【《河北省邯郸市水资源开发利用情况及供需平衡分析案例》8100字】

河北省邯郸市水资源开发利用情况及供需平衡分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u279471.1自然资源概况 图1.1所示。图1.SEQ图\*ARABIC\s11邯郸平原区地图Figure1.1MapoftheHandanPlain区域地理位置优越，交通发达，是四省交界地区唯一一个拥有国道相汇、铁路交叉、高速纵横过境、航空港四位为一体的立体式交通的城市，便捷的交通网带动了当地经济的飞速发展。（2）地形地貌邯郸市地形复杂，地貌多变。自西向东分阶梯式下降，可分为五级阶梯，属于太行山山区和河北平原两大地势的交界区域。大约以京广铁路西侧100m等高线为界限，西部是中、低山丘陵区，东边是邯郸平原。因为历史上漳河、黄河两河的成灾和泛滥迁移，黄河之前的河道、多条漳河之前的河道都横穿该区，因此打造出现如今缓岗、平原、浅平洼纵横相交的地形地貌。从宏观出发进行观察，该区是一个广阔的平原，其地势整体也趋于平坦，由中部冲湖积平原、行山山前冲积湖积平原，东部冲积平原，上述三个平原组成，海拔从西南部的95.8m逐渐降至东北边缘34m。（3）土壤植被邯郸市土壤植被呈现出种类繁多，差异较大的特点。全市土壤类型包括山地褐土、潮土、棕壤土、沙壤土。平原区除人工种植的植被外，自然植被荡然无存。1.1.2气象水文邯郸平原区地处温带季风气候区，为暖温带半湿润、半干旱区域。其特征是光照极为充足，无霜期较长，雨量稀少，季节分明，冬天趋于寒冷，但是下雪较少，夏天天气炎热，多有雨水，春天风沙较多，秋天天气凉爽宜人。一般最高温度出现在7月份，平均气温在25.4℃至27℃之间，气温最低的时候是1到2月份，一般是-1.8℃至-1.5℃，常年的平均气温达到12.5℃～11.9℃。降水主要受太平洋东南季风的深入影响，但研究区域位于大陆内部，远离海洋，因此降水量并不是很多，展现出年内以及年际波动变化较大的特征：该区常年的平均降水量为536.3mm，年降水量最高的一年是1963年（为1575.0mm），年降水量最低的一年是1986年（为191.7mm），两者间差值达到1381.3mm；降雨量因为受季节影响为主，一般降雨都集中在了夏天，约占到全年降水量的60%～80%。区域内蒸发量自东向西递减，多年平均水面蒸发量最大约为1260mm，多年平均陆地蒸发量约550mm，干旱指数在2～3左右。一年中6、7、8、9月较为湿润。该地区光照十分充足，四季分明，每年平均日照时长达到2300～2780h，日照率约为52.0%～59.0%，5月份最高，12月份最低，每年的太阳辐射总值达到275.0～507.0KJ/cm2。1.1.3河流水系邯郸平原区处于海河南支流域的上游，该区域内部的河流分别隶属于黑龙港水系、漳卫河水系、子牙河水系、徒骇马颊河水系。（1）漳卫河水系途径邯郸南部、东部地区的漳卫河水系，境内流域规模达到0.36万km2，是全市总体面积的30.0%，漳河干流上所构建的岳城水库是当地规模最大的水库，使漳河上游洪水得到有效的调蓄控制。（2）子牙河水系途径邯郸西北部、中北部地区的子牙河水系，以支漳河、洺河、滏阳河、留垒河为主，境内流域规模约为0.54万km2，占全市面积的44.6%。（3）黑龙港水系黑龙港水系主要河流有老漳河、老沙河，为平原排水河道，境内流域面积0.27万km2，占全市总面积的22.4%。（4）徒骇马颊河水系马颊河位于大名县东南部，是一条唐代开凿的排泄黄河洪水的河道，以排泄汛期沥水为主，起源于河南省濮阳市金堤闸，途径河北邯郸、河南濮阳、山东德州、聊城，在无棣县沙头堡的东北处流入渤海，境内流域规模约为0.04万km2，是全市整体的1.0%。1.2社会经济概况1.2.1人口情况根据《邯郸统计年鉴》（2016），截至2015年邯郸平原区常住人口737.45万人，其中，城镇人口规模达到367.78万人，农村为369.67万人。平原区城镇化率最高的地区和县能达到76.53%，即复兴区、邯山区；最低为肥乡区，为36.83%。各个分区总得人口数量、城镇人口数量、农村人口数量、城镇化率具体的数据见图1.2所示。图1.2邯郸东部平原区人口基本情况Figure1.2BasicsituationofpopulationintheeasternplainofHandan1.2.2生产总值2015年邯郸平原区GDP为2168.92亿元，人均GDP为29386.52元，三次产业结构占比是16.3:42.2:41.5，第二产业在其经济长期发展之中具有极为关键的地位，其次第三产业，第一产业占比最低。邯郸平原区各行政分区GDP情况图1.3所示。图1.3邯郸平原区各行政分区GDP情况Figure1.3GDPofeachadministrativedivisioninplainofHandan1.2.3耕地面积2015年邯郸平原区农田灌溉面积为760.30万亩。小麦玉米采用双季种植，各行政分区灌溉面积见表1.1所示。 