邢台市水资源现状分析及解决途径探索

2014-09-18 10:06李宗才
地下水 2014年1期
关键词:平原区咸水邢台市

李宗才,李 雨

(1.河北省邢台水文水资源勘测局,河北 邢台054000;2.河北省承德水文水资源勘测局,河北承德067000)

1 概况

邢台市位于河北省南部,北倚石家庄、衡水,西与山西接壤,南临邯郸,东以卫运河为界与山东毗邻。东西长185 km,南北宽90 km,总面积12 456 km2。

邢台市分为山区和平原两大水文地质单元,西部为山丘区,东部为平原区。西部山丘区面积3 545 km2,约占全市面积的28%,海拔高程多在千米以下,最高山峰达1 822 m,平均坡度1/100左右,丘陵与平原间地形变化急剧,没有明显的缓冲地段。平原区面积8 911 km2,占全市总面积的72%,根据形态和成因的不同,分为山前洪积、冲积扇平原和冲积、湖积平原两部分,前者称为滏西平原,后者称为黑龙港平原,二者以滏阳河为界。滏西平原面积3 229 km2,海拔高程一般在40~75 m之间,坡度1/400~1/1 000,其前缘地势平坦开阔,和两大洼地——大陆泽和宁晋泊相连。黑龙港平原面积4 934 km2,主要受古黄河和海河水系长期泛滥淤积而成,地势较平坦,坡度约为1/10 000,高程多在30~35 m之间,地貌形态复杂,古河床和沙丘岗坡呈条带状分布,并形成许多封闭洼地。

2 邢台市降水量时空分布及变化趋势分析

降水是产生地表径流和补给地下水的主要来源,降水量的大小及时空分布反映了一个地区的水资源状况。

邢台市属暖温带大陆性季风型气候区,四季分明,温差较大。冬季多西北风,寒冷干燥;春季多西南风,干旱少雨;夏季炎热多雨,且易暴雨成灾;秋季雨水稀少,秋高气爽。

邢台市降水量的地区分布规律主要受气候、地形等因素的影响,其特点是西多东少,地区分布极不均匀,总趋势是自西部山区向东部平原逐渐递减。邢台市多年平均降水量525.10 mm,其中山区多年平均降水量在550~750 mm之间,最大值在禅房站,多年平均降水量为750.7 mm;平原多年平均降水量在450~550 mm之间,宁晋、南宫一带为低值区,在500 mm以下,最小值在新河县多年平均降水量为458.8 mm。

2.1 降水量的年内分配

邢台市降水量具有年内分配非常集中的特点,全年降水量主要集中在汛期(6-9月),而汛期降水量又主要集中在7、8两个月,甚至在更短时间内。特别是一些大水年份,降水更加集中(例如,獐貘站1963年最大7天降雨量2 050.8 mm,占全年降水量的80.5%;最大30天降水量2 151.5 mm,占全年降水量的84.4%)。

2.2 降水量的年际变化

邢台市降水量的年际变化很大。变差系数一般在0.3~0.5之间,獐貘站达0.54。单站最大最小年降水量之比,山区一般在5~9倍,獐貘站最大的1963年2 549.0 mm,最小1972年271.1 mm,大小之比达9.4倍。平原一般在3~6倍。全市年面降水量最大最小之比为4.2倍。

2.3 年降水量的变化趋势

年降水量变化趋势分别按山区(朱庄水库站)、滏西平原区(邢台站)、黑龙港平原(威县站)进行分析:

(1)山区:绘制代表站朱庄水库站的10年滑动均值过程线图(图1),进行肯德尔秩次相关检验分析,表明年降水量的变化呈递减趋势。1956-2005年的气候倾向率为-30.6 mm/10a。

图1 朱庄水库站年降水量10年滑动均值过程线图

(2)滏西平原区:绘制代表站邢台站的10年滑动均值过程线图(图2),进行肯德尔秩次相关检验分析,表明年降水量的变化呈递减趋势。1956-2005年的气候倾向率为-27.3 mm/10a。

图2 邢台站年降水量10年滑动均值过程线图

(3)黑龙港平原区:绘制代表站威县站的10年滑动均值过程线图(图3),进行肯德尔秩次相关检验分析,表明年降水量的变化呈递减趋势。1956-2005年的气候倾向率为-31.5 mm/10a。

