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地下水的利用十篇

发布时间:2024-04-26 01:47:54

地下水的利用篇1

水是人类赖以生存与发展的宝贵资源。河北省是淡水资源短缺的省份,每年约缺水80亿m3,近年来,衡水市广泛开采利用浅层淡水和深层淡水,由于开采不合理,引发了一系列环境地质问题,产生了地面沉降、地裂缝、咸水入侵等地质灾害,给工农业生产、居民生活带来了影响。淡水资源的短缺已成为制约衡水市经济发展的一个瓶颈。为了缓解淡水资源短缺的危机,改善生态环境,咸水资源开发作为新水源应该也必须得到重视。

1衡水市咸水分布及利用情况

在衡水市,咸水分布比较广泛,除安平县与饶阳县北部全淡区以外,其他地区均有咸水分布,其咸水底界埋藏深度自西北向东南逐步加深,由西北的安平、饶阳一带至故城县武官镇附近。其咸水底界的埋藏深度由13m逐渐增至219m左右。本区咸水资源丰富,但目前开采只限于浅层咸水资源。本着“经济上合理、技术上可行、环境持续发展”的原则,以浅层咸水的水文地质条件为主要依据,对咸水的开采技术条件进行了分区,即滹沱河冲洪积区、该区为滏阳河冲湖积区、漳卫河冲湖积区。

近些年来,咸水在农业上已得到开发利用,并且取得了良好的效果。随着经济的不断发展,水资源的需求量不断增长,为了更好地补充淡水资源的不足,缓解水资源供需矛盾,咸水作为一种资源应该得到合理的开发利用。

2衡水市咸水资源评价

2.1浅层咸水天然资源

天然资源是在天然条件下,通过大气降水入渗、河道渗漏进入含水层中的水量。本区浅层咸水的天然资源主要为降水入渗和河道渗漏,其他各项可忽略。

经计算,衡水市有咸水区浅层地下水天然资源量合计为80234.53×104m3/a,其中浅层淡水(

2.2开采资源

开采浅层水将水位控制在合理埋深(一般为4m)条件下,可最大限度地夺取地下水蒸发量,使之成为可利用资源,考虑变幅带内蓄变量的均衡因素,开采资源量计算公式为:

Q开采=Q补-Q消

式中:Q开采―地下水开采资源(m3/a)

Q补―地下水补给资源(m3/a)

Q消―难以夺取的地下水消耗资源(主要指越流量)

经计算,衡水市有咸水区浅层地下水开采资源为41598.66×104m3/a,其中浅层淡水(

3咸水开发利用前景及开发利用意义

3.1咸水开发利用前景

目前,咸淡水混浇应用面积约230万亩,主要分布在阜城、景县、武邑、武强一带,桃城区、故城、冀州也有零星分布。衡水市农用地面积1042.83万亩,还有很大的空间需要推广利用。冷却用水:化工、电力、机械、等工业也可以利用咸水,经过简单的预处理(如去除腐蚀、有害离子等)达到工业用水标准之后,可直接用于冷却高温设备,并可以循环利用。原料制造用水:高矿化度咸水中氯离子、钠离子含量相当高,可以利用先进的化学手段来提取咸水中的氯、钠元素,制成工业原料,用于化学工业;在富含硫酸根离子的咸水里可以提取硫元素作为化工生产原料。另外咸水也可以用于城镇的环卫事业、咸水淡化作为饮用水、咸水浅层地温能利用等诸多方面。开发利用前景良好。

3.2合理开发利用咸水的意义

(1)增加水资源量,增强调蓄能力:合理开发利用浅层咸水,一方面可以增加工农业及生活的用水量。另一方面可降低咸水水位,腾出库容,增强调蓄能力,加大接纳地表淡水和降水入渗的能力,同时也降低了地下水的蒸发量,改善生态环境,相应地也减少深层淡水的开采,减轻地质灾害的发展。

(2)改善生态环境:二十世纪80年代以前,衡水市地下咸水开采量很小,咸水埋藏浅,经蒸发,咸水浓缩,矿化度增高,土壤积盐,其盐碱程度加重。80年代以后,地下咸水开采量逐渐增大,咸水水位不断下降,减少或避免了咸水的蒸发,而且土壤中含盐量通过降水和田间水淋滤不断降低,改造了大片盐碱地,盐化程度变轻。

(3)减轻对淡水资源水质的威胁:浅层咸水水位不再高于浅层淡水水位,避免了浅层咸水入侵浅层淡水,从而保护了浅、深层淡水资源的水质。

(4)缓解淡水资源供需矛盾:加强咸水资源的开发,一定程度上能够缓解淡水资源的供需矛盾,一定程度上可缓解深层淡水的供需矛盾。

4结论

衡水市有咸水区浅层地下水开采资源为41598.66×104m3/a,其中浅层淡水(

参考文献:

[1]衡水市地下咸水资源初步调查评价报告.河北省地矿局第三水文工程地质大队,2013.

地下水的利用篇2

关键词:水文地质开发利用补给

1、西部岩溶水文地质情况

在邯郸市西部岩溶水区属“邯邢水文地质南单元”,单元面积2404km2,其中上古生界寒武、奥陶系碳酸盐岩面积1262km2。西部岩溶地区在岩溶水系统划分上即为通常所称的“邯邢南单元”,西依太行山地,东接华北平原,北界为北洺河地下分水岭一带;西界涉县——长亭阻水断层;东界在岳城、新坡、中史村一线奥灰埋深500m以下,为滞流边界;南界以老爷山背斜为界,东段在河南省的李珍、东傍佐——李辛庄一带为地下分水岭,面积2404km2。其中以西部和中部山区大面积巨厚灰岩区(1262km2)为接受大气降水渗漏补给区。岩溶地下水在西部山区接受补给后,受地形构造条件制约,在峰峰矿区的和村盆地形成北、南、东三条岩溶地下水强迳流带,最终汇于黑龙洞泉群。

2、西部岩溶水资源量及开发潜力分析

目前邯邢南单元岩溶地下水多年平均总资源量为11.05m3/s(95.47m3/d)。不同保证率年份的可采资源量为:平水年(保证率50%)为10.4m3/s;偏枯年(保证率75%)为8.68m3/s;枯水年(保证率95%)为5.7m3/s。

岩溶地下水开发潜力分析:从上述南单元岩溶地下水资源量和现状统计开采量数字比较,通过对单元水文地质条件分析,特别是通过对岩溶地下水动态分析,认为尚具有一定的开发潜力,其依据如下:1975年~1976年二里山大口径孔组抽水时,羊角铺岩溶地下水位标高128m左右,1999年6月在区域内岩溶水开采量激增到9.91m3/s时,羊角铺岩溶地下水位标高仍达118~119m,且在丰水年份补给期岩溶地下水位具有明显回升,保持着“集中补给,长期消耗,周而复始,以丰补歉”的动态特征。1999年5月23日至6月30日,邯峰电厂王风水源地在当时岩溶水总开采量已达11.39m3/s的背景条件下进行长达38天的大流量井组稳定流抽水试验,抽水量1.42m3/s。抽水主孔累计降深1.608~4.781m,主观测孔(井组附近)累计降深0.741~1.742m,区域内数十个岩溶地下水观测孔累计降深均在1m左右,区域岩溶地下水稳定流场呈浅碟状分布。抽水试验实际降深及对已有水源地的影响均比原预测的要小的多。预计王风和羊角铺水源地漏斗中心水位只有在偏枯年水位才可能降到111m,特枯年可能降到109m。邯邢南单元岩溶水系统面积2404km2,仅碳酸盐可溶岩分布面积就达1262km2,碳酸盐岩地层总厚度达1000余m。在灰岩埋藏区,岩溶地下水头压力达数十米至数百米。因此整个岩溶水系统不仅具有巨大的岩溶水储存体积,还具有很强的弹性调节能力,也说明了本区岩溶地下水在目前开采条件下仍具有开发利用潜力。

3、岩溶地下水开发利用策略

一是集中开采:主要有峰峰矿区境内的羊角铺水源地、郭庄水厂、党校水厂、二里山水厂、王风煤矿等,总计开采量3.28m3/s。邯峰电厂一期工程第一台机组运行期间需水量0.7m3/s,2010年两台机组全部运行,需水量1.5m3/s(实用1.25m3/s)的水源地将全部运行,南单元岩溶地下水集中开采量将达4.53m3/s。二是分散开采:包括各企事业单位、乡镇工农业用水、矿区部分农灌,以及武安铁矿区排水开采量总计约4.508m3/s。三是煤矿疏干排水:邯郸市西部煤矿受高压岩溶突水威胁,随着采掘水平延深,需不断增加井下疏干水量,其中绝大部分为岩溶地下水,据1999年调查统计资料,煤矿疏干排放岩溶水量为3.6m3/s。随着近年来矿业秩序的整顿和大矿资源衰竭关闭等因素,目前煤矿实际疏干排放水量应小于该值。

4、建议

一是充分利用西部岩溶地下水开发潜力。邯郸市是河北省重要的工业城市,冶金、电力、化工、纺织、煤炭等工业发达,是邯郸市产业经济支柱,同时也是工业用水大户,由于水资源不足,曾一度影响正常生产,从邯郸市经济可持续发展考虑,可充分利用西部岩溶地下水开发潜力,在矿区黑龙洞村岩溶水排泄区建立应急水源地。

二是加大解决西部山区人畜用水力度。邯郸市西部岩溶山区尚有相当一部分村庄人畜用水非常困难。这些缺水村庄都为革命老区,需水量不高,但由于地处岩溶山区,地表水奇缺,地下水深埋,由于历史原因和经济技术条件,长期以来没有解决生活饮水问题,建议各级政府积极争取专用配套资金,为革命老区尽早脱贫致富、安居乐业,作出应有的贡献。

三是大力开展节约用水。特别是工业企业用水大户要尽量提高生产用水重复使用率;发展节水农业,这是针对目前以至将来水资源危机而必须采取的开源节流办法的另一重要方面。

四是开展拦蓄滞洪,人工补给。邯郸西部灰岩山区地表岩溶发育,据小流域观测资料,大气降水入渗达90%以上。可选择河床灰岩或上覆透水性较好的冲积层地段和山区沟谷渗漏有利部位,修建一些蓄水滞洪工程拦截地表径流,增加岩溶地下水的补给量。这些工程措施将是今后充分利用本区巨大的岩溶库容增加补给量、扩大岩溶地下水开发利用潜力的重要和有效的途径。

参考文献

[1]河北省邯郸市和村盆地王风煤矿奥灰水疏放降压水文地质试验报告.1980年.

