（环境工程专业论文）陕西省榆神矿区秃尾河流域水资源环境分析.pdf

s u b j e c t ：t h ew a t e rr e s o u r c ee n v i r o n m e n ta n a l y s e so ft h et u w e ir i v e r d r a i n a g e a r e ai nt h ey us h e nm i n i n ga r e ai ns h a n x ip r o v i n c e s p e c i a l t y ：i n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g n a m e ：h u a n gy u e q i n i n s t r u c t o r ：w a n gy i n g a b s t r a c t ( s i g n a t ur e ) ( s i g n a t ur e ) t h ew a t e rr e s o u r c ea r ep o o ra n dt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti sv e r yf r a g i l ei nt h ey u s h e nm i n i n ga r e aw h i c hl i e so u rc o u n t r yi n l a n d s i n c ec l i m a t ec h a n g ea n dh u m a nb e i n g s i n f l u e n c e ，w a t e rr e s o u r c es h o r t a g ea n dw a t e re n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na l r e a d yb e c o m eam a i n r e s t r i c t i n gf a c t o ro ft h ea r e ae c o n o m i cg r o w t h b u t ，t h ew a t e rr e s o u r c ew h i c hi st h a tl i f e p r o d u c e s ，t h ei n d u s t r i a lp a r kb u i l d s 、v i md e v e l o p i n g ，c o a ld e v e l o p st h ei m p o r t a n ts o u r c eo f w a t e rw a i t i n gt ou s ep e r s o n a li n f l u e n c eo w ea r e ap e o p l eo ft h et h et uw e ir i v e rd r a i n a g ea r e a i nt h ey us h e nm i n i n g u n d e rt h i sf o r m ，h o wt or a t i o n a le x p l o i tt h ew a t e rr e s o u r c e sa n d p r o t e c tw a t e rr e s o u r c e se n v i r o n m e n t ，t h a ta l r e a d yb e c o m et h ei m p o r t a n td e s i d e r a t i n gp r o b l e m t h e r e f o r e ，t h es t u d i e si ss u p p o r t e db yo n eo ft h eap r o j e c tt h a t “t h eg r o u n dw a t e r p e r a m b u l a t i n gi nt h en o r t h e mo fs h a n x ie n e r g ya n dc h e m i c a li n d u s t r yb a s e i ns h a n x i p r o v i n c eh y d r o l o g yt e a mo ft h ec o a lg e o l o g yb u r e a u o nt h eb a s i so fh y d r o l o g ya n d h y d r o g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，w ee v a l u a t ew a t e rr e s o u r c e so ft h ea r e a a c c o r d i n gt ot h es u r f a c e w a t e ra n dt h e g r o u n d w a t e rw a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n gd a