晉中市太谷區水資源現狀評價與分析

白曉云

（晉中市太谷區水利局,山西 晉中 030800）

1 緒論

1.1 研究背景及意義

晉中市太谷區隨著城市的不斷發展,太谷縣的城市供水矛盾日益凸顯,嚴重影響了縣城居民、單位的正常生活生產[1]。且該地區地下水嚴重超采,出現了地面沉降和地裂縫等現象,地表水利用效率低下,對水資源進行綜合評價為開發利用和合理調度水資源的保護提供了一個可靠的數據,為確保我國地區水資源可持續開發利用與環境保護的健康可持續發展提供了一個科學的基礎和依據[2],對國民經濟的健康發展起著十分重要的指導性作用。

1.2 研究內容

1）太谷區概況,包括自然地理概況、氣候水文概況和地質與水文地質概況；

2）太谷區的水資源評價,包括水資源量評價、水資源可利用量評價和水資源質量評價；

3）太谷區的水資源開發利用現狀評價,包括供水工程調查、供用水量分析、現狀用水水平分析以及開發利用中存在的問題；

4）提出針對可持續開發利用水資源的對策,通過對太谷區開發利用現狀評價以及存在的問題提出有效的建議。

2 研究區概況

2.1 地理位置

太谷縣地處中國山西中東部,位于晉中盆地,地理坐標為112°28'~113°1',北緯37°12'~37°32'。東北與榆次相依,東南與榆社市毗連,西南與杞縣相鄰,西北與清徐市交界。東西長50 km,南北寬39 km,總面積為1052 km2。

2.2 氣候條件

太谷縣屬暖溫帶大陸性氣候,四季分明,冬季寒冷干燥,夏季雨熱同期,春季干旱多風。

年平均氣溫約為9.8℃,年平均降水量約為458 mm。年平均日照時長達2500 小時,一年中以5、6 月份日照時間最長。年平均蒸發量約為1765.9 mm,遠超全年降水量。西南風和西北風是常年主導風,年平均大風日數約為187 天。

2.3 水文條件

太谷縣的境內有烏馬、象峪、津水、咸陽、四卦、石河、小河、朱峪、水晶坡河等9 條時令河。其中,水晶坡河屬于海河流域南運河水系,其他的河流均屬于黃河流域汾河水系。其中烏馬河和象峪河都是終年有水的河流,其他的河流是季節性河流,縣內各水庫控制流域總面積為662 km2,多年平均徑流量為5438萬m3/a。太谷區河流水系見圖1。

圖1 太谷區河流水系圖

2.4 地質情況

太谷縣受祁呂賀山字形構造前弧東翼和新華夏構造體系的綜合作用,現存形跡屬于直線扭動和曲線扭動所形成的旋扭構造體系?？h區的東南部山峰林立,西北部則地勢平坦。山地、丘陵地區廣泛出露為三迭紀巖層,局部地區出露二迭、侏羅紀巖層；平川區出露新第三紀與第四紀更新世沉積物。

2.5 水文地質條件

研究區水文地質條件受到地貌、地層巖性和地質構造等的作用,根據含水介質和地下水水力特征,地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙水。其補給來源主要是接受大氣降水和河流的側向補給,目前研究區由于過度開發地下水資源,出現了大面積的地下漏斗,造成了地面沉降。

3 水資源量評價

3.1 水資源總量評價

太谷縣境內有9 條時令河,且各河流上游均設有水庫,全區各個水庫控制的總流域面積約為662 km2,多年平均徑流量為5438萬m3/a；太谷全縣多年平均水資源總量為10522萬m3/a,其中地表水資源量5050萬m3/a,地下水資源量5472萬m3/a。

3.2 水資源可利用量評價

3.2.1 地表水資源可利用量

研究區位于北方,其河流地表水資源可利用量可以采用倒算法,即將多年平均地表水資源量減去河道內生態環境需水量和多年非汛期難以控制利用的水量得到地表水資源可利用量。河道環境需水量主要為維持河道基本功能的生態環境需水,可以用15%的多年平均徑流量來表示[3]。由于研究區內的河流屬于季節性河流,且流量較小,非汛期除烏馬河與象峪河有水,其余均無水,所以基本上不存在洪水棄水量,因此非汛期難以控制利用的水量可視為零。

因此Q地表可利用量=Q地表-Q河道環境需水量=5050-15%×5050=4292.5萬m3/a

3.2.2 地下水資源可開采量

晉中市太谷區多年地下水實際開采量為7925萬m3/a,占地下水資源量的144.8%,屬于嚴重超采區,地面沉降嚴重,目前已經關停大部分取水井,目前太谷區地下水年壓采水量為450.3萬m3/a。采用可開采系數法確定研究區地下水可開采量,計算公式為：

