胡新锁
(河北省邯郸水文水资源勘测局,河北 邯郸 056001)
邯郸市平原水网建设对浅层地下水补充作用分析
胡新锁
(河北省邯郸水文水资源勘测局,河北 邯郸 056001)
利用邯郸市平原区代表站2006~2012年地下水埋深系列资料,分析水网建设前后水位变化情况。通过对邯郸市代表站地下水位变化情况分析,从2007年水网开始供水,用地表水替代地下水,使地下水位呈上升趋势,逐步改善地下水环境。
生态水网;供水水源;地下水环境
建设生态水网工程,首先要让外来水在水网中蓄存。在东部平原对民有渠、滏阳河、东风渠、卫河等四大骨干河渠工程体系进行疏通、整修,兴建必要的拦蓄工程,利用水网工程,截留自产水、引蓄外来水、补充地下水、涵养生态水、用足中水[1]。
东部平原河渠沟通工程实施后,实现了灌渠与排渠的联合调度。利用四大河渠工程体系,为东部13个平原县进行长距离、大范围输水,提供生态用水和农业用水,构建成了“纵横交织、河渠畅通、节节拦蓄、余缺互补”的东部平原水网,改善了农业用水条件和生态环境[2]。
邯郸市西部山区建有大(1)型的岳城水库和大(2)型的东武仕水库,还有众多的中小型水库和蓄水工程。岳城水库可调蓄漳河来水,东武仕水库既能调蓄滏阳河径流、黑龙洞泉水,也能通过大、小跃峰渠引水调蓄漳河径流。两座水库能向平原水网供水。还有邯郸市东部平原卫河入境水,牤牛河流域降水形成的地表径流直接汇入滏阳河,均可作为水网的水源。通过引黄调水、中水等可为生态水网提供补充水源。
南水北调中线工程开始供水后,可供水网地区的工业、生活用水,可以替代更多的地下水用以农业灌溉和生态环境补水。
2.1 岳城水库可供水量
依据国发[1989]42号文件分水原则,邯郸大、小跃峰渠和河南红旗渠、跃进渠按比例引漳河水后,剩余水量注入岳城水库,岳城水库蓄存的水量河北省和河南省再进行分水[3]。邯郸市在丰、平、枯水年分别可引8.32亿,3.40亿,1.43亿m3。扣除邯郸市主城区生活用水量0.32亿m3,丰、平、枯水年可通过民有渠供邯郸生态水网分别为8.00亿,3.08亿,1.11亿m3。
2.2 东武仕水库可供水量
东武仕水库入库水量包括引漳水、自产地表径流、黑龙洞泉水、矿井疏干水和峰峰矿区生活和工业排水[4]。丰、平、枯水年分别为3.42亿,2.66亿,1.99亿m3,多年平均2.69亿m3。扣除东武仕水库每年供邯郸市区工业用水量0.8亿m3,东武仕水库在丰、平、枯水年可供邯郸水网的水量分别是2.62亿,1.86亿,1.19亿m3,多年平均可供水量为1.89亿m3。
2.3 牤牛河可供水量
牤牛河来水量由两部分组成:流域内降雨所形成的地表径流和马头发电厂上游部分矿井疏干水。丰、平、枯水年可向邯郸生态水网供水分别为0.40亿,0.28亿,0.20亿m3,多年平均可供水量为0.29亿m3。
2.4 卫河可供水量
卫河是邯郸市的入境河流,经计算丰、平、枯水年的入境水量分别为10.70亿,6.60亿,4.50亿m3,多年平均入境水量为7.70亿m3。
根据灌溉情况和提水能力,卫运河各灌区总引水量可达0.79亿m3,卫运河提水工程引水量统计如表1。
表1 提水工程引水量统计
卫河入境水量相对较多,但存在两个方面的问题:每年大部分时间水质污染严重;汛期降水形成的洪水水质虽然较好,但因时间集中,其利用困难或难以利用。依据邯郸市生态水网现有引蓄水工程情况和水质状况分析,也为用水安全考虑,每年以0.50亿~0.80亿m3水量作为生态水网的水源比较合适。丰、平、枯水年可引水量分别为6.57亿,3.99亿,2.77亿m3。
2.5 中水可供水量
邯郸市城区及各县污水处理厂按照设计能力,每年处理污水1.48亿m3,主要用于城市环境用水和农业灌溉用水。
西污水处理厂处理的中水,部分用于城市公园、绿地和电厂用水外,大部分排入沁河、滏阳河用于农业灌溉,水量为0.33亿m3。东污水处理厂处理的中水,除用于城市绿地、电厂用水外,剩余部分用于邯郸县农业灌溉,水量为0.18亿m3。目前,可利用量主要为邯郸市污水处理厂,各县污水处理厂已建或正在建设中,暂不统计可利用量。生态水网可利用的中水量为0.50亿m3。
2006年,东部平原生态水系工程“东蓄”和“中调”工程共整修疏浚骨干渠道260km,维修闸涵45座,动土石方265万m3。12月31日,东部平原生态水系实现了通水试运行,水网骨干渠道长度增加到1200km,控制灌溉面积达到13.3万hm2。
从2007年水网开始运行,截止到2012年,平均每年向平原水网供水量为4.26亿m3。主要供水水源为岳城水库、东武仕水库、引黄河水以及卫运河提水工程等,岳城水库平均年引水量1.14亿m3,东武仕水库年平均供水量为1.60亿m3,卫运河平均年提水量为0.68亿m3。2010年引黄调水实施,西线和东线年平均调水量为0.56亿m3。根据邯郸市区污水排放量及东、西污水处理厂的污水处理能力,平均中水量为0.55亿m3。
邯郸市平原水网供水如表2。
表2 邯郸市水网供水情况单位:万m3
浅层地下水是埋藏于地面以下第一个相对稳定的隔水层以上且具有自由水面的重力水。浅层地下水一般无压力,在重力作用下,沿曲面最大倾斜方向流动,即由水位高处向水位低处渗流,径流速度取决于水力坡度和含水层的透水性。浅层地下水的分布区和补给区基本一致。一般情况下大气降水、地表水可以通过包气带入渗直接补给地下水。
