需水量预测及供需平衡分析

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　　【题目】林口县水资源规划方案探析
　　【第一章】城镇供水优化配置研究绪论
　　【第二章】水资源开发利用研究区域概况
　　【第三章】林口县水资源量评价
　　【4.1 - 4.3】需水量预测及供需平衡分析
　　【4.4 】水资源配置方案拟定
　　【4.5  4.6】水资源优化配置方案评价
　　【结论/参考文献】林口县水资源供需优化研究结论与参考文献
　　
　　第 4 章 林口县需水预测及水资源优化配置

　　4.1 供水范围及对象

　　根据水资源配置的重点及当地实际供水现状，确定本次莲花水库引水工程的供水范围为林口镇、龙爪镇及古城镇。

　　当地城市快速发展的用水要求是现有水源的可供水量不能满足的，故本次莲花水库引水工程供水对象确定为林口镇、古城镇及龙爪镇城镇用水。

　　4.2 水资源量及开发利用现状

　　4.2.1 水资源量。

　　4.2.1.1 水资源量。

　　林口县区内水资源量非常丰富，十几座水库坐落在境内的牡丹江和乌斯浑河等大小 90 多条河流上，境内的地表水资源量大约为 12.4 亿 m3,另外，林口县的过境水资源量也很可观，经计算，大约为 66.6 亿 m3.

　　林口县地下水资源量经统计计算，地下水总量为 148.1 万 m3/a,其中，可开采地下水量为 100.4 万 m3/a,考虑覆盖面积计算得，可开采模数为 5.01 万 m3/a·km2.

　　4.2.1.2 水质。

　　林口县境内中部头道河上的高云水库和林口县城区西南侧小龙沟下游的高云水库是主要的供水水源，根据水质监测结果，高云水库水质不能满足生活饮用水标准要求，超标污染物为色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、铁、铅、菌落总数和总大肠菌群总大肠菌群。小龙爪水库水质亦不能满足生活饮用水卫生标准要求，超标污染物为色度、浑浊度、铁 、耗氧量、总大肠菌群和耐热大肠菌群。

　　4.2.2 水源开发利用及供水现状。

　　4.2.2.1 水源工程现状。

　　研究区林口县供水范围内的供水水源分地表水供水水源和地下水供水水源两部分。

　　（1）地表水源。

　　高云水库地处林口县境内的中部，在龙爪镇西北侧，牡丹江的二级支流头道河的下游，坝址的地理位置在北纬 45°20′12″，东经 130°14′50″，距林口县城区西侧17km 处，水库的集水面积为 43.8km2.

　　高云水库是综合型水库，工程主要任务是灌溉，防洪为辅。设计 H正为 325.10m,H汛限为 323.50m,H设为 324.42m,H校为 325.55m,V总为 919 万 m3.经调节计算的净水量 555 万 m3,可满足下游 8360 亩水田的灌溉需求。

　　高云水库作为水源 2003 年以后改为向城镇供水，经计算，水库的供水量的设计值为 200 万 m3.

　　小龙爪水库地处城区的西南侧，位置在北纬 45°10′11″，东经 130°03′41″，在牡丹江二级支流小龙爪沟的下游，集水面积为 83.9km2.

　　小龙爪水库是 1958 年兴建的，是一座综合利用的中型水利工程，工程主要任务为防洪减灾、灌溉及供水。设计 H正为 309.39m,V相应为 1138 万 m3,H设为310.11m,H校为 310.19m,V总为 1310 万 m3.经过本次复核，它的设计供水量为478 万 m3.其中，用于灌溉的供水量为 78.0 万 m3,可进一步发展的农田为 800 亩，城镇的供水量为 400 万 m3.

　　（2）地下水水源。

　　林口县供水范围内的地下水供水水源是部分企业的自备水井。通过城镇供水规划的复核计算分析，规划水平年城镇供水范围内的地下水可开采量控制在 100.4万 m3/a 以内。

　　4.2.2.2 供水现状。

　　根据林口境内供水范围内实际供水情况统计现状供水量。

　　4.2.2.3 存在问题。

　　（1）城镇供水能力不足。

　　现状给林口县供水的小龙爪和高云水库的供水能力有限，经过复核计算得知，两个水库的合计供水能力为 600 万 m3,前者的设计供水能力为 400 万 m3,后者为200 万 m3,由于最近几年是连续枯水年，径流量减少幅度较大，根据实测流量计算统计，近两年水库的实际供水量大约 360 万 m3,根本没有达到水库的设计供水能力。

　　（2）城市供水水源水质较差。

　　高云和小龙爪水库是目前情况下林口县林口镇的仅有的两个水源工程，根据水质监测结果，高云水库水质不能满足生活饮用水卫生标准要求，超标污染物为色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、铁、铅、菌落总数和总大肠菌群。小龙爪水库水质亦不能满足生活饮用水卫生标准要求，超标污染物为色度、浑浊度、铁、耗氧量、总大肠菌群和耐热大肠菌群。

