雄安新區(qū)水文要素特性分析

趙本龍，馬占輝，趙建永

（河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北 保定 071000）

1 區(qū)域概況

雄安新區(qū)位于河北省中部、太行山東麓，地處北京、天津和保定腹地，涵蓋河北省雄縣、容城縣、安新縣及周邊部分區(qū)域。區(qū)域面積1566km2。全境地勢(shì)平坦開闊，自西北向東南略有傾斜，海拔高度在6.51～19.5m。土壤類型主要為潮土和潮濕土，土壤質(zhì)地主要為沙壤土和壤土［1］。

雄安新區(qū)屬于海河流域大清河水系，境內(nèi)主要河流有大清河、白溝引河、萍河、瀑河、漕河、府河、唐河和孝義河［2］。大清河、白溝引河和府河豐水年有水外，其余河流都屬于季節(jié)性河流，境內(nèi)河段幾乎常年河干。除大清河外，其余幾條河流全部匯入白洋淀。

白洋淀位于大清河水系中下游，是華北地區(qū)最大的淡水湖，素有“華北明珠”之稱。其主要由多個(gè)淀泊和壕溝組成，淀底高程一般5.1～6.5m。主要承納白溝引河、萍河、瀑河、漕河、府河、孝義河和潴龍河等8條河流入淀，流域面積3.12萬km2。當(dāng)白洋淀保證水位達(dá)到10.50m時(shí)，水面面積366km2，蓄水量10.38億km3。

雄安新區(qū)地處中緯度地帶，屬東部暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨、秋季天高氣爽、冬季寒冷少雪。多年平均氣溫12.0℃，極端最高氣溫40.9℃，最低氣溫-26.7℃；年日照2554h，無霜期186d。全年以偏北風(fēng)居多，多年平均風(fēng)速2.1m/s。區(qū)域內(nèi)平均相對(duì)濕度64%。

2 降水［3］

2.1 降水量地域分布

降水量地域分布比較均勻，降水量509.1～517.8mm，降水量從西北向東南略減，白洋淀淀區(qū)降水量小于區(qū)域內(nèi)陸地部分降水量。雄安新區(qū)多年平均降水量513.9mm，低于保定地區(qū)多年平均降水量570.2mm。區(qū)域內(nèi)年有效降水天數(shù)為61.4d。

2.2 降水量年內(nèi)分配

降水量年內(nèi)分配極不均勻，其主要特點(diǎn)是汛期降水量大且集中，其余時(shí)節(jié)降水較少。汛期降水占全年降水量的80%左右，而主汛期7、8月降水量占全年的42%。豐水年汛期降水量所占比重更大，能達(dá)到90%以上。

區(qū)域內(nèi)暴雨多發(fā)生在7、8月份，尤其是7月下旬到8月中上旬，歷史上幾次大暴雨都發(fā)生在這一時(shí)期，暴雨中心降水強(qiáng)度大、歷時(shí)長，一般持續(xù)3d，最長的能持續(xù)6～7d。

2.3 降水量年際變化

降水量年際變化非常大，最大年降水量1201.4mm，發(fā)生在1954年，最小年降水量130.6mm，發(fā)生在1975年，兩者相差8倍之多。降水量年際變化非常不規(guī)律，大多數(shù)年份降水量小于多年平均降水量，而大于平均降水量的年份降水又較充沛，是多年平均降水量的1倍多。近些年多有局部暴雨發(fā)生，導(dǎo)致降水量年際變化很大［4］。

3 徑流

3.1 徑流的形成

徑流主要由降水、降水入滲、滲出補(bǔ)給而成，因此徑流的年內(nèi)、年際變化與降水的變化過程大體一致。區(qū)域內(nèi)多年平均徑流量6.471億m3，折合成徑流深64.7mm。

3.2 徑流的年內(nèi)分配

徑流的年內(nèi)分配極不均勻，與降水的年內(nèi)分布一致。汛期徑流量占全年徑流量的70%，一般8月份徑流量最大，最大值24.48億m3（1956年），4或5月份徑流量最小，枯水年份為0。汛期徑流量占全年徑流量的70%，一般8月份徑流量最大，4或5月份徑流量最小。隨著近年實(shí)施的白洋淀生態(tài)補(bǔ)水，最大徑流量出現(xiàn)的時(shí)間一般在補(bǔ)水期間。

