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围场县不澄河流域水资源状况分析

2017-09-01张东来

科教导刊·电子版 2017年21期
关键词:资源量径流降雨

张东来

摘 要 不澄河是伊遜河的一个较大支流,发源于围场县银窝沟乡麻家营村山东营,河长46km,于围场县四合永镇营字村汇入伊逊河,多年平均降水量483mm,不澄河流域共有雨量站5个。本文通过降雨量、径流量等数据,分析围场县不澄河流域的水资源情况。

关键词 降雨 径流 资源量

1区域水资源及开发利用现状分析

1.1分析范围基本概况

1.1.1流域概况

不澄河是伊逊河的一个较大支流,发源于围场县银窝沟乡麻家营村山东营,河长46km,于围场县四合永镇营字村汇入伊逊河,多年平均降水量483mm,不澄河流域共有雨量站5个。

1.1.2社会经济

不澄河流域总人口约5.6499万人,其中5.4692万人为农村人口,城镇化率仅为3%。

不澄河流域现状水田灌溉面积0.5万亩,水浇地灌溉面积1.43万亩,菜田灌溉面积0.75万亩,拥有大牲畜2.02万头,小牲畜3.38万头。农作物以玉米、高梁为主,谷子、薯类、大豆次之;工业有化肥、农机制造、机械修配、建材、陶瓷、煤炭、黄金采选、印刷、制药、食品、粮油加工等。

1.1.3水文气象

本区域属北温带大陆性燕山山地季风气侯,气侯特点是冬季酷寒干燥,夏季凉爽无暑热,春秋两季多风沙。围场县临近冬季风源地,受冬季季风影响特别强烈,冬季受西伯利亚高压控制,盛行偏北风,寒冷干燥。一月平均气温-13.2℃。夏季盛行偏南风,七月平均气温20.7℃,降水多集中在七、八月。春秋季风力较大,最大可达6~8级。本区域年均降水447.9mm,而且雨热同期,对农林牧业非常有利。九月至次年五月为霜冻期,无霜期短。

1.1.4河流水系与水利工程

不澄河是伊逊河的一个较大支流,发源于围场县银窝沟乡麻家营村山东营,河长46km,于围场县四合永镇营字村汇入伊逊河,伊逊河是滦河的一个较大支流,伊逊河发源于围场县台子水川,河长222.7km,流经围场县、隆化县、滦平县和承德市双滦区,于双滦区双塔山镇大龙庙村汇入滦河,流域面积6789km2。流域中上游有蚁蚂吐河、不澄河等两条较大支流汇入。

不澄河流域主要蓄水工程为钓鱼台水库,其它均为小型塘坝、引提水工程和地下水取水工程。钓鱼台水库为中型水库,位于不澄河支流不澄河围场县兰旗卡伦乡望道石村,该水库建于1978年,集水面积为160.0km2,总库容1312万m3,兴利库容612万m3,供水能力为400万m3。这座水库对流域内水量起调蓄作用。

1.1.5地下水赋存条件及分布规律

根据地下水的赋存空间,该地区可以分为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水。

基岩裂隙水:该地区地层主要由变质岩、岩浆岩、碎屑岩组成,受地质构造及风化作用,在岩石中形成裂隙。岩石裂隙根据所处的位置、受构造影响程度的不同,发育程度也不相同。该地区裂隙发育深度一般较浅,赋水性较差,为贫水地区。

松散岩类孔隙水:松散岩类的孔隙是地下水赋存、运移的主要空间,其大小与地层成因及岩性组合密切相关,从而导致地下水的赋存及富水性的差异。松散岩类孔隙水为本区主要的地下水类型,分布于河(沟)谷、山间盆(洼)地。地下水赋存于第四系砂、砾、卵石层中,其富水性随所处地貌部位不同而变化。含水层岩性以砂卵砾石和粗砂为主,厚1.5~20m,并且较大河流的的中、下游地带河谷较宽阔,局部形成盆地,含水层较厚,为孔隙水的富水段,而主河谷的上游及支河(沟)谷部位,水力坡度较大,含水层较薄,富水程度明显变差。山间盆(洼)地因规模小,第四系松散堆积物颗粒较细,厚度较薄,富水性中等。

