谢炳勇
(河北省水文水资源勘测局,河北 石家庄050031)
临漳县地下水资源评价与管理对策
谢炳勇
(河北省水文水资源勘测局,河北 石家庄050031)
评价和阐述了河北省临漳县的地下水资源数量和水质等状况,分析地下水资源开发利用中存在的问题,并有针对性地提出了管理对策。
临漳县;地下水资源;评价;管理对策
临漳县位于河北省最南缘,太行山东麓,漳河冲积平原上,总土地面积744 km2。属暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区。全县多年平均降水量529.7 mm。按照流域水系划分,临漳县分为子牙河水系、漳卫河水系和黑龙港水系三部分。
临漳县属太行山山前冲、洪积平原,具有土壤复杂,微地貌变化显著的特点。地势变化以漳河为界,漳河以北由西南向东北倾斜,漳河以南由西北向东南倾斜,海拔高度在58.0~85.8 m之间。由于漳河在历史上历经摆动,故河道遍布全县,致使境内地势起伏,微地貌复杂多变。
临漳县地下水赋存于第四系松散岩层中,主要受大气降水和地表水(包括河渠及灌溉回归水)入渗补给,其次是潜水侧向补给。排泄方式以人工开采为主,其次为侧向流出与潜水蒸发。含水砂层分布差异较大,西部沉积稳定,层次少,单层厚,往东逐渐过渡为层次多而单层薄。含水层岩性由粗变细,西部以砂砾、卵石为主,向东过渡为粗中砂到中、细砂和细砂为主。西部呈面状分布,而东部具有条带状的特点。含水层垂直方向的变化也较大,自西向东埋藏由浅变深,水质由好变差。地下水的流向基本与地形一致。含水层可分为四个含水岩组。
临漳县浅层地下水动态类型基本属于入渗—开采型。
临漳县浅层地下水埋深分布的总体趋势为由西向东逐渐增大。埋深高值区位于东北部,年平均埋深在30 m以上。浅层地下水位年内的动态变化大致情况为:3—4月春灌开始,地下水位陆续下降,至6月底前后出现年内最低水位,7—8月降水量增加,地下水位开始回升,至年底或来年1—2月达到最高水位。根据对临漳县浅层地下水动态观测资料分析,年平均年下降速率为0.63 m/a。
按矿化度(M)的大小可划分为M≤1g/L和1g/L<M≤2 g/L两个分区,均属淡水区。矿化度 M≤1g/L的面积为658.44 km2,占总面积的 88.5%;矿化度 1<M≤2g/L的面积为 85.56 km2,占总面积的 11.5% 。
临漳县地下水资源量采用总补给量法计算,总补给量主要包括降水入渗补给量、河道渗漏补给量、山前侧渗补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量和井灌回归补给量,总补给量扣除井灌回归量即为地下水资源量。评价参数有降水入渗补给系数、河道渗漏补给系数、渠系渗漏补给系数、渠灌田间入渗补给系数及井灌回归补给系数等。
临漳县多年平均总补给量为10 361万 m3,平均补给模数为13.93万 m3/km2。其中滏西平原区多年平均总补给量2 518万 m3,补给模数15.74万 m3/km2,黑龙港平原区多年平均总补给量1 043万 m3,补给模数12.27万 m3/km2,漳卫河平原区多年平均总补给量6 800万 m3,补给模数13.63万m3/km2。
在总补给量中,矿化度M≤1g/L的补给量为9 248万 m3,其中降水入渗补给量6 871万 m3,山前侧向补给量357万 m3,地表水体入渗补给量2 020万 m3。矿化度1<M≤2g/L的补给量为1 113万 m3,其中降水入渗补给量803万 m3,山前侧向补给量21万 m3,地表水体入渗补给量289万 m3。
平原区地下水排泄项主要包括潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量及浅层地下水实际开采量,各项排泄量之和即为总排泄量。用公式表示为:
式中:Q总排为地下水总排泄量;Q河排为河道排泄量;Q侧排为侧向排出量;Q越排为越流排泄量;Q开采为浅层地下水实际开采量;ε为潜水蒸发量。
临漳县多年平均地下水总排泄量为14 418万 m3。其中潜水蒸发量、河道排泄量均为零,侧向流出量、越流排泄量均忽略不计,浅层地下水开采量为14 418万 m3。
水均衡是指多年平均地下水总补给量与总排泄量的均衡关系。在人类活动影响和均衡期间代表年数并非足够多的情况下,水均衡还与均衡期间的浅层地下水蓄变量有关,因此,在实际应用水均衡理论时,一般指均衡期间的多年平均地下水总补给量、总排泄量和浅层地下水蓄变量三者之间的均衡关系,即:
式中:X为绝对均衡差;Q总补为浅层地下水总补给量;Q总排为浅层地下水总排泄量;△W为浅层地下水蓄变量;δ为相对均衡差。
临漳县1980~2005年均衡期间平均地下水总补给量为10 361万 m3,平均浅层地下水总排泄量为14 418万 m3,平均地下水蓄变量为-3 082万 m3,补排绝对均衡差为975万m3,相对均衡差为9.4%,小于《河北省市级水资源评价技术细则》中规定的∣δ∣≤20%,满足计算精度要求。