t a , a n a l y s i n gt h e c u r r e n tw a t e r e n v i r o n m e n t ，f o r e c a s t i n gt h ew a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t yo ft h a ta r e a , s e t i n ga b o u tal i e so f i n f l u e n c i n gf a c t o r si nt h ea r e a , w ea n a l y s et h ei n f l u e n c i n gf a c t o ro fw a t e r r e s o u r c e e n v i r o n m e n t ，t h a tp r o v i d e sab a s i sf o rt h er a t i o n a l l ym a k i n gu s eo fa n dp r o t e c t i o nw a t e r r e s o u r c e si nt h et uw e ir i v e r t h es t u d y i n gr e s u l t si n d i c a t et h a tt h es u r f a c ew a t e rr e s o u r c e sa r e4 6 8 38 x10 8 m 3i nt h e a r e a ；t h ei n c r e m e n to fg r o u n d w a t e ri s 3 0 6 4x10 5 m a d o p t a b l er e s o u r c ea m o u n t st o 1 3 8 3 x 1 0 s m 3 t h et o t a lo ft h ew a t e rr e s o u r c ei s3 7 0 5 x 1 0 8 m 3 。t h et o t a lo ft h ea v a i l a b l ew a t e r r e s o u r c ei s2 2 4 5x 1 0 s r n 3 i nt h ea r e a , t h es u r f a c ew a t e rq u a l i t yi sf a i r l yg o o d ，w i t h i nt h ew a t e r t h r e eq u a l i t ys t a n d a r d ，e x c e p tj i nj i ei n d u s t r i a lp a r ko ne v e r ys i d e ，w h i c hw a t e rq u a l i t yi s r e l a t i v e l yp o o r , c o n t a m i n a t e dt h eg r a v e s t g r o u n d w a t e rc h e m i s t r yt y p ei st h eb i c a r b o n a t e ，i ti s m o s t l yt oh c 0 3 一c aa n dh c 0 3 一c a m g b u ti ti sc 1 - n a c at y p ew a t e ri nj i i lj i ei n d u s t r i a la r e a t h es t u d yt h a tt h ea r e aw a t e rr e s o u r c ee n v i r o n m e n t a le f f e c ti n d i c a t e st h a ti ti sl e a d i n gf a c t o r t oa t m o s p h e r ep r e c i p i t a t i o nw h i c hi sm a i np a r ts u p p l i e sf o rt h ew a t e rr e s o u r c e a n di ti st h e m o r ei m p o r t a n tf a c t o rt om a n - m a d ef a c t o rf o rt h ew a t e rr e s o u r c ee n v i r o n m e n t a l a st h es t u d i e ss a i d ，r e a c h i n gs i m p l e l yt h ec o n d i t i o no ft h ew a t e rr e s o u r c e ss u p p l va n d d e m a n d ，f o r e c a s t i n gs h o r t a g ec o n d i t i o no ft h ew a t e rr e s o u r c ei na r e a a c c o r d i n gt ot h e p r i n c i p l es u c ha sc