邯郸市肥乡区生态环境景观工程渗透水量分析

2018-05-17

水资源开发与管理 2018年4期

关键词：坑塘壤土需水量

(1.河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001；2.邯郸市亿润工程咨询有限公司，河北邯郸 056002)

目前城市化进程和发展对水的依赖越来越大，建设生态水系及景观工程成为城区规划和发展的重要组成部分。本文以邯郸市肥乡城区为例，对资源性缺水地区的生态环境景观工程的渗透水量进行分析探讨，对防渗工程措施进行评估和建议。

1 概述

1.1 地理位置

肥乡区位于河北省邯郸市东部，东与广平县交界，南与成安县相连，西与邯山区接壤，北与永年区、曲周县毗邻。辖4镇5乡，265个行政村，总面积503km2，总人口41.29万，耕地3.83万hm2。

肥乡区属古黄河和漳河冲积而成的平原，地势较为平坦，总地势为西南高东北低，海拔高度为42.3～57.2m，自然坡降约1/3000，地貌类型为滏西平原和黑龙港平原两部分。

1.2 水系、水资源及水利工程现状

a.水系状况。肥乡区没有自然河流，现有团结渠、民有二干渠、民有三干渠和东风渠4条骨干渠道及其配套支斗渠，总长度76.2km，流域面积460.3km2。团结渠主要接纳上游排水，引滏阳河水灌溉农田。民有渠主要引用岳城水库水浇灌农田，东风渠已成邯郸市引黄工程的主要通道。

b.水资源情况。肥乡区属资源性缺水地区，多年平均水资源总量0.45亿m3，人均占有量为109m3，是全国人均水平的4.7%，属极度资源型缺水地区。由于水资源严重匮乏，不得已靠大量超采地下水维系生活和工农业生产用水，并由此造成了地面沉降、机井报废、建筑物破坏等一系列后果，严重影响了该区域社会经济发展和人民生活水平的提高。

c.水利工程现状。肥乡区有地表水灌区三处，分别是民有灌区、引黄灌区和引滏灌区，规划控制面积约2万hm2。主要灌溉渠道有：以岳城水库为水源的民有二干渠、团结东西干渠；以引黄水水源为主，辅以岳城水库可用的东风渠、民有三干渠；以滏阳河为水源的团结总干渠下游段[1]。

1.3 城区生态水系和景观工程

近几年来肥乡区在城区修建了10处人工湖泊和蓄水坑塘，初步形成了节点式的生态水系和景观工程。主要有:从城区东部南北纵穿的民有二干渠，向广安公园送水的十六支渠和南环沟，向三里堤坑塘、东关坑塘、李庄坑塘送水的加十六支渠，向翟固坑塘、南西落堡坑塘、田寨坑塘送水的李庄支渠，向高庄坑塘送水的团结总干渠二支渠，希望街以西可以利用的雨污分流的排水管道等生态水系工程。现有的这10处人工湖泊和蓄水坑塘水面面积达30.25万m2，蓄水量103.94万m3。

a.城区水系水源现状。目前，城区水系主要水源为通过民有二干渠引来的岳城水库放水，县城污水处理厂释放的中水以及已进行雨污分流埋设管道的城区雨水。

b.城区生态水系近期规划。在目前已基本完成了城区节点式水系工程的基础上，近期计划再建3处坑塘水面工程，即索家寨北坑塘、索家寨南坑塘和城区东北部生态湿地工程。新增水面面积 4.86万m2，蓄水量22.0万m3。

2 生态景观水系工程渗透水量分析

2.1 分析区工程地质及水文地质

本次水系分析区涉及13处坑塘湖泊，借鉴前期对南西落堡、李家庄、东关森林公园、三里堤和李庄等渠道和坑塘已勘察的地质资料，按照每500m布置一个勘探点，勘探深度达到渠底以下5m，每座建筑物布置2个勘探点，勘探深度为15～20m，用于查明坑塘边坡和坑底土层的性质。

a.地形地貌。所处大地构造单元属华北陆台渤海凹陷带与太行山隆起带的接触部位，太行山隆起的中心为太行山背斜的轴部。县城水系分析区处在华北平原的太行山山前冲积平原，地层为第四系的松散沉积物，为冲洪积平原地貌。

b.地层岩性。根据地质测绘和勘探资料表明，勘察区地表出露及钻探揭露的地层岩性主要为第四系全新统冲洪积壤土、黏土及砂壤土。

c.分析区内地层主要为河流冲积形成的松散堆积物，地表水径流较少，地下水持续多年的超采导致了多年平均水位持续下降，地下含水层主要为砂壤土和砂层的孔隙水，潜水稳定地下水位深度为25～40m。

