【摘 要】 : 本文完成了焦作市水資源調查評價、水資源開發利用調查評價、需水量預測、水平衡分析,開展了水資源保護、水資源配置研究;提出區域水資源開發利用總體布局和配置方案。
【關鍵詞】: 水資源分區;水質評價;變化趨勢
[ Abstract ]: This paper completed the Jiaozuo city water resources investigation and assessment of water resources development and utilization, evaluation, prediction of water demand, water balance analysis of water resources protection, development, research of water resources allocation of regional water resources development and utilization; put forward the overall layout and configuration scheme.
[ Key words ]: water resources zoning; water quality evaluation; change trend
中圖分類號:[TK79] 文獻標識碼:A 文章編號
1 焦作市概況
焦作市位于河南省西北部,地理坐標為112°34′~113°47′,北緯34°53′~35°28′。全市面積4001km2。屬暖溫帶大陸性季風氣候,由于受地形和季風影響,氣候季節差異性較大。春季溫暖多風,夏季炎熱多雨,秋季天高氣爽,冬季干冷少雪。焦作市地處黃河和海河兩大流域,北部為太行山區,地形陡峭,山峰連綿;南部為平原區,地形平坦。
2 水資源分區
根據焦作市地形地質條件、河流分布將焦作市水資源劃分為:漳衛河山區、漳衛河平原區、沁丹河區、小浪底——花園口干流區(表1)。
焦作市水資源評價流域分區
編號 |
分區名稱 |
面積(km2) |
1 |
漳衛河山區 |
729 |
2 |
漳衛河平原區 |
1172 |
3 |
小浪底——花園口干流區 |
871 |
4 |
沁丹河區 |
1229 |
合計 |
4001 |
3 地表水資源量
3.1山丘區地表水資源量計算
焦作市山丘區是地表水資源的主要形成區。根據各水資源分區的氣象及下墊面條件,綜合考慮氣象、水文站點的分布,采用代表站法,推求分區徑流量。
以降雨量修正的面積權重推求規劃區河川徑流量公式:
式中:W區——規劃區流域年河川徑流量或多年平均河川徑流量,m3;
W代——規劃站控制范圍的年河川徑流量或多年平均河川徑流量,m3;
F區F代——規劃區域和代表站的控制面積,km2;
P區P代——規劃區域和代表站的年降雨深,mm。
經計算漳衛河山區的河流年河川徑流量10516萬m3。
3.2平原區地表水資源量計算
采用山丘區河川徑流量計算方法,以平原區代表站平均降雨量大于40mm的5月~10月的降雨量作為計算基礎,以降雨量的70%作為有效產流降雨量,其它月份認為不產生徑流。經計算焦作市平原區徑流量為21750萬m3。
4 地下水資源量及動態
4.1地下水資源量
平原區地下水資源量的計算采用補給量法計算,時間序列為1980~2000年期間的年均值以反映近期條件下的多年平均地下水資源量,同時計算排泄量和地下水蓄變量, 進行水均衡分析。山丘區地下水資源量采用降雨入滲補給法計算,時間序列為1956~2000年。
平原區地下水資源量為47882萬m3,其中降水入滲補給量29023 m3,山前側滲量5948m3,地表水體入滲補給量12911 m3;山丘區地下水資源量為20768 m3,其中河川基流量為6636 m3,山前側向徑流量為5948 m3,開采凈消耗量為8184 m3。
4.2地下水動態
