河北省邢台市百泉泉域水资源供需平衡分析
2024-03-07王步新任春磊周婷婷
陈 平,魏 强,王步新,任春磊,周婷婷
(河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司,天津 300220)
百泉位于河北省邢台市市区东南部, 是我国名泉之一,曾有“环邢皆泉,遍野甘露溢,平地群泉涌”之记载。20 世纪70 年代以来,受降雨量减少、上游水库截流、采矿排水量增大、地下水开采量逐年增加等多种因素影响, 泉域内地下水水位持续下降,1980年达活泉断流,1986 年百泉断流。近年来,当地政府积极践行 “绿水青山就是金山银山” 的生态文明思想,坚决按照“四水四定”原则和“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水思路,采取“节水、补源、压采、引江水置换、增雨、强管”等措施综合治理地下水超采,实施水生态保护修复,在各方努力及有利的气象条件下, 自2021 年8 月开始, 狗头泉、黑龙潭、小儿泉等相继复涌。泉水的失而复涌为邢台市打造“太行泉城、魅力邢襄”奠定了坚实基础[1-2]。
水资源供需平衡分析是指研究供水量与实际需水量间的关系, 是在流域规划和水资源综合评价分析的基础上,以区域内的水资源供需现状、国民经济发展和社会发展等为依据[3-6]。测算百泉泉域供水量和需水量, 使水资源的供应和需求之间建立平衡并不断优化平衡,使有限的水资源得到充分利用,大大提高水资源的使用效率, 力求水资源利用价值合理化,保证百泉泉域持续复涌。
1 研究区域概况
百泉泉群分布于邢台市东南4 km 左右的百泉村一带、七里河两岸,出露面积约7~10 km2,为百泉泉域岩溶水主要集中排泄点。 百泉泉域面积3843 km2,涉及邢台市信都区、襄都区、内丘县和沙河市。泉域内流经河流主要为小马河、白马河、牛尾河、七里河、大沙河和北洺河。 百泉泉域地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙承压水和岩溶水。研究区域属于太行山东麓,地貌属低山丘陵向山前倾斜平原过渡区, 工程区为低山缓丘及河谷地貌。
2 供水量分析
2.1 地表水可供水量
泉域内地表水主要来源于朱庄水库、 东石岭水库、野沟门水库3 座水库。其余水库及河道主要通过与上述各水库联通后为下游供水。
2.1.1 朱庄水库
朱庄水库位于沙河市孔庄乡朱庄村西的沙河干流上,控制流域面积1220 km2,总库容4.162 亿m3,兴利库容2.285 亿m3,调洪库容2.332 亿m3,是一座以防洪、供水为主,灌溉、发电为辅综合利用的大(2)型水利枢纽工程。 朱庄水库原设计供水对象主要为下游灌区农业用水,水库下游有朱南灌区和朱北灌区。随着引朱济邢工程的完工, 朱庄水库开始承担向邢台市供水的任务,原设计供水量为5000 万m3。朱庄水库在满足引朱济邢5000 万m3引水量的基础上,在50%保证率可向下游灌溉供水6000 万m3,同时可以为河道提供1520 万m3生态基流,即朱庄水库50%保证率可供水量12520 万m3。
2.1.2 东石岭水库
东石岭水库位于南澧河上游渡口川, 坝址在沙河市东石岭村西1 km 处,控制流域面积169 km2,总库容7320 万m3, 兴利库容2541 万m3, 是一座以灌溉、发电养殖为辅的综合利用中型水利枢纽工程。东石岭水库主要供水目标为下游灌区农业用水, 水库下游有东石岭灌区, 东石岭水库50%保证率可供水量为3432 万m3。
2.1.3 野沟门水库
野沟门水库位于南澧河上游,坝址在信都区西部山区将军墓川与宋家庄川的汇流处下游3 km 野沟门村南,距邢台市48 km。水库控制流域面积518 km2,总库容5040 万m3,兴利库容2569 万m3,是一座以防洪为主,兼顾灌溉、发电、养殖、旅游等综合利用的中型水利枢纽工程。 野沟门水库主要供水目标为下游灌区农业用水,水库下游有野北灌区。野沟门水库50%保证率可供水量为3247 万m3。
