太湖流域山丘區(qū)水資源供需分析方法研究

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1、甘升偉：太湖流域山匠區(qū)水資源供需分析方法研究第一章緒論太湖流域是我國經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，2004年流域?qū)崿F(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)18266億元，占全國GDP的13％。財(cái)政收入約占全國的19％，在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位?。雖然太湖流域地處長江三角洲南緣．屬亞熱帶季風(fēng)氣候，流域三面濱江臨海，是典型的平原河網(wǎng)地區(qū)，流域內(nèi)降雨量豐富，多年平均降水量1177mm，但人均本地水資源量嚴(yán)重不足，僅456m3／人，為全國人均的1／5“1。流域水資源承載能力、水環(huán)境承載能力低，水多、水少、水臟等問題同時(shí)存在，尤其是水環(huán)境惡化，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展”1。所以太湖流域山丘區(qū)作為太湖流

2、域的主要來水區(qū)域以及優(yōu)質(zhì)水供水水源地，對(duì)山丘區(qū)進(jìn)行水資源供需平衡計(jì)算，掌握太湖流域山丘區(qū)現(xiàn)狀年及規(guī)劃年在不同來水情況下的需水量、供水量、缺水量以及缺水過程已成為一個(gè)迫切需要解決的重要課題。1．1問題的提出及研究目標(biāo)水資源是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)不可缺少、不可替代的重要資源“1，是一個(gè)國家綜合國力的有機(jī)組成部分。隨著人口的增長和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源的供需矛盾已經(jīng)充分暴露出來，水資源短缺的問題將成為將來社會(huì)的主要問題之一，甚至可能導(dǎo)致國家或地區(qū)之間的沖突。因此，探討水資源的國家戰(zhàn)略及其相關(guān)科學(xué)問題是全球關(guān)注和各國政府的主要議題之一“1。我國位于東亞大陸，處于季風(fēng)帶，受季風(fēng)影響強(qiáng)烈，降雨的

3、時(shí)空分布不均勻，地區(qū)和年際間的降雨量變化很大；我國水資源豐富，水資源總量為27115億m3，居世界第六位，但人均水資源量為2238．6m3，僅為世界人均水資源量的i／4“1。80年代以后由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地下水超采、水資源短缺、水質(zhì)污染等水資源問題日益嚴(yán)重，水資源供需矛盾同益尖銳，水資源問題已經(jīng)成為當(dāng)前影響我國社會(huì)發(fā)展的瓶頸。太湖流域山丘區(qū)位于太湖流域西部，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明、溫2揚(yáng)十It人學(xué)碩十學(xué)侍論文和濕潤、降水豐沛多年平均溫度為15。C左右，區(qū)域多年平均降水量為1237mm，多年平均水面蒸發(fā)量800mm～llOOmm。西部山丘區(qū)白北而南分布有茅山山脈、界嶺山脈、

4、天目山脈，分屬蘇浙兩省。江蘇省境內(nèi)為湖西山丘區(qū)，有茅山山脈和界嶺山脈北段；浙江省境內(nèi)為浙西山丘區(qū)，有界嶺山脈南段和天目山脈”1。太湖流域山丘區(qū)天然水資源量豐富，多年平均徑流量47．1億m。，現(xiàn)狀供水工程的供水能力基本能夠滿足本地區(qū)生活和工業(yè)用水量的需要，但在枯水年由于農(nóng)閑灌溉需水量較大，供水工程無法滿足農(nóng)業(yè)用水的需要，在6一lO月農(nóng)田灌溉期存在過程性缺水。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，本地需水量的增加，在枯水年LlJ丘區(qū)本地用水與外供城鎮(zhèn)生活、工業(yè)用水爭水現(xiàn)象將會(huì)更加突出。因此，進(jìn)行太湖流域山丘區(qū)供需平衡計(jì)算，對(duì)山丘區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃年的供求情況進(jìn)行分析并提出合理的建議是本次研究的主要目標(biāo)。傳統(tǒng)的水資

5、源供需平衡方法是在對(duì)區(qū)域歷史來水資料進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，一般按月或旬為計(jì)算時(shí)段，進(jìn)行現(xiàn)狀年以及規(guī)劃水平年的不同保證率供水工程可供水量與國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境對(duì)水的需求之間的關(guān)系所進(jìn)行的分析研究。但太湖流域山丘區(qū)地處濕潤地區(qū)，水資源量豐富，其缺水形式主要為過程性缺水(即短時(shí)間內(nèi)由于工程供水能力不足而引起的缺水)，若以月或年為計(jì)算時(shí)段進(jìn)行分析，則無法真實(shí)體現(xiàn)山丘區(qū)的缺水過程以及缺水量，將會(huì)掩蓋山丘區(qū)供需矛盾。為了較好的解決這個(gè)問題j本文提出了將傳統(tǒng)水文產(chǎn)流模型與水資源供需分析模型相結(jié)合，以區(qū)域逐R的降雨量、蒸發(fā)量、需水量以及工程供水能力等資料為基礎(chǔ)，以R為模型計(jì)算時(shí)段對(duì)進(jìn)行區(qū)域1

6、956～2000年長系列的產(chǎn)流計(jì)算和供需平衡分析計(jì)算。由于本次研究，將水文產(chǎn)流模型與供需分析模型相結(jié)合，從區(qū)域逐日產(chǎn)流過程開始對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行分析，并以日為計(jì)算時(shí)段，對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行分析，所以可較好地解決傳統(tǒng)供需分析方法中選擇的計(jì)算時(shí)段較粗的問題。另外，將此模型用于太湖流域山丘區(qū)的水資源供需分析計(jì)算，也能較好的體現(xiàn)太湖流域山丘區(qū)缺水量和缺水過程變化特征，可為今后山丘區(qū)的水資源配置提供更為詳細(xì)和可靠的決策依據(jù)和建議。甘升偉：太湖流域山匠區(qū)水資源供需分析方法研究1，2國內(nèi)外相關(guān)理論研究及實(shí)踐狀況如前所述，水資源供需分析是在流域或一定區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)不同水平年、不同保證率可供水資源量與國民經(jīng)濟(jì)、

7、社會(huì)和塵念環(huán)境對(duì)水的需求之間的關(guān)系所進(jìn)行的分析研究。區(qū)域水資源供需平衡分析是水利工程建設(shè)規(guī)劃以及區(qū)域水資源配置的基礎(chǔ)，更是水資源規(guī)劃的重要組成部分。水資源規(guī)劃是對(duì)流域或區(qū)域內(nèi)水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護(hù)等方面在更高系統(tǒng)層次上的定量分析和綜合集成。水資源規(guī)劃理論與方法從20世紀(jì)50年代開始就有研究，1955年哈佛大學(xué)制定了水資源大綱，研究現(xiàn)代水資源工程的特點(diǎn)及水資源規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中的方法論。同時(shí)，加利福尼亞大學(xué)也開始研究水資源