石家庄市水资源现状与展望

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石家庄市水资源现状与展望

石家庄市水资源现状与展望

研究报告

马超 段佳 付方华 周晓玫

(石家庄经济学院工程学院,河北,石家庄,050031)

1 区域概况 1.1自然地理概况

石家庄位于河北省中南部,东经113°18ˊ-115°30ˊ,北纬37°30ˊ-38°40ˊ总面积15848km,地形西高东低。西部为中低山丘陵区,东部为辽阔的华北平原。

井陉盆地:位于太行山中段,地形地貌呈西高东低,南部、北部高而中间低,四周山峦叠嶂标高在700-1200m之间,中间为丘陵,最低段为威州固底群泉分布地带,标高在165—190m,呈群山环抱的盆地状态。井陉盆地地貌形态受构造、岩性、水的物理、化学作用及新构造运动诸因素制约,按成因类型可分为侵蚀堆积、构造堆积、构造溶蚀及构造剥蚀地貌。

平原区:西依太行山,东为华北平原。地势西高东低,海拔高程由山前的100m左右下降到东部的30m左右。地面坡度由山前的1.6—2.5%,下降到1—0.5%,地貌形态为山前冲洪积作用而成的冲洪积扇群,河、湖相沉积而成的山前倾斜平原。

1.1.1气象

本区属温带半湿润、半干旱大陆性季风气候,其特点温差大,四季明显,春季干旱多风沙,夏季干热多雨,秋季凉爽降温快,冬季寒冷干燥少雪。多年平均气温13℃左右,一月份最低,月平均气温0.6℃左右;7月份最高,月平均气温26℃。全年极端最高气温42.7℃,最低-26.5℃。全年无霜期180-210。多年平均降雨量493mm。1996-2000年全区平均降雨量为482mm。其中石家庄市降雨580mm,最大1996年1097mm;平原区平均降雨量为476mm;井陉盆地平均降雨量568mm,最大1996年1032mm。 表1

1996-2000年降水量统计表

2

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1.1.2 水文

石家庄市属海河流域,子牙河水系。平原区河流由北而南主要有:沙河、滋河、滹沱河、交河、槐河等自西向东南流经本区。其中滹沱河最大,发源于山西省繁峙县,源远流长,长达540km,流域面积3089km2。其余河流大部分发源于太行山麓。自八十年代,大部分河道断流或只在汛期有水。井陉盆地河流主要有甘淘河、绵河两大河流与横南汇合称为冶河,此外还有金良,小作河等境内小河。

区内主要水利工程有:岗南、黄壁庄、八一、横山岭水库。其中岗南、黄壁庄水库最大,库容分别为15×108m3和12×108m3。黄壁庄水库付坝全长6900m,坝基坐落在滹沱河古道上,无清基,岩层透水性极强。具有防洪、灌溉、城市供水等多种功能,它对石家庄市及其下游工农业供水具有举足轻重的作用。

此外水利工程还主要有:石津渠、八一渠、源泉渠、计三渠、灵正渠、群众渠及东西明渠。其中市区东、西明渠常年流水(主要是市区排放污水),其他渠道及井陉盆地的绵右渠、人民渠均为季节性输水和汛期有水。此外井陉盆地内尚有小型水库12座,建有塘坝几十座,主要为拦蓄地表水、调蓄洪水为主。

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1.1.3水文地质概况 平原区:

根据地形、地貌、沉积物的成因及水文地质特征,将本区划为西部山前冲、洪积平原水文地质区及东部冲、湖积平原水文地质区。含水层岩性西部以中粗砂、砂卵砾石为主。厚度一般50-150m;东部平原以细中砂为主,厚度一般100-200m。

根据第四纪沉积规律及水文地质特征,将第四纪含水层分为浅层孔隙水和深层孔隙水含水岩系。

浅层孔隙水含水岩系:该含水系无稳定隔水层,属潜水-微承压水。底板深度由山前20m到东部200m,该含水岩系,上下连通好,容易接受补给,富水性较好,单位涌水量一般30-60m3/h·m。滹沱河冲洪积扇轴部较大,一般大于100m3/h·m 。该含水岩系是本区主要富水岩层,也是目前主要开采利用的含水岩系。

深层孔隙水含水岩系:属承压水性质。该含水岩系上段(Q2)底板埋深由山前的60m,曾至东部的400m以上。含水层岩性为砂卵石、砂砾石,向东渐变为中粗砂、中细砂。岩层厚度一般20-60m,单位涌水量一般10-30 m3/h·m 。滹沱河、沙、滋河冲洪积扇主体部位岩层厚度大于60m。滹沱河冲洪积扇轴部单位涌水量大于60m3/h·m。该含水岩系下段(Q1):底板埋深,山前140m左右,向东增至580m左右,含水岩性:冲洪积区为砂卵石、砂砾石,冲湖积区为中粗砂、中细砂。含水层厚度:一般60-80m。单位涌水量:10-60 m3/h·m 。 井陉盆地:

根据区内地层富水性、透水性及隔水性等因素,将其划分为含水岩系和非含水岩系两大类型。

含水岩系:主要赋存在第四系松散岩类孔隙水和寒武系、奥陶系碳酸盐类裂隙水。第四系松散岩类孔隙水主要分布于绵河、甘陶河、冶河河漫滩及一级阶地上。主要含水层岩性:砂卵石、砂砾石及粗砂,单位涌水量一般1-20 m3/h·m 。威州泉群主要是穿过该岩层出露,泉群水量丰富,单位涌水量可达40 m3/h·m 。寒武系、奥陶系碳酸盐类裂隙岩溶水主要分布于中奥陶、下奥陶亮甲山组,冶理组与上寒武统,中寒武统张夏组。岩溶较发育,形态多以溶隙、溶洞、溶孔出现。主要岩性:自上而下为灰岩、白云质灰岩、燧石条带白云岩、泥质白云岩、叶竹状灰岩及鲕状灰岩。单位涌水量一般5-20 m3/h·m ,最大达250 m3/h·m 。另外在本区北部和东南部边缘地带,分布有前寒武变质岩类风化裂隙水,区内泉水点较多,富水性差,单位涌水量一般小于1 m3/h·m 。

