□鄭 燁(河南省開封水文水資源勘測(cè)局)
開封市地處河南省中東部,東西長125km,南北長87.5km,總面積6444km2,其中市區(qū)面積395km2。東與商丘市的睢縣、民權(quán)縣相連;西與省會(huì)鄭州市的新鄭、中牟縣連接;南與周口市的扶溝、太康縣相連;東北與山東省的曹縣、東明縣相連接;開封市北靠黃河,與新鄉(xiāng)市的長垣、封丘縣隔河相望。
評(píng)價(jià)分區(qū)劃分依據(jù)以下主要原則:有利于水資源開發(fā)利用規(guī)劃和管理;有利于揭示水資源開發(fā)利用中存在的問題;有利于資料收集、統(tǒng)計(jì)分析和匯總。
以現(xiàn)行行政區(qū)劃分為標(biāo)準(zhǔn),分為開封縣、尉氏縣、蘭考縣、杞縣、通許縣等5縣。
基本資料收集的范圍覆蓋全市所有的水系河流,收集內(nèi)容包括各縣境內(nèi)的自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水資源狀況及有關(guān)的規(guī)劃報(bào)告,資料系列為1960~2000年。
首先選擇實(shí)測(cè)資料系列較長、面上分布較均勻、在空間分布上具有較好的代表性的5個(gè)雨量站,利用1960~2000年降水資料分別計(jì)算各站多年平均降水量、多年平均月降水量,利用頻率計(jì)算,采用P—Ⅲ型分布曲線,應(yīng)用期望值經(jīng)驗(yàn)頻率公式估計(jì)參數(shù)。通過比較,用算術(shù)平均法求出5個(gè)站的平均值。根據(jù)選擇典型年的原則,選取幾個(gè)不同的年份為典型年,要求年降水量接近某一頻率(豐水年P(guān)=20%,平水年P(guān)=50%,偏枯水年P(guān)=75%,枯水年P(guān)=95%),縮放系數(shù)K=Qp/Q推求設(shè)計(jì)代表年的年內(nèi)分配。設(shè)計(jì)值求出后,根據(jù)K=Qp/Q,得出縮放系數(shù),再進(jìn)行年內(nèi)分配。年降水量變差系數(shù)CV值表示某站年降水量的相對(duì)變化幅度,年降水量變差系數(shù)CV值大的地區(qū),其多年變化幅度也較大,該處水資源的開發(fā)利用是不利的,通過計(jì)算可知,該地區(qū)5個(gè)站的CV值在0.2~0.4,表明其年際變化不大。
利用具有完整數(shù)據(jù)的降水均值(尉氏、蘭考、杞縣的均值),進(jìn)行展延這5個(gè)站的蒸發(fā)量,來推求未知的蒸發(fā)量。利用干旱指數(shù)的計(jì)算公式r=E/P計(jì)算開封市蒸發(fā)多年(1960~2000年)的平均干旱指數(shù)。若r<1,表示該地區(qū)的降水量滿足蒸發(fā)所需后還有剩余,氣候濕潤;若r>1,表示氣候干旱,r越大,干旱程度越嚴(yán)重。
首先選擇3個(gè)站作為主要分析站。根據(jù)這3個(gè)站的降雨量和徑流量點(diǎn)繪相關(guān)圖,可以查出區(qū)域的徑流量。然后進(jìn)行天然徑流量的還原計(jì)算,還原時(shí)段內(nèi)的水量平衡方程為:W天然=W實(shí)測(cè)+W灌溉+W工業(yè)+W生活+W庫蓄+W庫蒸+W庫滲+W引水+W分洪。將1960~2000年天然徑流量從大到小排列,應(yīng)用期望值公式P=m/(n+1)計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率,利用P—Ⅲ型分布曲線,得其天然徑流量的統(tǒng)計(jì)特征值,根據(jù)不同頻率,從實(shí)測(cè)系列中挑選年徑流量與之相近的年份相應(yīng)頻率的典型年,計(jì)算典型年天然徑流量月分配。為分析徑流的年際變化,繪制這3個(gè)站的均值的年徑流過程線,從徑流過程線可以看出,年徑流變化呈周期性波動(dòng),連續(xù)干旱和連續(xù)洪澇交替出現(xiàn),它的趨勢(shì)線還反映出年徑流量呈逐漸減少的趨勢(shì)。
在本項(xiàng)計(jì)算中,按行政分區(qū)和流域分區(qū)劃分計(jì)算單元,即按區(qū)劃將開封市分為開封縣、蘭考縣、杞縣、通許縣和尉氏縣等5個(gè)單元格。以2000年為現(xiàn)狀年,對(duì)1960~2000年這41年的地表水資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總后可以計(jì)算出各分區(qū)的水資源總量。計(jì)算出地表水資源和地下水資源后,要確定地表水和地下水計(jì)算中的重復(fù)計(jì)算量,重復(fù)計(jì)算量包括各種地表水體的下滲量、大氣降水入滲形成的地下水經(jīng)各種形式又補(bǔ)給地表水的水量等,地表水量和大氣降水量入滲補(bǔ)給量之和再扣除兩者之間的重復(fù)量可得區(qū)域的水資源總量。
評(píng)價(jià)方法是單一因子水質(zhì)評(píng)價(jià)法。水質(zhì)指標(biāo)為pH、總硬度、SO42-、CL-、F、氨氮、硝酸鹽、揮發(fā)酚、氰化物、總砷、總汞、總鉛、總鎘、鉻(六價(jià))、CU、Zn。評(píng)價(jià)井址為小汪屯、林場(chǎng)、老君堂。從評(píng)價(jià)結(jié)果看出,該區(qū)域?yàn)棰躅愃?,地下水主要受到總汞、氨氮的影響,地表水受揮發(fā)酚、鎘、氰化物等影響,該區(qū)域的水質(zhì)應(yīng)該著重對(duì)這幾種指標(biāo)進(jìn)行處理,以得到良好的水質(zhì),該區(qū)域的地下水、地表水都為Ⅴ類水,不適于人類的飲用,其只能適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀。
所收集的資料為開封市現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)灌溉用水量計(jì)算表、包括井灌、渠灌、提灌。開封市現(xiàn)狀年地表水工程供水量,包括引黃閘和攔河閘。開封市現(xiàn)狀年的總供水量32.74億m3,農(nóng)業(yè)的需水量為18.56億m3、工業(yè)的需水量為9.97億m3、城鎮(zhèn)生活的需水量為1.41億m3、農(nóng)村生活的需水量為7329萬m3、牲畜及其它的需水量為2751萬m3。由供需水量計(jì)算可知,全區(qū)供水小于需水,開封是一個(gè)嚴(yán)重缺水的地方,工農(nóng)業(yè)用水、居民生活用水最大,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必須要在工農(nóng)業(yè)用水方面得到足夠的水量,否則,就會(huì)影響城市的發(fā)展。今后應(yīng)加速現(xiàn)有工程配套,在有條件的情況下增建必要的大型水利工程,還可因地制宜,充分利用新建的水利工程解決其缺水問題,以逐步提高供水能力。