　　（3）供水水源单一。

　　高云和小龙爪水库是目前情况下林口县林口镇的仅有的两个水源工程，各行业用水均取自上述两个工程，供水水源比较单一，而且这两个水库的设计供水能力较小，受流域天然来水影响比较明显。一旦出现枯水年及特枯水库，水库来水将无法保障，将会对林口县城镇居民生活和工业生产带来重大影响。

　　4.3 需水量预测及供需平衡分析

　　4.3.1 需水量预测。

　　本次根据《林口县国民经济统计年鉴》和《林口县国民经济与社会发展十二五规划纲要》等成果，按综合生活用水定额、工业万元增加值用水量和行业用水定额进行需水量预测分析。

　　4.3.1.1 生活用水需水量预测。

　　（1）城镇人口预测。

　　根据搜集的现有林口县的统计年鉴、总体发展规划及规划纲要等资料分析确定人口和自然、机械增长率，其中，机械增长率略高，通过确定后各参数计算预测供水范围内的城镇人口数。

　　现状研究区的用水定额受到供水量的限制偏低，约为 65 L/r.d,预测计算采用的供水定额根据《室外给水设计规范》规定，取 110L/r.d.

　　（3）需水量预测。

　　根据上述人口预测成果和采用的定额计算供水范围内的城镇生活需水量。

　　4.3.1.2 工业需水量预测。

　　本次对林口县现有工业和新增工业分别进行了需水量分析预测。

　　（1）现有工业的需水量预测。

　　研究区现有工业的需水量预测主要包括增长率、增加值、万元增加值新水量及重复利用率等参数的确定分析，在此基础上计算出工业需水量（见表 4-4）。

　　工业增长率是在现有国民经济统计年鉴数据分析计算的基础上，考虑经济增长趋势，以及用水量的增长趋势等因素，综合拟定规划水平年的增长率（见表 4-4）。

　　现状工业增加值根据国民经济统计年鉴查得，规划水平年的工业增加值市按前述拟定的工业增长率计算得出（见表 4-4）。

　　工业用水的重复利用率和万元增加值需水定额：现状两个数值根据实际调查得，随着节水技术的发展进步，工业万元增加值用水量将不断减少，重复利用率将呈上升趋势。

　　（2）新增工业需水量预测。

　　按照研究区范围内的逐步新加的工业项目和与其相对应的水资源需求量的定额值，进行水资源需求量的计算，得出计算成果。

　　（3）城镇工业总需水量。

　　将现有、新增工业的水资源需求量求和计算，得出研究区范围内的工业需水的总量。

　　4.3.1.3 城区环境需水量。

　　研究区林口县的城区环境需水量的计算时，采用规范规定用水定额，分别计算绿地用水量和浇洒道路用水量，其中两部分用水的面积根据城市总体规划确定。分析成果。

　　4.3.1.4 其他需水量。

　　在计算林口县城镇用水其他项目用水量的需求的过程中，不仅要考虑水厂本身的水量消耗，还有管网运输过程中的渗漏损失的水量，另外，不可预见的水量也是需要考虑的内容。

　　4.3.1.5 总需水量。

　　通过上述先后分析的研究区的工业用水、生活用水、城区的环境用水、水厂本身的耗水、运输过程中管网的渗漏损失、不可预见的用水量等，进而分析研究区供水范围内总的需水量过程。

　　4.3.2 可供水量预测。

　　4.3.2.1 地表水。

　　林口县城现有供水水源有高云水库及小龙爪水库和部分地下水备用井，另外还有部分中水利用。根据复核计算得，两个水库工程的设计总的可供水量为 600 万m3,其中前者的设计可供水量为 200 万 m3,后者的设计可供水量为 400 万 m3.

　　4.3.2.2 地下水。

　　根据本次水文地质分析的结果，林口县城地下水资源的可开采量较小，仅有100.4 万 m3.

　　4.3.2.3 其他水源。

　　根据林口县城实际情况，其他水源主要是污水经过处理后的回用量，林口县城现有处理污水的工厂现状每天的处理能力是 1.50 万 t,设计日处理能力是 2 万 t,近期水平年可提供水量是 365 万 m3,远期水平年提高工艺水平，可提供水量为 402万 m3.

　　林口县城可供水量计算成果。

　　4.3.3 供需平衡。

　　4.3.3.1 现状基准年供水平衡。

　　按照林口县城现阶段基准水平年的水量需求和可能最大水资源供给量的分析计算结果，进一步研究现阶段基准水平年的供给与需求的平衡问题。

　　从上表可以看出，现状基准年，在林口县城充分考虑当地现有各供水的供水能力，不能满足城市现状基准年的需水要求。随着时间的推移，城市进入快速大幅度的发展进程，现有水源工程的可供水能力远远不能满足需水要求。

　　4.3.3.2 规划水平年供水平衡。

　　（1）一次平衡。

　　水资源的"一次平衡"计算是指 在区域现阶段水资源供给量与外延式增长 的水资源的需求量之间所进行的供给 - 需求的平衡计算。将研究区林口县供水区的各规划水平年的水资源需求量与现状工程的水资源可供给量之间进行供给-需求平衡计算。

　　由上表可以看出，林口县供水范围内现有水源可供水量不能满足该地区经济发展的需水要求。经过一次平衡成果中可以看出，近期水平年缺水 1680 万 m3,远期水平年缺水 2298 万 m3.

