顧自強 俞艷 高飛
摘要
隨著社會經濟的迅速發展、城鎮規模的不斷擴大、人民生活水平的不斷提高,用水需求大幅度增長,水資源的供需矛盾日益突出,2011年中央一號文件明確提出確立最嚴格水資源管理的3條紅線。結合華容河流域水資源狀況及其開發利用現狀,對華容河流域水質現狀進行監測,并采用單因子評價法對監測結果進行評價分析,結果顯示華容河現狀水資源量可以滿足流域用水要求,但華容縣城存在水質性缺水問題,已嚴重威脅到居民的身體健康,因此需要采取必要的措施進行治理。
關鍵詞華容河;水資源;開發利用;水質
中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611(2014)36-13007-03
AbstractWith the rapid development of social economy, the continuous expansion of towns, and the continuous improvement of people's living standard, the demand has a big increase, and the prominent contradiction between supply and demand of water resources is also increasing. The central file NO. 1 put forward three red lines in 2011 which has confirmed the most strict water resources management. Combined with Huarong River Basin water resources situation and the development and utilization of the status quo, current situation of water quality of Huarong River valley was monitored and the single factor evaluation method was used to evaluate the monitoring result. The results showed that the Huarong River status quo of water resources quantity can meet the requirements of river basin water, but Huarong County water shortage and water quality have been serious threats to residents' health, so we need to take the necessary measures for governance.
Key wordsHuarong River; Water resources; Exploitation and utilization; Water quality
日益突出的水資源短缺以及污染問題,越來越引起人類的重視。為了提高水資源的利用效率,石羊河盆地通過虛擬水戰略進行水資源的優化配置,實現了農業水資源利用效率的最大化[1];依據吉林省永吉縣縣城的地表水、地下水、水資源總量及其分布特征,規劃建設了引松給水工程(二期),確保水資源的合理利用[2];為了進行流域水資源配置研究,Mckinney 等提出了基于 GIS 系統的水資源模擬系統框架,初步實現了水資源的配置問題[3];針對遼寧省大凌河流域地表水開發與利用不平衡, 地下水超采嚴重, 水污染嚴重,導致水環境生態惡化的問題,開展了流域水資源的綜合治理措施[4];面對華容河流域日益突出的水資源問題,黎前查[5]、胡秋發[6]、李建坤等[7]開展了綜合治理方案,以及進行水文水利分析計算,取得了初步的成效,但仍然存在一些問題。該研究針對華容河目前存在的問題及其開發利用狀況進行分析并提出了解決的辦法。
1 流域概況
