对安肇新河排水水系作为水资源的重新认识
2011-03-20张继良富宏军赵春友
张继良,富宏军,赵春友
(1.黑龙江省大庆地区防洪工程管理处,黑龙江大庆163311;2.黑龙江省引嫩工程管理处,黑龙江大庆163000)
1 概况
1.1 工程一般情况
安肇新河是大庆地区排泄洪水的唯一通道,河道总长108.1 km,有6个滞洪区,即:王花泡、北二十里泡、中内泡、七才泡、老江身、库里泡滞洪区。安肇新河位于松嫩平原中部,东部有明青坡地,南邻松花江,西部有嫩江及乌双下游的九道沟和连环湖,北部有双阳河,该地区过去称安达闭流区。洪水来源可以分外水和内水两部分,外水系指嫩江干流和松花江干流洪水;内水系指双阳河、明青坡地和安肇新河洪水。
1.2 降雨径流
本地区冬季严寒,无霜期短,春季少雨多风,夏季暴雨集中,气候属于松嫩平原半干旱区。年降水量400~450 mm,东多西少,降雨年内分配不均,主要降水集中7~9月,占年降水量60%~70%,4~6月占年降水量20%~30%。年平均径流深在25 mm以下,年平均蒸发量1 400~1 600 mm,年平均气温2℃~4℃,年平均相对湿度60%~65%,年平均无霜期140 d,有效积温2 600℃。
2 区内水资源量
2.1 安肇新河河道
安肇新河河道北起王花泡滞洪区,南抵松花江,东邻肇兰新河,西至大庆市西排干,流域形状基本上为狭长形。洪水主流方向由北向南,流经明水、青岗、依安、林甸、肇州、肇源及大庆市、安达市等部分地区,至肇源县城西的古恰胜利抽水站附近入松花江。王花泡—北二十里泡河道长8.1 km,北二十里泡-中内泡河道长16.9 km,中内泡-库里泡河道长51.3 km,库里泡-古恰闸河道31.8 km。河道的主要任务是排泄古恰闸以上7个滞洪区及各区间的来水。
工程的主要任务是以防洪为主,控制双阳河洪水、拦截明青坡水,调蓄、疏导上游洪水及平原区排水,将大庆地区100 a一遇以下标准的洪水安全泄入松花江,确保大庆油田、石化工业及大庆地区的防洪安全,并为防治土壤盐渍化、改善生态环境创造条件。
2.2 重要滞洪区
按照蓄泄兼顾的原则,滞洪区有:王花泡、北二十里泡、中内泡、七才泡、老江身泡和库里泡等滞洪区,由安肇新河串通而进行调蓄泄洪,最后经古恰闸泄入松花江。工程总控制面积14 000 km2,总集水面积13 832 km2,其中库里泡以上控制面积9 800 km2,集水面积9 632 km2。滞洪区总计最大库容7.8亿m3,总计最大库水面积470.60 km2。
其中王花泡滞洪区控制面积4 215 km2,集水面积4 124 km2,按100 a一遇洪水设计,总库容近2.8亿m3,设计水位147.63 m,相应库水面积207 km2;北二十里泡滞洪区控制面积4 786 km2,集水面积4 708 km2,采用100 a一遇洪水设计,库容0.9亿m3,设计水位143.11 m,相应库水面积74.50 km2;中内泡滞洪区控制面积5 896 km2,集水面积5 728 km2,采用50 a一遇洪水设计,100 a一遇洪水校核,设计库容0.55亿m3,设计水位140.89 m,相应库水面积32.30 km2,校核库容0.63亿m3,校核水位141.12 m,相应库水面积34.10 km2;库里泡滞洪区控制面积9 800 km2,集水面积9 632 km2。库容2.1亿m3,水位131.23 m,相应库水面积131.00 km2,100 a一遇洪水校核,校核库容2.7亿m3,校核水位131.64 m,相应库水面积141.00 km2。
2.3 区内水量
