相里釗

（宜川縣水務(wù)局陜西宜川716200）

宜川縣水資源可持續(xù)發(fā)展新思路

相里釗

（宜川縣水務(wù)局陜西宜川716200）

本文針對宜川縣水資源存在的突出問題，探索該區(qū)域水資源利用的思路，同時分別對雨洪資源開發(fā)、地下水開發(fā)的潛力分析思路、淤地壩設(shè)計和評價的理論進行了探析，旨在為當(dāng)?shù)厮鞴懿块T提供決策依據(jù)。

宜川縣；水資源可持續(xù)發(fā)展；若干問題；解決思路

宜川縣位于陜西省北部，延安市東南部，黃河中游壺口瀑布之濱，北緯35°42′39″～36°23′39″，東經(jīng)109°41′36″～110°32′44″之間，位于干旱半干旱氣候區(qū)域，屬于黃土丘陵溝壑區(qū)與高原溝壑區(qū)的過渡地帶。地表水及地下水較為貧缺，人均水資源占有量僅為1147m3，低于陜西省人均1473m3，面臨著嚴峻的水資源挑戰(zhàn)，制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展[1]。

1 宜川縣水資源概況及存在問題

1.1 水資源概況

宜川縣地貌一“山、川、溝、壑”為主、林草覆蓋率較低。全縣多年平均降水量562.5mm，最大年降水量843.5mm，最小年降水量309.3mm，二者相差534.2mm，最大年與最小年極值比為2.7。年自產(chǎn)徑流總量為7300萬m3，外境流入4237萬m3，徑流分布不均，呈現(xiàn)由西南向東北遞減的趨勢。黃河為縣境干流，北—南流向，全縣均屬于黃海流域，入黃一級支流共計六條，即云巖河、仕望河、白水川河、猴川河、鹿兒川河、如意河，流域面積共計5212km2。全縣地下水總儲量約為1億m3，主要為裂隙層間水，塬區(qū)淺層地下水除少部分繼續(xù)下滲補給基巖地下水外，其余大部分以泉的方式向外排泄，注入河道，形成地下水向地表水的補給[2]。1.2存在問題

（1）人均水資源較少。全縣地表徑流與降水變化情況較為一致，時間上主要集中在7、8、9三個月份，約占全年的59.3%，地域分布由北向南遞減，年際變化較大，自上世紀50年代以來，地表徑流呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。全縣水資源年均總量2.07億m3，水資源可利用量0.59億m3，水資源可以用系數(shù)為29%，但是由于長期以來對水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入不足[3]，缺乏健全的管理機制，水資源可供水量較低，已成為制約宜川縣水經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。

（2）城市雨洪資源利用率低。資源隨著城市的發(fā)展，大面積的不透水地表鋪砌建筑密度提高，阻礙了雨水向地下補給滲透的通道，加上城市地下水超采引起的降落漏洞，引起了一系列的問題。宜川縣長期以來沒有行之有效的措施對雨洪資源進行攔蓄，造成汛期水資源大量流失，雖然修建了一些水窖、澇池、短期蓄水設(shè)施，但仍然擺脫不了嚴重缺水的困境，傳統(tǒng)的攔蓄洪水的方法存在較多的弊端，制約了該區(qū)域雨水資源的有效利用。

（3）地下水開發(fā)利用困難，開發(fā)量小。宜川縣地下水屬于黃土巖類地下水，大量的黃土層覆蓋在巖石上，地下水大致可以歸納為塬區(qū)黃土空隙裂隙水、臺塬區(qū)黃土空隙裂隙水及低山基巖裂隙層間水。由于區(qū)域內(nèi)溝谷下切深度大，塬區(qū)淺層地下水大部分通過地下徑流補給了河流，僅有一部分下滲存于地下。宜川縣有記載地下水開采歷史可以追溯至漢代，建國初期建有大量土井，進行提水灌溉，但是大部分標(biāo)準(zhǔn)較低，開采深度僅為7m～11m，加上區(qū)域水文地質(zhì)條件不良，出水量較為有限[4]。黃土塬區(qū)地形及地質(zhì)的限制，群眾打深井特別困難。

