吳曉明
(黑龍江省大慶市水務局,黑龍江 大慶 163000)
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大慶地區水系連通與區域發展
吳曉明
(黑龍江省大慶市水務局,黑龍江 大慶 163000)
大慶位于黑龍江省西部干旱地區,水資源相對貧乏,能否高效合理地進行開發利用,對經濟和生態環境的發展尤為重要。河湖水系演變是自然演變和人工干預的綜合結果。文章列舉了大慶地區水資源現狀,分析了水系連通對生態環境、工農業發展和防洪除澇的影響,并指出該地區水系連通工程應注意的問題和實施方針。
水系連通;生態環境;水資源;影響;對策
大慶地區位于松嫩平原中部,包括大慶市所轄5個區及肇州、肇源、林甸三個縣和杜爾伯特蒙古族自治縣。現有耕地7.2 萬 hm2,草原26.4 萬 hm2,人口約281.6萬人(2011普查數據)。大慶水資源總量相對貧乏,但水系支流較多,北起雙陽河,南至松花江,主要屬于安肇新河流域,共有大小泡沼156個,4條排水主干渠和多條排水支干。大慶地區大中型水庫基本情況如表1所示。

表1 大慶地區大中型水庫基本情況
1.1水資源分布情況
大慶地區地表水源全部來自于引嫩江水工程即“三引工程”。即北部引嫩工程、中部引嫩工程和南部引嫩工程:
1)北部引嫩工程:位于黑龍江省西部松嫩平原干旱、鹽堿季節性凍土區,為引蓄排相結合的引水工程,工程北起訥謨爾河,南抵松花江,東至呼蘭河分水嶺,西至嫩江干流,總面積2.5 萬 km2。設計年引水量為4.65 億 m3,扣除輸水和蓄水損失,可用水量2.44 億 m3。建成以來,保障了大慶油田、石化工業用水、城鎮居民用水和農田灌溉,還大力改善了當地的生態環境,發揮了巨大的綜合效益[1]。
2)中部引嫩工程:中部引嫩工程位于黑龍江省西部,地處嫩江中游左岸,設計年引水量為5 億 m3,引水期為每年4月下旬—10月下旬。自1970年建成以來,為齊齊哈爾市區、大慶市、杜爾伯特蒙古族自治縣及林甸縣提供了生產和生活用水,成為黑龍江省西部的重點國計民生工程[2]。
3)南部引嫩工程:南部引嫩工程引水口位于嫩江左岸他拉哈鎮紅土山下,水庫由8個自然湖泡組成,設計庫容為4.05 億 m3。南引工程是以改善環境、工業用水、農田灌溉、養魚和育葦等為主要任務的綜合利用大型水利工程,其所在區域內5300km2是黑龍江省著名的干旱區,位于安達鹽堿土區域內,最初依靠嫩江洪水洗堿壓沙,自南引工程建成以來,經過多次技術處理,周邊范圍內生態環境得到改善。
自大慶油田開發建設以來,水資源需求量增高,地下水擔負著油田主要的供水任務。1980年地下水資源總開采量為2.6 億 m3,1990年為3.8 億 m3,2003年達到5.8 億 m3,目前已超過6.3 億 m3[3]。大慶市有多個含水層,第四系底部砂石含水層,包括位于大慶市杜蒙縣、林甸縣和肇源縣的白土山孔隙承壓含水組和分布于大慶市區的哈爾濱組孔隙潛水組。大慶市地下水平衡分析計算結果表明,潛水補給總量為15.17 億 m3/a,主要補給占77%。承壓水補給總量為6.04 億 m3/a,主要越層補給占66.4%,此為部分潛水資源。承壓水側向徑流補給為2.003 億 m3/a,占地下水總補給的11.7%[4]。大慶目前深層承壓水的利用已經嚴重超標,應重視地下水資源開發利用的長遠規劃。
1.2水資源存在問題
大慶市水資源現狀基本以自然水系為主體,人工輔助措施為輔,基本滿足該地區經濟社會發展對生活供水、防洪、灌溉和通航的要求。但隨著經濟社會的發展和城市化進程的加快,水利作為工業發展的有力支撐,還存在諸多問題制約著水利系統發揮效益。
1.2.1供水保障體系制度不完善