非含水岩系:主要为第四系更新统红色黄土和石碳、二迭系、下寒武统徐庄组、前寒武系

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的页岩、片麻岩、浅粒岩、蚀变安山岩。

地下水的补、径、排:平原区地下水的补给来源主要是大气降水、河渠渗漏、农田灌溉回归和西部山区侧向补给,地下水流向:自西北流向东南,石家庄市城市受地下水位降落漏斗控制,地下水由周边流向中心。水力坡度自西向东为4-0.5‰。地下水的排泄形式主要是人工开采,其次是侧向流出及潜水蒸发。井陉盆地地下水的补给来源主要是大气降水和河、渠入渗;地下水径流:受盆地隔水底板起伏的控制自盆地边缘向中心汇集,形成盆地中心岩溶大泉;水力坡度在补给区一般1.5-5‰,排泄区0.6-1‰。

1.1.4经济地理概况

石家庄市是河北省省会,是全省政治、经济、文化和信息、科技中心。市区面积254km2,人口166.8万人。撤地设市后辖17个县、市域总面积15848 km2,人口889万人。其中平原区面积6976 km2。

石家庄市是一座以轻纺、制药、冶炼、石油化工、机械、电子为主的新型工业城市。市内有全国著名的新华集贸中心和南三条小商品批发市场,成为华北地区最大的商品集散地。另外,区内晋州的布匹市场、辛集的皮革业、鹿泉的建材和正定的旅游业等均在国民经济中占有重要地位。区内有京广、石太、石德铁路穿越;公路有107、307、308国道和京深、石太高速公路;空运有石家庄飞机场。石家庄市已成为全国铁路、公路重要的交通枢纽。得天独厚的优越条件,为石家庄市的经济高速发展,提供了可靠的保证。到九五期末已经形成以制药、电子、焦化、机械、石油化工、食品、通讯等支柱产业竟相并立,互为依托战略格局,并向规模型、超大型经济发展。工业总产值由1986年的77.6亿元,增加到1990年的230.1亿元、1995年的382亿元,到2000年国民总产值达到1001亿元,较1995年增加。

石家庄市总耕地面积591260ha,主要农作物:小麦、玉米、棉花及杂粮、油料等。农村经济改革使农业基础地位进一步得到巩固和提高。农业机械化的加快实施和科技农业以及种植、养殖业的结构调整极大的促进了农村经济的快速发展。农林牧渔业总产值由1990年的32.5亿元,增加到2000年的275亿元,增加7.6倍。

井陉盆地受条件限制经济比较薄弱,但近些年来,由于改革开放,多种经营发展较快,尤其是建材行业。全部工农总产值由1995年的28亿元增加到2000年的48.4亿元。农林牧渔由5.7亿元增加为7.1亿元。

1.1.5水资源利用情况

平原区:区内农业用水主要开采地下水。只在鹿泉境内和正定北部利用源泉渠、计三渠、

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灵正渠灌溉,东部的晋州、辛集及东南部赵县部分利用石津渠地表水浇地或井渠双灌。其他的区均采用地下水。石家庄平原区1996-2000年总用水量为1131016×104m3,其中农业仅为841114×104m3,占总用水量的74.4%。

平原区水浇地面积522498ha。灌溉方式主要为大水漫灌方式,浪费量严重。随着节水意识的加强和农村经济、技术力量的提高,近几年喷灌、滴灌和地膜覆盖等节水灌溉方式逐步得以利用和推广,但范围有限。

井陉盆地:井陉盆地的小型水库、塘坝和前述水利工程设施加上大口井、深机井等,现状条件下年总供水量25000×104m3。盆地内以地表水为主,地下水次之。现状条件下地表水约为23650×104m3。地下水主要用于工业和生活。1996-2000年地下水总开采量为31120×104m3。现状条件下地下水年开采量6479.0×104m3,其中工业年开采量为3958×104m3,农田灌溉为701×104m3,农村生活年用水为1820×104m3。

2、水资源现状

石家庄属于资源型缺水地区,石家庄市是全国35个严重缺水的城市之一。石家庄地区水资源总量为23.5亿立方米,需水量为32.81亿立方米,近10亿立方米的差额靠超采地下水维持,人均水资源量为258m³,为全国人均水资源量的1/8,比以缺水著称的以色列还少,按国际公认的评价贫水的定量标准,属绝对贫水区。 2.1地表水

石家庄属于海河流域的子牙河水系,滹沱河为主要河道,滹沱河为区内的主要河流,1959年前该河常年有水,自1959年上游修建岗南、黄壁庄两座大型水库后,受人为控制和气候干旱等因素影响,一般仅在丰水年或水库放水时才有水流通过,其特点是过水时间短、流量大。据水利部门提供的1970-1997年径流量资料,多年平均径流量为1.3648×108m3,最大径流量为9.7634×108m3(1988年)。

石家庄目前建有大型水库4座,总库容31. 3亿m³;中型水库8座,总库容约3.14亿m³;小一型水库35座,总库容0.916亿m³。所有河道除雨季外,大多数处于干涸状态;市区地表水主要有民心河等景观工程,以及东、西明渠两个排污渠,其他再无地表水存在;地表水蓄量严重不足,远不能满足工农业生产发展的需求。按国际通行惯例,地表水利用率超过20%,对生态环境开始有影响,超过40%产生严重影响。石家庄已远远超过这个界限,所造成的生态环境问题是触目惊心的。

2.2 地下水

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2.2.1地下水位年变化过程

无论是山区,还是平原、城市,地下水位动态都有一个共同的规律:即地下水位随开采量及补给来源而发生变化,同时开采量和补给量又决定地下水位的变化幅度。每年3-4月份春灌开始,地下水位由年最高水位开始下降;4-6月份开采量增加,地下水下降速度加快,直至雨季来临前降到最低值。雨季由于停采或相对减少及汛期降雨补给,水位由下降转为回升,其间由于秋播和冬灌,农业灌区呈现小幅度的水位波动,然后水位一直回升到下年的1-2月份,达到最高值。而后,又开始了下一个水文年的水位变化周期。

