焦作市廣利灌區(qū)青風(fēng)嶺漏斗區(qū)水資源評(píng)價(jià)分析

□鞏文軍（焦作市廣利灌區(qū)管理局）

焦作市廣利灌區(qū)青風(fēng)嶺漏斗區(qū)水資源評(píng)價(jià)分析

□鞏文軍（焦作市廣利灌區(qū)管理局）

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)引起的水資源開(kāi)發(fā)利用加劇，廣利灌區(qū)下游青風(fēng)嶺一帶已經(jīng)形成了明顯的地下水位降落漏斗。為了科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)利用水資源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，文章以青風(fēng)嶺漏斗區(qū)為研究對(duì)象，在摸清水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了地下水資源評(píng)價(jià)和供需平衡分析，為下一步漏斗區(qū)治理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

灌區(qū)，地下水位漏斗，地下水資源評(píng)價(jià)分析作

者簡(jiǎn)介：鞏文軍（1976-），男，工程師，長(zhǎng)期從事灌區(qū)工程建設(shè)與管理。

1.青風(fēng)嶺漏斗區(qū)現(xiàn)狀

青風(fēng)嶺漏斗區(qū)位于廣利灌區(qū)下游，20世紀(jì)70年代以后，隨著灌區(qū)引水口上游沁河水資源開(kāi)發(fā)利用加劇，加之灌區(qū)工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，沁河水已不能滿足用水需求，灌區(qū)用水逐漸轉(zhuǎn)向開(kāi)采地下水。特別是青風(fēng)嶺一帶，地下水位下降尤為嚴(yán)重，1978年地下水平均埋深已超過(guò)11m，最大埋深>20m；2005年地下水位降落漏斗區(qū)面積更是擴(kuò)展至370km2，地下水埋深>20m的面積達(dá)120km2。由此引發(fā)的機(jī)井出水量減少、水井相互干擾、開(kāi)采成本增高、井泵報(bào)廢、淺層地下水污染等問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。

2.水資源數(shù)量評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)范圍

根據(jù)現(xiàn)狀地下水位降落漏斗區(qū)及影響范圍，確定評(píng)價(jià)區(qū)范圍為沁陽(yáng)市崇義鎮(zhèn)的全部、王召鄉(xiāng)的南部，溫縣番田鎮(zhèn)、黃莊鎮(zhèn)、北冷鄉(xiāng)、武德鎮(zhèn)的全部和祥云鎮(zhèn)、岳村鄉(xiāng)、溫泉鎮(zhèn)、南張羌鎮(zhèn)和趙堡鎮(zhèn)的部分地區(qū)，總面積約380km2，現(xiàn)有耕地面積27225hm2，2005年末人口403032人，2005年工業(yè)生產(chǎn)總值41.05億元。

2.2 地表水資源量

2.2.1 當(dāng)?shù)氐乇硭Y源量

根據(jù)河南省徑流深等值線圖查得評(píng)價(jià)區(qū)所在區(qū)域多年平均年徑流深為134mm，參照類似地區(qū)有關(guān)資料結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況估算，多年平均徑流系數(shù)為0.15左右，評(píng)價(jià)區(qū)頻率25%、50%、75%和90%年份的年徑流量分別為 4261萬(wàn) m3、3022萬(wàn) m3、2107萬(wàn)m3和1708萬(wàn)m3，多年平均為3278萬(wàn)m3。

2.2.2 客水資源量

青風(fēng)嶺漏斗區(qū)可利用的地表客水資源主要為來(lái)自沁河徑流量，通過(guò)廣利總干渠輸入本區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998-2002年年均引水量8500萬(wàn)m3，2004-2006年年均引水量3700萬(wàn)m3。2004-2006年，評(píng)價(jià)區(qū)屬平水偏豐年，連續(xù)三年引水量相對(duì)平穩(wěn)，以這三年引水量的平均數(shù)3700萬(wàn)m3作為現(xiàn)狀條件下的客水（沁河水）資源量。

2.3 地下水資源量

2.3.1 降水入滲補(bǔ)給量

參照《沁陽(yáng)市水資源管理模型與節(jié)水措施》（地質(zhì)出版社，1993年）和《淺層地下水人工回灌和地下水合理開(kāi)發(fā)利用研究報(bào)告》（水利部農(nóng)田灌溉研究所，1986年）中關(guān)于降水入滲補(bǔ)給系數(shù)的研究成果，并綜合考慮評(píng)價(jià)區(qū)現(xiàn)狀，確定評(píng)價(jià)區(qū)降水入滲補(bǔ)給系數(shù)取值0.193，評(píng)價(jià)區(qū)頻率25%、50%、75%和90%年份的降水入滲補(bǔ)給量分別為4925萬(wàn)m3、4090萬(wàn)m3、3289萬(wàn)m3和2699萬(wàn)m3，多年平均為4217萬(wàn)m3。

