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和顺县水资源状况与开发利用潜力分析

2020-11-12

山西水土保持科技 2020年3期
关键词:供水量开采量潜力

(和顺县河长制事务服务中心)

1 县域概况

1.1 自然地理

和顺县地处山西省境东陲,太行山中段西侧,东与河北省邢台市为邻,西通榆次区与榆社县,南与左权县接壤,北接昔阳与寿阳两县。以山地、丘陵居多,仅在清漳河沿岸有小块平川。平均海拔在1 300 m以上。主要山峰有阳曲山、五蛇垴、人头山、北万山等,海拔均在1 800 m以上,其中以阳曲山最高,海拔达2 058 m。气候属温带大陆性季风气候区,据省气候中心编《山西省地面气候资料(1971-2000)》,年均气温6.7℃,极端最高气温35.8℃,极端最低气温-32.1℃;年降水量513.9 mm,其中5-10月降雨量459.3 mm,约占年降水量的89% ;年蒸发量1 714.7 mm,相当于年降水量的3.33倍;年均风速2.3 m/s,无霜期144 d,最大冻土深度1.1 m。

1.2 社会经济

全县东西长75 km,南北宽35 km,总土地面积2 250 km2。辖5镇5乡,294个行政村,2018年总人口14.77万人。全县经济框架结构,以农业为基础,煤炭工业为主导,第三产业为辅。

1.3 河流水系

和顺县河流水系可概括为黄河和海河两大流域、三大水系(汾河水系、子牙河水系和南运河水系)、四大主流(清漳东源、清漳西源、松溪河、木瓜河)。西部马坊乡的木瓜河为黄河流域汾河水系,其余部分均为海河流域,其中,清漳东源与清漳西源属南运河水系,松溪河属子牙河水系(见图1)。

2 水资源量及其变化

2.1 年降水量

1956-2000年系列,年均降水量546.6 mm,年最大降水量951.1 mm(1963年),年最小降水量329.7 mm(1986年),极值比2.9;1980-2000年系列,年均降水量493.3 mm,年最大降水量675.6 mm(1988年),年最小降水量329.7 mm(1986年),极值比2.0。年均降水量,1980-2000年系列比1956-2000年系列减少了9.7%。

2.2 河川径流量

1956-2000年系列,年均河川径流量13 100万m3,径流深60.1 mm,年最大径流量73 270万m3(1977年),年最小径流量4 328万m3(1999年),极值比16.9;1980-2000年系列,年均河川径流量9 500万m3,径流深43.6 mm,年最大径流量39 948万m3(1996年),年最小径流量4 328万m3(1999年),极值比9.2。年均河川径流量,1980-2000年系列比1956-2000年系列减少了27.4%。

2.3 地下水资源量

1956-2000年系列,年均地下水资源量9 887万m3,均为分区降水入渗补给量。1980-2000年系列,年均地下水资源量9 694万m3,其中:一般山丘区4 617万m3,河川基流量3 778万m3,开采净耗量478万m3,煤矿排水量352万m3;岩溶山区地下水资源量5 077万m3,其中,泉水还原量5 070万m3,开采净耗量7万m3。

图1 和顺县流域水系图

2.4 水资源总量

1956-2000年系列,全县水资源总量18 788万m3,其中,地下水9 887万m3,地表水13 111万m3,重复计算量4 210万m3。年最大水资源总量63 164万m3(1963年),年最小水资源总量8 718万m3(1999年),极值比7.1。年均产流模数8.62万m3/a·km2,年均降雨入渗补给系数0.083。

1980-2000年系列,全县水资源总量15 412万m3,其中,地下水9 694万m3,地表水9 496万m3,重复计算量3 778万m3。年最大水资源总量38 934万m3(1996年),年最小水资源总量8 718万m3(1999年),极值比4.5。年均产流模数7.06万m3/a·km2,年均降雨入渗补给系数0.090。

全县水资源总量变化,总体趋势受降水量影响较大。1956-1993年,呈锯齿状变化趋势,平均水资源量为18 800万m3。之后,随着90年代后期出现连续干旱年份,导致水资源减小幅度加快,境内水资源量持续走低,至1999年达到历史最低,仅8 718万m3。2010以来,降水量逐渐增多,水资源总量再次呈现上涨趋势。

3 水资源利用现状

2014-2018年,和顺县年均供水总量2 212万m3,其中:地表水供水量1 367万m3,占61.8%;地下水供水量845万m3,占38.2%。

根据《山西省用水统计》,2018年,和顺县用水总量为2 444万m3,其中:地表水供水量1 453万m3,占59.5%;地下水供水量781万m3,占32.0%;污水利用量210万m3,占8.5%。

4 现状和规划水利工程可供水量

4.1 现状供水工程及供水能力

4.1.1 地表水工程

全县现有恋思中型水库1座,总库容1 600万m3,其中,兴利库容653万m3,防洪库容832万m3。设计年供水量452万m3,设计灌溉面积0.05万hm2。共有小型水库3座,总库容239万m3,其中,兴利库容70万m3,防洪库容122万m3。