低、高水位出现时间:低水位期,平原、山区一般在6月底、7月初;城市一般在8月中旬。高水位期,平原、山区一般在年末,城市一般在第二年1-2月份。由于近些年干旱少雨,水位下降幅度大,导致高水位期在平原、山区推迟1个月左右;城市推迟2个月左右至持续下降形势。

2.2.2 平原区地下水水位动态

地下水动态类型的形成是多种因素综合作用的反映,在多种因素中某一种因素占主导地位,降雨则对各种动态类型成因均有密切相关关系,本区地下水位可分为如下动态类型: (1)降水入渗——农业开采型

广泛分布于井灌及井渠双灌区,系平原区主要地下水位动态类型。其基本特征:春灌开始,水位大幅度持续下降,到汛期,由于降雨和停采水位开始急剧上升,并持续到9月份,以后由于农业区开采量减少,加之秋灌、冬灌影响呈缓慢上升并延续到来年春季。 (2)侧向补给——工业开采型

分布在石家庄市地下水水位下降漏斗及辛集等集中开采区,其水位变化受城市开采量的控制。高水位一般出现在12月份或来年的1-2月份,该时段由于天气寒冷、用水量不大,水位处于稳定期。以后随天气渐暖,开采量逐渐增加,地下水水位随之大幅度下降。到9月份以后天气渐凉,地下水开采量减少,地下水位逐渐得到回升。 (3)河渠水渗漏补给型

主要分布在渠灌区及河流两侧地带。其特征为地下水位变化过程主要受河渠水控制;常年流水渠道(污水渠)两侧地下水位平缓、变幅小;季节性河渠两侧地下水位反映灵敏、急剧、变幅大,并且变化幅度受流量控制。河渠水渗漏对地下水动态影响是主要的,而降雨、农业开采是次要的。 (4) 水库渗漏补给型

主要分布在黄壁庄水库坝下地带,面积较小。该类型地下水位和库区水位历时曲线基本一致。其基本特征为:由于受上年降水影响,2-3月份库水位达到最高值,地下水水位随后也达到

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最高值。由于春灌,水库水减少,地下水位受库水位急剧下降影响而大幅下降。汛期水库水由于降雨补充,水位抬升,地下水位也得到较快的回升。因此水库水位是影响该地下水类型的主要因素,而降水和开采则是次要的。由于水库常年有水,补给源充足,地下水变幅较小, (5)径流、越流补给开采型

主要分布在平原区中部各县,为深层承压水的一种动态类型。该类型地下水除受本含水层开采影响,亦受浅层开采和降雨影响,补给来源主要是侧向径流和越流补给。其特征为春灌开始,水位明显下降直至汛期,汛期及其以后由于开采量减少,在侧向径流和越流补给作用下,地下水得到补充,水位呈缓慢上升趋势,并一直延续到下年春灌。由于该类型水受浅层水影响,与浅层水动态特征较相近,只不过由于水位埋深大,补给时间长,上升期时间略晚于浅层水的上升时间。

(6)径流补给——径流排泄型

分布在栾城、赵县一带,为未开采的深层水。六七十年代,多呈自流形式。该动态类型水位变化与开采及降雨关系不密切。地下水补给源较远,主要来自山区侧向径流补给。在径流排泄条件下,全年地下水位始终呈缓慢持续下降状态。说明地下水开采量较小,储存量在慢慢消耗。

2.2.3地下水位埋深概况

(1) 平原区浅层地下水位埋深现状

平原区浅层地下水位埋深总的变化趋势是自西北向东南由浅变深。水位埋深小于20m的浅埋区分布在滹沱河上游地区,平原的沙滋河流域及西部山前地带,面积为1613.74km2;水位埋深20-30m的区主要分布在滹沱河的中下游地区,平原的栾城县及藁城市南部、晋州中部地区,面积为2657.66 km2;水位埋深大于30m的区主要分布在元氏县的平原地区,赵县中部、晋州南部及辛集市大部,面积为2369.02 km2;水位埋深大于40m的区主要分布在辛集的南部地区及高邑县后庄头一带,面积为335.71 km2,全区最大水位埋深辛集市王口达60.40m。

石家庄市区由于受地下水位降落漏斗控制,地下水位埋深由周边地区向中心地带逐渐增大。一般为30-40m,其中印染厂-柏林庄-赵陵铺-东古城一带大于40m,面积为38.63 km2。漏斗中心水位埋深42.28m。

表2 浅层地下水位平均埋深多年变化表 单位:m

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(2)低、高水位期水位埋深

低水位期地下水位埋深:平原区浅层地下水平均水位埋深28.24m。石家庄市区平均水位埋深33.92m;平原区深层地下水平均水位埋深32.20m。

高水位期(年末):平原区浅层地下水平均水位埋深25.68m。石家庄市区平均水位埋深33.89m;深层地下水平均水位埋深27.52m

低水位期与高水位相比:平原区浅层地下水由于连续几年干旱低水位期比高水位期水位埋深低2.56m。石家庄市区由于1996年丰水年迟后补给和2000年滹沱河弃水,加之开采量减少等原因,导致低水期比高水期水位埋深高出0.02m;深层地下水由于富水性差,加之气候干旱,水位难以恢复,低水位期比高水位期水位埋深低4.68m。 (3) 深层地下水位埋深现状

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平原区深层水水位埋深变化特征与浅层水基本一致。即由西北往东南埋深逐渐加大。一般水位埋深15-35m,其中大部分地区为20-30m。水位埋深20-25m,主要分布于藁城北部、无极西北部,深泽城关等地区,面积为596.54 km2;水位埋深25-30m的区主要分布赵县东北部,藁城东部、南部,晋州中部,深泽南部等地区,面积为1832.25 km2。水位埋深大于30m的区主要分布在晋州南部,辛集市大部地区,面积为1785.43 km2。其中辛集市区以南及高邑后庄头一带大于40m,面积为535.53 km2。

