- 海灤河流域下游治理技術與對策
- 賈軍 田海軍編著
- 4261字
- 2021-04-09 22:21:02
1.2 河北省4大城市缺水狀況
河北省位于華北東部,地處北緯36°03′~42°40′,東經113°27′~119°50′之間。東臨渤海,西倚山西省,南接河南省,北界內蒙古自治區,中嵌北京、天津兩市,東北和東南分別與遼寧省、山東省接壤,總面積187693km2。轄邯鄲、邢臺、石家莊、保定、滄州、衡水、廊坊、唐山、秦皇島、張家口、承德11地級市,共涉及173個縣(市),9個省屬林(農)場,4個市屬林場。
全省每年平均地表水資源量125億m3,每年平均地下水資源量130.40億m3,水資源總量203億m3。
河北省一般年份地表水、地下水、外流域調水和其他水源可供水量167億m3,全省總需水量249億m3。全省缺水量82億m3。
河北省是典型的資源性缺水省份。人均水資源量僅為307m3,低于國際公認的500m3的極度缺水標準。
資源性缺水,地質構造型污染和生產型污染交互作用,不僅造成了全省工業用水、農業用水嚴重不足,影響了社會經濟的發展,同時也破壞了生態環境發展。
河北省地域廣闊,轄邯鄲、邢臺、石家莊、保定、滄州、衡水、廊坊、唐山、秦皇島、張家口、承德11個區市,各地區經濟社會情況各不同,選取了河北省4個城市為范例,研究海灤河水生態環境為典型,具有較好的代表性,可借鑒性。
1.2.1 石家莊市
石家莊市地處河北省中南部,“十年九旱”是自然特點,水旱災害頻發是石家莊市的基本市情。近年來,從實際出發,努力實踐雨洪水資源化。
1.2.1.1 加強管理調度,蓄洪水,豐水枯用
在確保防洪安全的前提下,科學防控,對汛期水位進行動態管理,盡可能攔蓄雨洪水,汛期年均攔蓄雨洪水近1億m3。
1.2.1.2 充分利用汛期的雨洪水,跨流域配置雨洪水資源
對“一河三渠四庫”(冶河、引崗渠、磁石渠、引磁濟郜渠、橫山嶺水庫、口頭水庫、八一水庫、燕川水庫)聯合調度,組織實跨區調水,累計為口頭等三座水庫補水1800萬m3,發電53萬kW·h。2005年利用橫山嶺水庫的棄水,向下游河道生態補水2410萬m3,磁河濕地重現生機,取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。
1.2.2 衡水市
滏陽河是子牙河流域兩大支流之一,歷史上滏陽河水量充沛,曾是重要的行洪河道和航運河道。20世紀中葉,隨著滏陽河上游大量水利工程的修建和取用水量增加,下游水量急劇減少,并連續出現枯水年,區域內流量減小,致使河道功能喪失,兩岸堤防破損嚴重,衡水市區受城市建設的影響,河道過水能力減少。為改善滏陽河衡水綜合整治工程,工程的防洪減災與水資源開發利用、洪水與城市發展,防洪工程與生態景觀建設之間的關系,以提高洪水災害,改善河道周邊生態環境。
衡水市是一個水資源嚴重匱乏的地區,全市水資源占有量為120m3,僅為全省人均水平的38%,全國的5.4%;既沒有地表水源,年降水量又少,主要靠開采地下水維持生計。節水成為了全市水務工作的主題。
農業是用水大戶,節水的重點在農業,節水的主要潛力在農業。農業節水方面重點抓了三種工程技術的推廣。
1.2.2.1 咸淡混澆技術
淺層咸水、微咸水分布廣、儲量大,分布面積達4800多km2,儲量達5.76億m3。適宜推廣咸淡混澆面積達23.33多hm2。淺層咸水、微咸水曾給衡水市造成嚴重的鹽堿災害。通過工程技術措施探索出咸淡混澆與管道輸水一體化的成功模式。就是在深機井附近打1~2眼淺井,讓深井中的淡水與淺井的咸水按適當比例混合,輸入管道,農業灌溉。據測算,采用咸淡混澆灌溉,灌溉成本可節省1/3,節約1/3的深層淡水,節水澆地時間1/3。咸淡水混合后,水質中含礦物質2.0g/L以下,適宜作物生長,不影響產量,每年可節約深層淡水2.8億m3,實現農業灌溉以咸淡混澆為主,大力度地減少深層淡水的開采。
1.2.2.2 節水管道網絡化灌溉技術