地下水的利用篇3

关键词:地下连续墙;施工技术;要点

地下连续墙开挖技术起源于欧洲,它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的,20世纪50~60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广,并逐渐发展成为地下工程和深基础施工中有效的技术。随着科技的发展,地下连续墙在水利工程中得到了广泛的应用。它是一种在地面上采用专用的挖槽设备,利用泥浆护壁,按照设计位置开挖出具有一定宽度及深度的沟槽,然后在槽内安装钢筋笼,再利用水封导管将混凝土灌注于槽内形成钢筋混凝土墙,起到支护、承重、挡土、防渗、防冲等作用。文中笔者就结合工程实例,将连续墙施工的技术要点进行详细的阐述,以供参考。

一、工程实例

上饶地区某水库属于中型水库,其坝体设计坝高35.7m,坝顶长687.3m,总库容约1228万m3。水库坝基上层为砂砾卵石层,含漂石、巨石等,分布于河川漫滩及两岸二级阶地,渗透系数约1.10×10-2cm/s~4.05×10-2cm/s,属强透水。因此,设计对坝基进行连续防渗墙处理。设计墙厚0.7m,墙深5.0m~42.0m。槽孔宽7.2m。防渗墙采用C10混凝土,如槽坍塌度19.0cm~23.0cm,扩散度35.0cm~42.0cm;渗透系数≤1.21×10-7;弹性模量

二、地下连续墙的施工工艺

地下连续墙施工工序及其施工顺序如下:施工准备挖槽成槽清槽检验下放钢筋笼浇筑混凝土墙段连接墙体质量检验。

1、施工准备

施工准备是否充分直接关系到该项工程是否可以顺利进行,因此做好施工准备工作相当重要。地下连续墙施工准备工作主要包括:三通一平、泥浆系统、混凝土供给系统、开挖机械设备、施工人员组织、测量放线、其他临时设备的布置等。尤其是人员组织与机械设备的选择,应该根据该工程的规模、施工难度、地质情况等配备足够的技术人员、施工人员以及选用合适的挖槽机械。另外,还应该根据施工场地的大小合理布置泥浆池等。

2、成槽

地下连续墙成槽的工艺有抓斗成槽法、钻抓法、钻劈法、铣削法等。一般采用冲击钻成槽,在整个挖槽的过程始终都是在泥浆护壁的环境下进行的,防止孔壁坍塌。

当槽孔开挖到设计高程时便停止开挖,然后进行清孔,经检查槽孔的尺寸、深度、沉渣厚度达到要求后方能下放钢筋笼、浇筑混凝土。

3、下放钢筋笼

将加工好的钢筋笼运输至工点,利用吊机将钢筋笼下放到设计标高,并固定好。当钢筋笼较短时可以整个槽段一次吊装,若钢筋笼长度较长时应该采取分段吊装,槽口对接的方法进行安装,钢筋可以采用单面搭接焊或者帮条焊接。

4、浇筑混凝土

钢筋笼安装完成后应该立即下放导管进行混凝土浇筑,避免因为空槽时间过长而导致塌孔。若槽内的泥浆指标仍然不达标、沉渣厚度仍然不能满足规范要求,那么就应该进行二次清孔,直到各项技术指标都符合要求后方能浇筑混凝土。混凝土浇筑必须连续不得中断以确保墙体混凝土的连续性,确保连续墙的防渗性能。另外混凝土的坍落度应该在180mm~220mm间,不得太小而造成堵管,不得太大而造成混凝土离析。

三、地下连续墙施工要点

1、泥浆护壁

泥浆是在挖槽过程中起到护壁防止孔壁坍塌的作用,在采用冲击钻成槽时泥浆还可以承担携带钻渣出槽的作用以及冷却钻头的作用。因此,泥浆在连续墙施工过程中具有非常重要的作用,在施工过程中应该严格控制泥浆的制作质量、泥浆面的高度,确保泥浆的性能,保证成槽作业的顺利进行。泥浆的密度、粘度、含砂率、pH值、胶体率等指标都必须满足规范的要求,在施工过程中还应该对这些指标随时检验,并及时调整。施工时,槽内泥浆面高度应该要比地下水位高出0.5m~1.0m,确保孔内的水头压力。泥浆液柱压力作用在开挖槽段土壁上,除平衡土压力、水压力外,由于泥浆在槽壁内的压差作用,部分水将渗入土层,会在槽壁表面形成一层固体颗粒状的胶结物泥皮。性能良好的泥浆失水量少,泥皮薄而密,具有较高的粘接力,有利于维护槽壁稳定,防止塌方。另外,当孔内泥浆高度下降时,应该及时往孔内补充泥浆。若泥浆面发生突然变化,应该立即查明原因,及时处理。

本次工程泥浆采用当地的粘土掺加少量膨润土,粘土粘粒含量大于50%,塑性指数大于20。护壁泥浆的性能指标具体为:比重1.2g/cm3~1.4g/cm3;粘度30s~35s;胶体率大于97%,失水量小于10ml/30min。

2、刷壁

地下连续墙通常是分槽段进行施工的,那么在已经施工完成的槽段的侧面往往会有很多的泥土,为了保证相邻两个单元槽段的混凝土的粘结质量,应该将已施工完成的连续墙侧面的泥土刷洗干净。本次工程在二期槽孔换浆结束前,使用专制钢丝接头刷刷洗两端一期槽孔混凝土孔壁上的泥皮,以接头刷上基本不再带有泥屑为合格的标准。

3、导管安装

首先应该根据槽孔的大小选用直径合理的导管。导管在使用前应该进行水密性试验,确保在混凝土浇筑过程中导管内不会进水、泥浆。导管应该按照水密性试验时的编号逐节连接,不得混乱。导管布置的间距应该要合理,避免出现墙体混凝土夹泥现象。一般导管布置间距为8~10倍的导管直径,但是不得大于3m。导管底口距离孔底的高度也应该合适,不得太高也不得太低。太高则容易使得首批混凝土发生“洗澡”现象,太低则容易造成导管堵塞。根据以往的施工经验,导管的悬空高度应该控制在40cm~50cm。导管的位置尽可能的居中,而且避免与钢筋笼碰挂。

4、混凝土灌注

本次工程的混凝土灌注采用直升导管法双管浇注,导管内径200mm,间距3.5m,距槽孔端间距1.65m。浇注时混凝土均匀上升,高差不超过0.5m,上升速度不大于2m/h。在连续墙混凝土施工中还应该注意以下问题。

(1)要控制好混凝土的拌合质量。混凝土拌合物应该具有良好的流动性及和易性,到达施工现场的混凝土拌合物的坍落度应该控制在180mm~220mm,粗骨料最好采用干净的卵石或者碎石,粒径应该小于3cm。

(2)首批灌注的混凝土量必须要满足让导管埋入混凝土中1.0m左右。当首批混凝土灌注后,应该采用投石的方法检查封底是否成功,导管内是否进水,若发现导管进水应该立即将导管拔出,将孔底清理干净,重新灌注。

(3)当混凝土面上升至钢筋笼底端时应该放慢灌注速度,防止钢筋笼上浮。当混凝面高过钢筋笼底端,且导管的底口提升超过钢筋笼底端时,才可以恢复正常的速度灌注。

(4)混凝土灌注过程中应该根据混凝土的浇筑面上升的速度及时提升导管,控制导管的埋深在2m~4m。且混凝土灌注必须连续,不得中断。

四、工程验收

水库工程施工后的开挖和抽芯检测表明,墙体接缝平整、密实,无夹泥现象;抽芯砼完整,无蜂窝,外观良好。另外,还进行了压水试验,渗透率均不大于1.21×10-7cm/s,符合防渗要求。

参考文献:

[1]王乐.水利工程地下连续墙施工技术[J].科技创新导报,2011,(09),95.

[2]张文凭.浅谈地下连续墙施工技术要点[J].科技资讯,2009,(03).

地下水的利用篇4

由于黄河流域水资源供需矛盾加剧,国家对黄河水资源实行全流域统一管理,河套灌区未来引黄水量将在现有基础上减少20%,灌区用水矛盾将更加突出。灌区地下水位浅,有限的地下水日益受到重视,地下水合理开发将对灌区水资源可持续利用产生重要影响。因此,有必要对灌区地下水补给量、地下水适宜开采量以及整个灌区的水土资源平衡进行分析,提出地下水合理开发利用模式。

关键词:河套灌区潜水蒸发均衡研究

一、地下水利用可行性

河套灌区灌溉渠道主要是土质渠道,有些防渗工程损坏严重,渠系水利用系数和灌溉水利用系数仅为0.42和0.3。中等年份引黄水量52亿m3条件下,计算出灌区地下水资源量19.8亿m3,占引黄水量的38.1%。地下水实际开采量1.48亿m3,只利用了7.5%。灌区规划改造后,灌溉水利用系数预计达到0.52,中等年份引黄水量40亿m3条件下计算出地下水资源量15.9亿m3,地下水资源占引黄水量的39.7%。一部分地下水被植物直接吸收利用,地下水开发利用潜力仍很大[1]。同时,灌区地下水位较浅,潜水蒸发量大。灌区平均地下水埋深1.7m,其中5~10月地下水埋深仅为1.5m。非耕地区(占灌区面积的50%左右)潜水蒸发量达6.2亿m3。灌区规划改造后,地下水位预计下降0.3~0.5m。非耕地区潜水蒸发量5.1亿m3。如果再考虑耕地地区的潜水蒸发量,地下水无效损失量非常可观[2]。实际上地下水开采利用是将无效的潜水蒸发量和排水沟排水转化为有效的水资源。

二、地下水利用原则

首先应根据地下水质分区利用。河套灌区盐碱化严重,地下水矿化度大于3g/L的咸水区面积约占总面积的一半。近期地下水利用以淡水区(矿化度

河套灌区地下水由于水质的因素,将地下水矿化度小于2g/L作为可利用灌溉水,适用于各种作物的灌溉水源;地下水矿化度2~4g/L的水源,分作物、作物生育期灌溉。无论什么水质,由于地下水灌溉和地表水灌溉水量的原因,必须结合节水灌溉措施进行。

