裴雙保

（晉城市郭壁供水工程管理處 山西晉城048000）

1 水資源短缺成為制約丹河流域社會經濟發(fā)展的主要瓶頸

丹河在晉城市境內河長128.6km，流域面積為2965km2，占全市國土面積的31.5%，包括城區(qū)、高平市的全部，以及澤州縣和陵川縣的大部。流域內人口占全市總人口的60%以上；生產總值占全市的70%左右；耕地面積9.07萬hm2，占全市總耕地面積的48%。

丹河流域水資源總量為35003萬m3/a，可利用總量為20897萬m3/a，據預測，到2020年丹河流域的最小需水量為36262萬m3/a，可見流域總需水量遠大于總可利用量，水資源明顯短缺。目前丹河流域90%以上的地層為漏水地層，地表產水量越來越少，且很難利用，大部分轉化為地下水，據統(tǒng)計流域可利用量20897萬m3/a中，地下水資源l6373萬m3/a，占總可利用量的78.4%，構成流域供水的主要框架，其中巖溶水14128萬m3/a占可利用地下水的86.2%，可見巖溶地下水是支撐流域社會經濟發(fā)展的主要水源。

隨著近幾年經濟社會的快速發(fā)展，需水量越來越大，開采強度也越來越大，丹河流域的水資源出現了開采過度問題，可持續(xù)利用難度很大。高平、城區(qū)、澤州盆地由于過度開采，發(fā)生巖溶地下水區(qū)域水位下降等環(huán)境地質問題，導致不得不叫停了流域巖溶水的開采。所以，水資源短缺已經成為嚴重制約丹河流域社會經濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，科學開發(fā)利用丹河流域水資源是推動該流域社會經濟科學發(fā)展的重大課題。

2 丹河水資源可持續(xù)利用的途徑

據市水資辦統(tǒng)計，到2007年丹河流域巖溶水的總開采量為7155萬m3/a，只占可開采量的51%。為什么實際利用量僅達評價量的51%，就產生了超采問題？應該如何確保流域水資源的可持續(xù)利用以支撐流域社會經濟的可持續(xù)發(fā)展？為此，我們深入廣泛地調查了丹河流域的自然地理和水文地質條件及其水資源開發(fā)利用的歷史和現狀，認為流域水資源可持續(xù)利用的途徑如下：

1）開發(fā)利用中寒武巖溶水

所謂巖溶水就是指富存和移運在可溶巖石（即石灰?guī)r）中的水。丹河流域的巖溶水分為中奧陶巖溶水（以下統(tǒng)稱中奧水）和中寒武巖溶水（以下統(tǒng)稱中寒武水）。

中奧水和中寒武水是互相聯系又相對獨立的兩層水，兩層水的徑流區(qū)基本相同，都是沿太行山背斜西翼，由東向西流入由高平至市區(qū)的南北向斷陷匯水盆地后，受晉獲斷裂帶的阻水，再轉而沿盆地向南流向郭壁泉和三姑泉。中奧水的補給區(qū)在高平、澤州的東部和陵川的西部，排泄區(qū)在臺北泉、白洋泉和郭壁泉一帶，泉水總量為1.8m3/s；中寒武水的補給區(qū)在陵川的東部和澤州縣的東南部，排泄區(qū)在澤州縣的郭峪至三姑泉一帶，泉水總量為3.9m3/s。在對中奧水和中寒武水進行分層可利用量的評價后，得出中奧水的可利用量為6600萬m3/a，中寒武水的可持續(xù)利用總量為8000萬m3/a，要多于中奧水。

前述的“丹河流域巖溶水總開采量”指的是中奧水和中寒武水的總和，但目前，大量開發(fā)利用的是中奧水，中寒武水尚未開發(fā)利用，即7155萬m3/a的巖溶水全部出于中奧水，已超出其可利用6600萬m3/a總量的1.08倍，已超采。這就是為什么巖溶水開發(fā)利用只達可利用總量的51%，就出現超采現象的原因。因此，要充分開發(fā)利用巖溶水就必須開發(fā)利用中寒武水，這是丹河流域水資源可持續(xù)利用的根本途徑。