地下水主要赋存于粉砂及少量细砂和粘砂层中,同时有部分黏土裂隙水。浅层地下水的补给、径流、排泄条件受地形、含水介质、水文气象、植被及人工开采等多项因素的综合影响[5]。补给来源主要为大气降水,其次为地表水入渗及灌溉回归入渗,周边侧向径流微弱。邯郸市浅层地下水水位动态受大气降水、蒸发及开采的控制,是东部平原区农业灌溉及生活用水的主要水源。
20世纪80年代开始,由于长期超采地下水,造成含水层局部疏干、形成地下水降落漏斗、地面沉降、局部出现地裂缝、水质恶化等一系列环境问题[6]。邯郸市生态水网的建设,将对改善上述环境发挥重要作用。
邯郸生态水网东部平原水系自2006年12月31日开始通水,首次引水共计0.25亿m3,其中岳城水库放水919.76万m3;东武仕水库放水511.65万m3;军留扬水站提水682.2万m3,岔河嘴扬水站提水136.44万m3,路庄扬水站提水204.66万m3。
在以后的时间里,根据水网需水情况,分别从上游水库引水、引黄河水、利用污水处理厂的中水及卫运河引水等。平原水网调水后,在农业灌溉方面减少地下水的开采量,地下水位的变化反映出开采量的变化情况。
根据邯郸市平原区地下水观测资料,以每年年末地下水埋深为基础,计算其水位变幅。分别对平原区的馆陶县魏僧寨、曲周县东槐桥、魏县城关地下水埋深资料进行分析,资料采用2006~2012年,逐年计算水位变幅,结果如表3。
表3 邯郸市平原区浅层地下水水位埋深及变幅单位:m
通过对邯郸市平原区3个代表站2006~2012年地下水资料分析看出,从2007年开始,地下水位呈明显上升趋势。其原因除年降水量影响因素外,主要是每年向水网供水,用于农业灌溉,同时灌溉入渗和河渠入渗等因素,都对地下水位变幅产生影响。图1为邯郸市平原区代表站浅层地下水埋深变化过程线。
图1 邯郸市平原区代表站浅层地下水埋深变化过程线
从图1可看出2006年以后下降幅度减缓,说明平原生态水网建设对缓解地下水位下降作用明显,地下水位下降的趋势已得到遏制,并呈现逐步回升的态势。
(1)通过构建邯郸生态水网,把岳城和东武仕两大水库及卫河(卫运河)的水资源高效利用,改善邯郸市农业和生态用水条件,不仅可造福农民、改善生态、美化环境,而且创造了巨大的经济、生态和社会效益。
(2)平原生态水网供水水源主要由岳城水库、东武仕水库、卫运河、中水和引黄河水构成。从2007年水网开始运行,截止到2012年,平均每年向平原水网供水量为4.26亿m3。
(3)通过对邯郸市平原区馆陶县魏僧寨、曲周县东槐桥、魏县城关代表站地下水埋深变化分析,地下水位持续上升,埋深逐渐变小,平原区地下水环境逐步得到改善。
[1]胡新锁,乔光建,邢威洲.邯郸生态水网建设与水环境修复[M].北京:中国水利水电出版社,2013.
[2]孙红,侯毅凯.浅谈邯郸市生态水网工程[J].海河水利,2008(2):34-35.
[3]梁全民,樊建军.岳城水库供水调度分析[J].水利科技与经济,2010,16(11):1206-1208.
[4]刘成良,任传栋,高佳.多目标规划在邯郸水资源优化配置中的应用[J].水资源研究,2008,29(3):14-16.
[5]唐益群,杨萍,王建秀.工程地下水[M].上海:同济大学出版社,2011.
[6]郑艳军.邯郸市浅层地下水动态变化及对策措施[J].地下水,2010,32(1):71-72.
W ater supp lement of shallow groundwater by water network construction in Handan p lain area
HU Xin-suo
(Handan Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Hebei Province,Handan 056001,China)
The changes of water level before and after the water network construction were analyzed using the groundwater depth data of station representative of Handan plain area from 2006 to 2012.The changes of water level of station repre-sentative of Handan were analyzed,the results showed that the groundwater levelwas on the rise and improved groundwa-ter environment from 2007,since thewater network began to supply water and surfacewater replaced groundwater.
ecologicalwater network;water supply sources;groundwater environment
TV211.1+2
B
1672-9900(2015)01-0033-04
2014-11-10
胡新锁(1957-),男(汉族),河北衡水人,教授级高级工程师,主要从事水文水资源工作,(Tel)13831069581。