其次,地下水利用量应以灌区地下水周年采补平衡来确定。灌区降水量小,地下水补给主要是引黄水的渗漏,开采过度引起的后果非常严重。因此地下水开采量必须按周年采补平衡原理,同时考虑作物利用和开采系数,以补给量来限定开采量,这样才能保证灌区水资源的可持续发展。

第三,地下水利用时水位降幅要适宜。地下水利用主要是将无效的潜水蒸发转化为有效的水资源。根据河套灌区沙壕试验站潜水蒸发资料,当地下水位降至地面以下3m时,潜水蒸发量很小(如图1),已充分发挥了潜水蒸发的利用潜力。同时,为保证灌区牧草及生态需水要求,地下水位降幅要适当,既可以明显地减少潜水蒸发,又满足牧草等作物生长的需要。综合上述分析,地下水位降深不宜超过埋深3m。

另外,地下水利用应与引黄水统一调配,联合利用。引黄水充裕时期引黄灌溉,补给地下水,引黄水紧张时期开采地下水,缓解灌区局部用水紧张矛盾。此外,开采地下水,有效地调控地下水位,还可以减轻土壤盐碱化的威胁。

三、引黄水量、地下水开采量和地下水位关系

河套灌区现状灌溉水利用系数为0.3,中等年份能引黄水量52亿m3,占引黄水量的38.1%,实际开采量1.48亿m3,占引黄水量的7.5%,灌区规划改选渠道整治防渗后,灌溉水利用系数预计达到0.52,中等年份引黄水量40亿m3条件下计算出地下水资源量14.7亿m3,地下水资源占引黄水量的36.8%考虑到作物对地下水的利用外,地下水利用仍有巨大的潜力[3]。

引黄水量、地下水开采量和地下水位相互影响和相互作用,比如地下水位影响到潜水蒸发和作物灌溉定额,进而影响到农业用水量;引黄水量影响到地下水补给量,进而影响到地下水开采量和地下水位。地下水补给量计算是一个反复试算过程。试算过程中考虑前面提到的原则,一是灌区引黄水量不超过河套灌区规划的40亿m3/a前提下,尽可能地利用引黄水;二是地下水开采利用量不超过地下水可开采量;三是开采条件下地下水位不宜降落地面以下3m。

地下水利用应坚持二个原则:一是灌区地下水周年采补平衡,二是地下水水位利用时降幅要适宜,仅以灌区淡水区为例(矿化度小于3g/L的地区,面积约占总灌区的一半),按周年采补平衡原理,同时考虑作物利用和开采系数,可以计算出中等年份地下水可开采量7.15亿m3,为保证灌区牧草及生态需水要求,地下水位降幅要适当,既可以明显地减少潜水蒸发,又满足牧草等作物生长的需要,仍以淡水区为例,按均布井开采方式,中等年份地下水开采量94m3/亩时,地下水位降至2.5m左右。

图2清楚地表明随着地下水开采强度的增加,地下水降幅随之增大,当开采强度达到1500m3/hm2时,地下水位降到地面下2.851m,接近开采的极限深度。因此地下水开采强度应以1500m3/hm2为限。

四、结论

河套灌区地下水作为灌溉的补充水源,在引黄水量不足时,可以发挥重要作用。地下水利用主要集中在淡水区,应坚持采补平衡和井渠双灌的原则,引黄水和地下水联合利用,保证灌区水土资源可持续发展。地下水利用方式宜采用集中开采,做到“三亩补给,一亩开采”,并从技术、经济、管理三方面综合论证,井群布置、井深、井距可通过小范围的抽水试验研究确定。河套灌区地下水资源非常宝贵,且对生态环境具有重要意义,地下水利用应科学规划、论证,配套实施,合理开采,形成一套适合河套灌区的引黄水和地下水联合利用模式。

参考文献:

[1]内蒙古水文地质观测总站河套水文地质分站.河套平原后套黄河灌区1978~1979年潜水动态研究报告[R].1980:23-27.

地下水的利用篇5

关键词:地表水资源;可利用量;相关分析

1、概述

水资源是重要的自然资源和经济资源,对水资源的开发利用应有一定的程度。因此,在水资源评价工作中,不仅要评价地表水资源的数量,还要搞清地表水资源的可利用量,为合理形利用地表水资源提供科学依据。

对地表水资源可利用量的计算,通常采用的方法:一是扣损法,即选定某一频率的代表年,在已知该年的自产水量(指当地降水产生的径流量)、入境水量基础上,扣除蒸发渗漏等损失,以及出境入海等不可利用的水量,求得该频率的地表水资源可利用量。二是根据现状中大中型水利工程设施,对各河的径流过程以时历法或代表年法进行调节计算,以求得某一频率的地表水资源可利用量。上述两种方法中,选择代表年具有一定的任意性,而时历法的调节计算不仅需要大量的相关资料,而且工作量繁杂。笔者结合我省地表水资源开发利用现状,提出适合我省情况,并具有一定精度较为简便的地表水资源可利用量计算方法。

2、地表水资源可利用量的有关因素与河道内用水量的估算

2.1频率

地表水资源可利用量具有频率的概念。区域地表水资源可利用量是在区域自产水量和区外流入水量的基础上分析计算的,而不同频率的区域自产水量和区外流入水量是不相同的。因此,地表水资源可利用量也必与频率有关。

2.2水平年

地表水资源可利用量具有水平年的概念。不同水平年地表水的蓄、引、提等工程措施有所不同,其管理水平、调度运行方案也会有差异,因而在相同的区域自产水量和区外流入水量的条件下,地表水资源的可利用量也是不同的。

此外,河道内用水、下游地区用水以及地表水水质污染程度等因素,也将影响地表水资源的可利用量。

2.3河道内用水

河道内用水包括生产(如航运、水力发电等)和生态用水。我省水资源十分匮乏,水资源的供需矛盾非常突出。因此,对于河道内的生产用水暂不考虑,本文仅估算了河道内的生态用水。

河北省河流枯季断流主要发生在平原地区,平原区分布的河流大多属于大清河水系及子牙河水系,现阶段改善河道内生态环境的具体目标是:大清河水系保证白洋淀不干淀,平水年白洋淀的蓄水量保持20世纪70年代平水年的水平。子牙河水系下游主要控制站——献县水文站平水年枯季平均流量,不小于20世纪70年代平水年的枯季平均流量。由于滦河、潮白蓟运河及永定河山区的大型水库及主要控制工程分属水利部、北京市和天津市管理,南运河水系的两大支流中,漳河出山口大型水库——岳城水库由水利部管理,卫河山区均位于河南省境内。上述河流我省均没有调度运用权和控制能力,因此,这些河流的河道内生态用水问题难以确定。至于大清河、子牙河水系的水质污染问题,应当依靠排污企业及城市通过污水处理达标排放来解决,在目前水资源十分紧缺的情况下,不宜采用增加清水流量进行稀释的途径来改善水质。

通过资料分析,白洋淀20世纪70年代平水年年平均蓄水量0.69亿m3,全年水面蒸发量0.94亿m3,周边的侧向渗漏量0.22亿m3.由此可知,要保持70年代平水年的平均蓄水量,需要入淀水量1.85亿m3.因此,在最不利的情况下(如1984~1986年入淀水量为零)要使白洋淀年平均蓄水量保持0.69亿m3,则需要山区水库补水3.19亿m3(沿途输水损失按0.42考虑)。

子牙河系献县水文站,20世纪70年代平水年枯季平均流量为5.56m3/s,90年代为零,要维持70年代枯季平均流量需补水5.56m3/s,枯季按270d计,需要山区水库补水2.36亿m3(沿途输水损失按0.45计)。

为了实现现阶段大清河系及子牙河系河道内生态环境目标,河道内生态用水量共需5.55亿m3.

3、地表水资源可利用量计算方法

我省地表水资源开发利用程度很高,现状平水年地表水的供水量达到自产水量的55%左右;偏枯年可以达到70%左右。因而目前供水水平扣除回归水的重复量,基本上反映了现状地表水工程措施可能控制利用的河道外一次性最大水量。

为了能代表现状条件下的自产水量、入境水量、出境水量及地表水的供水量,本次采用1990~2000年资料进行分析,为了顾及北京和天津两市的用水量,我们的入境水量中扣除了引滦入津及潮白河、蓟运河、永定河山区的出境水量,具体步骤如下:

(1)搜集1990~2000年自产水量、入境水量,滦河(引滦入津)、潮白、蓟运和永定河山区的出境水量,以及本省地表水供水量。并分析自产水量的相应频率,计算自产水量+(入境水量——四河山区的出境水量)和地表供水量占该水量的比率(β,即地表水利用系数),见表1.其中1990~1997年自产水量、入境和出境水量采用《河北省水资源状况分析报告》中的数据,该数据基本上代表了现状水利工程状况下地表水的最大供水量,扣除重复利用水量,即为地表水的可利用量。1998~2000年采用《河北省水资源公报》中数据,1990~2000年地表水供水量采用《河北省水资源公报》中的数据。1990~2000年自产水量的相应频率是根据修正为现状下垫面条件下的产流量(1956~1997年系列)计算的统计参数求得。

(2)通过资料分析,建立自产水量~“入境水量”相关图。

(3)建立自产水量相应频率与β相关图。

4、平水年和偏枯水年地表水资源可利用量

地下水的利用篇6

关键词 雨水汇集;雨水利用;区域环境;雨水资源评价;效益评估

1雨水集蓄利用的历史及发展概述

近年来,由于人口增长、持续干旱、地表水污染、地下水超采等原因,使得人们对雨水资源的开发利用产生了极大的兴趣并进行了广泛的研究,并已初步显示出雨水资源开发利用的巨大潜力。

