府谷县水资源开发现状与用水潜力分析

孙旭伟,段莉芳

(1.府谷县河道养护站,陕西 府谷 719499;2.府谷县水利工作队,陕西 府谷 719499)

1 概 况

府谷县处于内蒙古高原与陕北黄土高原东北部的接壤地带,总面积 3229km2,辖14 个镇、2个农业园区、5个便民服务中心,207个行政村。2021 年末,全县总人口为 25.5万人。府谷县属中温带半干旱大陆性季风气候,多年平均蒸发量为 2375.7mm,多年平均降水量为 431.4mm[1]。府谷县自然资源富集,拥有各类矿藏 20 多种,特别是煤炭已探明储量200 亿t,高岭土探明储量 3.59 亿t ,居全国之首。为了满足社会经济快速发展对水资源的需求,需对用水现状和开发潜力进行分析[2]。

2 水资源状况分析

2.1 河流水系

府谷县河流错综、沟壑密布,仅流域面积超过10km2的河流达62条,但大多属季节性河流,雨季暴涨,旱季断流,且河水含沙量高。河流多年平均径流量约4.924 亿 m3/a(不含黄河),其中:客水径流量为 2.83 亿 m3/a,自产水量 2.094 亿 m3/a。径流的年内变化和降雨量的年内分布相一致,大部分集中在汛期(7～9月),其径流量约占年径流总量的 70.3%。在府谷天桥一带,有较为丰富的岩溶水资源,年可开采量约 7884×104m3/a[3]。

2.2 水资源可利用量分析

府谷县多年平均水资源可利用总量(含黄河径流)为 0.6971×108m3/a, 其中地表水可利用量 0.6623×108m3/a,地下水可利用量 0.2346×108m3/a,两者重复利用量 0.1998×108m3/a。

2.3 水资源时空分布特点

府谷县境内的多数河流均属于季节性河流,雨季暴涨,旱季断流。径流的年内变化和降雨量的年内分布相一致,大部分径流主要集中在汛期的6～9月份,其径流量约占年总径流量的 70%。由于降水年内、年际变化大,形成了径流年内、年际变化大。年内降雨分配不均,且又比较集中,造成府谷县水土流失严重,地表水泥沙含量高。河流的陡涨陡落及水流泥沙含量高,是府谷县河流的主要特点,同时也为地表水资源的开发利用增加了难度。

2.4 水功能区水质及变化情况

2.4.1 水功能区划与评价

根据府谷县水功能一级区划,府谷境内主要为黄土水系,按功能划分为晋陕开发利用区、府谷保留区、府谷源头保护区、府谷缓冲区等。其区划和评价结果见表1。

表1 府谷县河流水功能一级区划表

在一级区划的基础上,府谷境内二级区划主要包括各用水区、排污控制区、过渡区等,见表2。

表2 府谷县河流水功能二级区划表

2.4.2 水质及其变化情况

2021年府谷县参与评价的水功能区共11个,评价河长419.8km,2021年参与评价的11个功能区有9个达标,即2021年府谷县水功能区水质个数达标率为81.8%。其中,黄河碛塄水质为Ⅰ类,稳定达标;孤山川、皇甫川Ⅲ类,达标。清水川Ⅱ类,达标。区域地下水采集水样中有约50%的水样部分离子超标,超标组分主要为Cl-、SO2-、F-、NO-、溶解性总固体和总硬度。超标项目的水样大多分布在皇甫川、孤山川上段和中段及海则庙沟区域,水污染形势严峻。

3 水资源开发利用现状分析

3.1 水利工程

府谷县在地表水开发利用中,主要以蓄水工程、引水工程和提水工程为主。蓄水工程中,小型水库75座,池塘40座。引水工程中,引水渠道131条,现状正常运行引水渠道2条。提水工程中,现有抽水站534个,其中以黄河、石马川等河流沿岸分布较多较集中,主要抽取河水和库水。地下水取水工程以大口径浅井为主,主要分布于清水川、黄甫川、孤山川、墙头和西部、北部及南部沟谷中,深机井主要分布在黄河延岸的孤山川口、天桥、浪湾及清水川口和和海则庙沟口等地。

3.2 供水工程与供水量

2021年府谷县境内现状供水总量为7678×104m3/a,其中地表水供水量为2841×104m3/a,占总用水量的37.0%;地下水供水量为4557×104m3/a,占总用水量的59.4%;其他水源供水量为280×104m3/a,占总用水量的3.6%。地表水供水量中,蓄水、引水、提水工程的供水量分别为611×104m3/a、94×104m3/a、2136×104m3/a,分别占府谷县各类供水工程供水总量的8.0%、1.2%、27.8%;地下水供水量中,全部由浅层水供水工程的供水量为4557×104m3/a,占府谷县各类供水工程供水总量的59.4%;其他水源供水量中,矿坑水、再生水工程的供水量分别为108×104m3/a、172×104m3/a,分别占府谷县各类供水工程供水总量的1.4%、2.2%。

3.3 用水量、用水水平和用水结构

3.3.1 用水量和用水结构

根据《2021年榆林市供用水量统计报表》,2021年府谷县各行业用水总量为7678×104m3/a,其中农田灌溉用水1716×104m3/a,占总用水量的22.4%;林牧渔畜用水746×104m3/a,占总用水量的9.7%;工业生产用水3888×104m3/a,占总用水量的50.6%;城镇公共用水164×104m3/a,占总用水量的2.1%;城镇居民生活用水436×104m3/a,占总用水量的5.7%;农村居民生活用水340×104m3/a,占总用水量的4.4%;生态环境用水388×104m3/a,占总用水量的5.1%。从用水数据上可以看出,工业用水量最大,其次为农田灌溉。