以高效示范區發揮帶動作用,在衡水市灌溉區域內大力實施了地下管道輸水,地上小白龍輸水,地上灌渠襯砌,以及滴灌、微灌、噴灌、膜下灌等各種節水工程,每年新發展節水灌溉面積均在1.33萬hm2以上,灌溉區基本實現了管道灌溉,深井灌區基本消滅了土壟、大多實現了全程管道化。
1.2.2.3 節水農業種植技術
按照以水定產業結構布局,以水定發展方向的思路,積極推進農業種植結構的調整。采取壓面積、提單產、保總產的方式,壓縮了高耗水的小麥等作物,擴大棉花、林草等節水作物。現已壓縮小麥面積近百萬公頃,擴種棉花、林草6.67萬hm2。
1.2.3 滄州市
滄州市地處黑龍港流域,是資源性缺水地區,1956~2005年系列全市全年平均水資源總量為12.33億m3(其中地表水資源量5.96億m3,地下水資源量6.92億m3,重復計算量0.55億m3)。人均水資源量180m3,畝均108m3,為全國人均的8%和6%,不足全省人均的60%。
滄州市多年平均(2006~2010年)供水量為:淺層水12.39億m3,深層水3.88億m3。深層地下水限采量為2.92億m3。
滄州市2010年平水年(保證率75%)可供水總量11.39億m3,總需水量20.91億m3,缺水量9.52億m3;枯水年(保證率75%)可供水總量10.53億m3。總需水量22.66億m3,缺水量12.13億m3,缺水形勢嚴重。
由于深層地下水嚴重超采,引發地下水位下降、地下水降落漏斗擴展、地面沉降等生態環境問題,因此遏制地下水過度開采迫在眉睫。
為做好滄州市地下水超采治理工作,尋求合理的壓采措施勢在必行。國家有關部委提出了《河北省地下水超采綜合治理的政策意見》,對河北省今后一個時期地下水超采綜合治理提出了明確要求。河北省決定從2014年開始,選擇地下水超采最嚴重的黑龍港地區(包括滄州、衡水、邢臺、邯鄲4市),開展地下水綜合治理試點,預計2015年河北省地下水超采減少7億~8億m3,到2017年,力爭減少超采或不超采地下水,除生活用水外,滄州市深層承壓水基本停采,到2020年,實現全省地下水開采動態平衡。
2017年滄州市不超采地下水目標(見表1-1)。
表1-1 2017年滄州市水量平衡表 單位:萬m3

1.2.3.1 充分利用地下水
地上水包括降雨、外調水、客水。滄州市總面積1.41萬hm2,多年平均(1956~2009年)降水量為551.1mm,80%的降水量集中在6~9月。要充分利用面積大,降下的雨水資源多的優勢,利用河、渠、庫、坑塘、洼地蓄住雨水資源。利用時空分布不同,合理利用。滄州市外調水有引黃水、南水北調引江水、王(快)大(浪淀)引水。河北省引黃工程規劃中分配滄州市引黃水量近期為3.79億m3,引水時間在每年的11月至次年的2月。
王快水庫上游來水保證率為75%的年份,王快水庫可向滄州市供水0.77億m3,當大浪淀水庫滿足需水要求時,可以供給肅寧、河間、獻縣、任丘等縣市的生活及農田灌溉用水。
引江水主要用于解決滄州市區、各縣(市)城區、重點工業區的工業與生活用水以及農村居民生活用水,河北省分配滄州多年平均水量為4.53億m3,扣除輸水管道沿線輸水損失,凈水量為3.58億m3。
目前,全市已建成微咸水淡化點334處,36萬人告別了祖祖輩輩喝苦咸水的歷史,現在全市已建成咸淡混澆機組300處,可控制灌溉面積0.8萬hm2。
1.2.3.2 調整種植結構,減少灌溉用水
滄州市農作物種植主要以小麥、玉米為主。平水年小麥澆4~5次,灌溉定額平均3000m3/hm2。農業用水占總用水量的70%,小麥用水占農業用水量的70%。為壓采地下水,必須控制高耗水小麥的種植面積,改種低耗水作物,如品種優選,擴大優質抗旱小麥、玉米種植規模,減少灌溉用水量。在不減少種植面積的條件下,用水量減少。選擇種植小雜糧品種,其價格在增長,但耗水量不高。擴大雜糧種植規模,做大做好雜糧產業,既促進農業增產增收,又可減少灌溉用水量。
1.2.3.3 工程節水措施
