晋中市太谷区水资源现状评价与分析

白晓云

（晋中市太谷区水利局,山西 晋中 030800）

1 绪论

1.1 研究背景及意义

晋中市太谷区随着城市的不断发展,太谷县的城市供水矛盾日益凸显,严重影响了县城居民、单位的正常生活生产[1]。且该地区地下水严重超采,出现了地面沉降和地裂缝等现象,地表水利用效率低下,对水资源进行综合评价为开发利用和合理调度水资源的保护提供了一个可靠的数据,为确保我国地区水资源可持续开发利用与环境保护的健康可持续发展提供了一个科学的基础和依据[2],对国民经济的健康发展起着十分重要的指导性作用。

1.2 研究内容

1）太谷区概况,包括自然地理概况、气候水文概况和地质与水文地质概况；

2）太谷区的水资源评价,包括水资源量评价、水资源可利用量评价和水资源质量评价；

3）太谷区的水资源开发利用现状评价,包括供水工程调查、供用水量分析、现状用水水平分析以及开发利用中存在的问题；

4）提出针对可持续开发利用水资源的对策,通过对太谷区开发利用现状评价以及存在的问题提出有效的建议。

2 研究区概况

2.1 地理位置

太谷县地处中国山西中东部,位于晋中盆地,地理坐标为112°28'~113°1',北纬37°12'~37°32'。东北与榆次相依,东南与榆社市毗连,西南与杞县相邻,西北与清徐市交界。东西长50 km,南北宽39 km,总面积为1052 km2。

2.2 气候条件

太谷县属暖温带大陆性气候,四季分明,冬季寒冷干燥,夏季雨热同期,春季干旱多风。

年平均气温约为9.8℃,年平均降水量约为458 mm。年平均日照时长达2500 小时,一年中以5、6 月份日照时间最长。年平均蒸发量约为1765.9 mm,远超全年降水量。西南风和西北风是常年主导风,年平均大风日数约为187 天。

2.3 水文条件

太谷县的境内有乌马、象峪、津水、咸阳、四卦、石河、小河、朱峪、水晶坡河等9 条时令河。其中,水晶坡河属于海河流域南运河水系,其他的河流均属于黄河流域汾河水系。其中乌马河和象峪河都是终年有水的河流,其他的河流是季节性河流,县内各水库控制流域总面积为662 km2,多年平均径流量为5438万m3/a。太谷区河流水系见图1。

图1 太谷区河流水系图

2.4 地质情况

太谷县受祁吕贺山字形构造前弧东翼和新华夏构造体系的综合作用,现存形迹属于直线扭动和曲线扭动所形成的旋扭构造体系。县区的东南部山峰林立,西北部则地势平坦。山地、丘陵地区广泛出露为三迭纪岩层,局部地区出露二迭、侏罗纪岩层；平川区出露新第三纪与第四纪更新世沉积物。

2.5 水文地质条件

研究区水文地质条件受到地貌、地层岩性和地质构造等的作用,根据含水介质和地下水水力特征,地下水类型可划分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂隙水。其补给来源主要是接受大气降水和河流的侧向补给,目前研究区由于过度开发地下水资源,出现了大面积的地下漏斗,造成了地面沉降。

3 水资源量评价

3.1 水资源总量评价

太谷县境内有9 条时令河,且各河流上游均设有水库,全区各个水库控制的总流域面积约为662 km2,多年平均径流量为5438万m3/a；太谷全县多年平均水资源总量为10522万m3/a,其中地表水资源量5050万m3/a,地下水资源量5472万m3/a。

3.2 水资源可利用量评价

3.2.1 地表水资源可利用量

研究区位于北方,其河流地表水资源可利用量可以采用倒算法,即将多年平均地表水资源量减去河道内生态环境需水量和多年非汛期难以控制利用的水量得到地表水资源可利用量。河道环境需水量主要为维持河道基本功能的生态环境需水,可以用15%的多年平均径流量来表示[3]。由于研究区内的河流属于季节性河流,且流量较小,非汛期除乌马河与象峪河有水,其余均无水,所以基本上不存在洪水弃水量,因此非汛期难以控制利用的水量可视为零。

因此Q地表可利用量=Q地表-Q河道环境需水量=5050-15%×5050=4292.5万m3/a

3.2.2 地下水资源可开采量

晋中市太谷区多年地下水实际开采量为7925万m3/a,占地下水资源量的144.8%,属于严重超采区,地面沉降严重,目前已经关停大部分取水井,目前太谷区地下水年压采水量为450.3万m3/a。采用可开采系数法确定研究区地下水可开采量,计算公式为：

