唐山市曹妃甸區(qū)水資源開發(fā)利用評價分析

李 利

(河北省唐山水文水資源勘測局， 河北 唐山 063000)

唐山市曹妃甸區(qū)水資源開發(fā)利用評價分析

李 利

(河北省唐山水文水資源勘測局， 河北 唐山 063000)

本文對河北省唐山市曹妃甸區(qū)的水資源量、供水、用水以及水資源開發(fā)利用情況進行了調查分析，研究了本地區(qū)的水資源特點。通過對曹妃甸區(qū)生活、工業(yè)、農業(yè)等用水情況的分析和研究，指出了水資源開發(fā)利用中存在的問題，并提出了有效解決曹妃甸區(qū)未來水資源緊缺的合理化建議，目的是為合理開發(fā)利用水資源，制定和完善水環(huán)境保護措施，實現曹妃甸地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展提供參考依據。

唐山曹妃甸區(qū)； 水資源； 開發(fā)利用； 評價分析

1 曹妃甸區(qū)基本情況

1.1 地理區(qū)劃

唐山市曹妃甸區(qū)位于河北省南部渤海灣中心地帶，毗鄰北京、天津兩市，南至渤海北岸，北臨灤南縣，西部與豐南區(qū)接壤，東部與樂亭縣相連，距離唐山市80km。地理坐標為：北緯39°07′43″～39°27′23″，東經118°12′12″～118°43′16″，全區(qū)陸域總面積1943.72km2，海域面積約2000km2。

曹妃甸區(qū)原為唐山市唐?？h，2012年7月經國務院批準撤銷唐?？h建立曹妃甸區(qū)。按區(qū)域發(fā)展功能劃分為曹妃甸城區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)、南堡經濟開發(fā)區(qū)和唐山灣生態(tài)城四大板塊。

1.2 自然概況

1.2.1 河流水系

曹妃甸區(qū)河流屬于灤河及冀東沿海水系，區(qū)域內自然河流自西向東依次為沙河、小戟門河(黑沿子排干)、雙龍河、小青龍河、溯河、小清河，均屬于季節(jié)性河流，承泄上游遷安市、灤縣、樂亭縣、灤南縣、豐南區(qū)客水及自產徑流。

沙河發(fā)源于遷安市北大石嶺溝，流域總面積1552.0km2；黑沿子排干與小戟門河為同一條河流，為天然排瀝河道，發(fā)源于灤南縣，流域面積240.0km2；雙龍河發(fā)源于灤縣茨榆柁，在曹妃甸區(qū)境內河長37.0km，流域面積256.3km2；小青龍河發(fā)源于灤縣靳各莊，在曹妃甸區(qū)境內河長9.0km，流域面積23.56km2；溯河發(fā)源于灤縣栗園村，在曹妃甸區(qū)內河長97.1km，流域面積606.6km2；小清河發(fā)源于灤南縣，全長51.0km，流域面積107.0km2[1]。

1.2.2 水文氣象

曹妃甸區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風型氣候，年平均氣溫11.8℃，年平均降水量552.7mm，年最大降水量1008.8mm(1964年)，年最小降水量230.2mm(2002年)，降水年內分配不均，6—8月降水量占全年降水量的72%。年平均無霜期205天，年平均蒸發(fā)量1005.7mm，年平均日照時數2590.6h，最大凍土深度0.6m，年平均風速2.6m/s，盛行ENE風。

2 水環(huán)境現狀

2.1 地表水水資源量

2.1.1 降水

降水是產生地表徑流和補給地下水的主要來源，降水量的大小及時空分布反映了一個地區(qū)的水資源狀況。曹妃甸地區(qū)多年平均降水量552.7mm(1956—2014年資料系列)，規(guī)律為北部地區(qū)多年平均降雨量大于南部地區(qū)。年降雨量Cv值變化范圍為0.29～0.35，由北向南為遞增趨勢[2]。

2.1.2 徑流

曹妃甸區(qū)多年平均徑流深62mm(1956—2014年資料系列)，保證率50%、75%的徑流深分別為50mm和26mm。年徑流量空間分布趨勢基本與年降水分布一致，由北向南逐減。這是由于徑流除了受降水分布不均的影響外，還要經過流域下墊面的調節(jié)，其地區(qū)分布的變化是降水和流域下墊面綜合作用的結果。