较大的地表水工程3个,其中:九京灌溉供水工程,年供水能力为146万m3;李阳镇石勒沟水源工程,年供水能力172.5万m3;海眼寺灌区,设计引水流量0.4 m3/s,年供水能力571万m3。

另外,当地的小型引提水工程,年供水量247万m3。

4.1.2 地下取水井工程

全县现有地下水取水井167眼,其中,公共供水井5眼,工业供水井24眼,农村生活供水井136眼,农业供水井2眼,年总供水能力850万m3。

4.2 在建与规划供水工程及供水能力

4.2.1 在建井子水库

井子水库位于义兴镇井子村东300 m处,地处清漳东源梁余河支流井子河上。坝址以上控制流域面积21.9 km2,设计总库容115万m3,是一座以乡村供水和农业灌溉为主,兼顾防洪和向县城应急供水等综合利用的小(一)型水库。设计工期2年,2019年10月开工,计划2021年完工。工程建成后,年向乡村3 720口人提供生活用水9.69万m3,为283.33 hm2农田提供灌溉用水47.28万m3,为河道生态基流补水13.26万m3。

4.2.2 潇河、清漳西源和松溪河规划水利工程

根据和顺县水利发展规划,远期水资源重点开发潇河、清漳西源及松溪河各支流,包括仪岭河大佛头水库和寺头河京上、西马泉河宣窑、横岭河油房、龙旺河麒麟沟、沙峪河寒湖、李阳河三奇等低坝蓄引水工程。各工程可供水量估算成果见表1。

表1 规划水利工程新增供水量估算表

5 水资源开发利用潜力分析

5.1 开发新水源的必要性

水资源开发利用潜力是指在可预见的时间内,通过对现有供水工程的加固配套和更新改造,新建工程的投入运行以及采取非工程措施以后,以地表水、地下水可供水量及其他水源可能的供水方式所达到的供水能力,与现状条件相比,所增加的那部分供水能力。水资源开发利用,应在遵循自然规律和价值规律的前提下,充分考虑水资源和水环境的承载能力,以体现可持续利用。因此,水资源开发利用分析应主要考虑两方面的因素:一是以水资源可利用量为控制条件;二是充分考虑技术经济因素、水质状况以及对生态环境的影响。

和顺县转型跨越式经济社会发展对加快水利发展提出了新的更高要求。目前,全县正着力打造“五地两区”,建设山西东大门。以党的建设为统揽,以全面深化改革为动力,以持续改进作风为保障,倾力打造“和顺干部”“和顺生态”两张名片,突出抓好产业转型、民生改善、深化改革和“六权治本”四大重点,努力建设弊革风清、幸福宜居新和顺。届时,全县居民人均可支配收入和农民人均纯收入将显著提高,率先在晋中市实现全面建成小康社会的宏伟目标。

随着人口的增长和城乡人民生活水平的不断提高,以及城市水务管理体制的建立,水利发展面临着保障城乡居民生活饮水安全,提供与小康生活水平相适应的满足水量、水质要求生活用水的重大责任,任务十分艰巨。由于县域以山地、高原、丘陵、沟壑为主要地貌特征,水资源开发利用条件较差,具有投入大、工期长、难度大、效益低、运行费用高等不利特点,水利基础设施建设严重滞后于国民经济发展对水利的要求。据2018年统计:全县城镇供水人口70 957人,生活取水量194万m3,居民生活用水指标为74.8 L/人·d,低于晋中市平均水平77.9 L/人·d;全县农村供水人口76 786人,生活取水量190万m3,用水指标67.8 L/人·d,亦低于晋中市平均水平69.4 L/人·d。在社会经济高速发展的新形势下,全县工业、农业和城乡生活供水将全面短缺,供水不足将成为影响持续发展的重要因素。

水资源开发包括传统水源开发和非传统水源的开发。传统水源是指可供利用的地表水和地下水,非传统水源主要是指雨洪利用、废污水回用等。和顺县属于工程性缺水地区,在大力节流的同时,在有潜力的地区适当开源是缓解全县水资源不足的重要手段,其现实举措是充分利用和合理配置境内水资源。

5.2 水资源开发利用潜力

5.2.1 地表水开发利用潜力

和顺县目前只有恋思中型水库1座,控制流域面积113 km2。小型水库3座,其中,三泉水库为小(一)型水库,控制流域面积43 km2;井峪沟水库和岭南水库为小(二)型水库,控制流域面积3.7 km2。另外,有南坡、灰调曲、北峪、独堆、南安驿、东仁等6座塘坝和九京、海眼寺2座低坝蓄水工程,以及其他集中和零散的小型引提水工程。除恋思水库外,大部分水工程年久失修,属于病险工程,现状供水能力很低。由于没有控制性工程,地表水工程的供水能力总体脆弱。2014-2018年,地表水年均供水量1 367万m3,仅占地表水可利用量5 701万m3的23.98%,尚有近75%的开发利用潜力。具体情况见表2。随着潇河、清漳西源等一部分新水源工程建设,水资源开发利用潜力将得到进一步提升,预计到2030年,地表水可供水量将达到2 340万m3,开发利用程度达到41.0%,达到中等开发利用区水平。