式中：Q可采为地下水可开采量；ρ为可开采系数；Q总扑为地下水总补给量。

地下水总补给量综合考虑研究区实际情况,可开采系数取值ρ=0.8。因此地下水可开采量为Q可采=0.8×5472=4377.6万m3/a。

3.3 水资源质量评价

根据水质化验报告,研究区水资源基本不含粪大肠杆菌等致病微生物,也不含对人体健康产生毒害的无机物、有机物,因此在流行病学上和毒理学上均安全可靠。经过对比,该水质满足《地表水环境质量标准》（GB 3838-2008）的III类标准,为微污染水源。

经过对研究区供水水源近一年的水质检测,发现该水源具有以下特征：在冬季,由于冬季时间较长,水库水的温度降至0~4℃,浊度较低,水质呈低温、低浊度的特点；在春季融雪季节,水体浊度大幅上升；在夏季,随着暴雨季节的到来,水库水泥沙含量高,导致原水浊度较高；由于水库水中含有氨氮,导致水中藻类大量繁殖。

4 水资源开发利用现状评价

4.1 供水工程调查与供水量分析

太谷县供水来源主要由地表水和地下水两部分组成,根据《山西大水网东山供水工程太谷县供水规划设计报告》,大水网东山供水工程向太谷县提供1630万m3的工农业用水,其中农业灌溉用水为400万m3,工业以及生活用水为1230万m3。

太谷区常年超负荷开采地下水,导致地下水严重超采,已经出现了地面沉降和地裂缝等现象,因此地下水供水量取地下水规划可开采量,为5820万m3/a。

研究区供水量总计7050万m3/a。

4.2 用水量分析

用水量包括工业用水,生活用水和农业用水。太谷县用水量分析情况见表1与图2。

表1 太谷县用水情况表

图2 太谷县用水结构图

根据太谷县用水结构图可知,居民生活用水占比最高占总用水量的67%,其次是农业灌溉用水。

4.3 现状用水水平分析

此处只对农业和生活用水进行分析。

（1）农业用水水平分析

研究区农业灌溉用水量为450.3万m3,灌溉面积为2.02万亩,即灌溉用水定额为222.9 m3/亩,经查阅《山西省水资源公报》得知山西省平均农田灌溉亩均用水量为183 m3/亩,因此该研究区的灌溉用水量高于山西省平均水平。

（2）生活用水水平分析

此处采用太谷县实际生活用水量进行生活用水水平分析。

研究区实际人口数约23 万人,计算得该县目前的综合利用生活饮水指标大约为160 L/（人·d）,依照山西省出台的《山西省用水定额》（2008）可以计算得到山西三区市中小县城乡农村居民的生活饮用水平均标准分别是64 L/（人·d）~100 L/（人·d）。因此该县用水标准偏高。

4.4 开发利用存在的问题

1）农业用水占比较大,且并没有推广节水灌溉技术,多采用大水漫灌的方式,利用率较低,农业灌溉用水水平远超全国平均水平。

2）研究区居民生活用水偏高,太谷县为一般县城,即使考虑到近年来经济发展迅速,所需水量增加,用水标准任然明显偏高。且该地区供水管网漏损严重,且居民普遍存在浪费水的现象,节水意识有待提高。

5 结语及建议

5.1 结论

本研究通过查询资料和数据分析,对太谷区的水资源量、供水状况和用水现状等方面进行了分析。得出如下结论：

（1）研究区多年平均水资源总量为10522万m3/a,其中地表水资源量为5050万m3/a,地下水资源量为5472 万m3/a。

（2）对研究区供水水源进行了相关的水质评价,供水水源满足《地表水环境质量标准》（GB 3838-2008）的III类标准,为微污染水源。故需要经过处理才能符合饮用水标准。

（3）研究区供水量总计7050万m3/a,其中地表水供水量1230万m3,地下水供水量5820万m3。

（4）研究区农业灌溉用水占比最大,占总用水量的67%。

（5）研究区现状用水水平较高,水的利用效率较低。

5.2 建议

通过计算分析得出太谷县水资源开发利用现状,为了提高本地区地下水资源的利用率,缓解供需矛盾,应对研究区的水资源进行合理的开发、利用、保护和管理。对此提出以下建议：

（1）有效开发利用水资源

太谷县地下水严重超采,已经出现了地面沉降和地裂缝等现象,需关井压采地下水,并且可以用多余的地表水资源补充地下水资源,尽可能实现当地水资源的合理开发与利用。

（2）推进节水型社会建设

调整产业结构,提高水的重复利用率；加强控制治理水体污染,污水需要经过处理后才能排放,避免污染水源使得水质恶化；提高节水宣传力度,使居民养成节水好习惯

（3）提升监测研究区水资源技术

了解水资源的实际情况,对太谷县水资源的数量和质量定期监测,为正确评价水资源开发利用提供可靠的数据资料。