公元前2000年的中东地区,就有利用雨水的记载。在同干旱气候长期的斗争中,希腊人、阿拉伯人、以色列人积累了收集利用雨水的丰富经验。20世纪60年代,日本开始收集利用路面雨水,70年代修筑集流面收集雨水[1]。1982年,夏威夷召开第一届国际雨水集流会议,嗣后成立了国际雨水集流系统协会(internationalrainwatercatchmentsystemsassociation,ircsa),并多次召开雨水集蓄利用学术会议,促进了国际间雨水利用的交流与研究。目前,以色列在集雨农业灌溉方面成就显著,日本则研究利用雨水回灌地下水技术。我国在秦汉时期就有修建涝池塘坝拦蓄雨水利用的历史记载,水窖修筑历史也有数百年。20世纪50年代开始利用窖水点浇玉米、蔬菜等,突破了原来只用窖水作为生活饮用水的传统。在80年代后期,这一思路得到迅速发展,将收集的雨水用于发展庭院经济和大田作物需水关键期的补充灌溉。1995年,甘肃省在干旱半干旱地区实施了“121雨水集流工程”,几乎在同一时期,宁南山区实施“窑窖农业”,内蒙古自治区进行了“112集雨节水灌溉工程”试验示范研究,陕西、山西、河南、江苏、浙江等省亦进行了雨水利用试验研究。1995年6月,北京举办了第七届国际雨水集流系统大会,并分别在兰州、徐州召开了第一、第二届全国雨水利用学术讨论会。目前,我们国家的研究主要集中在干旱半干旱地区人蓄饮水和集流节灌的问题上,同时对集蓄雨水补灌地下水及城市集流等问题也展开了研究。

2有关概念探讨

2.1雨水利用的内涵

所有形式的水资源(包括河川径流、地下水等),从根本上来说都来自雨水,因而雨水利用不仅仅是指雨水集流的家庭利用和雨养农业利用,而且还包括人工增雨、水土保持、水源地涵养、城市防洪和生态环境的改善等水资源利用的各个方

面[2、3]。这种雨水利用的概念其外延几乎囊括了水的所有利用方式,具有极大的广泛性。一般文献中提到的雨水利用是指对雨水的原始形式和最初转化为径流或地下水,土壤水阶段的利用[4],可将其称为狭义的雨水利用(有的文献叫雨水的直接利用)。就狭义的雨水利用而言,其内涵至少应包括:①解决人蓄饮水的家庭利用;②集流补灌的农业雨水利用;③用于消防、城市绿地灌溉的城市雨水利用;④雨水的地下水补给利用。

2.2农业雨水利用

农业雨水利用是指通过自然过程或人类活动过程将雨水用于农业生产以提高作物产量和改善农业生态系统的利用。蔡焕杰等人将农业雨水利用分为雨水自然利用、叠加利用和聚集利用[5]。笔者认为可将其分为:①雨水的原始利用或自然利用,即雨水或土壤水被植物吸收利用,即植物对没有人为活动影响的、自然水文循环过程中的雨水利用;②雨水的被动利用,指通过一定的工程措施增加拦蓄入渗(如梯田)或减少蒸发(如覆盖)来利用雨水;③雨水的主动利用,指通过一定的汇流面将雨水汇集蓄存,到作物需水关键期进行补灌。和被动利用相比,主动利用中须使用灌溉手段,使作物不完全依赖于降水,从而提高了可控性[6]。

2.3雨水集蓄利用

广义的雨水集蓄利用是指经过一定的人为措施,对自然界中的雨水径流进行干预,使其就地入渗或汇集蓄存并加以利用,狭义的则指将汇流面上的雨水径流汇集在蓄水设施中再进行利用。雨水集蓄利用中强调了对正常水文循环的人为干预,如前所述的主动利用和被动利用就属于雨水集蓄利用的范畴。

3雨水集蓄利用技术研究进展

雨水集蓄利用技术主要包括汇集、蓄存与利用3个方面,这3个方面互相衔接,组成完整的雨水集蓄利用系统。

3.1雨水汇集技术

雨水汇集是指利用天然或人工修筑的汇流面,汇集雨水形成的地表径流以备高效利用。利用庭院屋顶、路面及一些城市建筑物(如体育场)收集

雨水具有投资少、集流效率高等优点,因此受到人们的普遍关注。屋顶庭院雨水汇集主要解决干旱半干旱山区、石灰岩地区、淡水缺乏的岛屿、高氟水地区和苦咸水地区人蓄饮水问题。路面集水则主要用于灌溉,甘肃省定西地区1996年实施道路集雨灌溉工程以来,在国道及地方公路沿线共修建水窖(池)9.254万眼,总容积437.48万m3,发展节灌面积1.99万hm2,经济效益显著[7];利用公路集流时,要合理布设蓄水设施,否则,将会给公路造成隐患[8]。此外,城市路面及建筑物也被作为集流面,收集雨水用于城市环境及地下水补灌的研究也正在展开[9、10]。

在干旱半干旱地区,人工修筑集流面汇集雨水进行作物补灌是提高粮食产量和农业持续发展的重要举措。现生产上常用的有混凝土、塑料薄膜、水泥土夯实、三七灰土夯实、原土夯实等处理。不同材料处理其集流效率不同,据《甘肃省干旱半干旱地区雨水集蓄利用技术指南》,柏油路面为70%,原土翻夯路面为23%,混凝土硬化集流面为75%。需要指出的是目前人工修筑的集流面仅用于庭院或试验区,尚未广泛使用。

3.2雨水贮蓄技术

雨水贮蓄技术包括雨水的蓄存和水质改善两方面的技术。

3.2.1雨水蓄存

雨水蓄存是雨水集蓄利用系统的中间环节,是指将汇流面汇集的雨水通过导流渠(管)引入蓄水设施贮存,等到需水时再从蓄水设施取水的过程。我国北方干旱半干旱地区使用较多的蓄水设施有水窖、塘坝、涝池等。水窖主要用于人蓄饮水和部分农田补灌,水窖建筑容易,使用方便,蓄存的水质基本不受污染,渗漏蒸发少,目前较多采用。另外,蓄水池、瓷缸、水泥罐等也普遍使用。在一些来水量大的沟道或土地利用程度低的低洼地,修筑塘坝涝池蓄水,兼有沉沙调洪的作用。蓄水设施还包括引水渠、沉沙池、滤网等配套设施以导引雨水径流和保护改善水质。

3.2.2水质保护和改善

降落于地表的雨滴本身带有空气中的一些尘埃及大气污染物,再加上一般地区集流面没有适当的卫生防护设施,使得汇集于蓄水设施中的雨水水质较差。据对甘肃中部干旱半干旱地区6个县的水窖水质调查分析,发现水质均达不到我国通用的(gb5749-85)生活饮用水卫生标准[11],因而应加强这方面的工作。饮用水水质的主要保护措施有:降雨前清扫集流面,设置沉沙池、滤网,蓄水窖加盖,定期清洗水窖等。在采取保护措施的同时,应对蓄存的雨水净化。在我国饮用雨水的地区,一般家庭较多使用的有明矾、漂白粉、熟石灰等,但是某些常用的化学物质如漂白粉可与水中有机物反应,生成不利于人蓄的副产物如三卤甲烷[12],因此,雨水净化技术还有待于进一步研究。利用城市建筑物收集的雨水由于工业污染(如汽车尾气、化工厂排放物),水质较差,但贮存一段时间后,经过雨水的自然净化,水质可满足一些工业生产和环境用水标准[10]。

3.3集蓄雨水的利用技术

雨水汇集蓄存,其目的是为了利用;而充分高效、经济合理地利用雨水是保证整个雨水集蓄利用技术体系取得最大效益的关键一环。

3.3.1人蓄饮水和农业雨水利用

利用庭院屋顶收集雨水解决干旱半干旱山区、淡水缺乏地区的人蓄饮水问题是提高这些地区人们生活质量的关键步骤。甘肃省中东部地区1995年实施“121雨水集流工程”,一年多时间解决了131.07万人、118.7万头生蓄的饮水问题[13]。浙江省余姚市由于地表河道蓄水量少,地下水水质差且污染严重,井水咸、涩、臭,所以这里居民家家都建有雨水集流设施。

水是农业生产的命脉,在干旱半干旱地区,降雨量少且分布不均匀及降雨期与作物生长需水关键期错位,作物产量长期低而不稳。通过对这些地区农业自然生产潜力的分析,发现水分亏缺限制了其他因子作用的发挥,是“箍桶效应”中的短板,如果解除水分胁迫,初级生产力是目前的4~5倍[14]。在这些地区,降雨多集中在6~9月,若将多余的雨水径流收集起来缓解春旱、夏初旱,将大大提高作物产量,实际上就是二重“箍桶效应”中的截长补短[15]。从时空上调节雨水分配,使水分供给与作物需水期相吻合,这就是集雨农业的出发点。另据研究,作物在中等水分亏缺条件下,有利于wue(水分利用率)的提高[16];而且在作物发育的某一阶段施加一定的水分胁迫,有利于作物抗旱和品质的改善[17],这从作物水分生理上为集雨农业灌溉提供了依据。此外,集雨农业中的补灌必须用节水灌溉方式(微喷灌、滴灌、渗灌、点浇、穴灌等)并与农业节水措施(覆盖、松耕等)相结合,有条件的地方应使用设施农业。

3.3.2城市雨水利用和地下水补灌

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利用城市路面及一些建筑物表面集蓄的雨水可用于城市消防、厕所冲洗、城市绿化草坪灌溉;水质经处理后,可用于一些工业如木材加工[10]。将城市建筑物及平原地区的雨水直接拦蓄入渗或通过一定的渗漏过滤装置,回灌地下水,可补充地下水量兼有防洪作用[9、18、19]。

3.4雨水集蓄利用技术研究中存在的问题

目前我国雨水集蓄利用技术主要应研究以下问题:①新型的高效低价集流面材料的研制;②蓄水设施的施工技术和防冻胀技术,饮用水水质净化技术;③不同约束条件下补灌水量的确定,不同的灌水方式、不同的作物及其农业经营措施综合利用雨水的最佳模式;④大气污染对城市雨水水质的影响,城市汇集雨水水质的净化、应用及汇集雨水回灌地下水技术等。

4雨水集蓄利用对区域环境的影响

4.1雨水集蓄利用与水土保持

黄土高原国土整治28字方略的核心是“全部降雨就地入渗拦蓄”[20]。生产实践中,通过修筑梯田、鱼鳞坑、水平阶等水土保持工程措施和松耕、等高耕作等水土保持农业措施,就地拦蓄雨水径流入渗,提高了作物产量和林木成活,拦截分散了地表径流从而减轻了对土壤的冲刷侵蚀,水土保持作用十分明显。从雨水利用的角度来看,属于被动的雨水利用,也就是说通过一定的人为措施对自然的水文循环进行干预,使其向着更有利于人类生产和生活的方向发展,但这种干预具有一定的局限性,譬如,严重的春旱和夏初旱使作物生长很差或完全枯死,那么嗣后的强度降雨将会对裸露的地表产生严重的冲刷;但是,如果在田头路边修一些水窖(池),沟道、低洼地修塘坝、涝池(类似水保工程中的淤地坝,但淤地坝的主要作用是淤泥,而蓄雨设施的作用主要是用水)拦蓄降雨集中时期(黄土高原6~9月降雨量占全年降雨量的70%~80%)多余的雨水径流,到作物需水关键期进行补充灌溉,解决作物、林木在旱季因缺水而枯死减产的“门坎”问题,同时防止了暴雨径流对坡面、路面、沟头的侵蚀[21],这实际上是雨水的主动利用。因此,就水土保持而言,雨水集蓄利用是“就地入渗拦蓄”的进一步延伸和拓展,在水土保持中具有更积极的作用和意义。

