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水资源管理中的水平衡分析一、引言水资源是人类最为基本的生存资源之一，也是经济社会发展不可或缺的能源资源，因此，水资源的管理和利用是一个十分重要的议题。
水平衡分析作为水资源管理领域中的一个重要工具，能够有效评估水资源的供需状况，制定合理的管理方案和措施，以保障水资源的利用和可持续发展。
二、水平衡分析的概念水平衡分析是指对某一区域或系统内的水资源供给和需求进行分析和评估，以了解当前水资源的平衡状态和发展趋势，从而制定合适的水资源管理策略和措施，实现水资源的可持续利用。
水平衡分析包括水资源的量、质、时空分布、作用效果等多个方面，同时还必须考虑自然因素、人为因素、社会经济因素等各方面影响因素的综合作用。
在进行水平衡分析的过程中，必须准确收集分析各项数据指标，在进行合理的计算和模拟，在分析出水平衡状态、变化趋势的同时，制定出实际可行的水资源管理方案。
三、水平衡分析的意义1.评估水资源供给和需求通过水平衡分析，可以明确当前水资源供给和需求的平衡状况，从而判断其是否存在着供需缺口。
只有了解供需状况，才能制定出合适的水资源管理方案和措施。
2.优化水资源配置水平衡分析还能指导水资源的宏观配置，优化水资源的利用方式和方式。
通过水资源配置的合理规划，可实现水资源系统的高效运转，提高水资源的利用效率。
3.监督水资源利用水平衡分析还可以对水资源的利用进行监督和评估，实时掌握水资源的利用情况，及时调整和改善水资源管理策略，发现和解决水资源利用中的问题和矛盾，提高水资源的利用效益。
四、水平衡分析的方法1.统计法统计法是最为常用的水平衡分析方法之一，它主要是通过采集和整理相关的水资源数据信息，如气象、水文、地形等数据，将其进行分类、归纳，然后利用统计学方法得出水资源的供需状况，为水资源管理提供参考依据。
2.模型法模型法是一种基于数学模型进行水平衡分析的方法，通过建立适当的模型，预测水资源的供需状况和发展趋势，为水资源管理提供精准的管理工具。
水资源平衡分析
水资源平衡分析国家投资实施的土地开发整理项目，为了提高耕地质量，绝大多数都规划了灌溉工程，为此，这样的项目区地形图灌区必须进行水资源的平衡分析。
灌区的水资源平衡分析，包含着水质、水量和水位等方面内容，水位的来用水平衡分析比较简单，经过对地形与取用水位相互关系的分析，结合取水工程的设置，划定出自流区和扬水区(扬程大小)即可。
这里侧重讨论水量平衡分析的内容。
灌区的水土资源平衡分析是根据水源来水过程和灌区用水过程
进行的，这两个过程是逐年变化的，在规划设计时必须先确定用哪个年份的水源来水过程和灌区用水过程进行平衡计算，这个特定的水文年份叫设计典型年，简称设计年，而设计年又是根据灌溉设计标准确定的。
水资源平衡分析水，是生命之源，对于人类的生存、社会的发展以及生态环境的稳定都起着至关重要的作用。
水资源平衡分析，便是对某一特定区域或系统内水资源的供给与需求进行评估和比较，以确定水资源的盈余或短缺情况，并为水资源的合理规划、利用和管理提供科学依据。
水资源的供给主要来源于降水、地表水（如河流、湖泊）、地下水等。
降水是水资源的初始来源，其数量和时空分布直接影响着水资源的可获取性。
地表水通常是人们最容易利用的水资源形式，但受到地形、气候等因素的影响，其流量和储量存在较大的变化。
地下水则是一种相对稳定的水资源储备，但过度开采可能会导致地面沉降、水质恶化等问题。
水资源的需求则涵盖了多个方面。
生活用水是人们日常生活所必需的，包括饮用、洗涤、烹饪等。
随着人口的增长和生活水平的提高，生活用水的需求量不断增加。
农业用水在水资源需求中占据着重要的份额，用于灌溉农田以保障粮食生产。
工业用水用于生产过程中的冷却、洗涤、制造等环节，不同行业的用水量和水质要求各不相同。
