积5 8 9 6 平方公里，其中 郑州境内河长1 3 7 公里，流域面积2 7 5 0 平方公里，多年平均径流量2 9 9 亿立方米， 是郑州市区和中牟县的主要排涝河道。 ( 2 ) 索须河 贾鲁河的主要支流，淮河的三级支流。因索河和须水两河汇流而得名。索河源 于新密市袁庄乡龙泉寺，流经荥阳市崔庙镇竹园村石岭寨，经三仙庙、丁店、楚楼、 河王、等中、小型水库，在中原区的大榆林村与须水汇流；须水源于荥阳市贾峪镇 岵山东麓麻坑，流经楚村、饮马坑、吕庄、谷家寨和中原区刘沟，至须水镇大榆林 村与索河汇流。两河汇流后东流，经师家河、铁炉寨、马寨跨东风渠向东至马庄， 从邙山区花园口镇祥云寺东南入贾鲁河。河流全长2 3 公里，流域面积5 5 7 9 平方 公里，是荥阳市和郑州北部的泄洪排涝河道之一。 ( 3 ) 七里河 贾鲁河的支流之一，淮河的三级支流。源于新郑市郭店镇半坡桥村，向北流经 龙湖镇罗垌、林锦店，至郑卅l 市管城区十八里河镇苏庄、大姚庄，在岔河村与十八 里河汇流后，经金水区贾岗村折向东流入中牟县境，在白沙镇后潘庄西入贾鲁河。 河道全长6 3 8 公里，流域面积7 4 1 平方公里，是新郑市北部和郑州市郊的一条排 涝河道。 ( 4 ) 东风渠 1 9 5 8 年为发展引黄灌溉而开挖的人工河，始建于1 9 5 8 年4 月，1 9 5 9 年9 月 竣工。北起邙山区花园口镇岗李村黄河五孔闸，向南过索须河、贾鲁河，至自庙折 向东南，在金水区祭城镇贾岗闸东入七里河，干渠全长2 6 2 公里。原计划引水 3 0 0 立方米秒，灌溉郑州郊区、中牟、尉氏、扶沟等地8 0 6 万亩耕地。1 9 6 2 年东 1 0 华北水利水电学院工程硕士学位论文 风渠停灌后，成为郑州市的一条排涝河道，目前，索须河、贾鲁河以北渠道已经废 除，首端从皋村闸开始，末端至七里河，全长1 9 7 公里。有金水河、熊耳河等支 流注入，控制流域面积1 9 1 9 平方公里。 ( 5 ) 双洎河 贾鲁河支流之一，淮河三级支流，由洧、溱两水汇流而得名。洧水源于登封市 阳城山，溱水源于新密市白寨镇鸡络窝，两水于新密市、新郑交界处的交流寨汇合 后称双洎河。双洎河向东南流经新郑市的人和、代湾、大周庄、城关，在梨河镇黄 甫蔡村入长葛市佛耳岗水库，经长葛至鄢陵，于鄢陵县摆渡1 3 入贾鲁河，总流域面 积1 7 5 8 平方公里，河宽3 0 一5 0 米，郑州境内河长8 4 公里，流域面积1 3 3 8 平方公 里，河道基流0 5 - 2 立方米秒。建国前，1 9 0 6 年双洎河最大洪峰流量曾达5 3 2 0 立方米秒，水量充沛，舟楫不断，下通淮河，上行新密市大隗镇。 双洎河主要支流在新密市境内有溱河、洧水、水、泽河、红河、寺沟河等1 9 条，新郑境内有黄水河、梅河、莲河、高路河等1 1 条。建国后，先后在其上游建 有李湾、五星、曲梁、老观寨、望京楼等中小型水库十余座，不仅减轻洪涝灾害， 而且发展农田灌溉和供水事业，造福人民。 ( 6 ) 颍河 淮河一级支流。发源于登封市石道乡李家沟，向东流经君召、石道、大金店、 东金店、告成，在马家寨入白沙水库，白沙水库以下入禹州市境，东流至周口市与 贾鲁河、沙河汇流后向东南流经河南沈丘、安徽界首、阜阳，在安徽正阳关入淮河。 颍河总长5 5 7 公里，流域面积3 9 8 9 0 平方公里，其中登封境内河长5 7 公里，河床 宽2 0 3 0 0 米，流域面积1 0 3 7 5 平方公里。