4.2雨水集蓄利用对区域生态环境的影响

通过上述分析,干旱半干旱地区雨水集蓄利用具有拦泥减沙的作用,同时,利用集蓄雨水节灌作物、林草,提高作物产量和林草成活,改善了农田生态系统,增加了区域生态系统的稳定性。庭院屋顶雨水集蓄利用解决饮水问题,城市雨水收集可用于绿地灌溉、城市清洁等环境改善,都产生了良好的环境效益;而地下水补灌,可缓解已形成的地下水漏斗和由此产生的地下水环境问题[22]。另一方面,由于人工雨水收集干扰了正常的水文循环,从而对区域的径流、蒸发、入渗及地下水位产生影响;尤其在降雨量少的干旱半干旱地区,要防止雨水资源的过度利用对环境的负面影响。关于雨水集蓄利用与环境方面目前应主要研究:雨水集蓄利用的水土保持作用对区域水环境、区域生态系统结构和稳定性的影响,地下水回灌对地下水环境的影响等。

5雨水资源评价与雨水集蓄利用效益评估

雨水资源的正确评价对其合理开发利用具有十分重要的意义。据估算,我国多年平均降水量为6.19万亿m3,年降水最大的地方超过6000mm,而约有1/3的面积降水量低于200mm[23]。可见,降水总量丰富,但分布不均匀且差异悬殊,因此,要进行区域合理评价。在雨水资源评价中,除对雨水资源的总量进行评价外,更重要的是对可开发利用的雨水资源潜力进行合理评价,估算出由于目前人们认识、技术等限制而浪费掉的或没有发挥最佳效益的那部分雨水资源量,确定合理的开发量。雨水资源的评价应引起人们的重视,以防止过度利用而产生的环境问题。据一些试验

地下水的利用篇7

关键词水资源利用;非常规水;河北沧州

中图分类号tV213文献标识码a文章编号1007-5739(2011)13-0248-01

1沧州市水环境现状

沧州市是我国水资源严重短缺的地区之一,全市多年(1956—2008年)平均水资源量为12.02亿m3,人均水资源占有量仅为172m3,为全国平均值的8%,为河北省平均值的58%。境内浅层地下水60%面积为微咸水或咸水,外来客水从20世纪80年代基本断流,近些年来,地表水比多年平均值减少60%,为维持人们的正常生活和生产,自20世纪70年代以来,主要依靠超采深层地下水,年均超采约5亿m3。而近年来,又不得不依靠引调外源水维持正常生活、生产和生态。

1.1地表水环境现状

沧州市境内河渠纵横交错,坑塘、淀泊众多。境内主要有三大水系,即大清河水系、子牙河水系、漳卫南运河水系,由于近年来降雨减少、上游增加拦蓄量等原因,沧州市境内几乎是河皆干,有水皆污。据2009年沧州市水文勘测报告,通过对子牙河、南运河等9条主要是河道监测,沧州市区域大部分河道水体污染较严重。从各河水质状况来看,除子牙河献县段,南运河泊头至北陈屯段水质相对较好外,其余河道水质属劣五类。

1.2地下水环境现状

随着国民经济发展以及人口增长,对水资源的需求量也不断增加,对地下水的开采量逐年加大,深层地下水位逐年下降,致使机井越打越深,数量越来越多。长期大量超采深层地下水,加剧了地下水降落漏斗的快速发展,2009年底漏斗中心水位埋深达82.94m,埋深大于80.00m的封闭面积为299.7km2,较2008年同期增加30.7km2;埋深大于60.00m的封闭面积为5418.0km2,较2008年同期增加93.0km2;并引发了地面下沉、机井报废、工程设施遭到不同程度破坏、地面积水、排水不畅、地下水环境恶化等一系列环境地质问题[1-2]。

沧州市区域的非常规水主要包括咸水、微咸水、再生水、海水、雨洪资源等。随着工业化、城市化进程的加快,对水资源的需求量越来越大,供需矛盾越来越突出,最大限度地使用非常规水资源,大幅度增加水资源供给量,减少对深层地下水的开采,是改善沧州市水环境的必然要求。

2沧州市水环境利用类型

2.1咸水、微咸水利用

特定的水文地质条件,使沧州市区域内浅层咸水、微咸水分布广泛,水量比较丰富,微咸水可开采量4.13亿m3,且埋藏浅,容易开采,成井费用低。全市自20世纪70年代便开始开发利用微咸水,目前已成功应用于农业灌溉、水产养殖、农村人畜饮水、城镇居民生活、工业生产等各个方面。根据相关规划,到2015年全市微咸水利用量可达到0.7176亿m3。

咸水、微咸水的充分利用,主要有以下几点作用:一是缓解沧州地区水资源紧缺状况;二是减少深层地下水的开采,抑制地下漏斗的发展,缓解地下水环境恶化现象;三是降低区域内浅层地下水位,减少咸水对建筑物基底的顶托和腐蚀作用;四是腾出浅层地下库容,加大雨水的入渗量,淡化浅层地下水,改善浅层地下水环境[3]。

2.2再生水利用

污水经过不同等级处理所产生的再生水,可根据水质不同发挥不同的作用。到2010年底全市共建成并运行的污水处理厂共有15处,处理厂的再生水目前除用于发电厂冷却用水,主要用于农田灌溉。随着国家对再生水利用力度的加大,界时市政道路浇洒、公园绿地灌溉、公园河湖补水等也将会利用再生水,根据相关规划到2015年,再生水利用量可达0.5625亿m3。

另外,根据《河北省人民政府关于深化水价改革促进节约用水保护水资源实施意见》(冀政〔2005〕66号)文件,今后沧州市建筑面积在3万m2以上的居民住宅小区及新建大型文化、教育、宾馆、饭店设施,都必须配套建设再生水利用设施。随着城市化进程的加快,沧州市新建小区越来越多,规模越来越大。到2015年,居民生活杂用再生水利用量可达0.5625亿m3。

2.3海水利用

2.3.1海水淡化。河北国华沧东发电有限公司应用最先进的海水淡化技术,为水电联产与低温多效技术集成模式,发电机组利用海水进行发电的同时,利用热电厂余热加热海水,既生产了淡水,又降低淡化成本。该公司一期发电机组可日产淡水3.25万m3,基本用于企业自身。其正在筹建的二期和三期发电机组也将全部使用海水,规划到2015年,淡化水量可达20万m3/d;三期工程4台1000kw机组全部竣工投产后,将增加60万~80万m3/d海水淡化能力,最终将具备80万~100万m3/d的海水淡化制水能力,海水淡化后,除一部分满足电厂自身用水外,还可向临港化工园区和黄骅市区供水。华润渤海新区热电机组用水也全部为海水,可日产淡水2万m3。这2个企业产淡水能力近期可达5.25

(下转第251页)

(上接第248页)

万m3/d,年约可达1700万m3;远期可达82万~102万m3/d,年可产淡水约2.5亿m3。

2.3.2海水直接利用。随着海水淡化能力的不断加大,淡化水量也会越来越大,不仅能满足企业自身用水需求,还可满足渤海新区的生活及部分其他用水[4]。渤海新区作为一个以化工和港口为主的新建城区,无论是工业园区建设还是生活小区建设,都要同时铺设海水、淡水2套管网系统,工业项目要最大限度地直接利用海水。根据相关规划2015年海水淡化利用量可达0.1875亿m3。

2.4雨洪资源利用

沧州市地处九河下稍,现有河道、沟渠、水库、洼淀及坑塘最大蓄水能力可达8.003亿m3,既有对雨洪资源利用的需求,又有利用条件。随着雨洪资源综合利用技术的不断推广和水利工程设施的不断完善,通过科学合理规划,加快坑塘、水库蓄水设施建设,新建或改建修缮各类节制闸涵,清淤疏浚河渠等。同时,利用透水材料铺设道路增加雨洪资源入渗量、建设下凹式绿地,承接硬化地面的径流、在新建建筑物旁修建集雨水设施[5-6]。另外,沧州市新城区已建成雨污分流系统,污水排入污水处理厂,雨水排入市内湖泊、洼淀,稍加处理便可使用。目前,沧州雨洪资源的拦蓄利用率约为25%,年拦蓄利用量约为1.5亿m3,通过利用以上技术措施,至2015年拦蓄率由现现的25%提高至30%,拦蓄量由1.5亿m3提高至2.0亿m3。

非常规水的充分利用大大改善了沧州水环境,一是缓解了沧州水资源紧缺状况;二是在用水量不断增加的前提下,地下水超采量在逐年减少,深层地下水位埋深呈上升趋势;三是第Ⅲ含水组水位埋深大于60m的漏斗封闭面积由8530km2缩小为5325km2;四是减缓了地面沉降速率,地下水环境恶化趋势得到抑制;五是加大了地下水入渗补给量,改善沧州市浅层地下水环境[7]。

3参考文献

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[5]张贤芳,舒强,张丽蓉.我国省际水资源利用效率增长能力空间差异分析[J].安徽农业科学,2011,39(6):3488-3489,3500.