3.3.2 用水水平与用水效率

因此,2021年府谷县人均年综合用水量均低于榆林市、全国平均用水量。2021年府谷县国民生产总值为735.88亿元,则万元GDP用水量为10.43m3,而同年榆林市、全国万元GDP用水量分别为21.54m3、51.77m3。因此,2021年府谷县万元GDP用水量均低于榆林市、全国平均万元GDP用水量。

2021年府谷县工业年用水量为3888×104m3/a,工业增加值为538.06亿元,万元工业增加值用水量为7.23m3,而同年榆林市、全国平均万元工业增加值用水量分别为7.99m3、22.85m3。因此,2021年府谷县万元工业增加值用水量均低于榆林市、全国平均万元工业增加值用水量。城镇居民生活人均日用水量为149.05L/(cap·d),农村生活人均日用水量为64.19L/(cap·d),均低于榆林市和全国水平。

4 存在的主要问题

4.1 水资源分布不均衡

水资源集中分布于东部黄河沿岸,中、西部水资源匮乏,开发利用条件不均一,与矿产资源及经济发展布局不相协调[4]。地表水除黄河外,多为季节性河流,丰水期暴涨暴落、含沙量大,大量弃水,枯水期河道断流,水资源利用困难。县境内水利工程多以引水工程为主,基本没有大的调蓄工程,供水保证率偏低,城市与工业供水的水源地及供水工程建设严重滞后。

4.2 水资源形势不容乐观

随着社会经济的快速发展,水资源开采量逐年增加,加之不合理的开发利用方式造成府谷县局部地下水位降低、河川径流量衰减。从20世纪80年代以来,境内河川径流多年来均呈总体下降趋势。府谷西北部分布的含煤地层为侏罗系延安组含煤地层,东部分布着石炭二叠纪煤田。目前全县境内大小煤矿45个,特别是西北部侏罗纪煤田内,煤矿分布密度大,在煤炭开采中,由于采空区塌陷,破坏了地下水的赋存状态,地下水沿裂隙带漏失,导致浅层地下水枯竭。

4.3 对其他水源的开发利用力度不够

境内水资源开发利用主要以地下水为主,地表水为辅,而对雨水、污水、煤矿矿井涌水等非常规水资源没有进行充分的开发利用,而这部分水资源量还有一定的利用潜力,特别是污水再生水利用和矿井疏干水。有效的利用非常规水资源可在很大程度上减少地表水和地下水的开发利用量,对节约和保护区域有限的水资源和维持府谷县经济社会的可持续发展具有重要意义。

4.4 局部工业供水不足

府谷县处于神府煤田腹地,是我国能源化工基地。近年来,煤电化三大产业链一体化正在形成,清水川、郭家湾、皇甫川和庙沟门工业区等初具规模[5]。冯家塔井田二期、西王寨井田、段寨井田、尧峁井田以及段寨电厂、清水川电厂二期、鲁能西王寨甲醇厂、古城煤电化基地等,有的正在立项,有的即将建设。随着这些厂矿的相继建设投产,该地区已成为陕北能源基地建设的重点地段和热点地区,生产和生活需水与供水的矛盾将更加突出。

5 水资源开发利用潜力分析

5.1 现状水资源开发利用程度分析

府谷县年地表水资源量为1.7545×108m3/a,可利用量为0.6623×108m3/a,2021年地表水实际供水量为0.2841×108m3/a。经计算,2021年府谷县当地地表水水资源开发利用程度为16.2%。虽然地表水开发利用程度较低,且府谷境内地表水大多属季节性河流,径流的年内变化剧烈,多数月份水量很小或干涸,7～9月汛期径流量约占年径流总量的70%～80%。

府谷县年地下水资源量为9410×104m3/a,可开采量为2346×104m3/a,天桥一代岩溶水可开采量约7884×104m3/a;2021年府谷县地下水实际供水量为0.4557×108m3/a。经计算,2021年府谷县地下水开采率为44.5%。

5.2 水资源开发利用潜力

水资源开发利用潜力是通过对现有工程的加固配套和更新改造、新建工程的投入运行和非工程措施的实施后,分别以地表和地下水可供水量以及其他水源可能的供水型式,与现状条件相比所能提高的供水能力。从府谷县地表水开发利用程度16.2%、地下水开采率44.5%分析,府谷县地下水水资源仍有一定的潜力。另外,再生水回用潜力也越来越大。可见,近期府谷县水资源可为区域经济可持续发展提供一定的水源支撑。

6 结 语

府谷县水资源分布不均,局部水资源呈衰减趋势。通过分析探讨,府谷县2021年多年平均水资源可利用总量(含黄河径流)为0.6971×108m3/a,其中工业用水量最大,占总用水量的50.6%,局部地区工业用水严重不足,水污染严峻,污水再生水利用和矿井疏干水利用率低,万元工业增加值用水量低于榆林市和全国水平,雨洪水、地下水、再生水利用空间和潜力较大,为未来府谷的水资源开发管理和优化配置提供了科学依据。