水资源可利用量设计书

'水资源可利用量设计书1.xx市水资源概况xx市水资源由地表水、地下水、客水等组成。根据xx市水资源公报，xx市当地水资源总量多年平均20.65亿m,其中地表水资源量7.88亿m，地下水资源量12.77亿m。全市人均水资源量225m，仅为全国人均水资源量的l/10，是我国重要的资源性缺水城市之一，大大低于国际公认的人均1000m最低警戒标准。xx市的水资源可利用量是根据水资源的分布、埋深、储量和地质条件以及工程的拦蓄提引供水能力等多种因素确定的，全市多年平均水资源可利用量为12.05亿m，其中地表水可利用量为2.60亿m，地下水可利用量为9.45亿m。2.1地表水资源概况xx市河流水量以降水补给为主，xx市境内由降水及黄河侧渗产生的地表径流，多年平均水资源量为7.88亿m，多年平均径流深为%.4~，平水年、枯水年和特枯年的径流量分别为6薄8亿认3、4.9亿m，和1.73亿m。20世纪50年代末开始，在小清河众多支流上兴建了垛庄、杏林、大站、杜张、狼猫山等5座中型水库及53座小型水库，最大拦蓄能力1.1亿m。境内小清河流域多年平均降水产生的地表径流量为2.97亿m，支流上水库塘坝拦蓄利用量年仅0.66亿m，占流域地表径流量的22.2%，77.8%的水量在汇集过程中补给了地下水，蒸发、提用和排泄到境外。主要支流绣江河多年平均径流量1.12亿m，拦蓄0.33亿m，，拦蓄利用率29.5%;漂河年径流量0.41亿m，拦蓄0.19亿m，利用率46.3%;巨野河年径流量0.26亿m，拦蓄0.14亿m，利用率53.8%。济南市河川径流的年季变化主要取决于降水的年季变化。径流的年季变化幅度比降水的年季变化更为剧烈。全年径流量有75%一85%集中在6一9月的雨季汛期，最大径流量出现在8月;枯水期的8个月径流量只占全年的15%一25%，最小月径流量一般出现在5月。16 2.2地下水资源概况济南素以“泉城”闻名于世，拥有约突泉、黑虎泉、珍珠泉和五龙潭四大泉群和百脉泉、浆水泉等72名泉。地下水水质优良，储量丰富。据资料分析测算(包括黄河侧渗补给)，济南多年平均地下水资源量为12.77亿m。平水年、枯水年和特枯年的地下水资源量分别为0.70亿m、9.41亿m和6.90亿m。地下水动态变化取决于自然和人为因素两个方面。从观测资料来看，对济南泉水动态起主导作用的因素是大气降水和人工开采两个方面。近年来随着工业的迅速发展，地下水开采量逐渐加大，泉群停喷的现象时有发生。春季雨水少，工农业用水多，地下水位急剧下降，一般4一6月地下水埋深最大;汛期降水多，地下水得到补给，水位开始回升，一般10月中旬达到年内最高水位。2.3客水资源概况1.黄河水资源济南市最大的客水是黄河水，黄河济南段起于平阴县东阿镇后姜沟，下游至济阳县仁风镇老桑家渡，长183km。根据黄河洛口水文站(1980一2004年)实测资料分析，黄河来水量年季变化大，多年平均径流量为227.5亿m。黄河入境水量的大小与中上游径流量、引用水量、工程蓄水调节等多种因素有关。根据国家、省分配黄河水方案，年分配给济南市黄河水6.1亿m，1980一2001年统计济南多年平均引黄量在5.0亿m，左右。2.长江水资源南水北调工程是我国跨流域调水工程，东线工程主要解决江苏、山东用水。目前济平干渠工程已全线贯通，穿城输水箱涵工程已接近尾声，东湖水库已开工建设，届时可向济南市区提供长江水。预计2015年[38]后可为济南市提供4050万m/a的长江水。16 2．需水预测2.1.生活需水量预测2010年济南中心城区供水人口数为155.7万。由于城区人口增长受城市发展规划影响，人口流动变化很大，因此并不完全符合人口自然增长规律。经分析2001至2010年市区人口增长率均在1%一2%之间，取其平均值1.5%作为中心城区人口年均增长率，预测2015年和2020年人口。2015年人口：155.7×（1+1.5%）=167.733（万人）2020年人口：155.7×（1+1.5%）=180.696（万人）城市生活用水分居民生活用水、公共事业用水两部分。