一、基本概況
1、基本情況
大通回族土族自治縣位于青海省東部,祁連山南麓,湟水河一級支流北川河流域,是西寧市所屬的一個市轄縣。境內多年平均氣溫2.8℃,多年平均降水量515.2mm,蒸發量1237.1mm,潮濕系數0.42。總面積3090km2,約占全省總面積的0.43%,縣城橋頭鎮距省會西寧35km。寧大鐵路由西寧到橋頭,寧張公路貫穿境內達86km,是西寧通向河西走廊的重要通道。縣轄9鎮11鄉,共有289個行政村20個居民委員會。2009年全縣總人口為44.92萬人,其中城鎮人口9.28萬人,占總人口的20.66%,農村人口35.64萬人,占總人口的79.33%。有漢、回、土、藏、蒙、撤拉、滿等25個民族。
大通縣作為國家商品糧基地縣和全國500家糧食大縣之一, 2009年全縣耕地面積69.27萬畝,糧食總產量83789噸,油料總產量52199噸,肉類產量29800噸,年末大牲畜存欄頭數15.14萬頭,羊存欄數22.54萬只,豬存欄數12.95萬頭。主要農作物有春小麥、青稞、蠶豆、油菜、馬鈴薯、蔬菜為主。其中蠶豆、油菜是地方優勢特色作物。以粒大勻稱、籽實飽滿、爭澤光亮、營養豐富而享有盛譽的大通蠶豆,年出口量占全省出口量的40%以上。
隨著西部大開發的不斷深入,大通縣工業經濟發展在國民經濟中越來越占主要地位,地方工業以其鋁冶煉業、火力發電、農業機械、機械制造、煤炭、建筑材料、糧油加工等成為該縣的支柱產業。2009年縣國民生產總值GDP 63.30億元(現價),其中第一產業產值6.68億元,第二產業產值47.31億元,第三產業產值9.31億元,社會消費零售總額7.76億元,城鎮居民人均可支配收入11749.85元;全社會固定資產投資完成16.43億元,其中國有投資10.58億元,集體投資及私營個體、聯營投資和股份投資分別為2.61、0.295和2.9億元;農民人均純收入4643元。
2、 水資源概況
1水資源分區
水資源分為四個區,即寶庫河水資源區、黑林河水資源區、東峽河水資源區和北川河水資源區。
寶庫河分區:北川河上游源頭至硤門水文站,包括寶庫鄉,流域面積1251km2;
黑林河分區:黑林河源頭至小業壩,包括青林、青山、遜讓、極樂鄉和多林、城關鎮,流域面積639km2;
東峽河分區:東峽河源頭至永豐,包括樺林、朔北、向化鄉和東峽鎮,流域面積532km2;
北川河分區:北川河硤門水文站至雙廟,包括斜溝、良教、石山鄉,新莊、塔爾、橋頭、黃家寨、景陽和長寧鎮,流域面積633km2。
2水資源
大通縣北川河主要由寶庫河、黑林河、東峽河三條支流地表地下水匯集而成,均源于達坂山南坡,流域總面積3055km2。其中支流寶庫河流域面積最大,硤門水文站以上面積為1251km2,據水文站多年觀測資料,多年平均流量11.54m3/s,多年平均徑流量3.64億m3;黑林河為第二大支流,據黑林河水文站多年觀測資料,多年平均河水流量為2.32m3/s,多年平均徑流量0.732億m3,河水出黑林水文站后到城關鎮區段為河水滲漏補給地下水,在林家臺地下水大量泄出轉化為地表徑流;東峽河位于北川河東側,在大通橋頭匯入北川河,從橋頭以上起算,流域面積532km2,地下水徑流到橋頭時全部泄出形成地表水徑流補給北川河,多年平均流量3.96m3/s,多年平均徑流量1.25億m3。
北川河水在流入湟水河干流途中滲漏補給河谷潛水,并接受大氣降水和河谷潛水補給,最終在后子河雙廟流出縣境。
3、主要水文要素時空分布
1 降水時空分布特點
大通縣水汽主要來自印度洋孟加拉灣上空的西南暖濕氣流和太平洋的東南季風。境內有四個水文站和兩個雨量站,其中橋頭水文站多年平均降水量為515.2mm;牛場水文站多年平均降水量為587.7mm;黑林水文站多年平均降水量為603.7mm;硤門水文站多年平均降水量為532.7mm;三角城、他哇干雨量站多年平均降水量分別為623.4mm、741.1mm。多年平均降水量為400~700mm,降水量沿北川河谷向兩側隨海拔高程的增高而逐漸增大,河流源頭地區降水量大,下游降水量逐步減少。從大通橋頭水文站1956~2000年降水量過程線圖(圖1)看,多年降水量呈現減小趨勢,最大年降水量為789.2mm;最小年降水量為362.9mm,最大年水量是最小降水量的2.17倍。
