教学目的：
（1） 能够综合运用相关专业知识分析解决区域水资源配置问题；
（3） 掌握水资源系统概化建模的基本方法，了解优化模型与模拟模型的主要内容；
（4） 学会编程（或运用专业软件）进行优化模型与模拟模型求解；
（5） 能够对配置结果合理性进行分析，在这个过程中，加深认识各种因素（经济、社会、环境、工程）对水资源配置的影响；
（6） 熟悉设计报告编写的基本要求；培养自主学习能力。
内容：
（1） 分区对现状水平年、规划水平年的需水量进行预测；
（2）针对汉江流域水资源系统特点，对汉江流域水资源配置系统进行概化，建立以年为时段的汉江流域水资源配置优化模型，并进行求解；
（3）三种水平年、三种保证率共9种组合，对汉江流域不同水平年的水资源配置方案进行综合分析。
要求：
（1）具体计算时要求各人模型参数取值、结果不同。
(2) 每人独立完成提交一份课程设计报告，报告原理、方法正确，步骤清楚，结果合理；
（3）设计报告规范。公式正确、图表规范、单位正确、引注清楚。
成绩评定：
（1）指导教师视情况，要求班长和学习委员师根据平时做课程设计过程中的表现、相互讨论及认真、独立完成程度进行评分。此项评分作为平时成绩的参考评分。
（2）指导教师根据课程设计报告的完成质量（包括完整的报告，Excel计算结果与编程程序与计算结果，提交的时间等）评定成绩。
第1章 汉江流域基本情况
1.1 流域自然概况
（一）自然地理概况
汉江是长江中游最大的支流，发源于秦岭南麓，干流流经陕西、湖北两省，于武汉市注入长江，干流全长1577 km。流域地势西高东低，由西部的中低山区向东逐渐降至丘陵平原区，西部秦巴山地高程1000～3000 m，中部南襄盆地及周缘丘陵高程在100～300 m，东部江汉平原高程一般在23～40 m左右。干流总落差1964 m。
汉江流域面积约15.9万km2， 山地约占55%，主要分布在西部，为中低山区；丘陵占21%，主要分布于南襄盆地和江汉平原周缘；平原区占23%，主要为南襄盆地、江汉平原及汉江河谷阶地；湖泊约占1%，主要分布于江汉平原。
汉江流域水系发育，集水面积大于1000 km2的一级支流共有19条，其中1万km2以上的有唐白河与堵河。汉江干流丹江口以上为上游，长925 km，占汉江总长的59%，控制流域面积9.52万km2，落差占汉江总落差的90%；丹江口至钟祥为中游，长270 km，平均比降0.19‰，区间流域面积4.68万km2；钟祥以下为下游，长382 km，河床平均比降为0.06‰，集水面积1.7万km2。
流域水系图见图1.1。
（二）水文气象特性
汉江流域属东亚副热带季风气候区，冬季受欧亚大陆冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压影响，气候具有明显的季节性。流域内多年平均气温12～16℃，由上游向下游递增。月平均最高气温发生在7月，为24～29℃；
图1.1 汉江流域水系图
月平均最低气温发生于1月，为0～3℃。极端最高气温为42.7℃（郧县1966年7月19日）；极端最低气温为－17.6℃（房县1977年1月30日）[25]。
流域多年平均降水量在700～1800mm之间，年降水量呈现南岸大于北岸，上、下游大，中游小的地区分布规律。汉江上游年内降水有三个集中时段，4月下旬至5月下旬为春汛；6月下旬至7月下旬为夏汛；8月下旬至10月为秋汛，其中夏汛时段雨量最大，秋汛次之。降水年内分配不均匀，5～10月降水占全年的70～80%，7、8、9月占年降水量的40～60%。降水Cv值上游地区为0.20，中下游地区为0.25。
1.2 社会经济概况
（一）人口