图3 威县站年降水量10年滑动均值过程线图

通过以上分析表明,20世纪50年代至本世纪初,邢台市年降水量呈平稳下降变化趋势,但下降趋势不显著,1956-2005年的气候倾向率为-30.0 mm/10a。

3 平原区入境水量变化趋势分析

邢台市平原区入境水量包括两部分:一部分是邢台市西部山区自产地表径流,流入平原区河流6条(白马河、七里河、泜河、沙河、小马河、李阳河),根据2000—2010年实测资料记载以上河流均为河干;另一部分是邢台市周边的邯郸市、石家庄市的入境水量,入境河流有7条,入境河流在市界以外的总面积5 181.3 km2相当于邢台市总面积的41.6%。根据邢台市水资源评价结果,邢台市的入境水量与流域水量的丰枯状态对应,变化非常明显。例如1963年的入境量最大,达77.38亿m3,1987年的入境水量为3.03亿m3,2006年入境水量为2.80亿m3(已变成中污水)。

从年代平均入境水量统计分析,入境水量的衰减幅度分为两个阶段,一是由50年代(1956-1959年)的30.97亿m3,60 年代 23.38 亿 m3,再到 70 年代的 13.70 亿 m3,衰减幅度分别为24.6%、55.8%;二是由于各水系上游城市对地表水资源的开发利用,使80年代的入境水量急剧减少,由70年代的13.70亿m3,到80年代的6.60亿m3,90年的入境水量和80年代持平,21世纪的前十年的入境量2.80亿m3(中污水量)。

出境水量的年代变化与入境水量变化一致,从五十年代到八十年代一直在大幅减少,50年代平均为31.01亿m3,60年代18.87 亿 m3,70 年代14.38 亿 m3,到80 年代仅为4.98 亿m3,90年代和80年代持平,21世纪前十年出境水量2.01亿m3(中污水量)。

4 地下水开发利用现状分析

邢台市平原区水资源极度匮乏,进入21世纪以来没有地表水入境,仅有中污水流过。随着社会经济的发展,邢台市平原区需水量不断增加,水资源量在不断的减少,供需矛盾极为突出,资源型危机日益严重。

2010年邢台市平原区地下水总开采量15.23亿m3。其中浅层地下水开采量11.60亿m3,水资源量为7.34亿m3,超采4.26亿m3;深层地下水开采量3.63亿m3,深层水年允许开采量2.12 亿 m3,超采1.51 亿 m3。全市农业用水量 14.98 亿 m3,工业用水量1.92亿m3,城镇生活用水量1.46亿m3,生态环境和公共水量0.09亿m3。

5 平原区水资源减少的变化趋势

根据邢台市水资源评价报告(1956-2000年)邢台市水资源总量14.61亿m3,其中滏阳河山区6.98亿m3,滏西平原区3.76亿 m3,滹滏平原区0.26 亿 m3,黑龙港平原区3.61 亿 m3。

1956-2000年系列评价水资源总量比1956-1979年系列减少了3.59亿m3,减少幅度为19.8%;与1956-1984年系列比减少2.42 亿 m3,减少幅度达14.1%。

根据《2011年邢台市水资源公报》公布的全市水资源总量为6.63 亿m3,比1956-2000系列减少7.98 亿m3,衰减幅度54.6%。

通过以上分析可以看出,进入80年代以后,由于年降水量的减少,工农业用水量的增加和居民生活用水量的提高,水资源量衰减速度加快。

6 超量开采地下水造成的危害

随着社会经济的发展,需水量急剧增加,水资源量减少,造成供需矛盾日益加剧,资源性水危机十分突出。由于地表水短缺进而改采地下水作为生产生活供水水源,过度的超采地下水直接造成区域性地下水位持续下降,水资源枯竭,危及供水、饮用水安全,诱发地面沉降、地面塌陷等问题。地下水持续超采,还会带来一系列生态灾害和地质灾害。①地下水漏斗的范围在扩大,到2011年12月底,宁(晋)柏(乡)隆(尧)漏斗区面积1 310 km2,漏斗中心位于柏乡县龙华村,埋深67.12 m。深层地下水漏斗区2011年12月漏斗中心地下水埋深83.15 m,漏斗区面积4 385 km2(水位小于等于-10 m)。②2006年8月31日,邢台隆尧县西店子村,该村出现多条地面裂缝,最长达2.5 km,横跨2个镇3个村,这就是严重超采地下水导致地面沉降引发的严重后果。

7 解决的途径

水资源的短缺制约着平原区社会经济的发展,要维持社会和谐持续的发展,其主要途径就要采取最大限度的节水措施,充分利用再生水,按照需要从外流域调水。

7.1 节约农业灌溉用水,实现农业灌溉新技术

邢台市平原区各县(市)无大型的用水企业,农业用水是用水大户。2002年(枯水年份)的总用水为21.32亿m3,农业用水17.62亿m3,占总用水量的82.6%;2005年(平水年份)总用水19.21 亿 m3,农业用水15.16 亿 m3,占总用水量78.9%;2008 年总用水量 18.30亿 m3,农业用水量 15.66亿 m3,占总用量86.0%。详见表1.

