（水文学及水资源专业论文）苏南城镇水资源综合规划研究.pdf

摘要 苏南地区是中国经济发展最快的中心地区之一，当地社会经济的快速发展和 城市化进程的加快也导致了一系列严重的水问题。生产、生活污水的不达标排放 导致水体水质恶化，对水资源的不合理开发利用使得水资源短缺现象与用水浪费 现象并存，城市建设过程中破坏了水系的通畅，使水面率降低、河道淤积，对洪 水调蓄能力不足，导致地区洪涝风险加重。虽然以往关于水资源、水环境的规划 很多，但各类涉水规划大都独立进行，规划间缺乏协调统一，忽视了水系的多种 功能，常常导致水利工程的重复建设，不能发挥出水资源的综合效益。 本文以苏南城镇为研究尺度，从工程水利向资源水利、生态水利转变的角度 出发，注重人与水的和谐发展，将以往分别进行的水资源、水环境、水生态、水 安全等专项规划综合考虑，结合苏南城镇的水资源需求，对区域水资源进行综合 管理，对于实现经济社会可持续发展、维护良好的生活环境具有十分重要的意义。 本文研究了平原地区水资源量和水质的调查、评价基本方法，在此基础上提出对 小区域内水资源进行调度、保护、节约和水环境、水生态保护的合理规划；考虑 到水体的多种功能和综合效益需求，制定了水系的综合整治和工程布局方案，并 通过模拟规划水利工程条件下的洪涝情况，检验城镇未来的防洪能力，进行防洪 工程调整。最后以常熟市水资源综合规划为例，对规划模式进行验证。 关键词：水资源水环境防洪安全水系综合规划 a b s t r a c t t h es o u t h e r nj i a n g s ua r e ai so n eo ft h ec o r ea r e a si nw h i c he c o n o m v d e v e l o p sq u i c k e s ti nc h i n a t h ep r o c e s so fl o c a le c o n o m i cd e v e l o p i n ga n d u r b a n i z a t i o na d v a n c e m e n ta c c e l e r a t i n gr e s u lt e di nm a n vs e r i o u sd r o b l e m s o fw a t e r t h es e w a g ee m i s s i o n sw h i c he x c e e dc o n t r o l l i n gs t a n d a r dl e a dt o t h ed e t e r i o r a t i o no fw a t e rq u a l i t y u n r e a s o n a b l ee x d l o i t a t i o no fw a t e r r e s o u r c e sm a k ew a t e rw a s t ea n dw a t e rs h o r t a g ec o e x i s t u r b a nc o n s t r u c t i o n p r o c e s su n d e r m i n e sc o n n e c t i v i t yo ft h ew a t e rs y s t e m ， w h i c hm a k e s r e d u c t i o no fw a t e rs u r f a c ea n dr i v e r w a vs i l t a t i o n a 1 lt h e s ec h a n g e s r e s u l tt h a tf l o o ds t o r a g ec a p a c i t yi si n a d e q u a t ea n dl o c a lf l o o dr i s k i n c r e a s e s t h o u g ht h e r ea r em a n ys o r t so fp l a n n i n go nw a t e re n v i r o n m e n t a n dw a t e rr e s o u r c e s ，1 0 s to ft h e mi sa l w a y ss e p a r a t ep l a n n i n gw h i c h1 a c k o fh a r m o n i o u sc o n s i d e r a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n tp l a n n i n g s m o r e o v e r ，t h e s e s e p a r a t ep l a n n i n g si g n o r et h em u l t i p l ef u n c t i o n so fw a t e r ，w h i c hl e a dt o r e p e t i t i o no fw a t e rc o n s e r v a n c yc o n s t r u c t i o n t h e r e f o r et h es y n t h e s i s e f f ic ie