地下水的利用篇8

论文摘要:地下水利用与保护规划经过三年工作,已初步完成,目前成果正在征求高层专家意见。本次规划在第二次水资源评价的基础上,进行了浅层地下水功能区的划分,按两级划分为三大区八大类,以集中水源地与重点地区控制方案为管理重点,建立监测监督有效体系:地下水开采总量规划目标,消除污染与水质保护,埋深水位控制;深层承压水与浅层水概念区别,岩溶水、傍河井、泉水、矿坑水利用与地表水的利用重复量计算;浅层超采区以压采为主,深层承压水限量使用并主要用于应急与战略储备为主,未超采区以采补平衡增采。工作路线以水规总院技术负责,省区基础工作,流域机构汇总、全国汇总,充分协调与平衡,在坚持大原则下省区保留差异性;规划成果批复实施必将我国地下水综合管理水平大幅提高,紧追世界先进管理水平。关键词地下水规划;浅层水功能区;深层承压水;总量控制;监测管理体系全国地下水利用与保护规划既是全国水资源综合规划的专项规划也是流域综合规划修编的专项规划。本次规划是在水利部领导下,由水利水电规划设计总院作为技术总负责单位,会同中国水利水电科学研究院、各流域机构和各省(自治区、直辖市)的项目承担单位共同完成的。2009年11月《全国地下水利用与保护规划(征求意见稿)》进行了高层专家咨询会。具体工作中采取“从下到上”与“从上到下”多次协调协商与平衡,采取坚持基本原则下省区保留差异性、“求大同存小异”灵活的工作方式,某些数据上可以省区与全国(流域)存在差异,不影响整体规划成果;两本账更反映客观现状,因地制宜会利于地方工作的开展。结合规划工作中技术问题与《全国地下水利用与保护规划(征求意见稿)》高层专家的意见,作者特归纳总结部分规划相关的问题,提出肤浅认识。1.功能区1.1功能区划分地下水功能区划是地下水利用与保护规划中的重点也是亮点。根据《全国地下水利用与保护规划》:地下水功能区划是地下水利用与保护工作的基础平台。按照《关于开展地下水功能区划的通知》(水资源[2005]386号)文件的要求,全国开展了浅层地下水功能区划工作,明确了浅层地下水的功能定位。对于深层承压水,按照储备为主的原则,不再划分功能区。以地下水主导功能为基础,划分全国地下水功能区;根据地下水功能区的主导功能,兼顾其他功能要求,确定各功能区维系供水安全的水位、开采总量控制指标和水质保护目标。本次规划在第二次水资源评价的基础上,进行了浅层地下水功能区的划分,按两级划分为三大区八大类。地下水功能区按两级划分。一级功能区:地下水一级功能区划分为开发区、保护区、保留区共3类,主要协调经济社会发展用水和生态与环境保护的关系,体现国家对地下水资源合理开发利用和保护的总体部署。二级功能区:在地下水一级功能区的框架内,根据地下水的主导功能,划分为8类地下水二级功能区。其中,开发区划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区共两类地下水二级功能区,保护区划分为生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区共3类地下水二级功能区,保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区共3类地下水二级功能区。地下水二级功能区主要协调地区之间、用水部门之间和不同地下水功能之间的关系。我国浅层地下水功能区划呈山丘区以保护区为主、平原区以开发区为主的显著特点。地下水二级功能区界线不能跨水资源二级区,基本规划单元面积太小时,根据情况可进行适当归并。在地下水功能区划工作的基础上,水利部于2007年下发了《关于做好全国地下水利用与保护规划编制工作的通知》(办规计函[2007]409号),要求编制地下水利用与保护规划。1.2地下水功能区与地表水功能区的差异流域综合规划修编涉及到各个方面,其中有水功能区和地下水功能区关系密切。地下水功能区划分是针对流域面上的地下水,是编制浅层地下水利用与保护规划的基础,规划编制主要以地下水功能区为单元,根据其功能状况,提出分区分类开发利用与保护修复规划方案。地下水功能区以流域的地下水资源量与可开采量和水质功能定义,水功能区划分地表水水资源状况来定义。地下水功能区区划采用水资源评价地表水资源评价的面积和分区一致,即采用流域全覆盖的方式进行,包括不透水面积

地下水的利用篇9

水资源概况及开发利用分析

(一)水资源概况

海西州境内河流可分为外流和内陆两大水系。外流河主要是唐古拉山的长江源头沱沱河与青海湖的主要补给水源――天峻县的布哈河。内陆河主要有那棱格勒河、格尔木河、香日德河、巴音河等70余条。

全区(不含唐古拉地区)的现代冰川面积为1854.88km2,冰川储量1433.2亿m3,冰川年融化水量10亿m3,为一些主要河流的初始水源和径流的重要补给来源。全区拥有地表水资源量121亿m3,地下水资源量61.01亿m3(地表水地下水之间重复量57.25亿m3),水资源总量为125亿m3。单位面积占有水资源量为4.15万m3/km2,是全省平均水平(8.62万m3/km2)的48.19%。其中,柴达木盆地拥有地表水资源量44.1亿m3,地下水资源量38.97亿m3(地表水地下水之间重复量31.11亿m3),水资源总量为51.96亿m3。单位面积占有水资源量为2.01万m3/km2,是全省平均水平的23.38%。河流水能资源理论蕴藏量约125万千瓦,可开发利用的约30万千瓦。柴达木盆地有大小河流70余条,其中常年有水的40余条。盆地内与地区社会经济发展密切相关的主要河流有那棱格勒河、格尔木河、香日德河、巴音河、诺木洪河、察汗乌苏河、夏日哈河、塔塔棱河、鱼卡河、都兰河等10条河流。

(二)开发利用分析

为了进一步说明盆地内各地区水资源情况,将柴达木盆地按工业园区划分为:格尔木园区(包括那棱格勒河乌图美仁区、格尔木河格尔木区、柴达木河都兰区)、德令哈园区、乌兰园区、大柴旦园区(包括鱼卡河大小柴旦区和冷湖、茫崖区),分述如下。

⒈格尔木园区

⑴那棱格勒河乌图美仁区

那棱格勒河乌图美仁区有地表水资源量11.83亿m3,地下水资源量8.44亿m3,地表水与地下水重复量7.21亿m3,水资源总量13.06亿m3,单位面积占有的水资源量2.26万m3/km2(面积5.77万km2),是全省平均占有水资源量的26.22%。

水质:矿化度600mg/L,总硬度100.9mg/L,pH值8.0,水质偏碱性,水的类型为氯-钠Ⅲ型(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为5.71亿m3(其中地表水4.73亿m3,地下水0.98亿m3),已开发利用0.3亿m3,尚有可利用量5.41亿m3。按盆地现状万元工业增加值耗水量114m3计算(以下同),剩余水量可支持新增工业增加值474亿元。

⑵格尔木河格尔木区

格尔木河格尔木区有地表水资源量9.37亿m3,地下水资源量8.38亿m3,地表水与地下水重复量6.95亿m3,水资源总量10.8亿m3,单位面积占有的水资源量2.47万m3/km2(面积4.37万km2),是全省平均占有水资源量的28.65%。

水质:矿化度519.1mg/L,总硬度134.2mg/L,pH值8.4,水质为碱性,水的类型为碳-钠Ⅲ型(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为7亿m3(其中地表水5.87亿m3,地下水1.13亿m3),已开发利用3.65亿m3,尚有可利用量3.35亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值294亿元。

⑶柴达木河都兰区

柴达木河都兰区有地表水资源量10.37亿m3,地下水资源量9.48亿m3,地表水与地下水重复量6.7亿m3,水资源总量13.15亿m3,单位面积占有的水资源量2.40万m3/km2(面积5.47万km2),是全省平均占有水资源量的27.84%。

水质:矿化度749.41mg/L,总硬度146.4mg/L,pH值8.4,水质偏碱性,水的类型为氯-钠Ⅲ型(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为6.37亿m3(其中地表水4.14亿m3,地下水2.23亿m3),已开发利用2.34亿m3,尚有可利用量4.03亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值353亿元。

综上:格尔木园区水资源总量为37.01m3,可开发利用水资源总量为19.08亿m3(其中地表水32.66亿m3,地下水4.35亿m3),已开发利用6.286亿m3,尚有可利用量12.794亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值1122亿元。

⒉德令哈园区

德令哈园区按柴达木盆地水资源分区属巴音河德令哈区。巴音河德令哈区有地表水资源量3.85亿m3,地下水资源量3.4亿m3,地表水与地下水重复量3.13亿m3,水资源总量4.11亿m3,单位面积占有的水资源量2.65万m3/km2(面积1.6万km2),是全省平均占有水资源量的30.74%。

水质:矿化度370.3mg/L,总硬度109.6mg/L,pH值8.5,水质偏碱性,水的类型为碳-钙Ⅱ型(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为3.1亿m3(其中地表水2.89亿m3,地下水0.21亿m3),已开发利用2.48亿m3,尚有可利用量0.62亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值54亿元。

⒊乌兰园区

乌兰园区按柴达木盆地水资源分区属都兰河希赛区,都兰河希赛区有地表水资源量1.2亿m3,地下水资源量1.06亿m3,地表水与地下水重复量0.81亿m3,水资源总量1.45亿m3,单位面积占有的水资源量2.74万m3/km2(面积0.53万km2),是全省平均占有水资源量的31.79%。

水质:矿化度600mg/L,总硬度173.8mg/L,pH值7.8,水质偏弱碱性(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为0.94亿m3(其中地表水0.74亿m3,地下水0.2亿m3),已开发利用0.44亿m3,尚有可利用量0.5亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值44亿元。

⒋大柴旦园区

⑴鱼卡河大小柴旦区

鱼卡河大小柴旦区有地表水资源量2.87亿m3,地下水资源量2.65亿m3,地表水与地下水重复量2.01亿m3,水资源总量3.51亿m3,单位面积占有的水资源量1.88万m3/km2(面积1.87万km2),是全省平均占有水资源量的21.81%。

水质:矿化度209.8mg/L,总硬度53.0mg/L,pH值8.4,水质为碱性,水的类型为碳-钙Ⅱ型(水质较好)。

本区可开发利用水资源总量为1.66亿m3(其中地表水1.15亿m3,地下水0.51亿m3),已开发利用0.33亿m3,尚有可利用量1.33亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值116.7亿元。

⑵冷湖、茫崖荒漠区

冷湖、茫崖荒漠区有地表水资源量4.61亿m3,地下水资源量5.57亿m3,地表水与地下水重复量4.29亿m3,水资源总量5.88亿m3,单位面积占有的水资源量0.95万m3/km2(面积6.22万km2),是全省平均占有水资源量的9.07%。

本区可开发利用水资源总量为2.86亿m3(其中地表水1.84亿m3,地下水1.02亿m3),已开发利用0.17亿m3,尚有可利用量2.69亿m3,剩余水量可支持新增工业增加值235亿元。

以上水资源量数据均采用由中科院完成的“九五”国家重点科技攻关项目《柴达木盆地水资源合理利用与生态环境保护》研究成果;地下水资料采用青海省1/20万水文地质普查资料成果;现状用水量按2006年统计资料。

