葛芬莉

(陜西省水文水資源勘測局,西安 710068)

延長油田東部地區(qū)水資源分析評價(jià)

葛芬莉

(陜西省水文水資源勘測局,西安 710068)

延長油田東部地區(qū)石油、煤炭等礦產(chǎn)資源儲量大,但油田供水水源越來越不足,已嚴(yán)重制約石油開采工作的發(fā)展,開辟新的注水水源刻不容緩,因此,必須對區(qū)域水資源進(jìn)行分析評價(jià)。采用1956—2010年水文系列資料,依據(jù)《水資源評價(jià)導(dǎo)則》(SL/T238—1999)中各要素的計(jì)算方法,分析了區(qū)域水資源的特征,結(jié)果表明:區(qū)域水資源嚴(yán)重短缺;降水、徑流時空分布不均;降水量、地表水資源量呈減少趨勢;地表水可利用量較大,可利用率較高;河流水質(zhì)污染嚴(yán)重,河流含沙量高,不同部位、不同類型地下水水質(zhì)差異較大。提出合理利用水資源的建議。

水資源分析;綜合評價(jià);利用建議;延長油田

1 自然地理與社會經(jīng)濟(jì)概況

1.1 自然概況

延長油田東部地區(qū)地處延安市東北部,位于109°12′～110°30′E、36°12′～37°30′N之間,東西寬約114km,南北約146km,國土資源面積10197km2,占延安市總面積的27.8%;地勢西北高,東南低,呈梁峁起伏、溝壑縱橫、河谷交切、地形破碎的地貌特征,以黃土塬、梁、峁、溝壑等黃土地形為主,有黃土梁峁?fàn)钋鹆?黃土寬梁殘塬,薄層黃土覆蓋的實(shí)質(zhì)丘陵,河谷階地等四種主要的地貌類型;屬暖溫帶與中溫帶過渡區(qū)的大陸性季風(fēng)氣候;屬黃河流域,較大的河流有直接入黃的一級支流延河、清澗河、云巖河、無定河支流大理河、淮寧河等;礦產(chǎn)資源豐富,有石油、煤炭、天然氣、油頁巖、鐵礦石、紫砂陶土等10余種,可開采利用的有煤炭、石油、天然氣、紫砂陶土等。

1.2 社會經(jīng)濟(jì)概況

延長油田東部地區(qū)含寶塔區(qū)、延長縣、延川縣及子長縣四縣區(qū),轄59個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(含街道辦事處),1603個村委會。2010年底,區(qū)域總?cè)丝?07.665萬人,其中非農(nóng)業(yè)人口37.709萬人,農(nóng)業(yè)人口69.956萬人。生產(chǎn)總值296.37億元,其中:第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值13.82億元,第二產(chǎn)業(yè)173.05億元,第三產(chǎn)業(yè)101.4億元。農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展,南部以麥、油、果、煙生產(chǎn)為主,北部以薯、羊、紅棗、雜糧為主。2010年總灌溉面積為1.194萬hm2,其中實(shí)灌面積0.815萬hm2。以石油、煤炭為龍頭,形成了以石油化工、建材、機(jī)械為主體的地方工業(yè)經(jīng)濟(jì)體系,2010年工業(yè)總產(chǎn)值220.08億元,占社會經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的74.6%。原油產(chǎn)量達(dá)到350.6萬t,占延安市原油總產(chǎn)量38.1%。

延長油田東部地區(qū)石油、煤炭等礦產(chǎn)資源儲量大,豐富的石油礦產(chǎn)帶動了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而石油的發(fā)展受制于供水水源的可供水量,隨著石油開采量的不斷增加,開采效益的提高,油田注水水源越來越不足,已嚴(yán)重制約石油開采工作的發(fā)展,開辟新的注水水源刻不容緩,因此,必須對該區(qū)域水資源進(jìn)行分析評價(jià)。水資源特征分析依據(jù)《水資源評價(jià)導(dǎo)則》(SL/T238—1999),全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則 (試行)[1-2]。