大慶市地表水資源管理單位各自管轄引水及泄水,由水利部松遼委進行宏觀方面的協調工作。中部引嫩工程管理單位為齊齊哈爾市,而其用水在大慶市,東升水庫和連環湖由中引工程供水,其供水指標10.1 億 m3分配給大慶市7.4 億 m3,供水用水兩地協調困難造成中引為大慶的供水計劃未能落實。
1.2.2部分地區洪澇水宣泄不暢,抵御洪澇災害能力不足
大慶市南部引嫩工程,其泄水干渠八家河段淤堵,導致下游段泄干渠道多年廢棄,從未啟用。洪澇水蓄泄空間與河湖連通通道受阻,增加了渠道的泄洪壓力,對水工建筑物的使用帶來了負面影響。連南引工程九支干構段位于嚴重低洼內澇地帶,且部分河道標準低,危害周邊耕地和附近濕地。
1.2.3濕地嚴重萎縮,水生態環境承載能力降低。
大慶地區周邊河湖濕地部分被侵占作為他用,生態環境用水被擠占,導致水生態環境循環被打破,出現濕地內野生生物物種及數量銳減等諸多問題。濕地的萎縮表現為地下水位及地表水位的下降,分別受到自然因素的影響和人為因素的影響,不斷地對濕地進行開墾開發利用、牧業破壞、油田開發抽取地下水以及廢水的排放和水利設施的興建都加速了濕地的萎縮。
1.2.4地下水超采出現漏斗
由于大慶市周邊工業用水增多及油田長期超量開采,大慶地下已經形成了2個水位下降漏斗以及泰康組承壓含水層降落漏斗。使原來高于地表數米的承壓水頭,現今降落到地表下40~50m,引起潛水對承壓水的越層補給(約4 億 m3/a)[4]。
水系是由流域內河流湖泊等水體構成脈絡相通的水網系統,是區域防洪、供水和生態安全的重要基礎。近年來隨著各個領域對水系連通的深入研究,對水系連通性的理解和實施成為各界討論的熱點。目前我們國家對水系連通的普遍認同定義為以實現水資源可持續利用,人水和諧為最終目標,以提高水資源配置能力,改善生態環境,增強水旱災害防御能力為重點任務,通過水庫、泵站、渠道等必要的水利工程,恢復和建立河流、湖泊、濕地等水體之間的水力聯系,形成引排順暢、蓄泄得當、豐枯調劑、多源互補、可調可控的江河湖庫水網絡體系。“脈絡相通”即為水系的連通性。水系連通包含2個基本要素: ①要有能滿足一定需求保持流動的水流;②要有水流的連通通道[5]。水系的連通一部分是天然存在的,另一部分通過人工修建河渠、水庫、閘壩等工程改變原有水系,增加了水系適應環境變化的能力,可以為社會經濟的平穩發展提供有力保障。在全球氣候多變、災害頻發的當代社會下,水系的連通,既是抵御水旱災害、保障人民生命財產安全的有力舉措,也是適應我國當下經濟社會發展,滿足工農業發展對水資源需求的合理調配方針。我國近年來以水資源調配及水生態環境治理為目的,開展了一批成功的河湖連通工程,如鄭州市2010年興建的生態水系工程、銀川市2004年建造的河湖水系連通工程以及“八、五”期間東北地區的引松入長工程[6],為大慶地區水系連通提供了思路。根據大慶當地水資源分布和利用現狀,水系連通能夠優化大慶地區水資源配置,改善水資源供需矛盾,緩解城市化和工業化加速對水資源的迫切需要。充分發揮水體的自凈作用,是大慶市興利和防洪的基礎,是恢復生態環境的必要途徑,也是優化水資源配置戰略格局、提高水利保障能力、促進水生態文明建設的有效舉措。
3.1改善生態環境的相宜對策
1)加強區域內水循環。大慶地區為多湖的城市,水系連通可以緩解干旱地區的水資源短缺情況,使水循環和大氣循環相互促進和影響,改善河湖水質,凈化周邊空氣,改善植被和湖泊泡沼水質,促進周邊農業灌溉和生產。
2)改善當地氣候,促進扎龍濕地發展。扎龍濕地位于黑龍江松嫩平原烏裕爾河下游,處于齊齊哈爾市區西南部和大慶市林甸縣和杜爾伯特蒙古族自治縣,國家級自然保護區。水系連通可使扎龍濕地長期的積水得到凈化,利用其持水作用,通過植物蒸騰和水分蒸發增加空氣濕度,改善氣候。水系連通與濕地防洪蓄水相結合,凈化周邊生態環境。