区内实属旱灾频繁区域,特别是1998年发生特大洪水后,从1999~2003年,连年干旱,年平均降雨量300 mm左右,作物生育期的4~9月降雨量低于200 mm,不到作物实际需水量的60%,造成农作物、牧草大面积减产,甚至绝产,人畜饮水困难。乌裕尔河、双阳河出现断流,泡沼、滞洪区干涸,作物生育期经常出现春旱秋涝或春伏秋连旱,其旱灾造成的经济损失远大于洪涝灾害。
流域内大部分为低平原,除受松花江、嫩江两大洪水威胁外,还常受北部双阳河洪水和东部明青坡地洪水的侵袭,明青坡洪、双阳河洪水占洪水总量的30%,内部平原约占70%。安肇新河集水面积9 632 km2,来水总量根据频率的不同分别为7.89、6.38、4.46、3.08与1.82亿m3,详见表1。
安肇新河所属的滞洪区集水面积,来、泄水量、库容等,由于控制面积不同,差异亦较大。详见表2,滞洪区控制、集水面、来与泄水量、库容汇总表。
表1 安肇新河来水总量表
表2 滞洪区控制、集水面积、来泄水量、库容、水位汇总表
3 资源水质
3.1 农业用水水质
安肇新河农业用水水质,从pH、矿化度、农田灌溉系数、氟化物含量以及自然植被覆盖率观测,以北二十里泡较好,由于有王花泡泄水和城镇生活污水(处理后)水的补给,水量较稳定,未出现过干涸的时候,其次是王花泡滞洪区,由于受来水影响,出现干涸年,且来水均来自盐碱草原,但未受工业废水和生活污水的影响,仍处于自然状态。水质较差的是库里泡和老江身泡滞洪区。
3.1.1 北二十里泡滞洪区
pH值:2003至 2007年研究期间(下同),平均值为7.865,较20世纪70年代减小-0.955。
总矿化度:平均为0.833 g/L,较 20世纪 70年减小-0.552 g/L;
氟:平均为1.72 g/L较20世纪70年减小,虽是5个滞洪区最小的含量,但仍超过标准(1.0 mg/L)0.72 mg/L。
农田灌溉系数:平均值为13.940,是5个滞洪区最好的,因此,区内芦苇生长较好,覆盖率在60%以上。
3.1.2 王花泡滞洪区
pH值:平均为8.305;较20世纪70年代未建滞洪区前小-0.295。
总矿化度:平均为0.728 mg/L,较20世纪70年代小-4.540 mg/L。
氟含量:2.28 mg/L,超过国家标准1.28 mg/L。
农田灌溉系数5.98,可作为农田和草原的灌溉水源,由于水源受降雨和上游来水径流影响较大,出现过干涸现象,植被覆盖率不如北二十里泡滞洪区稳定,但无工业废水和生活污水对水质的影响。
3.1.3 中内泡滞洪区
中内泡滞洪区水质略次于王花泡和北二十里泡滞洪区,但在有排水措施基础上仍可用于农田和草原灌溉。
pH:平均为8.565,较20世纪70年代减小-0.605。
总矿化度:1.208 g/L,较 20世纪 70年代减小-4.75 g/L。
氟:平均3.21 mg/L,超过标准1.0 mg/L的2.21倍。
灌溉系数:4.743,在有排水条件下,可以用于农田和草原的灌溉。
3.1.4 库里泡和老江身滞洪区
库里泡和老江身滞洪区,在有排水工程并结合农业改良措施,有控制的用于农田和草原灌溉。
pH:分别为9.13与8.34;较20世纪70年代有增有减,其中库里泡滞洪区增加+0.42,老江身泡减小-0.13。
总矿化度:平均为1.709与2.073 mg/L,较20世纪70年代库里泡滞洪区减小 -1.061 mg/L,老江身增加+0.733 mg/L。
氟:平均为3.05 mg/L与3.75 mg/L,均超过了标准,其中库里泡滞洪区超标2.0倍,老江身滞洪区超标2.75倍。
