張海忠 何豫川 臧紅霞
【摘要】睢縣位于河南省東部,水資源極為寶貴。水是可持續(xù)發(fā)展最為重要的基礎性自然資源,處理好經(jīng)濟社會發(fā)展要求與水資源承載能力的關系,既要實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用又要用人與水和諧相處帶動與促進人與自然和諧相處。本文在充分調(diào)查睢縣水資源利用現(xiàn)狀的基礎上,采用詳實的數(shù)據(jù),進行了科學理論分析,因地制宜地從實際出發(fā),針對水資源的利用現(xiàn)狀,進行了供求分析,找出了水資源開發(fā)利用存在主要問題。
【關鍵詞】睢縣;水資源開發(fā)利用;分析;問題
1、自然概況
睢縣位于河南省東部,是豫東地區(qū)最為古老的縣市之一。地處北緯34°12′30″至34°34′20″,東經(jīng)114°51′至115°12′20″。全縣南北長41公里,東西寬33公里,總面積924平方公里。睢縣地處豫東平原,屬黃河沖積平原。全縣海拔51—60m,相對高差9m,總的地形是西北高、東南低,地面坡降1/5000。全縣地貌可分為低平泛區(qū)和封閉型洼地。睢縣屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,四季分明。主要特點是春季溫暖大風多,夏季炎熱雨集中,秋季涼爽日照長,冬季寒冷少雨雪。全縣主導風向為南風,次多風向為東南風。以季節(jié)而言,春夏秋四季最多、次多風向各不相同,夏半年多偏南風,影響到這樣是偏北方向,冬半年多偏北風,影響到主要是偏南方向。多年平均氣溫14.0℃,極端最低氣溫-16.7℃,極端最高氣溫43℃;多年平均降水量為698.2mm,降水時空分布不均,年際變幅較大,多年平均汛期(6~9月)占全年降水量的66.1%,豐枯比為4.2,年平均相對濕度71%,年平均風速2.2m/s。
2、水資源量及其時空分布
1)降水量及其時空分布特征
(1)降水量
分析區(qū)面積921km2,選用睢縣、潮莊、余公集3個雨量站的降水量資料計算,1956~2011年多年平均降水量為692.1mm,P=50%保證率年降水量678.1mm,P=75%保證率年降水量587.1mm。
(2)降水量時空分布特點
受大氣環(huán)流季節(jié)性變化影響,論證區(qū)降水量年內(nèi)分配很不均衡,降水主要集中在汛期(6~9月份),多年平均汛期四個月降水量461.2mm,占全年降水量的66.6%。非汛期1~5月和10~12月為少雨季節(jié),8個月多年平均降水量為230.9mm,僅占全年降水量的33.4%,有些年份非汛期整月無雨。論證區(qū)降水量年際變化也非常大,年最大降水量1153.3mm(發(fā)生在2000年),是年最小降水量299.9mm(發(fā)生在1966年)的3.8倍,豐枯相差懸殊。
表1 論證區(qū)不同保證率年降水量成果表
2)地表水資源及時空分布特征
(1)計算方法
睢縣地表水資源量,主要為通惠渠在論證區(qū)以上的天然來水量,采用通惠渠睢縣水文站水文資料計算,資料系列采用1980~2011年33年的天然徑流量計算成果,用面積比擬縮放,逐年推算其地表水資源系列,計算公式為:
W=W參證·F區(qū)域/F參證
式中:W── 地表水資源量。
W參證── 參證站徑流量。
F區(qū)域── 區(qū)域面積。
F參證── 參證站面積。
(2)地表水資源量計算成果
根據(jù)以上方法分析計算出睢縣1980~2011年多年平均地表水資源量5913萬m3,折合徑流深64.2mm,年徑流系數(shù)0.093。P=50%保證率地表水資源量4981萬m3,徑流深54.1mm;P=75%保證率地表水資源量3193萬m3,徑流深34.7mm(詳見表2)。
表2 不同保證率地表水資源量成果表
(3)地表水資源時空分布