n c yo fw a t e rr e s o u r c e sc a nn o to p e r a t e t h i sp a p e rt a k es m a l lc i t i e si ns o u t h e r nj i a n g s ua r e aa st h er e s e a r c h s c o p e ， i nt e r 脚so fo r i e n t a t i o nf r o 皿t h ee n g i n e e r i n gw a t e rc o n s e r v a t i o n t ot h er e s o u r c e sw a t e rc o n s e r v a t i o n ， i tp a y sg r e a ta t t e n t i o nt ot h e h a r m o n i o u sd e v e l o p m e n tb e t w e e nh u m a na n dt h ew a t e r ， a n dt a k ei n t e g r a t e d c o n s i d e r a t i o no ft h es p e c i a lp l a n so ft h ew a t e rr e s o u r c e s 、t h ew a t e r e n v i r o n m e n t、t h ew a t e re c 0 1 0 9 ya n dt h ew a t e rs a f e t y ，a n dr e l a t e st ot h e n e e do fs o u t h e r nj i a n g s uc i t i e s i th a si m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o rt h e s y n t h e s i sm a n a g e m e n to ft h er e g i o nw a t e rr e s o u r c e s ， t h er e a l i z a t i o no f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fe c o n o m i cs o c i e t y ，a n dt h em a i n t e n a n c eo fg o o d 1 i v i n gc o n d i t i o n s t h i sp a p e rh a sm a i n l ys t u d i e dt h em e t h o do f i n v e s t i g a t i o na n dt h eb a s i ca p p r a i s a lm e t h o do nt h eq u a n t i t yo fw a t e r r e s o u r c e sa n dt h eq u a lit yo fw a t e rr e s o u r c e si np l a i na r e a b a s e do nt h i s f o u n d a t i o n ，t h ep a p e rp r e s e n tt h er e a s o n a b l ep l a no fc o n t r o l 、p r o t e c t i o n 、 s a v i n gw a t e ra n dt h er e a s o n a b l ep l a nf o rw a t e re n v i r o n m e n ta n dw a t e r e c o l o g yp r o t e c t i o n c o n s i d e r i n gm a n yk i n d so ff u n c t i o n so ft h ew a t e rb o d y a n d t h ec o m p r e h e n s i v eb e n e f i td e m a n d ，t h eb l u ed r i n to fs v n t h e s i s r e n o v a t i o na n dp r o j e c tc o n s t r u c t i o no fr i v e rs y s t e mw a sf r a m e d ，a n db y s i m u l a t i n gf l o o d i n ga n dw a t e r l o g g i n gc o n d i t i o n st h r o u g hw a t e rp r o d u c i n g a n dr u n o f fi nt h ep r o g r a 咖n i n gc o n d i t i o n s ，t h ef u t u r ef l o o dd r e v e n t i o n a b 订i t yo ft h ec i t i e sw a sc h e c k o u t e da n dt h ep r o j