所谓需水，即对水的需求，包括人们在生活、生产过程中对水的需求以及生态环境对水的需求。按照使用对象或行业的特点，需水可以分为：生活、生产、生态三部分。需水预测是在用水现状调查与用水水平分析的基础上，依据水资源高效利用和统筹安排生活、生产、生态用水的原则，根据经济社会发展趋势的预测成果，进行不同水平年、不同保证率和不同方案的需水量预测。在进行江汉平原的水资源需求预测时，从生活、生产、生态需水三个部分进行预测，一直预测到2020年。我们将江汉平原分为八个区，分别为：武汉、孝感、宜昌、荆州、荆门、天门、仙桃、潜江。然后收集了从2005年到2010年这八个区的相关需水数据，利用SPSS软件对每个区的水资源需求量进行了线性模型预测，最终预测出江汉平原2012年—2020年的需水量。

1.生活需水预测

生活需水是指城镇居民与农村居民生活所需的水量。生活需水分为城镇居民生活和农村居民生活需水，分别进行预测。城镇居民和农村居民生活需水预测，首先要确定城镇和农村的用水人口，再结合水资源条件和供水能力建设，选取与其经济发展水平和生活水平相适应的城镇生活用水定额和农村生活用水定额，分别进行估算。

（1）城镇生活需水预测

城镇居民生活用水定额，是在城镇生活用水现状调查与用水节水水平分析的基础上，分析未来不同水平年经济社会发展和生活水平提高的程度，参考国内外同类地区或城市居民生活用水变化的趋势和增长过程，结合对生活用水习惯、收入水平、水价水平的分析，来确定不同水平年的用水定额。一个城镇生活用水定额、用水结构与城镇的特点和性质有关。城市生活需水，在一定范围内，其增长速度是比较有规律的，因而可以用趋势外延和简单相关法推求未来需水量。

对总需水量的估算，首先要考虑用水人口和用水定额这两个因素。人口数以计划部门预测数为准，而用水定额以现状调查数字为基础，分析定额的历年变化情况，或进行用水定额与国民平均收入的相关分析，考虑不同水平年城镇的经济发展和人民生活改善及提高程度，拟定一个城镇不同水平年的用水定额，可以按此公式计算：

式中：Wi为某水平年城镇生活需水量（m3）；p0为城镇现状人口数量（人）；ε为城镇人口计划增长率；n为起始年份与某一水平年份的时间间隔（α）；Ki为某水平年份拟定的人均用水定额，单位为m3/（人·α）。

（2）农村生活需水预测

按人均需水标准进行统计，公式为：

其中，W为农村居民生活需水量；Mi为人均生活需水标准；Ni为需水人数。

江汉平原生活需水量的预测，采用上述的计算方法，以武汉市为例，收集了2005年—2010年武汉市的人口数，根据武汉市历年的人口自然增长率以及人口数据，用SPSS软件预测了武汉市2012年—2020年的农村人口和城镇人口。武汉市人口发展趋势表如表2.1所示：

表2.1　武汉市2005年—2020年人口发展趋势表　　单位：万人

续表

资料来源：根据《湖北统计年鉴》、《武汉市统计年鉴》数据整理得出。注：人口数均为户籍人口数。

类似上面的过程，我们收集了武汉市2005年—2010年的农村与城市用水数据，通过统计软件进行了线性预测，得出了武汉市2011年—2020年的农村和城镇人均用水数据，如表2.2所示。

表2.2　武汉市2005年—2020年农村和城镇人均年用水量表　　单位：m3

续表

资料来源：根据《湖北统计年鉴》、《武汉市统计年鉴》、《武汉水资源公报》数据整理得出。

类似武汉的情况，可以得出其他七个区的数据，然后经过各区加总计算可以得出江汉平原2012年—2020年的生活需水量的总体预测数据，如表2.3所示。

表2.3　江汉平原2012年—2020年生活需水总量预测表　　单位：亿m3

预测表中结果表明：2012年—2020年江汉平原的农村生活需水量呈现逐年递增的趋势（见图2.1），一方面说明了江汉平原的农业产业将继续扩大发展，另一方面说明农业节水问题也将作为一个重要的制约条件提上日程。由表2.3可以看出，城镇生活需水量呈现逐年递减的趋势，总的生活需水量呈现总体保持不变，略微递减的趋势（2020年的需水量比2012年减少1.4%），这说明城市节水措施初见成效，水资源节约意识逐步加强。