表2 和顺县地表水远景开发利用潜力

5.2.2 地下水开发利用潜力

全县现有地下水取水井167眼(在用机电井),总供水能力850万m3。根据和顺县水资源优化配置方案,优先使用地表水和非常规水源,地下水仅分析分区开发潜力,不做规划。

(1)一般山丘区(碎屑岩类裂隙水分布区)。受自然地理条件限制,该区域地下水资源相对贫乏,开发利用条件较差。2018年,年地下水开采量617万m3,按全国及省、市水资源评价技术大纲,此值即为可开采量。一般山丘区地下水开发利用潜力不是很大,不宜作为工农业生产的供水水源,在一些河流河床较宽的河谷、转弯以及构造发育地带,可作为农村大生活用水水源,但增加的开采量,相应会减小基流量,减少地表水可利用量。

(2)松散岩类孔隙水分布区。主要分布在盆地、河谷和台塬。和顺盆地地下水资源量334万m3,可开采量250万m3,现状开采量182万m3,尚有68万m3的可开采潜力;松烟河谷地下水可开采量260万m3,现状开采量很小,尚有250余万m3的开采潜力;李阳台塬地下水可开采量56万m3,现状开采量很小,尚有50余万m3的开采潜力。

(3)岩溶山区。该区域地下水资源量5 178万m3,现状开采量仅35万m3。考虑岩溶水可开采量分配指标或水权分配归属于省市水行政管理部门确定,对其开发利用潜力分析仅作为参考。娘子关泉域年分配给和顺县的指标为160万m3,目前已开采35万m3,尚有125万m3的开采潜力。

5.2.3 非常规水源开发利用潜力

(1)中水开发利用潜力。和顺县污水处理厂位于县城新和路北,占地2 hm2,设计处理污水能力10 000 m3/d。2006年4月15日开工建设,2008年10月竣工投入运行,原处理工艺为A/O生物氧化法(悬浮链移动曝气)。2015年,根据相关要求,各市、县污水处理厂需提标升级改造,出水水质达到国家一级A类排放标准。提标升级改造工程于2016年1月开工,当年11月底竣工验收并投入运营。处理工艺由原先的A/O工艺变更为A2/O+硫沙过滤工艺,出水水质达到一级A类排放标准。据统计,2018年共处理污水量2 103 721 m3,日平均5 763.6 m3。根据《城镇污水再生利用工程设计规范》(GB 50335-2016),污水处理损失按20%计算,则和顺县污水处理厂处理后的再生水可供水量为4 610.9 m3/d(168.3万m3/a),现状利用量仅61万m3/a,主要用于城市环卫和绿化,尚余107.3万m3/a的可利用量。

(2)煤矿矿坑水开发利用潜力。和顺县煤田面积136.77 km2,探明煤炭储量63 432.88万t,煤层埋深标高一般1 530-770 m,主采煤层为3#、8#、9#和15#,年生产规模1 880万t。2009年全省煤矿兼并重组整合后,全县保留煤矿15座,分布于义兴、李阳、牛川和喂马等4个乡镇。2018年,矿坑涌水量192.54万m3,全部回收利用,实现零排放,主要用于煤矿生产及配套洗煤厂生产用水。由此可见,煤矿矿坑水无多余的可利用量。

6 水资源开发利用问题与建议

随着国民经济的快速发展,和顺县的水资源供需矛盾日趋突出,缺水已成为制约当地持续发展的主要因素。特别是近年来生态用水增长较快,对水资源供给提出了新的要求。在水资源开发利用上,主要办法是开源节流,开源相对较难,但节流亦非易事。目前存在的主要问题:一是水资源浪费;二是水污染现象仍很严重。

近年来,水行政主管部门在节约用水方面做了大量工作,制定了用水节水管理的有关规定以及节约用水的实施细则,开展了水平衡测试,寻找节水途径,挖掘节水潜力,取得了明显的成效。但在一些企业不合理的用水工艺及耗水型设备运行下,导致了水资源利用率很低,单位产品耗水量较高,用水指标与国内外先进水平相比,还有一定的差距。供水设施长期老化,超期服役,跑、冒、滴、漏现象屡见不鲜,浪费水的现象严重。虽然取水指标总体较小,但用水工艺大多很不完善。农业节水取得了明显效果,但由于资金短缺,灌区工程配套不完善,田间灌溉水利用系数不高。

为了合理开发利用和顺县的水资源,针对存在问题,提出如下建议:一是加大节水宣传力度,提高全民节水意识,建设节水型社会;二是加大灌区节水改造力度,充分挖掘农业节水潜力;三是加大监督执法力度,预防中小工业企业污水排放造成水污染;四是加大供水设施维修改造力度,预防跑、冒、滴、漏水资源浪费现象;五是推行节水器皿进万家活动,注重居民生活节水。

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