前言

進入21世紀，隨著工業化、城鎮化和農業現代化進程的不斷推進，經濟社會發展對水資源的需求日益增長，加之全球氣候變化的影響，水資源已成為經濟社會可持續發展的主要制約因素。國際、國內大量研究表明，解決水資源短缺問題的主要途徑和有效措施是節水、治污、調水和配置。節水是解決水資源短缺的根本措施，通過節水可以減少用水浪費，提高用水效率，抑制需求增長，減緩供需矛盾。治污是避免發生水質性缺水的重要保障，通過治污和中水回用可以增加水資源重復利用率。調水是增加區域水資源承載能力的直接途徑，通過調水可以加大供給，有效緩解區域的供需矛盾。配置是在上述措施到位或不到位情況下，就有限的水資源進行統籌安排、合理分配和高效節制與配給。通過科學配置和合理配置，協調水資源區域分布與經濟社會布局不相適應的關系，解決各部門和各行業之間的競爭用水問題；通過總量控制和定額管理，促使各部門和各行業內部高效用水、強制節水，實現水資源的永續利用，保障社會經濟社會、資源、生態環境的協調可持續發展。合理配置是突破區域經濟社會發展水資源短缺瓶頸的關鍵。

國內外有關水資源優化配置或合理配置方面的成果汗牛充棟，大多數研究集中在我國缺水問題更加嚴重的華北地區和西北地區，南方濕潤地區的研究成果相對較少。這已經與我國南方部分地區出現的水資源新情況不相適應，如湖北漳河水庫灌區近年來出現了水資源短缺問題。鑒于此，湖北省漳河工程管理局于2006年啟動實施了“湖北省漳河灌區水資源合理配置方案研究”項目，該項目由湖北省漳河工程管理局負責組織、監督與協調，華北水利水電大學成立項目研究組負責承擔實施。項目于2006年9月啟動，2008年3月通過了湖北省水利廳組織的專家驗收。本項目基本查明了研究區水資源量，摸清了研究區水資源開發、利用與保護現狀，分析了研究區水資源演變情勢，估算了灌區的節水潛力，采用基于規則的水資源模擬模型開展區域水資源合理配置研究，產生水資源配置方案，該模型方法更加接近水資源調度實際，對生產實踐更加具有指導意義。經過近幾年來的項目成果實施，證實了該項目研究方案和研究成果的科學性和可靠性，為此，將該項目研究成果總結成書，希望能夠發揮其對相似地區的生產實踐的指導作用。

本書共分18章。

第1章針對研究區的氣象、水文特性、河流湖泊、地形地貌和水文站網進行調查統計，提供了更加翔實可靠的基礎資料，并提出了目前水文站網在站網布設、資料的數量和質量等方面所存在的問題。

第2章通過雨量站合理地選擇、降雨資料進行插補延長和資料系列的代表性分析，利用泰森多邊形的方法，計算出研究區水資源分區和行政分區的降雨量，分析了研究區多年平均年降雨量的地區分布和降雨量的年內分配及年際變化，并得到多年平均年降雨量山區大于丘陵，西南部大于中部分布和降雨量年內分配及年際分配很不均勻的規律。

第3章按照此次水資源評價細則的要求，對蒸發量資料進行了一致性分析，根據各站蒸發量資料利用面積加權的方法，分別計算了研究區的水資源分區和行政分區的水面蒸發量，研究了多年平均水面年蒸發量的地區分區情況及蒸發量的年內分配和年際變化。結合年降雨量和年蒸發量，準確地計算出研究區的干旱指數，并分析其地區分布和年內分布情況。

第4章依據我國南方地區河流泥沙的基本情況，以打鼓臺站的資料為基礎，對漳河水庫流域進行泥沙評價。分別計算出水庫流域的多年平均年輸沙量和輸沙模數，并分析了河流泥沙的變化趨勢和河流含沙量的基本特點。

第5章經過對實測徑流還原計算和天然徑流量系列一致性分析與處理，提出了系列一致性較好、反映近期下墊面條件下的天然年徑流系列，分別計算出水資源分區和行政分區的地表水資源量，并分析比較研究區多年平均年徑流量的年內分配和年際變化。

第6章根據南方地區地下水資源的特點，按照《全國水資源綜合規劃技術細則》的要求，缺乏的水文地質資料，主要參照《湖北省水資源綜合規劃報告》。山丘區按照排泄量的計算方法，將計算出的1960—2005年逐年的河川基流量，近似作為山丘區1960—2005年地下水資源量系列。按照補給量和排泄量的計算方法，分別計算水稻田降水灌溉入滲、旱地降水入滲、水稻田旱作期降水入滲、旱地和水稻田旱作期的灌溉入滲、渠系滲漏、水庫對地下水等補給量，結合潛水蒸發、河道排泄、側向滲流等排泄量得出研究區的地下水資源量。

第7章正確合理地確定了重復計算量R_g（或不重復計算量Q_不重復），將地表水資源量和地下水資源量相加扣除它們互相轉化的重復水量作為水資源總量，分別得到水資源分區和行政分區的水資源總量。以水量平衡為基礎，探討了降水、地表水、地下水等各水文要素之間的數量關系及它們在各計算分區的對比狀況，檢查分析水資源計算成果的合理性。

