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水资源现状及供需平衡分析

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摘要:【目的】研究庆阳市水资源现状和远景规划,进行水资源供需平衡分析。【方法】以庆阳市城市水资源现状为研究对象,在预测庆阳市各县区需水量、分析现状供水能力及未来供水潜力的基础上,以2014年为现状年,以2020和2030年为规划年,对水资源进行了供需平衡分析。【结果】以2014年为现状年,庆阳市各县(区)到2020年需水总量为5620.47万m3,2030年需水总量为7883.68万m3。在不同保证率下各县区除环县和华池县外,其余县区供水满足需求量,且有一定的余水量。【结论】建议庆阳市各县区在现状供水水源地开发利用的基础上结合城市供水规划,以保证水资源可持续开发利用为前提,坚持以人为本,优先保证城市居民生活用水,同时协调工业、其他用水,对可供利用的水资源量通过多次供需反馈和协调,使其尽可能达到水资源的优化配置。同时进行城市供水现状水源地及拟建供水水源地保护区划,分并配套建设水利工程设施,实现市域范围内水资源的时空调配,解决水资源分布不均制的矛盾。

关键词:水资源;现状;需水量;供需平衡

0引言

庆阳市位于甘肃省东部,习称“陇东”,地处东经106°20′—108°40′,北纬35°10′—37°10′,管辖西峰区、庆城县、华池县、合水县、正宁县、镇原县、宁县、环县8个县(区),西接宁夏回族自治区,西南部为甘肃省平凉市,南部、东部和东北部与陕西省的宝鸡市和延安市为邻,北部是宁夏回族自治区的盐池县和陕西省的定边县,属于较严重缺水地区[1-4]。近年来,随着城镇化步伐的加快及城市工业的快速发展,庆阳市城市人口逐年递增,工业需水量倍增,现有供水水源地已不能满足城市可持续发展对水资源的需求,城市供水供需矛盾日益突出。为解决庆阳城市供水可持续发展与供水日趋紧张的矛盾,在庆阳市城市供水水源地现状调查评价基础上进行城市中远期供水水资源供需平衡分析尤为必要,在此基础上提出的城市供水方向建议对于城市水源地规划、建设、保护可提供理论依据,对庆阳市经济社会健康发展和生态环境建设有重要意义。

1庆阳市水资源现状

庆阳市总属黄河流域,分属泾河、北洛河、清水河和苦水河4大水系。其中泾河流域面积最大,在庆阳市有23556km2,占全市总面积的86.9%;华池、合水东部为北洛河流域,在庆阳市境内流域面积2330km2,占全市总面积的8.6%;环县甜水、毛井一带属苦水河和清水河流域,在庆阳市境内流域面积1233km2,占4.5%。庆阳市多年平均地表水资源总量为13.72亿m3,其中入境水5.52亿m3,自产水8.2亿m3[5-7]。市内主要河流有泾河的一级支流马莲河、蒲河、洪河、四郎河以及北洛河的一级支流葫芦河等5条较大的河流。马莲河发源于陕西定边白于山,流经庆阳市七县一区,于宁县政平汇入泾河,全长366km,流域面积为19086km2,多年平均年径流量4.47亿m3。马莲河由于上游环县境内2100万m3苦咸水下泄,造成整个干流水资源难以利用。蒲河发源于环县的庙儿掌,由西北流向东南分别经过庆阳市的环县、庆城、西峰、镇原及宁县,在宁县宋家坡附近流入泾河,全长175km。流域面积7443km2,多年平均径流总量2.428亿m3。洪河发源于宁夏固原县新集乡,主要流经庆阳市镇原县,在泾河杨闾以下流入泾河,流域面积1307km2,多年平均径流量0.608亿m3。四郎河发源于正宁县子午岭山麓的艾蒿店子,于陕西长武县雅口流入泾河,流域面积783km2,多年平均径流总量0.288亿m3。葫芦河发源于庆阳市华池县紫坊乡,流经华池山庄、南梁、林镇和合水县太白镇后汇入北洛河。在庆阳市河长70km,流域面积2279km2,多年平均径流量0.455亿m3。庆阳市地下水主要为第四系潜水和下白垩系承压水。第四系潜水主要赋存于全市南部13条较大的黄土塬,地下水埋深20~40m,含水层厚度40~80m,单井日出水量300~500m3,塬面最大的董志塬富水性最好,单井日出水量最高可达1000m3。目前塬区黄土层孔隙潜水的开发利用程度较高,在人口密集和城市化进程比较快的局部地区已经出现了严重超采现象。下白垩系承压主要包括宜君洛河组、华池组、环河组和罗汉洞组,其中华池组、环河组地下水的矿化度较高,利用价值不高;罗汉洞组地下水水质较好,但覆盖面较窄,主要分布在马莲河以西的环县、镇原、庆城的局部地区,范围较小。宜君洛河组是庆阳市最重要的地下含水层,富水性强,单井涌水量2000~5000m3,含水层厚度400~700m,有很大的开发潜力。全市地下潜水的年允许开采量为0.21亿m3,承压水年允许开采量为3.66亿m3,合计3.87亿m3。