2 水資源特征分析

2.1 降水

依據(jù)延長油田東部地區(qū)及周邊站點(diǎn)1956—2010年降水量系列資料,采用泰森多邊形法,計(jì)算區(qū)域降水量。

2.1.1 降水量 1956—2010年區(qū)域多年平均降水量為490.4mm,折合年降水總量為50.01億m3。其中寶塔區(qū)512.1mm,延長縣501.5 mm,延川縣473.1mm,子長縣462.0mm;折合為年降水總量分別為18.21億m3、11.51億m3、9.18億m3、11.11億m3,分別占全區(qū)降水總量的36.4%、23.0%、18.4%、22.2%;各縣區(qū)中面均降水量最大為寶塔區(qū),最小為子長縣。

2.1.2 降水時空分布 ①降水量的地區(qū)分布

降水量地區(qū)分布不均,總體上由西南向東北方向逐漸減少,西南部在550mm左右,北部在450mm左右,中部在500mm左右。最大為嶗山北坡區(qū)域,大于550mm以上;最小為無定河支流大理河區(qū)域,在430mm左右。②年際變化 區(qū)域降水量年際間變化較大,變差系數(shù)(Cv)在0.21～0.29之間,極值比在2.68～5.20之間。③年內(nèi)分配 區(qū)域降水年內(nèi)分配極不均勻,表現(xiàn)出春季少雨,夏季集中,秋季不夠,冬季稀少的特點(diǎn)。年降水主要集中在汛期6—9月,占全年降水量的70.3%～73.9%,多年平均最大月降水量出現(xiàn)在7—8月,7、8兩個月降水約占年降水量的45%左右[3-4]。

2.2 地表水資源

依據(jù)該區(qū)域及周邊站點(diǎn)1956—2010年徑流系列資料,在經(jīng)還原、代表性及一致性分析后,采用地表水資源量計(jì)算方法,計(jì)算區(qū)域地表水資源量。地表水資源量計(jì)算分控制區(qū)和未控制區(qū),控制區(qū)和未控區(qū)地表水資源量相加,即可求得分區(qū)地表水資源量?？刂茀^(qū)地表水資源量直接根據(jù)控制站天然徑流量系列資料計(jì)算;未控區(qū)地表水資源量有面積比法,面積比與流域平均面雨量綜合比法,面積比與徑流深綜合比法,面積比、流域平均面雨量及徑流深綜合比法等4種方法。本文采用面積比、流域平均面雨量及徑流深綜合比法,這種方法主要考慮了區(qū)域下墊面不同和氣候條件不同對產(chǎn)流的影響。

區(qū)域入境水量、河流年徑流量的計(jì)算方法與地表水資源量相同。所不同的是入境水量采用實(shí)測徑流系列計(jì)算,河流年徑流量采用天然徑流系列計(jì)算。

2.2.1 自產(chǎn)地表水資源量 該區(qū)域多年平均地表水資源量為35504萬m3,折合徑流深34.8 mm,最大年地表水資源量為73577萬m3,發(fā)生在1964年,最小年地表水資源量為22309萬m3,發(fā)生在1974年,極值比為3.3,變差系數(shù)0.31,最大、最小年地表水資源量分別占多年平均的207.2%、62.8%[3-4]。

行政區(qū)產(chǎn)水量,寶塔區(qū)最大,其產(chǎn)水量占全區(qū)地表水資源量的31.5%,延長縣最小,其產(chǎn)水量占全區(qū)地表水資源量的17.6%,其余區(qū)產(chǎn)水量由大到小依次為子長縣、延川縣。行政區(qū)徑流深,子長縣最大,為43.8mm,延長縣最小,為27.2mm,其余區(qū)徑流深由大到小依次為延川縣、寶塔區(qū)。

2.2.2 入境水量 該區(qū)域多年平均入境水量為16514萬m3,其中延河流域入境水量為13907萬m3;清澗河流域入境水量為2607萬m3,清澗河流域入境水量中,子長縣清澗河入境水量為528萬m3,延川縣清澗河入境水量為2079萬m3。