根据调查，2005年城镇生活用水定额大约为160L人·d，其中居民生活用水为110L/人·d、公共用水为50L/人·d。随着城市化进程加快，城市居民数量的增加及生活水平的提高，居民生活用水量将继续增加，同样城市公共事业用水定额也将持续增长，经综合分析研究选用2015年、2020年城区生活用水定额分别为180/人·d、200L/人·d，其中居民生活用水定额分别为、120L/人·d和130L/人·d，公共用水定额分别为60L/人·d和70L/人·d。预测生活用水量2015年城市居民生活用水：167.733×10×120×365=734.67亿L/a=7346.7万m2015年城市公共用水：167.733×10×60×365=367.34亿L/a=3673.4万m2015年城市生活用水量：734.67+367.34=1102.01亿L/a=11020.1万m2020年城市居民生活用水：180.696×10×130×365=857.40亿L/a=8574.0万m2020年城市公共用水：180.696×10×70×365=461.68亿L/a=4616.8万m2020城市生活用水量：857.40+461.68=1319.08亿L/a=13190.8万m用水量（m3）年份城市居民生活用水城市公共用水城市生活用水量2015年7346.73673.411020.116 2020年8574.04616.813190.82.2.工业需水量预测济南市工业主要集中在东部城区，因此预测中心城区工业需水量是采用城区工业需水量与东部城区工业需水量的差值。(l)城区工业需水量预测由于研究的城区范围与行政区域不一致，较难统计其工业产值数据，因此采用近几年城区工业用水量以及相应年份万元生产总值取水量这两个指标计算城区近几年工业产值。根据济南城区近几年工业产值采用增长率法预测不同水平年的工业产值，然后采用定额法进行工业需水量预测。济南市区工业产值年增长率则较为稳定，济南市区2005～2009年年工业产值增长率为10.1%，2010年工业产值增长率为12.7%。在城区加速发展工业生产并非规划重点，因此在对工业产值预测时采用年平均增长率为10%是比较合理的。考虑到随着工业结构调整、生产科技逐步提高，工业产值增长幅度应该是逐渐减小的，因此2015年~2020年工业产值年均增长率定为8%。基准年工业产值数据采用2010年的产值1150亿元。预测不同规划年的工业产值2015年工业产值：1150×（1+10%）=1852.087亿元2020年工业产值：1852.087×（1+8%）=2721.323亿元2010年城区工业万元生产总值取水量为16m，，工业用水重复利用率为65%。随着工业结构的调整，工艺流程的改善，工业用水重复利用率的逐步提高，万元产值取水量逐步降低，预测2015年、2020年济南城区工业用水重复利用率分别达到70%和75%。工艺不变时工业用水重复利用率与万元生产总值取水量间的关系式如下:其中W2：预测水平年万元产值取水量(m3/万元)；W1：现状年万元产值取水量(m3/万元)；R1：现状年工业用水重复利用率（%）；R2：预测水平年工业用水重复利用率（%）。预测，2015年，2020年万元生产总值取水量。根据预测结果采用定额法预测工业需水量。2015年万元生产总值取水量：W2==×16=13.714m2020年万元生产总值取水量：W2==×16=11.43m2015年工业需水量：1852.087×13.71×10=25399.514万m2020年工业需水量:2721.323×11.43×10=31104.73万m16 年份城区工业需水总量（万m3）2015年25399.5142020年31104.73(2)东部城区工业需水量预测东部城区分布有济南钢铁总厂、黄台电厂等大型工业企业和其他一些中小型企业。济南钢铁总厂2010年钢产量达1527.3万吨，工业产量预测时以2010年为基准年进行计算。根据济钢生产规划，2010一2020年年钢产量增加率为6%，2010年和2020年的吨钢耗水量分别为3.0m3和2.6m3。