河北省館陶縣微咸水現(xiàn)狀及開發(fā)利用研究

龍秋波，袁 剛，王立志，武軍劍

（1.河北工程大學，河北 邯鄲 056038；2.河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

自20世紀80年代以來，我國工農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展，人民生活水平提高，為了滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾日常生活日益劇增的水資源量，各地紛紛加大地下水開采的力度，部分地區(qū)甚至不加節(jié)制地濫采，地下水的不合理開采現(xiàn)象普遍存在，導致地下水超采嚴重，地下水位持續(xù)下降。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，缺水的局面還在加劇，水資源危機已成為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。

館陶地處河北省東南部、海河流域漳衛(wèi)河上游，地勢由西南向東北緩慢降低。館陶縣為沖洪積平原，巖性皆為各種砂性和粘性土互層。全縣多年平均降雨量547.2mm，降水總量為0.25億m3。全縣多年平均水資源總量為6304.7萬m3，其中多年平均地表水資源量為460.8萬m3，多年平均地下水資源量為5843.8萬m3。 館陶縣行政區(qū)劃為8個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），277個行政村，總?cè)丝?8.8萬人，其中農(nóng)業(yè)人口26.5萬人，占全縣總?cè)丝诘?2%。全縣總面積456.3km2，耕地2.9萬hm2，農(nóng)業(yè)人口人均耕地0.11 hm2，水澆地面積2.7萬hm2，占耕地面積的94%。

館陶的生活用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水主要來源于地下水，地表水利用很少。近年來全縣的淺層地下水遭過度開采，甚至局部地區(qū)的深層淡水也存在不合理開采現(xiàn)象。邯鄲市東部平原區(qū)微咸水資源廣泛分布，資源量豐富，且一般埋深較淺，便于開發(fā)，由于受條件所限，目前利用率極低。因此，研究館陶縣微咸水分布規(guī)律及儲量，將其作為一種新開辟的水源加以合理利用可有效地緩解目前所面臨的水資源危機。

1 微咸水分布和儲量

1.1 微咸水分布規(guī)律及特征

1.1.1 微咸水水平分布規(guī)律及特征

館陶縣微咸水主要分布于全縣西北部，其中路橋、柴堡及魏僧寨3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)微咸水量較多，南徐村、館陶鎮(zhèn)和房寨較少而王橋鄉(xiāng)則幾乎沒有微咸水。全縣微咸水礦化度平均在2～3g/L之間，館陶縣不同礦化度分布見圖1。

1.1.2 微咸水的垂向分布規(guī)律及特征

圖1 館陶縣不同礦化度分布圖

由于受淺層淡水發(fā)育程度的影響，微咸水含水層的發(fā)育程度與微咸水體的總厚度有較密切的關(guān)系。其含水層主要以粉細砂和細砂為主。據(jù)研究，館陶縣微咸水的垂向分布不一，有的從地下30～40m至地下幾十米或百余米均為微咸水；有的隱伏于淺層淡水或咸水之下，微咸水體厚度可達160m。館陶縣微咸水洼地位于柴堡鎮(zhèn)西北部，微咸水洼地埋深均在40m。館陶縣淺層地下含水層見圖2。

圖2 館陶縣淺層地下水含水層剖面圖

1.2 微咸水資源量

館陶縣按礦化度（M）的大小劃分為M≤2g/L、2＜M≤3g/L、3＜M≤5g/L（淡水區(qū)、微咸水區(qū)、咸水區(qū)）。全縣淺層地下水不同礦化度分布范圍及面積見表1。

表1 館陶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同礦化度面積 單位：km2

根據(jù)館陶縣最新水資源評價成果，館陶縣1980～2005年多年平均地下水資源量為5843.8萬m3。按照不同礦化度區(qū)域所占的比例，可求出不同礦化度的水資源量。其中，地下水微咸水資源量為549.33萬m3，占地下水資源總量的9.4%。館陶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同保證率地下微咸水量成果見表2。