o m b i n a t i o no fs u r f a c ew a t e ra n dg r o u n d w a t e r , a d a p t a t i o nt ol o c a l c o n d i t i o n sc o n s t r u c t i n gt h eg o o da n dw i p i n gt h eb a d ，e x p l o r i n gw a t e rs o u r c e sa n ds a v i n g w a t e r ，r a t i o n a ld e v e l o p m e n ta n ds y n t h e t i c a lu t i l i z a t i o n w eh a v e b r o u g h tf o r w a r ds o m e m e a s u r e st h a tm a k i n gu s eo fw a t e rr e s o u r c e r a t i o n a l l yi nt h ea r e a , f o ra c h i e v i n gt h e c o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n to ft h ew a t e r r e s o u r c ea n da ne c o l o g i c a le n v i r o n m e n tv i r t u o u sc i r c l e k e yw o r d s ：t h ey us h e nm i n i n ga r e a t h et uw e ir i v e r d r a n a i g ea r e a w a t e rr e s o u r c ee n v i r o n m e n t i n f l u e n c i n gf a c t o ra n a l y s e t h e s i s ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 西要料技丈学 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科 技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：希雇琴日期：0 8 , 。r 7 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位 论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：参风拳 指导教师签名： 1 绪论 1 1 选题背景 1 绪论 水是生命的源泉，也是生产的必要物质条件，水资源环境对经济社会的重要性不言 而喻。随着人类改造自然能力的不断增强，人类活动对水资源环境的影响愈加显著。人 口的增长，工农业生产的发展，城市化进程的加快以及其他的大规模人类活动正不断破 坏着水环境的原始地形地貌，改变水环境的特性，改变天然状态下的水循环过程【1 ，2 】。灌 溉、排污以及河流上的水利工程修建等都在时间和空间上引起了水文循环要素质和量的 变化；大规模的自然资源开发、土地开发利用不仅改变了地表产汇流规律，而且改变了 地下水的补给规律；生产活动造成河道外用水大量增加，使地表径流量，枯季径流量和 地下水补给条件发生了相应改变；水利工程的修建、湖泊的开垦以及跨流域调水工程的 实施，更是改变了地表水的地域分配；城市化导致大片森林和田园消失，不透水面积增 大，降雨径流转化关系亦随之改变【3 l 。 随着社会和经济的发展，人们对水资源环境的质与量要求越来越高，合理开发水资 源、防治水污染、保护水环境已经成为全人类的主要任务之一，也已经成为环境科学研 究领域的主要研究内容之一。 榆神矿区位于毛乌素沙漠与陕北黄土高原的接壤地带，陕北侏罗纪煤田中部，地处 榆林市的榆阳区和神木县之剐4 ，属我国内陆干旱区，水资源贫乏，生态环境十分脆弱， 水资源与煤炭资源不平衡，分稚迭置【5 j 。进入本世纪以后，随着地区经济的发展，该地 区逐步建成国家级的能源化工基地，大规模的能源化工企业建立发展、煤炭资源的开发 即将开始。根据矿区东北部毗邻的神北矿区开发经验，对煤炭资源大规模的开发，势必 将影响和破坏矿区的地下水和地表水，致使大面积区域性地下水位下降，地表水入渗， 破坏矿区水均衡系统。河水断流、水资源逐步枯竭，使原来用井泉或地表水作为工农业 供水的厂矿、村庄和城镇可能发生水剌酬。同时，能源化工基地中化工企业排放的工业 污水以及生活废水，将会影响该地区的水资源环境，破坏矿区环境，影响矿区经济的发 展。 流经榆神矿区有两条长年性河流：秃尾河和榆溪河，河流迳流量季节性变化大【7 1 。 矿区东部秃尾河流域是神木煤化工基地的主要供水水源地，也是保持生态环境的重要水 源p j 。由于在矿区范围内大量自然资源的开采和不合理的利用、能源化工基地工业园区 的建立发展以及人口增加必将造成矿区水资源缺乏，水环境污染，直接影响矿区经济的 发展和矿区人们的生活。