翼城县水资源可持续利用规划.docx

翼城县水资源可持续利用规划张 海 亮摘 要: 水是构成生态环境的基本要素，它不仅是社会经济发展的物质基础，还是人类和一切生物 赖以生存和发展不可替代的生命要素。水资源的可持续利用是人类可持续发展的基本条件，对中国经 济社会稳定发展具有重要意义。本文通过对翼城县的自然地理、气象、水文、区域地质条件的研究，进行 了水资源可持续利用的规划，从节水潜力、需水量进行数据分析，规划了水量配置方案、机井管理运用方 案、地下水动态监测网的布设方案。关键词: 水资源; 可持续利用; 方案一、自然地理翼城县位于山西省临汾市东南隅中条山太行山 之间，北 纬 34 23 至 35 31，东 经 111 34 至 11203; 东邻沁水，西连曲沃，北与浮山、襄汾接壤，南与绛县、垣曲毗邻，东西长约 44 公里，南北宽约 25 公 里，总面积 1159 平方公里，合 174 万亩。县境内三 面环山，东北高西南低，中部为黄土丘陵地区，西南 部略有起伏的平原。有山脉三十余处，丘陵十余条， 山区面积占全县面积的 67 6% 。主要山峰有绵山、 和尚公德山、佛爷山、望月山、翔山、落水崖山、大南 洼尖山、历山等，其中以历山为最高，海拔 2358 米。 主要丘陵有百草岭、西坞岭、风雨岭、尧都岭等，其中 以百草岭为最出名，花草漫山、清泉潺潺，风景十分 秀美。二、气象翼县地处中纬度，属暖温带大陆性季风气候，日 照丰富，季风强盛，四季分明，为山西省气候光热资 源丰富，无霜期较长的地区。冬寒少雪: 冬季由于冷 空气频繁，太阳辐射量为全年最少时期，大气环流以 西北气候控制为主，形成冬季多风少雪、寒冷干燥的 气候特征。冬季降水最少月份无降水，1962 年 0 5 毫米，最大月份 1989 年达 65 6 毫米。季平均降水 19 4 毫米，占年降水量的 4% ，月平均最低气温 3. 5 ，出现在一月，极端平均最低气温为 19 1 ( 1958 年 1 月 16 日) 。春风少雨: 春季本县正处于 印缅暖湿气流和偏北干燥冷空气两股气流交替影响 带，因而春季多大风降温天气，3 5 月平均风速为每秒 2 2 米，定时最大风速达每秒 19 米( 1982 年 5 月 2 日) 。春季虽受暖气流影响，但因暖湿气流不 强，所以降水偏少。季降水量为 38 185 毫米，历年 平均为 9 34 毫米，占年降水量的 17% 。夏热伏旱: 夏季因受副热带高压影响和太阳入射角大的原因， 气温为全年最高时期。季平均气温为 24 9 ，约平 均气温为 30 6 ，极端最高达 41 3 ( 1966 年 6 月 26 日) ，季平均降水量为 292 7 毫米，占 年雨量的55% 。降水振幅很大，以雷阵 雨为主，降 水强度很 大，高度集中。因此，除经常发生伏旱，特别是七月 入伏以后，出现持续高温少雨的天气。秋多阴雨: 入 秋后，副热带高压完全退出，暖湿气流仍然明显，同 时，又受西南暖气流影响和西伯利亚冷空气入侵，三 股气流共同影响，常造成秋季多连阴雨，降水日数季 平均为 22 天，季平均降水量为 127 6 毫米，占年降 水量的 24% 。三、水文翼城县县境河流均属黄河水系。浍河是最大的 河流，自东北向西南流经曲沃、侯马，在新绛注入汾 河，为黄河的第二支流。其余主要有浇底河、石门 河、史伯河、西闫河、澄金河 ( 滏河) 、天河及县境南 部的大河。除大河和澄金河外，全部流入浍河。县 境内有大小河谷 91 条，河流流向和发育受地质构 造，特别是新构造运动所形成的地貌条件控制。全 县地势东高西低，东、北、南三面环山，中部为浍河谷 地，主要河流流向与地势倾向和两侧山脉走向大体 一致，山脉的脊线成为河流的天然分水岭，浍河支流作者简介: 张海亮( 1976) ，男，山西翼城人，翼城县里砦镇便民服务中心助理工程师。上游地处石质地区，节理发育，渗漏严重，水量很小 或时有时无，属时令河，位于县城西部的澄金河，上 游集水面积不大，流量较小，但切割严重。翼城县河流受地形、气候的影响，具有明显的夏 雨型和山地型河流的特征，清水流量小，洪水流量 大，水量不稳，变率较高。加之黄土覆盖，侵蚀切割 较严重，河水含砂量较高，受季节影响，利用率不高。