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(yán)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(jì)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(yán)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(dá)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(dá)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(fù)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]?？刹捎盟夥▽σ舜h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。現(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(yán)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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