甘肃省天水市区水资源可持续利用探讨.doc

王有权1 2 , 刘 兴彪2(1. 中国地质大学资源学院, 湖北 武汉 430074;2. 甘肃省地勘局第一地勘院, 甘肃 天水 741020) 摘 要 天水市是一个相对缺水的城市, 按可供水资源量, 现状尚可维持, 预计 2010 年和 2030 年缺水 824 万 m 3 和 5482 万m 3 , 水资源的可持续开发利用已经成为确保该市经济发展的关键性因素之一。本文通过对天水市水资源量、供水现状及污染现状的 分析, 以可持续发展观为基础, 对市区水资源的开发和保护提出建议。 关键词 水资源; 可持续发展; 天水 中图分类号 TV 21314 文献标识码 文章编号 1004- 1184 (2003) 04- 0273- 03AIn qu iry on Susta ina ble U t il iza t ion of W a ter Re source in T ian shu iUrban A rea of Gan su Prov in ceW an g Yo u qu an , L iu X in gb iao(Co llege o f re so u rce s, C h in a U n ve r sity o f Geo sc ien ce s, W u h an 430074 H u b e iN o. 1 Geo lo g ica l In ve st iga t io n A cadem y o f Geo lo g ica l In ve st iga t io n B u reau o f Gan su P ro v in ce T ian sh u i 741020 Gan su )A bstra c t: T ian sh u i is o n e o f c it ie s th a t a re re la t ive ly sho r t o f w a te r. T h e ava ilab le w a te r re so u rce s can b e m e t a t p re sen t, b u t it is exp ec ted th a t w a te r re so u rce s w o u ld b e lack o f 824m 3 an d 5482m 3 in 2010 an d 2030.T h e su sta in ab le exp lo ita t io n an d u t iliza t io n o f w a te r re so u rce s h a s b ecom e o n e o f th e k ey fac to r s to en su re th e deve lopm en t o f reg io n a l eco nom y. A cco rd in g to th e an a ly se s abo u t w a te r re so u rce s qu an t ity, w a te r supp lem en t an d po llu t io n sta tu s in quo , b a se s o n su sta in ab le deve lopm en t v iew po in t, th e p ap e r p u t s fo rw a rd som e su gge s2 t io n o n exp lo ita t io n an d p ro tec t io n o f w a te r re so u rce s in u rb an a rea.Key word s: w a te r re so u rce s, su sta in ab le deve lopm en t, T ian sh u i1概况天水市位于甘肃省东南部, 分秦城、北道两区, 市以暴雨的形式出现。多年平均蒸发量 1300mm , 是降水量的 2. 