西安建筑科技大学：《水资源利用与保护》教学课件_7 需水量和水资源可利用量

的气找骨 resources 31需水量和水资源可利用量 人类的进步与发展 生活、生产、文明的发展 影响平衡发展 消耗水资源污染水资源 阻碍快速发展 水资源分布不均 减少水资源可利用量 如何解决平衡发展问题、快速发展问题? 这就要求我们不仅要研究社会发展时的需水量, 同时要研究用水结构及水资源的可利用量大小

Use and Protection of Water resources 3.1 需水量和水资源可利用量 如何解决平衡发展问题、快速发展问题？ 这就要求我们不仅要研究社会发展时的需水量， 同时要研究用水结构及水资源的可利用量大小。 人类的进步与发展 生活、生产、文明的发展 消耗水资源 减少水资源可利用量 污染水资源 水资源分布不均 影 响 平 衡 发 展 阻 碍 快 速 发 展

的气找骨 resources 311需水量分类 衣业生产需水量 工业生产需水量 需水量分类 居民生活需水量 生态环境需水量 农业生产需水量:指在一定的灌溉技术条件下,为达到一定的农业生产产量所需 要的用水量 工业生产需水量:指在一定的工业生产水平下,为实现一定的工业生产产品量所 需要的用水量。 居民生活需水量:指为满足居民高质量生活所需要的用水量 生态环境需水量:指为达到某种生态水平,并维持这种生态系统平衡所需要的用 水量 再分类见P49表3.1.1

Use and Protection of Water resources 3.1.1 需水量分类 农业生产需水量：指在一定的灌溉技术条件下，为达到一定的农业生产产量所需 要的用水量。 工业生产需水量：指在一定的工业生产水平下，为实现一定的工业生产产品量所 需要的用水量。 居民生活需水量：指为满足居民高质量生活所需要的用水量。 生态环境需水量：指为达到某种生态水平，并维持这种生态系统平衡所需要的用 水量。 再分类见P49表3.1.1

的气找骨 生态环境需水量,可分为生态需水量、环境需水量。 ◆生态需水量:是指维持生态系统中具有生命的生物物体水平衡所需要的水量。 包括:①维持天然植被所需要水量,如森林、草地、湿地植被、荒漠植被等。 ②水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量,如绿洲、生 态防护林等。 ③保护水生生物所需要的水量,如维持湖泊、河流中的鱼类、浮游植物 等生存的用水。 ◆环境需水量:是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量。 包括:①改善用水水质。对于河流,应保证枯水期的最小水量,保证河流最基 本的环境功能,达到一定的污径比;对于湖泊,加强受污染水体的水量 交换,提高水体自净能力和降低纳污量,以达到湖泊功能和水质标准。 ②协调生态环境。为维持水沙平衡、水盐平衡,维护河口地区生态环境, 需要保持一定的下泄水量或入海水量 ③回补地下水。遏制超引起的地质环境问题,需要一定的回灌水量。 ④美化环境。主要指城市净化、绿化、及公园湖泊等用水。 ⑤休闲旅游用水。主要指游泳、划船、垂钓等休闲旅游用水 ⑥调节气候需水量

Use and Protection of Water resources 生态环境需水量，可分为生态需水量、环境需水量。 ◆生态需水量：是指维持生态系统中具有生命的生物物体水平衡所需要的水量。 包括：①维持天然植被所需要水量，如森林、草地、湿地植被、荒漠植被等。 ②水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量，如绿洲、生 态防护林等。 ③保护水生生物所需要的水量，如维持湖泊、河流中的鱼类、浮游植物 等生存的用水。 ◆环境需水量：是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量。 包括：①改善用水水质。对于河流，应保证枯水期的最小水量，保证河流最基 本的环境功能，达到一定的污径比；对于湖泊，加强受污染水体的水量 交换，提高水体自净能力和降低纳污量，以达到湖泊功能和水质标准。 ②协调生态环境。为维持水沙平衡、水盐平衡，维护河口地区生态环境， 需要保持一定的下泄水量或入海水量。 ③回补地下水。遏制超引起的地质环境问题，需要一定的回灌水量。 ④美化环境。主要指城市净化、绿化、及公园湖泊等用水。 ⑤休闲旅游用水。主要指游泳、划船、垂钓等休闲旅游用水。 ⑥调节气候需水量