因此，对榆神矿区秃尾河流域的水资源环境进行分析研究，是 亟待解决的的问题。 西安科技大学硕士学位论文 1 2 研究意义 水是工农业生产、社会经济发展和生态环境改善不可替代的极为宝贵的资源。随着 社会的发展与进步，社会对水的需求不断增加，而自然界所能提供的可利用的水资源又 有一定的限度，并不是取之不竭、用之不尽的。许多地区，特别是干旱地区，水资源的 供需矛盾己成为社会经济发展的重要制约因素。随着全球人口增长和社会经济发展，需 水量日益增长，水的问题已经成为严重的社会问题。1 9 9 2 年初有1 5 6 个国家代表参加的 “世界水资源与环境大会 提出了警告：“水资源短缺己成为当今人类面临的最严峻挑 战之一，至本世纪末及2 1 世纪初，此种情况更令人忧虑” 8 - 1 1 】。 我国水资源总量约为2 8 1 2 4 亿m 3 ，其中河川年平均总径流量为2 7 11 5 亿m 3 ，排在 世界第六位。但我国人均水资源量并不丰富，只有世界人均占有量的1 4 ，是世界人均 水资源最缺乏的1 3 个国家之一【1 2 1 4 j 。我国水资源空间上分布的不平衡性与全国的人口 和资源分布上的差异性，造成了水资源与人口和其他资源不匹配的基本特征，加之水资 源浪费及用水效益低下、水环境进一步恶化的趋势尚未遏制，使得我国2 1 世纪社会经 济发展总目标面临的水资源供求矛盾将进一步加剧【”l 。进入2 1 世纪以后，社会经济的 迅速发展，工农业、城市进程的急j n d i ：i 快，使得地区基本条件发生了显著变化，水资源 问题己经成为经济发展的瓶颈。因而对区域性水资源的数量和质量，水环境质量进行评 价和预测对经济发展具有重要的现实意义【l 酬。 陕西陕北地区，地域辽阔，煤炭、石油、天然气等自然资源丰富，但该区水资源贫 乏，属重度缺水地区，植被覆盖率低，水土流失强烈，荒漠化严重，使本来就脆弱的生 态环境遭到严重的破坏，阻滞着经济的发展i 1 7 j 。 榆神矿区位于毛乌素沙漠与陕北黄土高原的接壤地带，是陕北能源重化工基地建设 的组成部分。矿区水资源贫乏，并且大量的煤炭开采、能源化工园区的建立发展等严重 的破坏了矿区水环境，使得矿区水资源更加缺乏。而矿区内的秃尾河流域是该区重要的 供水水源地，是矿区经济发展和矿区人们生活的重要生命支柱。受气候变化和人类活动 的影响，矿区内的秃尾河流域的地表水与地下水补给均发生了明显的变化，水资源消耗 日益增加、补给逐年变化，水环境逐步恶化，工农业生产和生活正常用水受到严重影响 7 1 。因此，本论文对榆神矿区秃尾河流域的水资源环境进行分析研究，对协调矿区水资 源与煤炭资源的不平衡关系以及环境与矿区社会经济发展的关系，指导人类社会经济活 动，实现环境、社会经济的可持续发展，具有十分重要而迫切的现实意义。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 2 1 绪论 2 0 世纪5 0 年代以来，随着二战后的全球经济发展和人口大幅度增长，各类水资源 环境问题日益突出，引起全球的关注，从而逐步把水资源环境作为主体进行专门研究。 1 9 6 5 年联合国科教文组织成立了国际水文十年( i h d ) 机构，1 2 0 多个国家参与了水资源 研究，组织了水量平衡、洪涝、干旱、地下水、人类活动对水循环的影响等方面的大量 研究，取得显著成绩。同年美国通过“水资源规划法案，同时成立了水资源理事会， 负责协调联邦政府各部门有关水资源的规划、管理和开发工作，并定期进行全美范围的 水资源环境评价活动【l 引。1 9 6 8 年美国完成了国家第一次水资源环境评价，进行了全国 的水资源分区，对水资源现状、可供水量、水质和供水需求等进行了评价分析。1 9 7 2 年由美国水文学家周文德倡议成立的国际水资源协会，开展了包括水资源的基础理论、 评价、规划、设计、施工、运行管理、水旱灾害防治、河流整治等专题研究，使水资源 学科初具雏形【1 9 , 2 0 。1 9 7 5 年西欧、日本、印度等国家相继提出水资源评价成果【2 l 】。1 9 7 7 年，联合国在阿根廷召开世界水会议，要求各国进行一次专门的国家水平的综合评价， 联合国科教文组织也制定了相应的水资源评价计戈t t 2 2 1 。1 9 7 8 年美国继续完成了第二次 水资源评价工作，对与水资源有关的关键问题如地下水超采、海水入侵等进行了专项研 究瞄川。1 9 9 0 年的新德罩宣言、1 9 9 2 年的都柏林宣言和1 9 9 7 年第一届水论坛加 强了对水的重要性的认识。在2 0 0 0 年第二届世界水论坛中，联合图约定各国要进行周 期性的淡水资源评价，并以世界水发展报告的形式出现。联合国教科文组织和世界 气象组织共同制定了水资源评价活动一国家评价手册，并针对共同关心的水资源问 题召开了一系列的国际学术讨论会，推动了水资源评价工作的进程【2 4 1 。 早期的研究方法主要是基于水资源统计方法，随后发展起来是流域水量平衡法( i g r o a ，2 0 0 3 ) 睇2 。，目前许多国家仍然在使用。 联合国粮食和农业组织为了保证各国水资源评价的一致性，提高水文资料在流域和 全球范围内的可比性，提出了基于g i s 的水均衡模型【2 2 1 。 