李宗才,李 雨
(1.河北省邢臺水文水資源勘測局,河北 邢臺054000;2.河北省承德水文水資源勘測局,河北承德067000)
邢臺市位于河北省南部,北倚石家莊、衡水,西與山西接壤,南臨邯鄲,東以衛(wèi)運河為界與山東毗鄰。東西長185 km,南北寬90 km,總面積12 456 km2。
邢臺市分為山區(qū)和平原兩大水文地質單元,西部為山丘區(qū),東部為平原區(qū)。西部山丘區(qū)面積3 545 km2,約占全市面積的28%,海拔高程多在千米以下,最高山峰達1 822 m,平均坡度1/100左右,丘陵與平原間地形變化急劇,沒有明顯的緩沖地段。平原區(qū)面積8 911 km2,占全市總面積的72%,根據形態(tài)和成因的不同,分為山前洪積、沖積扇平原和沖積、湖積平原兩部分,前者稱為滏西平原,后者稱為黑龍港平原,二者以滏陽河為界。滏西平原面積3 229 km2,海拔高程一般在40~75 m之間,坡度1/400~1/1 000,其前緣地勢平坦開闊,和兩大洼地——大陸澤和寧晉泊相連。黑龍港平原面積4 934 km2,主要受古黃河和海河水系長期泛濫淤積而成,地勢較平坦,坡度約為1/10 000,高程多在30~35 m之間,地貌形態(tài)復雜,古河床和沙丘崗坡呈條帶狀分布,并形成許多封閉洼地。
降水是產生地表徑流和補給地下水的主要來源,降水量的大小及時空分布反映了一個地區(qū)的水資源狀況。
邢臺市屬暖溫帶大陸性季風型氣候區(qū),四季分明,溫差較大。冬季多西北風,寒冷干燥;春季多西南風,干旱少雨;夏季炎熱多雨,且易暴雨成災;秋季雨水稀少,秋高氣爽。
邢臺市降水量的地區(qū)分布規(guī)律主要受氣候、地形等因素的影響,其特點是西多東少,地區(qū)分布極不均勻,總趨勢是自西部山區(qū)向東部平原逐漸遞減。邢臺市多年平均降水量525.10 mm,其中山區(qū)多年平均降水量在550~750 mm之間,最大值在禪房站,多年平均降水量為750.7 mm;平原多年平均降水量在450~550 mm之間,寧晉、南宮一帶為低值區(qū),在500 mm以下,最小值在新河縣多年平均降水量為458.8 mm。
邢臺市降水量具有年內分配非常集中的特點,全年降水量主要集中在汛期(6-9月),而汛期降水量又主要集中在7、8兩個月,甚至在更短時間內。特別是一些大水年份,降水更加集中(例如,獐貘站1963年最大7天降雨量2 050.8 mm,占全年降水量的80.5%;最大30天降水量2 151.5 mm,占全年降水量的84.4%)。
邢臺市降水量的年際變化很大。變差系數一般在0.3~0.5之間,獐貘站達0.54。單站最大最小年降水量之比,山區(qū)一般在5~9倍,獐貘站最大的1963年2 549.0 mm,最小1972年271.1 mm,大小之比達9.4倍。平原一般在3~6倍。全市年面降水量最大最小之比為4.2倍。
年降水量變化趨勢分別按山區(qū)(朱莊水庫站)、滏西平原區(qū)(邢臺站)、黑龍港平原(威縣站)進行分析:
(1)山區(qū):繪制代表站朱莊水庫站的10年滑動均值過程線圖(圖1),進行肯德爾秩次相關檢驗分析,表明年降水量的變化呈遞減趨勢。1956-2005年的氣候傾向率為-30.6 mm/10a。
圖1 朱莊水庫站年降水量10年滑動均值過程線圖
(2)滏西平原區(qū):繪制代表站邢臺站的10年滑動均值過程線圖(圖2),進行肯德爾秩次相關檢驗分析,表明年降水量的變化呈遞減趨勢。1956-2005年的氣候傾向率為-27.3 mm/10a。
圖2 邢臺站年降水量10年滑動均值過程線圖
(3)黑龍港平原區(qū):繪制代表站威縣站的10年滑動均值過程線圖(圖3),進行肯德爾秩次相關檢驗分析,表明年降水量的變化呈遞減趨勢。1956-2005年的氣候傾向率為-31.5 mm/10a。
圖3 威縣站年降水量10年滑動均值過程線圖
通過以上分析表明,20世紀50年代至本世紀初,邢臺市年降水量呈平穩(wěn)下降變化趨勢,但下降趨勢不顯著,1956-2005年的氣候傾向率為-30.0 mm/10a。
邢臺市平原區(qū)入境水量包括兩部分:一部分是邢臺市西部山區(qū)自產地表徑流,流入平原區(qū)河流6條(白馬河、七里河、泜河、沙河、小馬河、李陽河),根據2000—2010年實測資料記載以上河流均為河干;另一部分是邢臺市周邊的邯鄲市、石家莊市的入境水量,入境河流有7條,入境河流在市界以外的總面積5 181.3 km2相當于邢臺市總面積的41.6%。根據邢臺市水資源評價結果,邢臺市的入境水量與流域水量的豐枯狀態(tài)對應,變化非常明顯。例如1963年的入境量最大,達77.38億m3,1987年的入境水量為3.03億m3,2006年入境水量為2.80億m3(已變成中污水)。