济钢不同水平年需水量预测结（2015年采用2010年和2020年的平均值）2015年钢产量：1527.3×（1+6%）=2043.872万吨2020年钢产量：1527.3×（1+6%）=2735.162万吨2015年济钢需水量预测：2043.872×10×2.8=5722.841万m2020年济钢需水量预测：2735.162×10×2.6=7111.421万m年份济钢需水量（m3）2015年5722.8412020年7111.421自2000年以来，黄台电厂除2008年由于奥运环保、机组检修和经济危机等原因产量缩减，用水量偏少，为2290.95万m3以外，其余年份每年所用新水量基本稳定在1900一2200万m3之间，年发电量基本在60亿千瓦时左右。黄台电厂近期在老厂址处无发电机组扩容规划，且黄台电厂计划新建设2又300MW国产燃煤热电联产机组，替代电厂现有的老小供热机组，同步配套建设烟气脱硫装置，该工程建成后将减少黄台电厂所需新水量。因此将黄台电厂在2010一2020年年需水量确定为3300万m3。年份黄台电厂需水量（万m3）2015年33002020年3300东部城区其他企业年用水量相对较小，2010年地总用水量约为4000万m3，2010一2020年年工业用水增长率为0.64%，采用增长率法预测东部城区其他企业2015年和2020年需用水总量。2015年东部城区其他企业需水总量：4000×（1+0.64%）=4129.649万m32020年东部城区其他企业需水总量：4000×（1+0.64%）=4263.5万m316 年份东部城区其他企业需水总量万m32015年4129.6492020年4263.5汇总：年份城区工业需水总量东部城区工业需水量中心城区工业需水量济钢黄台其他企业2015年25399.5145722.84133004129.64912247.0242020年31104.737111.42133004263.516429.8092.3.环境需水量预测城市生态环境需水量是指为改善城市生态环境质量或维持生态环境质量不进一步恶化时所需要的水量。分为河道内和河道外两类生态环境用水。河道内生态环境用水一般分为维持河道基本功能(基流、稀释净化等)和河口生态环境的水(冲淤、河口生物等)（计算径流量供水的是时候已经考虑河道内生态用水），河道外生态环境用水分为城区生态环境美化(绿化用水、环境卫生用水等)和其他生态环境建设用水等(地下水回补、防护林草、水土保持等)。本次设计计算所指生态用水仅指河道外用水中的生态环境美化用水，包括绿化用水以及环境卫生用水等。下面分别计算生态环境美化用水中的绿化用水以及环境卫生用水。(1)绿地需水量预测本文绿化需水量采用灌溉定额法进行预测。根据中华人民共和国《室外给水设计规范》(GB50013一2006)规定，浇洒绿地用水可按浇洒面积以1.0一3.0L/m·d计算。本文取中间值2.0L/m·d。济南城区现状公共绿地面积1557万m，人均公共绿地面积为10m。随着人民生活质量要求逐步提高，城市生态环境日益完善和谐，城市绿地覆盖率进一步提高，人均公共绿地面积逐步增大。到2020年，人均公共绿地不小于12m，根据现状年与规划年2020年的人均公共绿地面积，根据前面城区人口数量的预测结果及人均公共绿地面积进行需水量预测。（绿化用水一般按照200天计算）16 2015年绿地需水量：11×167.733×2×200=738025.2万L/a=738.0252万m2020年绿地需水量:12×180.696×2×200=867340.8万L/a==867.3408万m年份绿地需水量（m3）2015年738.02522020年867.3408(2)浇洒道路(环境卫生)需水量预测济南城区现状道路面积2520万m2，人均道路面积为12m2。到2020年，城区公共交通出行比例达到45%，道路用地率达到16%，人均道路面积达到15.2m，道路网密度达到6km/km2以上。