李桂蓮
(綏中縣水政監(jiān)察大隊,遼寧 綏中 125200)
遼寧省人均水資源820m3,為全國平均水平的1/3,全省除東部地區(qū)外,其他均屬貧水區(qū)。
綏中縣位于遼寧省西南部,總面積2765km2,區(qū)內(nèi)人口63.5萬,其中農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘?1%,2017年全縣GDP實現(xiàn)93.5億元。綏中縣地勢總體呈現(xiàn)西北高、東南低,其中山地占41%,丘陵占38%,平原占21%。境內(nèi)主要分布有六股河、寬邦河、黑水河等,氣候特點為四季分明、水熱同期、降水集中。
目前,綏中縣第一和第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值均在以較快速度增長,對水資源需求量也在日益增大,因此本文對水資源供需進行預(yù)測與評價。
2.1.1 降水量變化分析
以綏中縣遼西地區(qū)為分析對象,根據(jù)建平站、錦州站、綏中站、興城站等1950~2015年所統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知:遼西地區(qū)自西北內(nèi)陸向東南沿海其平均降水量在逐步增加,范圍在450~620mm,如表1。
表1 降水量統(tǒng)計 單位:mm
本次以研究區(qū)各站在1955~2017年間降水序列和降水均值做模比系數(shù)計算并作差后累積,繪制出模比系數(shù)差積曲線(如圖1)[1]。
圖1 各站點模比系數(shù)差積曲線
從圖1可知,除阜新站多年處于高位意外,其他各站總體呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢,但綏中站在1985~1990年間出現(xiàn)驟然下降和上升的情況,波動很大,分析是由于連枯和連雨年份;2005~2017年,降水量呈連年下降狀態(tài),用水矛盾逐步顯現(xiàn)。
2.1.2 不同保證率降水計算
將圖1中6個水文站作為分析對象,計算在不同保證率P(20%,50%,75%,90%,95%)情況下降水量XP[2]。
計算結(jié)果如表2。
表2 不同保證率降水量成果 單位:mm
2.2.1 地表水資源量
綏中縣處于六股河流域內(nèi),其多年平均徑流量5.96億m3,水系補給源主要為降水補給,豐枯年相差可達18倍以上,因此地表水資源量變化幅度大。根據(jù)多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知,綏中縣地表水資源量平均5.68億m3。
2.2.2 地表水質(zhì)量
六股河各河段水質(zhì)差別較大,在53km河段評價中,①上游河段水質(zhì)最好,可達到Ⅱ類水質(zhì);②中游段一般為Ⅲ、Ⅳ類水質(zhì);③下游段受工農(nóng)業(yè)及生活污水影響較大,水質(zhì)為Ⅴ類。其中,Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)占評價河長的45%,Ⅳ類水質(zhì)占評價河長的38%,Ⅴ類水質(zhì)占評價河長的17%[3]。
綏中縣境內(nèi)建有水庫33座,其中超過35%的水庫水體出現(xiàn)了富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
2.3.1 地下水資源量
根據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料得出綏中縣各分區(qū)地下水補給計算參數(shù),如表3[4],采用補給量法對地下水資源進行評價。
表3 地下水補給參數(shù)
2.3.1.1 降水入滲補給量
降水通過包氣帶進入地下,計算如式(2)[5]:
式中 A為計算面積(km2);P為降水量(mm);α為降水入滲補給系數(shù)。
經(jīng)計算得出六股河降水入滲補給量QP為1.12億m3。
2.3.1.2 地表水灌溉入滲補給量
引用地表水進行灌溉時,渠道水會或多或少滲漏補給周邊地下水,其補給量Qcr計算如式(3):