2.2.4地下水水质 浅层地下水水质: (1) 地下水化学类型

本区平原浅层水水化学类型分带较明显,自北部和西部山前冲洪积扇顶部至东部平原水化学类型由单一到复杂,水质由好变差,主要化学类型有HCO3-Ca型水、HCO3SO4-CaMg型水、HCO3-CaNa 型水、HCO3-CaMg型水和HCO3SO4-Na型水等。

HCO3-Ca型水:主要分布在行唐、新乐及无极、正定北部地区。地下水补给源充足,径流条件好,故保持天然状态水。

HCO3SO4-CaMg型水:主要分布在滹沱河两侧。其成因是,阳泉、井陉煤矿硫酸型水通过黄壁庄水库坝下渗漏、滹沱河地表水入渗,使地下水硫酸根离子增多形成该类型水。

HCO3-CaNa 型水主要分布在元氏、高邑县境内。其主要原因为该地区含水条件差,水交潜能力弱,导致水中盐份增多。

HCO3-CaMg型水:主要分布在栾城县东部赵县、晋州、无极县南部、深泽县等地区。其成因是该地区径流条件差、盐份积累使HCO3-CaMg型水分布面积逐年扩大,并且成为平原区面积最大的地下水类型。

HCO3SO4-MgCaNa型水:主要分布在晋州东部、南部的小樵-南白滩-总十庄一带。

HCO3SO4-Na型水:主要分布在辛集的东部、东北部、南部的张古庄-辛集县城-子曰庄一带,呈长条状。其成因由于该区蒸发强烈,径流条件差,水位下降,盐分积累使水质变差。 此外,其他类型水还有SOHCO-Na 型水分布在辛集南部的东陈庄-大李庄一带。ClSO4-NaCa型水分布在王口一带。

石家庄市区地下水类型在和平路以南、裕华路以北为HCO3Ca 型水。由于地下水径流条件好,水交替能力强,地下水质仍保持天然状态;裕华路以南为HCO3Cl-CaMg型水,主要为生活、工业污染所致,面积为233.0 km2。ClHCO3-CaMg型水,成点状、岛状分布,主要为工业“三废”污染,面积为6.2km2。SO4-Ca型水,主要分布在高营一带为电厂排灰场粉煤灰所污染。

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(2)浅层地下水水质

平原区浅层地下水水质状况如下:

Ⅰ类(优良)水:主要分布在新乐东长寿和东部的深泽城关—辛集张古庄一线,面积54.5km2,占评价区面积0.8%。

Ⅱ类(良好)水:主要分布在平原的绝大部分地区(除去Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ类水均是Ⅱ类水)面积为6481.8km2,占评价区面积的96.5%。

Ⅲ类(较好)水:平原区浅层地下水质量分级没有出现Ⅲ类水。

Ⅳ类(较差)水:主要分布在栾城北部的冶河、正定的韩家楼、藁城的塔头、晋县的总十庄、赵县的沙河店等处及辛集市的张家庄,面积为121.0km2,占评价区面积的1.8%。该类水主要是冶河、塔头、韩家楼亚硝酸、总十庄挥发酚、沙河店氨、汉口张家庄则是氯化物硫酸盐超过Ⅲ类水标准。

Ⅴ类(极差)水:主要分布在栾城西部的豆妪南陈村及辛集城南的东陈庄等地带,面积60.7km2,占评价区面积的0.9%。该类水主要是南陈村硬度,豆妪硬度、矿化度、氯化物及东陈庄硫酸盐、硬度超过Ⅲ类水标准严重,为综合超标。 深层地下水:

平原区深层地下水质量分级没有出现Ⅰ类水,也没有出现Ⅴ类水。

Ⅱ类(良好)水、Ⅲ类(较好)水:为平原区深层水的绝大部分地区,面积为4186.5 km2,其中Ⅱ类(良好)水面积4161.5km2,占深层水评价区面积的98.8%。由此可见平原区深层地下水绝大部分地下水水质良好。

Ⅳ类(较差)水:仅出现在辛集东部的大李庄一带,面积27.5km2,占评价区面积的0.6%。该类水主要是硫酸根离子超过Ⅲ类水标准严重。

2.2.5地下水的使用管理

石家庄工业用水主要靠抽取地下水,目前市区内共有自备井用户250多家,水井分布比较分散。以前对自备井取用水情况的管理基本采取人工抄表办法,每月都是用户单位自报取用水量,工作人员不定期抽查核对取用水量,工作量大,且取用水信息很难保证其准确性。 2005年1月7日,石家庄市水资源远程实时监测系统建成并通过验收,开始对市区内的461眼自备井进行实时监测。动态监测可以帮助水利部门迅速获得用水单位水资源的使用情况,实现对各单位取用水的动态管理,对计划用水、节约用水,合理调控水资源具有重要意义。

3 水资源危机存在原因

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3.1气候干旱,降水偏少,地表水资源锐减

石家庄市多年平均降水量541.7mm,降雨时空分布极不均匀,汛期集中了全年降水量的80%左右,加之径流季节性强,旱涝交替,地表水存储难度大,水资源开发利用难度大。

3.2随着社会经济的发展,用水量大幅增加

随着社会经济的发展,城市生活用水、工业用水以及绿化、消防、环卫用水大幅增加。石家庄市区1997年用水量为1.46亿立方米,到1999年增加到3.55亿立方米。虽然目前已引岗南、黄壁庄水库地表水缓解了市区用水压力,但随着城市化进程的加快,市区仍然处于用水紧张的局势。

20世纪60年代地下水开采量不足13.70 m3/天,70年代后期地下水开采进入高峰,至1995年开采量已达到92.96m3/天,1956-1998年滹沱平原平均浅层地下水水位累计降幅达到19.45m,其中1956-1965年平均降幅0.13m/a,1966-1980年0.32m/a,1981-1998年0.78m/a。随着地下水位的下降,包气带厚度增加,地表水及降水补给地下水的路径增长、速度和量增大。到2010年市区生活用水量将达到0.643731亿立方米,那时的缺水量达0.335亿立方米。