根据中华人民共和国《室外给水设计规范》(GB50013一2006)规定，浇洒道路用水可按浇洒面积以0.5一1.5L/m2·d计算。本文取中间值1.0L/m2·d。根据现状年与规划年2020年的人均道路面积，确定2015年和2020年人均道路面积分别为12.5m2和14m。根据前面济南城区人口的预测结果与城市道路规划，预测浇洒道路需水量（按照330天计算）2015年浇洒道路需水量：12.5×167.733×1×330=691898.6万L/a=691.8986万m2020年浇洒道路需水量：14×180.696×1×330=834815.5万L/a=834.8155万m年份浇洒道路需水量（万m3）2015年691.89862020年834.8155环境需水总表：年份绿地需水量（万m3）浇洒道路需水量（万m3）环境需水总量（万m3）2015年738.0252691.89861429.9242020年867.3408834.81551702.1562.4．总需水量预测将预测的城市生活需水量、工业需水量和生态环境需水量相加得到总需水量。(万m)16 需水预测项目2015年需水量预测2020年需水量预测中心城市生活需水量11020.113190.8中心城区工业需水量12247.02416429.809生态环境需水量1429.9241702.156总需水量24697.04831322.7653.供水水源可供水量分析计算3.1地下水可供水量分析计算济南地区地下水有孔隙水和岩溶水，用于城市生活供水主要考虑水质较好的岩溶水。济南地区岩溶地下水根据其水理性质和地下水补径排条件，可划分为5个水文地质单元:平阴水文地质单元、长(清)一孝(里)泉域水文地质单元、济南泉域水文地质单元、白泉泉域水文地质单元和明水泉域水文地质单元。综合分析认为，5个水文地质单元中与济南城市供水密切相关的有三个，即济南泉域水文地质单元。表2-1多年平均、25%和95%降水频率年补给量单位：万m/a泉域多年平均25%95%济南泉域17928.5120732.6911283.7016 济南泉域地下水除了需供给城市生活用水、部分农业灌溉用水之外，首先需要维持泉城四大泉群的持续喷涌。为保证泉城四大泉群的持续喷涌，初步拟定三个喷涌量方案，即日喷涌量分别为10万m、15万m和20万m，相当于年喷涌量分别为3650万m，、5475万m和7300万m。依据参考文献[139]，目前农业灌溉年均开采地下水量为2770.752万m3。保证率50%75%95%方案为：保泉水量10万m3/d的供水量（万m3）9106.676544.33741.65方案为：保泉水量15万m3/d的供水量（万m3）7281.674719.31916.65方案为：保泉水量20万m3/d的供水量（万m3）5456.672894.391.65地下水可供水量：3.2地表水总可供水量分析计算济南市区共有大型水库1座，中型水库2座，小型水库38座，塘坝238座，总库容2.03亿m，兴利库容1.0155亿m。济南市区利用地表水主要通过卧虎山、锦绣川水库和狼猫山水库拦蓄南部山区径流，向城区供水。1.水库概况16 (1)卧虎山水库概况卧虎山水库高居济南城区之上，距离市区25km，所处位置十分重要，是山省重点防汛工程之一。卧虎山水库流域水库控制流域面积557km，总库容1.164m。水库兴利水位129.16m，汛限水位为126.16m，死水位为112.86m，水库利库容为5302.44万m。目前水库的主要任务是市区生活用水、市区保泉和南山区的灌溉用水。(2)锦绣川水库概况锦绣川水库位于济南市历城区锦绣川乡境内，属玉符河水系。大坝坝顶高程254.4m，兴利水位251.0m，兴利库容3700万m，总库容4100万m，该水库是济南市经十路以南的居民和企事业单位以及渠道两岸群众的主要水源地。(2)济南市城区地表水可供水量4.3黄河水可供水量分析计算（不同保证率下的供水量）黄河是我国第二大河，发源于青海省约古宗列盆地。自河南省兰考县进入山东境内，流经菏泽、济南等9市的25个县(市、区)，从垦利县注入渤海。