工业用水定额法-水科学网

第十一章水资源配置与规划主讲人：马龙刘廷玺内蒙古农业大学第一节基本概念第二节水资源规划的原则与指导思想第三节水资源规划的工作流程第四节水资源需求分析及预测第五节水资源供需平衡分析第六节水资源合理配置思考题第七节水资源规划方案的比选与制定本章内容第一节基本概念意义：指在流域或特定的区域内，遵循高效、公平与可持续利用的原则，通过各种工程与非工程措施，改变水资源的天然时空分布；遵循市场经济规律与资源配置准则，利用系统科学方法、决策理论与计算机模拟技术，通过合理抑制需求、有效增加供水与积极保护环境等手段和措施，对可利用水资源在区域间与各用水部门间进行时空调控和合理配置，不断提高区域水资源的利用效益和效率。水资源配置定义：123有效地促进水资源的合理利用；促进水资源开发、经济社会与环境保护之间的协调与可持续发展；可实现社会、经济和环境效益的综合最优。意义：水资源规划定义：指在统一的方针、任务和目标指导下，通过调整水资源的天然时空分布，协调防洪抗旱、开源节流、供需平衡以及发电、通航、水土保持、景观与环境保护等方面的关系，以提高区域水资源的综合利用效益和效率为目标而制定的总体计划与安排，并就规划方案实施后可能对经济、社会和环境产生的潜在影响进行评价。213有效地促进水资源的合理利用；促进水资源开发、经济社会与环境保护之间的协调与可持续发展；可实现社会、经济和环境效益的综合最优。水资源规划的类型区域水资源规划流域水资源规划跨流域水资源规划专门水资源规划第二节水资源规划的原则与指导思想水资源规划是全面落实国家或地区实施可持续发展战略的要求，适应经济社会发展和水资源的时空动态变化，着力缓解水资源短缺、水环境恶化等水问题的一项重要工作。它是根据国家或地区的社会、经济、资源和环境总体发展规划，以区域水文特征及水资源状况为基础来进行的。遵守有关法律和规范规划原则全面规划，统筹兼顾系统分析与综合开发利用协调发展可持续利用因时、因地制宜依法治水科学治水实施的可行性水资源规划的指导思想（1）水资源规划要综合考虑社会、经济和环境效益，确保经济社会发展与水资源开发利用、环境保护相协调。（2）考虑水资源的承载能力或可再生性，严格控制水资源开发利用量在可利用量以内，确保水资源的永续利用。（3）水资源规划的实施要与经济社会发展水平相适应，确保水资源规划方案是可行的。（4）从区域或流域整体的角度出发，考虑不同水平年流域上下游以及不同区域、不同部门用水间的平衡，确保区域或流域经济社会的协调可持续发展。（5）与经济社会发展密切结合，注重全社会公众的广泛参与，注重从社会发展的根源上来寻求解决水问题的途径，同时也配合采取一些经济手段，确保“人”与“自然”的和谐。（6）实现经济社会、资源和环境的协调可持续发展。第三节水资源规划的工作流程为国家或地区水资源可持续利用和管理提供规划基础，要在进一步查清区域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环境保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进我国人口、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。①水资源调查评价；②水资源开发利用情况调查评价；③节约用水；④水资源保护；⑤需水预测；⑥供水预测；⑦水资源合理配置；⑧总体布局与实施方案；⑨规划实施效果评价。