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1、报告人：周念清 教授 同济大学 土木工程学院水利工程系 许昌市水资源合理配置与优化管理研究许昌市水资源合理配置与优化管理研究 TONGJI UNIVERSITY 汇报内容 1 2 3 4 研究背景 水资源调查评价 供需水预测 水资源配置 5 水资源管理 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 一、研究背景 水资源是基础性的自然资源、战略性的经济资源和公共 性的社会资源，是实现经济和社会可持续发展的重要物质 基础。
2、水资源的合理配置与优化管理能够实现水资源综合 治理、有效保护和科学分配，实现水资源可持续发展。 十八大提出生态文明建设的重要指示：建设生态文明， 是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计，优化国土空 间开发格局，全面促进资源节约，加大自然生态系统和环 境保护力度，加强生态文明制度建设。 许昌市于2013年被列入全国45个水生态文明建设试点城 市之一，为许昌市带来了新的发展契机。 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG Cit
3、y 许昌市水问题 严重 水资源缺乏 地下水超采严重 水污染程度增大 一、研究背景 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 全国水资源分布及人均水资源量河南省各市水资源总量 全国水资源总量为2.8万亿m，人均水资源量为2100m 河南省水资源总量为408亿m，人均水资源量为414m 许昌市水资源总量为8.78亿m，人均水资源量为208m 一、研究背景 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research o
4、n rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌人均水资源量与我国及世界水 平比较 2002-2011年许昌市总水资源量、 人均水资源量与人口变化趋势 许昌市人均水资源量为208立方米/人，只有全国人均的10%，全省人均的 51% 。随着人口增长，人均水资源量呈现下降趋势。在总水资源量没有大幅提 升的情况下，水资源将对当地经济发展和人口增长产生制约作用。 一、研究背景 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation an
5、d optimal management of water resources in XUCHANG City 2011年许昌市行政分区供水量及水 源组成图 魏都区和禹州市地表水源供水量占本市总供水量的85.9%和55.0%，其他县市 区供水量主要依靠地下水，地下水供水量均在77%以上。襄城县、长葛市、鄢 陵县存在明显的降落漏斗，说明该地区地下水开采强度较大。 2011年许昌市地下水位等值线图 襄城降落漏斗 长葛降落漏斗 鄢陵降落漏斗 一、研究背景 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal managem
6、ent of water resources in XUCHANG City 一、研究背景 许昌市主要河道污染严重，生物多样性降低。 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌市水资源问题已影响到了区域的可持续发展，成为经济发展 和人民生活水平提高的重要制约因素。随着经济的发展、人民生活水 平的进一步提高，水资源的制约作用会体现的越来越明显。因此从长 远角度出发，对许昌市的水资源进行合理配置和优化管理研究，对于
7、 今后水资源的开发利用、水利工程建设以及城市防洪等工作的开展， 具有十分重要的现实意义。 一、研究背景 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌市属于暖温带季风气候区 ，雨量充沛，光照充足，无霜 期长。因大陆性季风气候，多 旱、涝、风、雹等气象灾害。 年平均降水量为727.5mm， 年最多降雨量为1129.0mm， 年最少降水量为412.4mm， 年蒸发量1656.3mm 二、水资源调查评价 气候地理特征 许
8、昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌市19532011年多年月降 水量分配情况见图。每年69 月的平均降水量占平均年降水 量的63.5%。汛期暴雨强度较 大，多年平均净流量96.1毫米 ，西部115.1毫米，中部84毫 米-89毫米，东部81.9毫米。 人工河(颍汝总干渠)等，河川 年径流总量为0.9亿立方米。 二、水资源调查评价 气候地理特征 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research