2城市需水量分析

用定额法预测庆阳市需水量。预测过程中既要考虑城市居民生活用水,又要考虑工业用水量以及其他用水,其他用水主要包括:①道路浇洒、绿化需水;②管道漏失需水;③管道未预见需水等。通过分析各项用水定额的变化特点、用水结构和用水量的变化趋势,确定不同规划年的需水定额,并计算各方面的需水量。以2014年为现状年,2020和2030年为规划水平年。

3城市水源地可供水量分析

庆阳市地表水资源丰富,城市现状供水水源地以水库型水源地为主,部分城市位于承压水取水有利的河谷区段,以县城承压水为取水水源,西峰区、庆城县及正宁县城市位于黄土塬区,所在地塬区第四系潜水含水层分布面积较广,可作为后备水源地。当枯水年时会开采,丰水年不开采,这样丰水年和枯水年的总开采量是一致的,所以不设计不同保证率下的供水量。其中镇原县水源地可供水量266.27万m3,县水利规划在2020年前,规划建设中型水库6座,总库容10200万m3,设计新增供水能力2765万m3,2021—2030年衔接甘肃省南水北调工程(从长江流域的白龙江调水),规划修建镇原县相应配套工程,设计新增供水量610万m3。华池县水源地多年平均径流量为419.38万m3。环县城市第一水源地张南湾水库蓄水量70万m3,每年调水3次,年最大可供水量为200万m3,庙儿沟水库水源地多年平均径流量为132.57万m3,县城承压水水源地总允许开采量为70.79万m3。正宁县庵里水库水源地多年平均径流量为1482.19万m3,备用水源地总允许开采量为139万m3。西峰区现状城市供水水源地为巴家咀水库水源地,十里湾水源地规划为后备水源地,巴家咀沟底水源地规划为应急水源地,其可供水量分别为5124、111.25、365万m3。庆城县现状年唯一水源地冉河川水源地现状年的允许开采量为133.3万m3,城市供水远景规划中,冉河川水源地供水不足的部分由教子川水源地、纸坊沟水源地及驿马镇后备水源地补足。宁县城市供水水资源主要为地下水,包括河谷潜水和承压水,河谷潜水仅作为部分单位及居民家庭自备水源地,因河谷区含水层富水性差,不宜长期开采,承压水作为现状年主要的城市供水水源。深层承压水年允许开采量为197.9万m3,砚瓦川后备水源地地表水水资源年可利用量249.11万m3。合水县现状年城市供水水资源主要为地表水,来自固城川新村水库和瓦岗川孔家沟水库,年供水量为111.9万m3,地表水供水不足的部分水资源,规划将开采固城川河谷区的下白垩系宜君-洛河组承压水资源来补充,深层承压水允许年开采量为267.30万m3。

