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河北省兴隆县河开发利用现状分析

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摘 要:河北省兴隆县河属于滦河水系一级支流。主要阐述河的基本情况、水资源状况和开发利用现状及开发利用中存在的问题。

关键词:径流量 降雨量 水资源总量

中图分类号:P641 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)003-105-03

1 绪论

河属于滦河水系一级支流,发源于兴隆县东八叶品,流经南天门、半壁山、蓝旗营、三道河等乡镇入迁西县境内。流域面积965.85 km2,流域内多年平均降水量744.6mm,多年平均径流量2.4293亿立方米。蓝旗营水文站集水面积为646 km2,实测多年平均径流量1.6367亿立方米,多年平均含沙量和输沙率分别为0.44kg/m3、9.90万吨,实测最大洪峰流量2180m3/s(1962年7月25日),调查最大洪峰流量6 590m3/s(1894年8月)。

1.1 水文气象

本区域处于暖温带和寒温带过渡地带,属大陆性燕山山地气候,全年受西伯利亚冷气团和副热带太平洋气团的影响,气候特征四季分明,主要表现为:春季干旱少雨,天气多变;夏季高温多雨,多雷雨天气;秋季天高气爽,昼暖夜凉;冬季干燥少雪,天气寒冷。春夏季多西南风,冬季多西北风,气候干燥。多年平均降雨量727.9mm,汛期降水量多集中在7~8月,占全年降水量的70%以上,每年7~8月是洪水的多发期。

1.2 水文地质

本区域地下水主要赋存于松散岩类孔隙、基岩类的构造节理裂隙、风化带网状裂隙之中,多为潜水,局部具承压性,水文地质条件比较单一,其分布受地层岩性、地质构造和地貌条件的控制,具有一定的不均匀性。地下水主要接受大气降水入渗补给,河道是其主要排泄通道。

1.3 地下水赋存条件

根据地下水的赋存空间,该地区可以分为基岩裂隙水和第四系孔隙水。

基岩裂隙水:该地区地层主要由变质岩、岩浆岩、碎屑岩组成,受地质构造及风化作用,在岩石中形成裂隙。岩石裂隙根据所处的位置、受构造影响程度的不同,发育程度也不相同。该地区裂隙发育深度一般较浅,赋水性较差,为贫水地区。

第四系孔隙水:分布在河河谷及各山间沟谷,由于河流规模较小,河谷宽度较小,含水层厚度一般在1.5~20m,含水层岩性以砂卵砾石为主,水力学性质为潜水,赋水性根据含水层的岩性及厚度的变化而具有一定的差异。

1.4 地下水补、径、排条件

(1)基岩裂隙水的补、径、排条件。

该地区为侵蚀构造切割的中低山区,地下水主要赋存于风化裂隙和构造裂隙中,地下水的补给主要是接受大气降水的补给,经短暂的径流,以泉的形式补给河水或者以潜流的形式补给河谷第四系地层。径流条件主要受裂隙的发育程度控制,一般在风化裂隙中地下水径流条件较差,构造裂隙径流条件较好。

(2)河谷第四系孔隙水的补、径、排条件。

河谷地带的第四系地下水的补给,主要接受山区基岩裂隙水的径流补给,同时接受该区的降水入渗补给,另外还有洪水期山区产流的洪流入渗补给及河谷的第四系地层的侧向径流补给。

地下水的径流主要受地层岩性和地形影响,渗透系数一般在30~320m/d左右,径流条件较好。在该地区,地下水径流方向总体是沿着河流的流向径流,但是受局部地下水开采、地形的变化、河流与地下水的补排关系等因素影响,局部发生变化。

地下水的排泄主要是人工开采、基流出露、通过出境口的第四系含水层的侧向流出。

需要指出的是,在该地区地下水和河水的转换比较频繁,在地形较高、河床较低的地段,河流接受地下水的补给;在地下水开采量较大、河床较高的地段,则河水补给地下水。从季节上看,在丰水期河水补给地下水,枯水期地下水补给河水。