灌溉系数:平均为1.942与1.869,为劣质水。是几个滞洪区灌溉系数最低的滞洪区,只有在有完善的排水措施并结合农业技术措施,才可有控制性利用滞洪区的水进行灌溉。
3.1.5 安肇新河河道
安肇新河河道,分别在革新闸、古恰闸以及古恰闸泄入的松花江干流支叉等3处进行水质的研究,以松花江支叉水质最好,现分述如下:
3.1.5.1 古恰闸下松花江支叉
pH:平均为8.29,较20世纪90年代增加+1.16。
总矿化度:平均为0.512 g/L,较20世纪90年代增加+0.304 g/L。
氟:平均值1.525 mg/L,较 20世纪 90年代增加+1.025 mg/L。
灌溉系数:平均值28.039,较20世纪90年代减小-41.11,仍是很好的优质农田和草原的灌溉水。
3.1.5.2 革新闸与古恰闸前安肇新河河水
革新闸与古恰闸均属安肇新河下游河段,其中古恰闸是安肇新河的最后出口,直接泄入松花江干流。其水量、水质对松花江均有一定的影响。
pH:平均值分别为8.86与8.34,较20世纪90年代古恰闸上河水(下同)增加+0.46,革新闸减小-0.885。
总矿化度:平均值分别为1.401 g/L与0.762 g/L,较20世纪 90年代,古恰闸减小 -8.34 g/L,革新闸增加+1.761 g/L。
灌溉系数:平均值分别为2.957与7.06,其中革新闸好于古恰闸,在有排水条件下,适于农田和草原灌溉,古恰闸虽不是好的灌溉水源,但有完善排水和农业技术结合作用下,可以有控制性的灌溉。
3.2 环境地面水水质
研究期间对区内主要排放混合水的安肇新河水质,进行了环境地面水水质的研究。研究项目均为47项,测试方法亦相同,其中有F、AS、cd、pb、Zn、Cr6+、CN-、挥发性酚、Hg、Se、BOD5、CODcr、硫化物等14项,根据国家已制定的五类标准进行了分类,对未规定的各项成果亦汇总予以说明。
安肇新河分别在王花泡、北二十里泡、中内泡与库里泡等4个滞洪区于2005年10月的同期对环境地面水质进行了研究,研究结果如下:
各滞洪区均进行47项水质研究,对其中14项国家规定的标准分为5类
4个滞洪区,同属I类的有:As;Zn;Cr6+;CN-;挥发性酚;Se;硫化物等7项,占总研究项的50%;同属IV-劣V类有BOD5一项占总研究项目的7.1%;同属III类为Pb元素一项。占总研究项目的7.1%。
F:除北二十里泡滞洪区为IV外,其他3个滞洪区均属I类。
Cd:王花泡与中内泡以及库里泡滞洪区均属II类;北二十里泡滞洪区属I类。
CuL:库里泡滞洪区属II类,其他3个滞洪区均属I类。
Hg:北二十里泡滞洪区属I类;王花泡滞洪区属III类;中内泡与库里泡滞洪区均属IV类。
CODcr:中内泡滞洪区属I类,其他3个滞洪区均为IV类或劣V类。
4 结语
近年来国家提出发展循环经济,规定节水节能减排和提高用水价格等措施,加大了厂内工业废水处理回用。作为重工业基地的大庆地区用水量最多、水的重复利用率最高与污染排泄最大的市,全年工业用水总量276 284.39万m3,其中重复用水量228 377.77万m3,占82.66%,当年工业废水排放量8 003.3万m3。
工业废水、生活污水集中处理,达标排放,为排放废水的综合利用,使污水资源化,打下了很好的基础;但是,同时我们也应该看到工业废水、生活污水成分十分复杂,既有有害的元素,也有可利用的成分。污水要变废为宝,成为可利用的水资源,必需集中处理,去掉有害的物质。
[1] 马延廷,刘群义.松嫩低平原污水处理与利用研究[R].北京:中国农业科学技术出版社,2008.