式中 m為渠道入滲補給系數(shù);Qc為灌溉渠首引水量(m3/a)。
經(jīng)計算,綏中縣地表水灌溉入滲補給量555萬m3。
2.3.1.3 井灌回歸補給量
抽取地下水進行灌溉,并有部分水入滲補給地下水,這部分補給水量Qjr計算如式(4):
式中 β為井灌回歸入滲補給系數(shù);Qjc為井灌水抽取水量。
經(jīng)計算綏中縣井灌回歸補給量137萬m3。由此可知,綏中縣地下水資源總量1.81億m3,占水資源總量的24.17%。
2.3.2 地下水質(zhì)量
對地下水pH值、 總硬度、Ca2+、Mg2+、K+、Na+等水質(zhì)進行檢測,并采用“內(nèi)梅羅指數(shù)法”評價[4],結(jié)果如表4。
表4 綏中縣地下水評價結(jié)果
由表4可知:綏中縣地下水總體水質(zhì)較好,以Ⅱ、Ⅲ類為主(河?xùn)|、杜臺村地區(qū)),而靠近沿海地帶(王花馬地區(qū))的地下水水質(zhì)變差,受海水入侵影響較大。
2.4.1 地表水可利用量[5]
根據(jù)相關(guān)規(guī)定,河道生態(tài)環(huán)境最小需水量為平均徑流量的10%~20%,由此可得六股河可利用地表水量2.96億m3。
2.4.2 地下水可利用量
地下水資源可開采量Qap,可根據(jù)“開采系數(shù)法”計算如式(5)[6]:
式中 ρ為可開采系數(shù),取0.8;Qr為平均地下水補給量(mm)。 計算得Qap為0.67億m3。
3.1.1 用水量統(tǒng)計
2017年全年綏中縣用水總量2.23億m3,圖2顯示了綏中縣2017年用水類型,由此可知,農(nóng)業(yè)用水所占用比重最大,為57.31%;其次工業(yè)用水占21.23%,生活及公共用水比重為21%。
圖2 綏中縣用水量
3.1.2 用水量變化趨勢
圖3可知:綏中縣工業(yè)和生活用水在逐步緩慢增加,但所占比重依然遠小于農(nóng)業(yè)用水;綏中縣農(nóng)業(yè)用水量從2011~2015年呈現(xiàn)緩慢增長態(tài)勢,與區(qū)內(nèi)擴大耕地面積有關(guān)。但2015~2017年用水量又出現(xiàn)明顯下降,這與區(qū)內(nèi)積極采用節(jié)水灌溉措施有關(guān)。
圖3 各行業(yè)用水量變化趨勢
3.2.1 農(nóng)業(yè)灌溉面積和用水指標預(yù)測
農(nóng)業(yè)用水主要是灌溉,從2005~2017年間,綏中縣灌溉面積年平均增長率為2.5%,目前水田灌溉面積1萬hm2,旱田3萬hm2,蔬菜0.57萬hm2。預(yù)測在2020~2030年間,綏中縣灌溉面積年平均增長率為1.5%,到2030年,水田灌溉面積達1.16萬hm2,旱田3.48萬hm2,蔬菜0.66萬hm2。
隨著綏中縣 “節(jié)水增糧”政策的實施,預(yù)測在2020~2030年間水田灌溉用水指標為6450m3/hm2,旱田1275m3/hm2,蔬菜指標3450m3/hm2。
3.2.2 灌溉需水量
根據(jù)灌溉面積和不同對象用水指標,計算到2030年,綏中縣水田需水量0.748億m3,旱田0.443億m3,蔬菜0.227億m3,因此農(nóng)業(yè)用水總量1.42億m3。
3.2.3 工業(yè)用水量預(yù)測
目前綏中縣工業(yè)總產(chǎn)值173.22億元,預(yù)測在2020~2030年期間,其年平均增長率5%,因此2030年綏中縣年總產(chǎn)值可達282.16億元。而在這10年期間,工業(yè)用水指標平均為4.0m3/萬元,因此預(yù)測2030年綏中縣工業(yè)用水量0.512億m3。
3.2.4 其他用水量預(yù)測
居民生活和公共用水量變化幅度較小,這部分用水量預(yù)測會維持在原有水平,即0.371億m3。
(1)通過對綏中縣水資源評價,可知該地區(qū)水資源開采量小于補給量,但水質(zhì)污染問題突出,因此用水矛盾也會逐步顯現(xiàn)。
(2)通過對未來10年左右用水量預(yù)測,可知農(nóng)業(yè)、工業(yè)和其他用水量均在逐步上升,因此積極推廣節(jié)水技術(shù)已經(jīng)成為綏中縣可持續(xù)發(fā)展的必由之路。