[科普中国]-可利用水资源

简介

可利用水资源是指在技术上可行、经济上合理的情况下，通过工程措施能进行调节利用且有一定保证率的那部分水资源量。它比天然水资源数量要少。其地表水资源部分仅包括蓄水工程控制的水量和引水工程引用的水量；地下水资源中仅是技术上可行，而又不造成地下水位持续下降的可开采水量。二者之和，即为可利用的水资源量。估算远景可利用水资源则必须与流域规划的工程措施结合起来考虑。随不同生产部门不同的供水要求和保证率的提高，可利用水资源量将迅速减少。可用水资源量排除了人类无法控制或不应利用的那部分水量（如洪水和保护河流环境所必需的入海水量等）而更符合实际，从而对水资源开发利用的实践价值更大，应重点加以研究。2

水源类型降水降水是指空气中的水汽冷凝并降落到地表的现象，它包括两部分，一是大气中水汽直接在地面或地物表面及低空的凝结物，如霜、露、雾和雾淞，又称为水平降水;另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水。

地表水地表水(surface water)，是指陆地表面上动态水和静态水的总称，亦称"陆地水"，包括各种液态的和固态的水体，主要有河流、湖泊、沼泽、冰川、冰盖等。它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。易受污染，处理后可达标，水量充足，常用。

地下水地下水(ground water)，是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。

地下水可分为浅层地下水和深层地下水，浅层地下水优于地表水，可受地面的污染；深层地下水又包括潜水泉、自流泉。

水资源可利用量国内外在水资源可利用量的计算方法上存在较大差异。国内通常采用的方法是扣损法，即以地表水资源总量为基础，扣除不可利用的地表水资源量，如河道内生态、生产需水量，跨流域调水量和汛期难以控制利用的水量等。国内与国外在水资源可利用量是否包括回归水方面有较大的差别，国内不考虑回归水的利用，国外则往往考虑了回归水的利用，对可利用量和可供水量的区别不明显，只在具体计算方法中体现其含义，在无法控制的洪水方面也没有具体的说明；国外在水权方面考虑比较全面，尤其是美国，各种用水类型都用水权进行管理，并按水权批准的先后确定水权的优先秩序，进行水资源可利用量的评价与配置。国外代表性的地表水资源可利用量计算方法有基于优先水权制度的美国德克萨斯洲WAM模型和墨西哥综合考虑水量和水质的水资源可利用量指数法等。

扣损法扣损法是计算地表水资源可利用量较为传统的方法,即以流域总的地表水资源量扣除河道内生态需水量、生产需水量、跨流域调水量以及汛期不可利用的洪水量等，得到整个流域的地表水资源可利用量，是一个倒扣计算过程。

(1) 河道内总需水量。包括河道内生态环境需水和河道内生产需水量。其中河道内生态环境需水量主要有:维持河道基本功能的需水量、通河湖泊湿地需水量和河口生态环境需水量。河道内生产需水量主要包括航运、水力发电、旅游、水产养殖等部门的用水。河道内生产用水一般不消耗水量，可以“一水多用”,但要通过在河道中预留一定的水量给予保证。河道内总需水量是在上述各项河道内生态环境需水量及河道内生产需水量计算的基础上,逐月取外包值并将每月的外包值相加，由此得出多年平均情况下的河道内总需水量。

(2) 汛期难于控制利用的洪水量。汛期难于控制利用的洪水量是指在可预期内，不能被工程措施控制利用的汛期洪水量，对于支流而言是指支流汇入干流的水量，对于入海河流是指最终泄弃入海的水量。由于洪水量年际变化大，在总弃水量长系列中，往往一次或数次大洪水弃水量占很大比重，而一般年份、枯水年份弃水较少,甚至没有弃水。因此不宜简单采用典型年法计算,而应以未来工程最大调蓄与供水能力为控制条件，采用天然径流量长系列资料，逐年计算汛期难于控制利用下泄的水量，在此基础上统计计算多年平均情况下汛期难于控制利用下泄洪水量。

(3) 地表水资源可利用量。多年平均地表水资源量减去非汛期河道内需水量的外包值，再减去汛期难于控制利用的洪水量的多年平均值以及跨流域调水量，便得到多年平均情况下地表水资源可利用量。