地表水資源量時空分布,具有明顯的季節(jié)變化特征,由于地表匯流和攔河水閘調(diào)節(jié)蓄水作用,地表水資源分布比降雨量均勻,河川徑流主要集中在6~9月。區(qū)內(nèi)多年平均6~9月地表水資源量約占全年徑流量的56.5%,1~5和10-12月的地表水資源量約占全年徑流量的43.5%。地表徑流具有年際變化較大的特點。
3)地下水資源量
根據(jù)《河南省水資源》(由河南省水資源編纂委員會編著,2007年黃河水利出版社出版)成果報告資料,采用資源量模數(shù)類比評價,論證分析區(qū)地下水資源量為:
分析區(qū)內(nèi)地下水資源量16287萬m3/a,地下水與地表水重復計算量為261萬m3/a。分析區(qū)地下水資源量模數(shù)為17.7萬m3/a·km2。
4)水資源總量
水資源總量采用下式計算:
Q=R+W-D
式中Q—水資源總量(萬m3/a);
R—河川徑流量(萬m3/a);
W—地下水資源量(萬m3/a);
D—地表水與地下水之間重復計算量(萬m3/a)。
計算結果,分析區(qū)多年平均地表水資源量5913萬m3,地下水資源量16287萬m3,扣除地下水和地表水之間重復量261萬m3,區(qū)域水資源總量21939萬m3。
3、水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析
供水工程以供水水源分為地表水源供水工程和地下水源供水工程。地表水源供水工程主要有蓄水工程、引水工程和提水工程;地下水源供水工程主要以機電井開采,按開采地下水的類型又可劃分為淺層水(潛水)和中深層水(承壓水)。又以供水目標分為城市供水工程和農(nóng)村供水工程。
(1)地表水供水工程
睢縣地表水供水工程主要是境內(nèi)各類水閘等工程可供水量、引水工程可供水量。根據(jù)《2013年河南省水利年報》,睢縣目前擁有小(2)型水庫2座;?。?)型泵站2處;全縣共有水閘39座,其中:中型水閘3座、小(1)型水閘9座、?。?)型水閘27座;農(nóng)村集中式供水工程43處,其中:千噸萬人以上供水工程16處、Ⅳ型供水工程27處;全縣共有機電井15275眼,其中:淺層地下水機電:17178眼、深層承壓水機電井97眼。
(2)地下水供水工程
睢縣有規(guī)模以上機電井15275眼,其中:淺層地下水機電井15178、深層承壓水機電井97眼。全縣有效灌溉面積77.78萬畝。
(3)城市供水工程
睢縣供水系統(tǒng)主要是地下水廠、城市自備井以及相應的管網(wǎng)配套設施組成。截止目前,城區(qū)以建成三座水廠,一水廠2010年因政府規(guī)劃的需要現(xiàn)已廢棄;二水廠設計規(guī)模2萬m3/d,現(xiàn)日供水能力1.6m3/d;三水廠設計規(guī)模0.5萬m3/d,現(xiàn)日供水能力0.5m3/d。
(4)農(nóng)村及農(nóng)業(yè)灌溉供水工程
根據(jù)《2013年商丘市水利年報》,睢縣農(nóng)村集中供水工程43處,其中:千噸萬人以上供水工程16處、Ⅳ型供水工程27處。
農(nóng)田灌溉工程按灌溉方式分為渠灌、機電井灌、提灌(固定站灌和流動站灌)。為了節(jié)約用水,農(nóng)業(yè)灌溉有多種形式的節(jié)水設施,有噴滴灌、微灌、低壓管灌、渠道防滲等節(jié)水工程。根據(jù)《2013年商丘市水利年報》統(tǒng)計,睢縣耕地面積100.05萬畝,有效灌溉面積82.62萬畝,占耕地面積的82.6%。
農(nóng)田節(jié)水灌溉:一是在滿足作物需水量情況下減少灌溉用水量,主要設施有噴滴灌、微灌、低壓管灌、渠道防滲等;二是減少輸水過程中的水量損失,主要有渠道襯砌、低壓微灌等。睢縣政府已經(jīng)意識到水資源緊缺和節(jié)水工作的重要性,把節(jié)水灌溉作為農(nóng)田水利工作的重點,其中渠道防滲從無到有,低壓微灌發(fā)展也較快。2013年睢縣節(jié)水灌溉面積發(fā)展到8.87萬畝。
供水量是指各種水源工程為用戶提供的包括輸水損失在內(nèi)的供水量。按來水種類分為地表水源、地下水源和其他水源(如污水處理再利用量和集雨工程供水量等)。
