灵石县水资源开发利用现状及需水分析

2019-04-08杨国栋

山西水利 2019年11期

杨国栋

（晋中市水文水资源勘测分局，山西晋中 030600）

水是生命之源，是必要的生产资料，是经济社会发展的重要资源。我国水资源总量大，但人均占有量较低，仅相当于世界人均淡水占有量的25%。因此，我国既是水资源大国又是严重缺水的国家。此外，水资源利用效率普遍偏低的现象，也进一步加剧了我国缺水的现状。为解决缺水和水资源利用效率偏低的现象，国家已进行了多次水资源调查评价工作，为水资源的合理利用打下了坚实的基础。山西是矿产资源大省，尤其是煤炭等资源很丰富，随着煤炭资源的大量开采，矿区附近的井水干枯，泉水断流，进一步加剧和破坏了水资源开发利用环境。

灵石县位于山西省中部晋中盆地南端，处于太原、临汾两大断陷盆地间的隆起带上，地形起伏大，高差悬殊，总体地形呈东西两边高，中间低的宽缓槽形。灵石县因其特殊的地理条件，造成其水资源极其缺乏，人均水资源占有量小于360 m3，远远低于全省人均平均水资源占有标准。近年来，随着灵石县经济和社会的快速发展，对水资源的需求量日益加大，导致原本严重缺水的地区水资源异常紧张。

1 水资源开发利用现状

1.1 水资源现状

灵石县水源主要来自于地下水、地表水，其次为中水回用和矿坑水。地下水资源主要蕴藏在静升盆地和郭庄泉域等区域，地表水主要为石膏山水库，其次为东山供水、中部引黄工程等外调水源。

1.1.1 地下水资源

静升盆地的地下水主要来自山区地表水和山区基岩地下水的侧向径流补给，其次是大气降雨入渗、地表渗漏等方式，还有很小量来自灌溉水的入渗；静升盆地地下水的排泄主要为人工开采，其次为潜流排泄、泉水溢流等方式。根据静升盆地地下水的补排特点，采用水量均衡法计算该区域的水资源总量。补给量方面：降雨入渗量为4 098 m3/d，河水入渗量为1 008 m3/d，灌溉水入渗量为392 m3/d，侧向径流补给为19 078 m3/d，合计24 576 m3/d；排泄量方面：潜水蒸发量为1 526 m3/d，潜流排泄量为3 810 m3/d，泉水排泄量为4 579 m3/d，人工开采量为14 534 m3/d，合计24 449 m3/d。静升盆地溢出的泉水多分布在后悔沟、三奇沟和红崖底沟的冲洪积扇边缘地带，根据对该区域的水文地质调查，上述三沟还有2 592 m3/d 的地下水资源量可供开采，进一步可知静升盆地的地下水可开采资源量约为17 126 m3/d。

郭庄泉域面积约5 600 km2，其中约1/4 的面积为裸露的岩溶区，形成了独立的补给、径流、排泄的完整岩溶水系统，由东、西、北三个方向朝南排泄，郭庄泉多年平均流量约1.01 m3/s。岩溶水主要作为城市生活和工业用水使用，保证率为95%的可开采量约为0.96 m3/s，可供灵石县的水资源量为1 700 万m3/a。

1.1.2 地表水资源

灵石县地表径流多为洪水，难以利用，全县仅有石膏山水库这一座小（一）型水库，库容473 万m3，位于仁义河上游，水质较好，年均流量为1 256 万m3。静升河自1980 年后地表水大幅减少，水质较差，灵石县其它地表水整体水质差，流量小，难以处理利用。

1.1.3 中水回用

中水来自于灵石县污水处理厂，该厂日收集污水量5 500 m3/d，日处理污水量1 万m3，可利用中水量为5 800 m3，中水主要用于环保、绿化、景观用水、日常消耗等。矿坑水利用，灵石县煤矿较为分散，且煤矿生产会利用本矿的矿坑排水，因此可供外排利用的水量很小。矿坑水收集利用按照损耗掉20%计算，年可利用水量约为700 万m3。

1.1.4 外流域调水

东山供水工程是山西省内跨区域调水工程，自左权及漳河取水向晋中地区的8 个县市供水，灵石县分配到年水资源量为2 093 万m3。中部引黄工程自保德县天桥水电站库区取水，向晋中、临汾、吕梁、忻州等16 个县（市、区）供水，灵石县分配到的年水资源量为2 160 万m3。

