孟繁瑾 吳 瓊
蕭縣水資源開發(fā)與利用研究
孟繁瑾 吳 瓊
蕭縣位于安徽省北部,黃淮海平原南端,東部和北部與江蘇省徐州市銅山區(qū)、豐縣接壤,西與碭山縣及河南省永城市毗鄰,南同淮北市杜集區(qū)、濉溪縣交界,東南與宿州市埇橋區(qū)相連,總面積1885.3km2。蕭縣屬淮北平原的一部分,區(qū)內(nèi)西部平原區(qū)地形平坦,地形總體趨勢是西北高東南低,坡降1/10000。
蕭縣處于北亞熱帶和暖溫帶的過渡區(qū),屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。兼有北方和南方的氣候特點(diǎn),四季分明,夏無酷暑,冬無嚴(yán)寒。蕭縣1956~2014年多年平均降水量為789.4mm,在1956~2014年系列中,最大年降水量為2003年的1524.2mm,最小年降水量為2004年的580.3mm,豐枯比為2.63,年降水量變差系數(shù)Cv為0.24。降水量年內(nèi)分配不均,最大月(7月)降水量占年降水量的27.7%,最小月(12月)降水量僅占年降水量的2.0%,汛期(6~9月)降水量占年降水量的66.7%,連續(xù)最大三個(gè)月(6~8月)降水量占年降水量的57.6%。
蕭縣1980~2014年多年平均蒸發(fā)量為856.4mm。同系列多年平均降水量為769.0mm,干旱指數(shù)為1.15,說明蕭縣氣候干旱。最大年蒸發(fā)量為2002年的986.7mm,最小年蒸發(fā)量為2008年的730.0mm,最大年蒸發(fā)量是最小年的1.35倍。
據(jù)1956~2014年計(jì)算成果,蕭縣多年平均地表水資源量為19642萬m3,徑流深為104.2mm,徑流系數(shù)為0.132。徑流深的空間分布規(guī)律與降水量基本一致,總體上由北向南遞減;同時(shí)受下墊面條件影響,東南淺山區(qū)和龍城鎮(zhèn)的徑流深、徑流系數(shù)較其他地區(qū)大。50%、75%和95%頻率條件下的地表水資源量分別為16695萬m3、11785萬m3和4518萬m3。
蕭縣多年平均地表水資源可利用量為 6835萬 m3,50%、75%和 95%頻率的地表水資源可利用量分別為5899 萬 m3、3390 萬 m3和 1319 萬 m3。
地下水資源是蕭縣的主要水資源,是蕭縣工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水的主要供水水源。蕭縣地下水資源量分為平原區(qū)淺層地下水資源量和山丘區(qū)淺層地下水資源量。平原區(qū)淺層地下水資源量為除井灌回歸補(bǔ)給量外的其他各項(xiàng)補(bǔ)給量之和;山丘區(qū)淺層地下水資源量即為山丘區(qū)降水入滲補(bǔ)給量。根據(jù)計(jì)算,蕭縣平原區(qū)面積1543km2,多年平均平原區(qū)淺層地下水資源量為27934 萬 m3;山丘區(qū)面積 342km2,多年平均山丘區(qū)降水入滲補(bǔ)給量為14448萬m3;扣除重復(fù)計(jì)算量2184萬m3,平原區(qū)和山丘區(qū)淺層地下水資源量共43550 萬 m3,模數(shù)為 17.8 萬 m3/km2。
根據(jù)蕭縣地下水多年調(diào)節(jié)計(jì)算,平原區(qū)多年平均淺層地下水資源的可開采系數(shù)為0.558,多年平均淺層地下水資源可開采量為24301萬m3,頻率為50%、75%和95%的地下水資源可開采量分別為24411萬m3、22169萬m3和 18987 萬 m3。
蕭縣入境水量主要由碭山縣及河南省永城市、江蘇省銅山縣入境,最終穿過蕭縣流向下游的淮北市和宿州市埇橋區(qū)。主要入境河流有廢黃河、利民溝、大沙河、洪河、堿河、王引河、閘河等,這些河流年內(nèi)、年際變化較大,豐枯不均。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,蕭縣多年平均入境水量為0.07億m3,出境水量為1.83億m3。