根據(jù)2005~2013年分析區(qū)供用水資料分析,平均供水量13277萬m3,其中地表水供水量2828萬m3,占總供水量的21.4%,地下水供水量10399萬m3,占總供水量的78.6%。
現(xiàn)狀年(2013年)總供水量16811萬m3,其中地表水供水量5479萬m3,占總供水量的32.6%,地下水供水量11332萬m3,占總供水量的67.4%。
睢縣現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用以地下水利用為主,地下水源供水量占總供水量的67.4%;地表水源占32.6%。在地下水的開發(fā)利用中以淺層地下水為主,淺層地下水開采11834萬m3,占地下水供水量95.6%,深層水開采498萬m3,占地下水供水量的4.4%。
4、睢縣水資源開發(fā)利用潛力
根據(jù)2013年睢縣水資源量和供用水計算成果,并考慮跨流域調(diào)水、引用入過境水水庫蓄水變量及地下水補給量、地下水儲存變量、平原河川基流排泄量等因素影響,對睢縣地表水控制利用率(剔除引黃水)、水資源總量利用消耗率及淺層地下水開采率進行估算。結果見表3。
睢縣地表水(剔除引黃水)控制利用率32.8%,隨著嚴格水資源管理制度的實施,地表水水質(zhì)狀況有望得到明顯的改善,同時考慮到過境水因素,因此地表水還有一定的潛力;目前因地表水污染較重,致使地下水開發(fā)利用程度較高,現(xiàn)狀年淺層地下水開采率達123.9%,說明淺層地下水現(xiàn)狀年已處于超采狀態(tài)。另外現(xiàn)狀年屬偏枯年份,地表水和淺層地下水小于多年平均值,因此多年平均情況下水資源開發(fā)利用潛力比現(xiàn)狀年還會有一定的提高。
5、水資源開發(fā)利用存在的主要問題
目前,睢縣水資源開發(fā)利用存在的主要問題有以下幾個方面:
1)水資源量相對不足
2013年睢縣總人口82.15萬人,耕地100.05萬畝,人均水資源量173.7m3/人,不到全國人均水資源量的十分之一,不足全省人均水資源量的一半;畝均水資源量142.7m3/畝,不到全國畝均水資源量的10%,不足全省畝均水資源量的40%,水資源量相對不足,且地表水水質(zhì)較差,利用率不高,淺層地下水已處于超采狀態(tài)。
2)田間工程配套差,用水粗放農(nóng)村灌溉仍采用粗澆漫灌形式,水資源浪費嚴重。
3)不達標廢污水排入河道,導致境內(nèi)河流遭受不同程度的污染
經(jīng)濟發(fā)展較落后,工業(yè)廢水和城市生活污水處理不達標所致,水資源環(huán)境保護措施薄弱,縣區(qū)污水處理廠在運行,一些大的鄉(xiāng)鎮(zhèn),并沒有建設污水處理廠。城區(qū),污水收集管網(wǎng)規(guī)劃不能滿足城市污水的收集要求,這就導致部分城市污水未經(jīng)處理,直接排入附近河道,對河道的水環(huán)境污染嚴重。企業(yè)污水存在偷排、混排等情況,不僅造成了水環(huán)境污染,還浪費了清潔的水資源。
4)由于近幾年城鎮(zhèn)化發(fā)展速度較快,特別是工業(yè)集聚區(qū)的建設速度非常之快,城市供水管網(wǎng)建設相對滯后,建成區(qū)管網(wǎng)覆蓋率低,相對滯后的基礎設施建設已經(jīng)制約了縣城的發(fā)展。
5)水資源缺乏統(tǒng)一的管理。
全縣水資源開發(fā)利用缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,小型水資源開發(fā)利用產(chǎn)權制度改革的步伐緩慢,水文、水環(huán)境、水生態(tài)等資料缺乏共享,水資源有效配置機制尚未形成,不利于水資源的統(tǒng)一調(diào)度和水資源水環(huán)境的統(tǒng)一管理。
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作者簡介
張海忠,男,1964年6月,河南省社旗縣人,工程師,主要從事水文、水資源保護工作。