水資源規劃與城市生態需水量的研究
姓名：楊柳學號：1008150845 專業班級：水文學及水資源研1017班
摘要：本文通過分析水資源和生態水之間的關係，對城市生態需水量進行了詳細分析，並介紹了各部分需水量的計算方法。進而研究了水資源規劃中如何配置生態用水量。
關鍵詞：水資源；規劃；生態用水量
前言近些年來，我國北方地區持續乾旱，華北、西北、東北等地區嚴重缺水，南方的一些地區也存在著資源性缺水、水質性缺水或工程性缺水等問題。生態環境的惡化和水體的汙染進一步加劇了水資源緊缺狀況，嚴重影響著社會經濟的可持續發展。通過開展這次規劃工作，將對我國水資源的狀況重新作出評價，科學**近期和遠期需水趨勢，在節水和水資源保護的基礎上，對水資源進行優化配置，統籌安排水資源全面節約、有效保護、優化配置、合理開發、高效利用、綜合治理和科學管理的布局和方案。
水資源綜合規劃的突出特點是，強調水資源量的評價、水資源有效保護、水資源優化配置以及水資源的可持續利用。與此相關的幾個重要問題是：(1)水資源量的計算及組成；(2)水資源量中，生態消耗水量、生活、生產消耗水量的計算與相互關係；(3)工業、農業、生活、牲畜以及生態等各種途徑的用水量分配及相互關係問題。
弄清楚這些問題對我們進行水資源規劃十分有益。
1. 水資源的概念
水是人類及一切生物賴以生存的必不可少的重要物質，是工農業生產、經濟發展和環境改善不可替代的極為寶貴的自然資源。水資源一詞雖然出現較早，隨著時代進步其內涵也在不斷豐富和發展。但是水資源的概念卻既簡單又複雜，其複雜的內涵通常表現在：
水型別繁多，具有運動性，各種水體具相互轉化的特性；水的用途廣泛，各種用途對其量和質均有不同的要求；水資源所包含的「量」和「質」在一定條件下可以改變；更為重要的是，水資源的開發利用受經濟技術、社會和環境條件的制約。因此，人們從不同角度的認識和體會，造成對水資源一詞理解的不一致和認識的差異。目前，關於水資源普遍認可的概念可以理解為人類長期生存、生活和生產活動中所需要的既具有數量要求和質量前提的水量，包括使用價值和經濟價值。
一般認為水資源概念具有廣義和狹義之分。
2. 生態用水與水資源間的關係
生態用水量與水資源量的關係並不是簡單的包含和被包含關係，在水資源規劃中，需要分清計算的生態用水量中哪些需要在水資源量中進行配置，哪些不需要進行配置。從圖1中可看出生態用水與水資源之間的簡單關係。
圖1 生態用水與水資源之間的關係示意圖
城市生態環境需水量主要是指城市中生態系統中自然生態系統的需水量，定義為城市生態環境發揮正常功能的自然主體需水量，包括植被、河湖和地下水的蓄水量。最小城市生態環境需水量是指改善或維護城市生態環境質量不至於進一步下降所需要的最低水量，包括公園、湖泊需水、風景觀賞、河道需水、城市綠化和園林建設需水等等，由人工投入和天然補給共同滿足。
3. 生態環境需水量計算方法
3.1 水面蒸發需水量
水面蒸發是水體水分的消耗項，無論是河湖還是河流，都必須將這部分水進行補充，才能保證在入水和出水平衡的情況下，水位保持不變，水量不至於減少或乾涸。
式中：——河湖水面蒸發需水量，單位108m3；
——河湖面積，單位hm2；
——河湖水面蒸發量，單位mm/a。
式中：——第i種包含水面的城市綠化覆蓋率，%；
——第j種公共綠地在全部綠地中的比例，%；
——第k種河湖在公共綠地比例，%。
3.2 迴圈水量
當城市湖泊自身不能淨化輸入的汙染物，人工換水成為一種解決辦法，實質是促進水體流動起來，迴圈水量和次數由相關部門規劃而來，模擬河湖自身換水週期將達到最佳效果，換水實施應同清淤、疏浚結合起來，做到標本兼治。換水的年需水量：
式中：——河湖在換水週期下的需水量，單位108m3；