历史上最大洪峰流量5 1 3 0 立方米秒 ( 1 9 5 6 年6 月) ，正常流量0 3 - 0 5 立方米秒，遇严重早年河水断流。在登封境 内颍河主要支流有后河、顾家河、石淙河、少阳河、王堂河、白坪河、五渡河、马 峪河等。 ( 7 ) 运粮河 涡河水系的主要支流，淮河二级支流。发源于中牟县东漳乡万庄村，沿黄河堤 东南流，由瓦坡村东南入开封县，经通许县玉皇庙乡东南入涡河。河道全长6 8 9 公里，其中在中牟县境内河段长1 2 8 公里，流域面积1 1 2 9 平方公里，主要支流 有丁村沟，运粮支沟等。 华北水利水电学院工程硕上学位论文 运粮河流经黄河南泛故道，地势低洼，受黄河侧渗影响，地下水位偏高，易造 成土地盐碱化。运粮河是中牟县北部和东部的排涝河道之一。 ( 8 ) 金水河 东风渠支流、淮河三级支流。发源于郑州市二七区侯寨乡老胡沟，东北流向， 金海水库以下入郑州市区，横穿市区，经燕庄至金水区八里庙入东风渠。河道全长 2 6 3 1 公里，流域面积7 4 1 4 平方公里。该流域上游为丘陵区，地势由西南向东北 倾斜，坡降1 2 0 0 1 3 0 0 ，黄岗寺以下，地面渐缓，入市区后进入平原地带。上游 河床两岸陡立，切割深平均2 5 米左右，宽约6 0 米；黄岗寺至金海水库段河床呈 宽浅式，最宽达2 0 0 米；市区段河道经治理后，底宽2 0 - - 3 0 米。 该河上游于1 9 5 8 年先后建成郭家嘴和金海水库。郭家嘴水库控制流域面积 1 3 1 5 平方公里，总库容6 0 0 万立方米，溢洪道最大泄洪流量2 9 6 立方米秒；金 海水库控制流域面积3 3 2 8 平方公里( 含郭家嘴水库以上面积) ，总库容4 2 0 力| 立 方米，溢洪道最大泄洪流量4 0 2 立方米秒。两座水库有效地控制了金水河的水量， 减轻了洪水对郑州市区及下游的威胁。 金水河是郑州市区的主要排水河道。 2 2 2 水文地质 郑州市地处华北地台南麓，市区地下水受地壳形成、地形地貌以及外部( 河流) 和内部( 地下水位) 补给条件的影响。总的分布是西南深、东北浅，南部深、北部浅。 浅层地下水位于地表下6 0 m 以内，北部、东北部岩性为中细砂，含少量砾石，受黄 河侧渗影响，富水程度高。辖区内黄河沿岸，具有较好的含水地质条件。由于黄河 水位长期高于沿岸自然地面，河水向岸边渗流，成为沿堤地下水的一个主要补给条 件。中深层地下水位于地表6 0 m 以下，分别较稳定，岩性多为细砂、中砂，质纯松 散，分选较好，与上部浅水层无良好隔水层。深层水的补给，除各含水层的越流补 给外，主要为西南基岩裂隙水的侧向径流补给。浅层和中深层是市区生产、生活用 水的主要开采层“”。 2 3 社会经济 郑州是河南省省会，地处中原腹地，是中原城市群经济隆起带和中原崛起的龙 头城市，在全国经济发展格局中具有承东启西、贯通南北的重要作用。同时也是国 家历史文化名城，京广、陇海两大铁路干线交汇于此，是全国重要的交通枢纽、流 华北水利水电学院工程硕士学位论文 通中心及内陆港口。市辖荥阳、巩义、新郑、新密、登封、中牟五市一县。建城区 辖区包括金水区、中原区、惠济区、二七区、管城区、上街区6 个行政区，占地面 积约2 4 0 k m 2 ，2 0 0 4 年底市区总人口约2 5 2 万人。全年生产总值达到1 3 7 5 亿元，其 中第一产业增加值6 1 亿元；第二产业增加值7 3 8 亿元；第三产业增加值5 7 6 亿元。 