（4）河流含沙量高，輸沙模數(shù)大。黃河干流暴雨洪水形成高沙區(qū)間主要在中游，宜川縣所在流域與黃河中游大部分高沙河流較為相似，泥沙主要集中在汛期。宜川縣溝壑密度達1.5km/km2，占區(qū)域面積的77%，河流上游區(qū)域由于植被較好，輸沙模數(shù)450t/km2～600t/km2，中下游植被交叉，屬于產(chǎn)沙高值區(qū)域，最高可達8000t/km2。根據(jù)宜川縣3個水文站分析，7～9月份輸沙量占全年的95%左右，其中8月份最甚[5]。

2 解決思路探析

2.1 開發(fā)雨洪資源

城市雨洪利用是一種多目標(biāo)的綜合技術(shù)，雨洪資源開發(fā)利用具有極大的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。具有緩解城市水資源危機，減少內(nèi)澇災(zāi)害，降低城市污染負荷和改善生態(tài)環(huán)境的多重作用。宜川黃土高原區(qū)將隨分布不均，7～9月份極易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害，根據(jù)城市雨洪資源的分布特征[6]，宜川縣城市雨洪資源的理論潛力計算公式如下：

式中：Rt——雨洪資源理論潛力，m3；

P——區(qū)域平均降水量，mm；

A——面積，km2。

根據(jù)公式（1）計算得到宜川縣城區(qū)雨洪資源理論潛力，并結(jié)合表2計算在不同頻率降水量下雨洪資源理論潛力，見表3。

從表3中可以看出，宜川縣城區(qū)在四個頻率的理論潛力分別為10481萬m3、8402萬m3、7016萬m3、5977萬m3。與宜川縣地表水、地下水資源數(shù)進行對比，說明宜川縣城市雨洪資源利用潛力都相對比較大，具有很好的開發(fā)利用前景。

表11957 年～2010年宜川縣降雨特征值統(tǒng)計表（單位：mm）

表2 不同頻率降雨特征值統(tǒng)計表（單位：mm）

表3 不同頻率雨洪資源理論潛力（單位：萬m3）

表4 宜川縣城區(qū)特征統(tǒng)計參數(shù)

表5 不同頻率年降水量下雨洪資源理論潛力（單位：萬m3）

公式（1）僅為城市區(qū)域內(nèi)的天然來水總量，城市可以攔蓄利用的雨量則受到諸多因素的限制，如降雨徑流情況、地面硬化程度、管渠分布、建筑物規(guī)模等。因此上述公式引入一個變量，對可利用的水量進行控制。公式如下：

式中：γ——平均徑流系數(shù)，可對不同匯流單元進行加權(quán)平均求得；

α——季節(jié)折減系數(shù)，可用汛期平均降水量除以年平均降雨量求得。

其他符號意義同上。徑流系數(shù)可根據(jù)歷年實測值進行初選，根據(jù)不同下墊面條件下的徑流分析確定系數(shù)。

從表4和表5中可以看出，在不同頻率下宜川縣城區(qū)具有可觀的可收收集的雨水資源，但是目前開發(fā)利用率尚低，開發(fā)潛力巨大。

對城市雨洪資源潛力的分析及預(yù)測為雨洪資源的高效利用和優(yōu)化配置提供理論基礎(chǔ)。城市雨洪資源的開發(fā)利用，主要包括滲透和集蓄兩種形式。滲透措施主要包括：增加城市綠地面積，提高植被覆蓋率，建造園林式城市生態(tài)景觀；設(shè)計低洼綠地短期存水；使用透水地面鋪裝等。

2.2 合理開發(fā)地下水資源

淺層地下水可開采量是指在預(yù)見期內(nèi)，通過經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的措施，在不引起生態(tài)環(huán)境惡化的條件下允許從水層總獲取的最大水量。地下水因開采相對便利、水質(zhì)不易污染、出水相對穩(wěn)定的優(yōu)點，是當(dāng)?shù)厝罕婏嬘霉喔鹊闹饕碵7]。可采用水均衡法對宜川縣淺層地下水可開采量及可開采潛力進行分析，公式如下：