3.3水利工程增多,入境水量减少

入境水是石家庄市可利用水资源的重要组成部分,由于近年来上游工农业用水量不断增加,蓄水导水的水利工程增多,致使石家庄市入境水量急剧减少。

3.4水土流失严重

全市现有水土流失面积4044k㎡,占山丘区总面积的55%。近年随着太行山区水土保持工作的开展,部分地区水土流失得到治理,但尚未得到根本控制。西部山区的年土壤侵蚀最高达738.3×104t,折合每年平均流失土层0.7mm。研究成果表明,形成一厘米厚的土层需要一百年的时间。区域的土层流失速度远远大于成土速度,造成了典型的恶性循环。

西部山区各地层由于风化作用形成了丰富的松散固体物质,为水土流失提供了物质来源。西部山区地形陡峻,雨季暴雨冲刷为流失提供了动力条件。超载放牧,顺坡耕作,修路、建房、开矿弃渣、破坏植被等人为因素也是造成造成水土流失的重要原因。

水土流失导致地表土层变薄,耕地减少,有机成分降低,引起土地的荒漠化;水土流失可使土壤肥力下降,水体出现富营养化态势;水土流失可使河流、水库严重淤积,明显影响着水利工程运行和防洪的安全;水土流失对地下水补给造成严重影响;水土流失可增加自然地质灾

石家庄市水资源现状与展望

害发生频率,造成人员及财产的巨大损失.

表3 单位:km 水土流失状况统计表

3.5地下水水位下降

3.5.1石家庄水位下降漏斗现状

石家庄市2000年石家庄水位下降漏斗边界为:北部边界越过滹沱河在正定西关—战村果园一带;东部边界到东庄—南村一带;南部边界在方村—永壁一线;西部边界到于底—孔寨一线。形成了南北直径为22km,东西直径20.5km椭圆形漏斗,其漏斗影响面积为340.5km2,封闭面积57.5km2,漏斗体积318367×104m3,漏斗深度18.49m。漏斗区平均水位埋深34.35km。漏斗中心第一印染厂地下水位埋深42.28m,最低水位埋深42.94m。漏斗区位于滹沱河冲洪积扇轴部,为第四系松散岩层孔隙潜水。由于地下水超采,水位下降,目前开采深度已降至30-70m之间。开采井3800-4100眼,开采模数129×104-133×104m3/akm2,年开采量40000-45000×104m3(1996-2000年之间)。

3.5.2石家庄地下水位下降漏斗多年变化特征

石家庄水位下降漏斗1965年具雏形。1972年漏斗中心移至印染厂附近至今。1985年漏斗面积近300km2,平均扩展速度12.5km2/a。到1990年漏斗影响面积增加到326.4km2,平均扩展速度5.2km2/a。到1995年漏斗影响面积达370.79km2,比1990年扩展了44.39km2,扩展方向主要是北部—西北部的市区供水水源地带,东部也略有扩展,其它地带基本保持稳定状态。由于1995年丰水年,特别是1996年特大丰水年,到1997年水位下降漏斗收缩到305.6 km2,收缩面积达

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石家庄市水资源现状与展望

65.19km2。以后,又开始扩展,近三年,分别扩展到325.25km2、348km2和357km2(年末水位期)。但仍未超过历史上最大(1995年)漏斗影响面积。2000年末漏斗疏干体积约329511×104m3,比1990年增加约88011×104m3,比1995年约减少24209m3。2000年漏斗平均水位埋深比1990年下降6.67m,平均下降速率0.67m,比1995年上升0.21m。 3.5.3石家庄地下水位下降漏斗发展趋势

根据石家庄市规划的地下水开采量、目、地下水开采量减少,在一定程度上减缓了漏斗的发展。但是由于经济的发展前的供水状况及地下水开采强度,预测漏斗发展趋势:地表水进市(2000年进市5000×104m3),对水的需求量将增大,地下水位下降漏斗仍将呈缓慢发展。尤其是黄壁庄水库加固工程实施后,地下水补给量将大大减少,将更加剧了水位下降漏斗的发展。今后漏斗发展的主要方向仍是西北部、北部滹沱河水源地;东部由于留村、藁城良村两个高新技术开发区及炼油厂集中开采,其边界将以较快的速度东移;南部为地下水径流的下游,且有污水渠常年补给,加之水文地质条件所限,其边界也不会发生明显变化;西部为天然隔水边界,受地形所限,其边界比较稳定。

表4 单位:10m

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平原浅层地下水开采程度评价表

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注:鹿泉、元氏、行唐不含山区开采量。

4 发展趋势及展望

随着社会的发展和人们生活水平的提高,生存环境与经济发展相协调已提到议事日程,环境、生活用水必将大幅度增加。用水量将持续增长,需水量随着经济增长不再增加情况,要到30年以后才有可能出现。

按城市发展规划,到2010年 城市建成区面积达142 .5k㎡ ,国内生产总值将超过870亿元;随着城市的迅猛发展,水问题日益突出,城市的水资源形势、防洪排泄形势和水环境均发生了巨大的变化。城市用水量和需水量急剧增加,水资源供需矛盾加剧。目前,城市生活用水、工业用水以及绿化、消防、环卫用水大幅增加。在石家庄,1997年市区用水量为1.46亿立方米,到1999年增加到3.55亿立方米。虽然市政府两次拨巨款调引岗南、黄壁庄水库地表水来缓解市区用水压力,但随着城市化过程的加快,市区仍将长期处于用水紧张的局势。城市排泻任务加重,难度加大。由于道路、广场的等市政设施和房地产开发的加快,城市中硬化的不透水面积正逐步增大,下垫面情况、暴雨径流模式等也发生了较大的变化。在同等的降雨条件下,产流量增加、汇流速度加快,排泻任务加重。一遇暴雨,不仅造成市区内部交通中断,甚至淹没住房、工厂,将严重影响市民的正常生活以及社会和生产秩序,造成了巨大经济损失。 另外,城区水环境压力增加。石家庄市在近些年虽然陆续修建了“民心河”等城市水景观工程,但严重的补水不足造成了水面面积萎缩,水质恶化。1980年以来,过度开采已经造成市区地下水漏斗面积增加一倍,水位下降20多米。专家估计,石家庄的地下水如果不能有效补充和科学管理,在未来15年内就会枯竭。