2分區降水量
大通縣多年平均降水深為579.8mm,各分區中黑林河水資源區降水深最大,為621.6mm:北川河分區降水深最小,為511.3mm;寶庫河和東峽河分區降水深分別為587.8mm和592.2mm(表1)。根據多年平均降水量,大通縣20%、50%、75%、95%頻率的降水深分別為656.1mm、574.9mm、514.9mm、436.1mm(表2)。
表1 大通縣各水資源區多年平均降水量
行政分區 |
溝道名稱 |
計算面積(km2) |
降水量(億m3) |
降水深(mm) |
大通 |
寶庫河 |
1251 |
7.3537 |
587.8 |
黑林河 |
639 |
3.9720 |
621.6 |
東峽河 |
532 |
3.1505 |
592.2 |
北川河 |
633 |
3.2368 |
511.3 |
總計 |
3055 |
17.713 |
579.8 |
表2 大通縣各水資源區不同頻率降水深
流域名稱 |
面積
(km2) |
均值
(mm) |
Cv |
Cs/Cv |
不同頻率降水深(mm) |
20% |
50% |
75% |
95% |
寶庫河 |
1251 |
587.8 |
0.15 |
2 |
658.3 |
581.9 |
529.0 |
452.7 |
黑林河 |
639 |
621.6 |
0.18 |
2 |
714.8 |
615.4 |
547.0 |
447.6 |
東峽河 |
532 |
592.2 |
0.18 |
2 |
681.0 |
586.3 |
521.1 |
426.4 |
北川河 |
633 |
511.3 |
0.22 |
2 |
603.3 |
501.1 |
429.5 |
342.5 |
大通縣 |
3055 |
579.8 |
0.16 |
2 |
656.1 |
574.9 |
514.9 |
436.1 |
3 降水年內分配
大通縣降水量年內分配不均,降水一般集中在6~9月份,五個月的降水量占全年的65%以上,11至笠年2月僅占2%左右,形成干濕季分明的特點(表3)。
表3 橋頭水文站典型年不同頻率降水量月分配表
頻率 |
年份 |
1月 |
2月 |
3月 |
4月 |
5月 |
6月 |
7月 |
8月 |
9月 |
10月 |
11月 |
12月 |
全年 |
汛期 |
月份 |
降水量 |
偏豐
P=20% |
1992 |
0.1 |
0.5 |
21.5 |
45.1 |
121.1 |
77.3 |
89.1 |
89.6 |
118.1 |
30.3 |
80 |
2.8 |
603.5 |
6~9 |
374.1 |
平水年
P=50% |
1997 |
0.4 |
0.8 |
32.4 |
69.2 |
82.7 |
54.2 |
110.6 |
86.8 |
55.5 |
10.6 |
10.2 |
0.5 |
513.9 |
6~9 |
307.1 |
偏枯年
P=75% |
1987 |
0.0 |
1.0 |
15.9 |
20.7 |
72.7 |
12.8 |
92.4 |
61.3 |
56.4 |
5.2 |
1.8 |
0.2 |
451.4 |
6~9 |
333.9 |
枯水年
P=95% |
1991 |
44 |
1.4 |
12.5 |
21.4 |
81.8 |
63.6 |
98.2 |
44.8 |
23.9 |
7.3 |
0.0 |
3.6 |
362.9 |
6~9 |
230.5 |
多年平均 |
平均 |
1.9 |
3.2 |
135 |
33.9 |
66.6 |
76.1 |
108.9 |
