第三节 径流调节的需水资料
需水量及其需水过程是灌溉工程、城镇供水工程、跨流域调水工程以及综合利用水库工程水利计算的重要基础资料。水利工程建设就是要协调不同用水部门、不同时段间的供需矛盾。不同用水户的用水方式、数量与过程存在较大差异。需水量的计算与预测,必须根据不同用水户的特点进行。
一、需水分类
在2000—2005年的全国水资源综合规划中,将用水户分为生活、生产和生态环境三大类,生活和生产需水统称为经济社会需水。在《全国水资源综合规划技术细则》中,对用水户的分类及其层次结构作了细致的规定(表2-2)。
新的用水户分类方法,对以前沿用的分类方法,作了重新归并与调整,其中生活需水仅为生活用水中的城镇居民生活用水和农村居民生活用水,相当于以前的“小生活”概念,将牲畜用水计入农业用水中,将城镇公共用水中的建筑业和商饮业、服务业用水,分别计入第二、三产业的生产用水中,城市绿化和河湖补水计入“美化城市景观”用水中。生产需水是指有经济产出的各类生产活动所需的水量,包括第一产业(种植业、林牧渔业)、第二产业(工业、建筑业)及第三产业(商饮业、服务业)用水量,对于河道内其他生产活动如水电、航运等,因其用水一般不消耗水资源的数量,与河道内生态需水一并作为河道内需水。生态环境需水分为维护生态环境功能和生态环境建设两类,并按河道内与河道外用水划分。表2-2中城镇为全口径统计中的城镇部分,包含国家行政设立的市和镇;城市为国家行政设立的建制市(不含建制镇),包括县级市、地级市、计划单列市等。
表2-2 用水户分类及其层次结构表
从用水组成看,生产用水一般占有很大比重,不同生产部门的用水性质不同,生产用水的计算必须分类区别对待,关于国民经济部门的分类有多种口径,表2-3列举了投入产出表的分类口径与统计年鉴分类口径。
各用水部门的需水量计算与预测方法将在第三章中详细阐述。
表2-3 国民经济和生产用水行业分类表
二、综合需水过程计算
目前已很难找到为单一目的而兴建水利工程,特别是水库工程,多用途水库中常见的兴利部门有防洪、发电、灌溉、供水、养殖、旅游、环保、航运等,各兴利部门间的用水特性有差异,且可做到一水多用。因此,在求得不同用水部门需水量的基础上,需要综合得到工程设计需水量。一般情况下,水库(包括其他蓄水工程)的综合需水过程并不能将各开发目标(用水部门)的需水过程简单地相加,计算的一般原则可概括如下。
(1)用水能够相互结合的兴利部门。
式中:为第t时段用水能够相互结合的兴利部门的综合需水量;Ω1为用水能结合的兴利部门集合;Qit为第i兴利部门第t时段的需水量。
(2)用水不能够结合的兴利部门。
式中:为第t时段用水不能够相互结合的兴利部门的综合需水量;Ω2为用水不能够结合的兴利部门集合。
(3)工程综合需水过程。
【例2-1】 某水库有灌溉、供水、航运、发电四个兴利部门,其中供水为水库上游自流引水,航运为水库大坝下游河道航运,灌溉利用发电尾水,已知各部门的需水流量过程见表2-4,求水库的综合需水过程。
表2-4 各部门需水过程表 单位:m3/s
解:据题意:水库发电用水并不消耗水量,下泄的发电水量可为大坝下游的航运、灌溉部门二次使用,所以发电与灌溉、航运需水可相互结合;下游灌溉用水必须引到河道外使用,而航运用水必须留在河道内,所以灌溉和航运用水不能结合,供水是从水库大坝上游直接引走,所以供水与其他部门的用水不能结合。
综上所述,该水库的综合用水过程可按下式确定:
水库的综合需水过程计算结果见表2-5。
表2-5 水库综合需水过程计算结果表 单位:m3/s