综上分析,泉域内地表水可供水量为19199 万m3。
2.2 地下水可开采量
根据《全国第三次水资源调查评价 (河北省部分)》,泉域所涉及各县(市、区)地下水可开采量为25566 万m3。 根据 《邢台市水务局关于调整邢台市2021—2025 年度用水总量及地下水开采总量控制指标的通知》,泉域所涉及各县(市、区)地下水可开采量为24700 万m3。
2.3 外调水分配水量
邢台市南水北调配套工程多年平均分水量为33335 万m3,共设6 个分水口门向23 个目标供水,供水由总干渠和邢清干渠口门通过地下管道输水至各县(市、区)地表水厂,地表水厂经过水处理后进入城区配水管网,最终向用水户供水。泉域内涉及的供水目标及供水量如表1。
表1 泉域内南水北调中线引江水利用情况一览表 单位:万m3
2.4 非常规水
邢台市非常规水供水量约1.46 亿m3, 主要来源为污水处理厂处理的中水。但目前各县(市、区)再生水工程建设情况不同,现利用率较低,还有待开发利用。本次泉域内各县(市、区)非常规水用水量仍维持现状水平。
3 需水量分析
3.1 经济社会发展预测
经济社会发展与水资源利用有着密切关系,一方面,经济社会发展需要有水资源作支撑;另一方面,经济社会发展又对水资源系统产生压力;同时,水资源的科学管理与保护又需要经济社会发展提供保证。
根据 《邢台市国土空间总体规划(2021—2035年)》和《邢台市城乡供水水源置换规划》,在现状水平年2020 年的基础上, 预测泉域所涉及各县 (市、区)规划水平年2025 年的各项经济指标,如表2。
表2 泉域涉及各县(市、区)经济指标
3.2 需水预测
需水预测是在既定经济社会发展目标下对水资源的合理需求量。本次根据各行业现状用水定额、相关规划及相关规范,对各行业需水量进行预测,如表3。
表3 泉域涉及各县(市、区)2025 年需水量 单位:万m3
4 水资源平衡分析
结合泉域内各县(市、区)现状供需状况,确定规划水平年2025 年水资源总体配置框架。
(1)邢台市区。规划2025 年邢台市区生活及工业用水基本置换为南水北调用水, 仅襄都区晏家屯镇、 旭阳工业园区及信都区西部南水北调非受水区因暂时无法覆盖,仍维持现状供用水情况;农业灌溉暂无水源置换规划,供用水情况与现状年基本一致。
(2)内丘县。规划2025 年内丘县生活及工业用水全部置换为南水北调用水;内丘县已编制《内丘县马河灌区农业灌溉水源置换项目实施方案》, 规划2025 年可置换1333.33 hm2耕地灌溉水源,其余区域灌溉供用水情况与现状年基本一致。
(3)沙河市。规划2025 年沙河市生活及工业用水基本置换为南水北调用水, 仅西部南水北调非受水区因无法覆盖,仍维持现状供用水情况;根据《沙河市2018 年地下水超采综合治理地表水节水灌溉(朱南灌区节水改造试点项目)》,目前沙河市正在实施朱南灌区改造一期工程,规划2025 年朱南灌区可全部置换为朱庄水库水。
根据上述情况, 对2025 年泉域涉及各县 (市、区)进行配置,配置方案如表4。由表可见,各县(市、区)已基本消纳南水北调分配水量,但地下水开采量仍较高, 而地表水实际利用量相对与地表水可供水量仍较低,累计利用地表水仅6468 万m3。而根据前述分析,3 座水库的供水量合计约1.9 亿m3, 扣除朱庄水库需通过引朱济邢东延工程供给南和区及任泽约2000 万m3水量,3 座水库仍有约1 亿m3水可进一步置换泉域内生活、工业、农业用水及补充下游河道生态用水。
表4 泉域涉及区域水资源配置
5 结语
对百泉区域进行水资源平衡分析是保证泉域持续复涌的前提和基础。本文通过分析研究区域供、需水量情况,预测该区域总需水量、地表水供水量、地下水供水量、非常规水和外调水量,定量分析水资源供需平衡。 上游水库的供水量可进一步置换泉域内生活、工业、农业用水及补充下游河道生态用水,各县(市、区)地下水开采量仍较高,而地表水实际利用量相对于地表水可供水量仍较低。 建议该区域优化水资源配置,统筹分配地下水开采量,科学合理分配利用地表水。