城市化进程进一步加快，年末全市城镇化水平达到5 8 o 。“” 郑州历史悠久，文化灿烂。郑州是中华文明的重要发祥地，文化底蕴深厚。3 6 0 0 年前的商代在此建都，历史上郑州先后5 次为都，8 代为州，是全国八大古都之一， 并加入“世界历史都市联盟”。全市拥有各类文物古迹1 4 0 0 余处，其中国家级重点 文物保护单位2 6 处。8 0 0 0 年前的裴李岗遗址、6 0 0 0 年前的大河村遗址、5 0 0 0 年 前的轩辕皇帝故里、3 6 0 0 年前的商城遗址，以及佛教禅宗祖庭少林寺、北宋皇陵、 杜甫故里、黄帝故里、世界地质公园中岳嵩山、黄河风景名胜区等名胜古迹，吸引 着八方来客，使郑州成为沿黄旅游线热点城市和中原旅游圈最具吸引力的城市。 郑州交通通信发达，区位优势明显。郑州是全国重要的铁路、公路、航空、信 息兼具的综合性交通通讯枢纽，设有铁路、公路口岸和航空口岸，是新亚欧大陆桥 上的重要枢纽城市。郑州拥有亚洲最大的铁路编组站、全国最大的零担货物中转站， 是全国两个铁路一类口岸之一，京广、陇海两大铁路在此交汇，素有中国铁路心脏 之称。公路网四通八达，是全国7 个公路主枢纽之一，京珠、连霍高速公路主干线， 国道1 0 7 线、3 1 0 线在郑州交汇。郑州还是全国第三大邮政电信枢纽。4 e 级郑州新 郑机场为国家干线机场和首都机场的备降机场。得天独厚的地理位置和交通通讯条 件，使郑州具有良好的开放性和聚散能力，并成为全国重要的人流、物流、信息流 等的聚散中心。目前，河南省已确定构筑以郑州为核心、包括周边1 5 0 公里9 个城 市在内的中原城市群经济圈，郑州是中原城市群的核心和龙头。 郑州有较好的工业体系，产业竞争力强。郑州主导产业有汽车、煤电铝、装备 制造业、食品、纺织等，是中国重要的有色冶金工业基地、食品工业基地、大客车 生产基地、煤炭工业基地、建筑和耐火材料基地以及纺织工业基地。全市销售收入 超亿元的大型工业企业集团1 9 6 户，销售收入在3 亿元以上的企业达到5 0 家，宇 通集团、中铝河南分公司销售收入突破5 0 亿元。郑州氧化铝产量占全国总产量的 一半；郑州宇通客车股份有限公司是亚洲生产规模最大、工艺技术条件最先进的客 车生产企业，被世界客车联盟授予最佳客车制造商称号；郑州日产也已成为全国汽 华北水利水电学院工程硕上学位论文 车行业的新锐力量。宇通客车、金星啤酒、三全食品、思念食品等1 0 个产品荣获 国家级名牌产品，金芒果卷烟等3 1 个产品成为河南名牌。郑州具有较强的科技研 发优势，全市科研机构近2 0 0 家，普通高校4 8 所，是国家认定的“全国制造业信 息化工程重点城市”。 郑州商贸优势突出，历史上就是著名商埠。郑州历来是商家必争之地，自古就 是全国重要的商品集散中心之一，1 9 9 7 年，被国家批准为全国商贸中心改革试点 城市。近年来，全市批发、零售、餐饮和房地产等传统服务业进一步壮大，物流、 会展和旅游等现代服务业迅速崛起。全市现有各类商品交易市场3 5 9 个，其中年交 易额超过1 0 亿元的2 1 个，年营业额超过亿元的大型零售商场有1 5 家，3 家商业 零售企业进入全国百强。其中郑州全国商品交易会是全国三大商品交易会之一。郑 州商品交易所是我国第一家期货市场，“郑州价格”成为我国粮食生产和流通的指 导价格。