第8章在統籌考慮生活、生產和生態環境用水，協調河道內與河道外用水基礎上，通過經濟合理、技術可行的措施，利用倒算法和可開采系數法，分別求得研究區的地表水資源可利用量和地下水資源可利用量，為研究區的水資源開發利用提供了科學的依據。

第9章利用研究區46年的資料系列，對研究區的生產生活耗水量、工業用水耗水量、農業灌溉耗水量、降雨量、蒸發量和水資源量的演變情勢進行分析計算，并得到了各因素演變情勢的發展規律和水資源量演變的豐枯變化。

第10章以水資源分區和行政區為統計單元，收集統計了研究區與用水密切關聯的經濟社會指標，其指標主要有人口、工農業產值、灌溉面積、牲畜頭數、國內生產總值（GDP）、耕地面積、糧食產量等。

第11章以現狀年為基準年，調查統計了研究區的地表水源、地下水源和其他水源等三類供水工程的具體數量和現狀年在漳河水庫灌區內，地表水源供水量、地下水源供水量及其他水源供水量。總結了灌區供水量的變化情況，詳細闡述了漳河水庫、太湖港水庫和中小型水庫的供水量變化趨勢。同時提交了研究區水資源及其開發利用調查評價的GIS系統。

第12章按照用戶特性分別調查統計了灌區現狀年農業用水、工業用水和生活用的用水量，具體分析了漳河水庫和太湖港水庫的各項用水量變化情況。根據灌區的經濟發展情況，科學地總結了灌區用水組成的變化情況和變化趨勢，結合荊門市水資源公報和2005年湖北省水利廳發布的水資源狀況，分析計算了現狀年各行政區灌區工業、農業和生活的用水消耗量以及綜合耗水情況。

第13章根據蓄水、引水、提水和調水四類地表水源工程的水質監測資料及供水量，對2005年漳河水庫灌區的主要供水水源工程進行水質評價和富營養水平分析，調查了現狀年工業企業污染源、廢污水排放量以及主要污染物入河情況，系統反映了生活、工業及農業用水的供水水質。

第14章結合研究區的水資源量和開發利用情況，分析了研究區的水資源開發利用程度。在經濟社會資料收集整理和用水調查統計的基礎上，對各分區的綜合用水指標、農業用水指標、工業用水指標和生活用水指標進行了分析計算，評價其用水綜合水平和用水效率及其變化情況。

第15章以避免浪費、減少排污、提高水資源利用效率為目的，采取了包括工程、技術、經濟和管理等各項綜合措施的行為對灌區進行了節約用水研究。內容主要包括：分析了現狀節水水平，確定了各地區、各部門、各行業分類節水標準與指標，分析與計算了節水的潛力，確定了不同水平年的節水目標，擬定了節水方案，落實了節水措施。

第16章依據各地統計年鑒資料和常用的社會經濟發展的預測方法，分別預測了灌區人口、城鎮化、宏觀經濟、經濟結構、工業、農業、建筑業和第三產業的發展狀況。在此基礎上結合灌區的實際發展情況，恰當地制定和預測了各部門用水定額，進而對灌區的第一、第二、第三產業不同規劃水平年不同保證率的需水量進行了合理的預測。

第17章在系統、有效、公平和可持續利用等原則的指導下，遵循自然規律和考慮市場經濟規律，按照資源配置準則，通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護生態環境等各種工程與非工程措施和手段，根據研究區的實際情況，準確把握配置模型的關鍵技術，合理地水資源對系統進行概化，最終有針對性地建立了基于規則的水資源配置模擬模型。結合模型系統運行時的規則和灌區不同約束條件下的配置方案，采用了長系列月調節計算的方法，在多次供需反饋并協調平衡的基礎上，分別得到了不同規劃水平年不同保證率情況下的供需平衡結果和各地區的供水結構。結合不同干旱年應急情景的設定，制定了遇連續干旱年或特殊干旱年的水資源調配方案和應急預案。

第18章首先總結了研究成果，同時根據水資源合理配置結果以及漳河水庫灌區的實際情況，提出了經濟建設布局要以水資源條件為基礎、建立有效的水資源管理體制、進行水資源使用權的初始分配嘗試、建立合理水價形成機制和水價體系、實施對農業節水灌溉的補貼制度和制定有效保護水資源的地方條例等具體的水資源實施政策與建議。

本書各章撰寫分工如下：第1章～第5章由朱慶福撰寫；第6章由黃會平撰寫；第7章～第9章由韓宇平撰寫；第10章～第16章由韓宇平、張建龍、黃會平撰寫；第17章、第18章由韓宇平撰寫，全書由韓宇平最終審閱、統稿。本書在收集資料過程中得到了湖北省漳河工程管理局楊平富、陳祖梅、田樹高、胡小梅、周鐵軍等人的大力協助，同時書中也凝聚了他們的思想和心血，在此深表感謝！書中參考了大量國內外專家學者的研究成果，在此表示感謝！撰寫過程中我們對引用文獻盡量予以標注，如果存在疏漏情況請予以海涵！本書的出版得到了國家自然科學基金項目（編號51279063）、水利部“948”項目（編號201328）和教育部新世紀優秀人才支持計劃項目（編號NCET-13-0794）的資助，在此表示感謝！

因受時間和作者水平所限，書中疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正！

作者

2014年1月

于鄭州