节约用水是国策,到什么时候都应该坚持。石家庄还有一定的节水潜力,但不象人们想像的那么大。近些年的实践情况证明,单一靠节水措施,无法遏制地下水位的下降趋势,如无外调水源,地下水位将会继续下降。

水污染情况将会长期存在,据燕赵都市报报道,石家庄市的工业污水在严格的环境管理下,大部分已得到了有效控制,但随着城市发展的加快,生活污水排量也在不断增加,生活污水处理能力仍显不足。为解决城市污水带来的污染问题,石家庄将不断加大水处理厂的建设力度,除今年新增的9座外,去年还投资建成并投入运行晋州市污水处理厂、新乐市污水处理厂、平山县污水处理厂、鹿泉市污水处理厂和辛集制革小区污水处理厂等5座,增加污水日处理能力近13

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万吨。

综上所述,石家庄未来的水资源形势将会更加严峻,用水安全威胁将在很长一段时间内存在。虽然近年来提高了重视程度,投入也有所加大,人们的意识水平也有所提高,取得了一定的效果,减缓的危机加剧的速度,但只是减缓,而不是从根本上解决。如果不进行综合彻底的治理,后果将不堪设想。

5 解决水危机建议(设想)

解决水危机并不能只停留在开源节流的认识上,首先开源的经费巨大,且根据石家庄的现状,开源的潜力并不大;更为严重的是开源会对生态环境造成严重的甚至毁灭性的灾难,这种灾难造成的后果是难以预测的,造成的损失是无法弥补的;南水北调中线工程从石家庄穿过,石家庄可以在不久的将来用上长江来的客水,人们对此欢呼雀跃,认为水资源危机可以解决;这种认识是肤浅的、错误的。引长江客水能暂时缓解石家庄的用水危机,而不能说是解决水资源危机。用南水北调的客水将给石家庄带来很大的经济负担,这种负担是连续的;更重要的是受降水量的影响,用水并不能得到保障;水源地降水少了,没水可用,本地降水多了,没必要用。节流顾名思义要节约用水,节约创造资源,是要提倡的,而且效果也是很好的,应该坚持做到最好,但再节约也必须满足人们的正常需求,否则就是空话。要彻底解决水资源危机只有综合治理用水结构和用量,使水循环在石家庄能够正常持续的进行,人和自然界万物都能够满足对水的需求,这样才是水的最终归宿。下面论述了解决的建议和设想。

5.1成立石家庄市水务集团,集中管理开发水资源

目前,石家庄市的水管理现状为:农业用水、河流和水库管理由市水利局负责;供水由供水公司负责;市区各用水单位自备井由市建委下属的节约用水办公室负责;生态环境用水无人管。多头管水造成了管水的不管供水,管供水的不管排水,管治污的不管中水回用,需要用水的无水用;水资源的保护和利用工作被分割、肢解,不能实现水资源的统一管理和科学利用。水科学的研究更是各自为政,大量投入不能产生应有的效果。针对水资源多头管理的现状,建议将水资源管理职能合并,成立石家庄市水务集团,把水资源的开发与利用,供水与节水,污水处理与中水回用,排水与地下水回灌等职能交由其统一管理。水务集团要坚持全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则,兴利除害结合,防洪与抗旱并举,开源节流,以节水为主,下大力气解决洪涝灾害的威胁、水资源短缺和水污染等问题,做到高效用水,文明用水,确保经济和社会的可持续发展。

目前,全国许多城市成立了水务集团或者水务局,石家庄的个别县市也成立了水务集团,

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但规模较小不能有效的利用管理石家庄的水资源,有消息称石家庄将与今年对水资源实行统一管理,统一管理后的称谓不祥。组建统一管理单位并不难,困难的是如何运行这个单位,以及单位的职责明晰问题。下面对成立石家庄市水务集团职责做以论述:

水源地的建设与保护:负责本地水源地的建设与保护,负责监测上游供水的水质与水量,负责提出与上游水源地优势互补,共同可持续发展的方案。

供水的保证:负责市区输水沿线的水质、水量监测与保护,保证达到水质要求的水量进入自来水厂,达不到要求就进行来水再处理。

排水的保证:保证城市排涝,保证污染物达标排放进入河道或污水处理厂;排水是供水的延伸,供水和排水统一管理是现代化城市水资源管理基本经验。

污染 处理:根据污染总量合理布局建立污水处理厂,并根据水供需平衡有偿提供达标的污水回用量,提高污水回用率,使污水处理厂经济自持运行。大力开发治理污染技术尤其是生物治理等高技术。

防洪:堤防建设达标,根据来年水平衡综合考虑决定弃水。还应考虑在保护水源地的前提下,提高水库的经济利用效率。

水环境与生态:依据水功能划分要求,保护水环境与生态,对航运、旅游、养鱼等所有改变水环境与生态的活动建立补偿恢复机制。

节水:制定行业、生活用水定额,使之逐步达到贫水国际大都市标准,大力开发节水技术,尤其是高技术。水资源论证与环境影响评价,据此发放取水许可证,不达标的一票否决。同时作为城市产业结构调整的一项重要衡量指标。

水价:适时适度提出水价调整方案,做到优水优价,累进水价,不同用途不同价格。其中主要考虑水资源费、自来水厂成本利润、节水投入和污水处理厂运行费用。以水价为杠杆调控水资源优化配置。