蕭縣1956~2014年系列多年平均水資源總量為54272萬m3,全縣多年平均水資源總量為54272萬m3,產(chǎn)水系數(shù)0.36,產(chǎn)水模數(shù) 28.8萬 m3/km2;50%、75%和95%頻率的水資源總量分別為49930萬 m3、39076 萬 m3和 28221 萬 m3。
(1)蓄水工程
據(jù)統(tǒng)計(jì),蕭縣山區(qū)有小水庫28座,其中?。ㄒ唬┬?座,小(二)型26座,總庫容1206萬m3,興利庫容577萬m3,設(shè)計(jì)年供水量137萬m3。蕭縣1萬m3以上塘壩1301處,總?cè)莘e3853萬 m3,其中 5~10萬m3塘壩112處,總?cè)莘e741萬m3;10萬m3以上塘壩42處,總?cè)莘e832萬m3。
(2)提水工程
蕭縣現(xiàn)有機(jī)電排灌站1座,水泵2臺(tái),裝機(jī)流量0.7m3/s,裝機(jī)功率110kW。
(3)地下水工程
蕭縣規(guī)模以上地下水源供水工程機(jī)井約7644眼,2013年、2014年地下水年取水量分別為15030萬m3和13870萬m3。
(4)農(nóng)村安全飲水工程
蕭縣現(xiàn)有20m3/d(200人)以上農(nóng)村集中式供水工程數(shù)量200處,設(shè)計(jì)供水規(guī)模共1.7萬 m3/d,設(shè)計(jì)供水量 535萬m3/a,設(shè)計(jì)供水人口58.54萬,實(shí)際供水人口58.54萬。
(5)自備水源工程
蕭縣城區(qū)有自備飲用水水源井共40處,設(shè)計(jì)供水量5.9萬m3/d,年開采水量達(dá)2152萬m3,取水水源均為地下水。
(6)污水處理工程
蕭縣現(xiàn)有污水處理廠4座。蕭縣污水處理廠一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為3 萬m3/d,現(xiàn)實(shí)際處理量約3.2萬m3/d。污水回用率較小,主要用于城區(qū)道路噴灑,苗木、道路綠化帶的澆灌等。皮革合成工業(yè)園區(qū)污水處理廠3萬m3/d,目前園區(qū)污廢水量約為1.05萬m3/d。輕化工業(yè)區(qū)已建成污水處理廠一座,規(guī)模0.5萬m3/d。
(7)城區(qū)自來水工程
蕭縣城區(qū)目前僅有自來水廠1座,主要供水水源為地下水,總設(shè)計(jì)供水能力為3萬m3/d,實(shí)際供水能力為3萬m3/d,其實(shí)際取水量已不能滿足城區(qū)需水量,需新建或擴(kuò)建自來水廠。
2014年蕭縣實(shí)際總供水量2.00億m3,其中地表水源供水量0.59億m3,占總供水量的29.7%;地下水源供水量1.41億m3,占總供水量的70.3%。根據(jù)2010~2014年《宿州市水資源公報(bào)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),蕭縣近幾年供水量大致呈緩慢上升趨勢,主要是以地下水供水為主,地下水供水量大約為地表水供水量的3~3.4倍(見圖1)。
蕭縣2014年總用水量2.00億m3,其中農(nóng)田灌溉用水量為0.85億m3,占總用水量的42.7%;林牧漁畜用水量為0.16億m3,占總用水量的8.0%;工業(yè)用水量(含建筑業(yè))為0.52億m3,占總用水的26.2%;城鎮(zhèn)公共用水量為0.03億m3,占總用水的1.6%;居民生活用水量為0.43億m3,占總用水的21.3%;生態(tài)環(huán)境用水量為0.005億m3,占總用水的0.3%。
圖1 蕭縣2010~2014年供水量圖
