结合流域经济发展水平，对规划水平年(2015年)南四湖流域四个水资源计算分区，按照生活、农业、工业及生态环境用水等四项需水量采用定额法进行预测计算。
2.2.1.1 宏观经济发展趋势
(1)人口发展预测
将南四湖流域人口划分为城镇人口和农村人口两部分。规划水平年(2015年)人口预测，根据近期人口增长率进行趋势外推计算。依据山东省和江苏省城市建设规划成果，并结合南四湖经济发展水平，人口增长率按6‰、城镇化率按35%计算。
南四湖流域现状年(2006年)总人口为2210万人，人口自然增长率为6‰。以2006年为总人口预测基数，按如下公式
Pn=P0(1+r)n (2.1)
式中:P0为现状年总人口的数量，万人;Pn为预测年末总人口的数量，万人;r和n分别为人口综合增长率和预测年限。
经式(2.1)计算，得出南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区人口预测结果，见表2.1。在此基础上，再根据各分区的城镇人口所占比重推出各计算分区城镇人口，见表2.2。
表2.1 南四湖流域2015年各计算分区人口预测表 单位:万人
表2.2 南四湖流域2015年各计算分区城镇人口预测表 单位:万人
(2)牲畜发展预测
根据山东省和江苏省2002～2006年统计年鉴，并考虑畜牧业发展规划以及对畜牧业产品需求量，预测南四湖流域规划水平年(2015年)大小牲畜的总数，年增长率采用3%计算，具体情况见表2.3。
表2.3 南四湖流域2015年各计算分区牲畜发展预测表 单位:万头
(3)工业产值预测
根据南四湖流域2003～2006年工业总产值变化情况，结合流域目前经济发展的实际状况及经济发展中期发展计划，在预测工业总产值时，取工业总产值的年增长率为7.0%，以2006年为现状年，到规划水平年(2015年)工业总产值为2775.09亿元。南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区预测的工业产值见表2.4。
表2.4 南四湖流域2015年各计算分区工业产值预测表 单位:亿元
(4)农业生产预测
由于南四湖流域属于水资源较为短缺地区，而且南四湖流域地区有效灌溉面积已达耕地面积的80%左右，考虑到资源约束和经济结构的调整，认为规划水平年(2015年)的有效灌溉面积维持在当前水平不再增加，即规划水平年(2015年)的有效灌溉面积取现状年(2006年)的有效灌溉面积。
据此，南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)预测的有效灌溉面积分别为:济宁及湖区498.5万亩，湖东枣庄区92.6万亩，湖西菏泽区353.6万亩，湖西徐州区150.9万亩，总有效灌溉面积为1095.5万亩;然后通过水田与耕地面积的比例，将有效灌溉面积分为水田和旱地，见表2.5。
表2.5 南四湖流域2015年各计算分区有效灌溉面积预测表 单位:万亩
2.2.1.2 生活需水预测
(1)生活用水定额
根据山东省和江苏省统计资料分析，现状年(2006年)南四湖流域农村生活用水定额为80L/(人·d)，大牲畜用水定额为40L/(d·头)，小牲畜用水定额为15L/(d·头);城镇综合生活用水指标，湖东地区为120L/(人·d)，湖西地区为125L/(人·d)。据“淮河流域及山东半岛水资源开发利用调查评价报告”，考虑到生活水平的提高，人均生活用水增长以50%计算，则规划水平年(2015年)农村生活用水120L/(人·d)，大小牲畜用水定额保持不变;城镇综合生活用水指标，湖东地区为180L/(人·d)，湖西为187.5L/(人·d)。
(2)生活需水量预测
据得到的生活用水定额，并结合流域人口和牲畜数量的预测结果(表2.1～表2.3)，得南四湖流域规划水平年(2015年)各计算分区城乡生活需水量，见表2.6。
表2.6 南四湖流域2015年各计算分区城乡生活需水量预测表 单位:万m3
2.2.1.3 工业需水预测
工业需水量除了与国民经济发展计划及长远规划密切相关外，还受水资源条件、工业行业结构、工艺水平等多种因素的影响。具体来讲，就是与万元产值及用水定额有关，饮用水定额的大小主要取决于水资源的重复利用率。其计算公式如下:
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:W工为某一水平年工业需水量，万m3;Xi为某一水平年工业产值，万元;Qi为某一水平年万元产值取水定额，m3/万;i和n分别为某一工业部门和工业部门总数。
(1)工业用水定额
以工业产值与万元产值用水量的相关关系，推求工业发展用水量。因南四湖流域用水方式、用水管理以及行业结构和产品结构的不断调整，近年来南四湖流域各计算分区的单位工业产值用水量持续降低。
工业用水定额根据万元工业产值用水量计算，参考《全国水资源综合规划》《山东省“十一五”水利发展规划》及《江苏省“十一五”水利发展规划》，确定规划水平年(2015年)火电工业用水定额为187m3/万元、一般工业用水定额为79m3/万元，乡镇工业用水定额为34m3/万元。
(2)工业需水量预测
根据式(2.2)，以及工业产值预测结果(表2.4)和工业用水定额预测结果，预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)工业需水量，见表2.7。
表2.7 南四湖流域2015年各计算分区工业需水量预测表 单位:万m3
2.2.1.4 农业需水预测
(1)农田灌溉需水量预测
农业灌溉需水量，是指在一定的自然条件和生产条件下，为满足农作物生育期正常生长需要补充的水量。灌溉用水与作物种植类型、种植面积、气候和降雨、灌溉方式、管理水平及工程设施等因素有关。其关系式为
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:W灌为某一水平年总灌溉需水量;ωij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉面积;mij为某一分区某一水平年某种作物的灌溉定额;λi为分区灌溉水利用系数。
1)农田灌溉定额。本节采用降雨长系列计算方法设计灌溉定额，据有关部门和研究单位大量的灌溉试验所取得的有关成果，分别提出降雨频率为50%、75%和95%典型年的灌溉定额。灌溉定额可分为充分灌溉和非充分灌溉两种类型，对于水资源比较丰富的地区，一般采用充分灌溉定额;而对于水资源比较紧缺的地区，一般可采用非充分灌溉定额[40]。
根据南四湖流域的具体情况，考虑到水资源的约束和节水灌溉的发展与推广，在分析灌溉效率调查研究成果的基础上，参考“全国水资源综合规划”相关研究成果，确定规划水平年(2015年)不同保证率下各计算分区的灌溉定额，见表2.8。
2)灌溉水利用系数。根据《山东省水利发展“十一五”规划》及《徐州市“十一五”水利发展规划》(2006年)，并综合考虑加强灌溉用水管理、推广节水灌溉技术，提高灌溉水利用系数等情况，确定南四湖流域各计算分区农业灌溉水利用系数。
表2.8 南四湖流域2015年各计算分区农业灌溉定额预测表 单位:m3/亩
其中，济宁及湖区是0.75，湖东枣庄区是0.65，湖西菏泽区是0.78，湖西徐州区是0.62。
3)农田灌溉需水。根据有效灌溉面积(表2.5)、灌溉定额预测结果(表2.8)和灌溉水利用系数，并依据式(2.3)，可以预测南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)不同保证率下农业灌溉需水量，见表2.9。
表2.9 南四湖流域2015年各计算分区不同保证率农田灌溉需水量预测表 单位:万m3
(2)林牧渔业需水量预测
林牧渔业需水量包括林果地灌溉、草场灌溉、鱼塘补水等3项。根据南四湖流域现有林果地、草场和鱼塘情况、行业发展规划以及市场需求情况，进行林果地、草场和鱼塘灌溉面积发展指标预测。南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业灌溉面积预测成果见表2.10。
表2.10 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔业灌溉面积预测表 单位:万亩
根据现状典型年调查成果，并依据山东省和江苏省节水灌溉规划，分别确定规划水平年(2015年)林果地灌溉、草场灌溉和鱼塘补水需水定额，山东省林牧草灌溉定额采用110m3/亩，鱼塘补水定额以433m3/亩计;江苏省林牧草灌溉定额采用120m3/亩，鱼塘补水定额以467m3/亩计。综合林牧渔业灌溉面积预测成果(表2.10)和相对应的灌溉定额，预测出南四湖流域规划水平年(2015年)林牧渔业需水量，见表2.11。