如何開發(fā)利用中寒武水？經過調研，我們認為中寒武水是疊置于中奧水之下的一層水，分布面積大于中奧水，且中寒武水的主要排泄口三姑泉，泉口已被河南省修建的青天河水庫所淹沒，無法在泉口開發(fā)利用。因此，中寒武水的開發(fā)利用方式不能泉采只能井采，應與中奧水的開發(fā)利用方式一樣在整個丹河流域進行，而不應局限于近泉口開發(fā)。全流域開發(fā)寒武水的益處：①可擴大開采量。由于兩巖溶水的隔水底板，在高平—南村的構造盆地內洼下，在河西—郭峪一線又蹺起，形成一個形似地下水庫的匯水盆地，其庫容約在9億m3左右，對巖溶地下水起到很好的調節(jié)作用，可使流域內巖溶水的開采量大于近泉口開發(fā)的開采量。②可降低運行成本。在流域開發(fā)比在近泉口開發(fā)，提水揚程可減少400m左右，可降低提水成本。③可實現開發(fā)與利用的直接對接，縮短開發(fā)周期。

開發(fā)寒武水的當務之急，是盡快開展全流域的中寒武水詳勘工作，為全流域開發(fā)做好前期工作。

2）提回郭壁水，以緩解流域中奧水的超采

郭壁水源地，現有可供城市用水1500萬m3/a，改擴建后城市用水可供量為3000萬m3/a，而目前根據需要實際供水僅265萬m3/a，還有很大潛力，充分發(fā)揮郭壁的供水能力，是緩解流域水資源短缺最快、最省、最有效的措施，可取得立竿見影的效果。

3）回灌涵養(yǎng)中奧水，增加其可采量

在中奧巖溶水補給區(qū)，修筑回灌庫攔蓄洪水回灌地下水。依據地形地貌和水文地質條件，可在上述地區(qū)規(guī)劃14座回灌庫，總有效庫容可達3328萬m3，可控制積水面積464.7km2，可增加中奧水補給量2350萬m3/a。同時，在中奧巖溶水補給區(qū)的溝壑地帶修閘谷坊，建水土保持骨干壩，在坡面上覆蓋植被，攔蓄地表水和加大降雨入滲量，建設人工天然混合補給系統(tǒng)，據有關資料，可使降雨入滲系數由0.2提高到0.26，經初步規(guī)劃，搞好400km2涵養(yǎng)水源的水土保持治理，可回灌地下水1450萬m3/a。兩項共計可增加可采量近3000萬m3/a。

4）充分利用淺中層水

丹河流域淺中層水的天然資源量為5334萬m3/a，可采量為2245萬m3/a，近年來由于優(yōu)質巖溶水的大量開發(fā)，放棄了對淺中層水的利用，形成閑置淺中層水不用，而競相開發(fā)中奧水的局面。其實淺中層水完全可用于農業(yè)灌溉和工業(yè)用水，應加以充分利用。

同時，由于采煤塌陷裂縫的影響，使流域內的煤系地層（1300km2左右）的降雨入滲系數大大增加，參照有關資料分析，丹河流域煤系地層的入滲系數至少可達0.14左右，據此估計現淺中層水的天然資源量已增加到10668萬m3/a，以0.6的利用系數計，淺中層水的可利用量可達6400萬m3a，這是一筆非常可觀的資源。因淺中層水與巖溶水之間有一層穩(wěn)定的區(qū)域隔水底板，阻止了淺中層水向巖溶水的補給，它不會轉變?yōu)閹r溶水，如不加利用就是浪費。利用淺中層水的方式有三種：其一是利用現有的淺中層井供工農業(yè)用水；其二是利用采煤排水；其三是利用煤礦采空區(qū)蓄積的地下水。據流域煤田區(qū)的3號和15號煤層底板等值線圖顯示，在煤田區(qū)有很多低洼地帶，采空后就是天然的地下水庫，其庫容有的可達百萬立方米，可以很好地調節(jié)淺中層水，使之得以充分利用。