平原區地下水水位逐年下降,但是下降幅度和下降區域都有所減小。焦作市內主要下降區域為以下兩個:一個是以溫縣西北部向西延伸至孟州市為中心,向四周擴散至沁陽市、博愛縣等地區的地下水下降區;另一個是以武陟縣西北部為中心,向四周擴散至焦作市區以及修武縣等地區的地下水下降區。兩個下降區中心區域下降幅度都在2m以上,范圍有所減小。
平原區地下水降落漏斗區只有一個,即溫孟地下水漏斗區,溫孟漏斗區為河南省第二大漏斗區,現在已經由先前的孟州市和溫縣向東延伸至武陟縣、修武縣界內,漏斗區面積每年都在遞增。
6 水質評價
6.1地表水質
⑴河流水質現狀評價
焦作市對黃河、海河水系的蟒河、大沙河、沁河的4個河段進行了水質監控,控制河流總長度119.8km。河流水質全部為劣Ⅴ類水,個別河段的超標項目有所增加。
⑵水質變化趨勢
蟒河汜水灘斷面水質正逐漸好轉,部分監測指標為顯著下降,但是氨氮、化學需氧量、高錳酸鉀指數、氟化物超標倍數增加;沁河武陟斷面超標項目沒有變化;大沙河修武斷面污染項目氨氮、高錳酸鉀指數、氟化物超標倍數有所減小。
6.2地下水水質
對全市11眼有代表性的地下水觀測井進行了監測,總體上看,焦作市中深層地下水水質較好,淺層地下水上部水質較差。其中超標項目較多的有修武縣高村鄉大高村,總硬度、硝酸鹽氮、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物超標;沁陽市常平鄉煤窯莊,總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物超標;修武縣城關鎮小韓村總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物超標。總體地下水質有好轉趨勢。
7 焦作市水資源開發利用現狀
7.1水資源總量
由平原區1956~2000年降雨入滲補給量結果及其他結果統計得焦作市當地水資源總量為100916萬m3,其中地表水資源量為32266萬m3,總降水入滲補給量18204萬m3,重復計算量8470萬m3。
7.2水資源可利用量
⑴地表水可利用量
受地形地勢影響,焦作市北部山區、低山區除去現狀水利工程,已經基本沒有可以新建設中小型水庫工程的有利地形和地質構造,地表水資源可開發利用有限,現狀水利工程最大供水能力基本為該區域水資源可利用量。地表水資源量為32266萬m3,可利用量為8181.9萬m3。
⑵地下水可利用量
地下水可開采量是指在可預見期內,通過經濟合理、技術可行的措施,在不引起生態環境惡化條件下,允許從含水層中獲取的最大水量。焦作市地下水資源可開采量為5573萬m3/a。
⑶水資源可利用總量
Q總=Q地表+Q地下-Q重
式中:Q總為水資源可利用總量;Q地表為地表水可利用量;Q地下為淺層地下水資源可開采量;Q重為重復計算量,Q重=ρ(Q渠+Q田)。
計算得知:焦作市當地水資源可開發利用量為13755萬m3。
7.3地下水平衡分析
焦作市當地地下水資源補給量加上過境、入境水資源補給量,平原區地下水平均總補給量為15118萬m3/a,總排泄量為14936萬m3/a。經平衡分析,計算成果的計算誤差較小,經度符合要求。
8 水資源變化趨勢及原因分析
焦作市未來水平年水資源總量將會減少,供需矛盾進一步加劇,主要原因是全球氣候變暖及過境水量可能會進一步減少。
根據《氣候變化國家評估報告》,初步研究結果表明,未來我國氣候變化速度進一步加快,很可能在未來50~80年使全國平均溫度升高2~3℃。評估報告認為,氣候變暖可能使北方江河徑流量減少,南方徑流量增加,各流域年平均蒸發量增大。其中黃河及內陸河地區蒸發量將可能增大15%左右,因此旱澇等災害的出現頻率會增加,并加劇水資源的不穩定性與供需矛盾。
沁河是焦作市主要的過境河流,沁河的徑流主要降雨形成,由五龍口水文站多年觀測資料可知,80年代以來徑流逐年減少,分析原因系上游山西境內用水逐年增加所致。隨著上游山西省社會經濟的發展,沁河上游水資源的開發利用程度將會不可避免地加大,根據最新規劃,沁河河口村水庫建成后,引沁灌區焦作部分分配水量將減少,供水保證率僅為68%。因此,未來水平年沁河來水量將隨之減少。