城市水资源规划(第一章)

1城市水资源规划授课教师：赵林2

第一章水资源概论31.1水资源的含义和特点1.水资源的定义：“水资源是指可利用的或可能利用的水源，这种水源应该有足够的数量和可用的质量，并在某一地点为满足某种用途而得以利用。”2.水资源的特点：（1）流动性（2）可再生性（3）多用途性（4）公共性（5）利与害的两重性（1）流动性水资源是一种流动性很强的自然资源。这是因为所有的水都是流动的，不仅如此，自然界中得到大气水、地表水、地下水等各种形态的水体的水文循环的过程中还可以相互转化。因此，水资源难以按地区或城乡的界限硬性分割，而只按流域、自然单元进行开发、利用和管理。4（2）可再生性地球上存在着复杂的、大体以年为周期的水循环，当年水资源的耗用或流逝，又为来年的大气降水所补给，形成了资源消耗和补给间的循环性，使得水资源不同于矿产资源，而成为一种具有可再生性和可供永续开发利用的资源。（3）多用途性水资源是具有多种用途的自然资源。水量、水能、水体均各有用途。人们对水的利用十分广泛，包括生活用水、生产用水和生态用水等三类，具体的用水部门有：1）居民生活用水；2）农业生产用水；3）工业生产用水；4）水力发电用水；5）船、筏水运用水；6）水产养殖用水；7）生态环境用水（4）公共性许多部门都需要利用水，这就是水资源具有公共性。《中华人民共和国水法》明确规定，水资源属于国家所有。任何单位和个人引水、截（蓄）水、排水，不得损害公共利益和个人合法权益。5（5）利与害的两重性水资源的利害两重性主要表现为：一方面，水作为重要的自然资源可用于灌溉、发电、供水、航运、养殖、旅游及净化水环境等各个方面，给人类带来了各种利益；另一方面，由于水资源时间变化上的不均匀性，当水量集中的过快、过多时，不仅不利于利用，还会形成涝灾害，甚至给人来带来严重的灾难，到了枯水季节，有可能出现水量锐减，满足不了各方面需水要求的情形，甚至对经济社会发展造成严重影响。水资源的利、害两重性不仅与水资源的数量及时空分布特性有关，还与水资源的质量有关。当水体受到严重污染时，水质低劣的水体可能造成各方面的经济损失，甚至给人类健康以及整体生态环境造成严重危害。61.2水资源规划1.水资源规划的定义：在掌握水资源的时空分布特征、地区条件、国民经济对水资源需求的基础上，协调各种矛盾，对水资源进行统筹安排，制定出最佳开发利用方案及相应的工程措施的规划。2.水资源规划的原则：因地制宜、综合利用、人工调节与经济合理等基本原则。3.水资源规划的目的：水资源规划的目的是合理评价、分配和调度水资源，支持经济社会发展，改善环境质量，以做到有计划地开发利用水资源，并达到水资源开发、经济社会发展及自然生态系统保护相互协调的目标。74.水资源规划的发展历程：（1）19世纪以前人类对水资源的规划即已开展，（2）到20世纪初逐步从定性走向定量。20年代，美国学者首先提出应用数理统计理论进行调节计算的经验方法，此后苏联学者使其形成了较完整的水资源规划数理统计方法。（3）随着电子计算机的发展与应用，提出了水资源数学规划方法，即以数学表达式来描述水资源系统特征及开发利用中相互依赖和制约的关系，并求出为某一目标（或多目标）服务的最优解，其内容包括线性规划、动态规划、非线性规划与多目标规划等。85.水资源规划的重要意义：（1）水资源规划是确保水资源可持续利用、促进经济社会可持续发展的重要保障。（2）水资源规划是充分发挥水资源最大综合效益的重要手段。根据经济社会发展需求，通过水资源规划手段，分析当前所面临的主要水问题，同时提出可行的水资源优化配置方案，使得水资源分配既能维持或改善生态系统状况，又能发挥最大的社会、经济效益。（3）水资源规划是新时期水利工作的重要环节。我国水利工作正处于四个转变的过渡时期：从工程水利向资源水利转变；从传统水利向现代水利转变；从以牺牲环境为代价发展经济的观念向提倡人与自然和谐共存的思想转变；从对水资源的无节制开发利用向以可持续发展为指导思想的合理开采转变。9106.水资源规划——工作流程（1）确定规划目标确立规划的目标和方向，这是后面制定具体方案或措施的依据。规划目标往往要根据规划区域的具体情况和发展需要来制定。（2）资料的收集、整理和分析1）水资源规划需要收集的基础资料：有关的经济社会发展资料、水文气象资料、地质资料、水资源开发利用资料以及地形地貌资料等。2）资料的精度和详细程度要根据规划工作所采用的方法和规划目标要求而定。在收集资料的过程中，还要及时对资料进行整理，包括资料的归并、分类、可靠性检验以及资料的合理插补等。3）在资料整理后，还要进行资料分析，这便于查明规划区域内所存在的问题，并与水资源规划目标进行相互比较和对照。11（3）区划工作区域划分，又称“区划工作”，是将繁杂的规划问题化整为零，分步研究，避免由于规划区域过大而掩盖水资源分布不均、利用程度差异的矛盾，影响规划效果。在区划过程中，要考虑地形地貌因素，应尽量与行政分区保持一致。如果按照水系进行分区时，并考虑区域内供水系统的完整性。总体来看，区划应以流域、水系为主，同时兼顾供需水系统与行政区划。对水资源贫乏、需水量大、供需矛盾突出的区域，分区宜细些。（4）水资源评价水资源评价的内容主要为水资源数量评价和质量评价。合理的水资源评价，对正确了解规划区水资源系统状况、科学制定规划方案有十分重要的作用。