依法行政:及时提出水资源管理的法律法规或条例草案,重点在于适度的惩罚,经人大或政府批准后依法行政。

建立水务集团的同时也要提高水行政管理人员的素质,水行政管理人员素质的高低是决定或制约水资源保护的组织机制是否健全、有效的一个重要因素。在现实的水管理过程中,尚存在诸如水行政管理人员素质参差不齐、个别管理人员执法水平和执法能力较差、缺乏全局观念和可持续发展观念等问题,这就在一定程度上影响了组织的效率与形象。因此,通过严格的选拔、系统的教育、经常性的训练和考评等途径与措施来提高水行政管理人员素质是非常必要的。

5.2谨慎对待调水,合理使用客水

石家庄市水资源现状与展望

5.2.1什么是客水

客水是与主水对应的概念,主水是指由研究区当地降水产生的水资源量,客水是由其他地区降水形成径流后进入研究区的水量。

主水由于产自本区,其开发利用完全取决于所在地区的用水需求、投资与技术发展水平,在制定水资源规划或水资源配置时,可以在不同用户间进行配置。而客水由于产自其他地区,其数量取决于其他地区对水资源开发利用水平,其质量取决于其他地区的污染防治程度,因此这部分水量是不可持续的,不能完全作为本区利用资源量进行配置,除非签定相应的协议,而水源地又严格遵守这些协议。

5.2.2调水

目前石家庄已经启动了南水北调配套工程,南水北调中线工程对石家庄来说意义非常重大,下面就调水问题进行论述。

在节水、水资源保护、加强统一管理和产业结构调整的基础上,向人均水资源量短缺的实行跨流域科学调水,是水资源优化配置的重要措施,因此石家庄利用南水北调的机会是势在必行。但调水工程必须慎重进行。目前,调水工程除投资巨大和工程浩大外,最重要就是生态问题。虽然生态的破坏对人类的影响是福是祸也不能一概而论,,但有一点是可以肯定的,就是对生态系统的强扰动对人类是极为不利的。

科学调水应综合考虑调出地区人均水资源量应高于1700m3--2000m3的警戒线,调水量为调出生态系统水资源量10%左右较为适宜,不应高于20%。调水还应考虑调出地区的经济社会发展,对调出地区的生态环境的影响,调入和调出地区水资源分布在时间上的匹配程度,调水在工程和经济上的可行性,调入地区各类用户对水价的承受能力,调水沿线的地质情况,调水工程建成后的运行机制, 调水沿途对水质、水量保护的代价和可能性等因素。 在节水到位、治污到位、生态考虑到位,水价到位的前提下,精心设计,科学选比,尽早确定方案,尽快付诸实施。 根据上面分析,调水的原则如下:

(1)对水资源不能维持自然生态平衡或历史形成的人口压力使水资源不能维持生态平衡的地区,应该调水。更为重要的是,不要再人为的制造这类地区。

(2)科学系统地分析调出水量地区水资源量的自然生态平衡,分析由于调水可能发生的变化。同时考虑这些地区未来人口增长与经济发展的需求,不能拆东墙补西墙。 (3)调水与否的最重要判据之一是调入地区水价能否提高到拟调来水的水价。 (4)科学地分析目前日益明显的全球气候变迁,保证在足够长的时间内有水可掉。 (5)考虑调入地区雨季或水灾时调水的去处。

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(6)科学分析、比较调水和进一步节水的经济效益,如调水水价是否为调入地区所承受(即便工程由国家投入,水价起码要保证工程运行经济自持。)

对于上述因素及工程、地址等诸因素进行全面的系统分析,才能形成调水的科学决策。南水北调工程的启动虽然考虑了上诉诸多因素,但必定会有不可预知的情况出现。石家庄严重的水危机在不久的将来会因为南水北调而有所改观,但不能彻底解决。

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5.3出台相关法律法规,依法治水

现已颁布的国家法律有:《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《 中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》。

国务院颁发的法规有:《建设项目环境保护管理条例》、《全国生态环境建设规划》、《取水许可制度实施办法》、《水利产业政策法》、《污染源治理专项基金有偿使用暂行办法》、《征收排污费暂行办法》。

水利部颁布的法规有:《取水许可监督管理办法》、《水行政处罚实施办法》、《水政监察组织暨工作章程》。由国家环境保护总局颁发的部颁法规有:《建设项目环境影响评价资格证书管理办法》、《建设项目环境保护管理办法》、《国家重点环境保护实用技术推广管理办法》、《污水处理设施环境保护监督管理办法》、《中华人民共和国环境保护标准管理办法》、《环境保护行政处罚办法》。

石家庄市要在认真贯彻全国性质的法律法规的同时,出台与石家庄本地情况相符法律法规;

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水法律的制定要首先保证人民生活用水,照顾农业用水,有限度的工业用水和必要的生态环境用水。根据建设部《城市中水设施管理暂行办法》和《石家庄市区供水节约用水管理条例》,参照外地经验,结合城市的实际,应尽快出台《石家庄市城市中水设施管理使用办法》和《石家庄市市区供水节约用水实施细则》。各执法单位有联合行动,彻底治理水源地污染现状,加大对工矿企业污水排放的治理力度,不能做到达标排放的要坚决关停,进行改造。对于水事纠纷的出现,包括水环境纠纷的出现将交由法院仲裁。

5.4优化水资源配置,调整工业产业结构,发展节水农业,给生态环境留水

水行业的目标是用水方面保证生活用水安全,保证经济发展的用水安全,保证粮食用水的安全,保证生态环境的用水安全.