此外，生态用水对于维护生态系统的平衡和稳定也至关重要，如维持河流的生态流量、湿地的补水等。
在进行水资源平衡分析时，首先需要对研究区域的水资源供给进行详细的调查和评估。
这包括收集多年的降水数据，监测地表水的流量和水位变化，以及探测地下水的储量和水位动态。
通过对这些数据的分析，可以了解水资源的自然禀赋和变化规律。
对于水资源需求的评估，则需要考虑人口增长趋势、经济发展规划、农业生产布局、工业产业结构等因素。
例如，一个快速发展的城市，由于人口的涌入和工业的扩张，其用水需求可能会呈快速上升的趋势；而在农业方面，新的灌溉技术和种植结构的调整可能会影响用水需求。
将水资源的供给和需求进行对比，便可以得出水资源的平衡状况。
如果供给大于需求，说明该区域水资源相对丰富，有一定的盈余；但如果需求大于供给，则存在水资源短缺的问题，需要采取相应的措施来保障水资源的供应。
当出现水资源短缺的情况时，可以采取多种措施来实现水资源的平衡。
某灌区水资源供需平衡分析近年来，人类活动的不断发展与环境的逐步恶化，使得水资源短缺问题越发突出，而灌区作为农业生产的重要区域，其对于水资源的合理利用显得尤为重要。
因此，对于某灌区的水资源供需平衡问题进行分析和探讨，对于减少水资源的浪费、实现农业可持续发展具有重要的现实意义。
首先，从灌区水资源的供给角度来说，该灌区的水源主要来自于运河、地下水等，其总供水量大概在1000万立方米左右。
但是，由于供水方式较为单一，且受到气候因素的影响较为显著，这也导致了该灌区的水资源供给比较有限，往往难以满足农业生产的需要。
其次，从灌区农业生产对水资源的需求角度来说，该灌区主要作物为水稻、小麦等，这些作物对于水资源的需求量较大。
据统计，该灌区每亩水稻的灌溉用水量在1400-1600立方米左右，而每亩小麦的用水量则大致在800-1000立方米左右，这也意味着农业生产所需的水资源总量较大。
综上所述，该灌区的水资源供需平衡问题比较紧张，但是通过合理的管理和利用，还是有一定的缓解空间。
首先，可以通过改善灌溉方式，如采用滴灌、喷灌等技术手段，来减少灌溉产生的水资源浪费。
其次，可以在灌区内建设储水池、渠道等水利工程，以增加灌溉用水的供给量。
另外，在农业生产中，可以通过采用节水型作物、调整种植结构等措施，来降低农业对于水资源的需求量。
除此之外，还可以充分利用降雨水资源，如通过雨水收集系统进行收集和存储，以增加灌溉用水的供给量，从而实现灌区水资源的可持续利用。
总的来讲，某灌区水资源供需平衡问题是一个复杂的问题，需要从多个角度进行综合分析和解决。
通过合理的管理和利用，可以有效地缓解该灌区水资源供需不平衡的问题，实现灌区农业可持续发展的目标。
关于水资源空间均衡的研究分析一、水资源空间均衡的概念内涵空间均衡的核心就是要坚持以水定需，根据可开发利用的水资源量，合理确定经济社会发展结构和规模，确保经济社会发展不超过水资源水生态水环境的承载能力。
十六字方针中“空间均衡”包含两层含义：一是人类开发强调必须限制在资源环境承载能力范围内，人口规模、产业结构、增长速度不能超出水土资源承载能力和环境容量；二是把握人口、经济、资源环境的平衡点推动发展，针对水利工作，要将水资源水生态水环境承载能力作为刚性约束，促进经济社会发展布局与水资源分布条件相匹配。
本文认为水资源空间均衡内涵可理解为：第一，水资源空间均衡是由水资源空间分布与经济社会、生态环境两大系统的空间分布间在时间、空间上相协调相匹配的双重水资源供需平衡；为实现水资源空间均衡，必须将区域水资源开发利用程度限制在水资源承载能力范围内，区域人口规模、产业结构、增长速度的需水总量不能超出水资源承载能力，人口、空间均衡，可从供与需两个方面进行双向调节，来实现区域水资源供给格局与社会经济发展格局、生态文明建设格局相适应，进而达到空间均衡的状态。
