吳興樂,曹 真,何忠波 ,劉鐵軍

(遼寧省第五地質(zhì)大隊(duì),遼寧大石橋 115100)

水是人類賴以生存不可替代的自然資源之一,但是,一方面隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類生產(chǎn)和生活用水需求量日益增加,同時所產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活垃圾日益增多又帶來水資源污染加重,使可供利用的水資源日益減少;另一方面受全球環(huán)境演化影響,近些年來降水偏少,而干旱發(fā)生率偏高,使水資源補(bǔ)給減少。這樣,水資源就形成了一對供不應(yīng)求的矛盾,制約國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。若想水資源供需平衡發(fā)展,我們必須遵循水資源的自然規(guī)律,從“開源、節(jié)流、凈化和預(yù)測”諸方面合理開發(fā)利用水資源,實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡發(fā)展。本文結(jié)合遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”的水資源供需現(xiàn)狀,從開源和預(yù)測兩方面闡述遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”水資源供需平衡發(fā)展的對策,為合理開發(fā)利用水資源提供參考。

1 遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”水資源供需形勢分析

遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”包括除朝陽市以外13個市轄區(qū),差不多覆蓋全省,

(沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)包括以沈陽為中心攜鞍山、撫順、本溪、營口、阜新、遼陽、鐵嶺等 8個市轄區(qū);沿海經(jīng)濟(jì)帶東起丹東沿海岸線連接大連、營口、盤錦、錦州、葫蘆島等 6個市轄區(qū),簡稱“6點(diǎn) 1線沿海經(jīng)濟(jì)帶”)。據(jù)統(tǒng)計(jì),1997年遼寧省各類供水工程供水總量為 147.46億 m3,達(dá)到全省水資源總量的45.27%,但仍缺水 7.33億 m3,缺水量占總需求的 4.8%,如遇嚴(yán)重枯水年,每年缺水將超過 10億 m3,因此確保遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”區(qū)域內(nèi)大中型城市、重點(diǎn)工礦企業(yè)、干旱區(qū)人畜飲水和農(nóng)業(yè)灌溉用水的需求,達(dá)到區(qū)域內(nèi)水資源供需平衡發(fā)展是開發(fā)利用區(qū)域內(nèi)水資源的主要目標(biāo)。

遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”的水資源現(xiàn)狀可劃分如下幾個區(qū):

1.1 水資源供需形勢較好區(qū)

主要是遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”的東部山區(qū)和中部平原農(nóng)業(yè)區(qū)。東部山區(qū)的撫順、本溪和丹東市轄區(qū),降水充沛,多年平均降水量在 800mm以上,人均占有水資源分別達(dá)3 573 m3、2 061 m3和1 337 m3,高于全省平均水平(全省人均占有水資源量 820 m3)。中部平原農(nóng)業(yè)區(qū)有較厚的第四系含水層,且地表水量也較大,對分散和間歇性的農(nóng)業(yè)用水而言,水資源供需形勢壓力不大。

1.2 水資源供需形勢中等區(qū)

主要是沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)北部的鐵嶺地區(qū),多年平均降水量在600mm～800 mm之間,鐵嶺地區(qū)人均占有水資源量為850m3,略高于全省人均 820m3的水平。

1.3 水資源供需形勢較差區(qū)

1)大、中城市集中供水水源地

渾河沈陽水源地、太子河遼陽和鞍山水源地、大凌河錦州和葫蘆島水源地、盤錦上第三系水源地等,這些集中供水水源地,地下水開采量大,多已超過允許開采量。如沈陽供水水源地 1990年漏斗面積為 225.79 km2,漏斗中心水位埋深29.31 m,后經(jīng)治理 1999年豐水期漏斗面積為117.25 km2,漏斗中心水位埋深 24.14 m,但每天仍超采地下水近 20萬 m3;據(jù)遼陽市水利局 1990年對遼陽首山水源漏斗區(qū)詳細(xì)調(diào)查成果,漏斗區(qū)年平均補(bǔ)給量為 2.8億 m3,年平均開采量為 3.1億 m3,平均每年超采3 000萬 m3,經(jīng)治理后漏斗面積仍為 300 km2左右,漏斗中心水位埋深 21.57m;盤錦上第三系供水水源地 2000年漏斗面積為2 000 km2,漏斗中心水位埋深 23.01 m3[2]。因此大、中城市集中供水水源地水資源供需形勢壓力很大。