的气找骨 resources ①水文学方法 扰动前 扰动后 生态系统 生态系统 健康 水量减少 良好 不健康 协调 生物系统破坏 恢复 增加水量 特点:★认为扰动前水量状况、持续时间、淹没频率等满足健康生态系统条件; ★关注最小流量的保持,低成本、不考虑生物的细节信息; ★但是缺乏对目前生态价值的关注,现有的生态系统已经进化,适应新的 生态系统,要求与从前并不完全一致 ★所以恢复之后,并不是最好结果

Use and Protection of Water resources ①水文学方法 扰动前 生态系统 健康 良好 协调 扰动后 生态系统 不健康 生物系统破坏 水量减少 恢复 增加水量 特点：★认为扰动前水量状况、持续时间、淹没频率等满足健康生态系统条件； ★关注最小流量的保持，低成本、不考虑生物的细节信息； ★但是缺乏对目前生态价值的关注，现有的生态系统已经进化，适应新的 生态系统，要求与从前并不完全一致； ★所以恢复之后，并不是最好结果

resources ②生态学方法 现状 改善后 生态系统 生态系统 水量变化 不健康 健康 被破坏 良好 协调 特点:★针对目前系统的生态价值和存在问题,基于生态管理的目标,计算理 ★想的目标生物系统对水量的需求和分配; ★同时对历史水量数据检验 ★不利方面是缺乏物种需求信息 ★现有的数据不易准确计算未来需水量

Use and Protection of Water resources ②生态学方法 现状 生态系统 不健康 被破坏 改善后 生态系统 健康 良好 协调 水量变化 特点：★针对目前系统的生态价值和存在问题，基于生态管理的目标，计算理 ★想的目标生物系统对水量的需求和分配； ★同时对历史水量数据检验； ★不利方面是缺乏物种需求信息。 ★现有的数据不易准确计算未来需水量

的气找骨 resources 常用方法: 1)河道生态环境需水计算 2)湖泊生态环境需水计算 3)湿地生态环境需水计算 4)城市生态环境需水量计算 5)旱地植被生态环境需水量计算

Use and Protection of Water resources 常用方法： 1）河道生态环境需水计算 2）湖泊生态环境需水计算 3）湿地生态环境需水计算 4）城市生态环境需水量计算 5）旱地植被生态环境需水量计算

的气找骨 resources 1)河道生态环境需水计算 任意河段:Q2=2土Q2+Q2+②+Q,-Q-g。±△W Q总水量; Qs:上游进入、来水 Qg河道水量与地下水的相互转化,地下水渗入为正,反之为负 Qk:降水量 Q:支流汇入水量; Q灬:污水排入水量 Qe:水面蒸发损失水量; Q两岸取水量 △M河段某一时段始末河道中储水量差值 总水量≡基流量+环境流量+富裕水量

Use and Protection of Water resources 1）河道生态环境需水计算 任意河段： Qti：总水量； Qs：上游进入、来水； Qg：河道水量与地下水的相互转化，地下水渗入为正，反之为负； QR：降水量； Qb：支流汇入水量； Qw：污水排入水量； Qe：水面蒸发损失水量； Qd：两岸取水量； △W：河段某一时段始末河道中储水量差值。 总水量 = 基流量 + 环境流量 + 富裕水量

的气找骨 and Protection of Water 基流量:上游来的地下水+河段本身的地卡(省流量才成为河流) g)=土gg+9g+9(og 环境流量: Cn=息x±g Qv:河道环境需水量 Qm河道基流外,为满足河道环境功能要求所必须具有的水量。 ①河道基本环境需水量计算方法 a) Tennant法 认为常年平均流量就是基本环境需水量——水文学方法。 b)月(年)保证率设定法 计算以往月(年)平均流量,按不同保证率(比如50%、75%、95%)的 流量作为环境需水量。 同时用纳污能力校核。根据河流水质标准类、类、Ⅳ类)计算各月及 全年最大允许污染物排放量。计算方法如公式: c)最小月(年)计算方法 针对水资源严重短缺的地区,必须考虑河道生态环境需水与当地经济用水 相互矛盾,可以参考最枯月平均流量法,计算最小月(年)河道生态环境需水的 最低值、即阈值