3.3 徑流的年際變化

徑流隨降水變化而變化，年際變化也非常大。最大年徑流量發(fā)生在1956年，為45.40億m3，而最大瞬時(shí)流量發(fā)生在1963年，為3540m3/s。20世紀(jì)80年代以前為豐水年，而到了20世紀(jì)80年代以后，除了1995年和1996年徑流量較大，其余年份河道徑流較小，且斷流時(shí)有發(fā)生，更甚者是全年斷流，年徑流量為0。進(jìn)入到21世紀(jì)后，完全進(jìn)入枯水年。

3.4 洪水

洪水主要集中在主汛期7、8月份，且多發(fā)生在7月下旬到8月中上旬這一時(shí)間段。區(qū)域內(nèi)的洪水屬于暴雨型洪水，洪水主要為陡漲陡落型，一般性洪水持續(xù)時(shí)間較短，少則幾小時(shí)，多則3～5d，特大洪水持續(xù)時(shí)間可達(dá)6～8d。大洪水年份主汛期徑流量能占到全年徑流量的90%左右［5］。

4 泥沙

泥沙主要為懸移質(zhì)泥沙，來源于降水對(duì)流域表面的侵蝕和水流對(duì)河道的沖刷。區(qū)域內(nèi)多年平均輸沙模數(shù)34.1t/km2，建站累積輸沙量2010萬t。最大含沙量發(fā)生在1954年，為21.8kg/m3，最大日平均輸沙率發(fā)生在1973年，為2060kg/s，最大年輸沙量發(fā)生在1959年，為393萬t。而進(jìn)入2000年以后，隨著河道水量的減少，河道出現(xiàn)了干涸狀況，導(dǎo)致部分年份輸沙量為0。泥沙主要集中在汛期，且主汛期7、8月份占全年泥沙總量的90%以上，最大含沙量出現(xiàn)在洪水期間，最小含沙量一般發(fā)生在枯季。

5 白洋淀蓄水

白洋淀承接保定地區(qū)上游8條主要河流入淀，但由于建國后大部分河流上游修建了大型水庫和中小型水庫若干，導(dǎo)致白洋淀蓄水量總體上減少。特別是進(jìn)入1980年以后，出現(xiàn)過連續(xù)5年淀干情況，2000～2004年也出現(xiàn)過平均每年有一半以上時(shí)間處于淀干狀態(tài)。近些年隨著保定市向白洋淀的“生態(tài)補(bǔ)水”和引調(diào)黃河水的“引黃濟(jì)淀”等工程的實(shí)施，使白洋淀蓄水得到保證，其中保定市各水庫向白洋淀輸水3.841億m3，引黃濟(jì)淀水量4.113億m3。通過向白洋淀的補(bǔ)水，使得淀內(nèi)水位處于7~8m，個(gè)別年份水位在8m以上，對(duì)保護(hù)白洋淀濕地環(huán)境起到了不小的作用。由于白洋淀水面面積較大，蒸發(fā)和滲漏的影響不能忽視，同樣由于每年補(bǔ)水量和天然徑流量的不同，白洋淀每年的蓄水變量無規(guī)律可循，年蓄水變量時(shí)正時(shí)負(fù)。截止2016年底，白洋淀水位8.38m，蓄水量3.31億m3。

6 地下水

區(qū)域內(nèi)地下水井主要為降水入滲—人工開采類型，所以地下水埋深變化主要受降水和人工開采量的影響。部分地下水井埋深也受河道和白洋淀蓄水影響。地下水多年平均埋深為14.40m，最大埋深值17.44m，最小埋深值6.51m。從多年地下水埋深統(tǒng)計(jì)值可以看出，除個(gè)別年份因?yàn)榻邓渑?，地下水水位有所抬升，從年際看總的地下水水位呈持續(xù)下降的趨勢(shì)，1999～2000年為地下水水位下降最為明顯的時(shí)段。從地下水埋深的年內(nèi)變化可以看出，2～4月份為地下水水位上升期，最小埋深一般出現(xiàn)在3或4月份；5～7月份為地下水下降期，最大埋深一般出現(xiàn)在6或7月份；其他時(shí)段地下水水位基本變化平緩。從地下水的區(qū)域分布情況看，近白洋淀的觀測(cè)站地下水埋深較淺，埋深5～6m，且多年埋深平均值相差不大；在雄安新區(qū)西北部地區(qū)，地下水平均埋深17～19m，最大埋深值在23m以上。

