永城市水資源狀況及其開發(fā)利用分析

張本元

（河南省商丘水文水資源勘測局，河南商丘 476000）

永城市水資源狀況及其開發(fā)利用分析

張本元

（河南省商丘水文水資源勘測局，河南商丘 476000）

永城市是一個缺水嚴重的城市，2010年人均水資源量237m3/人，約為全國人均水資源量的十分之一、全省人均水資源量的一半，水資源量相對不足，且地表水水質(zhì)較差，利用率較低。該文統(tǒng)計分析永城市現(xiàn)狀水資源供水能力和需水量，并對不同來水頻率情況做了供需平衡分析；結(jié)合水資源開發(fā)利用程度，總結(jié)出水資源開發(fā)利用存在的主要問題。

永城市 水資源 開發(fā)利用

1 概況

1.1 地理位置

永城市位于北緯33°43′～34°18′，東徑115°58′～116°39′之間，地處華北平原的東南邊緣，為黃淮沖積平原的交接部位，南部、東部、北部與安徽省的碭山、濉溪、渦陽、亳州等縣（市）為鄰，西部與夏邑縣相接。南北長約72Km，東西寬約62Km，全市面積1994Km2。地勢平坦，為豫東最大的縣級市。全市共有29個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總?cè)丝?49.44萬。

1.2 河流水系

流經(jīng)永城市的主要河流有王引河、沱河、澮河、包河四條，均屬淮河流域、洪澤湖水系，為典型的平原季節(jié)性河流。年內(nèi)洪水期與干旱季節(jié)的水位、流量相差懸殊。

1.3 氣象

永城市屬暖帶半干旱、半濕潤季風氣候，春暖、夏熱、秋涼、冬寒，四季分明。月平均最低氣溫-5.1℃（1月），月平均最高氣溫32.4℃（7月），年平均氣溫14.0～14.3℃，極端最高氣溫41.5℃，最低氣溫為-23.4℃。多年平均相對濕度71%。年平均日照時數(shù)2300小時左右，年日照率為52%。初霜一般在10月下旬，終霜期約在3月下旬，最晚到4月下旬，無霜期207天。多年平均降水量805.6mm，年水面蒸發(fā)量972mm，干旱指數(shù)1.21。

2 水資源量及其開發(fā)利用分析

2.1 水資源狀況

（1）降水量。永城市平均年降水量805.6mm，年降水總量16.06億m3。

（2）地表水資源量。永城市多年平均地表水資源量17756.2萬m3，折合徑流深89.0mm。

（3）地下水資源量。全市多年平均地下水資源量為34697.2萬m3/a，按礦化度分區(qū)，全市淡水區(qū)地下水資源量為34111.1萬m3/a（礦化度≤2g/L），微咸水區(qū)地下水資源量為586.1萬m3/a。

（4）水資源總量。永城市多年平均地表水資源量17756.2萬m3，降水入滲補給量32111.0萬m3，全市水資源總量49867.2m3，產(chǎn)水模數(shù)25.0萬m3/km2。

（5）水質(zhì)概況。永城境內(nèi)主要河流有沱河、包河、澮河等，根據(jù)多年對永城境內(nèi)主要河段河流水質(zhì)監(jiān)測，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）進行綜合評價，結(jié)果表明：沱河、包河、澮河、王引河汛期、非汛期、全年水質(zhì)在Ⅴ類。

全市淺層地下水相當一部分是因為總硬度、氟化物、礦化度等天然水化學(xué)主要成分含量較高，或因氟化物等水化學(xué)異常項目造成的，屬于人為影響造成的污染只是一部分，總硬度、礦化度、氟化物、硫酸鹽是永城市地下水的主要超標物。

2.2 水資源開發(fā)利用分析

2.2.1 現(xiàn)狀供水工程情況

根據(jù)分析永城市具體情況，永城市供水工程主要有農(nóng)村提水及機電井供水工程和城市供水工程。

永城市共修建了中、小型攔河閘26座，其中四條骨干河道上建有中型攔河閘7座，主要支流上小型攔河閘19座。流動提灌站100多處，地表水現(xiàn)狀供水能力4500萬m3。