2.生产需水预测

生产需水是指有经济产出的各类生产活动所需水量，生产需水分为农业需水、建筑业需水、工业需水和第三产业需水。

（1）农业需水预测

区域农业总需水量（ET）可用水量平衡法计算，即

式（2-3）中：I表示灌溉水量（mm）；P表示有效降水量（mm）；ΔW表示土壤储水量的消耗量（mm）；R表示地表径流量（mm）；S表示渗透到深层的水量（mm）。如果以年为计算单位，一般可以认为土壤含水量变化较小，ΔW≈0。在农业生产区，一般地形比较平坦且土层较深，在以区域为研究单元时，可以认为没有径流和深层渗漏。这时区域水量平衡公式可以简化为：

图2.1　江汉平原生活需水逐年趋势图

即农业的需水量等于灌溉用水量与有效降水量之和。

根据江汉平原2005年—2011年的降水量统计数据，以及各地区农田面积，可以计算出2005年—2011年各地区降水量数据，并根据这些数据应用统计软件进行线性预测，得出2012年—2020年各地区降水量数据，如表2.4所示。

表2.4　江汉平原2005年—2020年降水量表　　单位：亿m3

续表

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

根据江汉平原2005年—2011年的农业灌溉用水统计数据应用统计软件进行线性预测，得出2012年—2020年各地区降水量数据，如表2.5所示。

表2.5　江汉平原2005年—2020年灌溉水量表　　单位：亿m3

续表

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据计算得出。

农业需水量等于灌溉用水量和农田降水量之和，根据表2.4和表2.5数据，可以得到2012年到2020年江汉平原各个区的农业需水量，如表2.6所示：

表2.6　江汉平原2005年—2020年农业用水量表　　单位：亿m3

续表

（2）第二产业需水预测

第二产业需水包括建筑业需水和工业需水，我们根据2005年—2010年的建筑业和工业的GDP总值和万元GDP用水量，应用统计软件预测出2012年—2020年江汉平原各个区的第二产业需水量。预测值如表2.7所示：

表2.7　江汉平原各个区的第二产业需水量表　　单位：亿m3

续表(www.daowen.com)

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

其中，2001年—2010年的第二产业GDP预测数据与万元GDP预测数据都是根据2005年—2011年现有数据得出，见表2.8和表2.9。

表2.8　江汉平原各区2005年—2020年第二产业GDP总值单位：亿元

数据来源：根据《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

表2.9　江汉平原各区2005年—2020年万元GDP用水量表单位：亿m3

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

（3）第三产业需水预测

第三产业采用万元GDP产值用水量与GDP产值数据进行预测，我们收集了江汉平原八个区的2005年—2010年的GDP总值和万元GDP用水量为依据，用统计软件预测出2012年—2020年江汉平原的第三产业需水量，如表2.10所示。

表2.10　江汉平原各个区第三产业需水量预测表　　单位：亿m3

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

其中，2012年—2020年的第三产业GDP总值为根据2005年—2011年数据预测而得，见表2.11。万元GDP需水数据见表2.9。

表2.11　江汉平原各区2005年—2020年第三产业GDP总值单位：亿元

续表

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴等数据整理得出。

（4）总体需水预测

生产需水包括农业需水，第二产业需水，第三产业需水，把上述各个预测结果进行加总，得出江汉平原的生产需水如表2.12所示：

表2.12　江汉平原生产需水量预测表　　单位：亿m3

从表2.12可以看出，江汉平原的生产需水量，生产需水总量和农业需水量都呈上升趋势。第二产业和第三产业的需水量逐年下降。2020年与2012年相比，需水量增长了4.9%。具体如图2.2所示。由此我们可以看出，农业用水占江汉平原用水的绝大部分（2020年为90.7%），农业用水的上涨趋势带动了总体生产用水的上升。第二产业和第三产业由于节水意识的普及以及节水科技的不断进步，呈现稳定下降趋势。

图2.2　江汉平原生产需水量产业分解趋势图

3.生态需水预测

生态环境需水是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设所需要保留的自然水体和需要补充的水量。根据水量的利用消耗情况，分为河道外生态与环境需水和河道内生态与环境需水。

我们收集了从2005年到2010年江汉平原八个区每年的生态用水量，综合2005年—2010年的指标数据，通过统计软件（SPSS）进行趋势预估，计算出江汉平原2012年到2020年各个区的生态用水量。数据如表2.13所示：