依据前述计算的多年平均总补量,扣除井灌回归量后,即为地下水资源量。经计算,临漳县1980~2005年多年平均地下水资源量为9 386万 m3,地下水资源模数为12.62万m3/km2。其中,矿化度M≤1g/L的地下水资源量为8 379万m3,占全县地下水资源量的89.3%;矿化度1<M≤2g/L的地下水资源量为1 007万 m3,占全县地下水资源量的10.7% 。
浅层地下水资源的可开采量是指在经济合理、技术可行且不会造成水位持续下降、水质恶化、地面沉降等环境问题和不对生态环境造成不良影响的情况下,允许从地下水含水层中开采的最大水量。临漳县地下水可开采量采用可开采系数法计算。
浅层地下水可开采量计算公式为:
式中:Q可采为地下水可开采量;Q总补为地下水总补给量;ρ为可开采系数。(滏西平原区为 0.98,黑龙港平原区为0.88,漳卫河平原区为 0.92)
经计算,临漳县多年平均地下水总补给量为10 361万m3,可开采量为9 642万 m3,平均可开采系数为0.93。其中,矿化度M≤1g/L的地下水总补给量为9 248万 m3,可开采量为8 618万m3,平均可开采系数为0.93;矿化度1<M≤2 g/L的地下水总补给量为1 113万m3,可开采量为1 024万m3,平均可开采系数为0.92。
地下水资源的地区分布用模数图表示。因受地形地貌、气象水文和水文地质条件的影响,区域内地下水资源模数趋势为由西向东逐渐减小。
地下水资源模数的空间分布主要受降水量和地质条件的制约,全县平均地下水资源模数为12.62万 m3/km2。其中,以太行山前的滏西平原和漳卫河平原补给条件较为优越,地下水资源模数分别为14.16万 m3/km2和12.39万 m3/km2,黑龙港平原区地下水资源模数最小,为11.04万 m3/km2。
全县地下水资源多年平均可开采模数为12.96万 m3/km2。其中,以滏西平原的15.42万 m3/km2为最大,其次是黑龙港平原和漳卫河平原,地下水可开采模数分别为10.80万 m3/km2和12.54 万 m3/km2。
临漳县地下水资源量中地表水体补给量和山前侧向补给水量年际变化较大。地下水资源量的最大值为的16 395万m3,最小值为3 776万 m3,极值比为4.3。其中,地下水资源量极值比最大的是黑龙港平原区,极值比为5.1;最小的是滏西平原区,极值比为4.2。
临漳县地下水水质评价以评价区内15眼监测井的监测数据作为依据,借以反映全县的地下水水质现状。全县地下水水质状况总体良好。其中,7眼监测井的评价结果为Ⅱ类水,占参加评价监测井的46.7%;5眼监测井的评价结果为Ⅲ类水,占参加评价监测井的33.3%;2眼监测井的评价结果为Ⅳ类水,占参加评价监测井的13.3%;1眼监测井的评价结果Ⅴ类水,占参加评价监测井的6.7%。
以Ⅲ类水标准计,5眼监测井中有2眼井的超标物为氟化物,达到了Ⅳ类水质标准;1眼监测井超标物质为总硬度、硫酸盐、矿化度和氟化物。其中,总硬度和硫酸盐含量达到了Ⅴ类水质标准;矿化度和氟化物含量达到了Ⅳ类水质标准。
综上所述,临漳县地下水质状况总体良好,相比西部好于东部。其中,东南部水质较差,不宜饮用,其它用水可根据使用目的选用;东部部分地区地下水除适用于农业和部分工业用水外,适当处理后可做生活饮用;中部和西部地下水可直接用于集中式生活饮用水源及各种工农业用水。
多年来,在水资源的开发利用和保护过程中,临漳县水行政主管部门积累了大量的科学管理、优化配置和合理开发经验。但是由于受水资源开发利用和水利工程条件的限制,在地下水资源的开发利用中仍然存在着许多问题。
随着区域内地表水供水量的减少,地下水开采量逐渐增大,超越了当地水资源的承载能力。地下水的过量开发利用,对当地水环境造成了一定的破坏。节水工作举步维艰,用水计量亟待完善。水资源论证、取水许可制度有待加强。目前,全县共有地下水位观测井13眼,地下水质监测井4眼,监测点数量少、分布不均,远不能满足地下水资源监测要求。鉴于存在的以上问题,要在开源节流,加强污染治理和水资源管理等方面做出有效的举措。
2010年南水北调中线一期工程实施后,分配给临漳县水量为560万m3;临漳县属于东部平原生态水系工程范围内,根据生态水网工程水量分配方案,临漳县平水年、枯水年可分配民有渠水量分别为2 800万 m3和1 131万 m3;利用水挖潜重点是恢复整修太平渠,修建平原蓄水闸;均可增加地下水补给量。
在农业、工业、城镇生活等各个方面采取节水措施,同时严格控制地下水开采,杜绝违法开采地下水,和无计量取水等行为。
开展有效的水资源保护措施,提高水资源利用率。包括水利工程水环境综合整治,工业污染防治,农业面污染治理和污水处理再利用等。
加强水资源政策与管理,主要包括水价改革及水价格体系建设、水资源管理体制改革、水政策法规建设等多项措施。
[1]方子云.水资源保护工作手册.南京:河海大学出版社.1994.
[2]河北省市级水资源评价技术细则.
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1004-1184(2013)06-0048-02
2013-09-04
谢炳勇(1979-)男,河北吴桥人,工程师,主要从事水文水资源工作。