表2 館陶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同保證率的微咸水量 單位：104m3

2 微咸水開發(fā)利用現(xiàn)狀、途徑及規(guī)劃

2.1 微咸水開發(fā)利用現(xiàn)狀及途徑

館陶縣淡水資源匱乏，地下水超采嚴重，大部分地區(qū)的地下水天然平衡狀態(tài)已遭破壞，微咸水利用不足。館陶縣地下微咸水的用途主要是農(nóng)業(yè)灌溉，工業(yè)和生活用水極少。在區(qū)域內(nèi)，只有微咸水（2～3g/L）被利用，咸水（3～5g/L）未被開采利用。從微咸水的機井數(shù)量來看，2005年館陶縣微咸水機井數(shù)量1795眼，開采量1730×104m3，機井密度42.87眼/km2，開采模數(shù)41.32×104m3/km2。館陶縣農(nóng)作物主要包括小麥、玉米、棉花、蔬菜和油料作物等，微咸水灌溉應以抗旱為主，不宜在作物全生長期微咸水灌溉，不宜在小麥返青前灌溉，并盡量減少灌水次數(shù)，要澆關(guān)鍵水。

目前，館陶縣微咸水的開采利用方式主要有直接利用與間接利用。

2.1.1 直接利用

直接利用主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。國內(nèi)外專家研究表明，一定鹽分含量和礦化度的微咸水可以用作農(nóng)業(yè)灌溉水源，不會對土壤性質(zhì)和作物產(chǎn)量造成太大影響。館陶縣工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不大，主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，農(nóng)作物的灌溉需水量很大。試驗證明，在干旱時用微咸水給作物澆關(guān)鍵水，比不灌溉的增產(chǎn)1.2～1.6倍。在灌溉水量極度缺乏時期，可以考慮微咸水的直接利用，以保證農(nóng)作物的產(chǎn)量。館陶縣直接利用微咸水灌溉技術(shù)見表3。

表3 館陶縣微咸水灌溉制度匯總表

2.1.2 間接利用

間接利用方式主要包括微咸水與淡水輪灌和混灌。輪灌根據(jù)水資源分布、作物種類及其耐鹽性和作物生育階段等條件，交替使用微咸水與淡水進行灌溉；混灌把較高礦化度的微咸水與淡水（地下淡水、河水、渠水等）按作物耐鹽性確定的比例混合后用于灌溉，以降低水的礦化度，減輕鹽分對作物及土壤的危害。若以一定量的淡水來源為依托實施混灌和輪灌，則可帶動微咸水的充分利用，對水資源的合理開發(fā)和水環(huán)境的改善將產(chǎn)生事半功倍的效果。我國華北平原不同作物對地下水的抗鹽程度為：礦化度小于1g/L的水，一般作物均能生長正常；礦化度1～2g/L的水，水稻、棉花生長正常，小麥受抑制；礦化度大于5g/L的水，水量充足時水稻可以生長，棉花受顯著抑制，小麥則不能生長。

館陶縣間接利用微咸水進行農(nóng)業(yè)灌溉方式以混灌為主，輪灌為輔，將兩種灌溉方式有機地結(jié)合起來。灌溉淡水資源部分來自各灌區(qū)的地下淡水，主要是利用沿縣界而過的衛(wèi)河水和貫穿全縣的衛(wèi)西干渠水量。為了確保農(nóng)作物產(chǎn)量和生產(chǎn)質(zhì)量，在實施混灌時混合水的礦化度應控制在2g/L以內(nèi)。灌溉用水時間和規(guī)律主要依據(jù)當?shù)氐牧晳T和作物需水規(guī)律而定。目前相關(guān)技術(shù)人員在各試驗點進行了大量的實驗研究，取得了較好的效果，證明了利用微咸水農(nóng)業(yè)灌溉的可行性。