2 水资源状况及开发利用分析

区域水资源状况及时空分布特点如下。

2.1 地表水资源量

地表水资源即区域内降水所形成的地表径流量。根据1956~2007年52年的降水量同步观测资料分析,分析范围多年平均降水量为781mm,95%频率降水量为469mm;多年平均天然年径流量为1.500亿立方米, 95%频率天然年径流量为0.2360亿立方米。详见表1、表2,频率曲线图详见图1和图2。

表1 分析范围年降水量特征值

表2 分析范围天然年径流量特征值

图1 分析范围降雨量频率计算图

图2 分析范围天然年径流量频率计算

分析范围地表水资源量表现出如下特点:

(1)水资源补给年内分配极不均匀,给水资源开发利用带来困难。

以河蓝旗营、半壁山和石庙子雨量站作为代表站对其1956~2007年资料进行统计,汛期降水量的73%~88%集中在汛期(6~9月),整个非汛期八个月的降水量仅占全年降水的12%~27%左右, 汛期降水又多集中在7、8月份。降水的年内分配不均导致径流在年内分配也不均匀,多年平均天然年径流量约63.4%集中在汛期(6~9月),整个非汛期的径流量仅占全年径流量的36.6%,产流时间短且集中,不利于开发利用。

(2)年际变化大。据近52年降雨资料系列分析,分析范围年最大降水量是最小降水量3.33倍,自产地表径流变化更大,1956~2007天然年径流系列的变差系数为0.74,而降雨系列的变差系数只有0.27,可见径流量的年际变化比降雨量的年际变化大得多。

(3)空间分布不均。从多年平均的情况分析,降水量总趋势由西向东逐步递减,西部石庙子平均降水量803.8mm,中部半壁山多年平均降水量为784.2mm;东部蓝旗营平均降雨755.3mm左右。

2.2 地下水资源量

山丘区地下水的主要补给源为降水,主要包括河川基流量、潜流量、潜水蒸发量及开采净消耗量。山丘区地下水资源量采用排泄项法计算,根据1956~2007年同步系列资料分析计算,分析范围多年平均地下水资源量为0.5585亿立方米,其中多年平均河川基流量为0.5526亿立方米。

地下水资源表现出如下特征:

(1)在地下水的各项排泄量中,基流量占相当大的比例。

(2)山丘区地下水的另一个特点是,地下水与地表水之间存在着复杂而密切的水力联系,一般情况下在丰水期河水补给地下水,枯水期地下水补给河水。

2.3 水资源总量

水资源总量为当地降水形成的地表、地下产流量。根据1956~2007年同步系列资料分析计算,河流域多年平均水资源总量为2.060亿立方米,95%频率水资源总量为0.388亿立方米。详见表3及图3。

表3 分析范围天然年径流量特征值

图3 分析范围水资源总量频率曲线图

2.4 水质概况

《承德市水资源年鉴(2010年)》(以下简称《年鉴》)对河地表水水质及地下水水质分别进行了评价,地表水评价标准为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),评价项目包括:溶解氧、高锰酸盐指数、非离子氨、挥发氛、总氰化物、总砷、总汞、六价铬、总镉、氯化物和PH值等11项。评价方法采用单因子法,评价结果为:河半壁山镇现状地表水质类别为Ⅲ类水,详见表4。

《年鉴》同时分析了地下水质监测结果,监测结果显示:半壁山地下水水质极差,主要污染物为总硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮,符合农灌用水要求,详见表5。

3 水资源开发利用中存在的主要问题

(1)供水工程未能充分发挥效益。供水受水资源条件、投入力度等因素制约,供水工程建设不足,且大部分供水工程老化失修,在枯水季节,常有缺水现象。

(2)用水效率不高,水资源浪费现象严重。农业用水管理不善,灌溉工程老化失修,配套较差,灌溉技术相对落后,大部分灌溉单位用水量偏高;工业生产工艺落后,单位产品耗水量偏高,重复利用率偏低。

4 结论

根据河蓝旗营水文站水文资料和搜集到的水文地质勘察资料,河水资源充沛但是在对其开发利用中存在着浪费的现象。应该对水源地附近区域水资源状况进行有效的跟踪监测,随时掌握该区域水资源变化动态,实行有效的保护措施,保护好水环境。