3 倍。 流经市区的河流主要有渭河及其支流藉河, 藉河多年平均径流量 0. 9502 亿 m 3 , 年内季节性变27km 2 , 现有区处在渭河、藉河河谷区, 占地面积 110.88m 3 s, 1 月份流量化明显, 9 月份流量最大, 平均 7.人口 52. 93 万人, 其中非农业人口 30. 96 万人。市区工业以机械制造、电子仪表、食品、轻纺、建材、工艺美术 等为主, 2001 年工业总产值 30. 37 亿元; 农业以蔬菜水果为主, 有可灌耕地 10. 79 万亩。 根据规划 2010 年 市区人口 61. 61 万人, 其中城市人口 38 万, 工业总产值 57. 98 亿元; 2030 年市区人口 74. 15 万人, 其中城 市人口 50 万, 工业总产值 270. 25 亿元。2水资源开发利用现状2. 1水资源分布及可利用特性 天水市地处北温带半湿润、半干旱交替带, 多年平均降水量 538mm , 降水年际变化显著, 丰、枯年相差 2.4 倍; 年内分配不均, 60% 的降水集中在 6 9 月, 且多最小, 平均仅 0. 96m 3 s, 枯水期偶见断流, 多年平均含砂量 42. 31k gm 3; 渭河多年平均径流量 12. 71 亿 m 3 ,流量随季节性亦变化显著, 丰水季节流量猛增, 最大达4930m 3 s, 枯水季节骤减, 最小仅 0. 34m 3 s, 多年平均 含砂量 73k g m 3。 区内地下水主要赋存于渭河、藉河 一、二级阶地圆砾、卵石层中, 藉河河谷含水层厚度 2 23. 65m , 单井出水量 500 1000m 3 d, 渭河河谷含 水层厚度 13. 4 35. 17m , 单井涌水量 1000 5000m 3 d。经计算, 全区多年平均降水量 0. 92 亿 m 3 , 多年平均 地表水资源量 12. 46 亿m 3; 浅层河谷潜水资源量 1. 46 亿 m 3 , 扣 除 重 复 量 8301. 17 万 m 3 , 全 区 水 资 源 总 量 收稿日期 2003- 05- 0613192 亿 m , 人均 2629m, 若除去客水, 人均拥有水资2. 2水资源开发利用现状及趋势分析源量 300m 3 , 远远低于全国人均水平, 由此可见, 该区属水资源量相对偏少, 且年际年内水资源量变化较大 的地区。据统计, 市区现有的水利工程总供水量 7312. 8 万m 3 a, 其中地下水 4379. 48 万 m 3 a , 地表水 2933.32万 m 3 a (表 2)。预计 2010 年将达到 14558 万 m 3 的供水能力, 其中 40% 左右的水量将用来满足农业用水,30% 左右用于工业。农业是区内的用水大户, 近年来农 业已由传统的种植小麦、玉米等作物向种植蔬菜、水果等高附加值的方向发展, 综合用水定额也相应地由现在的平均 240m 3 亩增至 2010 年的 430m 3 亩、2030 年 的 490m 3 亩, 随着蔬菜水果等种植面积的增大, 预计2010 年和 2030 年, 仅农业需水一项将分别达到 4038万 m 3、4695 万m 3。若加上地表水资源在时间分布上的 不均, 水利工程开发能力的局限和当地生态环境的抑制等因素, 全区农业需水和可供水量的矛盾, 将随农业 经济的发展愈发突出 (表 3)。表 1天水市区浅层地下水资源分布表受自然条件限制, 市区在水资源开发利用上, 以地下水为主, 地表水次之。 据现有资料分析, 市区可供开表 2水资源开发利用现状表采水资源量 15428 万 m 3 , 其中地下水占 77.2% , 地表水占 22. 8% ( 含规划引嘉陵江支流白家河 948 万 m 3 a )。 地下水的开发利用中, 全部为浅层第四系孔隙潜 水, 深层第三系和前第三系地层中的地下水因矿化度大于 2gl 或水文地质条件不详等原因, 目前尚无法利 用 (表 1)。