府谷縣水資源開發現狀與用水潛力分析

孫旭偉,段莉芳

(1.府谷縣河道養護站,陜西 府谷 719499;2.府谷縣水利工作隊,陜西 府谷 719499)

1 概 況

府谷縣處于內蒙古高原與陜北黃土高原東北部的接壤地帶,總面積 3229km2,轄14 個鎮、2個農業園區、5個便民服務中心,207個行政村。2021 年末,全縣總人口為 25.5萬人。府谷縣屬中溫帶半干旱大陸性季風氣候,多年平均蒸發量為 2375.7mm,多年平均降水量為 431.4mm[1]。府谷縣自然資源富集,擁有各類礦藏 20 多種,特別是煤炭已探明儲量200 億t,高嶺土探明儲量 3.59 億t ,居全國之首。為了滿足社會經濟快速發展對水資源的需求,需對用水現狀和開發潛力進行分析[2]。

2 水資源狀況分析

2.1 河流水系

府谷縣河流錯綜、溝壑密布,僅流域面積超過10km2的河流達62條,但大多屬季節性河流,雨季暴漲,旱季斷流,且河水含沙量高。河流多年平均徑流量約4.924 億 m3/a(不含黃河),其中:客水徑流量為 2.83 億 m3/a,自產水量 2.094 億 m3/a。徑流的年內變化和降雨量的年內分布相一致,大部分集中在汛期(7～9月),其徑流量約占年徑流總量的 70.3%。在府谷天橋一帶,有較為豐富的巖溶水資源,年可開采量約 7884×104m3/a[3]。

2.2 水資源可利用量分析

府谷縣多年平均水資源可利用總量(含黃河徑流)為 0.6971×108m3/a, 其中地表水可利用量 0.6623×108m3/a,地下水可利用量 0.2346×108m3/a,兩者重復利用量 0.1998×108m3/a。

2.3 水資源時空分布特點

府谷縣境內的多數河流均屬于季節性河流,雨季暴漲,旱季斷流。徑流的年內變化和降雨量的年內分布相一致,大部分徑流主要集中在汛期的6～9月份,其徑流量約占年總徑流量的 70%。由于降水年內、年際變化大,形成了徑流年內、年際變化大。年內降雨分配不均,且又比較集中,造成府谷縣水土流失嚴重,地表水泥沙含量高。河流的陡漲陡落及水流泥沙含量高,是府谷縣河流的主要特點,同時也為地表水資源的開發利用增加了難度。

2.4 水功能區水質及變化情況

2.4.1 水功能區劃與評價

根據府谷縣水功能一級區劃,府谷境內主要為黃土水系,按功能劃分為晉陜開發利用區、府谷保留區、府谷源頭保護區、府谷緩沖區等。其區劃和評價結果見表1。

表1 府谷縣河流水功能一級區劃表

在一級區劃的基礎上,府谷境內二級區劃主要包括各用水區、排污控制區、過渡區等,見表2。

表2 府谷縣河流水功能二級區劃表

2.4.2 水質及其變化情況

2021年府谷縣參與評價的水功能區共11個,評價河長419.8km,2021年參與評價的11個功能區有9個達標,即2021年府谷縣水功能區水質個數達標率為81.8%。其中,黃河磧塄水質為Ⅰ類,穩定達標;孤山川、皇甫川Ⅲ類,達標。清水川Ⅱ類,達標。區域地下水采集水樣中有約50%的水樣部分離子超標,超標組分主要為Cl-、SO2-、F-、NO-、溶解性總固體和總硬度。超標項目的水樣大多分布在皇甫川、孤山川上段和中段及海則廟溝區域,水污染形勢嚴峻。

3 水資源開發利用現狀分析

3.1 水利工程

府谷縣在地表水開發利用中,主要以蓄水工程、引水工程和提水工程為主。蓄水工程中,小型水庫75座,池塘40座。引水工程中,引水渠道131條,現狀正常運行引水渠道2條。提水工程中,現有抽水站534個,其中以黃河、石馬川等河流沿岸分布較多較集中,主要抽取河水和庫水。地下水取水工程以大口徑淺井為主,主要分布于清水川、黃甫川、孤山川、墻頭和西部、北部及南部溝谷中,深機井主要分布在黃河延岸的孤山川口、天橋、浪灣及清水川口和和海則廟溝口等地。

3.2 供水工程與供水量

2021年府谷縣境內現狀供水總量為7678×104m3/a,其中地表水供水量為2841×104m3/a,占總用水量的37.0%;地下水供水量為4557×104m3/a,占總用水量的59.4%;其他水源供水量為280×104m3/a,占總用水量的3.6%。地表水供水量中,蓄水、引水、提水工程的供水量分別為611×104m3/a、94×104m3/a、2136×104m3/a,分別占府谷縣各類供水工程供水總量的8.0%、1.2%、27.8%;地下水供水量中,全部由淺層水供水工程的供水量為4557×104m3/a,占府谷縣各類供水工程供水總量的59.4%;其他水源供水量中,礦坑水、再生水工程的供水量分別為108×104m3/a、172×104m3/a,分別占府谷縣各類供水工程供水總量的1.4%、2.2%。

