绪 论
1.1 研究意义
随着我国社会经济发展和人口增加，对各种社会资源和自然资源的需求也急剧增加，伴随着全球气候变暖和各种极端天气现象的频发，原本稀缺的淡水资源存在的种种隐患更加凸显出来，其中水资源的时空分布不均，水多、水少、水脏、水混等问题日益成为影响我国各个地区经济社会发展的关键制约因素。同时，人们不合理开发、利用水资源，使水资源的缺乏问题日益明显[1-3]。据统计，我国水资源总量排在世界第六位，人均水资源占有量不到 2100 立方米，不足世界平均水平 30%，属贫水国家。按现状用水量统计，全国 600 多个城市中有400 多个供水不足，其中缺水比较严重的有 110 个城市。中等干旱地区年缺水量高达360 亿 m3，2030 年将缺水 5000 亿 m3，2050 年将缺水 7000 亿 m3。水资源时空分配不均、供需矛盾、分布不协调仍是主要矛盾。水环境污染日趋严重，随着人们生活用水量和工农业生产的发展不断增加，生活污水和工业废水排放量急剧加，未处理的污水直接排入江河湖库，严重污染了水质。地表水的大面积污染还造成地下水污染的不断加剧，全国 100 多个大中城市中有近 70%的城市地下水受到不同程度的污染，日趋严重的水污染使供需矛盾越发加剧。水资源粗放利用方式尚未扭转，2010 年，全国用水总量为 6022 立方米，万元 GDP 用水量为 150 立方米（2010 年可比价计算），单方水 GDP 产出仅为世界平均水平的 1/3，万元工业增加值用水量为 90 立方米（2010年可比价计算），是发达国家的 3～4 倍；农业灌溉水有效利用系数仅为 0.5，发达国家是 0.7～0.8；工业用水重复率为 50%，发国家已达 85%，城市供水管网漏损率已达20%；我国在海水、雨水利用和污水处理回用等方面也处于较低的水平。
许多地区农业灌溉方式仍较粗放，水资源短缺和生态脆弱地区仍存在盲目建设高用水、重污染项目的现象，高用水企业转型降耗仍需要相当长一段时间[4-6]。随着城镇化、工业化、农业现代化快速发展，水资源分布与土地资源、经济布局不相匹配的矛盾将更加突显。毫无疑问，松花江流域水资源已成为制约社会和经济可持续、健康发展的主要瓶颈。因此，有序开发、科学配置及合理调度水资源已逐步成为社会生产、生活和国家可持续发展的重要研究方向[7-9]。
1.2 研究目的
松花江流域位于我国东北地区，是我国重要的工业基地和商品粮基地。建国初期开始进行松花江流域大规模的开发、利用和治理，基本形成了较为完善的防洪工程体系和水资源综合利用体系，为流域经济社会发展提供了支撑和保障。但流域目前仍然存在水资源短缺、水污染、水土流失、地下水超采等诸多与水资源息息相关的问题，同时，经济社会的快速发展，对流域水资源保障能力、防洪安全保障能力和生态环境保护提出了更高要求，迫切需要按照可持续发展治水思路重新认识和深入研究制约经济社会发展的一系列水问题。松花江流域的水资源配置工作是落实国家水资源管理制度的重要手段，更为东北地区老工业基地和国家商品粮基地提供有力的水资源保障，具有极为重要的现实意义。哈尔滨市黑龙江省省会，东北北部的政治、经济、文化和交通中心，东北四大中心城市之一，也是中国省辖市中陆地管辖面积最大、管辖总人口居第二位的特大城市。地处东北亚经济圈的中心位置，是欧亚大陆桥、空中走廊和水运航线的重要枢纽。全市土地总面积 5.4 万平方公里，辖 8 区 7 县，代管 3 个县级市。户籍总人口 1063.5万人，其中市区人口 587.9 万人。哈尔滨市水资源的特点是自产水偏少，过境水较丰，时空分布不均，表征为东富西贫。境内的大小河流均属于松花江水系和牡丹江水系。