基于优先水权制度的WAM模型WAM(Water Availability Modeling) 是美国德克萨斯州自然资源保护委员会及相关部门依据该州立法机构1997 年制定颁布的参议院1 号法案而进行的水资源评价项目。水权分析系统(WRAP ———Water Right Analysis Package) 是该项目的一个重要组成部分，WRAP 模型主要用于评价流域或区域水资源量能否满足特定的水管理目标和用户需求，且可以评价流域范围内水资源开发项目和管理措施对水资源情势演变的影响WRAP 模型的水文分析的时间尺度是月，对资料年限没有限制。而且用水情况在一年中存在季节性变化，并可能随着水库蓄水情况的变化而改变，因此，WRAP 模型具有较高的灵活性和适用性。WRAP 中的水权包括水库蓄水、引水、回流、河道内流量和水力发电需水量等。在月径流序列的分析中，按照水权的先后次序计算每一个水权的需水量，是一个顺序计算过程。模拟结果包括相关变量的月序列和年序列值、储量和流量的频率统计，以及满足用水要求的可靠性系数。

WAM模型在水权方面考虑比较全面,各种用水类型都用水权进行管理，并按水权的优先秩序，进行水资源可利用量的评价与配置。WAM模型在河道内生态环境需水、生产需水和流域耗水等与扣损法计算的内容基本相同。不同之处在于，WAM模型将水库蓄水量也作为一个水权来考虑，水库蓄水量是指蓄存在水库中的水，该水库可能在河道内也可能在河道外。对于后一种情况下，从河道中调走水，占用了水资源可利用量，减少了引水点上下游的可利用量，上游水可利用量减少是因为水必须留在河道内以便蓄存，下游水可利用量减少是因为蓄水减少了河川径流。另外，WAM模型考虑了回归水的利用,而不考虑汛期难于控制利用的洪水量。

对于一个流域，用WRAP 评价水资源可利用量的过程包括以下步骤：

(1) 用WRAP 中的HYD 模块对月径流序列进行还原计算；

(2) 用WRAP 中的SIM模块进行流量分配，把流量从有资料的断面分配到需要评价的无资料断面，并按照优先次序分析各月的水权用水量配置；

(3) 用WRAP 中的TABLES 模块输出模拟结果,并进行分析与总结。3

可持续发展方案1、在现阶段水资源应用模块中，进行一系列的水资源管理体系的健全是必要的，确保水资源的积极统一管理，保证水资源的积极利用，可持续发展，这也需要进行监督保证机构的建设，保证社会循环水资源的利用，进行法律法规的落实，保证现阶段水资源的积极控制。政府应当运用合理的行政手段来加以引导，比如在保证经济合理发展的基础上，适当地降低水资源使用总量，从而缓和水资源的供需矛盾，同时对于农业的结构内部进行转化，鼓励农民更多地发展渔业、林业等对水资源需求比较少的行业，从而实现水资源的节约利用。

在现阶段工作模块中，进行水资源政策的优化是必要的，这需要进行政策的落实，保证其有效的落实及其执行，从而进行水资源的可持续性的保护，保证其积极立法，这也需要进行公民水资源保护体系的健全，保证水资源的可持续性的保护。这需要进行执法力度的提升，这需要引起相关人员的重视。针对企业的污水排放虽然有法律，但是由于这些企业的利益与社会效益密切相关，所以在其违背法律时政府宁可采取罚款也不想去关闭其生产，所以也就造成了多层次的难度。

2、在现阶段水资源控制模块中，进行水资源的利用效率的优化是必要的，这需要避免出现水资源的浪费情况，顺应经济发展及其人口发展的趋势，从而针对水资源的不足情况，展开矛盾的优化及其控制，进行资源节约型社会的开展，保证水资源的环境的控制，保证现阶段经济的稳定增长。这就需要进行多元化的资源短缺预防措施的应用，保证多远的水资源的利用，这需要一个循序渐进的过程。解决我国水资源短缺的措施，应该依靠在农业、工业、生活等各个方面大力节水，其中利用水价调节用水行为是实现可持续用水方式的有效手段。目前我国工业和居民用水价格比较低，农业用水几乎是没有价格的，要在大众可承受的范围内，逐渐提高用水价格，或者在配额限度内实行低价格，而对超标用水收取高额的水价。在城市用水上，应当对城市的水价进行不断的调整，采用按水量累进计价。

3、通过对水资源管理体制的优化，更有利于实现其可持续性的发展，这需要保证水资源管理的效益，保证水资源的积极利用，保证统一性的城市用水的规划保证，城市供水模块、节水模块等的开展，保证水资源的集成化管理的开展，提升其保护的效益。从而保证城市用水的健康、持续和安全。另外，要按照人水和谐的理念，结合水利发展的目标和重点。加强对水资源基础研究和水利项目前期工作的领导，加大前期工作经费的投入，搞好基础设施建设和重点工程项目建设。1