蕭縣地處淮北平原區(qū),多年平均降水量789.4mm,多年平均地表水資源量1.96億m3,當(dāng)?shù)貜搅鞑回S沛,且時(shí)空分布不均,年內(nèi)約60%以上集中在汛期,年際變幅也較大,難以充分利用??h境內(nèi)有多條過境河流,但年際、年內(nèi)分配極不均勻,且與當(dāng)?shù)貜搅髫S枯情況基本同步。從工程條件看,蕭縣大部分為平原區(qū),缺乏大型蓄水條件,使當(dāng)?shù)氐乇硭瓦^境水的利用受到限制。另外,由于存在蓄水與防洪、排澇之間的矛盾,要大量增加調(diào)蓄庫容也有相當(dāng)難度。蕭縣地下水資源豐富,埋藏較淺,適宜開采利用。
蕭縣多年平均水資源總量為5.42億m3,人均水資源量480m3,畝均水資源量279m3。人均水資源占有量為安徽省平均水平的43.2%,畝均占有水資源量僅為安徽省平均水平的34.8%。由此可知,蕭縣水資源天然稟賦條件較差。
蕭縣水資源分布上具有南多北少的特征,為資源型、工程型和水質(zhì)型缺水并存的地區(qū),北部廢黃河地區(qū)資源型缺水和水質(zhì)性缺水嚴(yán)重,西南平原區(qū)和東南淺山區(qū)存在不同程度的工程型和水質(zhì)性缺水問題。
(1)地表水開發(fā)利用程度
地表水資源開發(fā)利用程度以地表水開發(fā)利用率表示,是指當(dāng)?shù)氐乇硭垂┧空籍?dāng)?shù)氐乇硭Y源量的百分比。根據(jù)分析計(jì)算,蕭縣地表水資源多年平均開發(fā)利用率約為59%,開發(fā)利用程度已經(jīng)超過國際公認(rèn)的40%合理限度,遇到干旱年份及連旱年份,地表水開發(fā)利用程度更高。
(2)地下水開發(fā)利用程度
平原區(qū)淺層地下水開發(fā)利用程度以地下水開采率表示,是指淺層地下水實(shí)際開采量占淺層地下水資源可開采量的百分比。根據(jù)分析計(jì)算,蕭縣地下水資源多年平均開采系數(shù)約為65%,目前看尚有一定開采潛力,淺層地下水資源水質(zhì)相對(duì)較好,地下水位埋深淺,且分布廣泛,開發(fā)利用條件較好,可滿足一般年份井灌區(qū)旱作物的灌溉需求。
蕭縣深層地下水儲(chǔ)量不多,且開采后極難回補(bǔ)?,F(xiàn)狀深層地下水開采量約0.53億m3,主要集中于蕭縣城,農(nóng)村安全飲水工程也有零星開采。由于大規(guī)模集中超采深層地下水,蕭縣目前已形成以縣城為中心的一定范圍的水位降落漏斗區(qū)。
(1)綜合用水水平
2014年蕭縣人均用水量為145m3/人,遠(yuǎn)低于全國453m3/人和安徽省447m3/人的平均水平。2014年蕭縣單位GDP用水量102m3/萬元,與全國109m3/萬元的平均水平相當(dāng),低于安徽省156m3/萬元的平均水平。
(2)生活用水水平
2014年蕭縣城鎮(zhèn)居民人均用水量192L/d(含城鎮(zhèn)公共用水),低于全國212L/d和安徽省207L/d的平均水平。2014年蕭縣農(nóng)村居民人均用水量85L/d,與安徽省84L/d的平均水平相當(dāng),略高于全國81L/d的平均水平。
(3)農(nóng)業(yè)用水水平
2014年蕭縣農(nóng)田畝均實(shí)際灌溉綜合用水量75.3m3/畝,遠(yuǎn)低于全國418m3/畝和安徽省314m3/畝的平均水平。
(4)工業(yè)用水水平
2014年蕭縣一般工業(yè)的單位增加值用水量為77.9m3/萬元,高于全國59.5m3/萬元和安徽省45m3/萬元的平均水平■
(作者單位:安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會(huì))水利科學(xué)研究院 水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 233000 淮河水利委員會(huì) 233001)