108.0 |
72.8 |
29.6 |
5.6 |
1.7 |
521.8 |
6~9 |
365.8 |
二、水資源量評價
1、地表水資源評價
根據水文站實測的天然徑流,結合自然地理條件和降水的區域分布等特點,勾繪徑流深等值線圖,對有控制站的河流,利用實測資料與量算的徑流量進行對比;無控制站資料的地區,從圖上量算其徑流量,再與有資料的區段進行檢驗徑流深的合理性。大通縣各分區多年平均徑流深為151.8~237.6mm,總的趨勢是縣城西北面徑流深大,東南面徑流深較小(圖2)。經過計算,大通縣境內多年平均徑流深為214.9mm,多年平均徑流量為65650萬m3。分區的寶庫河、黑林河、東峽河、北川河的徑流深分別為237.6mm、221.4mm、228.6mm和151.8mm,多年平均徑流量分別為29724萬m3、14150萬m3、12164萬m3、9612萬m3。
2、地下水資源評價
根據上述大通縣水資源分區及各支流地下水的分布特征,分別對各區進行地下水資源分析評價。評價結果:寶庫河區水資源量15184萬m3;黑林河區水資源量9247.55萬m3;東峽河區水資源量584.79萬m3;北川河區水資源量15145.68萬m3。
3、水資源總量
根據對大通縣地表地下水資源量的分析計算,大通縣水資源總量為67135萬m3(表4)。
表4 大通縣水資源分區水資源總量成果表 單位:萬m3
水資源分區 |
集水面積
(km2) |
天然河
徑流量 |
地下水資
源量 |
平原區降水滲入
補給量 |
重復計
算量 |
水資源
總量 |
備注 |
寶庫河 |
1251 |
29724 |
15184.00 |
|
15184.00 |
29724 |
|
黑林河 |
639 |
14150 |
4226.70 |
|
4226.70 |
14150 |
|
東硤河 |
532 |
12164 |
584.79 |
|
584.79 |
12164 |
|
北川河 |
633 |
9612 |
13610.85 |
1485 |
13610.85 |
11097 |
橋頭以北 |
1534.83 |
1534.83 |
橋頭以南 |
合 計 |
3055 |
65650 |
35141.17 |
1485 |
35141.17 |
67135 |
|
4、 地下水可開采量評價
大通縣河谷川水地區地下水補給來源主要是河水滲漏補給,其次為降水入滲補給。地下水可開采量根據對全縣的四個水資源區進行分別評價。其結果地下水可開采資源量為16133.0萬m3(44.20萬m3/d)。
三、 水資源開發利用現狀
1、 2009年地表地下水供水量
大通縣地表水開采主要包括人畜飲水工程(包括自來水公司),全縣13.55萬畝農田灌溉用水。地下水開采主要是境內大中小型工礦企業用水和各鄉村民井開采地下水等。2009年全縣總供水量24460.82萬m3。其中調出水量4480萬m3,本地供水量19980.82萬m3。總供水量中地表水占13548.42萬m3,占總供水量的55.39%;地下水供水量11002.40萬m3,占總供水量的44.98%。給西寧市供水主要用于居民生活及工業需水,其中地表水為寶庫河黑泉水庫水輸至七水廠后,經過生活飲用水處理后向西寧城市供水,年供水量680萬m3;地下水主要開采塔爾、石家莊水源地向西寧市供水,年供水量3800萬m3,兩項之和4480萬m3。
(表5)
表5 2009年大通縣水資源分區供水量統計表 單位:萬m3
分區 |
地表水供水工程 |
地下水供水工程 |
總供水量合計 |
調出
水量 |
本地區
供水量 |
蓄水
工程 |
引水
工程 |
提水
工程 |
小計 |
淺層
淡水 |
小計 |
寶庫河 |
|
680.0 |
|
680.00 |
138.73 |
138.73 |
818.73 |
680 |
138.73 |
黑林河 |
35.73 |
1950.0 |
|
1985.73 |