表2.11 南四湖流域2015年各计算分区林牧渔需水量预测表 单位:万m3
(3)农业需水量预测
综合全流域农田需水量(表2.9)和林牧渔业需水量(表2.11)的预测成果，可得到南四湖流域各计算分区规划水平年(2015年)农业需水预测成果见表2.12。
表2.12 南四湖流域2015年各计算分区农业需水预测表 单位:万m3
2.2.1.5 生态环境需水预测
(1)城镇生态环境需水量
城镇生态环境需水量指为保持城镇良好的生态环境所需要的水量，主要包括城镇河湖需水量、城镇绿地建设需水量和城镇环境卫生需水量。
1)城镇绿地环境需水量。据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划，依据规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额，确定城镇绿地植被需水量，采用定额法计算:
WG=SGqG(2.4)
式中:WG为绿地生态需水量，m3;SG为绿地面积，亩;qG为绿地灌溉定额，m3/亩。
2)城镇河湖补水量。采用定额法进行城镇河湖补水量计算。即按照现状年(2006年)的水面面积和城镇河湖补水量估算单位水面的河湖补水量，根据对规划水平年(2015年)河湖面积的预测计算所需水量。
3)城镇环境卫生需水量。采用定额法计算:
Wch=SCqG (2.5)
式中:Wch为环境卫生需水量，m3;SC为城市市区面积，m2;qG为单位面积的环境卫生需水定额，m3/m2。
(2)农村生态环境需水量
1)林草植被建设需水量。林草植被建设需水是指为建设、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。
林草植被生态需水量采用面积定额法计算
变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究
式中:Wp为植被生态需水量，m3;Spi为第i种植被面积，亩;qpi为i种植被灌水定额，m3/亩，参照农作物灌水定额的计算方法。
2)湖泊生态环境补水量。湖泊生态环境补水量指为维持湖泊一定的水面面积或沼泽湿地面积所需人工补充的水量。
湖泊生态环境补水量根据水面蒸发量、渗漏量、入湖径流量等按水量平衡法估算
WL=10S(E-P)+F-RL (2.7)
式中:WL为湖泊生态环境补水量，m3;S为需要保持的湖泊水面面积，亩;P为降水量，mm;E为水面蒸发量，mm;F为渗漏量，m3;RL为进入湖泊径流量，m3。
3)沼泽湿地生态环境补水量。沼泽湿地生态环境补水量用水量平衡法进行估算
Ww=10S(Ew-P)+F-Rw (2.8)
式中:Ww为沼泽湿地生态环境需水量，m3;S为需要恢复或保持的沼泽湿地面积，亩;Ew为降水量，mm;F为沼泽湿地蒸发量，mm;F为渗漏量，m3，对于底层为冰冻或者泥炭层的沼泽湿地，可近似认为渗漏量为0;Rw为进入沼泽湿地的径流量，m3。
据山东省城市发展规划及徐州市城市建设“十一五”发展规划，确定规划水平年(2015年)植被面积及灌溉定额，计算规划水平年植被型需水量;而湿地、湖泊及城镇河湖补水量，考虑渗漏、蒸发及降雨等综合因素，计算规划水平年(2015年)水面型需水量。经分析计算，南四湖流域各水平年计算分区生态环境需水量见表2.13。
表2.13 南四湖流域各水平年生态环境需水预测成果表 单位:万m3
2.2.1.6 需水综合分析
综上所述，根据对南四湖流域农业、工业、生活、生态需水量的预测成果，可以得到南四湖流域现状水平年(2006年)和规划水平年(2015年)的总需水量预测成果，见表2.14。
表2.14 南四湖流域各水平年总需水量计算成果表 单位:万m3
黑龙江省--北方地区
湖北省-- 南方地区
新疆维吾尔自治区--西北地区
青海省--西北地区
四川省西部--青藏地区
江苏省北部--北方地区（因为 江苏省北部在秦岭淮河一线以北地区）
北方地区
农业生产条件：
有利条件：①夏季气温高，降水多，高温期与多雨期一致，水热配合较好。东北地区冬季积雪厚，夏季日照长；黄河中下游地区秋季晴天多，华北平原地下水丰富。②平原广阔，土层深厚。东北地区，黑土肥沃，人均耕地多，宜农荒地多，森林资源丰富。③黄河中下游地区农业生产历史悠久。
