水资源论证途径和方法-水文分析计算与水资源评价

取水水资源论证包括对地表水源、地下水源和混合水源的水量与水质论证。

13.11.4.1　地表取水水源论证

建设项目地表取水水源论证最终要对建设项目地表取水的可行性和可靠性作出评价。

（1）论证范围的确定。水资源论证的范围，应考虑工程的规模，以便于水量平衡分析，易于与现有成果与资料配套，突出重点、兼顾一般的原则确定。

（2）来水量分析。来水量分析分现状水平年和规划水平年计算不同保证率的来水量。

现状水平年实际来水量可用论证范围内的实测水文资料推求，对人类活动影响较大的地区为了来水量系列的一致性，应先进行还原计算，将实测来水系列改为天然系列，然后按要求计算各种时段的不同保证率。对于规划水平年的来水量，一般可用未来需水量预测成果即可求得规划水平年的来水量。

（3）用水量分析。用水量分为现状用水量和规划用水量。现状用水量主要通过调查资料估算，方法简单。

对于规划水平年的需求预测可用分项预测法和综合预测法两种。分项预测法把社会上各种各样的用水需求逐项估算，然后按时序累计。这些用水需水是：生活需水、农业需水、工业需水、建筑业和第三产业需水以及生态环境需水用水预测。

综合预测法是一种简化的经综合分析后得出的方法，常用的有人均综合用水量法，趋势法和弹性系数法等。

（4）可供水量分析与计算。可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保证率的条件下，现有和规划的水工程设施可能为用户提供的水量。

计算区域可供水量时必须首先计算各单项工程（蓄、引、提水工程）的可供水量，然后再进行综合分析求得。对于预测未来情况下的可供水量时，一般以现状为基数，根据技术经济条件的可能，参照水利发展规划，适当拟定增长率，按不同河系、水源、供水方式（蓄、引、提、调）逐条河流进行计算，相加后即得全区域的供水量。当区域面积相对较小且缺乏实测或调查资料时，也可由典型河流的供水量分析，按不同类型（分区）建立综合关系曲线、经验公式或按可供水系数近似估算。

单项工程的大型水库，根据实测水文资料，按其调节性能，进行调节计算，其可供水量计算公式如下

式中：W可供为大型水库可供水量；M为时段需水量；W入为时段入库水量；W0为时段初库蓄水量。

中小型水库由于数量多、资料不足，可选几个有代表性的典型水库，利用数理统计方法找出来水量与供水量的关系用以推求其余水库的可供水量。

引水工程的可供水量取决于引水渠道的过水能力和用水户的需求。还必须考虑上下游和左右岸的用水和生态环境用水。

（5）取水水源的水质评价。地表水水质评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）；评价方法可采用单因子评价或综合评价。按评价标准要求，结合建设项目对水质的具体要求，可以分汛期、非汛期和全年进行评价。污染源和水质评价方法可分别采用等标污染负荷法和单因子评价法。当资料不能满足评价要求时，应进行补充监测。存在重金属或有毒有机污染时，应进行底质污染调查。当存在富养化问题时，应进行有关控制参数监测分析。对水质有明确要求时，应进行规划水平年的水质预测。

（6）调水水资源论证。利用已建调水工程作为取水水源的，水资源论证应搜集工程建成后的实际运行资料，分析调水工程的供水能力、现有的用水量和可供调出的水量及其可靠性。

利用规划调水工程作为取水水源的，应以批准的调水工程规划、可行性研究报告为依据，论证调水工程的规模、供水对象与范围、供水保证率等。

（7）取水口位置的合理性分析。分析内容主要包括取水河段河床稳定性、水量和水质满足要求。

对于河床稳定性分析，应根据业主提供的河床演变、河流泥沙和河床质组成等资料情况进行分析研究。

为了满足水量的要求，在设计保证率条件下取水口应保证有一定的水深。

为满足水质要求，应对取水口上游河段的入河排污口的位置、排污量和主要污染物等进行分析说明，通过现场查勘和分析论证，分析排污口在水体中的扩散规律，取水口是否避开污染带等。

应明确给出取水口位置合理性分析结论。

（8）取水的可靠性与可行性分析。应对来水量和用水量的可能变化及其各种组合情况进行多方案比较，分析各种供水保证率和抗风险能力，结合水质变化情况，综合分析取水的可靠性。