松花江发源于吉林省长白山天池，其干流由西向东贯穿哈尔滨市地区中部，是全市灌溉量最大的河道，但哈尔滨市依然是严重缺水的城市之一，且地下水资源处于超量开采状态。一年中降水主要集中在 6～9 月，占全年降水量的 70%以上。解放以来，全市最大水利工程——西泉眼水库工程，1996 年已经合龙蓄水，水库控制流域面积 1151 平方公里，库面面积 40.86平方公里。全市水资源人均占有量为 1630 立方米。在过去的几十年中，由于人们的水资源保护意识不强，对生态资源保护力度不够，导致松花江上游大片森林植被逐渐减少，由此而引起的结果是水资源量也以惊人的速度减少。此外，由于受全球气候变化的影响，松花江流域降雨量和降雪量不断减少，而与此同时，居民用水、工业用水等各类用水的总量却在不断增加。因此，即便松花江上游水库电站通过蓄水为下游用水户输水，也无法从根本上改变哈尔滨缺水的现状[10-11]。综上所述，解决松花江流域水资源的问题刻不容缓，流域内科学、合理的水资源分配对未来社会和经济的发展具有非常深刻的影响[12]。为满足松花江流域经济社会可持续发展、加快调整和改造东北老工业基地以及社会主义新农村和生态环境建设，本文将根据松花江流域水资源时空分布不均匀的特点，对用水户较多、供需矛盾较突出的哈尔滨断面以上流域进行水资源优化配置研究。
1.3 水资源配置研究现状
1.3.1 水资源配置定义
由于水资源合理配置涉及的面广，目前学术界对其定义还不统一，凭借查阅大量相关资料，本文将水资源配置根据强调的重点不同确定如下。根据非工程和工程措施的定义：在确定的流域内，以有效、公平和可持续利用等原则，对不同形式的水资源，通过非工程与工程措施等手段在各种用水户之间进行科学合理的分配[13]。在特定的区域内，对有限的水资源，以可持续发展为总原则，通过非工程与工程措施等在各用水户之间进行的科学合理的分配[14]。
第 2 章 MIKE BASIN 软件介绍..............8
2.1 MIKE BASIN 简介 .............. 8
2.2 MIKE BASIN 的原理 .............. 8
2.3 MIKE BASIN 特点和功能 .................. 9
第 3 章 松花江哈尔滨断面以上水资源配置模型 ................11
3.1 研究区概况 ................ 11
3.2 流域水资源配置模型的概念 ................ 13
3.3 建模思路 .................. 14
第 4 章 模型计算与方案分析 ....................54
4.1 方案的目标 ............... 54
4.2 方案的制定和设置 .................. 54
4.3 方案结果比较和分析 ................. 55
结论
通过分析和率定表明，本次建立的水资源模型能够对该区域水资源的科学合理的分配。通过调整模型中的参数，对 2000 年的实测数据和模拟数据进行的比较，判定误差在允许的范围之内，模拟的效果较好，因此能够利用该模型对区域水资源进行科学合理的分配。
通过模型计算得到了研究范围内规划水平年不同行业的供水配置情况。2020年总供水量为 269.15 亿 m3，其中，生活供水量 19.73 亿 m3、工业供水量 56.35 亿 m3、农业供水量 186.19 亿 m3、河道外生态供水量 6.88 亿 m3；2030 年总供水量为 285.74亿 m3，其中，生活供水量 21.92 亿 m3、工业供水量 61.92 亿 m3、农业供水量 194.65亿 m3、河道外生态供水量 7.26 亿 m3。考虑需水破坏情况下，2020 年总供水量为 258.01亿 m3，其中，生活供水量 19.56 亿 m3、工业供水量 53.48 亿 m3、农业供水量 178.40亿 m3、河道外生态供水量 6.57 亿 m3；2030 年总供水量分为 273.40 亿 m3，其中、生活供水量 21.73 亿 m3、工业供水量 58.56 亿 m3、农业供水量 186.19 亿 m3、河道外生态供水量 6.92 亿 m3。
参考文献
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