永城市現(xiàn)有灌溉機電井3.62萬眼，其中農(nóng)用井3.61萬眼，城鎮(zhèn)生活、工業(yè)用水機井約96眼。地下水現(xiàn)狀供水能力34100萬m3。另外，永城市有生產(chǎn)礦井5座，每年礦井排水約3600萬m3。

2.2.2 供用水現(xiàn)狀

根據(jù)2005～2010年分析區(qū)供用水資料分析，平均供水量27537 萬m3，其中地表水供水量2697萬m3，占總供水量的9.79%，地下水供水量24840萬m3，占總供水量的90.21%。在行業(yè)用水中，農(nóng)業(yè)用水15320萬m3，占總用水量的55.63%，工業(yè)用水8626萬m3，占總用水量的31.33%，生活及環(huán)境用水3591萬m3，占總用水量的13.04%。

永城市水資源開發(fā)利用以地下水利用為主，地下水源供水量占總供水量的96.2%；地表水源占3.8%。在地下水的開發(fā)利用中以淺層地下水為主，占地下水供水量的87.4%。

2.2.3 用水水平分析

永城市近幾年用水量較為穩(wěn)定，各項用水指標分析如下：

2010年永城市農(nóng)田實灌溉面積150萬畝，農(nóng)業(yè)灌溉用水量為15350萬m3，畝均用水量為103m3/畝。工業(yè)增加值167.15億元，工業(yè)用水量為9658萬m3，工業(yè)萬元增加至57.8m3/萬元。2010年永城市城鎮(zhèn)人口49.22萬人，城鎮(zhèn)生活用水量為1779萬m3，則城鎮(zhèn)生活用水指標為99L/（人·d）。

3 水資源開發(fā)利用存在的主要問題

（1）農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率低，浪費嚴重。由于永城市大部分節(jié)水與灌溉工程設(shè)施不配套，建筑物老化，失修嚴重，導(dǎo)致利用率不斷降低。灌區(qū)工程多建于上世紀六、七十年代，原配的渠系建筑物不僅數(shù)量少，且多為“三邊”工程，標準低，不配套，目前已運行四、五十年，老化失修嚴重。近年來，通過節(jié)水灌溉、干旱片治理、安全飲水、灌區(qū)配套技改等各項目的實施，使小區(qū)域渠系配套得到適當改善。但從整體上看，灌區(qū)灌溉效益扔不斷衰減，田間配套工程少；渠系水利用系數(shù)不足0.5，灌溉水浪費嚴重，不符合節(jié)水灌溉的要求。

（2）地下水存在浪費現(xiàn)象。隨著縣城的不斷發(fā)展、擴建，地下水存在濫開濫采現(xiàn)象，缺乏管理措施。

（3）水污染源管理不規(guī)范。近年來，縣城工業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)快速發(fā)展，但有些企業(yè)的污水處理設(shè)施落后，排放不達標，加之亂倒垃圾、廢渣現(xiàn)象嚴重，使得水質(zhì)受到污染。

（4）自備水源問題。永城市大部分企業(yè)采用自備井來滿足生產(chǎn)和生活需求，自備水源多無消毒設(shè)施，供水水質(zhì)較差，影響居民身體健康；自備水源設(shè)備利用率低，造成投資浪費，也給地下水資源管理帶來相當大的難度。

（5）水資源量相對不足。2010年永城市總?cè)丝?49.44萬人，耕地178.3萬畝，人均水資源量237m3/人，約為全國人均水資源量的十分之一、全省人均水資源量的一半。水資源量相對不足，且地表水水質(zhì)較差，利用率較低。

（6）地表水。地表水資源是本區(qū)域內(nèi)降雨形成的徑流量，受氣候和自然條件等因素影響，當?shù)氐乇硭Y源開發(fā)利用上存在著一定的困難。一是降雨在時間分布上極不均勻，70%左右的降雨集中在汛期，以至產(chǎn)流過于集中，大部分徑流無法利用；二是水體污染嚴重，無法利用。

（7）地下水。永城市淺層地下水水質(zhì)較差，根據(jù)2004年農(nóng)村飲水現(xiàn)狀調(diào)查統(tǒng)計，永城市氟超標涉及的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有27個，199個行政村；鹽超標涉及的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有15個，69個行政村，地下高污染水涉及到鄉(xiāng)鎮(zhèn)有8個，29個行政村，飲水困難人數(shù)39.6萬人。因此目前人們把目光集中到深層地下水。深層地下水的淡水層埋深大，且遠離補給源，開采后很難恢復(fù)。