2.1.3 地表水資源量

a.自產地表水資源量。曹妃甸區(qū)多年平均地表水資源量為10174萬m3， 保證率50%、75%、95%的年份地表水資源量分別為8205 萬m3、4266萬m3和1313萬m3。

b.入境水量。按引水區(qū)域可分為曹妃甸城區(qū)引水、南堡開發(fā)區(qū)引水和工業(yè)區(qū)引水。其中曹妃甸城區(qū)引灤河水，主要用途為農業(yè)用水，引水量隨降雨情勢變化，降雨量增加，農業(yè)引水就會減少，入境水量會相應減少；反之，入境水量會相應增加。根據引水資料統(tǒng)計，引水入境水量總體呈下降趨勢，尤其是1990年代末至2000年代初入境水量較少，以后略有回升。 1986年入境水量最高為3.6億m3，2001年最少為0.8億m3，2014年入境水量為2.4億m3[3]。

南堡經濟技術開發(fā)區(qū)農業(yè)灌溉用水主要來自沙河和黑沿子排干。沙河來水主要來自上游煤礦的礦井疏干水和流域自產徑流；黑沿子排干主要來自流域內瀝水，根據沙河和黑沿子排干多年平均引水量統(tǒng)計結果，每年入境水量約為1800萬m3。

曹妃甸工業(yè)區(qū)引水主要為陡河水庫水，2014年實際引水入境水量為2590萬m3。

2.1.4 地下水資源量

南堡開發(fā)區(qū)和唐山灣生態(tài)城位于渤海濱海平原，地勢平坦低洼，地表以下10m之內為微咸水，10～85m為第一咸水層，無淺層淡水可利用；曹妃甸工業(yè)區(qū)系人工填海造地形成陸域，地下水也不具備開采條件，因此區(qū)域內地下水資源(礦化度小于2g/L)主要分布在曹妃甸城區(qū)片域內，底界深度一般小于40m，分布面積56.5km2；其余地區(qū)均為礦化度大于5g/L的咸水區(qū)，水質差、水量小，其下為深層承壓淡水。深層承壓淡水是目前曹妃甸區(qū)地下水的主要取水層位，其總補給量即為彼處地下水資源的消耗量，因此只對限定水頭地下水的允許開采量進行分析評價，評價深度為第Ⅱ含水組底界(160m以上)。礦化度小于2g/L 區(qū)地下水資源量為1009.3萬m3；礦化度大于2g/L地下水資源量不再分析統(tǒng)計。

2.1.5 水資源總量

曹妃甸區(qū)多年平均水資源總量為11026.0萬m3，其中地表水資源總量10174.0萬m3，地下水資源量852.0萬m3，見表1。

表1 曹妃甸區(qū)水資源總量成果

2.1.6 水資源可利用量

水資源可利用量的計算方法是：地表水資源可利用量與淺層地下水資源可開采量相加，再扣除地表水資源可利用量與地下水資源可開采量兩者之間重復計算量。兩者之間的重復計算量主要是平原區(qū)淺層地下水的渠系泄漏和灌溉田間入滲補給量的開采利用部分。曹妃甸區(qū)50%、75%保證率水資源可利用總量分別為36113.0萬m3、34684.0萬m3。地表水、地下水重復計算量為193.0萬m3。曹妃甸區(qū)水資源可利用量成果見表2。

表2 曹妃甸區(qū)水資源可利用量成果 單位：萬m3

3 曹妃甸區(qū)水資源開發(fā)利用現狀

3.1 供水基礎設施

曹妃甸區(qū)供水工程主要包括地表水、地下水供水工程，現狀微咸水、污水處理回用和海水利用供水工程很少。地表供水以提水、引水工程為主，地下水供水工程以機電井為主，海水淡化工程目前僅有首鋼京唐公司海水淡化工程投入運行，日處理海水量為5萬t/d，僅供首鋼京唐公司自用。

a.地表水供水工程。地表水供水工程分為蓄水工程、引水工程和提水工程。截至2014年底曹妃甸區(qū)蓄水工程主要為小明湖(蓄水能力300萬m3)、曹妃湖(蓄水能力1500萬m3)及落潮灣水庫(蓄水能力1480萬m3)；引水工程主要為灤河提水及陡河水庫引水，河湖引水閘15座；提水工程主要為河湖取水泵站，共135處。

b.地下水供水工程。地下水供水工程是曹妃甸城區(qū)、南堡開發(fā)區(qū)工業(yè)和生活的重要供水工程，截至2014年底曹妃甸區(qū)共有機電井1663眼。