——河湖面積，單位hm2；
——河湖面積在城市水面中的比例，%；
——城市河湖的平均水深，mm。
3.3 河道輸水損失量
河道輸水損失量，扣除河道輸水期的水面蒸發量及形成或補充兩岸侵潤帶的水景，就是河道滲漏補給地下水的水量。公式為：
式中：——河道輸水損失量，108m3；
——輸水期的水面蒸發量，108m3；
——形成或補充兩岸浸潤帶的水量，108m3；
——河道水量補給地下水的水量，108m3。
3.4 滲漏需水
當河流、湖泊中的水位抬高，水壓加大，在地下水較低的情況下就會產生滲漏損失。河湖、水庫滲漏的經驗公式為：
式中：——河湖年滲漏損失量，m3；
——河湖年平均蓄水水面面積，m2；
——河湖年滲漏損失量，m3；
——河湖年平均蓄水量，m3。
，——經驗取值或係數。
3.5 河道基流
城市河流一般流速較低，有些基本上是死水，為維持水體的流動性，必須保持一定流速；在缺水時，城市河流水位較低，反映在河道斷面上有水侵潤的部分在整個斷面上的比例較低。為抵消幹土地面造成的「熱島效應「而需要的水面面積應佔城市市區面積的1/6。
4. 水資源規劃中如何配置生態用水量
4.1 生態用水量的確定
按照「保證生態系統好壞程度不同所需水量不同」來劃分生態用水型別：
(1)最高生態用水，即對應的植物生長良好、生態系統良性發展；
(2)合理生態用水，即對應的植物生長較好、生態系統完整但處於一般發展狀態；
(3)最低生態用水，即對應的植物生長不好、生態系統完整性較差，但能維持生態系統完整性。另外，還可以按照「生態系統狀況的參考狀態」把生態用水型別劃分為：
1)現狀生態用水，就是以現狀生態系統狀況的用水為依據，也就是要維持現狀生態系統的需水量。這種計算適合於現狀生態環境條件較好，希望未來開發維持目前狀況。
2)天然生態用水，是假定沒有人類活動時的天然狀態下的生態用水。這種計算有利於還原自然界的本來面目，有利於已經破壞了的生態環境的保護。
3)目標生態用水，是指達到生態系統某一目標狀況時的用水。這種計算有利於按照實際需要規定生態系統的控制目標，有利於生態環境科學調控與水資源合理分配。
因此，在確定生態用水量的大小時，首先需要確定生態系統維繫到什麼樣目標？這裡，與計算生態用水有關的指標有兩方面：一方面，需要確定不同覆蓋陸面的面積，是維持現狀還是增加或減少；一方面，需要確定各種覆蓋型別的用水定額，是按照合理生態用水或是按照最低或最高生態用水進行計算。
對於一般流域規劃來說，建議如下：
1)由於水資源規劃是對水資源的合理配置，包括對生態用水的配置，因此建議採用合理生態用水確定生態用水定額；
2)在一般生態環境質量較好的地區，未來水資源開發的基本原則是，維持現狀，可以按照現狀生態用水進行計算；
3)在生態環境已經遭到破壞，需要得到恢復的地區，應該按照擬訂的目標生態用水進行計算；
4)在生態環境質量很好，且目前的開發程度較低的地區，未來的水資源開發可以動用一部分生態用水，也就是說未來的生態用水量小於現狀生態用水量，可以按照這一目標生態用水進行計算。
4.2 從水資源量中分配生態用水量的大小
如前所述，生態用水與水資源之間有著比較複雜的關係。下面給出一般確定通式：
設，某計算範圍內的天然狀態下的生態用水量為w天，現狀條件或規劃水平年時的生態用水量為w實(可能包括天然生態用水和人工生態用水)，水資源量為w總。則
如果w實》w天，在水資源量w總中，需要分配給生態的水量為w實-w天；
如果w實需要進一步指出的是，這裡所說的「天然狀態」與天然河川徑流量計算所指的「天然狀態」為同一狀態。有時，也並非是絕對的天然狀態。
水資源規劃與管理
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