339.54 |
339.54 |
2325.27 |
|
2325.2 |
東峽河 |
|
2100.0 |
|
2100.00 |
216.30 |
216.30 |
2316.30 |
|
2316.3 |
北川河 |
712.64 |
7562.85 |
417.20 |
8692.69 |
10307.83 |
10307.83 |
19000.52 |
3800 |
15200.5 |
合 計 |
748.37 |
12292.8 |
417.20 |
13458.42 |
11002.4 |
11002.4 |
24460.8 |
4480 |
19980.8 |
2、工農業生產及居民生活用水量
2009年大通縣本地用水量中,地下水用水量主要有居民生活用水、牲畜飲用水和三產服務業用水,用水量為7202.4萬m3(不含供給西寧市3800萬m3),地表水為農灌和林地灌溉用水、生態用水,用水量為10323.52萬m3,總用水量17525.92萬m3。其中城鎮生活用水量為271.07萬m3,占總用水量的1.55%;農村生活用水量780.39萬m3,占總用水量的4.45%;灌溉用水量為10163.0萬m3,占總用水量的57.99%,林地灌溉用水31.52萬m3,占總用水量的0.18%;牲畜用水量480.01萬m3,占總用水量的2.74%;工業用水量為3915.81萬m3,占總用水量的22.34%,建筑業用水量69.89萬m3,占總用水量的0.40%;三產用水量1685.23萬m3,占總用水量的9.62%;生態環境用水129.0萬m3,占總用水量的0.74%。(圖3)
3、各部門耗水量
大通縣耗水項目主要有農業用水、工業用水、城鎮和農村居民生活及牲畜飲用水等。在用水過程中農業和林地灌溉由于采用傳統的大水漫灌,所以用水量很高,是水資源利用的大戶。按照擬定的耗水系數和現狀用水量進行計算,大通縣2009年總耗水量10964.76萬m3。總耗水量中,城市生活耗水量81.32萬m3,占總耗水量的0.74%;農村生活耗水量780.39萬m3,占總耗水量的7.12%;農灌耗水量8433.62萬m3,占總耗水量的72.30%;林地灌溉耗水量26.48萬m3,占總耗水量的0.24%;牲畜耗水量為480.01萬m3,占總耗水量的4.38%;工業耗水量978.95萬m3,占總耗水量的8.93%,建筑業耗水量為55.91萬m3,占總耗水量的0.51%;三產耗水量為505.57萬m3,占總耗水量的4.61%;生態環境耗水量129.00萬m3,占總耗水量的1.18%。另大通縣每年向西寧市供水4480萬m3(地下水3800萬m3,地表水680萬m3)未計入大通年耗水量中。(圖4)
4、供水量、用水量和耗水量評述
通過上述對2009年大通縣供水量、用水量和耗水量計算分析,其中各類水利工程供水總供水量為24460.82萬m3,扣除給西寧市供水4480萬m3(西寧市供量屬調出量,不參與本地供水量評述),本地實際供水量19980.82萬m3,而大通縣水資源實際利用總量為17525.92萬m3,兩者間有2454.90萬m3的水資源未被充分利用。分析其原因,一般地下水是以城鎮居民生活和工業生產用水,多以需定供用水,所以供需基本平衡;農業灌溉用水由于部分渠道跑、冒、漏現象時有發生,或作為尾水排泄于溝谷中,這部分水資源除少量蒸發外,其它大部分水量補給了地下水或河水。
大通縣2009年國民經濟各部門耗水量為10964.76萬m3,而用水量為17525.92萬m3,兩者間有6561.16萬m3的水資源量。在耗水量計算中,除農村生活用水及牲畜飲用水全部消耗外,城鎮生活、工業用水、農林灌溉這部分水量在生產、生活過程中并沒有完全利用,有部分剩余水量通過不同方式補給了當地水資源,如灌溉用水有部分水量通過田間入滲補給了地下水,城鎮生活和工業用水則通過管網排泄又補給了地表水。所以用水量的多少不代表耗水量的多少,兩者之間是完全不同的概念。