華容河流域屬亞熱帶季風氣候區,溫和濕潤,四季分明,無霜期長。根據華容、岳陽兩氣象站1960年至1995年資料統計分析,華容河流域年平均氣溫16.9 ℃,極端最低氣溫-12.6 ℃(1977年1月30日,華容站);多年平均降水量1 268.5 mm,年內降水主要集中在3~8月,期間降水量占全年的70%以上;多年平均蒸發量1 314.4 mm,年日照時數1 747.7 h。多年平均風速2.8 m/s。華容河流域面積1 679.8 km2,其中華容河供水區域面積為714.08 km2。
華容河流域地處湘鄂兩省邊界,位于長江經濟帶和京廣經濟帶交叉口,區位優勢明顯,交通發達,經濟繁榮,地位重要。華容河流域地勢平坦,土地肥沃,氣候溫和,極宜糧、棉、油類等農作物生長。華容河規劃區域涉及3個縣級行政區,包括湖北石首市的調關鎮、焦山河鄉;華容縣的縣城、萬庾、三封寺、治河渡、護城鎮、勝峰、終南鄉;君山區的錢糧湖、采桑湖鎮等。現有總人口39.54萬人,其中城鎮人口15.12萬人,農村人口24.42萬人。流域耕地面積2.71萬hm2,地區工農業總產值42.4億元,糧食總產量24.56萬t,人均年收入2 305~6 658元。
2 水資源狀況
2.1 水資源量
華容河是由調弦口向洞庭湖分泄長江洪水進入洞庭湖的通道,調弦口是荊江河段最下一個分流口。華容河自調弦口,沿桃花山西麓蜿蜒南行12.0 km進入湖南省華容縣境,在華容縣城以下分為南北兩支,轉而向東南流,北支長23.7 km,南支長24.9 km,于罐頭尖匯合后,再東流進入岳陽市君山區,經六門閘匯入東洞庭湖。自調弦口至六門閘,以北支為干流計算,全長約60.78 km,其中湖北省石首市境內長12 km。
目前華容河上游入口調弦口建調弦口閘控制長江洪水入河,下游出口六門閘建閘控制華容河水入洞庭湖,在調弦口不扒口行洪的條件下,華容河按納外圩排澇水量和自身產水量,成為一條內河。華容河實測最大流量1 935年為1 970 m3/s,實測最大年徑流量1954年為153.9億m3,多年平均徑流量115億m3。華容河不僅承擔了流域內排澇、灌溉、航運、生活、工農業用水等重要職能,并且具有保證洞庭湖區濕地供水,確保湖區生態環境健康發展的作用。
華容河流域當地天然水資源量主要來源于天然降水,根據湖南省水資源綜合規劃中華容縣長系列逐月產水模數成果及華容河流域集雨面積714.08 km2,得出供水區域多年平均地表水資源總量為4.58億m3。華容河供水區域地下水資源量等于河川基流量。地下水資源量評價方法采用水均衡法,即求出評價區內多年平均的各項補給量和各項排泄量,各項補給量之和等于各排泄量之和。這次只考慮降雨入滲補給量、渠道灌溉入滲補給量、潛水蒸發量。經分析計算,多年平均地下水儲藏量為1.01億m3,重復計算量為0.83億m3。
華容河供水區域當地水資源量為4.76億m3,扣除非汛期河道內生態環境需水及汛期難以控制利用的洪水0.23億m3、0.62億m3,則水資源可利用量為3.91億m3,占地表水資源量的82.14%。
2.2 水質
華容河流域水污染源點源主要分布情況:石首段污染源主要來自農業面源及附近居民生活污水排放;華容段污染源主要來自工業廢水及生活污水排放;君山段污染源主要來自農業面源及附近居民生活污水排放。其中,造成華容縣河段水污染的主要原因是華容縣工業污水排放及城區生活污水排放和來自上游的面源與點源污染。主要污染源排放情況如表1所示。
這些排污企業對華容河水產生不利影響,另外,由于華容河進口和出口均受閘控制,加上污泥淤積、河道堵塞等因素的影響,河水流動性很差,對有機污染物的降解作用大大降低;華容河上游調關閘至茄務港段河床現已淤高至33.5 m左右,造成冬春枯水期(10月至次年4月)華容河斷流,華容河內只有該流域自產水量,上述原因加劇了華容河水污染問題。沿河兩岸的農業面源污染對華容河水質也有一定影響。根據2005年用水和灌溉情況,面源污染產生的COD約1 700 t,總磷約18 t。
華容河水質監測設置兩個常規監測斷面,分別為華容縣水廠取水口上游約500 m處的石山磯斷面和華容河北支的李家湖斷面,其水質監測結果如表2及表3所示。
采用單因子評價法對監測結果進行評價分析。評價結果如表4及表5所示。
通過上述分析可知,現狀華容河水質大多數月份基本上
能夠滿足飲用水Ⅲ類水質要求,但在特殊月份,如2006年的
6月、2007年的3月、2008年的6月和2009年的1月,2010
年的12月,2011年的3月由于污染源增多與水量少等原因,