e c tp l a n n i n gw a s a d j u s t e d i nt h ee n d ， t h em o d eo f i n t e g r a t e dp l a n n i n gw a sp r o v e di n i n t e g r a t e dw a t e rr e s o u r c e sp l a n n i n go fc h a n g s h uc i t y k e y w o r d ：w a t e r r e s o u r c e s ， w a t e re n v i r o n m e n t ， f l o o dp r e v e n t i o n s e c u r i t y ， r i v e rs y s t e m ， i n t e g r a t e dp l a n n i n g 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位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。与我一同工 作的同事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。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ： 左药选2 0 0 6 年占肼日 学位论文使用授权说明 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术 期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或 电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理。 论文作者( 签名) ： 盔刍这 2 0 0 6 年饵午日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 苏南城镇的水资源问题 江苏省南部地区处在经济发达的长三角地带，自然条件优越、经济基础较好， 是我国人口最稠密、经济最发达、最具有竞争优势和发展潜力的地区之一，有张 家港、太仓、常熟、江阴、吴江、昆山等中国的经济百强县( 市) ，综合发展水 平较高，在我国的困民经济中占有极其重要地位。随着近几年苏南地区工业化、 城市化进程的加快，社会经济快速发展，人u 持续增长，使得有限的水资源与不 断增长的需水量之问的矛盾f i 益突出。对水资源的不合理开发利用和严重浪费， 以及发展经济所带来的水环境恶化等水问题在很多城镇已经成为严重阻碍经济 社会发展的重要因素。苏南城镇的水资源矛盾表现为工程性缺水、资源性缺水与 水质性缺水并存的复杂态势，直接影响了当地社会经济的可持续发展。而社会经 济的发展、科学技术的进步和人民生活水平的提高对水资源和水环境的保护治理 提出了更新的要求，急需从多角度统筹考虑，进行综合治理。苏南地区的水资源 问题主要表现在以下几个方面： 1 水资源开发、利用方面 虽然苏南地区处在长江下游，水资源总量相对较为丰富，但由于水资源时空 分布的不均，且城镇内缺乏大型的蓄水工程，能有效发挥蓄水作用的较大型湖泊 或水库较少，当地降雨形成的径流和大量的过境水量，不能被有效的利用。工农 业生产用水、居民生活用水及生态环境用水的增加，对水资源的需求远远超过了 当地所产水资源，局部地区地下水资源开采过量，需依靠长江大量引水才能满足 当地的需水要求。 以往在发展经济的过程中忽视了对水环境的保护，城镇内河水网普遍污染， 河道水质严重恶化，污染治理措施滞后，很多河道的水质不能满足用水要求，使 原本可供利用的水资源量急剧减少，水质型缺水已经成为苏南地区经济社会可持 续发展的严重制约因素，区域水资源的供需矛盾日趋突出。 近年来地区城市化步伐加快、工农业发展迅速，城市发展过程中建设用地挤 占河道和大面积围垦湖泊、滩地等现象普遍，许多河道、水面被填埋，河网、湖 泊和湿地面积不断缩小，水面率呈下降的趋势。流域性、区域性骨干河道较少且 分布不均，村级河道河面较窄，连通性又差，很多是断头浜，蓄水能力不强，调 硕士研究生毕业论文 蓄作用发挥不起来。 2 水环境与水景观方面 过去人们往往关注的是河流的供水功能和防洪功能，即水安全的问题，忽略 了河流的生态功能和景观娱乐等功能。随着苏南地区人口的大量增加、工农业及 城市的快速发展，人类活动的规模和强度逐渐加大，对水资源的过渡开发利用给 水环境带来了很大压力。 乡镇建设中随意填埋河道现象严重，生活垃圾被倾倒在河道两岸，许多河道、 水面被填塞，阻隔了水系间的相互沟通；多数河道淤积严重，河床拾高，蓄水能 力减弱，防洪排涝能力下降，也不利于河道的污染物稀释扩散，影响到当地的防 洪排涝的同时也给水环境造成严重污染。 滨水防护绿地建设不足，河道普遍成为纳污河道，大量工业废水、生活污水 和农业生产中富含农药、化肥的污水直接排放到水体，导致河道及湖泊等水体污 染同益严重，水质恶化，使大量的地表水丧失了使用功能，造成苏南地区水质型 缺水严重。水体及其周边修建的传统水利工程在发挥防洪和供水功能的同时，也 破坏了水体自然生态系统的平衡，降低了河流的自净能力，增加了河流被污染的 机会，导致水生态环境退化。