存在的主要问题

(一)水资源拥有量有限,分布条件相对较差

⒈水资源可利用量低。由于柴达木盆地特殊的气候条件,造成干旱少雨,水资源量相对不足。海西的资源开发主要以柴达木盆地为主,柴达木盆地单位面积占有的水资源量为2.01万m3/km2,是全省平均水平的23.38%,约为全省平均值的四分之一。尽管柴达木盆地拥有地表水资源量44.1亿m3,但盆地内部分地区的地表水由于地形地质条件的限制,未形成集流,仅有少量用于人畜饮水,大部分无法直接开发利用,地表水通过工程措施可以直接开发利用的主要是形成集流的15条河流的河川径流。柴达木盆地经济开发区那棱格勒河、格尔木河、巴音河、香日德河、察汗乌苏河、都兰河、夏日哈河、鱼卡河流域年径流量约为30亿m3,目前年开发利用量已达9.7亿m3,占开发区域水资源量的32.3%,已接近国际通用的水资源开发量不能超过其总量的40%的警戒线。

⒉水资源在地域和时空上分布不均,河川径流年际变化大,水资源区域分布与工农业生产布局不相匹配。就地区水资源量而言,海西地区水资源量达125亿m3,淡水资源的分布与矿产资源、细土资源的分布不均衡。柴达木盆地52亿m3水资源中那棱格勒乌图美仁区占13亿m3,为盆地水资源总量的25%。水资源丰富的唐古拉由于受生态和地理条件的限制无法利用,致使基础产业集中的东部二县一市水资源相对紧缺,且农牧业和生态用水量过大,给城市和工业用水预留的空间不足。

⒊就整个盆地而言,人均水资源量比较丰富,但在经济开发地区水资源较为匮乏。柴达木盆地盐湖资源的开发在海西工业发展中占有重要比重,但盐湖均分布在盆地底部,是各河流的尾闾。淡水资源以地下水为主,且埋藏深度较深,由于盐湖周边淡水资源开采难度和成本大,影响了盐湖资源开发利用。

(二)工程性缺水与用水效率低下并存

根据海西州“十一五”工业规划,预测“十一五”末(2010年)格尔木市工业用水将达到2.24亿m3(不包括盐湖采卤平衡用水量),德令哈市达到0.7亿m3,各地工业用水将呈阶梯式增加,但水资源开发过程中的节水灌溉和水源工程建设立项难度大,进展缓慢,制约了工业的发展。德令哈市和格尔木市两地随着城市和工业的快速发展,工程性缺水的问题尤为突出,两地老灌区改造、河道治理、水源工程等项目建设十分紧迫,水资源成为能否保障两地国民经济发展的关键因素,也是经济发展的“瓶颈”。

灌溉设施不完善、水源工程建设速度慢、节水意识淡薄也是存在的主要问题。主要表现在境内河流流域面积小、干流较短,且来水绝大部分属降水补给,降水对河流来水区域性影响很大,由于调蓄设施不足,缺乏控制性调蓄工程,对集中降水产生的径流不能有效利用,难以实现洪水径流的资源化。柴达木盆地各类农作物总灌溉面积近50万亩,灌溉仍沿用漫灌、串灌的落后方式,渠道跑、冒、漏水现象普遍。2006年盆地农作物年引用水量6.26亿m3,亩均引用水量达1000m3以上,远远大于用水定额。每立方米水生产粮食不足0.5公斤,水资源有效产出率较低。

(三)水环境保护系统薄弱

柴达木盆地特定的气候和地质条件,决定了盆地荒漠化脆弱的生态环境。盆地水系封闭,水体自净能力弱,水环境是维系盆地生态环境的决定性因素。水环境的保护是保障其承载能力的必然需要,更应该放在保护生态环境的突出位置。随着柴达木循环经济试验区的开发建设,社会经济的快速发展与水环境保护的矛盾突出,迫切需要建立完善的水环境保护系统来解决。

(四)整个柴达木循环经济试验区水资源保障和配置规划尚未编制完成,对重点地区地下水样勘工作深度不够

由于水资源分布不均,柴达木各流域及园区水资源开发利用程度、水资源可开采量、生态需水量均存在一定的差异。要对整个循环经济试验区水资源进行科学配置和合理利用,首先要有一个完整的可操作性强的水资源保障和配置规划。另外,由于盆地特殊的地理地质结构,造成盆地内地表水与地下水相互转换频繁,对重点地区地下水可利用率、开采规模不详,需进一步做样勘工作。

三、实现水资源可持续利用支撑循环经济建设的对策和措施

(一)充分认识柴达木盆地水资源匮乏、自净能力弱的现实,以各流域水资源综合利用规划和局部地区水资源详查为依托,制定详实可行的水资源开发利用配置规划

⒈水资源的合理利用与优化配置是确保柴达木循环经济试验区可持续发展的基本支撑,要坚持“以水定产业、以水定项目、以水定发展”的原则。在今后的发展中,要在平衡生态用水的前提下,保证城市和生活用水,优先安排工业用水,节约农业用水。加快产业结构调整,以经济结构的调整促进用水结构的优化配置,形成低耗水、高效益的产业体系。

⒉以水资源配置规划为依据,全流域水资源优化配置为前提,做好水资源配置规划及前期工作,年内完成柴达木循环经济试验区水资源保障规划,明年完成试验区水资源配置规划。在充分论证、科学选比的基础上,分步兴建必要的调蓄性水利工程。加快主要河流流域水资源配置规划,抓紧完成那棱格勒河、格尔木河、香日德河、巴音河、察汗乌苏河、都兰河、大柴旦地区等七个流域及地区水资源开发利用规划的修编工作,根据完成的规划严格实行计划用水。

⒊柴达木盆地是一个典型的封闭型盆地,盆地内的地表水和地下水相互转换频繁,无论地表水还是地下水的开发利用均在盆地水资源总量之中,且盆地水资源均来源于大气降水,通过各主要河流水文测站的多年实测和降雨量、蒸发量、径流系数计算,柴达木盆地水资源总量是明确的,只是年际内有微量变化。

由于盆地特殊的地理条件,盆地内大多数河流出山后在形成地下潜流的同时形成了大小不等的地下水库,在地下水资源开发中只有与地表水不重复部分的地下水可以开发利用,也就是只有地下水的动储量可以利用。目前需科学评价地下水允许开采量。

⒋在政策、规划和管理上,要把水资源的供给、配置同整个循环经济试验区的发展整体谋划,统一规划,统筹兼顾地表水和地下水资源,统筹协调资源、经济和生态环境的动态关系,追求可持续发展的水资源配置,提高水的分配效率和利用效率,使有限的水资源最大限度地发挥效益。

(二)把节约农业用水作为当务之急,以循环经济理念为指导,以建设节水型农业为目标,以满足农牧业合理用水为前提,大力引导农牧民调整种植结构,提高水资源的利用效率

⒈灌区节水是解决我州水资源短缺的有效途径之一,农业要把节水灌溉作为一项革命性措施来抓,重点做好现有灌区的续建配套改造、节水灌溉示范项目建设和开展末级渠系改造试点。目前已按国家水利部的要求,将柴达木盆地13处万亩以上绿洲灌区打捆按《柴达木盆地绿洲灌区配套与节水改造规划》上报水利部,并通过了水利部审查批复。项目总投资3.6亿元,项目建成后可改善灌溉面积57.15万亩(含部分林地)。其中黑石山水库灌区、希赛灌区可研报告已编制完成并通过省级审查,灌区改造项目已列入国家总提规划。在积极争取柴达木盆地绿洲灌区配套与节水改造工程建设资金的同时,实施小型灌区节水改造工程。通过灌区节水改造工程的建设,力争节约2亿m3水资源用于高产值、高附加值行业。

⒉通过种植产业结构调整,大力发展大棚经济,提高用水效率和效益。截至2006年底,全州有大棚5567座约2300亩,每亩收入1~3万元不等,全年用水量在700m3左右,平均按2万元计算,每立方米水的产值效益达到28.6元。大田作物以粮食作物为例,全州平均亩产为650斤左右,亩均用水达到1300m3,粮食作物按0.75元/斤计算,每立方水的产值效益仅为0.38元,仅占大棚用水效益的1/75,水资源的产出比十分明显,要通过相关部门的配合和大力支持不断推进农业种植结构调整。

⒊以节水型社会建设和节水型城市建设为契机,着力推进格尔木、德令哈两市灌区节水工作。我州格尔木市是省级节水型城市建设试点城市,近几年开展了一些工作,但力度还不够,要尽快完善节水型城市建设实施方案,从水资源的统一管理、自备水源地关闭、灌区节水等方面着手,全面推进节水型城市建设步伐。德令哈市是我州重点开展节水工作的地区,要以灌区节水为重点,通过工程措施、管理措施、农艺措施、产业结构调整达到优化农业用水和节约水资源的目的,要求年内完成德令哈地区农业节水实施方案,在争取省上支持的基础上,州、市两级财政利用财政资金或平台资金安排一部分投资,从2008年起,利用5年时间,完成德令哈地区农业节水工程。

(三)加快水源工程建设步伐,提高水资源的供给能力

在充分论证、科学选比的基础上,分步兴建必要的调蓄性水利工程。首先申报建设巴音河蓄集峡、察汗乌苏河哇沿、都兰河下湾等三座水库,在兴建以上三座水库的同时,对鱼卡河、沙柳河、夏日哈河、大格勒沟进行水资源配置规划,并开展四条河流调蓄水库项目前期工作,争取到2015年完成以上水库的建设,从根本上解决以上河流防洪能力低和水资源配置不合理的问题。

(四)加大依法治水力度,强化水资源管理

⒈水资源为国家资源,为达到水资源可持续利用,加强水资源统一管理是前提。通过行政、技术、经济等手段,切实加强对农业、工业、城市和生活用水的统一管理,调整用水结构,改进用水工艺,实行计划用水,杜绝用水浪费。强化政府的管理职能,完善水政执法队伍建设,提高水资源管理力度和水资源利用率。严格执行水资源开发利用规划和水资源论证、取水许可制度,把取水许可放到同采矿许可同等重要的位置,各类用水项目申请立项的同时必须及时开展水资源论证工作,未进行水资源论证工作和未办理取水许可证的项目不予审批立项。同时把是否有用水计量设施和有效的节水措施作为项目立项和办理取水许可证的重要依据,今后凡是不安装计量设施和没有节水措施的单位一律不予办理取水许可和立项。