3)通過補償地下水避免因超采帶來的危害。經濟發展離不開水資源的開采和利用,水系的連通,可以緩解大慶地區受水區因經濟發展而源源不斷的超采壓力,通過地表水補給地下水,增加地下水的入滲和回灌,消減地面沉降的危害,確保油田產業的蓬勃發展。
3.2保障工農業用水的迫切需求
通過建立城市供水網絡,提高城市用水的保障能力。目前大慶地區農業抗旱能力普遍偏低,依據黑龍江省大慶地區糧食主產地的計劃,以及發展20 萬 hm2水田的農業戰略規劃,適應旱田改水田的需求,不僅需要加強水源工程和節水工程,同時通過相應的水系連通工程,做到合理配置水資源,改善農業用水的基本條件,提高大慶地區農業抗旱能力和灌溉保證率,為大慶地區的建成高標準示范性農業產業基地提供有力保障。大慶主城區范圍內有油井近1萬口,每天的清水注水量約為8 300 萬 m3,隨著油田開采技術的進步,用水量逐年遞增。水系連通是提高供水保證率的一項有效方式。
3.3提升防洪除澇能力的有力措施
近些年大慶地區水利災害頻發,尤其2013年嫩江特大洪水對該地區經濟社會造成了很大影響,對水利工程也造成了一定程度上的破壞,此次洪水也凸顯了部分河道的輸水排水功能已經喪失。為確保防洪安全,要加大各個防洪工程體系的建設,建立健全洪水預報警示制度,同時加大水系連通工程,打通洪澇水的通道,針對大慶地區地勢平緩,利用大中型水庫的連通效應,逐級緩解洪峰,起到錯峰、蓄洪和滯洪的效果,提升了河湖及水庫的調蓄泄能力。
針對大慶地區水資源分布不均、水體污染、濕地萎縮等問題,以保障生活生產及糧食用水為重點,加快河湖水系連通工程建設,實現“三引連通”及其覆蓋區域的配套工程建設,提高水資源保障能力,改善水生態環境。水系連通工程為發展水利的必由之路。大慶地區水系連通工程,包括管理范圍內江河、湖泊、濕地以及水庫的所有水資源,通過科學的調度和疏通等工程項目改變或建立水利聯系,例如建設水庫,大壩,水閘,渠道和泵站等,從而調節水資源時空分布差異。河湖水系連通工程重新調整了水資源的格局,具有很大難度,同時存在一定的風險,因此,具體哪些水系可以連通,應進行科學的規劃論證,因地制宜的開展。應遵循以下實施方針:
1)判別河湖水系的承載能力與環境容量適應程度。考慮受水區水資源儲備能否滿足當地發展及生態環境需求,調水地區是是否具有充足的水資源,水系連通是否對當地環境造成不利影響。
2)避免對環境產生負面效應。謹防受水區出現鹽堿化和大面積沼澤,出現因水系連通而造成水質破壞的連鎖效應,造成二次污染。
3)分析論證工程投資與水系連通產生效益比。
4)重視配套工程的建設,防止徑流增大破壞原有工程體系。
我國提出的水系連通治水方針,是水利史上的一項重要的系統工程。大慶地區水利連通性總體較好,但局部湖泊渠道淤堵,加強水利工程建設,力爭做到把雨洪水蓄起來,把地下水管起來,把再生水用起來,著力構建流域相濟、多線聯絡、多層循環、生態健康的水網體系。
[1]彭旭明,龍顯助,劉加海.北部引嫩工程沖刷淤積與土壤鹽漬防治措施[M].北京: 中國農業科學技術出版社,2009:16-21.
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[4]朱福才,張明,杜紹敏,等.大慶市地下水資源開發利用現在分析與對策[J].黑龍江水專學報2009,36(02):27-30.
[5]馬藹乃.全國河流水系網絡化與渤海淡化工程思考[J].南水北調與水利科技,2003,1(01):20-22.
[6]李原園,李宗禮,酈建強,等.水資源可持續利用與河湖水系連通[R].北京:中國水利學會學術年會特邀報告匯編,2012.
1007-7596(2016)07-0174-03
2016-05-26
吳曉明(1972-),男,黑龍江甘南人,工程師。
TV213.4
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