9、on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 采用控制站水量系列的面积比缩放法。根据控制站天然年径 流量除以控制站集水面积，求得控制站以上的年径流深，并借用 到未控区间上计算其年径流量。则 其中，W1、W2分别为基本计算单元和控制站（一个或几个） 的水量；F1、F2分别为基本计算单元和控制站（一个或几个） 的面积；R为控制站的径流深。 二、水资源调查评价 地表水资源量计算 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation
10、and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌市水文站、雨量站位置 许昌市以大陈闸 和化行闸站位控制 站，以其还原后的 年径流量加控制站 下未控制区的天然 径流量求得，为控 制区天然径流量利 用控制区和未控制 区面积比进行计算 。 二、水资源调查评价 地表水资源量计算 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 主要针对浅层地下水资源量进行计
11、算。 补给量法：主要补给量包括垂向补 给量和侧向补给量。 垂向补给主要是：降水入渗补给量 (Q雨)、田间灌溉入渗补给量(Q灌) 、渠道渗漏量(Q渠)。 侧向补给主要是：由于水力梯度引 起的侧向补给。 垂向补给量的计算依据： 1 根据地下水埋深资料确定各行政分区的地下 水位的平均埋深； 2 参考河南省水资源的降雨入渗系数、灌 溉入渗系数、渠道渗漏系数的经验取值； 3 参考2011年河南省水资源公报和2011 年许昌市水资源公报的降雨量和农田灌溉资 料 侧向补给量的计算依据： 1 根据地下水位监测资料绘制地下水位等值线 图； 2 对各行政分区利用Darcy公式计算侧向补给 量 地下水资源量计算 二
12、、水资源调查评价 二、水资源调查评价 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 地下水资源量计算 数值模拟法： 美国地质调查局(USGS)的地下 水模拟程序MODFLOW，为目 前最被广泛使用之地下水模式之 一，可以应用于饱和地下水流问 题。 根据许昌市地下水监测资料，区 域地下水可用无压非稳定流进行 模拟。有限差分网格结点29403 个，网格19200个，其中有效网 格10114个。 模型剖分图图 二、水资源调查
13、评价 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 地下水资源量计算 数学模型（潜水 非稳定流） 许许昌市地下水模型边边界条件 其中， 为渗透系数；qs为单位体积流 量；Ss为贮水率。 边界条件 1 第3rd边界条件(General Head Boundary) 主要河流 2 第2nd边界条件(Specified Flow Boundary) 西部山区和东部平原出流边界 初始条件： 模拟初始时刻取 2009年1月1日，
14、模 型识别阶段为2009 年1月1日2011年 12月1日，2012年地 下水资料用于模型 参数验证。 2009年1月1日的地下水流场场等值线图值线图 （初始流场场 ） 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 地下水资源量计算 二、水资源调查评价 计算结果分区1分区2分区3分区4分区5分区6 渗透系数 （m/d) 20.3214.288.056.353.120.24 给水度 (无量纲) 0.140.120.110
15、.100.100.08 各分区计计算结结果 许许昌市水文地质质参数分区图图 水文地质参数分区 分区1极强富水区 分区2强富水区 分区3富水区 分区4中等富水区 分区5弱富水区 分区6贫水区 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 地下水资源量计算 二、水资源调查评价 分区1分区2分区3分区4分区5 降雨入渗系数 (无量纲) 0.0210.0340.0780.180.032 降雨入渗系数分区 根据地形、地表植被覆盖
16、、 地下水埋深等情况，划分为 5个降雨入渗分区。 结果表明：分区1、2、3（ 山区）和分区5（城市居住 地）降雨入渗系数较小。 许许昌市降雨入渗系数分区图图 许许昌市降雨入渗系数计计算结结果 降雨入渗系数初始估计值参考：河南省水资源。 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 二、水资源调查评价 地下水资源量计算 许昌市水资源合理调度与优化管理研究 The research on rational allocation and optimal management of water resources in XUCHANG City 许昌市本地水资源总量（万m） 频率全市魏都区禹州市长葛市许昌县鄢陵县襄城县 现状年2011年9102