⒉加强节水型社会建设的组织和宣传。充分发挥政府的主导作用。要把节水型社会建设列为各级人民政府的一项重要工作目标,建立水资源节约责任制。各级水行政主管部门要加强指导和协调,明确分工和责任,形成全社会推进节水型社会建设的局面。围绕“大力推行节约用水,全面建设节水型社会”这一主题,开展节水宣传活动。在“世界水日”、“中国水周”和“全国城市节水宣传周”期间,集中宣传水资源的节约保护。要充分利用多种媒体,发挥舆论监督作用,最大限度地调动全民参与节水型社会建设的积极性。

(五)制定合理水价,高效利用水资源

水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题,核心是提高用水效率,把节水放在突出位置。灌溉节水是柴达木循环经济试验区节水的重点,调整农业种植结构,发展高附加值城市农业,通过渠系硬化配套、灌区改造等措施提高灌溉水利用系数。加大宣传力度,提高全民节水意识,适时、适地、适度地提高水价,逐步实施按量计费方式。在进一步提高工业用水重复利用率的同时严格执行青海省用水定额标准,禁止超定额用水。建立水价的经济机制与供求调节机制,以促进节水,提高用水效率,实现水资源的高效配置。不合理的水价是加剧水资源供需矛盾的一个主要原因,因此要建立适应市场经济的科学合理的水价体系和运行机制,运用经济杠杆调节水资源供需矛盾,促进计划用水、节约用水,推动水资源的利用向高效益、高附加值行业转移。

地下水的利用篇10

关键词:雨水资源化雨水集蓄综合利用

1国外雨水利用情况评述

目前,在世界各大洲,都有收集雨水解决生活和生产用水的成功做法。国外一些发达国家在城市雨水资源化和雨水的收集利用方面的经验和方法,对解决我国缺水问题很有借鉴意义。(1)美国的雨水利用。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。1993年大水之后,美国兴建地下隧道蓄水系统,建立屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统,让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中,既利用了洪水的生态环境功能,同时减轻了其他重要地区的防洪压力。美国的关岛、维尔金岛广泛利用雨水进行草地灌溉和冲洗。美国不但重视工程措施,而且制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持,如制定了《雨水利用条例》。条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平,所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。

(2)德国的雨水利用。德国的雨洪收集利用技术是最先进的,基本形成了一套完整、实用的理论和技术体系。利用公共雨水管收集雨水,采用简单的处理后,达到杂用水水质标准,便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。另外德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。

(3)丹麦的雨水利用。丹麦98以上的供水是地下水,但是地下水开发利用率都比较低,一些地区的含水层已被过度开采。为此在丹麦开始寻找可替代的水源,以减少地下水的消耗。在城市地区从屋顶收集雨水,收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备,进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。

(4)日本的雨水利用。日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池,许多城市在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”,有些大型建筑物如相扑馆、大会场、机关大楼,建有数千立方米容积的地下水池来储存雨水,以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途,如在调洪池内修建运动场,雨季用来蓄洪,平时用作运动场。近年来,各种雨水人渗设施在日本得到迅速发展,包括渗井、渗沟、渗池等,这些设施占地面积小,可因地制宜地修建在楼前屋后。在日本,集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪,消防和应急用水。日本于1992年颁布了“第二代城市下水总体规划”,正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分;要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施泰国在20世纪80年代,建造了0.12亿多个2m3的家庭集雨水缸,解决了300多万农村人口的吃水问题。在澳大利亚、加拿大、瑞典、印度、以色列、巴西和墨西哥等国家,采取修建小型水池、水仓、塘坝、淤地坝等工程措施,拦蓄雨水进行灌溉,都取得了良好的效果。

综上所述,国外发达国家城市雨水利用的主要经验是:建立了完善的屋顶蓄水和由人渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统;制定了一系列有关雨水利用的法律法规;收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。

2我国雨水利用情况评述

我国的农民在长期的抗旱实践中,积累了丰富的利用雨水的经验,创造了水窖、水窑、水池等小型和微型蓄水工程形式,用于解决生活饮水问题。真正意义上的雨水利用研究与应用开始于20世纪80年代,发展于90年代。雨水集蓄利用工作从试点示范到规模发展,大致经历了以下4个阶段:

(1)试验研究阶段。2o世纪8o年代,通过对相关技术的试验研究,论证了雨水集蓄利用工程的可行性和可持续性,提出雨水集蓄利用的理论与方法,取得了一批实用成果,为雨水集蓄利用工作的开展奠定了理论和技术基础。

(2)试点示范阶段。2o世纪9o年代,甘肃、宁夏省区在试验研究的基础上,进一步开展试点示范工作,使雨水集蓄利用从单项技术发展为农业综合集成技术;从单一的利用模式走向高效综合利用;从理论探讨、技术攻关走向实用阶段,找出了一条干旱山区农业和社会经济发展的新路子。

(3)推广应用阶段。1997~1998年,财政部、水利部联合组织的雨水集蓄利用试点工作带动了西北、西南、华北地区雨水集蓄利用工作迅速发展,工程建设开始从零散型向集中联片型发展。

(4)蓬勃发展阶段。2000年,水利部编制了《全国雨水集蓄利用“十五”计划及2010年发展规划》。2001年7月,中国水利学会雨水专业委员会成立大会暨雨水利用国际学术交流会在兰州市隆重召开。2001年9月,水利部农村水利司在广西百色市召开了全国雨水集蓄利用现场会。雨水集蓄利用工作进入一个崭新的阶段。

3我国雨水集蓄利用取得的成效、存在的主要问题及其对策

(1)雨水集蓄利用是改善山丘区农业生产条件,增强抗御自然灾害能力的有效措施。就农村而言,雨水集蓄利用主要用于缓解水资源紧缺、解决农村生活用水问题,实施补充灌溉,提高农作物产量,改善群众的生活生产条件,促进农村经济发展。据不完全统计,到2001年,全国共建成水池、水窖、小塘坝等小微型水利工程0.12亿处,蓄水容积160亿m。,解决了0.36亿人及0.25亿头牲畜的饮水问题,发展抗旱保苗补水灌溉面积264.67万hm。,为0.3亿人创造了较稳定的水利条件,使得干旱缺水地区群众温饱问题的解决有了坚实的物质保障。开展雨水集蓄利用工作,是干旱、半干旱地区,在非常缺水的状况下,解决人畜饮水和发展灌溉的重要途径。

(2)雨水集蓄利用是促进农业结构调整、增加农民收入的有效措施。雨水集蓄利用的实施,使得许多缺水地区农民有条件种植蔬菜、瓜果等高效经济作物。不少干旱地区兴建雨水集蓄利用工程后,有些农户办起了养猪场、养鸡场及生产酱油、醋的作坊,农民生活、生产条件有了大的改善,取得了良好的经济效益。

(3)雨水集蓄利用是改善生态环境的重要内容。雨水集蓄利用工程在基础设施建设、改善生态环境方面都能发挥重要作用,并且能够逐步使西部干旱缺水山丘地区的农业产业结构从单一的种植业向农、林、牧、副、渔等各业全面发展,有效地减少了毁林开荒,推进了坡改梯等生态保护措施。雨水集蓄利用工程使农民由广种薄收逐步走向精耕细作,合理开发利用水土资源,有利于在水土流失区实施退耕还林还草,遏制对生态环境的破坏。

雨水集蓄利用目前存在的主要问题如下:

(1)资金紧张。投入不足是影响这些地区发展集雨工程的主要制约因素,国家、集体和个人应多渠道筹集资金。目前每年能发展的雨水集蓄利用面积不足2o万hm2,与发展要求不相适应。加大投入是搞好雨水利用的一项关键措施。国家财政的投资比例应适当增加,尽可能安排专项资金予以扶持。同时现行的扶贫、农业综合开发等项资金可考虑向这方面倾斜。还可以制定一些激励政策,鼓励个人、私营企业和社会各界筹资或募捐兴建雨水集蓄利用工程。

(2)雨水集蓄利用工程的规划、设计与建设不规范。部分雨水集蓄利用工程由于规划布局不合理出现蓄不上或蓄不满水的现象。从全局出发对当地水资源状况及开发利用情况、可建工程的潜力、布局和工程形式,进行深入地调查,针对不同地区的自然、社会、经济等条件,因地制宜地搞好工程的规划布局,选择好工程形式,确定技术标准,分步实施。既要发挥雨水效益;又要量力而行,保证雨水集蓄利用可持续发展。制定适合当地的雨水集蓄利用技术规范,根据技术规范和当地的实际情况,加强技术指导、人员的培训与技术交流,及时总结经验,使得雨水集蓄利用向规范化和科学化方向发展。

4几点建议

借鉴发达国家的经验,为了合理、充分地利用雨水资源,实现西部干旱缺水地区水资源的可持续利用,使雨水资源化,特提出

如下建议:

(1)建立良性的雨水利用运行机制。各级政府要深化产权制度改革,对于户建工程,按照“谁建设,谁所有,谁受益”的原则,由政府颁发产权证;对于联户兴建的工程,则由受益户共同制定管理公约,推举责任心强、懂技术、会管理的受益户进行管理。各级政府应尽早制定《雨水利用条例》。在《雨水利用条例》中规定新建小区,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施等内容。

(2)加强雨水利用的理论研究。尽管雨水利用历史悠久但实践超前理论,雨水利用的科学研究还很滞后,不能满足雨水利用的客观需求,今后应予以加强。

(3)提高雨水的利用率。只有雨水收集系统而没有雨水处理和回用系统是无法实现雨水资源的合理利用的,应将雨水集蓄利用工程与节水灌溉、水土保持及生态环境建设相结合,提倡一水多用,促进水资源的高效利用,使有限的水资源尽可能发挥最大的作用。要根据当地实际情况,采取不同形式雨水集蓄利用技术,能蓄则蓄,能拦则拦,以小、微型水利工程为主,充分利用当地的雨水资源。收集的雨水可以直接或经适当处理后用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服、浇绿地、消防和回灌地下水。

参考文献

[1]张敦强,龚盂建、我国雨水集蓄利用的实践与探索eJ].中国农村水利水电,2001,(9).

[2]王浩,杨爱民、国内外城市雨水利用情况评述[J].北京科协,2002,(10)、