联合国教科文组织认为水资源评价的核心是水量水质的均衡，水资源评价的频率和 范围主要取决于实际水资源管理和规划的需要。由于人类活动的参与必然影响天然水循 环，水均衡等式在考虑自然因素的情况下，需要考虑人类活动引起的取水和排水过程【2 2 1 。 在水资源研究中，考虑自然和人为影响因素的作用，研究较成熟的是气候变化对水 文水资源的影响。早在1 9 7 7 年，美国国家研究协会( u s n a ) 就组织会议讨论了气候、气 候变化和供水之间的相互关系和影响【2 引。气候变化对水文水资源影响的研究在2 0 世纪 8 0 年代中期引起了国际水文界的高度重视，1 9 8 5 年，世界气象组织( w m o ) 出版了气候 变化对水文水资源影响的综述报告，并推荐了一些检验和评价方法，之后又出版了水文 水资源系统对气候变化的敏感性分析报告皿创。1 9 8 7 年世界气象组织出版的报告中总结 了水资源系统对未来气候和现代气候变化的敏感性问题【2 7 1 。1 9 9 0 年出版的气候变化 与美国水资源一书系统总结了当时气候变化对水文水资源影响研究的方法，内容和成 3 西安科技大学硕士学位论文 果，从而推动了水文和水资源科学的发展【2 8 , 2 9 1 。 1 3 2 国内研究现状 我国是从2 0 世纪8 0 年代开展全国性的水资源研究工作的，建立起一套比较成熟的 水资源评价方法，主要分析了水文要素的时空变化、地表和地下水水动力场与水化学场 的演变，对水资源总量和水质进行了评价，于1 9 8 7 年完成了中国水资源评价【3 0 1 。 并于二十一世纪初进行了第二次全国水资源评价，全面评价了我国的水资源的数量、分 布与特征。我国水资源总量是指评价区内当地降水形成的地表和地下产水总量( 不包括 区外来水量) ，由地表水资源量与地表水和地下水的不重复量相加得到，主要采用水量 均衡法p l j 来评价。 2 0 世纪8 0 年代未期，我国的水资源评价模型逐步发展起来，有代表性的是郝振纯 和赵人俊研制的基于新安江流域水文模型和地下水动力学的地面、地下水联合评价模型 1 3 2 ，河北水文局研制基于新安江模型原理和水循环特征的平原区水资源评价模型，以及 中国水利水电科学研究院水资源所谢新民1 3 3 j 研制的将概念性水文模型与地下水动力学 模型有机结合的平原区二元耦合模型，该模型曾应用于安阳地区的水资源评价。郝振纯 等借鉴了山坡水文数学模型和以地下水动力学模型为主的联合模型的组合经验和方法， 选取新安江模型与地下水动力模型联合运用，进行区域的水资源环境的分析。 自9 0 年代初以来，我国也丌展了气候变化对水文水资源影响研究工作。基本结论： ( 1 ) 热带、亚热带湿润气候区，水文情势对降水量比对温度更敏感，而温带地区对降 水、温度的变化都比较敏感【3 4 3 6 1 。 ( 2 ) 虽然华北地区未来降水有所增加，但由于伴随较大幅度的增温，降水的增加不及 蒸散量的增加，土壤水份将减少，干旱、洪水频率均有所增加【3 7 】。 ( 3 ) 在雨季降水减少的地区，由于洪水期径流量的减少，相应地洪水频率减小而干旱 频率增加【3 8 】。 ( 4 ) 刘春蓁等在“八五 期问利用随机天气模型、流域蒸散发模型、流域水文模型及 水资源综合评价模型及g c m s 预测的未来气候情景系统研究了全球气候变化对我国水 文和水资源以及水资源供需的影响【3 8 。 在近三四十年来，水资源学科迅速发展，进一步融汇其它学科的有关知识，主要在 水资源模拟与模型化、水资源系统分析、水资源信息系统管理、水环境研究、水资源管 理及水法等方面取得了较大进展。它汲取了环境学、生态学、经济学、管理学、工程学、 社会学、系统科学的有关原理和方法，从资源利用、环境保护、经济增长、社会发展之 间的相互依存与相互制约的定量关系入手建立了自己的研究方法，为水资源学科的发展 奠定了坚实的科学基础【3 9 1 。 从2 0 世纪8 0 年代以来，许多部门对榆神矿区秃尾河流域的水资源也作了很多研究， 4 1 绪论 特别进入9 0 年代后，该区水资源研究工作得到进一步的加强。1 9 9 9 - - 2 0 0 2 年，中国地 质调查局西安地质矿产研究所开展了“鄂尔多斯瓮地地下水勘查 研究工作；2 0 0 2 年陕西 省国土资源厅完成的“陕西省地下水资源评价”；2 0 0 5 年陕西省国土资源厅完成的“陕北 能源化工基地水资源合理开发利用分析”，这些研究都有涉及我们所要研究的区域。 经过前人多年的工作，基本查明榆神矿区秃尾河水源地内的地层结构及地质构造特 征，地下水补、径、排条件与赋存特征，初步评价了地下水资源总量、确立了该区水源 地含水系统类型( 主要是河谷区第四系含水系统) ，也一致确认秃尾河河谷区供水潜力 【4 0 1 。 1 4 研究内容 ( 1 ) 研究区地表水资源环境特征 地表水资源量，主要包括：降水、蒸发资料的整理与分析；径流资料的收集整 理和分析，径流量以及地表水资源量的计算。 地表水水质，主要包括：水质的监测资料和数据分析，分析全区地表水水质状 况，分析污染源分布状况。 ( 2 ) 研究区地下水资源环境特征 水文地质条件，主要包括：研究区域水文地质概况、地下水位动态分析、地下 水地下水的补给、径流和排泄条件和水文地质参数的确定。 