5）外流域調水

從沁河流域調水至丹河流域的張峰水庫項目，樞紐工程已完成，其配套的輸水工程也即將完工，此項跨流域調水工程可向丹河流域調水7500萬m3/a。

6）污水資源化，實施循環(huán)用水

城市生活及工業(yè)廢污水，是一種潛在的再生水資源，具有量大、集中、穩(wěn)定、保證率高的特點，經過處理后可回用于工業(yè)、農業(yè)、市政生態(tài)等中水領域。根據晉城市建設節(jié)水型社會規(guī)劃預測，到2020年污水可利用量將達到5276萬m3/a，這是一項不可小視的水資源，因此，變廢（污水）為寶，是水資源可持續(xù)利用的又一重要途徑。

在丹河流域污水資源化，實施循環(huán)用水，主要有分散和集中兩種方式。分散處理回用方式，是以廠礦和生活小區(qū)為單位進行污水處理和回用，如流域內的蘭花司徒化肥廠、晉豐化工、天脊化工、天澤永豐、天澤煤化、蘭花能源煤化工等企業(yè)都建成了本廠的終端污水處理站，采用A/O+MBR的處理工藝對污水進行了處理，出水水質可達中水水質標準，同時又配套建成中水回用站，采用活性碳過濾+反滲透處理技術，回水水質可達到一級脫鹽水的水質標準，使回用率達到66%，基本實現了污水零排放，并使單位產品用水量降為省定額60%左右。這種源頭處理回用方式，處理與回用直接對接，既消除了污水匯流對環(huán)境的污染，又便于管理，效益好，應廣泛推廣。集中處理回用的方式，是將很多單位廠礦住宅小區(qū)甚至是一個城鎮(zhèn)的生活和工業(yè)污水匯集起來，進行集中處理和回用。如晉城污水處理廠，就將市區(qū)的污水匯集到一起集中處理，處理能力7.5萬m3/a，處理后的出水供春光熱電廠冷卻用水和市區(qū)兩河生態(tài)用水，將來還可作為市區(qū)中水水源。

7）建設清、中水兩套供水系統(tǒng)，實行分質供水

各類用水戶對水質的要求是不同的，供水系統(tǒng)也應有不同標準水質的水，滿足各類用戶的需求，這樣才能合理利用水資源，實現資源利用的最大化，提高水資源的利用效益。現行的單一的清水供水管網系統(tǒng)，嚴重制約著污水經處理后的中水利用。為此，當前急需建設從用戶到中水水源間的中水供水管網，形成清水和中水兩套并列運行的供水管網系統(tǒng)，按生活和生產需要分清水和中水兩種水質供水。晉城市已開始此項工作，市區(qū)中水骨干管道已開始鋪設，但建設中水管網系統(tǒng)是一項龐大復雜的系統(tǒng)工程，需政府協(xié)調各部門緊密配合，根據規(guī)劃建立規(guī)章、明確職責、分期實施。新開工建設的市政供水管道應按清、中兩套供水管道布置，新的居民建筑的供水和用戶管網也應按清、中兩套管路設置，以加快中、清管網供水系統(tǒng)的實施。這樣，可以促進污水處理和中水回用，保護水環(huán)境實現循序循環(huán)用水，使水資源得以持續(xù)利用。