1.2 现状用水分析

灵石县总人口25.2 万，其中农村居民人口12.9万，2016 年总用水量约2 730 万m3，农村居民生活用水量约260 万m3。为了分析灵石县现状综合用水水平，通过对该县2016 年人均用水量、农田灌溉亩均用水量、人均生活用水量和万元工业增加值用水量等用水评价指标与其所在的晋中市及山西省平均用水指标进行比较，以便了解和评价灵石县现状综合用水水平。

灵石县2016 年人均用水量约108 m3，晋中市年人均用水量220 m3，山西省该年人均用水量201 m3，该县人均用水量仅为晋中市的49%，山西省的55%。灵石县2016 年农田灌溉亩均用水量约91 m3/亩，晋中市为186 m3/亩，山西省为186.1 m3/亩，该县农田灌溉亩均用水量仅为晋中市和山西省的49%。灵石县2016 年人均城镇生活日用水量约67 L，晋中市为75 L，山西省为92 L，该县人均城镇生活日用水量为晋中市的89%，山西省的73%。灵石县2016 年农村居民生活日用水量约52 L，处在山西省和晋中市农村居民生活日用水量之间。灵石县2016 年万元工业增加值用水量约22 m3，晋中市则为28 m3，山西省为27.5 m3，该县万元工业增加值用水量为晋中市的78.6%，山西省的80%。综上所述，灵石县除农村生活人均日用水量指标与晋中市和全省水平相当外，其它指标均低于晋中市和全省水平，该县现状用水水平整体偏低。

1.3 存在的问题

一是灵石县是一个缺水的地区，水资源总量和质量都落后于山西省平均水平，加之该县水利工程投资少，除汾河上修建了堤坝、橡胶坝和石膏山水库外，其它仅修建了少量的人畜饮水工程，县境内水利设施稀缺汛期径流大，但缺少拦蓄措施，导致地表水无法有效利用。二是随着社会经济的快速发展，汾河上游工业取水增加且废水直排，水质污染问题加重。三是随城镇化水平的提高，对水资源的需求量增大，水资源的供需矛盾日益突出。四是灵石县是煤炭资源大县，煤层富集的地层也是水资源丰富的地质体，由于煤矿开采需要降排水且采煤漏水会污染水质，造成矿区及周边地区井水枯竭、泉水断流，严重破坏了该县的水环境。四是灵石县现有的工业和生活污水处理厂均超负荷运行，仍然有很多的工业废水和生活污水得不到处理，导致河流和部分地下水污染，严重影响了当地群众的生产和生活。五是灵石县水资源动态监控系统仅在小部分深井建立。通过对比2016 年和2012 年灵石县岩溶地下水的水位变化，发现水位降低约8 m，可见该县对地下水的开采程度较高，对地下水过度开采影响了生态环境和社会经济的可持续发展。

2 需水分析

本次对灵石县2020 年和2030 年需水总量的预测，需要考虑灵石县水资源承载力、需水部门、产业机构的发展改变，因此预测的难度较大，需要进行需水合理性分析。本次需水分析考虑了经济、未来发展规划、节水型社会建设的需要，并参考《山西省用水定额》、《灵石县“十三五”规划报告》、《山西统计年鉴》等标准，采用了定额法对需水量进行预测，采用指标法对规划人口进行预测，采用增长率法对城镇化率进行预测。结果如图1 所示。

图1 灵石县用水变化趋势

由图1 可知：灵石县2016 年人均城镇生活日用水量约67 L，2020 年达到100 L，2030 年则达到105 L；灵石县2016 年农村居民生活日用水量约52 L，2020 年达到65 L，2030 年则达到70 L，两个预测指标均未达到全省或全国的平均用水水平，但是用水定额逐渐增加的趋势也体现出人民生活水平的提高和经济快速发展后，人均需水量的逐渐增加，该项预测是合理的。

由于国家耕地红线等政策，未来灵石县的农耕地面积变化不大，随着灵石县进行的产业结构调整和农业生产技术、灌溉技术等的提高，农业灌溉需水量会有所减少，但能满足当地农业灌溉的需要，预测结果是合理的。

灵石县是山西省重要的能源基地，工业多与煤炭有关，工业需水总量逐年上升，但随着对环保的重视程度日渐提高，污水处理技术的不断完善，矿坑水、工业废水等可以重复利用，用水定额有所下降，预测结果是合理的。

灵石县“十三五”规划中着重提出了要大力发展服务业，着力打造完成静升古镇、王家大院两个5A 景区，加快对石膏山、红崖峡谷、金山等景区景点建设，对厦门古堡、三清寨进行旅游开发，将灵石县打造成山西省重要的旅游集散地，并发展商贸物流、电子商务、文化创意、健康养生等新产业，实现服务业占GDP比重超40%的目标，由此可见该县第三产业需水量必然会大幅增长，因此本次预测结果是合理的。