地下水资源量，主要包括：地下水的补给量、消耗量、可开采量的计算。 地下水水质，主要包括：地下水水质监测资料和数据分析、全区地下水水质状 况分析。 ( 3 ) 研究区影响水资源环境因素 自然影响因素，主要包括：分析降水与蒸发作用对该区水资源量与水质的影响。 人为活动影响因素，主要包括：煤炭资源开发活动、工业园区的建立与发展、 水利工程修筑、土地利用类型变化以及人口变化对水资源量与水质的影响分析。 5 西安科技大学硕士学位论文 2 研究区的基本概况 2 1 地理位置及范围 研究区位于陕西省榆林市东北部，神木县西部，距榆林市约6 5 k m ，距西安约7 3 4 k m ， 北距包头约3 4 9 k m ，东距神木县约3 7 k m ，行政区划隶属陕两省榆林市神木县管辖，属 黄河支流秃尾河巾上游。研究范围北抵秃尾河发源地瑶镇乡以北的寓泊海子，南到高家 堡，东达秃尾河与窟野河分水岭，西到毛鸟素沙漠边缘。地理坐标东经1 0 9 0 5 07 5 6 ” 1 1 0 。2 4 3 3 ”，北纬3 8 。3 2 5 2 ”3 9 。0 0 。南北宽4 0 k m ，东西长5 7 k i n ，面积为2 1 8 6 k m 2 。( 图 2 1 ) 能源化工基地锦界工业区和大保当工业园区位于研究区内【4 1 | 。 图2 1 研究i x 地理位置及研究范围图 6 2 研究区的基本概况 2 2 交通 研究区处在陕_ 西“米”：秀! 公路网内，榆神_ 级公路( 2 0 4 省道) 和西( 安) 包( 头) 铁路并行从锦界镇通过，高家堡尔林兔公路，榆( 林) 神f 术) 公路，神( 木) 延( 安) 铁路从本区经过。外部交通可谓四通八达，公路、铁路利航空运输快捷方便。 ( 图2 2 交通位置示意幽) 区内各村镇之间有简易公路或者乡村小道相通，交通条件除 主干公路、铁路绎过的地方便利外，其余地区受自然条什制约严重，道路足哨通雨停， 尤其是侮年7 、8 、9 一个月雨季，道路冲断、冲毁现象经常发生，因此区内交通条件较 筹【4 1 1 。 图2 2 交通位置示意图 7 西安科技大学硕士学位论文 2 3 自然地理条件 2 3 1 地形地貌 研究区的地势总体呈东南低，西北高趋势。地面标高9 0 0 - - , 1 4 0 0 m ，一般1 2 0 0 m 左 右，最高点位于榆阳区的古墓疙瘩，海拔1 3 9 1 8 m ，南部高家堡秃尾河河谷最低，海拔 高程9 4 5 m 。区内为典型的沙丘梁峁及风沙滩地貌，中西部地形较为平坦，以旱地及半 固定沙丘为主；东部地形复杂，树枝状冲沟极为发育，沟壑深切，地形支离破碎；北部 以风蚀为主的沙漠滩地区，地势比较平坦；南部为沙盖黄土梁峁区，地面支离破碎，起 伏不平。 根据地貌形态可划分出风沙地貌、黄土地貌和河谷地貌三大类，七个亚类的地貌类 型即风沙地貌划分为沙漠和滩地，黄土地貌为沙盖黄土梁峁，黄土梁岗、片沙黄土丘陵、 黄土丘陵，河谷地貌不再细分1 4 1 。( 表2 1 ，图2 3 ) 表2 1 地貌分区表 名称名称地段面积k i n 2 研究区北部沙母河河沟以南 沙漠 香水河以北大部分地区 黄土庙南有沙漠滩地区 2 2 5 风沙滩地地貌 区内中部沙母河以北地区 滩地 区西北部大保当镇一带 榆 黄土庙至沙河村以东地区 3 0 神 矿 后王家沟以南地区 区 沙盖黄土梁峁 秃 北部红泥壕和大保当以南地区 尾 河黄土梁岗区香水河以南地区 流 黄土地貌 域 片沙黄土丘陵中西部青杨树沟中下游地区 研究区东部和南部，青杨树沟沟域一带1 5 5 黄七丘陵 研究区东部和南部，洞川沟沟域 1 9 5 秃尾河河谷地区 河谷地貌 河谷 秃尾河支流香水河、清水河、芦沟中 高家堡一带的秃尾河河谷地区西部边界和支沟中 1 3 8 8 西安科技大学硕士学位论文 土为主，地形较为平坦，植被茂盛。主要有自然生长的芦苇、水草，人工栽植的杨树、 柳树及农作物为主。 沙漠滩地区，土壤主要以栗钙土、粗骨土及风沙类为主。植物群落以沙蒿、白沙蒿、 黑沙蒿、沙鞭、沙柳为主，臭柏次之，蒿类植物生长旺盛，耐旱，沙柳较少，根系发达， 叶面窄长。 沙盖黄土梁峁区，为绵沙土或黄绵土，其还有淤土、潮土、黑垆土等，土壤均较瘠 薄。沙蒿、沙柳等耐旱低矮的灌木较少，人工栽植的杨树较多。 黄土丘陵区以黄土性土及红土性土壤为主，植被以较高的灌木( 丛) 、耐早的沙蒿 为主，有稀疏的乔木。 2 3 4 地表水系分布 研究区河流属黄河水系的支流，主要有秃尾河及其支流袁家沟、黑龙沟、彩兔沟、 河则沟、沙母河沟、枣稍沟、清水沟、芦沟、香水河、野鸡河、青杨树沟和洞川沟。( 表 2 2 ，图2 4 ) 图2 4 研究区水系分布图 秃尾河：发源于神木县瑶镇乡以北的宫泊海子，由公泊沟和各丑沟岔汇合后形成秃 尾河，自北向南经瑶镇、高家堡，于神木县的河口岔汇入黄河。河流全长1 4 0 k m ，总流 域面积3 2 9 4 k m 2 。在区内河谷开阔，河床较浅，发育有漫滩和一级阶地。据高家堡水文 站观测资料，多年平均流量9 7 7 m 3 s ，历年最大流量2 1 2 0 m 3 s ( 1 9 7 1 年7 月2 3 日) ，多 年平均径流量3 0 8 亿m 3 a t 4 0 l 。 