2.2 水系分析区渗透水量的计算

根据肥乡城区实际勘察的地质资料，坑塘边坡和坑底主要以壤土和砂壤土为主，壤土层中夹薄层砂壤土，砂壤土为中等透水层，壤土为微透水层，所以该坑塘土层的渗透量中等。土层的渗透等级建议取用值见表1，渗透水量的计算见表2。

表1 土层的渗透等级建议取用值

表2 城区生态水系年渗透水量的计算

由表2知，肥乡城区现有坑塘湖泊年渗透水量为517.43万m3，拟建坑塘年渗透水量为48.73万m3，合计城区生态水系坑塘湖泊年渗透水量为566.16万m3。

3 城区生态水系需水量分析

肥乡城区现有坑塘湖泊10处，另拟建坑塘3处，按照不同水平年分析城区生态水系需水量。生态水系需水量的计算，主要考虑坑塘湖泊降水补给、水面蒸发、蓄水、渗透水量和输水损失。

a.降水补给量。采用邯郸市水资源评价成果，以肥乡区多年平均降水深及城区生态水系最大水面面积，计算坑塘湖泊降水补给量。

b.水面蒸发量。蒸发量主要受气压、气温、湿度、风速、日照等因素的影响，根据邯郸市肥乡区气象站资料，该区多年平均蒸发能力为1175mm，以此计算分析区域坑塘湖泊水面蒸发量。

c.坑塘湖泊蓄水量。肥乡城区现有坑塘蓄水量103.94万m3，近期拟建索家寨北坑、索家寨南坑和南西落堡坑塘(城区东北部生态湿地工程)3处坑塘，拟建坑塘蓄水量为22.0万m3。城区生态环境水系总蓄水量可达125.94万m3。

d.坑塘渗透水量。根据前期对肥乡城区南西落堡、李家庄、森林公园、三里堤和李庄等以上渠道和坑塘进行的渗透性评价成果，计算坑塘湖泊渗透水量。

e.输水损失水量。按照河北省农业节水规划目标，结合肥乡区实际，确定渠系水利用系数为0.75，由此计算向坑塘蓄水的渠道输水损失量。

城区生态水系总需水量为坑塘湖泊净用水量与渠道输水损失量之和。肥乡城区生态水系不同保证率需水量见表3、表4。

表4 肥乡城区水系偏枯水年需水量(保证率75%)

由表3、表4可知，现有坑塘湖泊平水年总需水量为801.98万m3，拟建坑塘总需水量为92.47万m3，合计城区生态水系平水年坑塘的总需水量为894.44万m3；偏枯水年现有坑塘湖泊总需水量为805.94万m3，拟建坑塘总需水量为93.10万m3，合计城区生态水系偏枯水年坑塘的总需水量为899.05万m3。

4 坑塘湖泊需水量

由于有部分坑塘为砂土及砂壤土，漏水严重，城区生态水系坑塘湖泊损失水量高达50%以上。为减少渗透水量，可采取一定的防渗工程措施加以解决[2]。

前期地质部门对南西落堡、李家庄、东关、三里堤和李庄等渠道和坑塘进行了实际勘察，根据所获得的地质资料，对现有的高庄坑塘、三里堤坑塘、东关坑塘(森林公园)、广安公园及拟建的南西落堡坑塘实施防渗工程措施。

采取防渗工程措施后，按照最低可达到的壤土渗透微透水的等级，即渗透系数达到4.89×10-6(cm/s)，分析计算坑塘湖泊需水量。不同保证率的城区生态环境水系需水量见表5、表6。

表5 部分坑塘采取防渗工程措施后平水年需用水量(保证率50%)

肥乡城区生态水系部分坑塘采取防渗工程后的需水量为：现有坑塘湖泊平水年需水量为233.89万m3，拟建坑塘需水量为40.91万m3，合计平水年坑塘湖泊的总需水量为274.80万m3；现有坑塘湖泊偏枯水年需水量为237.04万m3，拟建坑塘需水量为41.42万m3，合计偏枯水年坑塘湖泊的总需水量为278.46万m3。