河川径流的补给来源主要是大气降雨，全县平 均年降水量为 510 585 毫米，东南山区比平川区偏 大，年最大降水量为 908 0 毫米( 1958 年) ，年最小 降水是 315 3 毫米( 1986 年) ，降水季节性变化很 大，夏季降水为 297 7 毫米，占全年降水量的 55% ， 春季降水量为 93 4 毫米，占全年降水量的 17% ，秋 季降水量为 127 6 毫米，占全年降水量的 24% ，冬 季降水量只有 19 4 毫米，占全年的 4% 。多年平均 河川 径 流 量 为 0 866 亿 立 方 米，折 合 年 径 流 深 74. 65 毫 米，径 流 系 数 为 12 4% 。 清 水 径 流 量 占18% ，洪水径流量占 82% 。全县河川径流量多集中 在汛期 7 9 三个月，且年际变化大。按阿列金对河水矿化度作的分类，我县基本上 属于中矿化度( 200 500 毫克 / 升) 水，河水化学类 型多为硫酸盐水或重碳酸盐类水，河水矿化度有明 显年内变化，一般汛期较小，枯期较大，丰水年较小， 枯水年较大，河水硬度弱硬水( 毫克当量 3 6) ，酸 碱度介于 6 8，属弱碱性水，适于饮用、灌溉和工业 用水。翼城县地处半温湿气候条件下的山地型高厚水 文地质单元，十年九旱。县境东、北、南环山，受中条 山、翔山及丹山断裂的控制，境内地势起伏，中部低 洼，形成浍河谷地。主要补给源仍是大气降水，总的 排泄方向由东北向西南排至曲沃县境，境内海相沉 积地层较发育，地下水化学成份受碳酸盐岩影响，多 属重碳酸盐型水。在中部低洼地带，多属硫酸盐型 水，地下水矿化度较高，可达 6 克 / 升。县城东北部 的塔儿山，所有含水地层及金属矿床附近，地下水多 属硫酸盐型水，矿化度在 0 6 克 / 升左右，另外在部 分地区地下水氟化物含量较高，最高可达 6 毫克 / 升。超标 5 倍。四、区域水文地质条件翼城县碎屑岩及碳酸岩广泛分布，在长期的内、 外营力作用下，碎屑岩、变质岩的构造裂隙和风化裂 隙发育，碳酸盐岩，特别是裸露型碳酸盐岩，在水的 溶蚀作用下，岩溶发育，所有这些为地下水的赋存创 造了有利条件，由于受地层、岩性、构造等条件的控 制，造成了各类岩石的水文地质特征有很大差异。根据含水介质的特征，赋存条件、水理性质及水力特 征，可分为松散岩类孔隙水、碳酸盐类裂隙岩溶水和 碎屑类裂隙水。松散岩类孔隙水主要分布在山前丘陵和倾斜平 原地带，山涧河谷冲积物和古河道等地。冲洪积物 孔隙潜水主要分布东部翔山前，西部塔儿山和绵 山丹山山前倾斜平原区，水位埋深 20 180 米， 含水层厚度一般为 3 20 米，局部地带较厚，单井出 水量在 5m3 / h 60m3 / h。碳酸盐类裂隙岩溶水，主要分布在翔山、绵山、 丹山等区，岩石露地表，厚度千余米，地下水的赋存 不均匀，在断裂破碎带，节理裂隙发育，地下水源丰 富，水位埋深 90110 米，井深 250 400 米，单井出 水量为 80 m3 / h 左右。碎屑岩类裂隙水主要分布在县城东部的甘泉、 隆化及东北部的浇底一带，主要是石炭二叠、三叠系 裂隙含水岩组，富水程度弱，以小泉小水出露，泉水 流量仅 0 1 公升 / 秒 0 2 公升 / 秒，主要用于人畜 饮水。翼城县地下水以大气降水补给为主，另外还受 地表水的渗漏等补给。在局部水文地质单元之间， 还存在着山区基岩水补给松散岩层孔隙水的及地下 水与地表水互补的关系。地下水的径流方向总的是 北东南西向。排泄方式，除人工开采外，沿高程向 西南渗流。五、水资源可持续利用规划1. 节水潜力分析第一，农业节水方案。根据 2006 年现状，用农 业灌溉效率指标和各种农作物、蔬菜的净灌溉定额， 确定不同规划水平年的灌溉水利用系数，以此计算 不同规划水平年农作物和蔬菜以及平均农业综合灌 溉定额。( 1 ) 近期( 2010 年) 节水目标。全市平均 灌溉水利用系数由 0 45 提高到 0 51; 农作物毛灌 溉定额由 317 3m3 / 亩降低到 291 4 m3 / 亩; 菜地灌 溉水利用系数为 0 65，蔬菜毛灌溉定额由 346 8m3 / 亩降低到 365 9m3 / 亩。全县平均综合毛灌溉定额 达到 291 4m3 / 亩。与 2006 年比较农业灌溉用水量 减少 195 9 万 m3 。( 2 ) 远期( 2020 年) 节水目标。 全市平均灌溉水利用系数由 0 45 提高到 0 54; 农 作物毛灌溉定额由 298 4m3 / 亩降 低 到 273 1m3 / 亩; 菜地灌溉水利用系数为 0 7; 蔬菜毛灌溉定额由 477 5m3 / 亩降低到 350 3m3 / 亩。