表2.13　江汉平原各个区的生态需水量预测值　　单位：亿m3

续表

数据来源：根据《湖北水资源公报》、《湖北省统计年鉴》、各县市统计年鉴数据整理得出。

从表2.12可以看出，江汉平原从2012年到2020年的生态需水量呈现阶梯状上升趋势（见图2.3），这说明江汉平原逐年加大生态环境保护的力度，政府逐渐重视生态环境、资源和经济发展之间的相互协调，并制定相关政策法规予以保障。

具体到生态用水的种类，可以分为以下几个部分：

（1）河道内生态与环境需水预测

河道内生态与环境需水指维持河流生态系统一定形态和一定功能所需要保留的水流量，按维持河道一定功能的需水量和河口生态与环境需水量分别计算。河道内生态与环境需水量应在河流水系主要控制节点（包括河口）计算成果的基础上，综合分析河流水系不同河段河道内生态与环境保护、修复或建设目标，提出合理成果。另外，河道内生态与环境需水量与河道内非消耗性生产需水量之间有重复的地方，计算时应予以注明。

①维持河道一定功能的需水量

图2.3　江汉平原生态需水量趋势图

维持河道一定功能的需水量采用Tennant法，Tennant法将全年分为两个计算阶段，4月—9月为多水期，10月至次年3月为少水期，不同时期流量百分比各不相同。根据多年平均流量百分比和河道内生态与环境状况的对应关系，直接计算维持河道一定功能的生态与环境需水量。运用该方法计算维持河道一定功能的生态与环境需水量关键在于选取合理的流量百分比。

②河口生态与环境需水量

河口生态与环境需水量指防止咸潮上溯、维持河口生态平衡所需的水量，主要包括河口冲沙需水量、防潮压咸需水量、河口生物需水量。各需水量之间有一定的重复，各计算单项需水量的最大值为河口生态与环境需水量。

河口冲沙需水量指为了保持河口泥沙冲淤平衡所需要水量。冲沙需水量计算需分析历年入海水量的变化特点及河口生态环境、泥沙冲淤平衡状况，丰水年和平水年可利用汛期的排水及灌溉回归水冲淤，枯水年份需要保持一定的入海水量，满足河口冲沙的需要。河口泥沙受到河道水流与潮流的相互作用，水动力条件复杂，可用河口多年入海水量、含沙量、泥沙淤积量等进行估算。

防潮压咸需水量是为了避免咸潮上溯对河口地区生态环境和生活生产用水带来不利影响所需要的水量。有资料的地区可根据河口流量与咸水位关系计算相应的入海压咸需水量。无资料的地区可以河口处多年平均月最大潮水位和设计潮水位来计算防潮压咸所需水量。

河口生物需水量指为了保持河口水生生物及其栖息地所需要的水量。河口生物栖息地受河道水流和海洋潮流的共同影响，情况比较复杂。河口生物栖息地保护主要是维持河口入海水量与咸潮及泥沙的动态平衡，一般通过典型年入海水量的分析，确定其需水量。

（2）河道外生态与环境需水量预测

河道外生态与环境需水指保护、修复或建设给定区域的生态与环境需要人为补充的水量，按城镇生态与环境需水、湖泊沼泽湿地生态与环境补水、林草植被建设需水和地下水回灌补水分别计算。

①城镇生态与环境需水量

城镇生态与环境需水量指为保持城镇良好的生态与环境所需要的水量，主要包括城镇河湖需水量、城镇绿地建设需水量与城镇环境卫生需水量。

②林草植被建设需水量

林草植被建设需水指为建设、修复和保护生态系统，对林草植被进行灌溉所需要的水量，林草植被主要包括防风固沙林草等。

③湖泊沼泽湿地生态与环境补水量

湖泊沼泽湿地生态与环境补水量指维持湖泊一定的水面面积或沼泽湿地面积人工补充的水量。

④地下水回灌补水量

地下水回灌补水量指为了防止地下水超采，需要通过工程措施对地下水超采区进行回灌所需要的水量，通常情况下，如果开采量小于补给量，地下水超采区可逐步恢复。如确需通过工程措施对地下水超采区进行回灌，可根据地下水保护规则，结合地下水超采量、地下水超采补平衡目标、地下水回灌系数和地下水回灌年数，确定合理的地下水回灌量。