不利条件：①东北地区生长期短，热量不足，受寒潮影响大；西部风沙威胁大。②黄河中下游地区春旱、夏涝突出；水土流失和土壤盐碱化严重。
农业活动特点：重要的农耕区，以旱作为主。长城以北一年一熟长城以南两年三熟。农耕区畜牧业为主。东北林区面积广大。
农业在全国的地位：①东北平原是我国最大的商品粮基地和林业基地，农业机械化程度高；黄河中下游地区是我国最大的棉麦产区；黄泛区为全国最大水果带。②商品粮基地：三江平原、松嫩平原、黄淮海平原；棉花基地：冀中南、鲁西北、豫北。
主要农产品：
种植业－小麦（东北春小麦）、玉米、高粱（东北、黄土高原）、谷子（黄土高原）大豆、甜菜、亚麻（东北）；棉花、花生、烤烟（华北）
林业－用材林：红松、落叶松（东北）；经济林：苹果、梨、柿、桃、枣、板栗（黄河中下游）
畜牧业－黄牛、马、驴、骡、绵羊、鸡。
水产业－海水养殖和海洋捕捞：海带、对虾、贝类。
南方地区
农业生产条件：
有利条件：①高温期与多雨期一致，水热资源丰富、配合好（台湾、海南、滇南西双版纳是全国水热条件最好的地区）。江淮地区梅雨适时适量，有利于水稻生长。②长江中下游平原、珠江三角洲地势低平、土壤肥沃，河汊纵横，既灌溉便利，也利于发展淡水养殖；四川盆地紫色土肥沃；横断山区，森林资源丰富，树种多，人类影响小，利于发展林业生产。③长江流域农业生产历史悠久，生产水平高。
不利条件：①江淮地区伏旱期，气温高，降水减少，蒸发旺盛，易对水稻生产产生影响、南部沿海地区夏秋季台风影响很大。②长江以南地区为红壤分布区，土壤酸性强，土质粘重，不利于种植业的发展。③云贵地区喀斯特地貌发育，地表崎岖，土层薄，地表水缺乏，不利于农业发展。
农业活动特点：重要的农耕区之一，以水田为主。长江以北一年两熟，长江以南一年三熟。农耕区畜牧业为主。淡水养殖发展很快。南部（海南、云南西双版纳等）发展热带经济作物生产。海洋渔业发达，舟山渔场是我国最大的渔场，沈家门港是我国最大的渔港。
农业在全国的地位：①重要的商品粮、桑蚕、糖料作物、油料作物、棉花、黄麻、亚热带热带作物和淡水渔业产区；长江中下游平原和珠江三角洲是著名的 “鱼米之乡”，四川盆地素有“天府之国”之美誉。②商品粮基地：成都平原、江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、太湖平原、珠江三角洲、江淮地区。棉花基地：江汉平原、长江三角洲。热带经济作物基地：海南岛、西双版纳。糖料作物基地：广东、海南、广西、云南、四川。出口农产品基地：太湖平原、珠江三角洲。淡水渔业基地：长江中下游平原、珠江三角洲。桑蚕基地：太湖平原、珠江三角洲、成都平原。用材林基地：横断山区、东南林区。
主要农产品：
种植业－水稻（最大产区）、小麦、棉花、油菜籽（长江流域）、甘蔗。
林业－用材林：杉、马尾松、竹。经济林：茶叶、油茶、油桐、橡胶、剑麻、柑橘、香蕉、荔枝、桂圆、菠萝、蚕桑。
畜牧业－水牛、山羊、猪、鸭、鹅、鸡。
水产业－海水养殖和海洋捕捞：带鱼、大黄鱼、小黄鱼、墨鱼、贝类。谈水养殖：青、草、鲢、鳙、蟹、虾等。
西北地区
农业生产条件：
有利条件：①夏季气温高，运量少，光照强，昼夜温差大。②牧场广大，宜农荒地多。③新疆、河西走廊有冰川融水灌溉，宁夏平原、河套平原有黄河水灌溉。
不利条件：①冬长夏短，寒潮影响大，春季沙尘暴频发。②降水少，蒸发强，农业需灌溉，灌溉水源不足。③地表植被差，沙漠化严重，河套平原、宁夏平原盐碱化严重。
农业活动特点：重要的牧业区。种植业以旱作为主，灌溉农业突出（新疆为绿洲农业）。一年一熟~两年三熟（南疆）。
农业在全国的地位：全国最重要的畜牧业基地（新疆、内蒙古），最大的长绒棉基地，重要的灌溉农业区（新疆、宁夏、河套），重要的温带水果产地（新疆），重要的糖料作物基地（内蒙古、新疆）
主要农产品：
种植业－小麦、甜菜、瓜果、棉花、胡麻（内蒙古）。
畜牧业－三河马、伊犁马、三河牛、骆驼、内蒙古细毛羊、新疆细毛羊、阿尔泰大尾羊、宁夏滩羊。
青藏地区
农业生产条件：
有利条件：①太阳辐射强，日照时间长，昼夜温差大，河谷地带（黄河、湟水、雅鲁藏布江）积温较高，有水灌溉。②草场广阔，柴达木盆地宜农荒地多。
不利条件：海拔高，气温低，无霜期短。
农业活动特点：著名的高寒牧区和河谷农业区。
农业在全国的地位：我国重要的畜牧基地（青海、西藏）。
主要农产品：
种植业－青稞（春小麦）、小麦、豌豆。 畜牧业－牦牛、藏山羊、藏绵