式中：Wr——可開采量，m3；

ρ——可開采系數(shù)；

W——地下水總排泄量，m3。

開采系數(shù)是根據(jù)不用計算區(qū)內(nèi)單井涌水量和地下水降深確定?，F(xiàn)狀條件下地下水剩余資源量，是指地下水可開采量與實際開采量的差值，它是衡量地下水開采潛力的依據(jù)。地下水開采系數(shù)ρ，即兩者的比值，值越小說明潛力越大。根據(jù)歷年統(tǒng)計資料顯示，宜川縣地下水可開采系數(shù)為9.7%，說明當(dāng)?shù)氐叵滤_采潛力較大，也從側(cè)面反映了當(dāng)?shù)氐叵滤垂こ滩蛔慊蜷_采難度較大的問題。從理論上建立起地下水資源配置的概念，為下一步的工程實施提供思路。

2.3 實施水土保持

水土流失破壞區(qū)域土地資源并造成生產(chǎn)力衰退，在損耗有限水資源的同時，誘發(fā)干旱、洪澇等災(zāi)害。宜川縣屬于我國二級水土流失類型—Ⅲ1西北黃土高原區(qū)，據(jù)統(tǒng)計，截止2014年，全縣水土流失面積近2300km2，占土地總面積的77%，屬于嚴重水土流失區(qū)域[8]。此外，人類活動對徑流、泥沙的影響程度不斷加劇、過度的索取行為，使流域內(nèi)水土流失面積不斷增加。因此，實施水土保持，保護區(qū)域水土資源迫在眉睫。綜合考慮宜川縣的地理地貌及水土流失特征，可通過開展梁峁、山坡及溝邊防護，修筑梯田、林地與淤地壩等綜合治理措施攔沙并形成淤地，從而保護區(qū)域水土環(huán)境。以宜川縣交子溝為例，近年來，該區(qū)域通過實施水土保持綜合治理，積極修筑梯田，推廣經(jīng)濟林帶與農(nóng)糧間作，實施地膜覆蓋等節(jié)水灌溉技術(shù)，開挖水窖集雨工程，綜合區(qū)域水利、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、園藝以及水保等技術(shù)力量，從而在保障交子溝水土保持綜合治理效果的同時，充分發(fā)揮了水土保持工程的社會價值及經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

宜川縣水資源問題涉及范圍廣且層次復(fù)雜，解除該區(qū)域的水資源危機必須從科學(xué)的角度出發(fā)，采取水質(zhì)與水量并重的科學(xué)措施進行區(qū)域水資源的合理優(yōu)化配置。同時，可因地制宜地實施工程性措施與非工程性措施并舉的方式，充分挖掘當(dāng)?shù)厮Y源潛力，才能有效保障宜川縣水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，促進人水和諧及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。陜西水利

[1]王安霞.宜川縣劉莊水庫飲用水源地保護對策初探[J].陜西水利，2013，03:146-147.

[2]王健，孟秦倩.黃土高原丘陵溝壑區(qū)水資源搞笑利用技術(shù)試驗研究[J].水資源與水工程學(xué)報，2004：15（4）.

[3]趙靜，王義民，劉登峰.陜西省水資源開發(fā)利用戰(zhàn)略研究[J].陜西水利，2014，03:53-55.

[4]徐家隆，張云，何歡等.仕望河流域水土保持措施的減水減砂效益研究[J].水土保持研究，2014，21（6）.

[5]苗磊.陜西省涇河流域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及建議[J].陜西水利，2011，02:103-105.

[6]王安霞，王培森.宜川縣水資源現(xiàn)狀及利用對策[J].地下水，2013，35（3）.

[7]丁建學(xué).淺析宜川縣大力發(fā)展雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的必要性及措施[J].陜西水利，2009，05:134.

[8]袁媛.宜川縣交子溝流域水土保持綜合治理工程[J].水利科技與經(jīng)濟，2015，（3）:87-89.

（責(zé)任編輯：暢妮）

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