水资源数量评价包括研究区内水文要素的规律研究，降水量、地表水资源量、地下水资源量以及水资源总量计算等内容。水资源质量的评价包括泥沙分析、天然水化学特征分析、水资源污染状况评价等内容。12（5）水资源供需分析水资源供需分析就是在分析流域水资源特性及开发利用现状的基础上，结合流域经济社会发展计划，预测不同水平年流域供水量、需水量，并进行供需平衡分析，提出缓解主要缺水地区和城市水资源供需矛盾的途径。

（6）拟定和制定规划方案根据规划目标、要求和资料的收集情况，拟定规划方案。拟定的方案应尽可能反映各方面的意见和需求。通过建立数学模型，采用计算机模拟技术，对拟选方案进行检验评价，并进一步改善可选方案的结构、功能、状态、效益，直至得到能满足一切约束条件并使目标函数达到极值的优化方案。13（7）实施的具体措施及综合评价根据选定的规划方案，制定相应的具体措施，并进行社会、经济和环境等多准则综合评价，最终确定水资源规划方案。对选择的规划方案进行综合评价，实际上是把它实施后与实施前进行比较，来确定可能产生哪些有利的和不利的影响。

（8）成果审查与实施依据前面所提出的推荐方案，统筹考虑水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护，研究并提出水资源开发利用总体布局、实施方案与管理模式。另外，随着外部条件的变化以及人们对水资源系统本身认识的深入，还要经常对规划方案进行适当的修改、补充和完善。

147.水资源规划的工作步骤①调查研究。包括搜集整理有关的自然、经济、技术资料，总结可资借鉴的水利建设经验和规律，阐明规划问题的背景与现状。

②做好预测,确定规划条件。按照不同的规划水平年,研究预测这一时期中因人口增长、城乡建设和工农业发展等可能出现的社会经济条件的变化，并拟定规划任务、规划目标。

③拟定开发治理初步方案。根据不同时期的需水、需电要求，研究水资源合理利用的途径，探讨水资源开发治理对社会、经济和环境等的影响，拟定初步可行方案。15④比选方案,提出规划成果。针对初选方案,结合水工设计，进行水文计算、水利计算、工程量和投资估算、效益分析和对环境影响的评价；通过技术、经济、社会、政治、环境等的综合分析，提出推荐实施方案和开发程序。

⑤检验核实，提出进一步试验研究计划。

⑥报请上级审批。将规划方案及结论意见，报送国家或地方政府审批，是规划工作的最终步骤。规划报告一经批准，就具有法律性的约束；如需变动或修改，仍需报请原审批单位核定。

168.水资源规划的类别划分根据规划的对象和要求，水资源规划可分为：（1）江河流域水资源规划（2）地区水资源规划（3）跨流域调水规划（4）专业水资源规划（5）水资源综合规划17（1）江河流域水资源规划1）定义：以整个河流流域为对象的水资源规划，也称流域规划。流域水资源规划是指以整个江河流域为研究对象的水资源规划，包括大型江河流域的水资源规划和中小型河流流域的水资源规划，简称为流域规划。