7 水質(zhì)

7.1 河道水質(zhì)

由于上游城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水的排放，致使轄區(qū)內(nèi)河流水質(zhì)極差，根本無法利用。20世紀(jì)90年代中期以前，河流水質(zhì)尚處于Ⅳ或Ⅴ類，但是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期至今，河流水質(zhì)常年處于Ⅴ類或超Ⅴ類。個(gè)別年份由于河水充沛稀釋了污染物，某一時(shí)段水質(zhì)可達(dá)到Ⅳ類。河流中主要污染物為非離子氨、鐵、氨氮、高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量等。

7.2 白洋淀水質(zhì)

白洋淀水域內(nèi)共布設(shè)有15處監(jiān)測(cè)斷面，水質(zhì)較好區(qū)域分布于白洋淀的下游區(qū)，水質(zhì)可達(dá)到Ⅳ類；水質(zhì)較差區(qū)域分布白洋淀的上游區(qū)，為Ⅴ類或超Ⅴ類水質(zhì)。白洋淀主要污染物為氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、大腸菌群等，富營養(yǎng)化程度十分嚴(yán)重。汛期水質(zhì)略好于非汛期，主要是汛期降水比較多，地表徑流匯入白洋淀內(nèi)，使淀水得到補(bǔ)充和稀釋，污染物含量有所下降，水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)。

7.3 地下水水質(zhì)

區(qū)域內(nèi)地下水水質(zhì)狀況總體良好，水質(zhì)處在Ⅱ～Ⅲ類水，能夠滿足生活飲用和灌溉用水需求。個(gè)別年份水質(zhì)為Ⅳ類或Ⅴ類水，僅能用于灌溉。從地區(qū)分布來看，雄安新區(qū)東北部、西北部和靠近白洋淀淀區(qū)部分水質(zhì)較差，尤其淀區(qū)附近地下水受白洋淀污水影響比較嚴(yán)重，水質(zhì)已降Ⅴ類水。從時(shí)間上看，2010年以前地下水水質(zhì)處在Ⅱ～Ⅲ類，進(jìn)入2010年以后，地下水水質(zhì)處于Ⅲ～Ⅳ類，甚至出現(xiàn)Ⅴ類水；部分地下水站水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)呈下降趨勢(shì)，地下水不能飲用，僅能滿足農(nóng)業(yè)灌溉的需求。地下水水質(zhì)超標(biāo)物質(zhì)主要為溶解性固體、總硬度、總錳、氟化物、硫酸鹽等。

8 結(jié)語

（1）雄安新區(qū)內(nèi)河流豐枯水年變化具有同步性，旱澇災(zāi)害同時(shí)出現(xiàn)。

（2）降水在區(qū)域內(nèi)分布比較均勻，河道徑流隨上游來水情況變化。

（3）降水、徑流和泥沙等年內(nèi)、年際變化差異較大，且主要集中在汛期，由豐水年到枯水年，徑流量遞降速度比降水量快。

（4）地下水水位呈逐年下降趨勢(shì)，區(qū)域內(nèi)地下水埋深值也相差較大；區(qū)域內(nèi)除部分地區(qū)地下水水質(zhì)能夠滿足生產(chǎn)生活和農(nóng)業(yè)灌溉要求外，河道和白洋淀水質(zhì)級(jí)別極低，根本無法利用。

（5）隨著近些年補(bǔ)水工程的實(shí)施，白洋淀蓄水得到了保證，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)起到了積極作用。

［1］宋中海.白洋淀流域水文特性分析［J］.河北水利，2005（9）：12-13.

［2］保定地區(qū)水利志編纂委員會(huì).保定地區(qū)水利志［M］.北京：中國社會(huì)出版社，1994（6）：60-79.

［3］保定地區(qū)水文站.水文計(jì)算手冊(cè)［R］.1973.

［4］趙本龍，張強(qiáng).沙河流域王快水庫上游水文要素特性分析［J］.海河水利，2009（3）：46-48.

［5］詹道江，葉守澤.工程水文學(xué)［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.