4 水資源利用預(yù)測與分析

4.1 預(yù)測原則

預(yù)測的原則是按照永城市總體發(fā)展規(guī)劃目標，考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，城鎮(zhèn)發(fā)展水平，確定各用水部分的社會經(jīng)濟發(fā)展指標；各項用水定額的選用，既要考慮經(jīng)濟發(fā)展和生活水平改善，又要體現(xiàn)節(jié)約用水，對需水量的年增長率進行合理控制，使預(yù)測成果盡可能符合當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展的實際。

4.2 社會經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測

社會經(jīng)濟發(fā)展指標預(yù)測是需水預(yù)測和水資源合理配置的重要依據(jù)。社會經(jīng)濟發(fā)展指標預(yù)測主要包括人口、城鎮(zhèn)化水平、國民經(jīng)濟發(fā)展及結(jié)構(gòu)預(yù)測、土地利用與灌溉面積發(fā)展預(yù)測等。

2010年，永城市總?cè)丝谶_149.44萬人，其中城鎮(zhèn)人口26.94萬人；農(nóng)村人口122.50萬人。預(yù)測2011—2015年全區(qū)總?cè)丝谀昃鲩L率為5.3‰，2015年全區(qū)總?cè)丝谶_到153.44萬人，其中城鎮(zhèn)人口將達到27.66萬人，農(nóng)村人口達125.78萬人。

根據(jù)《永城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，年增加7.5%，2015年工業(yè)增加值將達到239.96億元。

2010年永城市大牲畜15.5萬頭，小牲畜113.5萬頭，自然增長率為5%，到2015年，永城市大牲畜存欄21.7萬頭，小牲畜存欄159.2萬頭。

2015年永城市農(nóng)田實灌溉面積達152萬畝。

4.3 需水指標預(yù)測

根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》綜合考慮現(xiàn)狀與發(fā)展因素，結(jié)合全省平均用水量水平，2010年永城市城鎮(zhèn)綜合生活用水量指標為115L/ d·人。預(yù)測2015年將達到130L/d·人。

2010年永城市工業(yè)綜合用水指標（取新水）為57.8m3/萬元，綜合預(yù)測2015年工業(yè)綜合用水（取新水）指標為52m3/萬元。

2010年永城市農(nóng)村生活用水定額為60L/人·d，考慮到今后農(nóng)村生活水平的提高，用水量適當增加，2015年農(nóng)村生活用水定額62L/ 人·d，大牲畜用水指標采用40L/頭·d，小牲畜采用20L/頭·d。

表1 論證分析區(qū)規(guī)劃水平年、不同保證率需水量預(yù)測表單位:萬m3

表2 永城市分區(qū)地表水可利用量分析計算成果表單位:萬m3

表3 永城市不同保證率可供水量計算成果表單位:104m3

表4 不同保證率供需水量平衡表萬m3

2015年永城市灌溉水利用系數(shù)將由2010年的0.50提高到0.58，農(nóng)田灌溉定額在規(guī)劃的基礎(chǔ)上適當降低，2015年50%、75%保證率灌溉凈定額120m3/畝，140m3/畝。

4.4 需水量預(yù)測

根據(jù)上述社會經(jīng)濟發(fā)展指標和用水定額指標，預(yù)測2015年各部門的需水量。

（1）農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測。2015年全縣灌溉面積將達到152萬畝。50%、75%保證率農(nóng)業(yè)灌溉需水量分別為：18240萬m3、21280萬m3。

（2）生活及工業(yè)需水量預(yù)測。根據(jù)上述社會經(jīng)濟發(fā)展指標和分析選用的用水定額，預(yù)測2015年永城市城鎮(zhèn)生活需水量為2398萬m3，農(nóng)村生活需水量為2030萬m3，農(nóng)村牲畜需水量為1479萬m3，工業(yè)需水量為12477萬m3。

（3）公共及生態(tài)需水量預(yù)測。根據(jù)河南省水資源公報，2010年永城市建筑業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)用水量為785萬m3，增長速率按10%考慮，預(yù)測2015年永城市建筑業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)需水量為1264萬m3。