流域规划区域一般是按照地表水系空间地理位置来进行划分、并以流域分水岭为研究水资源的系统边界。2）内容：涉及国民经济发展、地区开发、自然资源与环境保护、社会福利与人民生活水平提高以及其他与水资源有关的问题，3）研究的对策：防洪、灌溉、排涝、发电、航运、供水、养殖、旅游、水环境保护、水土保持等内容。184）规划的重点：制定河流综合开发综合治理的总体方案,确定诸如防洪、灌溉、发电、航运等综合利用工程的初步轮廓以及一些关键性工程的位置和工程规模，通过方案比较选定实施方案和开发程序（2）地区水资源规划1）定义：是以行政区或经济区为对象的水资源规划。地区水资源规划是指以行政区或经济区、工程影响区为对象的水资源规划。2）规划内容：其研究内容与流域水资源规划基本接近，其规划的重点视具体的区域和水资源功能的不同而有所侧重。在进行地区水资源规划时，重点考虑本地区是首要的，但同时还要兼顾更大范围19或研究区所在流域的水资源总体规划，不能片面强调当地局部利益而不顾整体利益。3）规划重点：依据地区范围的大小、特点，经济发展方向和对水资源开发治理要求，它的规划重点，或是服务于农业生产的防洪、灌溉、排水工程；或是服务于工业能源发展的水力发电;或是工业和城市供水和航运等工程;或是以上几个方面兼而有之。（3）跨流域调水规划1）定义一：跨流域水资源规划是指以一个以上的流域为对象，以跨流域调水为目的的水资源规划。跨流域规划既需要探讨由于水资源的再分配可能对各个流域带来的社会经济影响、环境影响，又需要探讨水资源利用的可持续性以及对后代人的影响及相应对策。

202)定义二：也指修建跨越两个或两个以上流域的引水（调水）工程，以达到在地区间调剂水量盈亏为目的的水资源规划。跨流域引水，关系到相邻地区工农业的发展，涉及到有关流域的水资源重新分配和可能引起的社会生活条件和生态变化。因此，必须全面考虑跨流域的水量平衡关系，综合协调地区间、经济部门间可能产生的矛盾和环境质量可能变坏而引起的影响。引水工程方案的选择和水资源的开发利用，与流域规划或地区规划相似。21（4）专业水资源规划定义：专项水资源规划是指以流域或地区的某一专项水资源任务为对象或对某一行业所作的水资源规划。这类规划针对性比较强，就是针对某一专门问题而开展，但在规划时，不能仅盯住要讨论的专门问题，还要考虑对区域（或流域）的影响以及区域（或流域）水资源利用总体战略。例如，流域或地区的防洪规划、水力发电规划、灌溉规划、航运规划和综合利用水利枢纽或单项工程的规划等。专业水资源规划，一般是在流域或地区规划的基础上进行的，并成为相应规划的组成部分。22（5）水资源综合规划水资源综合规划是指以流域或地区水资源综合开发利用和保护为对象的水资源规划。

水资源综合规划是在查清水资源及其开发利用现状、分析和评价水资源承载能力的基础上，根据经济社会可持续发展和生态系统保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、高效利用、有效节约、优化配置、积极保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进流域或区域人口、资源、环境和经济的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。231.3城市水资源1.城市水资源的定义：城市水资源是指一切可被城市利用的天然淡水资源和可再生利用水，它是城市形成与发展的基础，是城市供水的源泉。具体讲，就是在当前技术条件下可供城市工业、郊区农业和城市居民生活需要的那一部分水。因此，通常理解为可供城市利用的地表水体和地下水体中每年能得到补给而恢复的淡水资源。随着天然淡水资源的匮乏，近年来也将处理后的工业和城市生活污水回用于工业、农业以及作为生活杂用用水，已成为城市水资源不可或缺的组成部分。城市水资源一般要求水质良好、水量充沛，能满足城市当前和进一步发展需要。242.城市水资源的特点：我国城市水资源的特点是：人均占有水资源量小，水资源严重短缺，开发利用强度大，因不合理利用水资源而产生的环境问题突出。北京、天津、石家庄、太原、济南等26个城市的统计资料表明，城市人均水资源量只有全国人均占有水资源量的30％左右。全国现有的600多个城市中有一半以上为缺水城市，其中缺水特别严重的有110多个城市。城市水资源的突出问题表现在以下几方面：

(1)大量开采利用水资源的同时，会增大生活污水和工业废水的排放，使地表水体和地下水体遭受不同程度的污染。目前，全国80%25的河流污染严重，如每年排放到辽河的污染物高达16亿t，造成河水的严重污染。(2)过量开采地下水导致地下水位逐年下降，水资源逐渐枯竭。我国已出现了56个地下水区域性下降漏斗，总面积达8．7万km2，致使单井出水量减少，供水成本增加，大批机电井报废，甚至水源地报废。(3)地下水位的持续下降产生地面沉降、塌陷、地裂缝等环境工程地质问题；在沿海城市，还引发了海水入侵。(4)过量引用地表水和地下水引起生态环境的恶化。一方面为缺水严重的局面，另一方面浪费水的现象十分普遍。仅以北京为例，每年用于洗车的水相当于昆明湖蓄水量的13倍；仅城市生活中浪费的水量一年就要损失上亿立方米。263.城市水资源特点（1）城市水环境系统城市水环境系统由自然循环系统和人工循环利用系统所组成(见下图-城市水环境系统图)。在自然循环系统中，水体通过蒸发、降水和地表径流与大气联系起来，另外，城市水体与地下水体通过土壤渗