市区农业主要以种植蔬菜水果为主, 由于蔬菜水果需水量大, 灌溉次数多, 灌溉方法落后, 因而农业用 水一直是该区的用水大户, 历年采水量统计资料显示,农业用水占全区总用水量的 60% 左右, 地表水全部用于农业灌溉, 水资源在保证区内农业增长上起到了关 键作用。应该说, 搞好农业节水是保证该区水资源可持续开发利用的重点之一。表 3天水市区水资源供需平衡表就工业及城市生活用水方面, 因供水的不可间断性, 供需矛盾将比农业更为突出。如 1996 年, 由于持续 干旱, 城市供水井出现了脱泵、吊泵现象, 秦城区大部 分地段三楼以上不能正常供水, 市民不得不带上容具到处找水, 造成缺水人口近 20 万, 影响工业产值约 5亿元, 后因从慕滩调水 2 万 m 3 d , 才使城市供水形势 有了较大的缓解。按照规划, 近远期非农业用水比例将会大幅度提高, 工业用水远期将占总供水量的 51% ,城镇及工业用水压力会愈来愈大, 若遇春末初夏渭河、 藉河断流, 地下水补给不足, 供水形势将会更加严峻。从以上分析中可以认为, 水资源量相对偏少的天水市区现状供水量和需水量尚可保持平衡, 但是, 随着 市区经济的发展, 需水量的增加, 到 2010 年和 2030 年市区缺水量将达到 824 万 m 3a 和 5482 万 m 3a, 这 对陇东南中心城市是个不小的负担。 因而从现在起就应该以水资源为基础条件之一, 规划全区经济发展和 产业结构的调整, 在发展经济的同时, 使水资源得以可持续开发利用。3天水市水资源开发利用中存在的问题3. 1水资源时间上分布不均, 增加了开发利用的难度水平年分区可供资源量 ( 万 m 3a)需水量 ( 万 m 3a)余缺 水量地表水地下水合计农业工业生活及其它合计2010秦城区84827763624963179916864448- 824北道区17929142109343075168011965951+ 4983合计2640119181145540383479288210399+ 41592030秦城区1518569772151152558932129953- 2738北道区19926221821335435220219410957- 2744合计35101191815428469510809540620910- 5482秦 城区市政供水井55653. 511275. 04982. 482257. 52单位自备井42515. 83农业开采井68105. 70北 道区市政供水井23668. 333105. 251950. 945056. 19单位自备井891170. 67农业开采井4741266. 25合计7514380. 9933. 427313. 71分区地 下 水地表水(m 3 a)合计(万 m 3 a)开采井类型井数(个)开采量(万 m 3 a)地名面积(km 2)天然资源量( 万 m 3a)储存量( 万 m 3)可采资源量水源地其它地段小计秦城区24. 402185. 198191. 6558414622046北道区85. 8711678. 935795. 39467252009872合计110. 2713863. 3843987. 045256666211918前已述及, 本区地处北温带半湿润半干旱气候交划, 统一调度, 计划开发, 科学保护, 真正将各项水事活替带, 受季风气候影响, 水资源在时间分布上很不均匀。 由于全区属地势低平的河谷区, 含水层厚度薄, 地 下水埋深较浅, 可调蓄能力有限, 每年汛期 (雨季) 约占全年 70 80% 的地表径流量 下 泄 外 流, 或 消 耗 于 蒸发; 入渗补给地下水量极其有限, 使原本可供利用的水 资源量大为减少。3. 2部分地段地下水超采严重, 漏斗面积不断扩大 该区城市和工业用水主要取自地下水。 秦城区因长期超采地下水, 导致地下水位下降, 单井出水量衰减, 部分地段漏斗面积逐年扩大。区内漏斗面积最大的 是银坑田家庄水源地。 银坑田家庄水源地现有水井 54 眼, 目前已形成大面积降落漏斗, 分布面积几乎 遍及整个水源地, 已与三十甸子降落漏斗连成一片, 漏动纳入法制化、科学化的管理范畴。