從年代平均入境水量統(tǒng)計分析,入境水量的衰減幅度分為兩個階段,一是由50年代(1956-1959年)的30.97億m3,60 年代 23.38 億 m3,再到 70 年代的 13.70 億 m3,衰減幅度分別為24.6%、55.8%;二是由于各水系上游城市對地表水資源的開發(fā)利用,使80年代的入境水量急劇減少,由70年代的13.70億m3,到80年代的6.60億m3,90年的入境水量和80年代持平,21世紀的前十年的入境量2.80億m3(中污水量)。
出境水量的年代變化與入境水量變化一致,從五十年代到八十年代一直在大幅減少,50年代平均為31.01億m3,60年代18.87 億 m3,70 年代14.38 億 m3,到80 年代僅為4.98 億m3,90年代和80年代持平,21世紀前十年出境水量2.01億m3(中污水量)。
邢臺市平原區(qū)水資源極度匱乏,進入21世紀以來沒有地表水入境,僅有中污水流過。隨著社會經濟的發(fā)展,邢臺市平原區(qū)需水量不斷增加,水資源量在不斷的減少,供需矛盾極為突出,資源型危機日益嚴重。
2010年邢臺市平原區(qū)地下水總開采量15.23億m3。其中淺層地下水開采量11.60億m3,水資源量為7.34億m3,超采4.26億m3;深層地下水開采量3.63億m3,深層水年允許開采量2.12 億 m3,超采1.51 億 m3。全市農業(yè)用水量 14.98 億 m3,工業(yè)用水量1.92億m3,城鎮(zhèn)生活用水量1.46億m3,生態(tài)環(huán)境和公共水量0.09億m3。
根據邢臺市水資源評價報告(1956-2000年)邢臺市水資源總量14.61億m3,其中滏陽河山區(qū)6.98億m3,滏西平原區(qū)3.76億 m3,滹滏平原區(qū)0.26 億 m3,黑龍港平原區(qū)3.61 億 m3。
1956-2000年系列評價水資源總量比1956-1979年系列減少了3.59億m3,減少幅度為19.8%;與1956-1984年系列比減少2.42 億 m3,減少幅度達14.1%。
根據《2011年邢臺市水資源公報》公布的全市水資源總量為6.63 億m3,比1956-2000系列減少7.98 億m3,衰減幅度54.6%。
通過以上分析可以看出,進入80年代以后,由于年降水量的減少,工農業(yè)用水量的增加和居民生活用水量的提高,水資源量衰減速度加快。
隨著社會經濟的發(fā)展,需水量急劇增加,水資源量減少,造成供需矛盾日益加劇,資源性水危機十分突出。由于地表水短缺進而改采地下水作為生產生活供水水源,過度的超采地下水直接造成區(qū)域性地下水位持續(xù)下降,水資源枯竭,危及供水、飲用水安全,誘發(fā)地面沉降、地面塌陷等問題。地下水持續(xù)超采,還會帶來一系列生態(tài)災害和地質災害。①地下水漏斗的范圍在擴大,到2011年12月底,寧(晉)柏(鄉(xiāng))隆(堯)漏斗區(qū)面積1 310 km2,漏斗中心位于柏鄉(xiāng)縣龍華村,埋深67.12 m。深層地下水漏斗區(qū)2011年12月漏斗中心地下水埋深83.15 m,漏斗區(qū)面積4 385 km2(水位小于等于-10 m)。②2006年8月31日,邢臺隆堯縣西店子村,該村出現多條地面裂縫,最長達2.5 km,橫跨2個鎮(zhèn)3個村,這就是嚴重超采地下水導致地面沉降引發(fā)的嚴重后果。
水資源的短缺制約著平原區(qū)社會經濟的發(fā)展,要維持社會和諧持續(xù)的發(fā)展,其主要途徑就要采取最大限度的節(jié)水措施,充分利用再生水,按照需要從外流域調水。
邢臺市平原區(qū)各縣(市)無大型的用水企業(yè),農業(yè)用水是用水大戶。2002年(枯水年份)的總用水為21.32億m3,農業(yè)用水17.62億m3,占總用水量的82.6%;2005年(平水年份)總用水19.21 億 m3,農業(yè)用水15.16 億 m3,占總用水量78.9%;2008 年總用水量 18.30億 m3,農業(yè)用水量 15.66億 m3,占總用量86.0%。詳見表1.