表1 典型年农业用水量所占比例统计表

农业用水在总用水中占相当大的比例。长期以来,农业用水存在着很多的问题,例如用水方式粗放、用水效率低、用水浪费、现状农田井灌区灌溉水有效利用系数不高等,导致农业用水中存在很大的浪费,农业节水有一定的潜力可挖。

按照河北省地方标准《用水定额》灌溉定额,依据实际调查的种植面积计算得到了理论上的农业用水量,与实际调查农业用水量比较,实际的农业用水量大于理论上农业用水量。详见表2。

表2 各典型年节水潜力分析

通过以上分析,农业用水还存在一定的节水潜力。应该采用总量控制、定额管理、安装计量设施及合理水价征收等手段,提高农民的节水意识。转变经济增长观念,提高水的利用效率,达到节约用水的目的。

采用更先进的灌溉技术节约用水。加大对农业用水设施的经济投入,采用喷灌和滴灌等技术减少水资源浪费。要农民自己投资修建先进灌溉设备不易实现,可采用政府贷款投资修建设备,并收取受益者使用费的措施,逐年还贷,以到达农业节水的目的。

7.2 利用赋存咸水资源

根据邢台市水资源评价(1956-2000年)的结果,邢台市平原区地下咸水分布总面积3 905.5 km2,其中矿化度2~3 g/L的面积 2 351.1 km2,矿化度 3 ~5 g/L 的面积 889.9 km2,大于5 g/L的面积664.5 km2。主要分布在黑龙港与滹滏平原,分布面积占两平原区总面积的2/3以上。在垂向上,咸水主要赋存于第四系的第一和第二含水组,下伏为深层淡水资源,咸水底界自西向东逐渐加深,水位埋深一般小于15.0 m,称为浅层咸水。

全市地下咸水多年平均资源量5.34亿m3,其中2~3 g/L的微咸水3.25 亿m3,3~5 g/L微咸水1.20 亿m3,大于5 g/L 的咸水0.89亿m3。微咸水可以采用咸淡水按比例混灌,实行咸淡水混灌;咸水埋深较浅,便于开采。混合灌溉既可以减少咸水资源量,减缓咸水界下移的速度,还可以减少农田灌溉的费用,又可以节约淡水资源,维持社会的可持续发展。

7.3 充分利用再生水

邢台市有两大滞洪区宁晋泊和大陆泽。宁晋泊和大陆泽上游的地表水被当地企业开发利用,废污水直接排入上游河道,沿河两岸的农民利用河中污水灌溉农作物,易造成地下水污染、土地板结等危害。

应该按照国家的有关规定,谁污染谁治理的原则,上游所有向河道排放污水的企业必须达标排放,否则追求企业的责任。另外沿河农民可通过政府,向上游所有排放污水的企业收取污水治理费,建设一座大型的污水处理厂,充分利用再生水。

7.4 外流域调水

从外流域调水是解决邢台市平原区资源性缺水的重要途径。现在正在施工的南水北调工程,通水后基本上可以缓解水资源紧缺状况。

邢台市平原区的另一条外流域调水途径是从黄河引水。根据国家的调水规划,每年分配给河北调水量10亿m3,邢台市平原区可以调水2亿m3,引水线路从河南的安阳地区取水,路经河北邯郸市流入邢台市平原,使邢台市平原区的社会经济健康有序的发展。

[1]河北省邢台市地下水资源开发利用规划研究报告[R].邢台市水务局,邢台市地质矿产局,邢台水文水资源勘测局,1997.

[2]邢台市水资源评价报告[R].邢台市水务局,邢台水文水资源勘测局,2007.

[3]乔光建.邢台市平原区水环境问题及保护对策[J].南水北调与水利科技,2002(4).

[4]张焕萍.三江源气候资源及变化趋势[J].青海气象,2002,(1).

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