大部分水体由于水环境的恶化以及水生态系统的改 变，导致水生生物栖息地受到威胁，生物多样性下降。 3 防洪安全方面 苏南城镇大部分地处平原河网地区，境内河川交错，水网密布，受长江潮水 与太湖来水的共同影响，常受洪灾威胁。随着城镇的快速发展和土地利用方式的 改变，越来越多的天然地表变为人工建筑的不透水面积，影响产汇流过程，使雨 洪峰值加大、汇流过程加快，现有工程难以满足滞蓄雨洪和排水的需要，易造成 内涝，存在安全隐患。 城市建设过程中无视水系的通畅完整，填埋河道、侵占水域现象显著，河道 两岸违章建筑较多，改变了城镇原有的水系格局，造成地区水面率不足，水系连 通性较差，调蓄能力减小，影响汛期河道的行洪能力。 1 2 本文的研究意义和目的 苏南城镇水资源存在的这些问题归纳起来就是“水多、水少、水脏”的问题， 主要是由于经济快速发展的过程中，人类对水资源的过度开发利用、对水污染防 治、节约和保护重视不够所带来的负面效果，在经济发达地区是普遍现象。要解 第一章绪论 决这些问题，需要全面贯彻党中央、国务院关于“以水资源的可持续利用，保障 经济社会可持续发展”的治水方针，进行水安全、水资源、水环境的综合治理， 加快实现工程水利向资源水利、环境水利的转变，要合理开发、利用水资源，保 护生态环境，坚持水资源统一规划、统一调度和优化配置，保持人与自然的和谐共 处。规划体系作为管理的依据和工程布局的基础，是实现水资源可持续利用、促 进地区经济社会可持续发展的重要保证，也是新时代水利工作的需要和经济社会 可持续发展的需要，搞好区域水资源综合规划，对实现经济社会可持续发展、维 护良好的人类环境的战略目标，具有十分重要的意义“1 。苏南城镇面临的水资源 问题在经济发达的平原河网地区是很典型的，随着地区经济的持续高速发展和居 民生活水平的提高，人们对城镇水资源、水环境状况的要求必然也越来越高，在 满足正常用水之外，还需要营造优美的沿河景观和和谐的人居环境。苏南水资源 规划模式包含了水资源、水环境、水生态、水安全等多方面的内容，是实现工程 水利向资源水利转变的具体实践，代表了未来小城镇水利工作的的发展趋势，在 县市级的水资源规划中比较先进，其规划思路对于解决苏南地区日益严重的水资 源问题有重要意义，其规划方法和经验也值得其他类似城镇借鉴。 以往的水利规划大多是将水资源规划、水环境保护规划、防洪规划、水生态 和水景观规划等单独考虑，对水资源缺乏统一规划和合理调度，水资源效益不能 充分发挥，不同规划中的水利工程有相冲突、矛盾的地方，有的则重复建设。当 前苏南城镇的水利问题是集防洪、水资源、水环境、水生态等问题于一体的，而 将城镇防洪安全与城镇水资源和水环境的综合治理规划相协调也是未来水利发 展的必然趋势。因此，必须坚持水资源、水环境、水安全、水景观协调发展的理 念，把这些规划综合起来考虑，制定城镇的水资源综合规划，对水问题的各个方 面实行综合治理，统筹安排生活、生产、生态用水，优化水资源配置，既可以节 约不必要的投资、减少浪费，又能对防洪排涝、水资源保护、水系调整、河道管 理等水利工作起到统一指导的作用，为实现水资源统一管理、提高水资源利用效 率提供依据。本文的研究目的就是结合常熟市的水资源综合规划项目，研究苏南 地区小城镇的水资源综合规划方法和技术，统筹考虑综合规划中水资源调度、水 环境改善、水生态景观建设、水安全规划与水系治理间的相互影响等问题，通过 水资源状况和水环境承载能力评价，提出实现水资源可持续开发利用和水环境保 护的措施和建议，结合防洪安全和水系整治进行统一布局，以实现资源水利、环 硕士研究生毕业论文 境水利为目标，在满足地区水资源需求的同时，保护环境与生态。 1 3 研究背景和进展 从人类历史发展的角度，水资源的开发利用可以划分为三个阶段。“”：( 1 ) 原始水幂q 阶段，以解决人类生活生存为主要目的，其主要特征是人被动的适应水 的自然状况；( 2 ) 工程型水利阶段：以建设工程措施为主要手段，通过泄洪、引 水供水、减淤等基础水利工程建设来治理水害，最大限度地满足国民经济各部门 的需水要求，注重的是减灾和兴利；( 3 ) 资源型水利和环境型水利阶段：其核心 是水资源的优化配置，贯彻可持续发展的战略，工程措施和非工程措施相结合， 以水资源综合开发利用、科学管理为标志，强调水资源的社会性、自然性、资源 性、有限性、商品性，通过水资源的合理开发利用和优化配置，使水资源利用与 经济、社会、资源、环境相协调，保障社会、经济的持续、高速发展。 美国密西西比河流域委员会于1 9 2 8 年提出密西西比河开发治理规划，是最 早的流域规划。国内外规划主要经历了以下几方面的发展变化“1 ：一是配置范围 从单一的社会经济用水的配置拓展成同时配置经济用水和生态环境用水，考虑经 济用水和生态用水的平衡；二是配置目标从单方面地追求经济效益发展到追求人 口、资源、环境和经济的协调发展，在保护生态环境的同时，促进区域经济的发 展和社会的进步，实现区域的可持续发展；三是配置手段，从单纯依靠工程手段 进行水资源配置，到综合运用管理手段和工程手段进行水资源配置。 日本上世纪末颁布了新的全国综合水资源规划( 2 1 世纪水资源规划) ，该规划 面向建立持续的水利用体系的对策展开，对2 0 1 0 一2 0 1 5 年全日本及1 4 个地区的 水利用稳定性进行评价，并对未来水利用的确保前景作出预测。