1.1.6地下水补、径、排条件

(1)基岩裂隙水的补、径、排条件。

该地区为侵蚀构造切割的中低山区,地下水主要赋存在风化裂隙和构造裂隙中,地下水的补给主要是接受大气降水的补给,经短暂的径流,以泉的形式补给河水或者以潜流的形式补给河谷第四系地层。径流条件主要受裂隙的发育程度控制,一般在风化裂隙中地下水径流条件较差,构造裂隙径流条件较好。

(2)松散岩类孔隙水的补、径、排条件。

松散岩类孔隙水的补给,主要接受山区基岩裂隙水的径流补给,同时接受该区的降水入渗补给,另外还有洪水期山区产流的洪流入渗补给及河谷的第四系地层的侧向径流补给。

地下水的径流主要受地层岩性和地形影响,渗透系数一般在30~360m/d左右,径流条件较好。在该地区,地下水径流方向总体是沿着河流的流向径流,但是受局部地下水开采、地形的变化、河流与地下水的补排关系等因素影响,局部发生变化。

地下水的排泄主要是人工开采、基流出露、通过出境口的第四系含水层的侧向流出。

2水资源状况

2.1水资源状况及时空分布特点

2.1.1地表水资源量

单站资料的统计分析是取水水源论证的基础,本次论证基于所掌握的水文基础数据,降水、径流量和含沙量资料统一采用1956~2015年系列。区域水资源频率P =50%为平水年,频率P =75%指中等干旱年,频率P =95%为特殊干旱年。

降水量的计算选用了不澄河流域共5个雨量站的实测和调查资料,径流量计算采用边墙山水文站的实测和调查资料。在资料收集的过程中,对于个别年份的资料缺测情况进行了插补,其中降水量插补主要以距离加权法为主,径流量插补则主要采用相关法。本次论证对实测径流进行了还原计算,分析了天然径流量系列的一致性,提出了系列一致性较好、反映近期下垫面条件的天然年径流量系列,作为计算地表水资源量的依据。由于本项目水源地位于不澄河控制站边墙山水文站上游约1.5km处,水源地以上集水面积为538.3km2,而边墙山水文站控制面积为562.5km2,二者面积相差仅为4.3%,因此可根据边墙山水文站实测径流量直接采用面积比缩放求得取水水源地地表水来水量。endprint

经统计分析评价范围多年平均地表来水量为2139万m3,95%频率地表来水量为643万m3(见表1)。

根据不同频率的地表来水量月分配,求得现状水平年不同频率的地表水来水量年内分配,多年平均水源地最小月来水量为8.9万m3, 95%频率水源地最小月来水量为0.7万m3(见表2)。

2.1.2地下水资源量

天然条件下地下水的补给来源主要有:(1)河谷两侧支沟的侧向径流补给;(2)河谷上游潜水径流补给;(3)河谷区域上降水入渗补给。排泄项有:(1)河谷向下游的潜水径流;(2)向河道的径流排泄,补给河道地表水;(3)潜水蒸发;(4)人工开采排泄。随着开采量的增加,地下水的补给、径流、排泄条件在一定区段会产生变化,在开采量较大的地区,由地下水补给河道地表水,转变成河道地表水渗漏补给地下水。

根据《水资源评价导则》(SL T238-1999),山丘区地下水资源数量评价可只进行排泄量计算。山丘区地下水排泄量包括河川基流量、山前泉水出流量、山前侧向流出量、河床潜流量、潜水蒸发量和地下水实际开采净消耗量。在论证范围内,由于山前泉水出流量、山前侧向流出量和潜水蒸发量所占比重较小,可以忽略不计,所以,建设项目所在区域地下水资源量可简化为河川基流量、河床潜流量和地下水开采净消耗量之和。

2.1.3河床潜流量分析

2.1.4河川基流量分析

河川基流量的计算采用边墙山水文站资料,经切割基流,求得边墙山水文站基流、径流比值,采用典型年法,确定不同频率的基径比,乘以评价范围不同频率地表水来水量,求得评价范围不同频率河川基流量。经分析求得:水源地以上多年平均河川基流量为1941万m3,95%年份河川基流量为479万m3。