第二，水资源空间均衡是由低向高不断螺旋上升的发展过程；为了满足未来经济社会发展对水资源的需求，科学技术的不断进步必然能够通过采取一系列调控措施最终实现高水平的水资源空间均衡；均衡水平的高低可以用国土空间上经济社会、生态环境用水安全的保证程度的差异性等来反映。
第三，在供用水节约高效、需求刚性合理的前提下，把握人口、经济、水资源的平衡点推动发展，达到人口与水资源、经济社会与水资源、生态环境与水资源共同均衡发展的理想状态。
可见，水资源空间均衡研究是一个非常有价值、崭新且具有典型复杂性的广阔研究领域，影响到经济社会持续稳定发展、国家未来水网建设、生态环境健康持续发展。
二、水资源空间均衡的分析识别研究水资源空间均衡的分析识别旨在提出水资源空间均衡系统的测度指标，识别区域水资源空间均衡系统的影响因素，同时对不同因素时空演变及分布特征、空间均衡测度指标与影响因素之间的相互作用关系进行量化分析。
水资源平衡分析国家投资实施的土地开发整理项目，为了提高耕地质量，绝大多数都规划了灌溉工程。
为此，这样的项目区地形图灌区必须进行水资源的平衡分析。
灌区的水资源平衡分析，包含着水质、水量和水位等方面容，水位的来用水平衡分析比较简单，经过对地形与取用水位相互关系的分析，结合取水工程的设置，划定出自流区和扬水区（扬程大小）即可。
这里侧重讨论水量平衡分析的容。
灌区的水土资源平衡分析是根据水源来水过程和灌区用水过程进行的，这两个过程是逐年变化的，在规划设计时必须先确定用哪个年份的水源来水过程和灌区用水过程进行平衡计算，这个特定的水文年份叫设计典型年，简称设计年，而设计年又是根据灌溉设计标准确定的。
一、灌溉设计标准选择设计年所依据的标准称为灌溉设计标准。
它综合反映了水源对灌区用水的保证程度，关系到灌溉工程的规模、投资和效益。
国标（GB50288-99）规定，设计灌溉工程时，应首先确定灌溉设计保证率，南方小型水稻灌区的灌溉工程也可按抗旱天数进行设计。
（一）灌溉设计保证率1．定义：指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的机率，一般用得到满足的年数占总年数的百分率表示。
它综合反映了用水和来水两方面的情况。
将多年（长系列）的年灌溉用水量按大小顺序排列，用数理统计方法计算并绘制年灌溉用水量频率曲线，在此曲线上选用的频率值即为灌溉设计保证率值。
如灌溉设计保证率P＝80％，则表示频率P＝80％对应的灌溉用水量出现的机会为P＝80％，意味着每百年中有80年这样的年灌溉用水量可以得到保证，只有20年供水不足或中断，换一种说法（用重现期的语言）就是相当于平均每五年出现一次（五年一遇）供水不足或中断的情况。
2．灌溉用水保证率的确定①国标（GB50288-99）规定：注：1、作物经济价值较高的地区，宜选用表中较大值；作物经济价值不高的地区，可选用表中较小值。
2、引洪淤灌系统的灌溉设计保证率可取30％－50％。
②确定原则：低压管道输水灌区取大于75％丰水区比缺水区取值高些提水区比自流区取值高些大型灌区比小型灌区取值高些经济发达地区比经济后进区取值高些中远期（10－20年）工程比近期（10年以）工程取值高些保证率取值过高，虽然保证率强，但是会使水源的灌溉能力不能充分发挥出来。
反之，保证率取得过低，虽然可以扩大灌溉面积，但是保证性较差，使工程费用有不必要的增加。
应当根据当地的经济条件、水源条件以及国家对当地农业生产的要求等因素综合确定。
3、保证率用法，指在规划设计中如何体现选定的保证率值。
由于年灌溉用水量值很难具有长系列的数值，所以灌溉设计保证率对应的设计年灌溉用水量值也不能由年灌溉用水量频率曲线上查得，可以就需要用以下方法选择设计年，进行年灌溉用水量计算。
最常用的方法是按降雨量选择设计年法。
介绍如下：由于：降雨量大，灌溉定额（用水量）就小，降雨量小，灌溉定额（用水量）就大，而：降雨量频率愈大，降雨量值愈小，灌溉用水保证率就愈大，降雨量频率愈小，降雨量值愈大，灌溉用水保证率就愈小，可见：降雨量与灌溉用水量存在相关关系。