4水资源供需平衡分析

水资源供需平衡分析的目的是分析水资源供需结构、利用效率和工程布局的合理性,揭示水资源供需矛盾,探知水资源开发利用的途径和潜力,为环境保护经济规划和水资源管理的提供决策依据,对生态环境修复改善、社会经济可持续发展和水资源可持续利用具有重要意义[8-12]。根据不同保证率下庆阳市各县区可供水量和需水量的预测,对庆阳市2020、2030年水资源供需平衡进行了分析计算。在P=20%的情况下,除环县外,其余各县区均达到需水量要求,并且均有余水量,不存在缺水现象。环县2020年和2030年缺水量分别达到了131.08万m3和286.97万m3,缺水率分别为26%和43%,不能满足城市供水的要求。在P=50%的情况下,2020年除环县外,其余各县区均达到需水量要求,并且均有余水量,不存在缺水现象。2030年环县和华池均有缺水现象,其余各县区均达到需水量要求,并且均有余水量,不存在缺水现象。环县2020年和2030年缺水量分别达到了164.69万m3和320.38万m3,缺水率分别为32.6%和48.5%,不能满足城市供水的要求;在P=75%的情况下,除环县和华池外,其余各县区均达到需水量要求,并且均有余水量,不存在缺水现象。环县2020年和2030年缺水量分别达到了179.6万m3和335.49万m3,缺水率分别为35.6%和50.8%,华池2020年和2030年缺水量分别达到了38.98万m3和118.87万m3,缺水率分别为18.8%和41.4%,不能满足城市供水的要求;在P=95%的情况下,除环县和华池外,其余各县区均达到需水量要求,并且均有余水量,不存在缺水现象。环县2020年和2030年缺水量分别达到了190.74万m3和346.63万m3,缺水率分别为37.8%和52.4%,华池2020年和2030年缺水量分别达到了81.75万m3和161.64万m3,缺水率分别为39.4%和56.2%,不能满足城市供水的要求。

5结论及建议

1)以2014年为现状年,通过分析各项用水定额的变化特点、用水结构和用水量的变化趋势,确定2020年需水总量为5620.47万m3,2030年需水总量为7883.68万m3。2)在分析各县区现状供水能力的基础上,考虑了各县区新建供水工程、南水北调工程等后备水源,计算得到了不同保证率下各县区规划水平年的供水总量。3)在不同保证率下各县区除环县和华池县外,其余县区供水满足需求量,且有一定的余水量。环县在不同保证率下供水不足,2020年和2030年最大缺水率分别可达37.8%和52.4%。华池县除保证率25%的丰水年供水量满足需水量外,其余保证率下皆供水不足,2020年和2030年最大缺水率分别为39.4%和56.2%。故建议庆阳市各县区在现状供水水源地开发利用的基础上结合城市供水规划,以保证水资源可持续开发利用为前提,坚持以人为本,优先保证城市居民生活用水,同时协调工业、其他用水,对可供利用的水资源量通过多次供需反馈和协调,使其尽可能达到水资源的优化配置。并且在庆阳市各县(区)城市现状用水调查和各部门、各行业用水定额、用水效率分析的基础上,根据对当地水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平、水价等因素的综合分析,参考省内、省外用水水平的指标与参数,以及有关部门制定的相关节水标准与用水标准,通过采取综合节水措施,确定城市分类用水定额、用水效率等指标可能达到的上(下)限。同时进行城市供水现状水源地及拟建供水水源地保护区划,分并配套建设水利工程设施,实现市域范围内水资源的时空调配,解决水资源分布不均制约庆阳市经济社会可持续发展的矛盾。

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作者:杨阳;胡爱萍 单位:陇东学院土木工程学院

水资源现状及供需平衡分析责任编辑:张雨    阅读:人次