汉江流域涉及陕西、湖北、河南、重庆、四川、甘肃6省（市）的20个地（市、州）、78个县（市、区）。2010年末，汉江流域内总人口为3841.15万人，其中城镇人口1495.24万人（占全流域总人口的38.93％），农村人口2345.92万人。
从1980年至2000年，汉江流域总人口由3000.70万人增加到3590.70万人，人口在20年内增加了590万人，年均增长率为9.0‰。其中，农业人口由2661.77万人减至2475.19万人，城镇人口由338.93万人增长至1115.50万人。
汉江流域总人口增长率较高的时段在1985～1990年，年均增长率为18.1‰。从人口组成上分析，城镇人口一直呈增长态势，而农业人口在1980～1985年间基本持平，在1985～1990年间呈增长态势，随后开始迅速下降。
（二）社会经济
汉江流域2010年实现国内生产总值4751.44亿元，其中农业637.22亿元、工业2351.65亿元、第三产业1762.57亿元。
汉江流域农业较为发达，江汉平原是我国主要的商品粮基地之一，汉中盆地被誉为“鱼米之乡”，南阳盆地也是有名的农产区。流域内的粮食作物主要为水稻、小麦，经济作物主要为棉花、油料、麻类、烤烟及桐油等，此外山区还盛产木材、木耳、桐油、药材、板栗等土特产品。2010年汉江全流域共有耕地面积4596.61万亩，农田有效灌溉面积2344.65万亩，占总耕地面积的51%；流域内共有鱼塘150.37万亩，大小牲畜共计2832.19万头。
汉江流域2010年实现工业总产值7138.83亿元，工业增加值4751.44亿元。汉江流域工业以机械、电力、建材工业为主体，石油、化工、纺织及汽车制造亦具有相当规模，如湖北十堰的第二汽车制造厂、湖北潜江的江汉油田、湖北襄樊的第一棉纺织厂、湖北钟祥的磷矿及磷化工等；此外还有冶金、煤炭、一轻、二轻、烟草、电子、医药等工业亦具规模。
1.3 汉江流域水资源开发利用概况
（一）水资源量
根据流域自然条件、河谷形态，将汉江流域划分为三个子区：丹江口以上，面积为9.38万km2；唐白河流域，面积为2.39万km2；丹江口以下干流（扣除唐白河流域），面积为3.71万km2。
（1）地表水资源量
地表水资源量指的是河流、湖泊等地表水体的动态水量，通常用天然河川径流量来表示。根据汉江流域水资源调查评价成果及汉江流域水文年鉴统计数据，汉江流域多年平均地表水资源量为554.6亿m3，折合径流深为太平洋汽车模型358mm。其中，丹江口以上多年平均地表水资源量为373.7亿m3，折合径流深为399mm；唐白河多年平
均地表水资源量为52.0亿m3，折合径流深为217mm；丹江口以下多年平均地表水资源量为128.9亿m3，折合径流深为347mm。
（3）地下水资源量
汉江流域多年平均地下水资源量为161.5亿m3，其中，丹江口以上多年平均地下水资源量为90.4亿m3，产水模数为9.64万m3/km2；唐白河多年平均地下水资源量为24.7亿m3，产水模数为10.32万m3/km2；丹江口以下多年平均地下水资源量为46.4亿m3，产水模数为12.50万m3/km2。
（4）水资源总量
汉江流域的水资源总量由全流域的河川径流量和平原区的不重复地下水资源量组成。
经分析计算，汉江流域多年平均水资源总量为573.2亿m3，产水系数为0.41，产水模数为37.03万m3/km2。其中，丹江口以上多年平均水资源总量为374.9亿m3，产水模数为39.99万m3/km2；唐白河多年平均水资源总量为60.2亿m3，产水模数为25.15万m3/km2；丹江口以下多年平均水资源总量为138.1亿m3，产水模数为37.20万m3/km2。根据《长江流域及西南诸河水资源公报（2010年）》，2010年汉江流域水资源总量为771亿m3。
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