农业是用水大户,目前石家庄的灌溉方式主要为大水漫灌方式,水资源有效利用律极为低下,浪费量严重。随着节水意识的加强和农村经济、技术力量的提高,近几年喷灌、滴灌和地膜覆盖等节水灌溉方式逐步得以利用和推广,但范围有限。

石家庄工业用水量占总开采量的16%以上,其中城市工业开采量占总开采量的85%,由此可见减少工业开采量,对于缓解城市水资源紧张局面尤为重要。

工业发展要以节水型企业为主,严格控制用水量过大企业的发展;最终消除超大耗水量的企业。优先发展节水型企业,建立低耗水工业体系。节水型企业是指工业用水合理化、科学化、高效能、低消耗的工业体系。但目前水污染现象日趋严重,应提高水资源保护意识,采取措施,实现污水资源化。

污水资源化可从以下几个方面开展: (1)增强长内污水重复利用率

可以分等级用水,对水质要求高的工序排出的污水经过虑、沉淀和简单处理,作为水质要求低的工序使用,以增强水的重复利用律。 (2)增强厂际之间的污水调用

石家庄工业集中,给厂际之间的污水调用提供了方便条件,从石家庄产业结构制度考虑也容易进行。 (3)污水集中处理

建立污水处理厂,把城市集中处理,净化达标后重复使用。 (4)开展污水直接灌溉农田的研究

根据污水的水质成分,农作物的种类和农田的结构来研究不同作用,不同地域适合什么样的污水灌溉,既有利于作物生长,又不至于污染地下水,这项工作可进一步进行试验研究。

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根据石家庄现状应采取以下措施: (1) 规划垃圾处理厂

现在河道以变成垃圾场,垃圾严重污染水体,应当规划垃圾处理场所,使垃圾变废为宝,充分把它利用起来,特别是建筑垃圾,可用来建筑河道堤防,护岸和丁坝。 (2)加强水环境监测

增加水质监测断面,定期对各入河排污口进行水量和水质监测。 (3)严格实行污水排放许可制度

收缴纳污费,实行定期监测,废污水未达标的限期达标,到期不达标一律禁止向河道内排放。

综上所述,只有合理分配水资源,优化水资源的配置,使人和生态环境都能满足对水的需求才能真正解决石家庄的水资源危机。人类生活的空间受水的影响很大,生态环境对人的作用很重要,目前石家庄污染严重,生态环境恶化,生态环境对地表水的需求严重不足,随着社会的发展,人们素质的提高,对生态环境的要求也越来越高,如果石家庄的生态环境得不到改善,甚至更加恶化,在不久的将来将没有人愿意到石家庄这个地方来;因此生态用水关系到石家庄的生死存亡,必须高度重视起来。

5.5 转变用水、治水观念是解决水危机的关键

上文提到的解决水资源问题不能简单的理解为开源节流,最重要的是搞清石家庄水资源的承载力,根据水情发展经济,不能一味的为了追求经济利益在以牺牲环境为代价的基础上来发展经济,经济发展要量水而行;生态用水要提高到战略级别,绝对不能小视,更不能只停留在口头上,否则石家庄就只有人了,最后将连人也没有了。

可持续发展是人类社会发展模式的改革与最佳选择,每一个社会成员均需通过思想观念的变革与之相适应。社会成员必须具有保护自然的高度自觉性,主动谋求人、社会与自然的和谐共处、协调发展;必须改变对持续发展不利的传统道德价值观,建立人类“只有一个地球”、“发展权力平等”、“水资源稀缺”和“互惠互济”等观念;在资源保护利用上,要改变过分依赖自然资源和能源的投入,不惜浪费资源、牺牲环境质量,单纯追求经济增长的落后做法,建立人人(包括当代人和后代人)公平享受、利用、保护资源的制度。

水资源与水环境的状况,我们一般可通过工程技术、经济投入、政策强制、环境教育等手段来加以维护,而最省钱、最见效的环境保护手段则是通过环境教育来实现。各国人力资本受教育程度的高低,直接关系到环境状况的优劣和社会可持续发展的实现程度。我国当前水资源与

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水环境令人堪忧的状况,在一定程度上是与国民的水资源、水文化知识较低有关,从而加强这方面的国民素质教育特别是通过院校来实施这方面的教育,就显得更为迫切。

5.6建立节水型社会

我们可将节水型社会的含义大体表述为:在水资源相对短缺的前提下,在技术、经济可能的条件下,在社会普遍具有水资源可持续发展的意识、行为能力与机制的基础上,所形成的能够广泛开展和实现的高效用水、节约用水的一种经济社会行为方式。 节水型社会体现为在经济社会生活的主要方面均能高效并节约用水

节约用水,不是限制用水,而是当用则用,高效节流,杜绝浪费,不然的话,将来也免不了不得不限制用水。节约用水要成为个人、集体、各行各业和全民的自觉行为,这也应成为我国经济建设和社会发展的一项长期的基本政策。 (1)农业节水

农业用水当前占总用水的93%左石,是节水的重点。在农业用水方面,除了推广喷灌、滴灌、管道灌溉等节水灌溉技术,采用适当的渠道防渗措施外,还可逐步推广冬小麦和水稻、农作物的节水灌溉制度,总结推广平整土地、小畦灌溉、计划用水、定额收费,完善节水设施,建立健全管水用水组织,制定适应节水要求的耕作制度等行之有效的办法。

以黄河上游宁、蒙灌区、黄河下游灌区为例,每年用水约200亿m3,占黄河用水总量的2/3,但用水效率低,每耗用1m3黄河水,仅增产粮食0.2~0.3KG,而陕、晋两省则增产粮食0.7~1.0kG。如对现有灌区加强技术改造,加强管理,包括改进灌溉制度,减少灌溉次数,改革灌水技术,如发展管道输水、喷灌、滴灌及渠道防渗等,有可能使上述三大灌区用水效率提高一倍以上,即可节约用水约100亿m3。 (2)工业节水

要在工业生产经营活动中大力开展全面节水活动,其主要内容包括:尽快推进清洁生产、污水处理和污水资源化的发展,以提高水环境承载能力;对于新上的项目必须采取先进节水工艺,在向计划主管部门上报项目任务书时必须附有水行政主管部门对企业用水的意见;对于供需缺口大或地下水已严重超采的地区,不准再上耗水量大的企业;鼓励企业增加节水措施的投入,在计划上给予优先安排;,各级经济主管部门要像对待节能项目那样,应将节水项目列入企业技术改造项目。

以京津两市为例,从1978到1984年,京津两市工业总产值分别增长了1.8和1.6倍,由于工业用水的重复利用率由46%-50%提高到72%-73%,有效降低了万元产值的取水量,从而使工业用水量不但没有增加,反而有所下降。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/5sz4.html

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