水资源规划目标内容总则落实任务、明确思路、程序、途径与成果要求水资源配置的可能方案水资源调查评价水循环规律与参数分析水资源数量、质量评价水资源可利用量评价开发利用情况调查评价开发利用程度开发利用水平与效率开发利用存在的问题水资源保护水功能区划总量控制与生态保护节约用水潜力估算效果与代价需水预测发展趋势与需求生活、生产与生态需水城市及区域需水可能抑制需求的措施和方案供水预测开发可能与潜力地表水、地下水供水方案其他水源开发潜力与方案可能增加供水的措施和方案抑制需求方案保护生态环境方案增加供水方案节水量需水量纳污能力排污总量保护生态地表水地下水其他水源用水需求控制目标可供水量水资源合理配置各种组合方案供需分析方案比较与判别推荐配置方案特殊干旱情景下的对策水量水质总体布局工程措施实施方案非工程措施实施计划实施效果评估水资源规划的工作流程图第四节水资源需求分析及预测总而言之，经济社会发展与水资源的关系十分密切，二者相互联系、相互制约，又相互促进。因此，在进行水资源需求分析时，要随时考虑二者的关系，不能只考虑经济发展，也不能一味地考虑无限制地开发利用水资源，要实现二者协调、可持续发展。经济社会发展与水资源的关系水资源是生命系统不可缺少的一种资源，是经济社会发展的基本条件。经济社会发展的速度过快，水资源的压力也就不断增加。水资源问题反作用于经济社会发展，并制约其发展。经济社会发展为水资源的合理开发利用提供条件与保障。水资源需求变化的影响因素水资源的需求变化主要来源于经济增长的需要和水资源的开发利用程度两个方面，具体驱动和制约水资源需求增长的因素可总结如下：驱动水资源需求增长的因素主要有人口的增加和城镇化进程、经济发展以及环境保护与建设三方面。水资源的需求具有有限性和客观性，驱动需水增长的各类因素具有阶段性，需水不是无限制地增长的，而是受到水资源状况、水价与水市场、水利工程条件以及节水与水资源管理水平等因素的影响和制约。2．制约水资源需求增长的因素1．驱动水资源需求增长的因素需水预测是在充分考虑资源约束和节约用水等因素的条件下，研究各规划水平年，并按生活、农业、工业、建筑业、第三产业和生态用水口径进行分类，同时区分城镇与农村、河道内与河道外、高用水行业与一般用水行业，分别进行各行业净需水量与毛需水量的预测。（1）以各规划水平年经济社会发展指标为依据，贯彻可持续发展的原则，统筹兼顾社会、经济、生态和环境等各部门发展对水的需求。（2）考虑市场经济对需水增长的作用和科技进步对未来需水的影响，分析研究工业结构变化、生产工艺改革和农业种植结构变化等因素对需水的影响。（3）考虑水资源紧缺对需水增长的制约作用，全面贯彻节水方针，分析研究节水技术、措施的采用与推广等对需水的影响。（4）重视现状基础资料调查，结合历史情况进行规律分析和合理的趋势外延，使需水预测符合区域特点和用水习惯。应遵循以下几条原则：一级二级三级四级备注生活生活城镇生活城镇居民生活城镇居民生活用水（不包括公共用水)农村生活农村居民生活农村居民生活用水（不包括牲畜用水)生产第一产业（农业）种植业（农田）水田水稻等水浇地小麦、玉米、棉花、蔬菜、油料等林牧渔业灌溉林果地果树、苗圃、经济林等灌溉草场人工草场、灌溉的天然草场、饲草料基地等牲畜大、小牲畜用水鱼塘鱼塘补水第二产业工业高用水工业纺织、造纸、石化、冶金一般工业采掘、食品、木材、建材、机械、电子、其他（包括电力工业中非火（核)电部分)火（核)电工业循环式、直流式建筑业建筑业建筑业第三产业商饮业商饮业商业、饮食业服务业服务业货运邮电业、其他服务业、城市消防、公共服务及城市特殊用水生态河道内生态功能河道基本功能基流、冲沙、防凌、稀释净化、水生生物的保护与利用等河口生态冲淤保港、防潮压碱、河口生物等通河湖泊与湿地通河湖泊与湿地等其他河道内根据具体情况设定河道外生态功能湖泊湿地湖泊、湿地、沼泽、滩涂等生态建设美化城市景观绿化用水、城镇河湖补水、环境卫生用水等生态建设地下水回补、防沙固沙、防护林草、水土保持等生活生产和生态用水口径划分1．指标量值的预测方法2．用水定额的预测方法按是否采用数学模型方法分为：定量预测法和定性预测法。常用的有：趋势外推法、多元回归法、经济计量模型通常情况下，需要预测的用水定额有各行业的净用水定额和毛用水定额，可采用定量预测方法，包括趋势外推法、多元回归法与参考对比取值法等。需水预测方法按是否采用统计方法分为：统计方法和非统计方法。