四、水資源開發利用預測
1、供需水量預測
1居民生活需水量
根據統計分析,2009年大通縣城鎮居民生活用水量為271.07萬m3,現狀平均用水定額為80L/人·d。考慮大通縣城鎮人口主要集中在北川干流,且縣城沿北川布設,取水便利,規劃水平年城鎮人口用水標準,隨著城鎮化發展和生活水平的提高,會有較大幅度的增長。2015年、2020年城鎮居民生活用水定額分別為100L/人·d、120L/人·d。
表6 大通縣城市生活需水預測
分區 |
城市生活需水量(萬m3) |
2009年 |
2015年 |
2020年 |
寶庫河 |
3.62 |
25.94 |
61.13 |
黑林河 |
7.57 |
91.88 |
226.23 |
東峽河 |
3.12 |
53.79 |
134.89 |
北川河 |
256.76 |
499.59 |
829.64 |
大通合計 |
271.07 |
671.21 |
1251.89 |
根據不同水平年城鎮居民生活平均用水定額和不同水平年城鎮人口預測成果,考慮現狀和規劃水平年城市供水管網漏失率不斷降低、不斷強化居民節水意識、大力推廣節水器具和改善城市供水系統的前提下,大通縣2015年、2020年城鎮居民生活需水量分別為671.21萬m3、1251.89萬m3(表6)。根據2008年制定的《青海省黃河取水許可總量控制指標細化方案》,大通縣的年耗水指標為1.43億m3,現狀年耗水量10964.76萬m3,還有3300萬m3的水資源利用空間,大通縣可根據國民經濟發展對水資源需求充分調整用水結構,發展節能高效產業鏈,促進社會經濟快速發展。
表7 大通e縣農村生活需水預測
分區 |
農村生活需水量(萬m3) |
2009年 |
2015年 |
2020年 |
寶庫河 |
52.53 |
53.20 |
40.24 |
黑林河 |
203.15 |
205.72 |
155.60 |
東峽河 |
123.23 |
124.78 |
94.39 |
北川河 |
401.48 |
406.55 |
307.52 |
大通合計 |
780.39 |
790.25 |
597.74 |
2 農村人口生活需水量
大通縣2009年農村人口生活用水定額60L/人·d,隨著經濟社會發展和人民群眾生活水平的提高,農村人口生活需水將不斷增長。擬定2015年、2020年用水定額分別為75L/人·d、85L/人·d,則大通縣2015年、2020年農村人口生活需水量分別為790.25萬m3、597.74萬m3(表7)。
3 一產需水量
⑴ 農業灌溉需水量
2009年川水地和淺山毛灌溉用水采用平均值750m3/畝,預測的2015、2020年灌溉用水也采用川水地的灌溉定額進行了需水量預測。2009年大通縣農林業灌溉用水量為10194.52萬m3,2015年、2020年大通縣農林業灌溉需水量分別為8182.36萬m3、7451.84萬m3(表8)。
表8 大通縣農林灌溉水量預測表 單位:萬m3
分區 |
2009年 |
2015年 |
2020年 |
農田實灌 |
林草 |
小計 |
農田實灌 |
林草 |
小計 |
農田實灌 |
林草 |
小計 |
寶庫河 |
|
|
|
|
4.50 |
4.50 |
0.00 |
4.10 |
4.10 |
黑林河 |
1898.12 |
|
1898.12 |
1504.68 |
31.50 |
1536.18 |
1370.33 |
28.70 |
1399.03 |
東峽河 |
1996.73 |
|
1996.73 |
1582.85 |
22.50 |
1605.35 |
1441.52 |
20.50 |
1462.02 |
北川河 |
6268.15 |
31.52 |
6299.67 |
4968.84 |
67.50 |
5036.34 |
4525.19 |
61.50 |
4586.69 |
合計 |
10163.00 |
31.52 |
