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【摘 要】 河北省是水资源奇缺的省份,其缺水类型属资源型短缺。而我省中南部平原及东部平原咸水分布广泛,储存较为丰富,且埋深较浅,便于开发,因此在对供水区内的微咸水、咸水资源量及开发利用现状等调查分析的基础上,发掘微咸水的利用潜力并充分利用,将对我省水资源短缺起到一定的缓解作用。
【关键词】 微咸水;开发利用;潜力
1 引言
河北省是水资源奇缺的省份,其缺水类型属资源型短缺,本省多年平均(1956~2000年)降水量531.7mm,多年平均水资源总量204.69亿m3,为全国水资源总量28412亿m3的0.72%。全省人均水资源量为386m3,仅为全国的16.8%。
南水北调中线供水区涉及河北省的邯郸、邢台、石家庄、保定、沧州、衡水和廊坊等7个省市,控制范围总土地面积6.21万km2。
中线供水区微咸水及咸水面积占供水区总面积的32.7%,有微咸水水量17.19亿m3,可开采量13.14亿m3,而现状开采量只相当于咸水水量的9.1%、可开采量的11.9%,咸水利用量很少,因此在对供水区的微咸水和咸水资源量及开发利用现状等调查分析的基础上,发掘微咸水及咸水的利用潜力并充分利用,将对我省水资源短缺起到一定的缓解作用。
2 微咸水及咸水的分布和储量
2.1咸淡水划分标准
咸淡水划分标准是按矿化度大小分类的,在华北水资源评价中采用了四级分类,本次亦采用四级分类,其分类标准见表1。
2.2微咸水及咸水地区分布
由于各地降水量及水文地质条件的差异,供水区微咸水及咸水分布很不均匀,中东部平原和和滨海平原浅层地下水、有咸水体并存,在沉积和古河道变迁影响下,分布很零散。微咸水及咸水占供水区总面积的32.7%,而且95%主要集中在运东平原、黑龙港平原、滹滏平原和淀东清南平原,分别占各水资源分区面积的74.3%、51.0%、42.8%和37.6%。在供水区七个市中,沧州、衡水和邢台三市微咸水及咸水面积占供水区总咸水面积的85.7%,分别占各市总面积的61.7%、54.6%和43.1%,可见,供水区微咸水及咸水主要分布在沧州、衡水和邢台三市。
2.2微咸水水量
采用河北省水文水资源勘测局和河北省水资源监测中心现状条件下还原的最新系列(1956~2000年)成果,并结合河北省地下水资源规划报告及以往的分析成果综合确定。中线供水区有微咸水水量17.19亿m3,可开采量13.14亿m3,详见表2。
2.3咸水水量
由于河北省对咸水的开发利用程度较低,至今未有统一的咸水分布面积和咸水水量,本文根据《河北省地下水資源开发利用规划研究》和水文水资源勘测局统计资料汇总出本省的咸水分布面积和咸水水量,以及浓咸水的分布面积。中线供水区有3~5g/l水量6.11亿m3,大于5g/l水量3.31亿m3。详见表2。
3 微咸水开发利用现状分析
3.1微咸水开发利用现状
由于微咸水和咸水分布零散,且打井成本高,出水量小,各市对微咸水和咸水的开发利用程度相差较大,对2~3g/l微咸水进行了不同程度的开发利用,而对>3g/l咸水开发利用较少。通过现场调查,供水区近几年2~3g/l微咸水多年平均开采量为3924万m3,为可开采量的3.0%、资源量的2.3%。开发利用程度较高的是邯郸市、沧州市、衡水市和邢台市,2-3g/l微咸水多年平均开采量分别为5591万m3、5072万m3、3343万m3和1689万m3。除邯郸市微咸水开发利用程度略高外,沧州、衡水和邢台微咸水开发利用量都小于资源量的10%。
3.2微咸水开发利用存在问题
微咸水开发利用较少主要受以下几方面的影响,一是由于受经济和技术等各种因素的制约,其利用率较低。二是对开发利用这部分特殊水资源认识不足,人们不同程度地认为利用微咸水会带来负面效益。三是淡水资源短缺,是制约微咸水开发利用的一个主要因素。
4 微咸水开发利用潜力分析
利用微咸水及咸水,可用于城市绿化,如城市道路洒水、洗车等;在修建中水道基础上,可用于家庭冲洗厕所、拖地等;工业冷却用水也可用微咸水及替代咸水。根据邢台市和沧州市试验结果,在缺水地区,可以利用咸水及微咸水与淡水混合灌溉。根据衡水市经验,开展咸淡混浇与管道输水一体化工程等。
(1)咸淡水混合灌溉
咸水及微咸水利用量计算公式:由于咸水的水质类型及盐害量与矿化度密切相关,所以本次采用矿化度作为咸淡水混合后的水质标准。根据河北平原多处实验区的经验,混合后的矿化度采用由陈望和等编著的《河北地下水》一书中的公式进行计算。