除了水资源在总 量和宏观上能在全国达到供需平衡外，还着重提高用水的安全度和个别水系的水 供需平衡。未来人口组成和土地利用情况的变化、需水量的变化、水文气象因素 的变化都是属于不确定的变化，为了适应新的需要，考虑了弹性的供水计划和水 库运用计划，在面向2 l 世纪时考虑可持续和综合运用相结合的水资源对策“1 。 在2 0 世纪8 0 年代我国开展了全国第一次水资源评价和水资源利用规划工 作，这些规划工作对我国水资源的状况重新作出了评价，科学预测了近期和远期 需水趋势，在节水和水资源保护的基础上，对水资源进行优化配置，统筹安排水 资源全面节约、有效保护、优化配置、合理开发、高效利用、综合治理和科学管 理的布局和方案”1 。为认真贯彻中央关于新时期治水的方针政策，全面落实国家 4 第一章绪论 实施可持续发展战略的要求，适应经济社会发展和水资源形势的变化，缓解水资 源短缺、生态环境恶化等重大水问题，2 0 0 2 年3 月国家计委和水利部联合下发 了关于开展全国水资源综合规划编制工作的通知，明确了水资源综合规划的 地位和作用以及对有关单位的工作要求，水利部以水规计 2 0 0 2 3 3 0 号文印发了 全国水资源综合规划技术大纲，各流域机构及省、市、自治区开始编制流域 水资源综合规划工作大纲和技术细则，规划工作全面展开。 江苏省为编制好全省水资源综合规划，制定了江苏省水资源综合规划任务 书和江苏省水资源综合规划技术细则， 2 0 0 2 年开始要求全省各地展开水 资源综合规划工作，进行水资源调查评价、水资源开发利用情况调查评价、需水 预测、节约用水、水资源保护、地下水开发利用规划、供水预测、水资源配置等 规划，规划编制应根据国民经济和社会发展总体部署，按照自然和经济规律，确 定水资源可持续利用的目标、方向和对策、措施，统筹水资源的开发、利用、治 理、配置、节约和保护，规范水事行为，促进水资源可持续利用和生态环境保护 ”1 。在此背景下，为顺应以资源水利为特征的现代水利发展趋势，有效保护、合 理开发和高效利用水资源，苏南地区各县市针对近年来城镇发展中出现的水问 题，积极开展了水资源综合规划编制工作。导师带领我们参与了张家港市、太仓 市、常熟市、江阴市的水资源综合规划课题研究，这是全国较早完成的县( 市) 级水资源综合规划。本文就是在此背景下，研究了苏南城镇水资源综合规划涉及 的内容和具体方法，总结出一套适合小城镇的水资源综合规划模式，并结合实例 进行检验。 1 4 规划指导思想与基本原则 党的十五届三中全会明确指出：“水利建设要坚持全面规划，统筹兼顾，标 本兼治，综合治理的原则，实行兴利除害结合，开源节流并重，防洪抗旱并举” 的方针。所以，苏南城镇的水资源综合规划也应全面贯彻国家新时期的治水方针 和治水思路，针对城镇发展过程中曰益突出的水资源、水环境、水安全问题进行 分析研究，从小区域的角度出发，把握苏南地区沿江平原水系的特点，统筹考虑 水资源调度、水环境保护和防洪排涝的综合治水目标，在保证地区防洪安全的同 时对水资源进行合理开发利用和优化配置，保护好水环境，以水资源的可持续利 用支撑和保障经济社会的可持续发展。 在综合规划的编制中，要正确把握以下原则“： 硕士研究生毕业论文 第一，坚持以人为本的原则，确保防洪安全和供水安全，满足社会对饮水保 障、防洪安全、经济发展、生态环境等方面的需求。 第二，要坚持水资源开发利用与经济社会协调发展的原则。一方面水资源开 发利用要与地区经济社会发展目标、规模、水平和速度相适应，努力满足经济社 会发展对水的各项需求。另方面经济社会的发展要与水资源的承载能力及水环 境承载能力相适应，城市发展、生产力布局、产业结构调整以及生态环境建设都 要充分考虑水资源条件，实现水资源供需的协调和平衡。 第三，要坚持全面规划和统筹兼顾的原则。坚持全面规划、统筹兼顾，要与 流域、区域水利规划和城市发展规划相协调，统筹考虑防洪除涝、水资源调配、 水环境保护的综合治水目标，城市水利与农村水利协调推进，工程性措施与非工 程性措施有机结合。统筹协调生活、生产和生态用水，要合理配置地表水与地下 水、当地水与外流域调水、常规水源与非常规水源等多种水源，对需水要求与供 水可能进行合理安排。 第四，要坚持水资源可持续利用的原则。在重视水资源开发利用的同时，强 化水资源的节约与保护，以提高用水效率为核心，把节约用水放在首位。 第五，要坚持科学治水的原则。应用先进的科学技术和方法管理水资源，提 高规划的科技含量和创新能力，制订现代化的水利规划。 第六，要坚持因地制宜、突出重点的原则。根据各地水资源状况和经济社会 条件，确定适合本地实际的水资源开发利用模式，制定具有针对性和切实可行的 规划方案，优化配置水资源。 1 5 本文的研究路线 根据苏南地区气候、地形、水资源特点、水系现状等因素，结合当地社会经 济的发展现状以及远景需求，统筹考虑水资源开发利用、水环境保护和防洪安全 需要，研究出一套适合这地区小城镇的水资源综合规划模式，最后以常熟市水 资源综合规划为例，对规划模式进行验证。