表1.1邯郸平原区耕地及灌溉面积 单位：万亩 Table1.1CultivatedlandandirrigationareaintheplainsofHandan unit:104mu行政分区农田有效灌溉面积林果灌溉合计小麦玉米棉花菜田小计面积磁县4.371.090.62永年区35.221.6721.3360.221.2061.42复兴区15.521.071.9020.500.5121.01邯山区26.991.876.7835.640.8836.52丛台区24.961.736.2732.970.8131.78临漳县59.841.3210.2071.351.8075.15成安县22.5021.576.4452.505.1057.60魏县77.332.316.7086.347.4091.74广平县26.655.262.4034.310.8135.12肥乡区35.3714.687.4057.451.9559.40曲周县41.9511.906.8262.671.3864.05鸡泽县25.654.736.3636.740.5137.25邱县14.1422.781.4040.321.1741.49大名县76.381.147.4286.941.9090.84馆陶县32.182.877.8942.931.6844.61合计519.05101.99105.96728.9931.31760.301.3水资源及其开发利用情况1.1.1水利工程情况蓄水工程蓄水工程以闸涵为主，蓄水能力4353万m3，设计灌溉440.9万亩，依托于卫河水系和子牙河水系为主而建造，起到防洪、泄洪、除涝、灌溉引水等作用。引调水工程邯郸平原区当地水资源稀少，被划分为严重资源型缺水区域，为了进一步满足当地用水需要，投入大量资金，修建大规模引调水工程，以南水北调工程、引黄工程、引岳工程和引东武仕工程为主。（1）引岳工程岳城水库为邯郸市规模最大的水库，主要向邯郸的市区进行供水并结合发电，还可以通过民有渠和漳南渠灌溉农田。（2）引东武仕工程东武仕水库是一座以供水和防洪为主，兼顾发电和灌溉等多种利用的水库。在向磁县、市区提供工业用水以及人口生活用水的同时，还向滏阳河灌区提供灌溉用水，大大缓解了灌区水源不足的问题。（3）南水北调工程南水北调中线工程自丹江口水库引水，从河南安阳入邯郸境内，流经五区一县，从永年区邓上村过境，流入邢台，在邯郸，南水北调工程总共打造了六个分水口，总干渠以东作为该工程的受水区，供水区域为市主城区以及中东部12个县和区，总得控制面积达到7384km2，为全市规模的61.3%，该水主要为各地区生活用水以及市区的工业用水。（4）引黄工程引黄工程包括引黄入邯工程、引黄入冀补淀工程。前者从河南濮清南引入黄灌区的黄河水，经由卫河，流入邯郸，该水主要用于生态用水、浇灌用水以及地下水的进一步补充。后者从河南省濮阳渠村引调黄闸的黄河水，穿过卫河，流入河北，借助原本的河道运输，途径东风渠、老漳河，流到献县，再通过古洋河、小白河等最后流入白洋淀，邯郸段全长107km。灌区工程邯郸平原区有9处大中型灌溉区，包括2处大型灌区，7处中型灌区，设计灌溉388.8万亩，有效灌溉272.8万亩，灌区水主要来源于水库，除此之外，还包括滏阳河、漳河、卫运河等地表水。地下水供水工程地下水供水工程已经成为生活、工业、农业用水的主要供水工程。依据《邯郸市水利统计手册》，平原区有机井21.5万眼，其中，规模以上机电井9.0万眼。主城区和磁县的工业、生活用水部分利用地表水，其它各县（区）用水主要由地下水供水工程供给。1.1.2区域水资源总量地表水资源量（1）降水量统计分析在研究区域内收集了20处雨量站长系列资料（资料来源于河北省水文勘测研究中心），计算不同县（区）多年平均降水量，并且和理论频率曲线实行适线之后，确认了统计参数以及频率曲线，确定不同频率的降水量，计算结果见表1.2和图1.4所示。 表1.2各行政分区降水量成果统计表 单位：mm Table1.2Precipitationresultsofeachadministrativedivision unit:mm县（区）多年平均降水量（mm）（108m3）磁县560.31.57永年区520.01.96复兴区512.50.30邯山区512.41.90丛台区512.31.60临漳县538.21.99成安县541.52.60魏县555.14.80广平县527.11.66肥乡区530.72.67曲周县522.31.54鸡泽县511.21.72邱县538.12.42大名县551.15.80馆陶县555.92.52合计536.341.05图1.4不同频率年降水量Figure1.4Annualprecipitationwithdifferentfrequencies（2）年径流量计算本文所指的地表水资源，就是从大气之中降下的雨水，除去水域、陆面、植物等的蒸散发，还有补给浅层地下水之后，最终所得到的地表产水量，也就是地表水体的动态水量——天然河川径流量。