(1)河渠庫相互連通,河道采用層層結瓜戰術,多利用現有河道和需水坑塘。
(2)有效蓄住雨洪水資源和外調水,實現蓄泄得當,豐枯調劑、多源互補,挖掘地表水潛力。
(3)大的蓄水工程如水庫,由于運送路徑長,用于農田灌溉成本較高,耗水量大。
(4)發展以噴灌和滴灌為主的節水灌溉工程,節水灌溉與地面漫灌相比,可節水20%;節水灌溉與地面灌溉相比,大田作物一般可省水30%~50%,增產10%~30%;節水滴灌與地面灌溉相比,可省水45%~55%。大力發展高效節水工程,可減少農業用水量。
1.2.3.4 充分利用淺層微咸水
滄州市地下咸水資源豐富,儲存量將近380億m3,年開采量為5億m3,可動用的儲存量達到9億m3,但咸水資源的開發利用程度低,主要用于農業灌溉,年平均開采量為1.8億m3;少量用于生活用水,開采量不足0.2億m3;咸水淡化用量更少,年開采量不足0.1億m3。為實施壓采戰略,可選擇咸水資源取代部分地下水源。如建立咸水水源地,鋪設咸水管道,擴大生活用水范圍和用水量;為大型工業用水提高水源;用咸水進行養殖;利用咸水淡化技術,擴大咸水淡化用量。
1.2.4 唐山市
唐山市地處環渤海海灣中心地帶,南臨渤海,北依燕山,東與秦皇島市接壤,西與天津市毗鄰,是連接華北、東北兩大地區的咽喉要地和極其重要的走廊。現轄6個行政區、6個縣(市)和2個國有農場,總面積1.35萬km2,總人口704萬人,其中市區面積3874km2,人口293萬人。
2012年,唐山市實現生產總值5861.63億元,比上年增長10.4%。其中,第一產業增加值531.35億元,增長4.2%;第二產業增加產值3470.96億元,增長11.8%;第三產業增加產值1859.02億元,增長9.5%。
唐山市地表水源主要來源于灤河,其次還有陡河和還鄉河。自1998年以來,灤河、還鄉河、陡河三流域同時遭遇了持續嚴重干旱。引灤樞紐潘家口水庫自2000年7月1日在死水位以下運行。為保天津城市用水,擠占唐山市用水指標。在1999~2000年、2000~2001年、2002~2003年三個水利年最為突出,3個水利年度唐山市應從引灤樞紐分水9.364億m3、3.42億m3和4.47億m3,實際使用8.463億m3、1.255億m3和3.59億m3;天津市應分水8.3億m3、2.6億m3和3.99億m3,實際引水8.4億m3、4.1億m3和4.49億m3,擠占唐山市用水指標0.1億m3、1.5億m3和0.5億m3,嚴重影響了唐山市的經濟發展。其次動用死庫容,也使得水源環境逐漸惡化,超過了灤河水資源和水環境承載能力。
唐山市是一座嚴重缺水城市,地下水資源量16.9億m3,地表水資源量16.65億m3,扣除重復計算量,淡水資源量26.26億m3,全市人均水資源量380億m3,畝均水資源量301m3,僅相當于全國平均水平的1/9和1/10,遠遠低于國際最低起碼線1000m3以下,也低于國際規定的最低起碼線500m3以下。
唐山市總的用水量從20世紀90年代至2000年底已經達到極限值33億m3,水資源形勢異常嚴重。
近年來唐山的氣候不斷惡化,發展趨勢雨少干旱。多年平均降水量648.6mm左右,枯水年份連續多現,豐水年少現。2002年降雨量328mm,僅為常年降水量的50%。市內大中型水庫或干枯或蓄水位低于死水位,根本無水可供。流經唐山的灤河、薊運河、陡河、還鄉河等主要河流都受到了沿河選礦廠、加工廠及居民造成的嚴重污染,超過了水環境承載能力。
由于環境惡化,連續干旱和地下水位不斷下降,從而造成市區、唐海、寧河、東礦黑燕子3大復合漏斗區,面積已達3655km2,占全市平原面積的45%;市區漏斗最大埋深54m,引發地面嚴重下降,部分建筑物開裂,地面塌陷。根據《唐山市全面建設小康社會總體規劃綱要》,預測2015年唐山市區用水定額280L/人,全市城鎮生活用水3.67億m3,工業用水12.20億m3,與多年平均可供水資源量相比,仍處于缺水狀態,水資源短缺將成為唐山市經濟發展的瓶頸。