按预测时期长短分为：即期预测、短期预测、中期预测和长期预测。用水定额的影响因素（1）工业用水定额的影响因素（2）农业灌溉定额的影响因素①生产性质与产品结构②生产工艺、生产设备与技术水平③生产规模④用水水平与节水程度⑤用水管理水平与水价⑥自然因素与供水条件作物需水量、有效降雨量、作物生育期内的地下水补给量等需水预测结果的影响因素②不同产业结构和用水结构；①不同经济社会发展情景；③不同用水定额和节水水平。各行业需水预测1.生活需水预测tLttLnQPW0.365生活净需水量为：生活毛需水量为：001tttLttPP）（122121tttLttPP）（或tLtLttLtLntLgQPWW/0.365/1.生活需水预测2.农业需水预测3.工业需水预测4.建筑业需水预测5.第三产业需水预测6.生态需水预测牲畜需水预测与生活需水预测类似，可采用畜均日用水量法来预测。2.农业需水预测农业需水包括农田灌溉和林牧渔业需水。农田灌溉需水预测采用定额法，计算公式为：ttT1j,,,D1i/tiAtijAtijAtAgmAW林牧渔业需水预测林牧渔业需水包括林果地灌溉需水、草场灌溉需水、牲畜用水和鱼塘补水等4项。林果地灌溉、草场灌溉需水量预测与农田灌溉类似，可采用定额法。但一般而言，计算林果地灌溉和草场灌溉需水量时可不进行分区计算。可按下式计算：渔业需水量包括养殖水面蒸发、渗漏所消耗水量的补充量和换水量。tFtjFtiFtFgSRW/)(ttL1j,M1i,3．工业需水预测工业净需水量tItItInQXW工业毛需水量tItIntIgWW/工业需水预测一般分电力行业、高用水工业与一般工业等行业类别来进行。工业需水量预测的常用方法有：重复利用率提高法、趋势法、相关法、水平衡计算法、万元增加值综合需水量法（综合用水定额法）等。（1）重复利用率提高法112122211)1(tIttttttIQQ或（2）趋势法00)1(tttItIntIndWW12212)1(tttItIntIndWW或趋势法也可用于推断工业用水定额：11222)1(tItttItIQrQ112211)1(tItttIQQ（3）相关法bXaWIInloglog或aIInbXW（4）水平衡计算法（工业用水定额法）该方法根据工业企业水平衡计算公式重复取水用水重复利用率、工业用水定额的概念，可导出如下公式：112211tItttIQQ为了改善该法的预测效果，在上式中引入修正系数k，将其改写为:112211tItttIQkQ将122)1(tttIrk代入上式，得：112122211)1(tItttttItIQrQ和工业用水（5）工业用水综合定额法tItIntIXWQ/tItItIgtIXWQ//或也可通过计算工业用水综合定额，再计算工业需水量，其近似计算式：tiITititIqaQt,14．建筑业需水预测tCtCtCtCgQAW/001tttCtCtCAA）（122121tttCtCtCAA）（或5．第三产业需水预测tTtTttTgQPW/365.0第三产业需水预测和建筑业需水预测有时也采用万元增加值（或产值）用水定额法来进行。6．生态需水预测按水资源的补给功能将流域划分为河道外和河道内两部分，并以此分别计算各部分的生态需水量。（1）河道外生态需水量计算方法河道外生态需水量计算步骤为：依据一定的标准，如地形、地质差异，径流与人为影响因子，土地利用单元等，将河道外的生态系统进行逐级分区，并识别出不同生态分区中植被（林、灌、草等）覆盖的土地类型面积；参考相关国家生态实验站的草地需水实验、林地需水实验等文献资料，确定不同区域不同植被类型的蒸发量或需水定额；根据不同植被类型的空间分布情况，扣除其消耗的有效降雨量后，确定其消耗的水资源量或需水量，即为现状条件下各种植被的河道外生态需水量。①直接计算方法以某一区域某一类型植被的面积乘以其生态需水定额，计算得到的水量即为生态需水量，其计算公式为：nii