孟繁瑾 王海明
蒙城县水资源现状分析
孟繁瑾 王海明
蒙城县隶属于安徽省亳州市,位于安徽省西北部,亳州市东南部,地处东经116°15′~116°49′和北纬32°56′~33°29′之间,东临蚌埠市怀远县,西接涡阳县、利辛县,南靠淮南市凤台县,北依淮北市濉溪县。蒙城县国土面积2143.9km2,耕地面积230万亩,人口131.9万。蒙城地理位置优越,境内交通便利,公路四通八达,有省道S305、S307、S203三线路经过蒙城城区。水运有涡河和茨淮新河,分别为五级和四级航道。
1.降水量
根据县境内蒙城、板桥集等11个雨量站1956~2013年降水资料分析,蒙城县多年平均降水量为873.2mm,降水年内分布的不均匀性表现突出,年代变化趋势也比较明显,见图1和图2。
2.地表水资源量
据1956~2011年计算成果,降水总量18.72亿m3,径流深为163.4mm、地表径流系数为0.187,产水模数为16.34万m3/km2,多年平均地表水资源量为3.50亿m3,频率为20%、50%、75%、95%的地表水资源量分别为5.33亿m3、2.86亿m3、1.55亿m3、0.51亿m3。
3.浅层地下水资源量
蒙城县多年平均浅层地下水资源量为4.03亿m3,频率为20%、50%、75%、95%的浅层地下水资源量分别为4.84亿m3、3.95亿m3、3.32亿m3、2.54亿m3。
4.中深层及深层地下水资源量
中深层承压含水层组埋深在50m深,蒙城县城区基本上以中深层、深层地下水作为开采对象,城区形成了较大降深的超采漏斗。据2012年亳州市地下水情通报,全市开采漏斗面积约1307.7km2,蒙城县城区占全市地下水降落漏斗总面积的25.3%,约350km2。
蒙城县中深层、深层地下水资源量为4066万m3/a,折合近11.13万m3/d,其中越流补给量、弹性释水量分别占中深层孔隙地下水资源量的92.2%、7.8%。
5.水资源总量
蒙城县多年平均(1956~2013年)水资源总量为63699万m3,产水系数为0.34,产水模数为29.71万m3/km2,频率为20%、50%、75%、95%的水资源总量分别为8.62亿m3、5.93亿m3、4.23亿m3、2.91亿m3。各分区成果见表1。
蒙城县入境水量主要由利辛县和涡阳县入境,蒙城县境内河流自北向南主要出入境河道依次分布有北淝河、涡河、芡河和茨淮新河。涡河蒙城闸控制着断面14950km2以上的汇水面积,1980~2012年涡河蒙城闸平均流量40.3m3/s、水量为12.72亿m3。蒙城闸1980~2012年汛期(6~9月)平均流量为81.89m3/s,多年平均水量为8.63亿m3,占多年平均总水量的67.8%;平均最大月流量为118.27m3/s(7月),水量占多年平均总水量的24.9%;平均最小月流量为7.93m3/s(3月),水量占多年平均总水量的1.7%。
涡河多年平均入境水量为3.922亿m3,2012年入境水量为4.140亿m3;涡河多年平均出境水量为16.34亿m3,2012年出境水量为4.384亿m3。茨淮新河多年平均过境水量为6.585亿m3,2012年过境水量0.156亿m3。
1.地表水可利用量
采用倒算法推算蒙城县当地的地表水资源可利用量。计算公式为:
式中:Wdk—当地地表水资源可利用量;R—当地地表水资源量;Kb—不可利用系数,其值为不可以被利用的水量与不可能被利用的水量之和与地表水资源量的比值。推算蒙城县当地的地表水资源可利用量,多年平均、20%、50%、75%和95%频率地表水可开采量分别为13450万m3、16820万m3、13196万m3、9846万m3和4112万m3。
2.地下水可开采量
为防止和减轻地面沉降等地质灾害,保障和促进经济社会可持续发展,目前不宜以不可替代的深层地下水作为应急战略储备资源。因此,在计算地下水可开采量时仅考虑浅层地下水。
采用可开采系数法计算蒙城县浅层地下水资源的可开采量。
图1 蒙城县1956~2013年年均雨量月分配比例图
图2 蒙城县单站雨量年代变化趋势图
式中:Q可开—地下水可开采量(万m3/a);ρ—可开采系数;Q总补—地下水总补给量(万m3/a)。