3.3 用水量、用水水平和用水結構

3.3.1 用水量和用水結構

根據《2021年榆林市供用水量統計報表》,2021年府谷縣各行業用水總量為7678×104m3/a,其中農田灌溉用水1716×104m3/a,占總用水量的22.4%;林牧漁畜用水746×104m3/a,占總用水量的9.7%;工業生產用水3888×104m3/a,占總用水量的50.6%;城鎮公共用水164×104m3/a,占總用水量的2.1%;城鎮居民生活用水436×104m3/a,占總用水量的5.7%;農村居民生活用水340×104m3/a,占總用水量的4.4%;生態環境用水388×104m3/a,占總用水量的5.1%。從用水數據上可以看出,工業用水量最大,其次為農田灌溉。

3.3.2 用水水平與用水效率

因此,2021年府谷縣人均年綜合用水量均低于榆林市、全國平均用水量。2021年府谷縣國民生產總值為735.88億元,則萬元GDP用水量為10.43m3,而同年榆林市、全國萬元GDP用水量分別為21.54m3、51.77m3。因此,2021年府谷縣萬元GDP用水量均低于榆林市、全國平均萬元GDP用水量。

2021年府谷縣工業年用水量為3888×104m3/a,工業增加值為538.06億元,萬元工業增加值用水量為7.23m3,而同年榆林市、全國平均萬元工業增加值用水量分別為7.99m3、22.85m3。因此,2021年府谷縣萬元工業增加值用水量均低于榆林市、全國平均萬元工業增加值用水量。城鎮居民生活人均日用水量為149.05L/(cap·d),農村生活人均日用水量為64.19L/(cap·d),均低于榆林市和全國水平。

4 存在的主要問題

4.1 水資源分布不均衡

水資源集中分布于東部黃河沿岸,中、西部水資源匱乏,開發利用條件不均一,與礦產資源及經濟發展布局不相協調[4]。地表水除黃河外,多為季節性河流,豐水期暴漲暴落、含沙量大,大量棄水,枯水期河道斷流,水資源利用困難?？h境內水利工程多以引水工程為主,基本沒有大的調蓄工程,供水保證率偏低,城市與工業供水的水源地及供水工程建設嚴重滯后。

4.2 水資源形勢不容樂觀

隨著社會經濟的快速發展,水資源開采量逐年增加,加之不合理的開發利用方式造成府谷縣局部地下水位降低、河川徑流量衰減。從20世紀80年代以來,境內河川徑流多年來均呈總體下降趨勢。府谷西北部分布的含煤地層為侏羅系延安組含煤地層,東部分布著石炭二疊紀煤田。目前全縣境內大小煤礦45個,特別是西北部侏羅紀煤田內,煤礦分布密度大,在煤炭開采中,由于采空區塌陷,破壞了地下水的賦存狀態,地下水沿裂隙帶漏失,導致淺層地下水枯竭。

4.3 對其他水源的開發利用力度不夠

境內水資源開發利用主要以地下水為主,地表水為輔,而對雨水、污水、煤礦礦井涌水等非常規水資源沒有進行充分的開發利用,而這部分水資源量還有一定的利用潛力,特別是污水再生水利用和礦井疏干水。有效的利用非常規水資源可在很大程度上減少地表水和地下水的開發利用量,對節約和保護區域有限的水資源和維持府谷縣經濟社會的可持續發展具有重要意義。

4.4 局部工業供水不足

府谷縣處于神府煤田腹地,是我國能源化工基地。近年來,煤電化三大產業鏈一體化正在形成,清水川、郭家灣、皇甫川和廟溝門工業區等初具規模[5]。馮家塔井田二期、西王寨井田、段寨井田、堯峁井田以及段寨電廠、清水川電廠二期、魯能西王寨甲醇廠、古城煤電化基地等,有的正在立項,有的即將建設。隨著這些廠礦的相繼建設投產,該地區已成為陜北能源基地建設的重點地段和熱點地區,生產和生活需水與供水的矛盾將更加突出。

5 水資源開發利用潛力分析

5.1 現狀水資源開發利用程度分析

府谷縣年地表水資源量為1.7545×108m3/a,可利用量為0.6623×108m3/a,2021年地表水實際供水量為0.2841×108m3/a。經計算,2021年府谷縣當地地表水水資源開發利用程度為16.2%。雖然地表水開發利用程度較低,且府谷境內地表水大多屬季節性河流,徑流的年內變化劇烈,多數月份水量很小或干涸,7～9月汛期徑流量約占年徑流總量的70%～80%。

府谷縣年地下水資源量為9410×104m3/a,可開采量為2346×104m3/a,天橋一代巖溶水可開采量約7884×104m3/a;2021年府谷縣地下水實際供水量為0.4557×108m3/a。經計算,2021年府谷縣地下水開采率為44.5%。

5.2 水資源開發利用潛力

水資源開發利用潛力是通過對現有工程的加固配套和更新改造、新建工程的投入運行和非工程措施的實施后,分別以地表和地下水可供水量以及其他水源可能的供水型式,與現狀條件相比所能提高的供水能力。從府谷縣地表水開發利用程度16.2%、地下水開采率44.5%分析,府谷縣地下水水資源仍有一定的潛力。另外,再生水回用潛力也越來越大。可見,近期府谷縣水資源可為區域經濟可持續發展提供一定的水源支撐。

6 結 語

府谷縣水資源分布不均,局部水資源呈衰減趨勢。通過分析探討,府谷縣2021年多年平均水資源可利用總量(含黃河徑流)為0.6971×108m3/a,其中工業用水量最大,占總用水量的50.6%,局部地區工業用水嚴重不足,水污染嚴峻,污水再生水利用和礦井疏干水利用率低,萬元工業增加值用水量低于榆林市和全國水平,雨洪水、地下水、再生水利用空間和潛力較大,為未來府谷的水資源開發管理和優化配置提供了科學依據。