由于区域内无水文控制站，因此区域地表水资源量的计算选用其它相似研究成果进行比拟分析。1）城区地表水资源量计算方式本文采用了《北京市实验小区雨洪关系分析研究》最终成果。依据邯郸城区的现实状况，结合水文比拟法，依靠北京市P—R综合经验公式，计算邯郸城区地表水资源量。借用计算公式： (1.SEQ(\*ARABIC\s11)式中，为时段径流深；为时段降水量；为不透水面积比例。2）其余地区地表水资源量计算方式其余地区地表水资源量的计算采用河北省水资源评价研究中确定的山区平原I1区或中部平原II1区的“P年～h6月～R年”关系。其中，“P年～h6月～R年”是以6月份平均地下水埋深为参数的综合降水径流关系。最终，得到邯郸平原区地表水资源量为0.87亿m3，最终转化为年径流深为11.4mm。不同分区地表水资源量成果见表1.3所示。 表1.3各行政分区地表水资源量成果 单位：104m3 Table1.3Surfacewaterresourcesofeachadministrativedivisions unit:104m3分区名称年径流均值不同保证率年径流量（104m3）（mm）（104m3）20%50%75%95%磁县9.6268.0378.0209.0134.096.0永年区19.61496.02271.0957.3494.8314.0复兴区21.2121.0175.0106.069.039.0邯山区21.2785.01115.0675.0440.0251.0丛台区21.2662.0940.0569.0371.0212.0临漳县7.9586.0861.0105.06.00成安县11.3545.0891.0331.0114.012.0魏县6.7576.0847.0104.06.00广平县11.8371.0608.0161.035.01.0肥乡区11.0554.0904.0351.0129.017.0曲周县11.4771.01274.0412.0117.08.0鸡泽县9.8329.0542.0177.051.04.0邱县11.6522.0855.0227.049.01.0大名县6.0636.0992.0174.021.00馆陶县10.9494.0811.0281.089.08.0合计11.48720.013468.04841.32125.8961.0地下水资源量地下水，即依附存在于饱水带岩土缝隙之中的重力水。本文主要分析可以在地下水体之中参加水循环且同时不断更新的动态水量，也就是常说的浅层地下水资源量。平原区现状条件下的浅层地下水资源评价，按水均衡机理，每年的总补给量及总排泄量的均衡方程，即：(1.SEQ(\*ARABIC\s12)式中，表示年总补给量，涉及河道渗漏补给量、降水入渗补给量、山前侧向补给量、渠系渗漏补给量、越流补给量、井灌回归量、人工回灌补给量等，总补给量去除井灌回归量后就可以得出地下水资源量；代表年总排泄量，其中还涉及浅层地下水实际开采量、潜水蒸发量、侧向流出量、越流排泄量等等；代表年蓄水变量，借助年初、年末地下水位其变化幅度与相应的浅层水变幅带给水度相乘而得出。依照《邯郸市水资源评价》的相关内容，邯郸平原区常年平均地下水资源量（矿化度M≤2g/L）达到7.7亿m3。其中，地表水入渗补给量为1.32亿m3，降雨入渗补给量为6.15亿m3，山前侧向补给量0.23亿m3。邯郸平原区不同行政区、不同矿化度含量下平均地下水资源量结果见表1.4所示。 表1.4平均地下水资源量成果表 单位：104m3 Table1.4Averageannualgroundwaterresourcesofeachadministrativedivisions unit:104m3行政分区不同矿化度区域地下水资源量M≤1g/L1<M≤2g/LM≤2g/L磁县400215405542永年区555017367286复兴区454328782邯山区289720924988丛台区244217644206临漳县870711299836成安县361115035114魏县54553775922广平县75017912541肥乡区77337564529曲周县028592859鸡泽县30123743386邱县30219762278大名县18581153613394馆陶县042924292合计34902420517695区域水资源总量区域水资源总量，即当地降水所产生的地表以及地下产水量总和。所以，水资源总量并不等同于地表水资源量以及地下水资源量表面上的加和，而等同于地表水资源量和地下水资源量之和的基础上，在减去地表水和地下水互相转变的重复水量。邯郸平原区多年平均水资源总量7.39亿m3，邯郸平原区不同分区多年平均水资源总量成果见表1.5所示。 