根据对地下水进行调节计算得出的蒙城县多年平均浅层地下水资源的可开采系数为0.563,各水均衡类型区的可开采系数在0.55~0.58之间。蒙城县浅层地下水资源的可开采量为22898万m3,20%、50%、75%和95%频率浅层地下水可开采量分别为26638万m3、22592万m3、19664万m3和15921万m3。
3.水资源可利用总量
水资源可利用总量等于地表水可利用量与地下水安全开采量之和减去两者的重复计算量,重复利用量主要是平原区浅层地下水的渠系渗漏和田间入渗补给量的开采利用部分。
蒙城县多年平均水资源可利用量为33963万m3,水资源可利用率为53.3%。其中,地表水可利用量为13450万m3,占水资源可利用量的39.6%,地表水资源可利用率为38.4%;浅层地下水安全开采量为22898万m3,占水资源可利用量的67.4%,安全开采率为56.3%;重复计算量为2385万m3,占水资源可利用量的7.0%。蒙城县水资源可利用总量见表2。频率为20%、50%、 75%、95%的水资源可利用总量分别为4.43亿m3、3.23亿m3、2.44亿m3、1.70亿m3。
1.地表水水质
2012年涡河涡阳闸上段全年Ⅲ类水占58.33%,Ⅳ类水占16.67%,劣Ⅴ类水占25.00%。汛期Ⅲ类水占80.00%,Ⅳ类水占20.00%。非汛期Ⅲ类水占42.86%,Ⅳ类水占14.29%,劣Ⅴ类水占42.86%。主要污染物氨氮。
2012年茨淮新河县境上游阚疃闸上段全年Ⅱ~Ⅲ类水占100.00%。汛期Ⅱ~Ⅲ类水占100.00%。非汛期Ⅱ~Ⅲ类水占100.00%。
2012年芡河立仓橡皮坝上段全年Ⅱ~Ⅲ类水占83.33%,Ⅳ类水占8.33%,劣Ⅴ类水占8.33%。汛期Ⅱ~Ⅲ类水占60.00%,Ⅳ类水占20.00%,劣Ⅴ类水占20.00%。非汛期Ⅱ~Ⅲ类水占100.00%。
综上所述,蒙城县境内主要河流涡河水质相对较差,茨淮新河、芡河水质相对较好。
2.地下水水质评价
(1)地下水化学类型
蒙城县浅层地下水化学类型以HCO3-Na·Ca和HCO3-Na·Mg型为主,占63.6%。其次为HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca·Na和HCO3-Ca型,阴离子以HCO3为主,阳离子以Na为主,Ca次之。pH值在7.0~8.6,除个别地方外,矿化度0.2~0.5g/L,属于低矿化度淡水。深层地下水由于区内径流缓慢,交替微弱。水化学类型以HCO3-Na型为主,芡河以北的大部地区为HCO3-Na型,矿化度0.8~1.2g/L。芡河以南的大部地区为HCO3CL-Na型,矿化度0.5~0.8g/L。
表1 蒙城县不同频率分区水资源量计算成果表
表2 蒙城县不同年型水资源可利用总量计算成果表单位:万m3
(2)地下水水质现状评价
蒙城县浅层地下水埋深多小于3m,易受人为污染,水质较差多为Ⅳ类,主要是铁、锰、氟化物含量较高,一般铁离子含量0.45~1.89mg/L,锰离子含量0.13~3.70mg/L。全县大部地区氟化物超标,达1.0~3.2mg/L。
蒙城县境内深层地下水水质较差,超标指数主要是氟化物,部分地区溶解性总固体、总硬度、铁、锰也超标。蒙城县地下水主要受降水入渗补给,消耗主要为潜蒸发,由于地形平坦,地下水力坡度小,径流条件差,造成氟聚集导致不宜饮用,只有寻找合适的含水层,或者对高氟水进行集中处理,才可用作生活饮用水。
(1)蒙城县多年平均地表水资源量为53330万m3,多年平均浅层地下水资源量为40314万m3,多年平均中深层地下水安全开采量4066万m3;蒙城县多年平均水资源总量为63699万m3,地表水和地下水重复计算量为7860万m3。
(2)蒙城县多年平均水资源可利用总量为33963万m3,其中地表水资源可利用量为13450万m3,浅层地下水资源安全开采量为22898万m3,重复计算量为2385万m3。
(3)根据调查,蒙城县地表水利用量低,应充分利用现有水利工程设施,增加地表水的调蓄能力,加大地表水利用量,加快外调水源工程建设,缓解地下水的供水压力
(作者单位:安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院水利水资源安徽省重点实验室233000淮河水利委员会233001)