表1 典型年農業(yè)用水量所占比例統(tǒng)計表
農業(yè)用水在總用水中占相當大的比例。長期以來,農業(yè)用水存在著很多的問題,例如用水方式粗放、用水效率低、用水浪費、現狀農田井灌區(qū)灌溉水有效利用系數不高等,導致農業(yè)用水中存在很大的浪費,農業(yè)節(jié)水有一定的潛力可挖。
按照河北省地方標準《用水定額》灌溉定額,依據實際調查的種植面積計算得到了理論上的農業(yè)用水量,與實際調查農業(yè)用水量比較,實際的農業(yè)用水量大于理論上農業(yè)用水量。詳見表2。
表2 各典型年節(jié)水潛力分析
通過以上分析,農業(yè)用水還存在一定的節(jié)水潛力。應該采用總量控制、定額管理、安裝計量設施及合理水價征收等手段,提高農民的節(jié)水意識。轉變經濟增長觀念,提高水的利用效率,達到節(jié)約用水的目的。
采用更先進的灌溉技術節(jié)約用水。加大對農業(yè)用水設施的經濟投入,采用噴灌和滴灌等技術減少水資源浪費。要農民自己投資修建先進灌溉設備不易實現,可采用政府貸款投資修建設備,并收取受益者使用費的措施,逐年還貸,以到達農業(yè)節(jié)水的目的。
根據邢臺市水資源評價(1956-2000年)的結果,邢臺市平原區(qū)地下咸水分布總面積3 905.5 km2,其中礦化度2~3 g/L的面積 2 351.1 km2,礦化度 3 ~5 g/L 的面積 889.9 km2,大于5 g/L的面積664.5 km2。主要分布在黑龍港與滹滏平原,分布面積占兩平原區(qū)總面積的2/3以上。在垂向上,咸水主要賦存于第四系的第一和第二含水組,下伏為深層淡水資源,咸水底界自西向東逐漸加深,水位埋深一般小于15.0 m,稱為淺層咸水。
全市地下咸水多年平均資源量5.34億m3,其中2~3 g/L的微咸水3.25 億m3,3~5 g/L微咸水1.20 億m3,大于5 g/L 的咸水0.89億m3。微咸水可以采用咸淡水按比例混灌,實行咸淡水混灌;咸水埋深較淺,便于開采?;旌瞎喔燃瓤梢詼p少咸水資源量,減緩咸水界下移的速度,還可以減少農田灌溉的費用,又可以節(jié)約淡水資源,維持社會的可持續(xù)發(fā)展。
邢臺市有兩大滯洪區(qū)寧晉泊和大陸澤。寧晉泊和大陸澤上游的地表水被當地企業(yè)開發(fā)利用,廢污水直接排入上游河道,沿河兩岸的農民利用河中污水灌溉農作物,易造成地下水污染、土地板結等危害。
應該按照國家的有關規(guī)定,誰污染誰治理的原則,上游所有向河道排放污水的企業(yè)必須達標排放,否則追求企業(yè)的責任。另外沿河農民可通過政府,向上游所有排放污水的企業(yè)收取污水治理費,建設一座大型的污水處理廠,充分利用再生水。
從外流域調水是解決邢臺市平原區(qū)資源性缺水的重要途徑?,F在正在施工的南水北調工程,通水后基本上可以緩解水資源緊缺狀況。
邢臺市平原區(qū)的另一條外流域調水途徑是從黃河引水。根據國家的調水規(guī)劃,每年分配給河北調水量10億m3,邢臺市平原區(qū)可以調水2億m3,引水線路從河南的安陽地區(qū)取水,路經河北邯鄲市流入邢臺市平原,使邢臺市平原區(qū)的社會經濟健康有序的發(fā)展。
[1]河北省邢臺市地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃研究報告[R].邢臺市水務局,邢臺市地質礦產局,邢臺水文水資源勘測局,1997.
[2]邢臺市水資源評價報告[R].邢臺市水務局,邢臺水文水資源勘測局,2007.
[3]喬光建.邢臺市平原區(qū)水環(huán)境問題及保護對策[J].南水北調與水利科技,2002(4).
[4]張煥萍.三江源氣候資源及變化趨勢[J].青海氣象,2002,(1).