8）建設骨干輸水管網，實施水資源的應急調度

流域內水源工程小且分散，同時各用戶有各自的需水高峰期和用水低谷期，供水與用水不對應，流域內常發(fā)生有的地區(qū)水源沒用戶，有的地區(qū)用戶沒水用。如果像供電網一樣，供水也建成跨地區(qū)的供水網，就可利用地區(qū)間的互補實現水資源的削峰填谷調度，充分利用和應急調度水資源，大大提高供水保證率，使有限的水資源滿足更多的用戶需求，提高水資源的利用率。建議從高平唐莊—巴公渠頭—高都—市區(qū)—南村，建設流域的南北縱向骨干輸水管道（總長45km），就可把張峰水庫調水工程與任莊水庫、郭壁供水工程等骨干水源及沿途的水源井連成一體，同時，可分別在高平市區(qū)、河西鎮(zhèn)、渠頭、高都、北石店、市區(qū)和南村建七條東西向的橫向輸水管道（全長80km左右），這樣一縱七橫的輸水管網就可把流域內的大部分水源連接起來，進行削峰填谷的應急水源調度。

如上述幾項開源節(jié)流措施全部落實，丹河流域可獲得天然巖溶水開采量14600萬m3/a，回灌增加開采量3000萬m3/a，淺中層水開采量（包括采煤排水利用量）6400萬m3/a。外調張峰水7500m3/a，污水處理后的中水資源5276萬m3/a，地表水4524萬m3/a，共計可利用水資源總量為4.13億m3/a?？蓾M足2020年流域社會經濟發(fā)展對水的需求。

3 丹河水資源可持續(xù)利用的社會保障

1）建設節(jié)水型社會是水資源可持續(xù)利用的根本保障

建設節(jié)水型社會，逐步探索出一條以城鎮(zhèn)廢水、礦坑水利用和煤化工、電力高耗水企業(yè)節(jié)水改造為重點，統(tǒng)籌兼顧生產、生活、生態(tài)用水的節(jié)水之路，對于保障晉城市經濟社會可持續(xù)發(fā)展和改善水環(huán)境具有十分重要的意義。為此，晉城市編制了節(jié)水型社會建設規(guī)劃，開展了節(jié)水型社會建設，多年來采用節(jié)水工藝、節(jié)水設備、節(jié)水器具，普及節(jié)水科技，提高大眾的節(jié)水意識，將節(jié)水引深到社會經濟的各個領域，進行最廣泛的節(jié)水，取得了很大成績。如晉城市煤化工產業(yè)在2007年的萬元產值取水量為93m3左右，通過大力開展節(jié)水改造和廢水深度處理回用，至2009年萬元產值取水量平均降低為53.7m3，如果全面采用廢水分類處理、分質供水、循序循環(huán)用水和終端污水深度處理回用，實現節(jié)水意義上的零排放，還可在2009年的基礎上再節(jié)水20%，使節(jié)水率達到原設計用水量的50%。如果市煤化工產業(yè)進一步升級換代，淘汰固定床氣化工藝，采用氣流床或氣化床工藝，淘汰水冷工藝，采用空冷技術，則晉城市煤化工的萬元產值取水量可像電力行業(yè)一樣，完全摘掉高耗水企業(yè)的帽子，擴大行業(yè)發(fā)展的空間。

2）建立水資源統(tǒng)一管理體制，是實現水資源可持續(xù)利用的制度保障

水資源的可持續(xù)利用，主要在于投資支持和對流域水資源的深入研究勘測、統(tǒng)一規(guī)劃、全面開發(fā)、科學利用。要做好流域水資源的合理開發(fā)、全面治理、涵養(yǎng)保護、循序循環(huán)節(jié)約用水工作，實現地表水、地下水、再生水、礦坑水的統(tǒng)一配置，就必須對水資源實行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一管理。為此，首先須改革現存的“條塊分割”、“城鄉(xiāng)分割”的管理體制，變多龍管水為一龍管水，成立市縣水務局，建立水務管理體系。國內的很多大中城市在建立水務統(tǒng)一管理體系中取得了很好的效果。希望晉城市盡早進行此項改革，以利晉城市水資源的可持續(xù)利用。