研究体系具体内容见框图1 1 ： 6 第一章绪论 图1 1 水资源综合规划体系结构图 1 - 6 主要研究内容 1 6 1 水资源开发利用规划 由于天然降水在时间和空间上分布不均匀，使得水资源分布不均，给人类的 开发利用带来了一定困难，需要通过建造各种水利工程，对水资源进行再分配， 才能满足人类的需要。本文通过对研究区现状水资源量评价和供需分析，及对城 镇未来水资源供需情况的分析预测，提出地区节约用水方案和技术措施，通过开 源节流措施和水资源配置工程满足城镇未来经济发展和人民生活对水资源的增 长需求。 1 6 2 水环境保护 造成水资源短缺的主要原因有两个方面：一方面是水资源量是有限的，这是 水资源短缺的内在因素；另一方面，由于生活、农业和工业等所需水量大幅度增 加，加上人类活动排放污染物导致的水质变差，加剧了水资源的短缺，这是水资 源短缺的外在因素。3 。一般的地区水资源综合规划都会包括水量与水质两个方 面，所以水环境保护规划是城镇水资源综合规划的另一重要组成部分，其指导思 想是在保障城市居民生存环境、提供良好水资源、保证水环境质量的前提下，最 大限度开发利用水资源，促进城市经济高速发展，实现经济效益、社会效益和环 硕士研究生毕业论文 境的协调共进，促进水资源的可持续利用“。改善水环境的同时，要注重水生态 和水景观建设。生态、景观建设不但可以创造美丽的濒水景观，提供优美的人居 环境，还可以改善小气候，调节地表径流，控制土壤侵蚀，有助于水体的生态恢复， 是水资源可持续利用的重要基础。所以，有必要在水资源量调查评价的基础上， 研究城镇水体进行污染评价和水质评价的基本方法，计算水体纳污能力，提出改 善水环境与水生态的相应对策。 1 6 3 防洪安全 水资源综合规划中，根据水资源、水环境、水生态景观规划的需求，对河道 进行了重新调整和布局，新建了闸泵等水利工程，使区域水资源在时间和空间上 得以重新分配，有效地改善了水环境质量。但同时，水系布局的变化和河道上新 建的工程措施势必会改变天然河道的水流运动规律，对防洪产生一定的影响。如 沿江水闸的规划和引清河道上的水利工程会阻断水系的连通性，水生态环境需要 河道保持一定水位，会降低河道、湖泊的调蓄能力，在汛期影响地区防洪。反之， 对河道拓宽、疏浚、清淤等工程措施扩大了过水断面，提高了河道行洪能力，有 利于地区的防洪安全。因此，需要通过防洪计算来对城镇现状条件和不同水平年 规划条件下的防洪安全进行校核。 1 6 4 水系布局 城镇水系是各项涉水事务的基础和载体，水系的结构和布设直接影响着地区 水资源开发利用、防洪排涝、水环境与水景观等多方面内容。使水系布局更加合 理、通畅，不但有利于地区的防洪除涝，还有利于水资源的合理开发、利用，可 使河道的水域面积、形态、河岸景观与各城镇的城乡现代化建设相适应，营造优 美的居住环境，促进城乡经济社会可持续发展“，所以水系规划是水资源综合规 划中一个非常重要的内容。水系具有水利功能( 灌溉、防洪排涝以及日用饮水方 面) 、生态功能( 城市水系能有效调节城市的生态环境，促使城市持续健康地发 展) 、航运功能、文化功能、纳污功能，与水源供给、水环境改善、城市水生态、 防洪排涝相互联系，任何一方面的规划都离不开对河道的整治和水系的建设 “”“。在进行城镇水资源综合规划时，需要从水资源、水环境和水安全等角度统 筹考虑，对水系进行合理布局，以原有河道为基础，对水系进行全面调整和建设， 改进水系面貌、改善河道水质，恢复、强化和扩展河道的防洪、排涝功能，通过 截污、清淤、护岸以及水利工程改建，满足与水有关的多方需要。”。 第= 章水资源规划研究 第二章水资源开发利用研究 2 1 水资源评价方法 2 1 1 水资源评价的内容 水资源量评价与供需预测是城镇水资源综合规划的重心所在。通过对地区水 资源量和可供水量进行分析、评价，预测地区未来的水资源供需变化趋势，针对 水资源开发利用和管理现状存在的问题，提出科学合理的治理措施，保障城镇的 供水安全和水资源的可持续利用。水资源供需分析的主要内容包括可供水量的估 算和不同时期的需水量预测。水资源供需分析是水资源评价的最终目标，通过揭 示区域水资源供需的矛盾，研究水资源合理开发利用的途径和潜力，满足各部门 的用水要求。 2 1 2 平原区水资源量分析方法 1 地表水资源量计算 地表水资源量主要源于降水产生的径流。平原河网地区经济发达，城市化进 程较快，受人类活动影响大，下垫面情况复杂。根据平原河网地区的水系分布和 土地利用状况，可将城镇地貌分为水面、水田、旱地( 包括山丘地和非耕地) 和 城镇四类来计算降水产生的径流量“。其中，城镇地貌又可分为透水面积和不 透水面积两种下垫面条件，透水面积主要包括水浇地、旱地、果林、绿化及未利 用土地等，不透水面积包括城镇用地、工矿用地、公路用地和农村居民点等。“。 根据平原河网地区城镇的特点和城镇地貌的四种划分，建立模型分别计算各 种下垫面的产流，其中蒸发损失等在模型计算中考虑。 ( 1 ) 水面产流 水面产流( 净雨深) 为降雨量与蒸发量之差，即： r = p 一届x 五 ( 2 1 ) 式中：尸一降雨量( i i 】i ) ； f 一蒸发皿蒸发量( 咖) ； 屈一水面蒸发折算系数； 届一水面产流深( 咖) 。 ( 2 ) 水田产流 水田的产流过程取决于水稻生长期的各需水深度及水稻田排灌原则等因素， 硕士研究生毕业论文 在非水稻种植季节，其产汇流机制接近于旱地，因此可作为早地处理。 