2.2 微咸水開發(fā)利用規(guī)劃

在最新的館陶縣水資源評價中，2020預測年供需平衡分析可供水量中加入了微咸水量，全縣的地下水可供水量相應地增加，再結(jié)合其他一系列開源節(jié)流工程（如南水北調(diào)水和再生水的利用），館陶縣能夠基本實現(xiàn)水資源的供需平衡和可持續(xù)利用。

2020館陶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供需平衡分析見表4。

表4 館陶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2020年供需平衡分析表 單位：104m3

自2001年世行GEF項目實施以來，在館陶縣各典型區(qū)、基本點和對照區(qū)經(jīng)實施監(jiān)測、試驗和農(nóng)民的經(jīng)驗相結(jié)合，進行了小畦化灌溉、溝灌、噴灌、滴（微）灌等試驗，建成了一系列節(jié)水工程，試驗結(jié)果顯著，為以后微咸水開發(fā)利用奠定了堅實基礎。

微咸水開發(fā)利用具有較強的科學性和技術(shù)性，在籌建相關(guān)的灌溉工程之前應認真調(diào)查研究，收集一系列相關(guān)的資料，包括館陶縣水文、水利、氣象、地質(zhì)等部門的基本資料，鉆孔柱狀圖，測量微咸水水位并進行室內(nèi)化驗及相關(guān)分析，調(diào)查現(xiàn)狀年微咸水的機井數(shù)量及開采量等；按照“因地制宜，合理規(guī)劃，突出重點，綜合治理，追求效益”的原則制定一套可操作性較強的混澆項目規(guī)劃和具體實施方案；要注重試點工程的建設，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)民的一些經(jīng)驗，認真總結(jié)，廣泛宣傳；同時要建立專業(yè)的施工隊伍，建成一套完善的灌溉系統(tǒng)。

在館陶縣地下微咸水的開發(fā)利用過程中，要把握適度的原則，淺層地下水的開發(fā)利用有其內(nèi)在的科學性和規(guī)律性，提倡淺層地下水的合理開采，同時充分利用地表水資源，攔蓄汛期雨洪資源，采取天然和人工回灌地下水相結(jié)合的辦法，控制地下水位的進一步下降，逐步恢復地下水位，達到采補平衡，避免使每況愈下的地下生態(tài)系統(tǒng)遭受更大的破壞；其次要使灌溉水量的礦化度控制在2g/L以內(nèi)，防止土壤中的鹽分積累達到限制作物生長的水平，控制水鹽系統(tǒng)的鹽分平衡以盡量減輕鹽分對作物的危害程度，進而影響到農(nóng)作物產(chǎn)量；同時要注意生態(tài)環(huán)境建設與保護，促進人與自然的和諧發(fā)展。

3 結(jié)語

合理有效地開發(fā)利用微咸水可降低灌溉成本，擴大有效灌溉面積，有利于農(nóng)民增收農(nóng)業(yè)增效；微咸水開發(fā)利用節(jié)約淡水資源，緩和水資源匱乏矛盾，減緩超采漏斗發(fā)展，有利生態(tài)環(huán)境改善。當前地表、地下水資源日趨缺乏，隨著館陶縣工農(nóng)業(yè)用水量的急劇增長，水資源的供需矛盾日漸突出，地下淡水資源已日感不足。為緩解全縣水資源短缺問題，充分合理開發(fā)利用較豐富的淺層地下微咸水資源是一個行之有效的方法，具有很好的前景。

［1］河北工程大學.河北省館陶縣水資源評價［R］.2009.

［2］王樹謙，陳南祥.水資源評價與管理［M］.北京：水利電力出版社，1996.

［3］河北省館陶GEF項目辦公室.館陶縣水資源與水環(huán)境綜合管理計劃報告［R］.2003.

［4］劉玉春，安秀容.河北省微咸水利用潛力分析［J］.水科學與工程技術(shù)，2006.

［5］楊軍.邯鄲市微咸水開發(fā)利用淺析［J］.河北水利，2006.