2.1.5地下水资源量

本区域地下水资源量等于基流量与河床潜流量之和,经计算,评价范围多年平均地下水资源量为2093万m3,95%频率地下水资源量为632万m3(详见表5)。

分析范围主要涉及围场县,围场县2010~2015年供水情况如下:2015年围场县地表水供水量为4790万m3,地下水供水量为4490万m3,全年总供水量9280万m3(见图1、图2)。

3水资源开发利用现状分析

3.1现状用水分析

3.1.1现状年社会经济指标

不澄河流域总人口约5.6499万人,其中5.4692万人为农村人口,城镇化率仅为3%。

不澄河流域现状水田灌溉面积0.5万亩,水浇地灌溉面积1.43万亩,菜田灌溉面积0.75万亩,拥有大牲畜2.02万头,小牲畜3.38万头。农作物以玉米、高梁为主,谷子、薯类、大豆次之;工业有化肥、农机制造、机械修配、建材、陶瓷、煤炭、黄金采选、印刷、制药、食品、粮油加工等(详见表7、8)。

根据调查资料统计,分析范围内现状年总用水量为907万m3,其中生活用水量为149万m3,占总用水量的16%,一产用水量为669万m3,占总用水量的74%,二三产业用水量为89万m3,占总用水量的10%(见表9、图3)。

3.1.2现状用水水平分析

经调查统计,现状水平年分析范围所在的围场县现状总用水量为9410亿m3,其中地下水用水量为0.4490亿m3。

依据《承德市实行最严格水资源管理制度考核实施方案》(以下简称考核方案),分析范围所在的围场县2015年用水总量控制在11194万m3,地下水控制在4976万m3(见表11)。

与现状各项用水指标对比,分析范围所在的县区用水总量和地下水用水量均未超出控制目标,还有一定的开发潜力,详见表2-10。2015年围场县工业用水总量为514万m3,万元工业增加值用水量为31.2,与目标值相比较降低-10.3%(詳见表12)。

水质方面,2015年滦平县目标达标率为100%,实际达标率为17%低于预期目标。检测的6处水域全年监测水质均有未达标季度(见表12)。

经计算,分析范围城镇和农村生活用水指标分别为106.6L/人.d、71.2L/人.d,工业万元增加值耗水量31.2m3/万元,平均综合灌溉指标为249.6m3/亩,农田灌溉水有效利用系数为0.66。依据考核方案,分析范围所在的区域用水总量和地下水用水量都低于控制目标,万元工业增加值目标完成情况良好,水质方面达标情况差,与目标仍有相当大的差距。

由此可见,分析范围用水水平与用水效率和《承德市实行最严格水资源管理制度考核实施方案》规定的目标值仍有一定差距,还有经一部提升的空间。

3.2水资源开发利用中存在的主要问题

3.2.1水资源短缺、供水矛盾突出

分析范围不澄河流域多年平均降水量为483.1mm,低于承德市平均水平,人均水资源量为26.4m3/人,亩均实际可利用水量为249.6m3/亩,属严重缺水地区。

3.2.2用水结构不合理,水资源利用经济效益低下

不澄河流域以农业生产为主,农业历来是主导产业,同时农业用水在社会总用水中占主体地位,达到社会总用水的74%左右;其它轻工业和知识密集型产业不发达,第三产业比较落后。这种极度不均衡的用水结构造成区域单方水GDP产出远远低于全国的平均水平。

3.2.3供水工程未能充分发挥效益

供水增长受水资源条件、投入力度等因素制约,供水工程建设不足,且大部分供水工程由于伊逊河含沙量大的限制,蓄水量达不到设计要求,在枯水季节,常有缺水现象。

3.2.4用水效率不高,水资源浪费现象仍然存在

农业用水管理不善,灌溉技术相对落后,大部分灌溉单位用水量偏高,区域内现状种植业有效灌溉面积为2.68万亩,以水田和玉米等大田作物为主;工业生产工艺落后,单位产品耗水量偏高,重复利用率偏低。城镇供水管网跑、冒、滴、漏现象仍然存在。endprint

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