2.3.2 周邊地下水側(cè)向徑流流入量

評(píng)價(jià)區(qū)周邊地帶的地下水流向均指向地下水位降落漏斗中心，形成周邊側(cè)向地下水徑流補(bǔ)給，其補(bǔ)給量采用達(dá)西公式計(jì)算：Qidj=0.1T·I·L·Δt，周邊側(cè)向地下水徑流流入補(bǔ)給量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

2.3.3 渠灌入滲補(bǔ)給量

據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前評(píng)價(jià)區(qū)直接引提沁河水和沿河渠小型提水站與臨時(shí)提水點(diǎn)等利用地表水灌溉面積共約2668～4002hm2，年均引提地表水量約400萬(wàn)m3左右。參照河南省小型提水灌區(qū)田間水利用系數(shù)平均為0.8，計(jì)算評(píng)價(jià)區(qū)渠灌入滲補(bǔ)給量為80萬(wàn)m3/a。2.3.4河渠滲漏補(bǔ)給量

表1 評(píng)價(jià)區(qū)周邊地下水側(cè)向徑流流入量計(jì)算成果表

由于評(píng)價(jià)區(qū)缺乏河渠蓄水時(shí)間和蓄水量資料，河渠滲漏量難以估算，因此，采用區(qū)域水量均衡原理計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，2005年評(píng)價(jià)區(qū)直接用于灌溉和入滲補(bǔ)給地下水的地表水（包括當(dāng)?shù)氐乇韽搅骱腿刖车乇韽搅鳎┝考s1150萬(wàn)m3，扣除渠灌用水量約400萬(wàn)m3，溝渠河網(wǎng)系統(tǒng)引（沁）滲補(bǔ)給地下水量約750萬(wàn)m3。2.3.5地下水資源量

現(xiàn)狀條件下頻率25%、50%、75%和90%年份的地下水資源量分別為 11371萬(wàn) m3、10536萬(wàn) m3、9701萬(wàn) m3和 9117萬(wàn) m3，多年平均為10663萬(wàn)m3。

2.4 水資源總量

評(píng)價(jià)區(qū)頻率25%、50%、75%和90%年份的水資源總量分別為 18502萬(wàn) m3、16428萬(wàn) m3、14678萬(wàn) m3和 13695萬(wàn) m3，多年平均為16811萬(wàn)m3。

3.水資源供需平衡分析

3.1 現(xiàn)狀年水資源供需平衡分析

3.1.1 現(xiàn)狀年可供水資源量

現(xiàn)狀年當(dāng)?shù)乜芍苯永玫牡乇硭钟邢蓿芍苯佑糜诠喔鹊牡乇硭Y源量約400萬(wàn)m3。地下水是本區(qū)主要的供水水源，現(xiàn)狀條件下，保證率25%、50%、75%和90%的地下水資源量分別為 11371萬(wàn) m3、10536萬(wàn) m3、9701萬(wàn) m3和 9117萬(wàn) m3。

3.1.2 現(xiàn)狀年需水量

現(xiàn)狀年用水組成主要為農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)需水和農(nóng)村大生活需水。現(xiàn)狀工業(yè)用水量為2643萬(wàn)m3，農(nóng)村大生活用水量1030萬(wàn)m3。農(nóng)田灌溉用水量受降水量的影響年際變化較大，但多年平均灌溉用水量已趨穩(wěn)定，保證率25%、50%、75%和90%的灌溉需水量分別為 4095萬(wàn) m3、7106萬(wàn) m3、9465萬(wàn) m3和11495萬(wàn) m3。

現(xiàn)狀年保證率25%、50%、75%和90%的總需水量分別為7768萬(wàn) m3、10779萬(wàn) m3、13138萬(wàn) m3和 15168萬(wàn) m3。3.1.3現(xiàn)狀年水資源供需平衡分析

表2 現(xiàn)狀年水資源供需平衡分析成果表 單位：104m3/a

從表2可以看出，現(xiàn)狀水平年的平水年水資源供需基本平衡，這是由于地下水位持續(xù)下降，區(qū)域地下水位降落漏斗不斷擴(kuò)展，改變了地下水與地表水，以及地下水側(cè)向徑流的補(bǔ)排關(guān)系，地下水周邊側(cè)向徑流補(bǔ)給量，特別是黃河、沁河的補(bǔ)給量顯著增大，增加了地下水的補(bǔ)給量。