在取水可靠性分析的基础上，结合取水合理性、取水口位置、取水对有关因素的影响等方面分析取水的可行性。

13.11.4.2　地下取水水源论证

地下取水水源论证，主要是确定工作等级及论证范围，分析区域水文地质条件、含水层特征、地下水补给、径流和排泄条件，地下水开发利用情况；进行范围内地下水数量和质量评价，计算确定水源地下水的可开采量和分析取水水源的可靠性。

论证等级确定和工作程序按《导则》表6.1.2规定执行。

（1）论证范围确定。一般地区论证应达到较为完整和独立的水文地质单元，即具有统一边界和补给、径流、排泄条件的地下水系统。对已开采地区，为掌握因地下水动力条件改变所引起的地下水系统的变化，应把降落漏斗影响范围包括在内。

（2）论证范围内的水文地质条件。

1）区域水文地质条件，包括地下水赋存条件、分布规律和地下水类型及富水性。

2）水文地质概况：包括含水层组，水文地质分区，地下水的补给、径流与排泄，地下水动态特征。

（3）地下取水水源地的可开采量计算。确定水源地的地下水多年平均可开采量，常用的方法有水量均衡法、数值法、概率统计分析法等。应用时根据论证等级精度要求不同、水源地水文地质条件差异和已有水文地质资料丰富程度不同，选用其中一种为主要方法，并把另一种方法作为对比验证之用。

1）水量均衡法。在一种均衡区内，任何时段Δt内，补给量与排泄量之差，恒等于均衡区内水体积的变化。即

式中：Q补为总补给量；Q排为总排泄量；ΔV为水体积变化量，它等于地下水位（Δh）变化量，均衡区面积（A）与给水度（μ）的乘积。

总补给量包括降水入渗补给量、地表水体补给量、灌溉入渗补给量、越流补给量、人工回灌补给量和侧向流入补给量。

总排泄量包括侧向流出量、潜水蒸发量、河道排泄量和人工开采量。

上述水均衡法求得现状条件下的总补给量、实际开采量和水位动态特征资料，利用这三项数据便可分析出开采系数，它与总补给量的乘积即为多年平均可开采量。

2）数值法。在地下水资源评价中常用的数值法有：有限差分法、有限单元法和边界法。一般是首先建立水文地质概念模型。经过评价区的实测水文地质数据校正，最后应用校正后的模型来进行地下水位预报和资源评价，从而计算出多年平均可开采量。

3）概率统计分析法。此类分析法包括回归分析、谱分析、时间序列分析以及带随机变量的微分方程的求解等。水源地勘查中用得最多的是回归分析法。回归分析中有线性相关、非线性相关和二元或多元回归方程的求解。

（4）稀有地下水资源量论证。稀有地下水资源，包括地热水资源量分析、天然矿泉水资源量分析和矿坑排水水源论证。地热主要指天然蒸汽、热水和热卤水等。其可开采量计算，应进行地热水赋存条件、推断地热活动特征及发展史、圈定地热异常范围和热储体空间展布等。天然矿泉水包括饮用天然矿泉水和医疗天然矿泉水。应分析天然矿泉水的类型和形成机制，根据其形成地质、水文地质条件、水动力特征和水质类型计算其可开采量。

（5）矿坑排水水源论证。矿坑排水水资源论证的基本内容包括矿区地质条件、矿井充水因素、异水性等。对已建矿坑排水量，应根据有无监测资料，分别计算和评价。对有监测资料的矿区，首先分析排水量资料的合理性、可靠性，通过分析矿坑排水量变化及其影响因素，选择排水量变化稳定，且能代表未来矿山开采水平相应时段的排水量的均值，作为评价排水量。对无监测资料的矿区，应补充监测矿坑排水量，计算相应的富水系数；综合分析矿区水文地质条件，矿井充水因素并比较同类矿区富水系数等，从而推算矿坑排水量。

一般规划矿区矿坑排水量多采用稳定流大井法和水文地质比拟法——富水系数法。前者适于充水条件较好、地质勘探精度较高的矿区。后者适用条件相似而有多年矿坑排水量资料的矿区。

上述排水量还应进行再生利用分析。

（6）地下水质评价。各种不同目的的用水的水质标准是地下水水质评价的准则，一般应以最新的标准为依据。

1）饮用水水质评价。好的饮用水必须满足人们生理感觉，并无害于人体健康。故其物理性质应无色、无味、无臭、不含可见物。普通的溶解盐类不超标。对有毒成分符合规定，细菌和有机污染物不超标。

