衡水市水资源形势及开发利用分析

2014-11-24 08:11:42李海涛
水科学与工程技术 2014年6期
关键词:咸水衡水市供水量

李海涛

(河北省衡水水文水资源勘测局,河北 衡水053000)

1 基本情况

衡水市位于河北省东南部,包括1个市辖区(桃城区)8个县、2个县级市,总面积8815km2,总人口426万人,衡水市区为桃城区,面积598km2,包括桃城区、滨湖新区、开发区,区域全部为冲击平原区,地貌类型平缓单一。衡水水资源严重匮乏,人均水资源仅148m3,还不到全省平均水平的40%。随着经济和生活水平的不断提高,需水量也越来越大,深层地下水超采严重,衡水市“冀枣衡”漏斗中心水位不断下降,目前漏斗区已经降至95.57m,形成“冀枣衡”漏斗区,漏斗面积还在逐步扩大[1]。

2 水资源条件

衡水市水资源总量7.35亿m3,其中包括浅层淡水6.18亿m3,自产径流1.95亿m3,再减去重复计算量0.78亿m3,人均185m3,仅为全省人均水平383m3的48%,全国人均2238m3的8.3%,世界人均7300m3的2%,是全省乃至全国严重缺水的地区之一。

本市水资源可利用量11.83亿m3,年需水量22亿m3,实际年用水量14亿~17亿m3,水资源供需缺口相差一倍多。

2.1 降水量

全市多年平均降水量522.5mm。从地区分布情况看,东部的故城、景县、阜城较大,西部冀州、深州、安平较小,东部较西部偏大10%。

降水量的年际变化较大,变差系数大多在0.3~0.4之间。深州雨量站最大年降水量990mm,最小年降水量166mm。其余各市县年平均雨量最大、最小之比在3~4之间。

不同保证率降水量统计如表1。

降水量的年内分配很不均匀,全年降水量的70%~80%集中在汛期6~9月份,且多集中发生在7~8两个月的一场或几场暴雨中。非汛期降水量较小,时常出现一个月或几个月无降水。

降水量年内分配如表2。

东南部枣强南部、故城中北部、景县大部分区域降水量在500mm以上。景县八里庄最大为646.9mm。本市西北部降水量偏小,桃城区西部、安平全部、饶阳大部分区域降水量在350mm以下。6~9月降水量占全年降水量的66%,且主要集中在7~8月份。2~5月降水量偏少,全市平均为120.9mm,11、12月份基本无降水。7月13日,景县东部安陵一带发生历史罕见的局部短历时暴雨,日降水量达217.7mm,造成局部涝灾。

表1 各行政分区不同保证率年降水量统计 单位:mm

表2 不同保证率降水量年内分配 单位:mm

2.2 地表水

随着上游山区相继建成大量大、中、小型蓄水水库,使地表水越向东越少,大部分山区径流就地利用或主要用于近山前平原,绝大部分河道只有汛期排洪功能,成为季节性河流[2]。进入连续枯水期,加之国民经济呈现高速发展趋势,用水量和用水强度不断增加,衡水市成为河北省乃至全国水资源最匮乏的地区之一。

境内主要河道滏阳河、滏阳新河、南运河、清凉江、滏东排河上已建成拦河蓄水和排水闸18座,排水能力1.3万m3/s,全市排灌水闸2070座。水利化程度相当高,河流纵横交错、渠道随处可见。旱田改水田、植树造林等改变了下垫面性质,从而影响年径流量地表水资源分配、水流运动规律受人类活动影响相当大[3]。

受降水及流域下垫面综合因素的影响,年径流的分布存在地形及地带的差异,市区为全平原区,降水差异不明显,下垫面除埋深变化较大外,其他因素也差异不大。故自产径流在区域分布上规律性的变化不明显,通过分析可看出,景县、阜城、武强由于多年平均降水量偏大,50%保证率年自产径流深均大于10mm、多年平均年径流深大于20mm。其中冀州市降水量最小,50%保证率年径流量也只有4.5mm。