3.2 預(yù)測(cè)水平年水資源供需平衡分析

3.2.1 預(yù)測(cè)水平年需水量預(yù)測(cè)

3.2.1.1 農(nóng) 田灌溉需水量

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，農(nóng)田灌溉用水量已趨穩(wěn)定，只是隨著年降水量的變化而波動(dòng)。將來(lái)隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣應(yīng)用，灌溉用水量可能會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

3.2.1.2 工 業(yè)需水量

2005年工業(yè)生產(chǎn)總值41.05億元，用水量2643萬(wàn)m3。1990-2005年工業(yè)生產(chǎn)總值年均增速為20%，工業(yè)用水量年均增速為6.2%，隨著工業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣應(yīng)用，工業(yè)用水增速將會(huì)減緩，2006-2010年、2011-2015年和2016-2020年工業(yè)用水年均增速分別按6%、5%和4%計(jì)算，相應(yīng)年份工業(yè)用水量將分別增加到3296萬(wàn)m3、4207萬(wàn)m3和 5118萬(wàn)m3。

3.2.1.3 農(nóng) 村大生活需水量

現(xiàn)狀大生活用水量（含牲畜用水）為1030萬(wàn)m3。隨著人口的增長(zhǎng)和生活水平的提高，生活用水量將會(huì)逐年增加，2006-2010年、2011-2015年和2016-2020年生活用水量年均增速分別按3%、4%和3%計(jì)算，2010年、2015年和2020年大生活用水量將分別增加到1384萬(wàn)m3、1453萬(wàn)m3和1684萬(wàn)m3。

3.2.1.4 總 需水量預(yù)測(cè)

總需水量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同水平年總需水量預(yù)測(cè)結(jié)果表 單位：104m3/a

3.2.2 預(yù)測(cè)水平年可供水資源量

3.2.2.1 地 下水可開(kāi)采量

現(xiàn)狀條件下，頻率25%、50%、75%和90%年份的地下水可開(kāi)采量分別為11371萬(wàn)m3、10536萬(wàn)m3、9701萬(wàn) m3和9117萬(wàn) m3。

3.2.2.2 地 表水可供水量

近年利用廣利總干渠年均補(bǔ)水量3200萬(wàn)～3900萬(wàn)m3，可直接用于農(nóng)業(yè)灌溉的水量約400萬(wàn)m3左右。

3.2.3 預(yù)測(cè)水平年水資源供需平衡分析

3.2.3.1 地 表水利用量保持現(xiàn)狀不變水資源供需平衡分析

若地表水利用量保持現(xiàn)狀不變，隨著用水量的增加，將使地下水開(kāi)采量相應(yīng)增加，水資源供需將嚴(yán)重失調(diào)，至2010年、2015年和2020年，平水年（P=50%）將分別缺水850萬(wàn)m3、1830萬(wàn)m3和 2972萬(wàn) m3見(jiàn)表4。

表4 地表水可供水量保持現(xiàn)狀水量供需平衡計(jì)算成果表

3.2.3.2 保 持地下水位相對(duì)穩(wěn)定現(xiàn)狀不變水資源供需平衡分析

由于用水量逐年增加，若保持地下水位相對(duì)穩(wěn)定不再繼續(xù)下降，就必須增加地表水的利用量。以地下水位相對(duì)穩(wěn)定不再繼續(xù)下降為約束條件，應(yīng)用水資源供需平衡方程式計(jì)算2006-2010年、2011-2015年和2016-2020年地表水利用量應(yīng)從現(xiàn)狀1150萬(wàn)m3/a增加到1649萬(wàn)m3/a、2782萬(wàn)m3/a和3888萬(wàn)m3/a，才能使地下水位變化保持相對(duì)穩(wěn)定，不再持續(xù)下降見(jiàn)表5。

表5 地下水位不再持續(xù)下降所需地表水利用量計(jì)算結(jié)果表

4.結(jié)語(yǔ)

綜合上述分析評(píng)價(jià)，青風(fēng)嶺漏斗區(qū)水資源由于采補(bǔ)不平衡，導(dǎo)致地下水位下降。要維持地下水位現(xiàn)狀或使地下水位回升，只有加大人工補(bǔ)給量。在此基礎(chǔ)上，下一步要對(duì)漏斗區(qū)治理方法進(jìn)行研究，提出科學(xué)的治理方案。

2012-09-13