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摘要 介绍沧州市水资源状况、水资源开发利用情况及咸水资源利用现状,提出了规模化开采咸水资源的设想,并对当地咸水资源的用途进行分析,以供参考。
关键词 咸水;开采利用;河北沧州
中图分类号 S273.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)10-0213-01
沧州市地处河北省的东南部,东临渤海,南界山东省,北与廊坊、天津市为邻,西、西南与保定、衡水接壤。位于北纬37°28′~38°57′、东经115°42′~117°50′,总面积14 201.2 km2,海岸线总长95.3 km。沧州市地下水超采严重,应积极寻求潜在水源和可替代水源。沧州市咸水资源丰富,目前开发利用率很低,是压采地下水最好的潜在水源,应规模化开采咸水资源,充分利用微咸水资源。
1 水资源状况
1.1 水资源总量
根据《沧州市水资源调查与评价》(第二次)1956—2005年系列结果,全市多年平均水资源总量为12.33亿m3,其中地表水资源量5.96亿m3,地下水资源量为6.92亿m3,地表水与地下水重复计算量0.55亿m3。
1.2 深层水
沧州市深层地下水严重超采,并造成地下水位降落漏斗、地面沉降等生态环境问题,必须限制地下水的开采。深层水的总补给量作为深层地下水的限采量,沧州市深层地下水限采量为2.92亿m3。
2 水资源开发利用情况
2010年沧州市用水总量为13.08亿m3,其中地表水利用量2.66亿m3(当地形成的地表水1.97亿m3,外调水0.69亿m3),占用水总量的20.3%;地下水利用量为10.41亿m3,占用水总量的79.6%,其中利用浅层水2.88亿m3,深层水7.12亿m3,微咸水0.41亿m3;污水回用水量0.02亿m3,占用水总量的0.2%。由此或见地下水是沧州市的主要水源,地下水超采非常严重。根据河北省《关于开展地下水超采综合治理实施方案编制工作的通知》,沧州市到2017年,力争少超采或不超采地下水。根据这一指示精神,必须给沧州这个地下水严重超采区寻找潜在水源和替代水源,沧州的咸水资源正好可作为沧州的潜在水源。
3 沧州市咸水资源利用现状
沧州地下咸水非常丰富,储存量为380亿m3,年可开采量为5亿m3,可动用的储存量为9亿m3。目前,沧州咸水资源开发利用程度较低,主要用于农业灌溉,年平均开采量达到1.8亿m3;很少量用于生活用水,开采量为0.2亿m3,咸水淡化用水量更少,只为0.1亿m3。由此可见,咸水资源潜力非常大。对沧州而言,开发利用咸水资源意义重大。
4 规模化开采咸水资源设想
4.1 建立咸水水源地
沧州市由于咸水的存在,形成了68 935 hm2的盐碱地。大部分盐碱地呈斑块状分布在运东地区,地势低洼,是旱涝的重灾区。如果将这些区域作为地下咸水集中开采区,能够保证咸水资源的补给。如果将咸水开采与土地整理和基本农田改造相结合,对周边的盐碱地进行改造,形成台田沟渠相间,与原有的河湖港汊、坑塘沟渠相连的梯级地表水网,则能够有效地拦截上游雨洪水,可作为浅层地下水的入渗补给源。不仅扩大了耕地面积,新增加了地表水库容,而且能够满足当地的雨洪水不外泄,使雨洪水有效入渗,增加咸水资源的补给量。成片的盐碱地作为地下咸水开采水源地可收到一举多得的效果[1-2]。
如果将沧州市运东地区的盐碱地进行规则地挖方填方整理,考虑到土地机械化耕种,条田规模宜为100 m×200 m,田间沟渠以沟口宽15~20 m,沟底宽11-14 m,沟深2 m为宜。这样既可整理农田,而且条田在原始地表的基础上可抬高0.3 m,能够新增加改良土地57 521 hm2,新增地表水库容1.75亿m3,基本满足当地的雨洪水不外泄,每年的雨洪资源将得到充分利用,该区的生态环境将得到极大改善。
4.2 建立地下咸水开采井
地下咸水集中开采,是将浅层咸水井和深层咸水井相结合。浅层咸水井一般井深100 m,深层咸水井一般井深150~200 m。浅层咸水开采井可通过辐射井、虹吸井的形式增大出水量。浅层咸水井出水量一般在5~15 m3/h,水位进埋深控制在60 m,深层咸水井出水量一般在40~50 m3/h,水位埋深控制在60 m,以不引起地面沉降为度进行咸水开发利用。根据地面沉降与地下水位相关关系,确定地面沉降临界水位。通过对沧州市地面沉降分层观察数据研究,沧州市浅层地下水的临界值水位埋深为60 m。在临界水位以内,浅层水引起的地面沉降是可以恢复的[3]。