2.2.3 河流年徑流量 區(qū)域內(nèi)延河、清澗河、汾川河、無定河等四條主要河流多年平均年徑流量分別為延河27157萬m3,清澗河17213萬m3,汾川河2688萬m3,無定河3161萬m3。

2.2.4 徑流時空分布

①年徑流深地區(qū)分布 區(qū)域內(nèi)年徑流深的地區(qū)分布與降水量的地區(qū)分布相似,受地形及下墊面條件等影響,年徑流的地區(qū)分布不均勻,區(qū)域差異較大。總的規(guī)律是由北向南遞減,由高山區(qū)向低山區(qū)遞減,多年平均徑流深一般在20.0～45.0mm之間,子長縣境內(nèi)的清澗河最高,為44.2mm寶塔區(qū)境內(nèi)的云巖河最低,僅為18.7mm。

②徑流年際變化 該區(qū)域河川徑流為降雨補(bǔ)給,徑流的年際變化一般主要受降水的影響,呈現(xiàn)與降水相類似的地帶性差異,所不同的是徑流除受降水的影響外,還同時受流域內(nèi)地質(zhì)、地貌等下墊面條件的影響,因此,徑流的年際變化比降水量更為劇烈,地區(qū)間的差異也更大。區(qū)域年徑流變差系數(shù)在0.36～0.43之間,極值比在3.6～5.2之間,年際變率在1.3～2.0之間。區(qū)域徑流年際變化較大,最豐年發(fā)生在1964年,最枯年發(fā)生在1957及2000年以后的年份。豐水段多發(fā)生在1956—1960年、1960—1970年,最豐水段為1960—1970年。

③年內(nèi)分配 區(qū)域徑流年內(nèi)分配受降水年內(nèi)分配的影響,呈現(xiàn)與降雨基本一致的特點(diǎn),徑流量集中,且多以暴雨洪水形式出現(xiàn)。多年平均汛期(6—9月)徑流量占全年徑流量的49.8%～65.8%,最大月徑流量皆出現(xiàn)在7月或8月,最小月徑流量皆出現(xiàn)在1月。春季、夏季、秋季、冬季徑流量分別占全年徑流量的14.8%～21.9%、36.9%～55.1%、20.7%～29.6%、8.3%～11.6%[3-4]。

2.2.5 地表水資源量變化趨勢 1956—2010年區(qū)域地表水資源量變化與降水量變化一致,總體來說呈現(xiàn)下降趨勢。區(qū)域多年平均地表水資源量為35504萬m3,各時段年平均地表水資源量中,1961—1970年最大,為40254萬m3, 2001—2010年最小,為30367萬m3,其余依次由大到小分別為1956—1960年40050萬m3、1971—1980年35584萬m3、1981—1990年為34750萬m3,1991—2000年33777萬m3。

2.3 地下水資源

地下水資源量計(jì)算采用排泄法,排泄項(xiàng)包括河道基流量、山前流出量、潛水蒸發(fā)量及實(shí)際開采凈消耗量等,其中河道基流量是地下水資源量計(jì)算的最主要排泄項(xiàng),河道基流量估算采用基流切割法。

該區(qū)域多年平均地下水資源量9620萬m3,其中寶塔區(qū)、延長縣、延川縣、子長縣分別為2800萬m3、1780萬m3、2010萬m3、3030萬m3。

2.4 水資源總量

水資源總量為地表水資源量與地下水資源量之和減去二者之間重復(fù)量。

區(qū)域多年平均水資源總量35504萬m3,其中寶塔區(qū)、延長縣、延川縣、子長縣分別為11207萬m3、6246萬m3、7527萬m3、10523萬m3。區(qū)域產(chǎn)水系數(shù)0.07,產(chǎn)水模數(shù)3.48萬m3/km2,各區(qū)產(chǎn)水系數(shù)、產(chǎn)水模數(shù)最大的是子長縣的無定河,最小的是延長縣的云巖河。