（4）總需水預(yù)測。預(yù)測結(jié)果表明：2015年永城市50%、75%保證率年份總需水量分別為：36624萬m3、39664萬m3。詳見表1。

4.5 供水量預(yù)測

按永城市現(xiàn)有供水工程和2015年前建成投入使用的工程，進行不同規(guī)劃水平年可供水量預(yù)測分析。

（1）城市供水工程。目前，永城市共有中深層供水井106眼，配套85眼，單井涌水量60m3/h，開采時間每日8小時，則永城市中深井目前實際開采量為4.08萬m3/d（1489.2萬m3/a）。

（2）地表水可供水量。永城市地表水可利用量計算采用倒算法，通過計算得出永城市境內(nèi)的澮河黃口站及沱河永城站的地表水可利用量。

全市多年平均地表水可利用量6672.4萬m3，占多年平均天然徑流量17756.2萬m3的37.8%（見表3）。永城市50%保證率地表水可利用量為4083萬m3，75%保證率地表水可利用量為2050萬m3（見表2）。

（3）地下水可利用量。采用可開采系數(shù)法進行可開采量的計算，經(jīng)過分析計算永城市地下水可開采量為26022.9萬m3，礦化度M≤2g/L可開采量25583.3萬m3，礦化度M＞2g/L可開采量439.6萬m3，全市平均可開采系數(shù)0.75，可開采模數(shù)為13.1萬m3/km2。

（4）水資源總量可利用量。永城市水資源可利用總量為32205.3 萬m3。

（5）深層地下水可供水量。永城市新近系松散鹽類孔隙承壓水資源量6806.9萬m3/a，灰?guī)r巖溶裂隙承壓水資源量3605.94萬m3/a。新近系承壓水扣除側(cè)向徑流排泄量和越流排泄量可利用量3334.56 萬m3/a，現(xiàn)狀中深井已開采利用量1489.2萬m3/a，剩余可利用量1845.36萬m3/a；灰?guī)r承壓水近期已利用的礦井涌水3416.4萬m3/a，礦井水未利用量262.8萬m3/a。預(yù)計規(guī)劃水平年深層地下水年可供水量在6500萬m3/a左右。

（6）中水可利用量。污水處理后的回用水直接增加當?shù)氐目衫昧浚谝欢ǔ潭壬夏芙档腿彼?。永城市污水處理廠目前日處理能力5.25萬噸。擬新建污水處理廠2座，新增加日處理污水能力6萬噸，新建污水處理廠建成后日處理能力達到11.25萬噸。預(yù)計2015年中水回用70%，即年中水可利用量為2874萬噸。

根據(jù)以上分析計算，永城市不同保證率可供水量成果詳見表3。

4.6 規(guī)劃水平年供需水平衡分析

2015年水平年P(guān)=50%和P=75%年份，論證分析區(qū)總需水量分別為36624萬m3、39664萬m3，可供水量分別為40969萬m3、38936萬m3，由此可見，2015年份可供水量P=50%平水年大于總需水量，余水4345 萬m3，P=75%偏枯年缺水728萬m3。不同保證率供需水量平衡成果詳見表4。

從上述分析結(jié)果可以看出，2015年50%水平年論證分析區(qū)余水，75%偏枯年份缺水728萬m3，缺1.84%。

5 結(jié)語

（1）永城市水資源開發(fā)利用以地下水利用為主，地下水源供水量占總供水量的96.2%；地表水源占3.8%。在地下水的開發(fā)利用中以淺層地下水為主，占地下水供水量的87.4%。

（2）根據(jù)供需平衡分析，2015年水平年P(guān)=50%和P=75%年份，論證分析區(qū)總需水量分別為36624萬m3、39664萬m3，可供水量分別為40969萬m3、38936萬m3，由此可見，2015年份可供水量P=50%平水年大于總需水量，余水4345萬m3，P=75%偏枯年缺水728萬m3。

（3）永城市存在水資源時空分布不均、水質(zhì)下降、節(jié)水措施不足和供水設(shè)施老化等問題，應(yīng)加強水資源管理，更加科學(xué)有效地開發(fā)和利用好水資源。

［1］永城市水資源綜合規(guī)劃.

［2］商丘市水資源公報.

［3］河南省水資源研究.

［4］商丘市統(tǒng)計年鑒.

［5］河南省水功能區(qū)劃.