全县平均综合毛 灌溉定额达到 278 6m3 / 亩。与 2006 年比较农业灌 溉节水量减少 227 7 万 m3 。第二，工业节水方案。( 1 ) 近期( 2010 年) 节水 42 目标。2010 年以前全县工业生产用水平均复用率 达到 89 6% ，万元工业增加值取水量降至 39 8m3 / 万元，与 2006 年比较节水量 234 4 万 m3 。( 2) 远期 ( 2020 年) 节水目标。2020 年以前全县工业生产平 均复用率达到 92 2% ，万元工业增加值取水量降至29 8m3 / 万元，与 2006 年比较节水量 517 6 万 m3 。 ( 3) 城镇生活节水方案。近期( 2010 年) 节水目标。 全县平均城市供水管网漏失率降至 12% 以下，与 2006 年比较节水量 19 6 万 m3 / a。远期( 2020 年)节水目标。管网漏失率控制在 11% 以下，全县平均10 9% ，在此基础上，节水器具安装率达 100% ; 与2006 年比较节水量 34 7 万 m3 / a。( 4) 第三产业节 水方案。近期( 2010 年) 节水目标。全县从业人员 用水指标平均 68 3L / 人 d，万元增加值取水量 5 7m3 / 万元，与 2006 年比较节水量 2 8 万 m3 / a。远 期( 2020 年) 节水目标。随着生活水平的提高，用水 指标必然呈增长趋势，根据翼城县的发展现状，2020 年从业人员用水指标平川区不大于 100 L / 人 d，山 区不大于 90L / 人 d，全县平均 71 6L / 人 d，万元增 加值取水量 6 0m3 / 万元，与 2006 年比较节水量 0 9 万 m3 a。( 5) 节水方案汇总。近期( 2010 年) 节水目 标。2010 年全县各行业节水总量达到 452 7 万 m3 / a。远期( 2020 年) 节水目标。与 2006 年比较，2020 年全县各行业累计节水总量达到 780 9 万 m3 / a。2. 需水量分析。影响需水量预测的因素较多， 不同经济社会发展情景、不同产业结构、不同用水定 额和节水水平，需水量会有较大差异。本次需水预 测在现状节水水平和相应节水措施的基础上，保持 现有节水投入力度，结合节约用水规划进行需水量 分析。2010 年全县各行业需水量 50% ，75% ，95% ， 分别为 9323 万 m3 / a、10853 万 m3 / a、10853 万 m3 / a。2020 年全县各行业需水量 50% ，75% ，95% ，分 别为 10819 万 m3 / a、12262 万 m3 / a、12262 万 m3 / a。3. 水量配置方案。禹门口供水方案: 禹门口提 水工程规划工业供水设计流量为 6 0m3 / s，供水量 为 1 88 亿 m3 ，目前仅向山西铝厂供水 10 万 m3 / d， 实供水流量为 1 16m3 / s，实供水量为 3650 万 m3 ，还 可向翼城提供水量 1 52 亿 m3 / a。从上述数据看， 黄河水用水指标多，在首钢用水的基础上，可将我县 现有的工业、灌溉、生活使用地下水的全部置换为地 表水，现有的工农业及生活的自备井可作备用水源 满足使用。2010 年，全县可利用中水 235 万 m3 ，矿坑排水22 万 m3 ，地下水可开采资源量 4224 8 万 m3 ，加上 禹门口供水量 1 52 亿 m3 / a，可以满足翼城的需水 要求。2020 年，全县可利用中水 648 万 m3 ，矿坑排水26 万 m3 ，地下水可开采资源量 4224 8 万 m3 ，加上 禹门口供水量 1 52 亿 m3 / a，可以满足翼城的需水 要求。4. 机井管理运用方案。为了更好地掌握地下 水水位动态，科学有序地开发利用和保护水资源，应 建立地下水机井的动态监测网络中心。根据我县实 际，一是对各水文地质类型区地下水位、开采量、水 质等项目进行监测; 二是对全县所有工业企业、农村 集中供水站、自来水公司和农业灌溉用水量大的用 户并且拥有自备水井的，全部安装远程监控系统，掌 握其用水量、地下水位和水质变化，从而达到总量控 制和定额管理的目的; 三是根据水资源开发利用程 度分析，我