2.3 地下水

地下水资源计算,浅层地下水评价采用水均衡法进行计算,即多年平均总补给量等于总排泄量;深层地下水评价采用限采量的计算方法,即把深层淡水的补给量作为可开采量。

2.3.1 浅层地下水资源量

浅层地下水资源计算的依据是水均衡原理,即某时段的地下水补给量等于总排泄量与地下水蓄变量之和。

考虑流域及水系的完整性,便于水资源的计算与平衡,本市按流域划分为3个水资源分区、按行政划分为11个水资源分区和16个计算单元(以县、市、区为基础)如表3。

表3 衡水市水资源计算分区 单位:km2

本次地下水资源量计算,只采用了最近14年的资料参加计算,以降水年系列选取相应水平的典型年,作为水资源计算的典型年,计算相应水平年的地下水资源量和可开采量。

本次选取50%和75%水平年参与计算,计算时按矿化度标准分别计算小于2g/L,2~3g/L和3~5g/L的水资源量、补给量和可开采量,详见表4。

表4 衡水市各行政分区50%水平年地下水资源量 单位:万m3

2.3.2 深层地下水控制开采量

进入20世纪80年代,随着国民经济发展加快,人民生活水平不断提高,水的需求量也越来越大,深层地下水的超采甚为严重,本市“冀枣衡”漏斗中心水位不断下降,急需对深层地下水进行合理的预测、制定限采方案以减轻地面沉降、水质恶化的进一步发展。

据衡水市开采状况及水文地质条件,选取采补均衡法计算可开采量,把深层淡水的补给量作为可开采量。

计算区范围为全市深层淡水,面积8815km2,计算深度160~350m。导水系数T采用地下水勘探、野外抽水试验;选自《黄淮海平原(河北部分)水文地质综合评价地下水资源专题报告》中的有关数据,并结合本市各县越流岩性加权平均计算出各县的垂向渗透系数。

深层淡水的限采量,计算成果如图1。

图1 深层淡水限采量计算成果

2.4 水资源总量

衡水市的地表水资源量为本市的自产水量,地下水资源量为地下水总补给量扣除井灌回归量,二者之间的重复量包括地表水体入渗补给量和河川基流量。因本市大部分区域地下水水位低于河道水位,故基流量忽略不计。通过分析计算,全市50%水平年和75%水平年地表水资源量分别为0.75亿,0.18 亿m3;地下水资源量分别为3.08亿,2.21亿m3;总 资 源 量分别为3.76 亿,2.27亿m3。以上水资源量均不包括2 ~3g/L 和3 ~5g/L的微咸水量。

2.5 水资源质量

2.5.1 地表水质量

子牙河水系、滏阳河污染相当严重,综合污染指数最小达7.01,而最大达13.1,石津渠下博汛期和年均值为重污染,而非汛期为严重污染。黑龙港水系衡水湖洼内和冀县站均为轻污染,水质为Ⅴ类,码渠东羡为严重污染;清凉江马朗汛期为严重污染,非汛期为重污染,全年为严重污染;江江河高庄为重污染;索泸河梁家庄汛期为轻污染,非汛期和全年为重污染。南运河安陵站为严重污染。

2.5.2 地下水质量

衡水市53眼浅井水质综合评价Ⅴ类井48眼,占总监测井的90.6%,其余5眼均为Ⅳ类,占总监测井的9.4%,面积约733km2,占总面积的8.3%。

水中矿化度含量的大小是确定咸淡水的主要指标,矿化度小于等于2g/L为淡水资源,2~3g/L为微咸水,3~5g/L为半咸水,大于5g/L为咸水。

我市安平全境、饶阳北、故城西南、景县东、阜城东为淡水区,其余均为咸淡水相间分布,其中又多为微咸水与半咸水,大于5g/L的咸水集中于桃城区东与枣强北即邓庄至马屯镇东太湖一带,占总面积的2.3%。矿化度分布如表5。

表5 矿化度分布

3 水资源利用形势分析

3.1 水资源开发利用现状

水资源的开发利用不仅与年降水量、枯丰变化关系密切,还涉及控制条件及水质条件等综合因素[4]。按用途分:全市农业用水量最大,为17.84亿m3,占用水总量的95.25%;其次为工业用水和城镇生活用水,分别为0.65亿m3和0.23亿m3,占用水总量的3.5%和1.3%。从行政分区看:深州用水量最大为3.60亿m3,其次为武邑,用水量2.21亿m3。冀州和武强用水量最小,分别为0.94亿m3和1.03亿m3。

3.2 水资源开发利用潜力分析

全市主要河道和较大支流现有蓄水工程95座,引水工程70座,提水工程56座。目前全市共有机井62503眼,其中深井21499眼,浅井41004眼,全市年取水量超过100万m3的工程有6处。