2)遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”西部山區(qū)

該區(qū)屬于干旱區(qū),年平均降水量在 600mm以下,人均占有水資源量僅在440m3左右,人畜飲水和農(nóng)業(yè)灌溉用水均較為困難,其水資源供需形勢壓力很大。

3)遼寧省沿海經(jīng)濟(jì)帶上的最大市區(qū)大連地區(qū)

大連的年平均降水量雖然在 600 mm～800mm之間[1],但是大連地區(qū)多為裸巖山區(qū),不利于水資源的儲存;大連地區(qū)占有水資源量僅為 590 m3[1],大連地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),城市人口多,需水量多,大連地區(qū)三面環(huán)海,一旦地下水嚴(yán)重超采,將引起海水入侵。因此其水資源供需矛盾也較大。

綜上所述,遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”要實(shí)現(xiàn)未來水資源供需平衡發(fā)展,重點(diǎn)需要解決大、中城市的集中供水水源地采補(bǔ)平衡和西部干旱山區(qū)的人畜飲水和農(nóng)業(yè)灌溉用水問題。

2 遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡發(fā)展的對策

由上述可知,造成遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”水資源供需矛盾較大的現(xiàn)實(shí)問題主要是兩種類型,一是大、中城市水源地開采量超過開采條件下的補(bǔ)給量形成水資源短缺,屬于人為超采型;二是西部山區(qū),由于氣候干旱,降水量少,地表裸巖,裂隙發(fā)育不均一,降水通過裂隙滲入地下深部,致使地表及淺層水資源十分有限,形成水資源短缺,屬于環(huán)境型。下面針對不同類型的水資源短缺現(xiàn)實(shí)而采取不同的對策:

2.1 人為超采型水資源實(shí)現(xiàn)供需平衡發(fā)展的對策

人為超采型水源地,處在較大河流旁側(cè)厚度較大的第四系松散沉積層區(qū)。依據(jù)自然界水循環(huán)及大氣降水、地表水、地下水三水相互轉(zhuǎn)化原理,以供需平衡為基準(zhǔn),計(jì)算出缺水量,然后實(shí)施恰當(dāng)?shù)乃こ?把豐水期的地表徑流,按缺水量引滲或回灌到地下含水層中,人為增加可供利用的水資源總量,并把它們調(diào)配給枯水期使用。建立水資源人工調(diào)控系統(tǒng)工程,需要有充足的地表水資源、強(qiáng)大的地下儲水空間和技術(shù)支持系統(tǒng)。

遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”相關(guān)一些大城市水源地的主要河流流域多年平均徑流量為:渾河流域 28.50億m3;遼河流域 37.40億 m3;太子河流域 37.70億 m3;大凌河流域 20.40億 m3。它們?yōu)闇喓由蜿査吹亍⑻雍舆|陽和鞍山水源地、大凌河錦州和葫蘆島水源地和盤錦市上第三系水源地建立水資源人工調(diào)控系統(tǒng)工程提供了充足的水源保障。下遼河平原第四系含水層有效儲水空間可達(dá) 682.59億立方米左右,是全省現(xiàn)有地表水庫的 2.37倍。若取其 1/10作為調(diào)節(jié)部分(相當(dāng)于地下水位下降 10～20 m,這在經(jīng)濟(jì)技術(shù)上完全可行),調(diào)節(jié)空間也達(dá) 68億 m3,是全省現(xiàn)有水庫設(shè)計(jì)水利庫容的 1.38倍[2]。因此我們通過調(diào)查研究完全可設(shè)計(jì)好每個流域缺水量的儲水空間,建立水資源人工調(diào)控系統(tǒng)工程的技術(shù)支持系統(tǒng)。遼寧省沿海經(jīng)濟(jì)帶最大市區(qū)—大連地區(qū)的供水問題可通過修建河谷型地下水庫和建立巖溶地下水庫來解決。