3.2 社會經濟用水

2014年，曹妃甸區(qū)總用水量38041萬m3/a，其中農業(yè)灌溉用水最大，占比為71.90%；其次為工業(yè)用水占比20.90%；城鎮(zhèn)生活用水占比2.48%；農村生活用水占比1.27%；漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)用水占比3.31%；生態(tài)用水占比0.14%。

3.3 用水水平及效率分析

2014年，全區(qū)人均用水1463.0m3/a，單位GDP 用水量103.6m3/萬元，城鎮(zhèn)生活用水指標155.3L/(人·d)，農村生活141.3L/(人·d)，萬元工業(yè)增加值用水量34.6m3/萬元，農田灌溉綜合用水指標757.9m3/畝。曹妃甸區(qū)萬元GDP 用水量低于全國水平109m3/萬元，但仍高于《唐山市實行最嚴格水資源管理制度考核實施方案》中曹妃甸區(qū)萬元GDP 用水量值93.2m3/萬元，與節(jié)水先進地區(qū)尚有一定的差距，尚有一定的節(jié)水潛力。曹妃甸區(qū)城鎮(zhèn)生活用水指標155.3L/(人·d)，高于河北省城鎮(zhèn)居民用水定額50～140L/(人·d)，節(jié)水與用水效率較差。

萬元工業(yè)增加值用水量低于全國平均值67m3/萬元，分析原因是由于產業(yè)結構和產業(yè)政策調整淘汰了一部分高耗水、高排污的造紙企業(yè)，保留了一部分節(jié)水效率高、污水處理能力強的企業(yè)，所以節(jié)水效果顯著。

4 曹妃甸區(qū)水資源開發(fā)利用程度分析

目前，曹妃甸灌區(qū)農業(yè)用水主要靠灤河引水；曹妃甸城區(qū)和唐山灣生態(tài)城生產和生活主要是開采的深層地下水；工業(yè)區(qū)、南堡開發(fā)區(qū)主要依靠陡河水庫引水。曹妃甸區(qū)現狀年地下水開采量為4801萬m3，地下水開發(fā)利用程度為159.6%，屬于超采區(qū)。

唐山市實行最嚴格水資源管理制度，考核實施方案確定曹妃甸區(qū)2014年用水總量控制目標為30132萬m3，現狀用水總量為38041萬m3，未達到控制目標要求；地下水開采量控制目標為7704萬m3，現狀地下水開采量為4801萬m3，達到控制目標要求；萬元工業(yè)增加值用水量控制目標為25.9m3/萬元，現狀萬元工業(yè)增加值用水量為34.6m3/萬元，未達到控制目標要求；農田灌溉水利用系數控制目標為0.552，現狀農田灌溉水利用系數為0.5，未達到控制目標要求。

5 曹妃甸區(qū)水資源特點

5.1 區(qū)域自產地表水量很少，分布極為不均，利用率低

曹妃甸區(qū)境內的河流均為季節(jié)性河流，年際豐枯變化大，連續(xù)枯水期時間較長，徑流量很少；且這些河流主要接納上游污水，水質污染嚴重。因此，區(qū)內河道不具備向城市供水的條件。

5.2 區(qū)域淺層地下水主要為咸水

曹妃甸區(qū)處于燕山沖洪積平原的濱海區(qū)，咸水層分布面積占90%以上，絕大部分地區(qū)淺層地下水目前無法利用。因此，區(qū)內生產和生活用水以開采深層地下水為主，但深層地下水超采現象十分嚴重，區(qū)域已形成多年地下水降落漏斗。