依据上述公式利用各市的当地淡水与各市的咸水及微咸水水量进行混合配比,混合水的矿化度一律按2g/l计算。而咸水及微咸水的矿化度取值为:矿化度2~3g/l按2.5g/l计算,矿化度3~5g/l按4.0g/l计算,矿化度大于5.0g/l按6.0g/l计算。
咸水及微咸水利用量:根据上述公式,将咸水及微咸水与当地淡水混合到2g/l和3g/l时计算出咸水及微咸水利用量及淡水配合量。
河北省沧州市南皮县实验区的试验结果表明,用矿化度为3g/l左右的微咸水进行灌溉后的土壤,其汛后脱盐率达50%以上,这就给咸水灌溉和土壤盐分的均衡创造了有利条件,因此,适当利用混合后矿化度为3g/l的微咸水进行灌溉是可行的。
(2)咸淡混浇与管道输水一体化工程
“咸淡混浇与输水一体化”工程,是指在深机井旁增打微咸水浅井,并安装相应设备,使深井淡水与浅井微咸水按一定比例混合后,通过地下输水管道送到田间,进行农业灌溉。通过一眼深井合理配置1~3眼浅微咸井,可节省1/3的钱;用1/3浅井水混合深井水灌溉可节约1/3的深层淡水,可节省浇地时间1/3。另外,咸淡水混合后,水中矿物质在2.0g/l以下,易被农作物吸收利用,有助于农作物的生长和增产增收。
如今,衡水的咸淡混浇井组已达6000多组,推广应用面积达到250万亩。该市计划今后每年将建设2000组,5年之内全面完成推广任务。
自衡水市推行了“咸淡混浇与输水一体化”工程以来,有效地遏制了地下水超采和地下水位急剧下降的状况,促进了水资源的优化配置。
5 结语
多年平均微咸水开发利用量不足资源量的10%,微咸水和咸水还有很大的开采潜力;合理有效地开发利用微咸水,不仅可以降低灌溉成本,增加灌溉面积,还有利于农民增产增收;微咸水开发利用节约淡水资源,缓解水资源匮乏矛盾,减缓地下水漏斗发展,有利于生态环境的改善。因此充分合理地开发利用较丰富的微咸水资源是一个行之有效的方法,具有很好的前景,巨大的潜力。
参考文献:
[1]陈望和等,河北地下水,地震出版社,1999.
[2]河北省水文水资源勘测局和河北省水资源监测中心.河北省水资源状况分析报告[R]. 1999.12.
[3]河北省水利水电勘测设计研究院.南水北调中线工程河北省配套工程规划微咸水利用规划报告[R]. 2003.9.
作者简介:王瑞芬(1968-),女(汉族),河北唐山人,高级工程师,主要从事水利水电规划、水资源研究。
【关键词】 微咸水;开发利用;潜力
1 引言
河北省是水资源奇缺的省份,其缺水类型属资源型短缺,本省多年平均(1956~2000年)降水量531.7mm,多年平均水资源总量204.69亿m3,为全国水资源总量28412亿m3的0.72%。全省人均水资源量为386m3,仅为全国的16.8%。
南水北调中线供水区涉及河北省的邯郸、邢台、石家庄、保定、沧州、衡水和廊坊等7个省市,控制范围总土地面积6.21万km2。
中线供水区微咸水及咸水面积占供水区总面积的32.7%,有微咸水水量17.19亿m3,可开采量13.14亿m3,而现状开采量只相当于咸水水量的9.1%、可开采量的11.9%,咸水利用量很少,因此在对供水区的微咸水和咸水资源量及开发利用现状等调查分析的基础上,发掘微咸水及咸水的利用潜力并充分利用,将对我省水资源短缺起到一定的缓解作用。
2 微咸水及咸水的分布和储量
2.1咸淡水划分标准
咸淡水划分标准是按矿化度大小分类的,在华北水资源评价中采用了四级分类,本次亦采用四级分类,其分类标准见表1。
2.2微咸水及咸水地区分布
由于各地降水量及水文地质条件的差异,供水区微咸水及咸水分布很不均匀,中东部平原和和滨海平原浅层地下水、有咸水体并存,在沉积和古河道变迁影响下,分布很零散。微咸水及咸水占供水区总面积的32.7%,而且95%主要集中在运东平原、黑龙港平原、滹滏平原和淀东清南平原,分别占各水资源分区面积的74.3%、51.0%、42.8%和37.6%。在供水区七个市中,沧州、衡水和邢台三市微咸水及咸水面积占供水区总咸水面积的85.7%,分别占各市总面积的61.7%、54.6%和43.1%,可见,供水区微咸水及咸水主要分布在沧州、衡水和邢台三市。
2.2微咸水水量
采用河北省水文水资源勘测局和河北省水资源监测中心现状条件下还原的最新系列(1956~2000年)成果,并结合河北省地下水资源规划报告及以往的分析成果综合确定。中线供水区有微咸水水量17.19亿m3,可开采量13.14亿m3,详见表2。