Use and Protection of Water resources 基流量：上游来的地下水+河段本身的地下水（有流量才成为河流） 环境流量： Qvi：河道环境需水量； Qmi：河道基流外，为满足河道环境功能要求所必须具有的水量。 ①河道基本环境需水量计算方法 a) Tennant法 认为常年平均流量就是基本环境需水量——水文学方法。 b) 月（年）保证率设定法 计算以往月（年）平均流量，按不同保证率（比如50%、75%、95%）的 流量作为环境需水量。 同时用纳污能力校核。根据河流水质标准（II类、III类、IV类）计算各月及 全年最大允许污染物排放量。计算方法如公式： c) 最小月（年）计算方法 针对水资源严重短缺的地区，必须考虑河道生态环境需水与当地经济用水 相互矛盾，可以参考最枯月平均流量法，计算最小月（年）河道生态环境需水的 最低值、即阈值

的气找骨 resources ②河道输沙需水量计算方法 为了维持冲刷与侵蚀的动态平衡,河道中必须保持一定的水量将这部分水量 称为输沙平衡需水量,简称输沙需水量。 输沙需水量计算方法主要采用经验法。 首先根据实测流量和沙量计算含沙量: 其次査询输送单位泥沙所需水量的经验统计表,这种统计表是经过长期观测 总结出的多年平均输沙用水状况,分为不同月份(汛期、非汛期、枯水期)、不 同含沙量级所对应的输送单位泥沙所需水量;最后,根据沙量和输送单位泥沙所 需水量,计算不同月份(年份)、不同含沙量级的需水量。 ③河道入海水量计算方法 入海水量主要是为满足河口、近海地区生态环境需要,维持生态平衡所需要 的水量。 般采用保证率法,根据入海水量系列统计资料,分别计算不同年代、不同 保证率下的入海水量,比较不同年代、时期的河口生态环境及冲淤平衡状况,选 择在不同环境保护目标下的入海水量

Use and Protection of Water resources ②河道输沙需水量计算方法 为了维持冲刷与侵蚀的动态平衡，河道中必须保持一定的水量将这部分水量 称为输沙平衡需水量，简称输沙需水量。 输沙需水量计算方法主要采用经验法。 首先根据实测流量和沙量计算含沙量； 其次查询输送单位泥沙所需水量的经验统计表，这种统计表是经过长期观测 总结出的多年平均输沙用水状况，分为不同月份（汛期、非汛期、枯水期）、不 同含沙量级所对应的输送单位泥沙所需水量；最后，根据沙量和输送单位泥沙所 需水量，计算不同月份（年份）、不同含沙量级的需水量。 ③河道入海水量计算方法 入海水量主要是为满足河口、近海地区生态环境需要，维持生态平衡所需要 的水量。 一般采用保证率法，根据入海水量系列统计资料，分别计算不同年代、不同 保证率下的入海水量，比较不同年代、时期的河口生态环境及冲淤平衡状况，选 择在不同环境保护目标下的入海水量

的气找骨 resources 2)湖泊生态环境需水计算 ①水量平衡( water quantity balance)法 保持湖体水量平衡: (R+P+G)-(D+E+G) ②更替周期( water turnover)法 用湖泊多年平均蓄水量除以更替周期即为湖泊生态环境需水量,如式: 湖泊生态环境需水量=W/厂 ③最小水位( minimum water level)法 根据水生物学原理、经验,保持湖体中原有生物正常生存,确定水深 如式: 湖泊最小生态环境需水量=/加加i×S ④功能( function)法 功能法注重湖泊的生态系统功能,是指根据生态学基本理论和湖泊生态系统 的特点,从维持和保证湖泊生态系统正常环境功能的角度,对湖泊最小生态环境 需水量进行估计的方法。 确定湖泊功能——分步计算(p55)

Use and Protection of Water resources 2）湖泊生态环境需水计算 ①水量平衡（water quantity balance）法 保持湖体水量平衡： ②更替周期（water turnover）法 用湖泊多年平均蓄水量除以更替周期即为湖泊生态环境需水量，如式： 湖泊生态环境需水量 = W / T ③最小水位（minimum water level）法 根据水生物学原理、经验，保持湖体中原有生物正常生存，确定水深。 如式： 湖泊最小生态环境需水量 = Hmin× S ④功能（function）法 功能法注重湖泊的生态系统功能，是指根据生态学基本理论和湖泊生态系统 的特点，从维持和保证湖泊生态系统正常环境功能的角度，对湖泊最小生态环境 需水量进行估计的方法。 确定湖泊功能——分步计算（p55）