分区内水稻田同时灌水或排水时，根据水量平衡： h 2 = l + p + m ，口x 岛e 一， ( 2 2 ) 当h 2 hp 鼬： 月。= h 2 一h ，m ，= o ，h 2 = 日， ( 2 3 ) 当h u h 2 日p 时： 且。= 日2 一日u ，m ，= o ，h 2 = h ( 2 4 ) 当h d h 2 h u 时： 月。= o ，m ，= 0 ，日2 = h 1 + j p + 肘，一口厦e 一：一只。 ( 2 5 ) 当日2 日d 时： 月。= o ，m ，= ( 日u + h d ) 2 ，日2 = ( 日u + 日d ) 2 ( 2 6 ) 渗漏量六渗入地下后首先满足土壤缺水量w 。，当土壤含水量达饱和值w m 后， 产生壤中径流r r 。= ，+ 一 ( 2 7 ) 水稻田总产流为： 耳= 如+ 如 ( 2 8 ) 式中：辟一水田产流深； 风一水田地表产流深； 儡，一水田壤中产流深； 届、膨一计算时段初、末水稻田水深( 呦) ； q 一水稻各生长期的需水系数； z 一水稻田蒸发系数； 儡一各生长期水稻耐淹水深( m m ) ； 一各生长期水稻适宜水深上限( 眦) ； 一各生长期水稻所需的水深下限( 1 1 1 i n ) ； 膨一为时段内水稻田的灌溉水量( m ) ： ，一水稻田日渗漏量( 咖) ； 一土壤最大蓄水量； 第二章 水资源规划研究 瞒一初始土壤含水量。 ( 3 ) 旱地( 包括山丘地和非耕地) 产流 旱地这类下垫面是受城市化影响比较小的地区，这类面积比较接近于自然状 态，而且早地中地表不透水面积比较少，在平原河网地区，地下水位较高，土壤 含水量易于得到补充，早地及非耕地产流可以采用一层蒸发三水源新安江模型计 算”“。 产流计算的主要公式如下。： 船：卢e 垒 ( 2 9 ) 阡m 删= 蹦( 1 十b ) ( 2 1 0 ) 一= 黝x ( 】_ ( 1 一知) ( 2 - 1 1 ) 当p e e o 时，不产流： r d = o ( 2 1 2 ) 否则，当p e e + 爿 彬 锄彳时，产流量为： 耻p 坷一( 删一) + 删( 1 一等) ( 1 删 ( 2 1 3 ) 当p e e + 4 阡h i m 时 r d = j d e e 一( 删一) ( 2 1 4 ) 式中：卜蒸发皿蒸发量： 一旱地蒸发折算系数； 一旱地初始土壤含水量； 一流域平均蓄水容量，即土层最大可能缺水量； 髓一旱地蒸发量： 争一蓄水容量曲线指数； 尼一旱地产流量，啪。 其中水源划分的主要公式如下： s 。= ( 1 + c ) & ( 2 1 5 ) b 强小_ ( 1 一专去 ( 2 1 6 ) 硕士研究生毕业论文 c = 矗 当p e 3 + b s p 时 r 。，= 尸一乓+ s 一瓯+ 瓯 1 半 ( 1 + ) f 当p e 3 + b s p 时 r d ，= ( p 一与+ s 一瓯) f r d i = k i x s x f r r d g = k g x s x f ， 式中：忍一地面径流( m m ) ； ( 2 17 ) ( 2 1 8 ) ( 2 1 9 ) ( 2 2 0 ) ( 2 2 1 ) 助一壤中径流( m ) ： 肠一地下径流( 册) ； 厅一产流面积比； s 自由水蓄量( 哪) ： s 一自由水蓄水容量( m m ) ； c 自由水容量曲线指数； m 一壤中径流出流系数； 厄一地下径流出流系数。 ( 4 ) 城镇产流 各城镇的中心区域大多建筑物、居民区和工业区密集，不透水地面的比例较 大。可将城镇产流分为透水面和不透水面进行简化计算”“2 “2 ： 1 ) 不透水面积的降雨损失仅考虑洼地蓄水，产流量为： l s = p + d o 一见 ( 2 2 2 ) 式中：尸一降雨量( m ) ： 疡一初始洼蓄量( 咖) ； 统一最大洼蓄量( 岫) ：。 饥一产流深( 姗) 。 2 ) 透水面产流计算 城镇透水面积的产流过程与天然条件下的旱地和非耕地产流一致，所以按新 1 2 第二章 水资源规划研究 安江模型计算其产流量，具体见公式( 2 1 0 ) 一( 2 2 1 ) 。 城镇总产流深： r c 。= ( h e + 2 ，x 五) ，f ( 2 2 3 ) 2 平原区浅层地下水资源量计算 平原区浅层地下水资源量可以通过计算总补给量得出。补给量指单位时间内 由大气降水及地表水体渗入、山前侧向径流等流入含水层的水量，平原区地下水 的总补给量包括：降水入渗补给、河道渗漏补给、侧向流入补给、渠系渗漏补给、 渠灌田间入渗补给等“川。 ( 1 ) 降水入渗补给量 降水入渗补给量是指大气降水( 包括地表坡面漫流和填洼水) 渗入到土壤， 下渗补给含水层的水量，是浅层地下水的重要补给来源。计算公式如下： q 自= f p ( 2 2 4 ) 式中：瞻一降水入渗补给量( 万m 3 ) 严一接受降水入渗补给的面积( k m 2 ) 严一计算区域多年平均年降水量( 唧) 。一多年平均年降水入渗补给系数。 ( 2 ) 灌溉田间入渗补给量 灌溉田间入渗补给量是指田问灌溉水经过包气带渗漏对地下水的补给，用灌 溉净用水量乘以田间灌溉入渗系数计算。计算公式为： q 日寝= b w 寝溉( 2 2 5 ) 式中：q 。一田间灌溉入渗补给量( 万m 3 ) ； b 。