沙母河沟：位于研究区的北部，由上游地下水出露的泉水汇集而成。河流全长9 k m ， 流域面积9 4 3 8 k m 2 ，河流流量最大o 5 8 m 3 s ，最小为o 1 9 m 3 s ，年平均径流量为1 0 5 6 万m 3 a 【4 2 1 。 1 0 2 研究区的基本概况 枣稍沟：位于研究区北部，河流全长6 5 k m ，流域面积2 3 3 2 k m 2 ，河流水量小，最 大0 2 0 m 3 s ，最小o 0 3 m 3 s ，年平均径流量为2 1 0 1 万m 3 a | 4 2 1 。 香水河：发源于大保当区南部的大疙瘩梁，流经方家畔、高阳塔，在玄路塔注入秃 尾河，流长3 0 5 k m ，流域面积2 3 3 8 k m 2 。最小流量为0 2 3 2 m 3 s ，最大流量1 6 7 m 3 s ， 平均径流量0 2 2 2 4 亿m 3 a 。 芦沟：发源于大保当勘探区中部的铺子界一带，流长约5 k m ，流域面积3 6 k m 2 。最 大流量0 0 5 2 3 m 3 s ，最小流量o 0 1 9 1 m 3 ，平均流量0 0 3 0 4 m 3 s ，平均径流量9 5 7 4 万m 3 a 。 清水沟：起源于朱家塔的烧变岩大泉，流长6 8 k m ，流域面积2 2 5 2 k m 2 。最小流量 0 2 1 5 m 3 s ，最大流量0 3 1 l m 3 s ，平均径流量7 9 4 6 万m 3 a 4 3 】。 青杨树沟：源于黄土庙南侧沙河村东之巴泥沟，主要是上游黄土庙一带沙漠滩地区 地下水的排泄构成常年性河流。长度约2 0 k m ，在古今滩注入秃尾河，年平均流量为 5 9 9 2 万m 3 a 【4 0 1 。 洞川沟：源自西山北侧北湾，主要是上游黄土丘陵区基岩风化裂隙水、还有少量沙 漠孔隙潜水等地下水的排泄构成常年性河流。长度约2 2 k m ，在高家堡注入秃尾河，年 平均流量为4 1 3 1 万m 3 a 4 0 1 。 野鸡河：为季节性河流，每年的1 2 月到次年的6 月，河流干涸变为地下河，滋润 两岸的农作物。 表2 2 各河沟情况表 西安科技大学硕士学位论文 2 3 5 水资源开发利用现状和规划 “十五 期间，陕北能源化工基地将大力发展煤炭、油气、电力、化工4 大支柱产 业。据陕西省计委规划资料，陕北地区将规划建设五个能源化工基地，即府谷火电基地、 神木煤液化基地、榆横煤化工及载能工业基地、鱼米绥盐化工基地、延安石油化工基地。 神木煤液化基地位于本次研究范围之内，该基地存在水资源不足问题，水资源短缺已成 为制约神木煤液化基地建设与发展最主要的因素。 ( 1 ) 地表水资源的开发利用现状与规划 地表水目前没有大规模的开发利用，仅在河谷地带，傍河修建引水渠进行农业灌溉， 而且季节性很强，主要集中在每年的农作物生长期。如：在沙母河沟和枣稍沟农业用水 较集中，多以渠道引水自流灌溉，水利化程度较低。在大保当河谷地带现状开采量仅占 地表水总量的7 。喇嘛河村南筑有溢流坝，居民就近利用沟水灌溉庄稼。 神木煤液化基地的锦界工业园区的供水依赖秃尾河上的瑶镇水库，瑶镇水库于2 0 0 3 年8 月2 0 日竣工后开始向锦界工业区供水，供水量0 5 4 7 5 亿m 3 a 。目前，已形成3 0 万 m 3 d 供水能力的工程，现供水量为1 5 万m 3 d 。同时，在野鸡河上游修筑高羔兔和野鸡 河两座季节性水库用以储存水。位于研究区北侧的秃尾河上的彩兔沟水库，目的是为神 木煤液化基地的大保当工业园区供水，工程设计供水量为5 7 0 0 万m 3 a ，库容量为7 3 0 0 万m 3 。 规划2 0 1 0 年瑶镇水库向锦界工业园区可供水量o 7 6 亿m 3 a ，彩兔沟水库0 5 7 亿 m 3 a ，开发沙母河沟水源地地下水溢流量( 枯水期) 2 7 6 万m 3 d 。以及根据榆阳区人民 政府建设规划，在未来三年内将在香水大泉修筑水坝，引用香水大泉供给大保当煤液化 项目，目前这项工程正在施工j 。 ( 2 ) 地下水资源的开发利用现状 研究区区地下水开采主要集中在滩地区与河谷区，开采层位为第四系松散层潜水。 地下水富水性较贫乏，且含水层厚度薄的风沙滩地区，目前没有大规模的取水工程，仅 有一些民办小作坊和当地居民施工的辐射井。 地下水资源开发利用，主要是当地各乡村、政府机关居民的生活饮用和农业灌溉用 水，其次为小煤窑的抽排放。生活用水主要利用自备井，吸取第四纪冲积层中的地下水 和萨拉乌苏组含水层地下水，多以压水井为主，水量小。农业灌溉，开采浅层地下水用 于农业灌溉，大曼梁以东地带灌溉面积约5 0 亩，开采量6 6 0 m 3 d 1 4 1 1 。 2 4 社会经济概况 研究区位于陕西省北部，榆林地区东北部，隶属于陕西省神木县管辖。总人口约5 万人，人口密度为4 5 1 7 人k m 2 。本区经济结构以传统农业为主，除部分宽阔河谷和沙 1 2 2 研究区的基本概况 漠绿洲有少量水浇地外，均为靠天吃饭的旱坡地，农业条件恶劣。工业主要以农牧业产 品为原料的小型加工业，长期以来区内贫穷落后，信息闭塞，经济基础薄弱，生产水平 低下。