其次要因水制宜, 修订好全区社会经济发展规划。规 划时一定要立足水资源的承载能力, 以水资源可持续利 用为出发点, 才有可能将规划真正付诸实施。 笔者认为,全区在引进工矿企业时, 对耗水大户的引进应慎之又慎, 在水资源供给上, 要变高度集中供水为分散供水, 独家经 营供水为多家经营供水, 以减轻城市集中供水的压力。市 区水资源管理机构, 要充分利用法律手段、经济手段, 把 遏制耗水型、污染型企业的发展, 节约每一滴水做为日常工作常抓不懈, 要按市场经济规律将水资委建成政府调 控和市场机制相结合的管理体制, 使水资源管理步入良 性循环轨道。斗中心最大水位降深 23.65m ( 图 1)。 据水位观测资表 4河水水质状况及污染程度表料, 水源地水井动水位大部分已降至第四系底板以下几米到十几米。 使该水源地供水能力由设计的 4. 9 万m 3 d 降到现在的 1. 6 万 m 3 d 左右。 水源地已接近干 枯, 而漏斗面积仍在扩展。3. 3污水随意排放, 水质污染严重天水市每年排放的工业废污水 2934 万 m 3 , 大部 分未经处理就直接排入河流, 致使河水严重污染, 部分水体尤其在枯水季节逐渐丧失了可利用价值。 如流经 市区的牛头河、藉河、渭河等, 无一不被废污水所污染,检测结果, 河水水质超出地面水环境质量标准中 V类水的污染物主要有磷、酚、氨等 (表 4)。 污染最严重 的是藉河东五里铺和东三十里铺断面, 分别属重污染 级和重污染l|I 级。 区内地表水与浅层地下水联系十分密切, 地表水的污染也使地下水在不同程度上受到 污染。如秦城分路口一带, 地下水原为二、三级水, 现已全部蜕变为K 类水, 赵家崖马跑泉、秦城东十里 铺已变为V 类水, 属重污染区 (图 2)。水中超标元素主要为总硬度、COD、氰、汞、砷、铅、铬、硝酸盐氮、亚硝 酸盐氮等。3. 4管理不科学, 水资源浪费严重天水水资源浪费十分严重, 浪费大户当数农业, 至 今绝大部分耕地仍采用落后的大水漫灌等灌溉技术,水的有效利用率一直维持在 30% 左右, 使大部分灌溉水消耗于渗漏和蒸发, 用水效益大大降低。 除农业外,工业用水也浪费严重, 水的重复利用率和万元产值耗 水量等用水指标, 均低于和高于全省平均水平的 15% 20% 。4水资源可持续利用对策4. 1依法治水, 强化对水资源的管理 首先要在全区开展公众教育, 提高全社会对水资源保护重要性的认识, 促进人、经济发展、水资源三者 之间的协调、和谐。要依据水法对水资源实行统一规24. 2节约用水, 建立节水型社会生产体系根据预测, 2010 年和 2030 年, 全市缺水约 824 万33m 和 5482m , 供需矛盾将日益增大, 全面节水, 减少浪费已成为当务之急。 农业节水是减少水资源消耗的 重头戏之一, 要在灌溉技术、种子、种植结构、土壤水的利用等方面开展科学研究, 全面推广喷灌、滴灌、渗灌 技术, 提高农业用水的有效利用率。 粗略计算, 若能将农业用水有效利用率提高 10 20% , 全区农业节水将3达到 470 938 万 m a。 工业用水也要不断改进供水工艺, 降低万元产值耗水量, 提高工业循环用水重复 率, 同时, 大力发展高科技低耗水型企业, 限制或关闭 大污染严重的企业, 近期工业应重点抓好风动工具厂、锻压机床厂、甘绒二分厂等用水大户的技改节水工作。4. 3科学采水, 积极开源 首先要充分发挥现有水利工程效益, 搞好配套设施, 提高水资源 可利用率。对城区供水地段, 要在科学 评价水资源的基础上, 因水制宜的确定合理采水量、开采井密度和井数, 根据对本地区水文地质条件的分析,井密度宜控制在 4 8 眼km 2 左右,(下转 288 页)河流断面水质状 况类别污染级别污染指数主要污 染物渭河南河川V中污染l|I 级1. 44P、酚、N H 4、COD、N HO 等北道桥V中污染 级2. 96同上星火厂V中污染 级2. 53同上藉河西十里V轻污染0. 77东五里铺V重污染 级4. 