河南科技市场是国家规划的我国中部地区的技术交易中心。郑州己形成批 发与零售、期货与现货、传统经营与新型业态相结合的市场交易体系。 郑州发展环境优越，对外开放步伐加快。近年来，郑州大力改善投资环境，发 展环境明显改善，对外合作与交流快速发展。在世界银行( 2 0 0 3 中国投资环境报 告中，我市跻身于全国大中城市综合投资环境前1 0 名。中国质量万里行明察暗 访，评价郑州整体服务质量为优秀。目前，郑州已有4 0 多个国家和地区的客商来 郑投资兴业，全市现有外商投资企业2 6 2 1 家，其中有1 5 家世界5 0 0 强企业，投资 领域包括工业、农业、旅游、娱乐、餐饮、建筑、运输、教育、房地产等。郑州节 会发达，己成功举办了七届中国郑州国际少林武术节和世界中等城市芝麻网年会、 世界客属第十八届恳亲大会、首届世界传统武术节，这些国际性的盛会向世人充分 展示了郑州市改革开放的新形象，使郑州在国内外的知名度明显提高。郑州正被国 内外高度关注，被大企业看好，己成为投资创业的热土。 1 4 华北水利水电学院工程硕士学位论文 第三章供、用水与水资源开发现状 3 1 城市供水现状 郑州市为多水源供水，主要依靠黄河水，其次为地下水。目前城市供水系统 主要由两部分组成：一部分由郑州市自来水总公司供给，水源有地表水和地下水， 主要是供市区居民和公共设施的生活用水和部分工业用水。郑州市自来水总公司 现有水厂五座：柿园水厂、中法供水、石佛水厂、东周水厂和井水厂，其中柿园 水厂和中法供水是地表水厂，另外三座是地下水厂，总供水能力1 0 7 万m 3 d 。另 一部分是企业自备水，水源全部为地下水，供水能力约1 0 万m 3 d ，主要是供给 工业用水和企业内的生活用水。2 0 0 4 年城市总供水能力可达1 1 7 万i i r d 。 近两年柿园水厂供水量2 6 万m 3 日，井水厂1 万m 3 日，中法合作供水2 5 万 3 日，石佛水厂5 万m 3 h ，东周水厂6 万i 1 1 3 日，总供水量为6 3 万m 3 日。 3 2 用水现状 城市用水主要由城市综合生活用水( 包括居民生活、服务业用水、特行用水、 行政事业单位用水) ，工业用水、环境用水等组成。其中工业用水又分为一般工业 和电力工业用水。 用水现状统计的范围为城市市政供水范围内的用水户( 含都市村庄用水户) 和各单位的自备井用户。不包括农业用水。 在这里需要指出的是，郑州市以往资料的统计中均将服务业用水划归工业用 水中，得出工业用水约占城市用水量5 0 的计算结果。根据城市给水工程规划 规范，工业用水量仅指工业企业生产过程所需的用水量，服务业应包括在公共设 施用水量中。因此，在这里对历史统计资料进行了重新计算核实，得出结果见表3 1 。 华北水利水电学院工程硕f 学位论文 表3 - 1郑州市历年用水情况统计表伽3 t a b l e 3 - 1t h es t a t i s t i c a lt a b l ea b o u tc o n d i t i o n o fu s i n gw a t e ri nz h e n g z h o uc i t y o v e rt h ey e a r s 单位：万一 根据表3 一l 的统计数据计算，城市综合生活用水量、工业用水量、电力用水 量占总用水量的多年平均比例分别为6 2 5 9 、3 0 1 8 、7 2 3 。 图3 - - 1城市各部分用水比例图 f