2）工业用水水质。不同的生产用途对水质要求不同，应针对取水用途来评价。

（7）取水井布设的合理性分析。地下取水水源为一级的，应进行地下水取水井布设合理性分析，井间的距离应满足开采水量引起的水位降深不超过允许值的原则。

（8）取水的可靠性与可行性分析。在水资源丰沛地区，如果地下水可开采量大于建设项目的需水量，可直接得出满足要求的结论。在水资源补给平衡或超采地区，要进一步分析建设项目的需水量，论证节水的可行性以降低需水量指标。或通过第三方建节水措施解决。在水质不完全满足的地区，要提出技术处理方案。对地下水和地表水交替频繁地区，地下水袭夺地表水资源的数量应在地表水资源量中扣除，如傍河、傍湖和山间河谷水源地。

分析结论应包括的以下内容。

1）区域水资源条件及地下水资源量。

2）水源地论证水平年的可开采量。

3）水量和水质是否满足要求。

4）其他补偿措施和水资源保护措施的可行性。

13.11.4.3　建设项目取水退水影响论证

建设项目取水、退水产生的影响与措施控制，是建设项目水资源论证的重要内容。主要从资源管理的角度，分析论证建设项目取水、退水行为对地表水功能区水量、水能、水温、纳污能力、水质和水生态及第三者用水的影响，以及可能产生的地下水位、水质变化及地面沉降等地质环境问题，并在此基础上提出水资源保护对策和对第三者影响的补偿措施。

（1）取水、退水对地表水体功能的影响。

1）在水资源紧缺地区，累计取水量占多年平均流量的20%以上，在水资源丰沛地区，占10%以上时，应将项目取水对地表水影响论证列为重点。

2）取水对河流水能的影响。取水后水位降低，水能将减小，可依水位差计算其影响。

3）取水对水功能区纳污能力的影响。有关地表水功能区纳污能力的计算方法可参照水资源保护有关技术资料求算。

4）退水对水体功能的影响。退水对河流水质水温、水库（湖泊）的水质都有影响，可以通过数学模型法、物理模型法和类比分析法预测河流、水库的水质变化。可根据点源、非点源等具体退水排放物质情况选用适当模型进行预测。对于湖泊水库由于水域水动力作用较弱，应选特定模型分析。

5）取水、退水对水体功能影响总结评价。取水对生态环境需水量、水体纳污能力应作出总结性评价。退水中污染物达标情况、水功能区水质影响程度、是否满足入河污染物总量控制等要做出：可行；不可行；需修改取退水方案三者之一的肯定性结论。

（2）取水、退水对地下水的影响。

1）对区域地下水位的影响。可参照《供水水文地质手册》预测地下水位变化及影响半径估算。

2）地面沉降影响。可用统计模型和确定性解析模型，估算地面沉降。

3）岩溶地面塌陷。目前国内已采用的定量预测方法主要有：经验公式法、多元统计分析法、航空遥测法。

4）其他如土壤盐渍化、水土流失与工地沙漠化等影响分析。对地下水水质的影响。首先要确定地下水污染的途径，可分为4类：间歇入渗型、连续入渗型、越流型和径流型。地下水污染也可能是复合型的。

5）关于地下水水质预测，可用对流—弥散型地下水质模型、纯对流型地下水水质模型和集中参数型地下水水质模型进行水质变化估算。

6）海水入侵。海水入侵是沿海地区水资源开发中带来的特殊问题，国内外普遍存在。据研究，在含水层中出现盐水，其埋深约为淡水水位高出海平面的高度的40倍。即吉斯—赫兹伯格公式

式中：Z为咸淡水交界面在海平面以下的深度；hf为淡水水位高出海平面的高度。

（3）取水、退水对生态的影响。

1）对鱼类资源和濒危水生物影响。主要分析对鱼类生境、数量、产卵场、栖息地等的影响。对濒危物种依据国际自然和自然资源保护联盟（IUCN）划分的标准予以评估。

2）对湿地影响。对湿地生态影响的评估，常用湿地相关指标变化的分析方法，进行综合生态影响分析。指标有水文指标：水位、水位变化、干湿周期、蒸发、盐度、电导率等。生物指标：浮游植物、浮游动物、底栖动物、鱼类及其他生物种类等。

3）富营养化。水体富营养化的评价方法有特征法、参数法、营养状态指数法和生物指标评价法等。

富营养化影响预测：湖泊富营养化现象的发生是由于水体中磷负荷增加所致，磷的负荷量与湖水富营养化的特征性指标叶绿素浓度、透明度之间有紧密的关系，因而通过对N（氮）和P（磷）的比值测定便可了解富营养化的程度。进而可预测其变化趋势。关于与磷负荷有关的预测模型，可通过有关文献选用。