2.2 環(huán)境型水資源實(shí)現(xiàn)供需平衡發(fā)展的對策

對于受環(huán)境因素影響而淺層缺水的遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”西部山區(qū),其保證供需求平衡發(fā)展的對策是大力開發(fā)淺部及深部的基巖裂隙水資源。西部基巖裸巖山區(qū)褶皺和斷裂地質(zhì)構(gòu)造均較為發(fā)育;地層發(fā)育較齊全,尤其是有大面積的中上元古界—古生界的海相碳酸鹽巖出露;西部基巖裸巖山區(qū)在特殊的構(gòu)造條件下,發(fā)育有多處的巖溶大泉(見表 1),這些巖溶大泉動態(tài)穩(wěn)定,是地下水集中排泄之處,說明西部基巖裸巖山區(qū)內(nèi)賦存有大量的地下水資源。

表1 遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”西部基巖山區(qū)巖溶大泉統(tǒng)計(jì)表

遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”的西部山區(qū),地下水主要是構(gòu)造裂隙水和裂隙巖溶水。其張性和張扭性構(gòu)造因其開張性好,是地下水儲存和運(yùn)移的良好空間,也是地下水賦存的有利部位;褶皺巖層曲率變化較大的部位是賦存地下水的有利部位;不同類型、時期的構(gòu)造體系復(fù)合部位,巖石更破碎,也是地下水賦存的有利部位。因此只要對該區(qū)的地質(zhì)發(fā)展史加以綜合研究,厘定出每期次地殼運(yùn)動所形成的構(gòu)造體系特征,注意尋找賦存地下水的有利部位,就能找到豐富的地下水資源,以實(shí)現(xiàn)該區(qū)水資源的供需平衡發(fā)展。

3 結(jié)論與建議

遼寧省“沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)和沿海經(jīng)濟(jì)帶”水資源供需平衡發(fā)展的薄弱之處是大、中城市集中供水水源地、西部山區(qū)和南部大連地區(qū),對這些地區(qū)應(yīng)加大供需平衡發(fā)展的科研力度。因此建議:

(1)可選擇 1～2個超采嚴(yán)重的大、中城市集中供水水源地為代表,開展建立水資源人工調(diào)控系統(tǒng)工程的試驗(yàn),待取得成功經(jīng)驗(yàn)后推廣。

(2)盤錦上第三系水源地人工補(bǔ)給,可選擇在其北部的溝幫子 -繞陽河南側(cè)的上第三系埋藏較淺地段,通過深井,用繞陽河、東沙河和羊腸河的河水,開展壓力回灌試驗(yàn)。

(3)應(yīng)用地下水系統(tǒng)理論,對西部山區(qū)基巖地下水的開發(fā)利用進(jìn)行綜合研究,首先用地質(zhì)力學(xué)理論和遙感技術(shù)相結(jié)合,圈定富水區(qū)域,然后在所圈定的富水區(qū)域內(nèi)開展相應(yīng)的物探工作,確定井位與成井深度。

(4)開展氣象和氣候的預(yù)測和預(yù)報(bào)工作,捕捉人工增雨的時機(jī),增加水資源量;開展中短尺度氣候演變的預(yù)測工作,預(yù)測和預(yù)報(bào)未來可能出現(xiàn)干冷及干熱氣候的年份和持續(xù)時間,對可能出現(xiàn)的水荒提出預(yù)案,提前儲備好充足的水資源,為度過水荒之年做好充分的準(zhǔn)備。

(5)加大水資源開發(fā)利用科研人才的培養(yǎng)力度。

[1]遼寧省水利廳.遼寧省水資源[M].沈陽:遼寧省科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

[2]趙天石,張國祥.關(guān)于遼寧省水資源開發(fā)的戰(zhàn)略問題.長春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)[J],1991,3.