54P、N H 4、COD、 酚、BOD 等东三十里铺V重污染l|I 级3. 14同上葫芦河中滩桥V中污染 级2. 30牛头河社棠大桥V轻污染0. 92引黄蓄水回灌补源, 修复与改善华北平原生态环境方 生(河北省水利科学研究院, 河北 石家庄 050051)今年黄河上游频发洪水, 最大支流渭河多次决口,九月中旬还出现第四次洪峰。 黄河防汛总指挥部决定 大量拦洪蓄水, 提高上游刘家峡水库汛限水位, 龙羊峡 水库将上游洪水全部拦蓄人库, 至 9 月 14 日已蓄水109 亿 m 3 , 小浪底、三门峡、故县水库联合运用, 减灾、 拦洪、减淤, 让小浪底水库尽量拦蓄中游洪水, 一个月滞洪运用, 使水库蓄水由 23. 8 亿 m 3 增加到 63. 7 亿m 3。黄河大量拦洪蓄水, 为下游干旱缺水的华北平原 补充水源、抗旱灌溉、修复与改善地下水生态环境,提供了难得的机遇。华北平原, 由于地下水大量超采, 已引起地下水位 大幅度下降, 形成大面积区域性降落漏斗。但同时也在土壤及潜水的地层空间, 腾出了巨大的地下库容。华北 平原今年汛期降雨属平水年, 西部山前平原浅层地下水埋深仍在 20 30m , 东部黑龙港运东地区汛后 9 月 浅层地下水埋深不过 4 5 m 。 已腾出的地下库容, 完全可以充分利用上游黄河、漳卫新河等河流下泄洪水,为华北平原补充地表水与地下水源。自 9 月 13 日黄总 已开始引黄济津, 计划输水 170 天, 引黄 12 亿 m 3 , 其 中给天津 5 亿 m 3。 为了充分利用引黄补源, 修复与改 善华北平原生态环境, 特向水利部及有关省市水利厅、局提出以下建议:1华北平原有关省市凡有条件引黄的地区, 都应 大力开展引黄蓄水、回灌补源工作。2华北平原冀鲁豫津洼淀、平原水库, 如东平湖、南四湖、衡水湖、大浪淀水库、团泊洼、北大港等以及村镇附近坑塘、湖沼都应尽量引蓄上游来水。3利用华北平原排水河道、深渠河网在秋季冬季引蓄上游来水。 既可冬蓄春用, 又能补充地下水源。沧 州 南 皮 县 自 9 月 1 日 至 27 日 已 从 漳 卫 新 河 引 水2800 万 m 3 , 从南运河引水 200 万 m 3。4干旱缺墒地区, 可利用引水浇小麦播前水, 进 行冬灌。5今年适当降低引黄水费, 鼓励引水蓄水, 回灌地下水。6城市工业生活用水, 首先利用地表水。7引黄地区城乡停止开采深层地下水。8大量引黄补源, 是对将来南水北调来水与当地 水如何优化配置、合理利用、改善生态环境的一次演练, 要求各地水利部门, 做好引水蓄水计划, 统筹安排 调度, 进行水土监测, 注意总结经验。(上接 275 页) 允许开采模数在 20 443 万 m 3 km 2 a 为宜。其次要多方筹措资金, 寻找开发新的水源, 主要途径有: ( 1) 兴建 水库: 在藉河上游上磨、南岭、牛头河峡谷及南部支沟兴建水库, 汛期蓄水, 枯期放水, 利用地下可调蓄空间, 对降水、地表水 和地下水进行联合调控, 以增加全区可利用资源量, 调整水资 源在时间分布上不均的态势。 ( 2) 在秦城区东十里铺和北道社棠兴建城市污水处理厂, 设计日处理污水 9 万 m 3 , 年可新增供 水量 3285m 3 a, 处理的污水可用于灌溉等。(3) 开发研究利用城市雨水资源。城市大面积的硬化路面、庭院, 为城市雨水的利用提 供 了 得 天 独 厚 的 条 件, 现 状 城 区 面 积 32km 2 , 年 均 降 水 量528mm , 若 60% 的雨水加以利用, 则可收集雨水资源 1013 万m 3 , 收集的雨水可流入公园湖泊, 亦可蓄积于各单位小型地下 窖、池塘, 净化后可用于饮用、绿化等。(4) 加强空中水汽资源的开发利用。经测算, 天水藉河、渭河流域多年平均空中水汽资源入境量达 92 亿 m 3 , 除年均降水 30. 95 亿 m 3 外, 尚有 61. 05 亿m 3 流 出 境 外, 若 通 过 播 散 碘 化 银、干 冰 尿 素 等 能 增 加 150200mm 的降水