2.5 水資源利用量

2.5.1 地表水可利用量 依據(jù)《地表水資源可利用量計(jì)算補(bǔ)充技術(shù)細(xì)則》(試行)[5],區(qū)域?qū)俦狈剿Y源緊缺地區(qū),對于地表水資源可利用量估算采用倒算法。區(qū)域多年平均地表水可利用量15017萬m3,其中寶塔區(qū)、延長縣、延川縣、子長縣分別為5570萬m3、2448萬m3、2853萬m3、4146萬m3。以區(qū)域地表水可利用量與地表水資源量之比,計(jì)算區(qū)域多年平均地表水可利用率達(dá)42.3%。

2.5.2 地下水可開采量 區(qū)域富水地段主要分布于較大河谷階地及其兩側(cè),采用布井法估算;廣大面積黃土梁峁區(qū),地下水資源極為匱乏,采用實(shí)際用水量估算。區(qū)域地下水多年平均可采量為3169.75萬m3,其中集中開采區(qū)(富水地段)地下水可采量2901.75萬m3,分散開采區(qū)(黃土梁峁區(qū))地下水可采量268.00萬m3。各行政區(qū)多年平均可開采量分別為寶塔區(qū)823.65萬m3,延長縣901.15萬m3,延川縣601.50萬m3,子長縣843.45萬m3。

2.6 水資源質(zhì)量

2.6.1 地表水水質(zhì) 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)地表水采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[6],地下水采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB/T14848—1993)[7]。評價(jià)方法為單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)法[8]。

①河流天然水質(zhì) 河流天然水化學(xué)是河流水文特征之一,主要受氣候、降水、徑流、地形、土壤、地質(zhì)等條件的影響。區(qū)域內(nèi)地表水類型絕大多數(shù)屬碳酸鹽類型鈉組和鈣組水。河流溶解性固體含量在482～1459mg/L之間,總硬度含量在169～476mg/L之間,氯化物含量差別較大,質(zhì)量濃度在71～866mg/L之間,pH值在7.81～8.78之間,屬于弱堿性水。

②地表水綜合水質(zhì)評價(jià) 在監(jiān)測的6條河流中:沒有I類、Ⅱ類水質(zhì)斷面;Ⅲ類水質(zhì)斷面有2個,河長49.9km,占評價(jià)河長11.3%; IV類水質(zhì)斷面有6個,河長88.5km,占評價(jià)河長20.2%;V類水質(zhì)斷面有5個,河長142.2 km,占評價(jià)河長32.3%;劣V類水質(zhì)斷面4個,河長159.1km,占評價(jià)河長36.2%。

③ 水庫富營養(yǎng)化評價(jià) 對區(qū)域內(nèi)的中山川、紅石卯、寒沙石、南河、孫臺、松樹林水庫開展了監(jiān)測,采用總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)3項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行富營養(yǎng)化評價(jià)。全部為中營養(yǎng)狀態(tài),沒有產(chǎn)生富營養(yǎng)化。

2.6.2 地下水水質(zhì) 區(qū)域內(nèi)不同部位不同類型地下水水質(zhì)差異較大,總體上表現(xiàn)為第四系沖積松散層淺層地下水水質(zhì)相對較好,多屬較好到較差的水,其次為碎屑巖類裂隙淺層地下水,多屬較好到極差的水,而基巖層間裂隙深層承壓水水質(zhì)普遍較差。

3 水資源綜合評價(jià)

3.1 水資源嚴(yán)重短缺

水是能源發(fā)展不可或缺的資源。延長油田東部地區(qū)水資源總量為35504萬m3,人均水資源量僅為329.8m3/人,是延安市的50.8%,全省的22.0%,全國的15.0%,按照國際標(biāo)準(zhǔn),屬水資源嚴(yán)重短缺地區(qū)。隨著區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水資源短缺問題將會日益突出。

3.2 降水、徑流時空分布不均

降水地區(qū)分布不均,年內(nèi)年際變化較大,徑流時空分布與降水相似,但比降水變化劇烈。

受地形及下墊面條件等影響,徑流地區(qū)分布不均勻,區(qū)域差異較大。總的規(guī)律是由北向南遞減,由高山區(qū)向低山區(qū)遞減,多年平均徑流深一般在20.0～45.0mm之間,子長縣境內(nèi)的清澗河最高,為44.2mm,寶塔區(qū)境內(nèi)的云巖河最低,為18.7mm。