2.3咸水水量
由于河北省对咸水的开发利用程度较低,至今未有统一的咸水分布面积和咸水水量,本文根据《河北省地下水資源开发利用规划研究》和水文水资源勘测局统计资料汇总出本省的咸水分布面积和咸水水量,以及浓咸水的分布面积。中线供水区有3~5g/l水量6.11亿m3,大于5g/l水量3.31亿m3。详见表2。
3 微咸水开发利用现状分析
3.1微咸水开发利用现状
由于微咸水和咸水分布零散,且打井成本高,出水量小,各市对微咸水和咸水的开发利用程度相差较大,对2~3g/l微咸水进行了不同程度的开发利用,而对>3g/l咸水开发利用较少。通过现场调查,供水区近几年2~3g/l微咸水多年平均开采量为3924万m3,为可开采量的3.0%、资源量的2.3%。开发利用程度较高的是邯郸市、沧州市、衡水市和邢台市,2-3g/l微咸水多年平均开采量分别为5591万m3、5072万m3、3343万m3和1689万m3。除邯郸市微咸水开发利用程度略高外,沧州、衡水和邢台微咸水开发利用量都小于资源量的10%。
3.2微咸水开发利用存在问题
微咸水开发利用较少主要受以下几方面的影响,一是由于受经济和技术等各种因素的制约,其利用率较低。二是对开发利用这部分特殊水资源认识不足,人们不同程度地认为利用微咸水会带来负面效益。三是淡水资源短缺,是制约微咸水开发利用的一个主要因素。
4 微咸水开发利用潜力分析
利用微咸水及咸水,可用于城市绿化,如城市道路洒水、洗车等;在修建中水道基础上,可用于家庭冲洗厕所、拖地等;工业冷却用水也可用微咸水及替代咸水。根据邢台市和沧州市试验结果,在缺水地区,可以利用咸水及微咸水与淡水混合灌溉。根据衡水市经验,开展咸淡混浇与管道输水一体化工程等。
(1)咸淡水混合灌溉
咸水及微咸水利用量计算公式:由于咸水的水质类型及盐害量与矿化度密切相关,所以本次采用矿化度作为咸淡水混合后的水质标准。根据河北平原多处实验区的经验,混合后的矿化度采用由陈望和等编著的《河北地下水》一书中的公式进行计算。
依据上述公式利用各市的当地淡水与各市的咸水及微咸水水量进行混合配比,混合水的矿化度一律按2g/l计算。而咸水及微咸水的矿化度取值为:矿化度2~3g/l按2.5g/l计算,矿化度3~5g/l按4.0g/l计算,矿化度大于5.0g/l按6.0g/l计算。
咸水及微咸水利用量:根据上述公式,将咸水及微咸水与当地淡水混合到2g/l和3g/l时计算出咸水及微咸水利用量及淡水配合量。
河北省沧州市南皮县实验区的试验结果表明,用矿化度为3g/l左右的微咸水进行灌溉后的土壤,其汛后脱盐率达50%以上,这就给咸水灌溉和土壤盐分的均衡创造了有利条件,因此,适当利用混合后矿化度为3g/l的微咸水进行灌溉是可行的。
(2)咸淡混浇与管道输水一体化工程
“咸淡混浇与输水一体化”工程,是指在深机井旁增打微咸水浅井,并安装相应设备,使深井淡水与浅井微咸水按一定比例混合后,通过地下输水管道送到田间,进行农业灌溉。通过一眼深井合理配置1~3眼浅微咸井,可节省1/3的钱;用1/3浅井水混合深井水灌溉可节约1/3的深层淡水,可节省浇地时间1/3。另外,咸淡水混合后,水中矿物质在2.0g/l以下,易被农作物吸收利用,有助于农作物的生长和增产增收。
如今,衡水的咸淡混浇井组已达6000多组,推广应用面积达到250万亩。该市计划今后每年将建设2000组,5年之内全面完成推广任务。
自衡水市推行了“咸淡混浇与输水一体化”工程以来,有效地遏制了地下水超采和地下水位急剧下降的状况,促进了水资源的优化配置。
5 结语
多年平均微咸水开发利用量不足资源量的10%,微咸水和咸水还有很大的开采潜力;合理有效地开发利用微咸水,不仅可以降低灌溉成本,增加灌溉面积,还有利于农民增产增收;微咸水开发利用节约淡水资源,缓解水资源匮乏矛盾,减缓地下水漏斗发展,有利于生态环境的改善。因此充分合理地开发利用较丰富的微咸水资源是一个行之有效的方法,具有很好的前景,巨大的潜力。
参考文献:
[1]陈望和等,河北地下水,地震出版社,1999.
[2]河北省水文水资源勘测局和河北省水资源监测中心.河北省水资源状况分析报告[R]. 1999.12.
[3]河北省水利水电勘测设计研究院.南水北调中线工程河北省配套工程规划微咸水利用规划报告[R]. 2003.9.
作者简介:王瑞芬(1968-),女(汉族),河北唐山人,高级工程师,主要从事水利水电规划、水资源研究。