黄河在山东省境内河道长度617km，区间面积1.83万km。黄河现行河道，自平阴县东阿镇后姜村进入济南。河道沿市境透拖东北，流经平阴县、长清区、槐荫区、天桥区、历城区、济阳县及章丘市，于章丘市黄河镇的常家庄出境。境内总长183.35km。黄河是济南市工农业生产和城市生活的重要客水水源。1.鹊山水库概况鹊山调蓄水库为大型引黄平原水库，位于黄河北展区最末端，东临鹊山一八里庄黄河大堤、北靠北展大堤、西至北展区大吴泄洪闸、南与津浦铁路相毗邻。水库大坝呈近三角形，库区占地面积6.168km，坝轴线总长11.637km、坝高1Om。根据参考文献[4l16 ]，鹊山水库引黄取水口位于大王庙引黄闸。该闸位于济南市北郊黄河北岸，属天桥区管辖范围，在黄河洛口水文站上游约2.skm处，建于1995年，设计引水流量为15m/s，设计引水位26.66m。鹊山水库设计供水能力44万m/d。考虑输水损失，出库水量为一44.4万m/d，折合出库流量5.14m/S，供水保证率为97%。2.玉清湖水库概况（备用水源）玉清湖水库位于槐荫区与长清区交界处，工程包括北店子提水泵站、沉沙池、入库泵站、调蓄水库、出库泵站、输水管线等。水库占地面积skinZ，围坝长9.6km，平均蓄水深度gm，最大库容4550万m3，死库容1220万m3，蓄水最高水位38.35m，最低运行水位31.lm，设计供水能力44万m，目前实际日均供水量为30万m左右，设计供水保证率97%。2008年全年供水量10306万m，最大供水量37.46万m。黄河水库供水量单位：万m水库50%75%95%鹊山水库26406.920690.417191.1玉清湖水库24721.119369.716093.84.4长江水可供水量分析计算东湖水库位于济南市东北部，距市区约3Okm。东湖水库为南水北调东线输水干线调蓄水库，主要保证西段沿线济南、滨州、淄博等市用水需要。根据胶东输水干线水量分配过程，东湖水库除了调蓄济南市区和章丘市用水外，还担负着向下游滨州、淄博市供水的任务。东湖水库年供水量8097万m，其中向干线滨州、淄博市年供水年供水2347万m、向济南市年供水5750万m(其中:济南市区4050万m，章丘市1700万m)。根据用水户需求，济南市区和章丘市供水为常年供水，供水流量分别为1.29m/S、0.45m/S;向滨州、淄博市供水为利用汛期6月份干线非输水时间，最大供水流量为22.0m/s。统计规划年不同保证率供水量。保证率水源50%75%95%可供水量(万m)地下水可供量保泉水量10万m/d9106.676544.33741.6516 保泉水量15万m/d7281.674719.31916.65保泉水量20万m/d5456.672894.391.65地表水可供量当地地表水水库卧虎山水库5076.3473608.6262157.086锦绣川水库2567.931825.4661091.187客水水库鹊山水库26406.920690.417191.1玉清湖水库24721.119369.716093.8东湖水库405040504050合计保泉水量10万m371928.94756088.49244324.823保泉水量15万m370103.94754263.49242499.823保泉水量20万m368278.94752438.49240674.8235.供需平衡水资源供需平衡分析计算是进行水资源配置的基础和前提，本次结合济南城实际，考虑不同水源供给情况，本着优水优用、近水近用的原则，对中心城居民生活用水、中心城区总用水分别进行供需平衡分析计算。5.1居民生活用水供需平衡分析1.仅地下水供给时供需平衡计算(情景一)本着优水优用的原则，水质优良的地下水应优先供给城市居民的生活用水。中心城区城市居民生活用水优先由济南泉域地下水供给。下面分别对中心城区居民生活用水进行供需平衡分析。