可以近似的用降雨量频率曲线表灌溉用水量频率曲线。
用降雨频率取代灌溉涉及保证率。
即：中等年（降雨频率P＝50％相当灌溉设计保证率P＝50％）表示平均每两年中就有一年供水不足或中断。
中旱年（降雨频率P＝75％相当灌溉设计保证率P＝75％）表示平均每四年中就有一年供水不足或中断。
干旱年（降雨频率P＝85－90％相当灌溉设计保证率P＝85－90％）表示平均每6－10年中就有一年供水不足或中断。
现降雨资料条件情况，具体做法有三：其一：按降雨量选择。
把历年的年降雨量从大到小排列，进行频率计算，选择降雨频率和灌溉涉及保证率相同或相近的年份作为灌溉用水设计典型年。
此法考虑年雨量的年分配情况及对作物用水的影响，按此年份计算出来的灌溉用水量和作物实际要求的灌溉用水量往往差别较大。
其二：按作物生育期雨量选择。
统计历年主要作物生育期的降雨量，进行频率计算，选择设计年。
此法能反映主要作物的用水要求，但仍未能解决作物生育期降雨量的分配及对作物用水的影响，仍与实际有一定的差别。
其三：按干旱年份雨量分配选择。
对历史上出现旱情较重的一些年份雨量年分配进行分析，选择对作物生长不利的雨量分配作为设计雨型。
再按第一种方法确定设计中降雨量，然后把设计中雨量按设计雨型进行分配，作为设计年的降雨过程。
这是一种比较好的方法。
除按降雨量选设计年外还有按灌溉定额、按用水来水选择设计年等方法，限于实用中资料来源困难，就不作介绍了。
（二）抗旱天数：1．定义：指抗旱期间，每天消耗的水量（腾发量和水田渗漏量）乘以抗旱的天数，作为单位面积上灌溉用水量的计算标准，即单位面积上灌溉用水量W值以下式表示：()t dW+=e式中()de+－抗旱季节平均日耗水量，mm/d。
：：南方许多省份e值、d值的实验资料可以对照选用。
t－抗旱天数，d。
2．标准：国标（GB50288-99）规定：单季稻灌区可用30－50d，双季稻灌区可用50－70d。
经济发达地区，可按上述标准提高10－20d。
目前我用的抗旱天数为50－100d。
丰水区和水稻为主的南方、等省，多采用70－100d。
缺水区和旱作为主的北方、等省多采用60－90d。
：30－40天不下雨为小旱，约相当于灌溉设计保证率为50－70％，40－70天不下雨为中旱，约相当于灌溉设计保证率为70－80％，70－100天不下雨为大旱，约相当于灌溉设计保证率为80－95％。
3．方法：灌溉库容＝抗旱期平均每天亩耗水量×灌溉亩数×抗旱天数灌溉定额＝抗旱期平均每天每亩耗水量×抗旱天数例：某水稻灌区1000亩，连续下雨期为4月16日至6月24日计70天。
已知：泡田期耗水量为160mm，补水天数为抗旱天数减去10天，为60天，日均腾发量为5.2mm/d，日均渗漏量为3mm/d。
求：所需灌溉定额（净）和相应库容（灌溉用水总量）大小。
解：生长期降水量＝()3⨯＝492mm60+2.5灌溉定额（净）＝()49216032+＝435m 3/亩需灌溉库容＝1000435⨯＝43.5万m 3二、灌溉用水量：灌溉用水量的确定应该在灌区土地利用规划和作物种植结构设计的基础上进行。
这里重点讨论总量值计算，基本不涉及用水过程。
（一）灌溉原理：1． 旱作物的灌溉定额如下式示：① 生育期灌溉定额：()K N N P E m ----=002 式中：m 2－生育期灌溉定额，m 3/亩E －生育期作物田间需水量，m 3/亩《中国主要农作物需水量等值成图研究》给出了详尽的数值可供查用。
P 0－生育期有效降雨量，m 3/亩P 0＝P α这里，P －对应灌溉设计保证率的生育期降雨量，mm（1332m mm =/亩）α－降雨入渗系数N 0，N-播前和生育期末土壤耕作层（计划层）的储水量，m 3/亩K －生育期作物对地下水的利用量，m 3/亩一般情况下，N 0、N 、K 值均较小（占比重小），可忽略不计，则上式变为：02P E m -=对于一种作物而言，其丰产的作物需水量（E ）可以视为是固定的。