5 咸水資源用途分析
5.1 咸水养殖
咸水可作为养殖用水,养殖一些市场前景比较好的、适宜于咸水生长的鱼、虾、蟹等品种。1999年在科技部、农业部、中国水产科学研究院的支持下,沧州技术推广站和东海水产科学研究所在海兴县小山村选择2.07 hm2洼塘作为推广示范点,按一定的技术要求开挖坑塘,形成沟田相间、拦蓄沥碱、种植养殖两不误的生态新格局。台田上下宜林则林、宜草则草、宜牧则牧;坑塘里蓄水养殖对虾、套养梭鱼等。平均产对虾750 kg/hm2,套养梭鱼300 kg/hm2,当时养殖收益7 500元/hm2,经济效益可观。台田在雨水的淋滤作用下,由草、植树、再变良田,其经济效益和生态效益与日俱增。这一成果先后获农业部丰收一等奖、农业部神农科技二等奖、河北省科技进步二等奖等多个奖项。
5.2 油田注水
沧州区域有大港油田和华北油田,为保持油压,通常开采第四含水组以下的优质矿泉水或地热水进行油井注水,不仅浪费了优质矿泉水或地热水资源,同时还引发了不可逆的地面沉降。为避免灾害的发生,油井注水必须禁止开采第四含水组及以下的优质矿泉水或地热水,其最好的替代水源只能是浅层咸水。
5.3 石盐开采注水
沧州市在青县、沧县等地2 500~3 000 m深处发现特大型结晶矿盐,其开采方式为注水、溶解、抽吸、脱水、结晶制盐。随着盐矿建成投产,需要大量溶盐水,其水源就是咸水资源。
5.4 大型企业用水
化工、钢铁、电力等耗水大户地的首选水源是浅层咸水,其优点是水源稳定,开采后能及时得到补偿,是可以持续利用的;含水层埋藏浅,可用浅井开采,工程造价低;可以用辐射井、虹吸井解决单井出水量小的问题;水位控制在警戒水位线以内不会发生地面沉降灾害[4]。
6 参考文献
[1] 李志敏,孙炳华.谈沧州市咸水与微咸水的利用[J].现代农业科技,2010(2):321,323.
[2] 龙秋波,袁刚,王立志,等.邯郸市东部平原区微咸水现状及开发利用研究[J].水资源与水工程学报,2010(4):126-129.
[3] 李文章,庞学智,庞元清.沧州市微咸水开发利用情况及效益分析[J].河北水利,2007(4):13.
[4] 张凤林.沧州市开辟微咸水利用新途径[J].河北水利水电技术,2003(6):23-25.
关键词 咸水;开采利用;河北沧州
中图分类号 S273.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)10-0213-01
沧州市地处河北省的东南部,东临渤海,南界山东省,北与廊坊、天津市为邻,西、西南与保定、衡水接壤。位于北纬37°28′~38°57′、东经115°42′~117°50′,总面积14 201.2 km2,海岸线总长95.3 km。沧州市地下水超采严重,应积极寻求潜在水源和可替代水源。沧州市咸水资源丰富,目前开发利用率很低,是压采地下水最好的潜在水源,应规模化开采咸水资源,充分利用微咸水资源。
1 水资源状况
1.1 水资源总量
根据《沧州市水资源调查与评价》(第二次)1956—2005年系列结果,全市多年平均水资源总量为12.33亿m3,其中地表水资源量5.96亿m3,地下水资源量为6.92亿m3,地表水与地下水重复计算量0.55亿m3。
1.2 深层水
沧州市深层地下水严重超采,并造成地下水位降落漏斗、地面沉降等生态环境问题,必须限制地下水的开采。深层水的总补给量作为深层地下水的限采量,沧州市深层地下水限采量为2.92亿m3。
2 水资源开发利用情况
2010年沧州市用水总量为13.08亿m3,其中地表水利用量2.66亿m3(当地形成的地表水1.97亿m3,外调水0.69亿m3),占用水总量的20.3%;地下水利用量为10.41亿m3,占用水总量的79.6%,其中利用浅层水2.88亿m3,深层水7.12亿m3,微咸水0.41亿m3;污水回用水量0.02亿m3,占用水总量的0.2%。由此或见地下水是沧州市的主要水源,地下水超采非常严重。根据河北省《关于开展地下水超采综合治理实施方案编制工作的通知》,沧州市到2017年,力争少超采或不超采地下水。根据这一指示精神,必须给沧州这个地下水严重超采区寻找潜在水源和替代水源,沧州的咸水资源正好可作为沧州的潜在水源。
3 沧州市咸水资源利用现状