（万m）保证率项目50%75%95%保泉水量10万m/d的地下水供水总量9106.676544.33741.65中心城区居民生活用水量2015年7346.77346.77346.72020年8574.08574.08574.0供需平衡情况余（+）、缺（－）2015年+1759.97-802.4-3605.052020年+532.67-2029.7-4832.3516 2.地下水和当地地表水联合供给时供需平衡计算(情景二)在近期，若在较枯年份地下水可供水量不能满足居民生活用水的需求，建议用当地地表水和地下水联合供给居民生活用水。水库的地表水供给中心城区生活用水(狼猫山水库地表水供给东部城区生活用水)，由此进行中心城区居民生活用水供需分析保证率项目50%75%95%地下水与当地地表水联合可供水量16750.94711978.3926989.923中心城区居民生活用水量2015年7346.77346.77346.72020年8574.08574.08574.0供需平衡情况余（+）、缺（－）2015年+9404.247+4631.692-356.7772020年+8176.947+3404.392-1584.083.考虑泉水先观后用的供需平衡计算(情景三)在远期，一建议泉水实现先观后用，即把为实现泉群喷涌景观预留的地下水在发挥景观用途后重新收集使用，作为中心城区生活用水的水源之一。在计算地下水可供水量时预留的保泉水量为10万m3/d(3650万m3/年)。考虑当地地表水和地下水联合供给、泉水先观后用的中心城区生活用水供需分析结果。保证率项目50%75%95%地下水、当地地表水、泉水先观后用总用水量20400.9515628.3910639.92中心城区生活用水用水量2015年11020.111020.111020.12020年13190.813190.813190.89380.854608.29-380.1816 供需平衡情况余（+）、缺（－）2015年2020年7210.152437.59-2550.884.地下水优化开采的供需平衡计算(情景四)考虑济南泉域地下水开采布局的优化，把济南泉域可供水量分为中心城区可供水量和东部城区可供水量两部分，分别供给中心城区和东部城区生活用水。则中心城区区域生活用水供需平衡分析结果。5.地下水优化开采且泉水先观后用的的供需平衡计算(情景五)中心城区考虑济南泉域开采布局优化、当地地表水(卧虎山和锦绣川水库)和泉水先观后用联合供给生活用水的供需平衡分析计算分析。5.2区域总用水供需平衡分析所有的水源供水量和实际需水量供需平衡分析（不考虑中水和考虑中水情况分析），其中污水的回用，绿化用水全部采用中水，2015年工业回用中水占工业总用水量的20%、2020年工业回用中水占总用水量的30%.不考虑中水：（只选取了保泉水量10万m/d的总供水量来计算供需平衡）(万m3)保证率项目50%75%95%不同保泉水量下的总供水量保泉水量10万m/d71928.94756088.49244324.82316 总需水量2015年总需水量24697.04824697.04824697.0482020年总需水量31322.76531322.76531322.765供需平衡情况余（+）缺（－）2015年47231.89931391.44419627.7752020年40606.18224765.72713002.058考虑中水：（只选取了保泉水量10万m/d的总供水量来计算供需平衡）保证率项目50%75%95%不同保泉水量下的总供水量保泉水量10万m/d71928.94756088.49244324.823总需水量2015年总需水量24697.04824697.04824697.0482020年总需水量31322.76531322.76531322.765中水2015年中水3879.32883879.32883879.32882020年中水6631.09876631.09876631.0987供需平衡情况余（+）缺（－）2015年供需平衡51111.227835270.7723507.12020年供需平衡47237.280731396.8319633.1616 16'