如此，M 值的大小随P 0而变。
② 播前灌水定额：播前灌水定额如下式示：()水土γγ⨯-⨯⨯=0max 1667w w H m 式中：m 1-播前灌水定额，m 3/亩土γ－土壤干密度，t/m 3水γ－水的密度，t/m 3H －计划湿润层，取0.8－1mmax w ,0w －田间持水率和播前土层土壤含水率（占干土质量百分数）如此，旱作物的灌溉定额（M ）如下式示：M=m 1+m 2我国北方地区几种主要旱作物的灌溉制度（调查）：2．水稻的灌溉定额如下式示：①生育期灌溉定额：()c p d e t m +-+=2式中：m 2－生育期灌溉定额，mmp －对应灌溉设计中保证率的生育期降雨量，mmc －生育期排水量，mme －水稻的腾发量，mm/dd －水田的渗漏量，mm/dt －生育期累计时间，dt(e+d)－生育期田间水量②泡田定额如下式示：()()111110'11000p t e t s h w w H m -+++-=水土饱γγ 式中：m 1’－泡田定额，mm饱w ，0w －土壤饱和含水率和泡田前土壤含水率（以干土质量百分数计）土γ，水γ－饱和土层土壤干密度和泡田水的密度，t/m 3h －插秧时要求的田面水层深度，mm ；一般为30－50mms 1－泡田开始时至插秧时稻田渗漏强度，mm/dt 1－泡田期日期，de 1－泡田期水田田面的蒸发强度，mm/dp 1－泡田期降雨量，mm泡田定额可参考下表给出数值。
单位：m 3/亩如此，水稻的灌溉定额（M ’）如下式示：'2'1'm m M +=省水稻泡田定额及生育期灌溉定额调查成果表（中等干旱年）单位：m 3/亩这部分灌溉原理主要是讲述了灌溉制度及作物灌溉的有关概念。
在计算灌溉定额时，注意不要漏掉播前灌水定额和泡田定额值。
（二）灌溉用水量1．各种作物（水稻、小麦、玉米、棉花…）年灌溉用水总量（W ）如下式示：()水η1...332211+++=A M A M A M W=()水ηααα1...332211+++A M A M A M=()水ηαααAM M M ...332211+++=水综ηAM •式中：M 1，M 2，M 3…－单种作物（水稻、小麦、玉米…）的灌溉定额，m 3/亩A 1，A 2，A 3…－单种作物（水稻、小麦、玉米…）的种植面积，亩1α，2α，3α…－单种作物（水稻、小麦、玉米…）的种植比 A －灌区耕地面积，亩M 综－各种作物的综合灌溉定额，m 3/亩 水η－灌溉水利用系数 田系水ηηη•=强制性规规定：系η－渠道（管道）系统水利用系数田η－田间水利用系数水η－灌溉水利用系数井渠结合灌区：()ww w q q j jηηη+≥水这里：j η，j w －井灌水利用系数和地下水用量，m 3q η，q w －灌溉水利用系数和地表水用量，m 3w －井渠灌区总用水量，m 3提示：A 、上述系数容是国务院通令要各设计单位强制性执行的指标。
B 、井灌区低压管道输水灌溉符合田管水ηηη•= 水稻：≥水η0.95×0.95=0.9025 旱作物：≥水η0.95×0.9=0.855 2． 问题讨论：① 计算年灌溉用水总量还有一种方法：T Q w •=式中，Q －灌溉引水流量，m 3/s T －灌溉引水历时，s由于此法须借助于灌溉用水过程线等资料，实际操作比较麻烦， 较少采用。
② 在土地开发整理规划设计中，曾出现过如下做法，请判别一 下对错，为什么。
A ．水总η/A M w •==()水η/...321A M M M +++ B ．()水ηααα1321...AM w +++=M 1指一种主要作物的灌溉定额 C ．水η/1M A w •= D ．1M A w •=③ 如果项目区分成n 片，则灌溉用水量也应对n 片分别计算。