導致水質達不到Ⅲ類水質要求,從而在部分時段嚴重影響華容縣城鎮供水安全。并且從2008年和2009年的監測數據可
以看出,其化學需氧量在19~20 mg/L之間,雖然屬于Ⅲ類水質(20 mg/L≥COD>15 mg/L),但接近或等于Ⅳ類水質的臨界值。特別是2010~2011年冬春遇到全國性的大旱,2010年10月以后降雨持續偏少,上游無來水,華容河水質較差。從2006年到2011年初的監測數據來看,華容河水質有進一步惡化的趨勢。
2010~2011年冬春華容河流域遭遇特大干旱, 2010年11月至2011年5月上旬累計降雨僅為155.6 mm,為往年同期降雨均值的35%。華容河水量劇減、水質嚴重惡化,華容縣城區從3月15日開始實行分時段供水(每天分4次累計共8 h進行供水),到4月初為保證分時供水,華容縣政府不得不從長江抽水入華容河以保證縣城13萬居民生活供水和農業生產用水,抽水量為8萬m3/d。
3 華容縣水資源開發利用現狀及供用水分析
華容縣水資源開發利用的形式分為蓄水工程、引水工程、提水工程、地下水利用工程等。截至2010年底,華容縣共有蓄水工程59座,總庫容6 873萬m3,其中中型水庫2座,小(一)型水庫6座,小(二)型水庫51座,山塘港壩6 208處。共有引水工程114處,引水規模100 m3/s。共有提水工程214處,提水規模460 m3/s,其中規模較大的縣自來水公司二水廠提水工程,位于華容河,提水規模為5萬t/d。全縣地下水利用工程目前絕大部分為各種開采井,計有各種開采井27 221眼。
2010年全縣總供水量72 365萬m3。其中,蓄水工程供水量為9 408萬m3,占總供水量的13%;引提水工程引水量為59 339萬m3,占總供水量的82%;地下水源供水3 618萬m3,占總供水量的5%。
2010年全縣總用水量72365萬m3,生活用水3763萬m3,占總用水量的5.2%,工業用水8756萬m3,占總用水量的12.1%,農業用水59 702萬m3(包括農業灌溉用水及林牧漁用水),占總用水量的84.1%,生態環境用水144萬m3,占總用水量的0.2%。供水量主要為長江客水,包括華容河、藕池河及長江干流的引提水,占總供水量的80%以上;本地水資源供水量僅占20%左右。
按照現狀經濟社會發展水平、用水水平和節水水平,對來水和需水進行供需分析。華容縣現狀P=50%、75%、90%條件下總需水量分別為73 744萬m3、84 103萬m3、88 952萬m3,缺水量分別為1 379萬m3、6 799萬m3、9 815萬m3,缺水率分別為2%、8%、11%,詳見表6。
4 華容縣水資源開發利用存在的主要問題
(1) 水資源時空分布不均,枯水期水資源量不足。華容縣當地徑流主要由降雨形成,其分布、變化規律與降雨相似,徑流年內、年際變幅較大。人均當地水資源量也遠低于全省
和全國平均水平。長江過境水量雖豐富,但由于枯水期長江
水位低于華容河道底高程,長江水不能自流進入華容河水系,一方面導致華容河作為水源時水量不足,另一方面也造成河水自凈能力下降,水質惡化,枯水期華容河水系水體已不適于作為城市供水水源。
(2) 水資源調蓄能力有限。華容地表水全靠降雨匯集,由于是內湖,河渠等調蓄容量不足,汛期容易產生內澇,必須對外搶排,會使有限的水資源白白浪費;而到枯水期,長江水位低,江水不能自流進入華容河,當地蓄水工程調蓄能力不足,水資源供需矛盾十分突出。
(3) 地下水的儲量有限,且分布不均。華容城區盲目地開采地下水,造成地下水過量超采。華容縣城居民飲水面臨嚴重的間歇性或季節性缺水現象。
(4) 水環境不斷惡化。隨著華容縣社會經濟發展和城市人口的劇增,大量廢污水直接排入華容河水系,使當地河水水質受到嚴重污染,華容河水系很多河段也無法作為水源得到充分利用,對供水造成了嚴重影響。
5 結論
總體來說,隨著經濟的快速發展,用水量的劇增,雖然華容河現狀水資源量可以滿足流域用水要求,但華容縣城存在水質性缺水問題,已嚴重威脅到居民的身體健康,因此可以考慮提倡市民節約用水,保護水資源以及興建引水工程,提高水資源的利用率,以促進華容縣經濟可持續發展,同時可以有效改善華容城區供水質量,提高當地人民的生活質量。
42卷36期顧自強等華容河流域水資源狀況及其開發利用分析
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