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山西省雨洪水资源利用及发展对策

2010-05-19

山西水利 2010年10期
关键词:集流供水量耕作

韩 韡

1 气候特点和降水量变化规律

1.1 气候特点

山西地处东亚大陆东岸中纬度地带,属大陆性季风气候,四季分明,气温年较差和日较差均较大;春季气温多变,风沙较多;夏季温高多雨,降水年际变化大;秋季短暂,气候温和;冬季较长,寒冷干燥;山地气候明显,地方灾害性天气频繁发生;光能丰富,日照时间比较长。

1.2 降水量分布和变化规律

1.2.1 降水量分布

降水受地形影响较大,据统计:山西省一般存在三个多雨区和三个少雨区。三个多雨区(年降水量在600mm或以上)为境内的太岳山区和中条山东段;五台山区;吕梁山海拔1500m以上的山区。三个少雨区(年降水量在450mm或以下)为大同盆地;忻定盆地;吕梁山以西的晋西北黄土丘陵区。

从整体上看,降水量从东南向西北递减;从局部来看,山地降水多于盆地,迎风坡降水多于背风坡(对夏季风而言),降水量随山地高度的增加而增加。

另一方面,降水量分布又随季节的不同而各异。冬季(12月—次年2月)干冷少雨,降水量占年降水量的2%~4%;春季(3—5月)降水不多,降水量占年降水量的13%~20%;夏季(6—8月)降水集中,降水量占年降水量的46%~67%;秋季(9—11月)降水减少,降水量占年降水量的18%~30%。

1.2.2 年平均降水量变化规律

全省年均降水量为478.6mm,近50年来总体呈下降趋势。从曲线波动变化来看,20世纪60—80年代减少趋势较为明显,之后80—90年代后期为变化相对平缓时期,90年代后期降水明显减少,1997年以来,除1998和2003降水量为正距平外,其余年份降水量均维持负距平,有明显的下降趋势,但2002年之后又有所回升,目前降水处于正常状态。近30年来降水量最少的年份分别为1986年和1997年。

1.2.3 夏季平均降水量变化规律

全省夏季平均降水量283.1mm,降水量特别集中,水量变化总体呈下降趋势,20世纪60—80年代初期变化较为平缓,80年至今有明显的波动变化,尤其1997年以来的 10年里,除 1998年、2003年和2004年降水量为正距平外,其余年份降水量均维持负距平,前期有明显的下降趋势,2000年之后降水有所回升,目前处于正常状态。

2 雨洪水资源开发利用及存在问题

2.1 水资源开发利用现状

2008年山西省实际供水量61.03亿m3,其中地表水供水量21.99亿m3,占总供水量的36%;地下水供水量35.08亿m3,占总供水量的57.5%;污水处理回用量及矿坑排水回用量为3.96亿m3,占总供水量的6.5%。

2.2 存在问题

一是水资源严重短缺,供需矛盾尖锐。全省人均占有水资源量仅381m3,属严重缺水区。近年来,随着工业、城镇和农村生活用水的快速发展,使得本来就很紧张的水资源形势变得尤为严峻。

二是水资源调控配置能力低,地表水开发利用难度大。山西省大部分为山区和丘陵区,且河川径流量大部分集中在汛期,一场洪水往往只持续几个小时,若没有工程调蓄很难利用。但水源工程建设难度大,成本高,工期长。由于现有小型水库大都是20世纪50—70年代建设的,经过多年运行,淤积库容已达2.07亿m3,占总库容的23.2%,泥沙的淤积导致水库调蓄能力大幅下降,加上许多水库在建设之初就存在严重的安全隐患,严重影响了水库效益的正常发挥。

三是地下水超采严重,水生态环境污染加剧。由于地表水源工程供水能力有限,为满足经济发展对供水的需求,逐渐加大了对地下水的开采力度。在大同盆地、忻定盆地等区域均出现了地下水超采区,流域内的岩溶泉水流量大幅衰减。此外,工业废水、城市污水的排放造成了河流水质的严重污染。由于山西境内的大部分河流为季节性河流,非汛期清水流量较少,纳污能力降低,导致大部分河流水质达不到要求的水功能。

四是对集雨灌溉的重要性认识不足。各级政府虽然普遍认识到水资源日益紧缺,地下水超采严重,但在解决办法上却没能把雨水集蓄利用纳入解决水资源紧缺问题的一项有效措施,未能引起足够重视。

五是投入严重不足,发展不平衡。需要大力发展集雨灌溉的地方,主要在东西两山,多为贫困山区和革命老区,这些地方经济条件落后,地方财力和群众自筹能力有限。加上政府投入不足,发展速度缓慢,地区间发展规模和速度差异很大。

3 雨洪水资源开发利用措施

山西水资源短缺,开发利用雨洪水资源是缓解全省水资源供需矛盾的有效途径。雨洪水资源的开发利用包括两个方面:一是雨水资源的开发利用,二是洪水资源的开发利用。

3.1 雨水资源的开发利用

第一,雨水的收集。雨水收集技术可分为两类:一是通过营造田间微型集流面或改进耕作措施,把降水集流并存储在土壤中,以达到雨水就地拦蓄入渗,通常采用的技术有水保工程技术和水保耕作技术;另一类是采用自然集流面或人工修建的防渗集流面,将雨水收集并储蓄在储水工程中(如水窖)供作物灌溉或饮用等,称为人工集流技术。

水保工程技术是通过修筑水平梯田、隔坡梯田、水平沟、鱼鳞坑等,对地面进行较大的工程处理,以改变原有的地形特征,使降雨就地集中拦蓄入渗,提高水分利用效率。

水保耕作技术是通过耕作措施的改进,实现降雨的就地拦蓄入渗,达到收集雨水的目的。常采用等高耕作技术、起垄耕作技术、粮草轮作技术、带状间作技术、渗水孔耕作技术及蓄水聚肥耕作技术等。

人工集流技术经过近几年的发展,得到了很大完善,形成了一系列有关集雨场、集水渠、沉淀池、拦污栅和引水管等集雨设施的科学设计与施工技术。

第二,雨水的储蓄。雨水的储蓄与雨水的收集是雨水集蓄利用的关键技术,通过修筑水窖、水池等蓄水工程设施,把集流面所汇集的径流拦蓄储存起来,以备利用。蓄水工程的防渗性能良好,要坚固耐用,容积适当。

第三,雨水的利用。雨水收集、储蓄成本相对较高,必须节约使用,大力提高使用效率。雨水高效集约利用技术包括节水灌溉技术和节水农艺技术,“坐水种”、直接向作物根部注水灌、巧浇关键水、膜下沟灌和微灌等都是其有效措施。

3.2 洪水资源的开发利用

山西降雨时空分布极不均匀,洪水年际差异较大。且由于全省大部分河流流程短、坡度陡、含沙量高、输沙量大,洪水陡涨陡落,水资源开发利用难度较大,1956—2000年全省多年平均出境水量73.3亿m3,占同期地表水资源量的84.4%,大部分为汛期洪水资源。为此,应加强洪水的存蓄使用和实时利用。

通过修建蓄水工程措施,如小型水库、塘坝等拦蓄河道洪水,调节供水时间和空间,增加可利用水量。

在行洪期间增加对洪水资源的利用,如引洪灌溉,引洪淤地等。

4 结语

暴雨洪水既是造成洪水灾害的主要原因,又是一种可以利用的自然资源,在维持自然生态平衡中发挥着重要作用。为了不让大量宝贵的水资源白白流入大海,而形成干旱和缺水,所以要解放思想、与时俱进、因地制宜,及时调整治水思路,充分、合理、有效地利用雨水资源。

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