表1.5各行政分区多年平均水资源总量 单位：104m3 Table1.5Averageannualtotalwaterresourcesofadministrativedistricts unit:104m3行政分区地表水资源量地下水资源量重复水量水资源总量磁县268554216744136永年区1496728611817601复兴区123782224681邯山区785498814314342丛台区662420612073661临漳县58698367329690成安县54551142965363魏县576592210295469广平县3712541602852肥乡区55445292234860曲周县77328592493383鸡泽县32933863013414邱县522227802800大名县63613394231011720馆陶县49442928753911合计87207695511792738831.1.3出入境水量区域内入境水量为卫河、洺河、岳城水库、东武仕水库、侧向入渗补给量、外调水。出境水量借助滏阳河、卫运河、洺河、老漳河、留垒河、老沙河出境。依照邯郸平原区长系列出入境水量数据资料的变化，可以进一步算出长系列入出境水量，以及常年平均入出境水量，并进行平原区汇总。入境水量邯郸平原区核心入境的河流包括洺河、卫河，水库有东武仕水库、岳城水库，及引江水、引黄水和侧向入渗补给等。根据邯郸平原区入境水量资料，计算出邯郸平原区多年平均入境水量达到17.20亿m3。其中，洺河与卫河两条河流其平均入境水量达到8.45亿m3，为总值的49.1%；岳城水库、东武仕水库其多年平均入境水量达到4.69亿m3，占其总值的27.3%；多年平均侧向补给量0.23亿m3，占总入境水量的1.3%；多年平均外调水量为1.83亿m3，占总入境水量的22.3%。邯郸平原区多年平均入境水量计算成果见表1.6所示。 表1.6邯郸平原区多年平均入境水量成果 单位：108m3 Table1.6AverageannualinflowintheplainofHandan unit:108m3河名平均入境水量洺河0.22卫河8.23东武仕水库1.96岳城水库2.73侧向补给0.23引黄水0.31引江水1.52平原区.2出境水量邯郸平原区其出境河流以老沙河、滏阳河、老漳河、卫运河、洺河、留垒河为主。根据邯郸平原区1956～2000出境水量数据资料，计算出邯郸平原区1956～2000年多年平均出境水量高达9.01亿m3。其中卫运河数值最高达到了7.58亿m3，为整个全区的84.12%；排第二的是滏阳河（其中包括留垒河、老漳河），出境水量是1.23亿m3，为整个区的11.69%；洺河出境水量约为0.187亿m3，为整个区的2.08%，出境量最低的是老沙河为0.01亿m3，为全区的0.11%。邯郸平原区多年平均出境水量计算成果见表1.7所示。表1.7邯郸平原区多年平均入境水量成果 单位：108m3 Table1.7ResultsofaverageannualinflowintheplainofHandan unit:108m3河名平均出境水量卫运河7.58滏阳河1.02洺河0.19老漳河0.21老沙河0.01平原区9.011.4现状水平年水资源供需平衡分析1.4.1现状水平年可供水量分析邯郸平原区水资源来源包括地表水、地下水、外调水、再生水。其中地表水可供水量包括自产地表水、岳城水库可供水量、东武仕水库可供水量、南水北调水、引黄水及引卫水六个部分。按照不同频率来水，经水库调节计算可以得到丰平枯水平年的地表水可供水量分别为247032.7万m3、204557.9万m3、193802.2万m3（不同行政区水量详见附录A），区域不同供水来源供水情况及占比见表1.8及图1.5～1.7。根据表1.8所示，邯郸平原区最大的供水来源为地表水，其次是地下水，然后是南水北调引江水，最后是可再生水。 表1.8现状水平年区域不同供水来源供水情况 单位：万m3 Table1.8Watersupplyofdifferentwatersupplysourcesincurrentlevelyear unit:104m3水平年南水北调水再生水地下水自产水岳城水库东武仕水库引黄水引卫水合计丰水年3520213135.2282181.1610952.1551845.7224041.401387315800247032.7平水年3520213135.2282181.166049.6622545.2916769.611387314800204557.9枯水年3520213135.2282181.163181.2518347.2714078.331387313800193802.2图1.5现状水平年丰水年不同供水来源占比Figure1.5Proportionofdifferentwatersupplysourcesinwetyearduringcurrentlevelyear图1.6现状水平年平水年不同供水来源占比Figure1.6Proportionofdifferentwatersupplysourcesinnormalyearduringcurrentlevelyear图1.7现状水平年枯水年不同供水来源占比Figure1.7Proportionofdifferentwatersupplysourcesindryyearduringcurrentlevelyear1.4.2现状水平年需水量分析邯郸平原区需水包括生活需水、生产需水及环境需水三个方面，表1.9和图1.8显示了现状水平年不同行业需水情况。