衡水市浅层地下水还处于开发状态。其原因是浅层地下水多数地区为咸水,淡水区分布极不均匀,大规模开采利用的成本较高[5]。

2005年全市可供水总量14.26亿m3,其中地表水可供水量3.44亿m3;深层淡水可供水量2.43亿m3;浅层淡水可供水量5.09亿m3;微咸水可供水量1.88亿m3;污水利用0.37亿m3;外流域调水(引黄)量1.05亿m3。

2010年全市可供水总量18.95亿m3。其中地表水可供水量3.44亿m3;深层淡水可供水量2.43亿m3;浅层淡水可供水量5.31亿m3;微咸水可供水量2.70亿m3;污水利用量1.10亿m3;随着南水北调工程的实施,外流域调水将会由引江取代引黄,引黄工程将在2006年停止供水。

根据引江规划,2010年后初步确定分配给衡水市5.59亿m3,扣除入境前后的损失量,入境量4.42亿m3,沿途全市可供水量3.97亿m3,比引黄增加供水量2.92亿m3。

3.3 水资源供需形势展望

2010年(P=50%)平水年衡水市可供水量18.95亿m3,需水量1.94亿m3,缺水0.47亿m3,供需比97.57%。有8个县市缺水。桃城区、深州市、冀州市3个县市略有盈余。缺水量超过0.10亿m3的县市有3个,景县缺水0.29亿m3,安平缺水0.18亿m3,武邑缺水0.14亿m3。

2020年(P=50%)平水年我市可供水量18.95亿m3,需水量19.26亿m3,缺水0.31亿m3,供需比98.40%。有7个县市缺水。桃城区、深州市、故城县、冀州市4个县市略有盈余。缺水量超过0.10亿m3的县市有3个,景县缺水0.24亿m3,安平缺水0.16亿m3,武邑缺水0.12亿m3。

4 水资源开发利用建议

4.1 工业用水

衡水市工业企业相对集中于市区工业区,现状主要依赖于深层地下水。在充分实行计划用水和节约用水的原则下,调整用水水源也具有较大潜力[6]。

加强衡水市水资源合理调度,对市区引用外来水中富余指标加以利用,通过引黄济冀工程进行水资源调剂和补充,减少对深层地下水的依赖。开发咸水和微咸水的利用,鼓励对水质要求不高的企业开发咸水或微咸水,达到节约水资源提高经济效益的目的。

4.2 农业用水

农业用水应以地表水和浅层淡水作为主要水源,同时调整农业结构,科学利用微咸水,因地制宜地发展旱作农业,减少高耗水作物的种植面积,扩大耐盐碱,耐干旱作物的种植规模。加强农业节水是保持水资源可持续利用的重要措施,积极推行田园化耕作方法,选择行之有效的灌溉技术,使有限的水资源发挥更大的效益[7]。

4.3 城乡生活用水

城乡生活用水对工农业生产用水来说数量不大,但直接影响人们的生存质量。人畜饮用水确保合格淡水供应,其他生活和环境用水,可以用咸水或微咸水代用。南水北调配套工程建成后,高质量的外来淡水将主要用于城乡生活和重要工业企业[8]。对于衡水市,应尽可能推行分质供水,对于生活中的冲厕用水尽可能采样中水或微咸水,市政环境用水也尽可能避免使用优质的淡水资源。

[1]河北省衡水水文水资源勘测局.衡水市水资源评价报告[R].2006.

[2]王浩,王建华,秦大庸.流域水资源合理配置的研究进展与发展方向[J].水科学进展,2004(1).

[3]张宗祜,卢耀如.中国西部地区水资源开发利用[M].北京:中国水利水电出版社,2002.

[4]关业祥.水资源合理配置的基本思路[J].中国水利,2002(5):25.

[5]温进华,毛明海.区域水资源配置研究[J].科技通讯,2006(5):23.

[6]王斌.浅议延安市水资源现状及改善对策[J].甘肃农业科技,2009(4):41-42.

[7]张文元,曲宣丞.浅谈水环境问题及对策[J].内蒙古水利,2008(1):91-92.

[8]沈珍瑶,丁晓雯,杨志峰.给予水资源可再生性的持续利用指标体系及其在黄河流域的应用[J].干旱区资源与环境,2006(6):52-56.

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