（4）入河排污口（退水口）设置和水资源保护措施。

开展取水退水方案中的入河排污口（退水口）设置应根据《入河排污口监督管理办法》进行可行性、有效性和先进性分析、评价，是建设项目水资源论证的一项重要内容，是保障经济发展与区域水资源可持续利用的必要手段。这里关注的重点是工业项目、农业项目和城镇供水项目。

1）工业项目。从用水节水和退水减污控制的角度，强化工业水污染防治过程控制。加强退水末端治理，使废污水资源化处理，落实节水政策水平，按浓度和纳污总量双重指标管理，严禁渗井、渗坑退水。

2）农业项目。调查当地农业用水现状，论证节水灌溉措施水平，采用精灌技术，控制面源污染，要求农灌退水进行入河前生态处理，论证灌溉制度的科学性和合理性。

3）城镇供水项目。论证应要求饮用水和洗用水分管供给，根据国家颁布的人均用水定额论证其取水量的合理性，按节水型社会论证节水的潜力，论证污水处理厂规模的合理性，处理工艺的先进性。

（5）取水和退水影响补偿方案建议。

根据取水和退水的影响分析，若建设项目在采取必要措施后仍对第三者构成影响和损害时，应定量估算造成的损失并提出补偿方案的建议。

经济补偿和采取补救措施，主要是协调双方的利益所采取的措施。而有些负面影响难以量化和用经济进行补偿的，甚至有些影响是当前还难以评估的。因此这里所涉及的问题，还需要今后在实践中不断探索和完善。

1）对第三者用水权益、公共利益和环境的影响。影响第三者权益的主要表现有：地下水位下降、取不到水、水质变差，增加成本，影响身体健康，影响渔业养殖业等。影响公共利益和环境的有：影响周边环境，影响景观娱乐等。影响估算方法：可以采用经济损失计算和定性评估的方法。

2）补偿的目的和意义。由于对水资源短缺严重性认识不足，水资源过分开发，重工程，轻配置，重开发利用，轻节约与保护，重建设，轻管理，加上传统计划经济体制影响，没有形成合理的水价机制，导致工业和生活用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水，造成生态环境恶化，并使原有的受益用户权益受损又得不到合理的经济补偿，使水事纠纷不断。新时期治水方针和思路，坚持人和自然和谐依存，考虑水资源的承载力，实现水资源的可持续利用和人口、资源、环境的协调发展。因此通过利益调整，优化配置水资源，协调好生活、生产经营和生态环境用水。依法制定经济补偿方案和补救措施。

3）补偿的任务与目标。制定补救和补偿方案旨在推进水资源资产化管理，逐步将供水推向市场，发挥市场对水资源配置的调节作用，建立取水权有偿转让机制，推进水资源优化配置。补偿措施既保障建设项目的合理用水要求，又不损害原有用水户的合法权益，甚至有利于原用水户，实现双赢。

4）补偿的范围。拟建项目兴建后，使下游水位下降、减少了用水户的用水量、造成一定程度的水污染，这些引起周围用水户的水质、水量和取水能力影响的，都属于补偿的范围。

5）补偿和方案筛选的基本原则。坚持开源、节流、治污并举，节水治污优先。开发、利用、节约、保护和防治水害综合利用。水量与水质统一。取水权有偿转让。公开、公平、公正和协商、互利。

方案筛选的基本原则是：同等数量、同等质量原则；同时间补偿原则；经济性原则。真实性原则；可行性原则；独立性原则。

6）补偿方案的分析方法。补偿方案主要是针对其他用水户合法权益所受影响，通过利益调整实现行业之间、区域之间和城乡之间的用水转移。应实行开发性补偿，促进水资源使用权由丰水流域向缺水流域转移，从水资源效益低的用水户向效益高的用水户转移。重点解决农业与工业争水，经济发展与生态保护争水的问题。要做好补偿方案的制订工作，必须掌握下面几种分析方法。

①工业缺水的经济损失。工业供水经济效益计算方法有：最优等效替代措施法、效益比例分摊系数法、相同投资收益率法、工业缺水损失法。

②农业缺水经济损失。农业缺水经济效益计算方法有：产量对比法（又可分为增加产值法和减产系数法）、灌溉效益分摊系数法和扣除农业生产成本法。

③水质降低造成的经济损失。水资源是自然资源，同时也是环境资源。环境资源遭到破坏或污染时，将对社会和经济产生直接的和间接的两方面的损失。评估环境资源价值的方法很多，可分为四类：市场价值法、替代市场法、费用评价法和调查评价法。