　　（2）二次平衡。

　　水资源的"二次平衡"计算，本着先地表、后地下的原则，在现状供水工程的前提条件下，考虑现状工程挖潜配套，充分考虑已有水库工程的供水能力、地下水可开采量及其他水源的供水能力后，与外延式增长的用水需求进行的供需平衡分析。

　　对林口县市当地水源的可供水量进行充分分析计算后，进行二次平衡。

　　由上表可以看出，对林口县供水区的供水水源的能力进行挖潜后，仍无法满足其发展的用水需求，近期水平年研究区缺水 1588 万 m3,远期水平年研究区缺水2171 万 m3.

　　（3）三次平衡。

　　在二次供需平衡分析的基础上，加大节水力度，确保生活用水，扩大供水能力，适应经济和社会发展需要。加快城镇供水管网改造，完善基础设施建设，新规划工程和现有工程一起保证城镇的供水安全。

　　首先，对城市镇规划水平年的定额进行优化，确定节水后城市镇供水的需水量，然后考虑当地再建和规划水源工程，以此进行供需平衡分析。

　　从上表可以看出，即使通过大幅度采用节水定额及节水措施，林口县现有供水工程的可供水量仍无法满足林口县城镇发展需求，近期水平年还有 1293 万 m3的水量缺口，远期水平年还有 1598 万 m3的水量缺口。

　　（4）四次平衡。

　　为了解决林口县城镇的供水矛盾，对当地及周边的水源综合分析后，考虑新建地表水源或区域外引水以满足用水需求。根据三次平衡成果可以看出，近期水平年还要新增净供水量 1339 万 m3,远期水平年还要新增净供水量 1637 万 m3.计入新增加的水资源供给量进行四次水量平衡计算。

　　4.3.4 需水合理性分析。

　　（1）研究区工业需水量合理性分析。

　　林口县现状至远期水平年工业的水资源需求量增长率从8.00%逐渐降至0.83%,2010 年~2020 年增长率较大，主要是由于这一时期经济结构调整，林口县将有大批的工业企业逐步上马，带来了新一轮需水量的大幅度增加，故其需水量增大率较大是合理的；随后工业水资源需求量的增长率逐渐减小，至远期水平年降至 0.83%,工业发展趋势稳定。

　　2010 年至 2020 年，林口县工业的弹性系数比较稳定，从 2015 年的 0.53 至2020 年的 0.34,2030 年以后工业的发展趋于稳定，弹性系数将为 0.08,因此研究区范围内工业水资源需求量分析计算的结果是合理的。

　　（2）研究区城镇居民生活需水量合理性分析。

　　本文计算采用的生活用水定额以规范为依据，且近期采用值接近中偏下、远期采用居中值，符合节水要求，也是合理的。

　　林口县城镇居民综合生活需水增长率 2010~2030 年为 2.53%~0.95%,增长率稍大，主要是由于林口县当前至一段时期内城市化进程较快，人口增长率较大，故用水增长率略大；另外，林口县城镇居民多年以来受到当地水源供水量的限制，居民生活用水水平偏低，定额较小，随着研究区当地社会、经济的进一步发展，居民生活质量也将随之提高，用水水平将大幅度提升，故其需水量增长幅度较大合理。

　　因此，本部分成果是合理的。

　　（3）研究区城镇需水量合理性分析。

　　林口县城镇总需水量 2010~2030 年从 1428 万 m3增加至 2739 万 m3,需水增长率从7.04%逐渐降至1.31%.早期，城镇需水量伴着经济发展加快也会相应增大，当后者逐步稳定，林口县的城镇需水量也会逐渐趋于稳定，需水增长率会逐渐下降，这一变化趋势符合当地经济发展规律。

　　另外，根据《城市综合用水量标准》（SL367-2006）成果要求，松辽流域人口综合用水指标中大城市取值范围为 105~145m3/（r.a），但是，根据本次需水量预测成果，林口县城镇人口综合用水指标为 180m3/（r.a）~297 m3/（r.a），现状年已经超过《城市综合用水量标准》（SL367-2006）要求，主要原因为供水范围地广人稀，当地经济发展存在特殊性，所以现状人口综合用水指标偏高是符合当地实际的。规划水平年，为了大力发展当地经济，将上马一些工业企业，需水量将大幅度增长，相比现状，人口综合用水指标仍将持续增加，这种趋势符合当地经济的发展趋势及要求，故林口县各供水区需水量是合理的。

　　4.3.5 对莲花水库的影响莲花水库是大型水库，主要任务是发电。水库 H正为 218.00m,H死为 203.00m.V死为 14.6 亿 m3,V正为 30.5 亿 m3.

　　根据复核计算，莲花水库历年平均的入库流量是 206.09m3/s,而本次林口县莲花水库引水工程最大最大取水流量仅有 0.73m3/s,占莲花水库入库流量的 0.35%,所在比例很小，对莲花水库发电效益影响甚小。