改革开发以来，随着能源资源勘查程度的提高和国家能源开发西移战略的实施， 工作区煤炭开采业得到了迅猛发展。同时，也带动了本区运输业、建筑业、原材料加工 业、服务性行、i k 的发展。据1 9 9 9 榆林 统计年鉴资料，神木县1 9 9 9 年工业总 产值为1 0 5 6 4 4 万元，是1 9 7 8 年的7 4 3 倍，年平均增长4 3 2 t 4 1 1 。 神木煤液化基地的大保当工业园 区、锦界工业园区和规划的马王庙煤 矿，分别位于秃尾河西、东两侧，相距 l o k m ，各占地面积约1 0 k m 2 ，企业主 要有电厂、化工、加工、比、医院、学校 及服务性行业等。地方煤矿分布于枣稍 沟和后王家沟内，煤矿有锦界小煤矿、 三一煤矿、讨老乌素煤矿、瑶桑煤矿、 枣稍沟煤矿、沙母河煤矿、青草界煤矿， 特别是正在拟建的锦界煤矿，规模火， 年产量高。( 图2 5 、2 6 ) 图2 5 陕北能源化_ 丁基地规划图 图2 6 工业规划示意图 1 3 西安科技大学硕士学位论文 神木煤液化基地锦界工业园区，是以丰富的能源性矿产资源为依托，集资源开发与 深加工转化为一体，以发展能源化工产业为主导的新兴工业基地。1 9 9 8 年7 月经国家计 委批准，正式成为规划建设的国家级能源化工基地。“九五至十五 期间，初步构建了 能源化工基地的雏形，培植了一批在国内外市场有较高知名度和竞争力的龙头企业和名 牌产品，目前基地处于起步和成长阶段。 “十一五”期间，基地将以煤炭、油气、电力、化工4 大支柱产业为主，成为国家 重要的能源接续地。2 0 0 3 年基地开工建设重大项目有神木电厂，建设一期4 x 6 0 万千瓦， 先建2 x 6 0 万千瓦，总投资4 3 9 0 0 0 万元。投资集团2 0 万吨甲醇项目，规划年产甲醇1 2 0 万吨，起步2 0 万吨产量，总投资7 6 0 0 0 万元等龙头企业。前期论证项目有3 0 0 万吨煤 液化项目( 配套大保当煤矿) ，规划年产油品5 0 0 万吨，起步3 0 0 万吨，总投资2 5 3 , 0 0 0 0 万元；1 5 万吨醋酸项目，年产醋酸4 0 万吨，一期1 5 万吨，总投资1 0 3 0 0 0 万元【4 1 1 。 1 4 3 地表水资源分析 3 地表水资源分析 根据水资源综合规划技术大纲和技术细则要求与研究区的实际情况，采用1 9 5 7 - - - 2 0 0 6 年( 5 0 年) 同期水文系列作为水资源分析的基本依据，对该区的降水量、天然径 流量和地表水资源量进行计算分析。同时根据主要河沟的近期水质监测数据，分析该区 的地表水环境质量状况。 根据水资源分析研究的需要，按照流域将研究区分为秃尾河、袁家沟、黑龙沟、彩 兔沟、河则沟、沙母河沟、枣稍沟河、清水沟、芦沟、香水河、野鸡河、青杨树沟和洞 川沟等1 3 个区。 3 1 地表水资源量分析 3 1 1 降水量 ( 1 ) 年际降水变化 收集区内神木气象站历年( 1 9 5 7 - - - 2 0 0 6 年) 降雨资料，做出研究区多年降水量过程 线( 图3 1 ) 。从图中可以看出多年的降雨分布趋势，年降水量一般在2 0 0 - - - 7 0 0 m m 之间 波动。1 9 6 7 年降水量最大为8 1 9 1 m m ，1 9 6 5 年降水量最小仅有1 0 8 6 m m ，相差7 5 4 倍。 通过5 0 年降水量经验频率和理论频率分析计算，按年降水量出现频率2 5 和7 5 两个 界线值划分的三个区间分别代表丰水年、平水年和枯水年，则丰水年出现1 3 次，基本 上在1 9 7 7 年以前，占统计年数的2 6 6 。1 9 7 7 年以后，基本是平、枯水年交替出现， 且变幅不大，平水年出现2 5 次，占统计年数的5 1 o ；枯水年出现1 1 次，占统计年数 的2 2 4 。通过分析和计算，可得到该区多年平均降雨量为4 2 5 7 0 m m 。 叫卜降水量i 了u u u 8 0 0 0 1 7 0 0 0 li 售6 0 0 0 | j 一 冀 霎4 5 0 0 0 0 。0 -夭-兀、- 一 v 7沙_ 八k 旗一尸风l f 弋i 逝3 0 0 0 一 。 一 严气厂r 疆vv1 y 弋一、i 2 0 0 0 y - 一 一 。 l 一一 j 1 0 0 0 钲份 拿妒$ 擎擎$ 擎擎擎擎擎守 ( 2 ) 年内降水变化 图3 1 年际降水量图 1 5 西安科技大学硕士学位论文 统计多年( 1 9 9 9 - - - - 2 0 0 6 年) 平均的各月内降水量( 图3 2 ) ，其年内分配比例，见图 3 1 3 。从图中可以看出，年内各月降水量分配极不均匀，全年降水主要集中在汛期( 5 9 月) ，占年降水量的8 5 2 ，最大月份是8 月，占年降水量的2 4 4 ，曰最大降水量也出 现在这段时间，此时常常发生洪涝灾害：最小月份是1 月、2 月、1 2 月，各占年降水量 的o 7 ，0 5 ，0 9 ，此时i f 值小麦生长旺季，需水季节，这时常出现早灾。 l 口。h ，7 。lr ， ，i 口 f ， 一 - f 图3 2 多年年内降水量图 口i - 一 一一 口口口口门h门口口 一 图3 3 月降水量分配比例幽( 1 9 9 9 2