式中：Q可采為地下水可開采量；ρ為可開采系數；Q總撲為地下水總補給量。

地下水總補給量綜合考慮研究區實際情況,可開采系數取值ρ=0.8。因此地下水可開采量為Q可采=0.8×5472=4377.6萬m3/a。

3.3 水資源質量評價

根據水質化驗報告,研究區水資源基本不含糞大腸桿菌等致病微生物,也不含對人體健康產生毒害的無機物、有機物,因此在流行病學上和毒理學上均安全可靠。經過對比,該水質滿足《地表水環境質量標準》（GB 3838-2008）的III類標準,為微污染水源。

經過對研究區供水水源近一年的水質檢測,發現該水源具有以下特征：在冬季,由于冬季時間較長,水庫水的溫度降至0~4℃,濁度較低,水質呈低溫、低濁度的特點；在春季融雪季節,水體濁度大幅上升；在夏季,隨著暴雨季節的到來,水庫水泥沙含量高,導致原水濁度較高；由于水庫水中含有氨氮,導致水中藻類大量繁殖。

4 水資源開發利用現狀評價

4.1 供水工程調查與供水量分析

太谷縣供水來源主要由地表水和地下水兩部分組成,根據《山西大水網東山供水工程太谷縣供水規劃設計報告》,大水網東山供水工程向太谷縣提供1630萬m3的工農業用水,其中農業灌溉用水為400萬m3,工業以及生活用水為1230萬m3。

太谷區常年超負荷開采地下水,導致地下水嚴重超采,已經出現了地面沉降和地裂縫等現象,因此地下水供水量取地下水規劃可開采量,為5820萬m3/a。

研究區供水量總計7050萬m3/a。

4.2 用水量分析

用水量包括工業用水,生活用水和農業用水。太谷縣用水量分析情況見表1與圖2。

表1 太谷縣用水情況表

圖2 太谷縣用水結構圖

根據太谷縣用水結構圖可知,居民生活用水占比最高占總用水量的67%,其次是農業灌溉用水。

4.3 現狀用水水平分析

此處只對農業和生活用水進行分析。

（1）農業用水水平分析

研究區農業灌溉用水量為450.3萬m3,灌溉面積為2.02萬畝,即灌溉用水定額為222.9 m3/畝,經查閱《山西省水資源公報》得知山西省平均農田灌溉畝均用水量為183 m3/畝,因此該研究區的灌溉用水量高于山西省平均水平。

（2）生活用水水平分析

此處采用太谷縣實際生活用水量進行生活用水水平分析。

研究區實際人口數約23 萬人,計算得該縣目前的綜合利用生活飲水指標大約為160 L/（人·d）,依照山西省出臺的《山西省用水定額》（2008）可以計算得到山西三區市中小縣城鄉農村居民的生活飲用水平均標準分別是64 L/（人·d）~100 L/（人·d）。因此該縣用水標準偏高。

4.4 開發利用存在的問題

1）農業用水占比較大,且并沒有推廣節水灌溉技術,多采用大水漫灌的方式,利用率較低,農業灌溉用水水平遠超全國平均水平。

2）研究區居民生活用水偏高,太谷縣為一般縣城,即使考慮到近年來經濟發展迅速,所需水量增加,用水標準任然明顯偏高。且該地區供水管網漏損嚴重,且居民普遍存在浪費水的現象,節水意識有待提高。

5 結語及建議

5.1 結論

本研究通過查詢資料和數據分析,對太谷區的水資源量、供水狀況和用水現狀等方面進行了分析。得出如下結論：

（1）研究區多年平均水資源總量為10522萬m3/a,其中地表水資源量為5050萬m3/a,地下水資源量為5472 萬m3/a。

（2）對研究區供水水源進行了相關的水質評價,供水水源滿足《地表水環境質量標準》（GB 3838-2008）的III類標準,為微污染水源。故需要經過處理才能符合飲用水標準。

（3）研究區供水量總計7050萬m3/a,其中地表水供水量1230萬m3,地下水供水量5820萬m3。

（4）研究區農業灌溉用水占比最大,占總用水量的67%。

（5）研究區現狀用水水平較高,水的利用效率較低。

5.2 建議

通過計算分析得出太谷縣水資源開發利用現狀,為了提高本地區地下水資源的利用率,緩解供需矛盾,應對研究區的水資源進行合理的開發、利用、保護和管理。對此提出以下建議：

（1）有效開發利用水資源

太谷縣地下水嚴重超采,已經出現了地面沉降和地裂縫等現象,需關井壓采地下水,并且可以用多余的地表水資源補充地下水資源,盡可能實現當地水資源的合理開發與利用。

（2）推進節水型社會建設

調整產業結構,提高水的重復利用率；加強控制治理水體污染,污水需要經過處理后才能排放,避免污染水源使得水質惡化；提高節水宣傳力度,使居民養成節水好習慣

（3）提升監測研究區水資源技術

了解水資源的實際情況,對太谷縣水資源的數量和質量定期監測,為正確評價水資源開發利用提供可靠的數據資料。