徑流年際變化主要受降水的影響,同時還受流域內(nèi)地質(zhì)、地貌等下墊面條件的影響,因此,徑流的年際變化比降水量更為劇烈,地區(qū)間差異也更大。

徑流年內(nèi)分配受降水年內(nèi)分配的影響,呈現(xiàn)與降雨基本一致的特點(diǎn),徑流量集中,且多以暴雨洪水形式出現(xiàn)。

3.3 年降水量、地表水資源量總體均呈減少趨勢

區(qū)域年降水量、地表水資源量趨勢一致,總體均呈減少趨勢。1956—1960年、1961—1970年,年降水量、地表水資源量比多年平均偏多, 1961—1970年偏多幅度最大,為13.4%; 1991—2000年、2001—2010年年降水量、地表水資源量比多年平均偏少,2001—2010年偏少幅度最大,為14.5%;1971—1980年年降水量、地表水資源量與多年平均比較,基本持平; 1981—1990年年降水量、地表水資源量與多年平均比較,略有偏少。

3.4 地表水可利用量較大,可利用率較高

多年平均地表水可利用量15017萬m3,可利用率達(dá)42.3%。不同頻率來水年份,可利用量不同,尤其枯水年份,來水量較小,可利用量也小,使得枯水年份環(huán)境用水與人類各種用水矛盾很大,故實(shí)際開發(fā)利用水資源時,應(yīng)根據(jù)實(shí)際協(xié)調(diào)好兩者之間的水量分配關(guān)系。

3.5 河流水質(zhì)污染嚴(yán)重,不同部位不同類型地下水水質(zhì)差異較大

6條河流497km的評價(jià)河長中,88.7%河長水質(zhì)污染為Ⅳ類以上,Ⅲ類水質(zhì)河長占11.3%,無Ⅰ類、Ⅱ類水質(zhì)的河段。

第四系沖積松散層淺層地下水水質(zhì)多屬較好到較差的水,碎屑巖類裂隙淺層地下水多屬較好到極差的水,基巖層間裂隙深層承壓水水質(zhì)普遍較差。

4 水資源利用建議

集水保水,減少蒸發(fā)損失,加強(qiáng)水土保持工作;除險(xiǎn)加固現(xiàn)有水庫,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有水利工程的配套與挖潛改造工程;因地制宜,建設(shè)中小型供蓄水、淤地壩工程及跨流域調(diào)水工程,實(shí)施流域綜合治理工程;加強(qiáng)水資源保護(hù),防止石油、生活等水質(zhì)污染;深入調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加大節(jié)水力度,積極推廣中水回用,增強(qiáng)節(jié)水意識,建立健全節(jié)水型社會。

[1] SL/T238—1999水資源評價(jià)導(dǎo)則[S].

[2] 全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則(試行)[S].北京:水利部水規(guī)總院,2002.

[3] 姚章民,閆少華.珠江區(qū)水資源的分布特點(diǎn)及變化分析[J].水文,2012,32(4):79-81.

[4] 陳芳莉,晁治龍,邱玉茜.秦嶺生態(tài)區(qū)水資源分析評價(jià)[J].陜西水利,2012,(5):12-14.

[5] 地表水資源可利用量計(jì)算補(bǔ)充技術(shù)細(xì)則 (試行) [S].北京:水利部水規(guī)總院,2004.

[6] GB3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7] GB/T14848—1993地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[8] 黃維東,牛最榮,趙治文.甘肅省主要河流水環(huán)境質(zhì)量分析評價(jià)[J].水文,2010,30(2):33 -35.

TV213.4

:A

葛芬莉.延長油田東部地區(qū)水資源分析評價(jià)[J].陜西氣象,2014(1):25-29.

1006-4354(2014)01-0025-05

2013-10-17

葛芬莉(1964—),女,漢,陜西興平人,學(xué)士,高級工程師,從事水文水資源調(diào)查及其開發(fā)利用分析評價(jià)、規(guī)劃等。