沧州地下咸水非常丰富,储存量为380亿m3,年可开采量为5亿m3,可动用的储存量为9亿m3。目前,沧州咸水资源开发利用程度较低,主要用于农业灌溉,年平均开采量达到1.8亿m3;很少量用于生活用水,开采量为0.2亿m3,咸水淡化用水量更少,只为0.1亿m3。由此可见,咸水资源潜力非常大。对沧州而言,开发利用咸水资源意义重大。
4 规模化开采咸水资源设想
4.1 建立咸水水源地
沧州市由于咸水的存在,形成了68 935 hm2的盐碱地。大部分盐碱地呈斑块状分布在运东地区,地势低洼,是旱涝的重灾区。如果将这些区域作为地下咸水集中开采区,能够保证咸水资源的补给。如果将咸水开采与土地整理和基本农田改造相结合,对周边的盐碱地进行改造,形成台田沟渠相间,与原有的河湖港汊、坑塘沟渠相连的梯级地表水网,则能够有效地拦截上游雨洪水,可作为浅层地下水的入渗补给源。不仅扩大了耕地面积,新增加了地表水库容,而且能够满足当地的雨洪水不外泄,使雨洪水有效入渗,增加咸水资源的补给量。成片的盐碱地作为地下咸水开采水源地可收到一举多得的效果[1-2]。
如果将沧州市运东地区的盐碱地进行规则地挖方填方整理,考虑到土地机械化耕种,条田规模宜为100 m×200 m,田间沟渠以沟口宽15~20 m,沟底宽11-14 m,沟深2 m为宜。这样既可整理农田,而且条田在原始地表的基础上可抬高0.3 m,能够新增加改良土地57 521 hm2,新增地表水库容1.75亿m3,基本满足当地的雨洪水不外泄,每年的雨洪资源将得到充分利用,该区的生态环境将得到极大改善。
4.2 建立地下咸水开采井
地下咸水集中开采,是将浅层咸水井和深层咸水井相结合。浅层咸水井一般井深100 m,深层咸水井一般井深150~200 m。浅层咸水开采井可通过辐射井、虹吸井的形式增大出水量。浅层咸水井出水量一般在5~15 m3/h,水位进埋深控制在60 m,深层咸水井出水量一般在40~50 m3/h,水位埋深控制在60 m,以不引起地面沉降为度进行咸水开发利用。根据地面沉降与地下水位相关关系,确定地面沉降临界水位。通过对沧州市地面沉降分层观察数据研究,沧州市浅层地下水的临界值水位埋深为60 m。在临界水位以内,浅层水引起的地面沉降是可以恢复的[3]。
5 咸水資源用途分析
5.1 咸水养殖
咸水可作为养殖用水,养殖一些市场前景比较好的、适宜于咸水生长的鱼、虾、蟹等品种。1999年在科技部、农业部、中国水产科学研究院的支持下,沧州技术推广站和东海水产科学研究所在海兴县小山村选择2.07 hm2洼塘作为推广示范点,按一定的技术要求开挖坑塘,形成沟田相间、拦蓄沥碱、种植养殖两不误的生态新格局。台田上下宜林则林、宜草则草、宜牧则牧;坑塘里蓄水养殖对虾、套养梭鱼等。平均产对虾750 kg/hm2,套养梭鱼300 kg/hm2,当时养殖收益7 500元/hm2,经济效益可观。台田在雨水的淋滤作用下,由草、植树、再变良田,其经济效益和生态效益与日俱增。这一成果先后获农业部丰收一等奖、农业部神农科技二等奖、河北省科技进步二等奖等多个奖项。
5.2 油田注水
沧州区域有大港油田和华北油田,为保持油压,通常开采第四含水组以下的优质矿泉水或地热水进行油井注水,不仅浪费了优质矿泉水或地热水资源,同时还引发了不可逆的地面沉降。为避免灾害的发生,油井注水必须禁止开采第四含水组及以下的优质矿泉水或地热水,其最好的替代水源只能是浅层咸水。
5.3 石盐开采注水
沧州市在青县、沧县等地2 500~3 000 m深处发现特大型结晶矿盐,其开采方式为注水、溶解、抽吸、脱水、结晶制盐。随着盐矿建成投产,需要大量溶盐水,其水源就是咸水资源。
5.4 大型企业用水
化工、钢铁、电力等耗水大户地的首选水源是浅层咸水,其优点是水源稳定,开采后能及时得到补偿,是可以持续利用的;含水层埋藏浅,可用浅井开采,工程造价低;可以用辐射井、虹吸井解决单井出水量小的问题;水位控制在警戒水位线以内不会发生地面沉降灾害[4]。
6 参考文献
[1] 李志敏,孙炳华.谈沧州市咸水与微咸水的利用[J].现代农业科技,2010(2):321,323.
[2] 龙秋波,袁刚,王立志,等.邯郸市东部平原区微咸水现状及开发利用研究[J].水资源与水工程学报,2010(4):126-129.
[3] 李文章,庞学智,庞元清.沧州市微咸水开发利用情况及效益分析[J].河北水利,2007(4):13.
[4] 张凤林.沧州市开辟微咸水利用新途径[J].河北水利水电技术,2003(6):23-25.