6 水資源開發(fā)利用存在的問題

6.1 自產水量少，區(qū)域性缺水嚴重

曹妃甸工業(yè)區(qū)原屬海域，系人工填海造地形成陸域，區(qū)內無河道徑流。生態(tài)城規(guī)劃區(qū)內雖有溯河、小青龍河等河流，但這些河流徑流量很小，且主要是上游污水，生態(tài)城地處咸水區(qū)和地下水降落漏斗區(qū)，因此可以說是無水可用。南堡開發(fā)區(qū)當地地表水較少，且南堡鹽場等大部分區(qū)域皆為咸水區(qū)，其生產生活主要依靠開采深層地下水和引陡河水庫水。曹妃甸城區(qū)現狀城鎮(zhèn)用水全部為深層地下水，且處于寧河——唐海地下水降落漏斗區(qū)。因此曹妃甸區(qū)內的各分區(qū)均嚴重缺水。

6.2 供水水源單一，可靠性、安全性較差

曹妃甸區(qū)現狀僅有引調水(灤河引水、陡河引水)和深層地下水兩種水源，其中引調地表水供水量占總供水量的87%，深層地下水供水量占總供水量的13%。經分析主要有以下幾點：

a.地下水供水量偏大，超采嚴重。近十年地下水位平均下降速率為1.53m/a，若不加以控制，勢必造成海水入侵、土壤鹽漬化等環(huán)境危害。

b.非常規(guī)水利用尚處于起步階段，海水淡化工程正在建設中，中水大部分處理后直接入海，未得到充分利用。

c.對外調水源依賴性較大。曹妃甸區(qū)現狀用水量大部分來自引灤、引陡等地表水，這些水量受上游控制因素影響較大。

6.3 農業(yè)用水效率有待提高

曹妃甸區(qū)農業(yè)用水占總用水量75%以上，農田灌溉綜合用水指標偏高，達757.9m3/畝?，F狀渠系水利用系數為0.57，渠道老化失修，滲漏嚴重，生產效率低。農藝技術和管理節(jié)水增產增效措施配套的建設不到位，缺乏有效的節(jié)水灌溉市場機制。

綜上分析，曹妃甸區(qū)水資源的特點決定了本區(qū)域水資源十分短缺，社會經濟發(fā)展與水資源承載能力之間的矛盾日益突出，外調水和非常規(guī)水利用將是解決曹妃甸區(qū)未來水資源緊缺最主要、最有效的途徑。本文通過對曹妃甸區(qū)水資源數量和水資源開發(fā)利用狀況進行系統(tǒng)和全面的評價，可以為區(qū)域水資源的合理開發(fā)、合理配置、高效利用、有效保護、綜合治理和科學管理提供可靠依據。

[1] 河北省水利水電勘測設計研究院. 唐山市曹妃甸區(qū)水資源“十三五”規(guī)劃[R].2016.

[2] 張俊棟，代進，劉文利.唐山市地表水資源特性分析[J].安徽農業(yè)科學，2009，37(3)：1262-1263.

[3] 張金萍，楊志娟.發(fā)揮灤下灌區(qū)輸水作用提高唐山灣水資源支撐能力[J].河北水利，2016(9)：36.

Evaluation and analysis on water resources development and utilization in Caofeidian District of Tangshan

LI Li

(Hebei Tangshan Hydrology and Water Resources Survey Bureau, Tangshan 063000, China)

In the paper, water resources quantity, water supply, water consumption as well as water resources development and utilization situation in Caofeidian District, Tangshan, Hebei are surveyed and analyzed. Water resources characteristics in the region are studied. Water consumption condition in life, industry, agriculture, etc. in Caofeidian District are analyzed and studied. Problems in water resources development and utilization are proposed. Rational suggestions of solving future water resources deficiency effectively in Caofeidian District are proposed aiming at providing reference for rationally developing and utilizing water resources, formulating and perfecting water environment protection measures, and realizing sustainable development of regional economy in Caofeidian District.

Tangshan Caofeidian District; water resources; development and utilization; evaluation and analysis

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.05.005

TV213

A

2096-0131(2017)05- 0020- 04