一田间灌溉补给系数， w * 一灌溉净用水量( 万m 3 ) 。 ( 3 ) 渠系渗漏补给量 渠系渗漏补给量是指灌溉渠系水位高于地下水位时， 量。常用渠系入渗补给系数法来计算，计算公式为： q * # 2 m w 镕 式中：q * 镕一渠系入渗补给量( 万m 3 ) ； m 一渠系入渗补给系数； wm 一灌溉用水量( 万m 3 ) 。 渠道水补给地下水的水 ( 2 2 6 ) 硕士研究生毕业论文 ( 4 ) 河道渗漏补给量 河道渗漏补给量指当江河水位高于两岸地下水位时，河水侧向入渗补给地下 水的水量，可采用地下水动力学法来计算，公式如下： 留m ；口肖埘，3 6 5( 2 2 7 ) 式中：伊一侧向径流补给宽度( 米) ： 肛含水层厚度( 米) ； 卜渗透系数( 米日) ； 产水力梯度。 3 当地水资源总量 水资源总量的计算是依据河川径流量和地下水补给量来计算的，但不能将两 者简单相加作为地区水资源总量，因为地下水补给量中有一部分是径流提供的， 应扣除两者之间的重复水量。采取如下公式计算： w 总= w 地下+ w 径流一w 重复( 2 2 8 ) 式中：wn 一当地水资源总量，万3 ： w m 一当地径流量，万m 3 ； w 。一当地地下水补给量，万一； wt a 一径流量与地下水补给量之间的重复量，万t i l 3 。 2 2 水资源开发和利用研究 2 2 1 可供水量计算方法 可供水量是指在不同水平年、不同保证率( 或不同频率) 下，考虑各部门需 水要求，通过蓄水、引水、提水、调水等各类工程措施，改变天然水资源的时间、 地区分布所能获得的可以利用的水量“。苏南地区位于长江沿岸，水资源量丰富， 地表水可供水量主要由降水径流可提供的水量、沿江水闸能引进的长江水量、自 来水厂和部分企业从长江的提水量三部分组成，地下水可供水量主要来自地下水 井提水量。各水平年的供水预测可以选取p = 5 0 、p = 7 5 、p = 9 0 ( 或9 5 ) 三种 频率，分别代表平水、枯水和特枯水年分别进行预测。”乜6 1 。 1 当地产流可利用量 小区域的当地产流可利用量采用地表径流量扣除超出防洪标准而排入长江 1 4 第二章水资源规划研究 的不可利用的洪水量。不可利用的排洪水量的计算，依据汛期河道内的洪水位过 程曲线，对超过内河防洪警戒水位线，必须开闸泄洪的洪水量计算，采用割削峰 值的方法予以确定。 2 沿江引水 沿江城镇的长江引水量与当地的降水量和长江潮位的高低有关，与当地降水 量成反比，与长江潮位成正比。 3 工程提水量 引水工程可供水量指通过引水工程直接从江河、湖泊中自流引用的水量；提 水工程可供水量指通过动力机械设备提取的水量。引、提水工程供水能力需根据 引、提水工程的设计、实际引水流量来估算。苏南城镇的提水工程主要包括自来 水厂提水工程、企业自备提水工程和农业灌溉提水工程。内河提水水量与长江引 水量有重复计算水量部分，计算时要注意区别。 4 地下水 苏锡常地区的深层地下水从2 0 0 6 年起已经限制开采，浅层地下水在进行科 学论证后可适量开发。 2 2 2 需水量计算方法 需水预测是对未来水资源供需状况的分析、认识，是未来区域水资源开发、 利用和保护规划的一项基础工作。在社会经济的不同发展阶段，各部门的需水要 求也是不同的，水资源的开发利用要与社会经济发展相协调，统筹考虑生活、生 产和生态环境需水。在计算需水量时，可分生活、生产和生态环境三大类来分别 计算，具体步骤见图2 1 。 需水预测一般以过去的资料为依据，充分考虑人口变化、经济发展、城镇化 进程、人民生活水平提高和今后用水趋向，对各种影响用水的条件作出合理假 定，根据各地水资源条件以及生态环境保护对水资源的总体要求，合理预测未来 的生活、生产和生态环境用水需求“。 硕士研究生毕业论文 图2 1 需水预测框架图 1 生活需水预测方法 生活需水包括城镇居民生活需水和农村居民生活需水，是指维持城乡人民日 常生活所需要的水。一般生活需水采用定额法进行预测，此方法考虑的因素是用 水人口和需水定额。需水定额受城市规模、居民住宅卫生设备、供水设施状况、 节水水平等因素影响，一方面要考虑由于社会的进步和发展，城市居民生活水平 将进一步得到改善，用水标准不断提高；另一方面也要考虑需水管理和节水技术 的不断完善和提高。规划中居民生活用水定额可以根据实地调查并考虑当地现状 生活用水定额和人民生活水平提高的因素，参照全国其他城市综合比较确定。而 人口发展预测可采用线性回归法或分要素测算法。前者根据人口增长趋势建立方 程进行预测，后者根据当地详细的人口规划资料计算“。在确定了当地居民用水 定额和规划人口后，两数值相乘即可得出居民生活需水量。 本文采用趋势法，由人口年增长率及未来的用水定额，预测未来用水量。城 镇居民生活用水和农村居民生活用水分别计算，计算公式如下。： n = p 0 ( 1 + 面) “l o o o ， q = n q 式中：n 一某水平年城镇( 农村) 人口( 万人) p 。一现状人口( 万人) ； 西一人口计划增长率( ) ； ( 2 2 9 ) ( 2 3 0 ) 第二章水资源规划研究 n 一起始年份至某一水平年份的时问问隔( 年) ； q 一某水平年城镇( 农村) 生活用水量( 万m 3 d ) ； q 一某水平年拟定的人均用水定额( l 人d ) 。 2 生