本文假设不同频率来水情况下，除第一产业农业需水量存在差异外，其余产业需水量一样。50%频率下，现状水平年需水总量259612.67万m3，其中生活需水量24840.84万m3，占需水总量的9.57%；第一产业需水量198826.84万m3，占需水总量的76.59%；第二产业需水量15868.38万m3，占需水总量的6.11%；第三产业需水量10000.41万m3，占需水总量的1.85%；环境需水量10076.23万m3，占需水总量的1.88%，现状水平年各行业需水量见附录B。 表1.9现状水平年不同频率需水量单位：万m3Table1.9Waterdemandofdifferentfrequencyincurrentlevelyearunit:104m3水平年生活需水第一产业第二产业第三产业环境需水合计枯水年24840.81155368.1315868.3810000.4110076.23216151.96平水年24840.81198826.8415868.3810000.4110076.23259612.67丰水年24840.81240542.2815868.3810000.4110076.23301328.11现状水平年不同频率情况下，不同行业用水占比见图1.8所示。图1.8现状水平年行业用水占比Figure1.8Proportionofindustrialwaterconsumptionincurrentlevelyear1.4.3现状水平年供需平衡分析汇总以上可供水量及需水量，对各行政区水资源供需平衡进行分析，见表1.10及图1.9。根据表1.10所示，邯郸平原区丰平枯水平年余水量分别为30878.7万m3、-55054.7万m3、-107525.9万m3，即使是丰水年大部分行政区县用水需求也得不到满足，因此邯郸平原区面临着严重的水资源短缺状况，迫切需要寻找可靠的经济技术手段，增加水资源供应量，提高水资源利用率，提升水资源承载力。表1.SEQ表\*ARABIC\s110各区县供需平衡计算表 单位：万m3 Table1.10Supplyanddemandbalanceofeachdistrictandcounty unit:104m3行政区县丰水年平水年枯水年供水需水余水量供水需水余水量供水需水余水量磁县13732.95072.18660.811731.35848.15885.210966.06198.54767.5永年区15830.723600.2-7769.514737.626147.3-11409.714221.528600.9-14377.4复兴区13725.911494.52231.412652.612678.1-25.412102.313847.1-1744.8邯山区24377.019990.54386.622131.722048.884.921037.124081.9-3044.8丛台区22611.818491.24120.620540.320395.1145.219527.422275.8-2748.4临漳县22736.419652.13084.415954.124065.4-8111.414970.428444.3-13471.9成安县17331.310394.56938.810981.513206.6-2225.19956.915772.2-5815.3魏县26154.422680.33474.120179.328327.2-8147.919002.733604.8-14602.1广平县8839.87950.1889.76877.510151.3-3275.86539.812296.2-5756.4肥乡区11126.012118.4-992.49135.415511.3-6377.98729.118805.7-10076.6曲周县9382.314688.5-5306.38162.218488.8-10326.67656.522251.3-14596.8鸡泽县7497.79794.9-2297.26882.711865.0-4982.26631.413922.7-7291.3邱县7456.15361.12095.06924.57925.9-1001.46718.110380.1-3662.0大名县32368.623061.39305.326881.328580.2-1696.925691.134000.2-8309.1馆陶县13859.811802.32057.510779.914369.6-3589.710049.816844.4-6794.6合计247032.7216154.030878.7204557.9259612.7-55054.7193802.2301328.1-10752