10194.5 |
8056.36 |
126.00 |
8182.36 |
7337.04 |
114.8 |
7451.84 |
⑵牲畜需水量
表9 大通縣牲畜需水量預測表
分區 |
牲畜需水量(萬m3) |
2009年 |
2015年 |
2020年 |
寶庫河 |
81.36 |
102.27 |
140.62 |
黑林河 |
118.15 |
144.60 |
202.57 |
東峽河 |
83.90 |
102.10 |
142.68 |
北川河 |
196.60 |
228.48 |
320.95 |
大通縣合計 |
480.01 |
577.46 |
806.83 |
大通縣2009年牲畜用水量為480.01萬m3,大牲畜用水定額為45L/頭·d,豬用水定額35L/頭·d,小牲畜用水定額8L/只·d。隨著生產水平的不斷提高,集約化養殖業發展和優良品種的推廣,牲畜用水定額會有所增加,擬定2015年、2020年大牲畜用水定額分別50L/頭·d,豬用水定額35L/頭·d,小牲畜用水定額10L/只·d。大通縣2015年、2020年牲畜需水量分別為577.46萬m3、806.83萬m3(表9)。
4 二產需水量
⑴工業需水量
擬定2015年、2020年工業增加值用水定額分別為80m3/萬元、60m3/萬元。2009年大通縣北川工業園區用水量為3915.81萬m3,根據大通縣工業發展指標預測和工業用水定額分析,預測大通縣2015年、2020年工業需水量分別為5735.68萬m3、6320.69萬m3。
⑵建筑業需水量
建筑業需水預測是采用萬元產值取水量法和用水增長趨勢分析法進行預測。大通縣的建筑業主要集中在北川干流區。2009年建筑業增加值用水定額為10m3
表10 大通縣建筑業需水量預測表 萬m3
分區 |
2009年 |
2015年 |
2020年 |
寶庫河 |
0.83 |
1.33 |
1.71 |
黑林河 |
8.76 |
15.60 |
20.06 |
東峽河 |
5.17 |
7.78 |
10.00 |
北川河 |
55.13 |
72.23 |
92.86 |
大通縣合計 |
69.89 |
96.94 |
124.63 |
/萬元,建筑業用水為69.89萬m3。擬定2015年、2020年建筑業增加值用水定額為8m3/萬元、7m3/萬元。預測大通縣2015年、2020年建筑業需水量分別為96.94萬m3、124.63萬m3(表10)。
表11 大通縣第三產業需水預測表 萬m3
分區 |
2009 |
2015 |
2020 |
寶庫河 |
0.39 |
0.51 |
0.66 |
黑林河 |
1.91 |
2.48 |
3.23 |
東峽河 |
0.88 |
1.14 |
1.49 |
北川河 |
1682.05 |
2186.67 |
2842.66 |
大通縣合計 |
1685.23 |
2190.80 |
2848.04 |
5 三產需水量
大通縣三產需水量按城鎮居民生活需水量的30%計算。2009年大通縣三產用水量為1685.23萬m3,預測大通縣2020年、2030年三產需水量分別為2190.80萬m3、2848.04萬m3(表11)。
6生態環境需水量
生態環境需水預測是采用萬元產值取水量法和用水增長趨勢分析法進行預測。大通縣的生態環境主要集中在北川干流區。2009年生態環境用水定額為400L/m2·a,生態環境用水為129.0萬m3。擬定2015年、2020年生態環境用水定額均為400L/m2·a。預測大通縣2015年、2020年生態環境需水量分別為160萬m3、200萬m3。
五、結論
國民經濟的長遠發展對水資源的依賴性日益顯現,大通回族土族自治縣承擔著青海省省會西寧市“水塔”的水資源保護和水資源量充足供給的堅巨任務。通過詳實調查,科學評價,大通縣水資源總量為67135萬m3,預計2015年、2020年需水將分別達到18404.69萬m3和19601.66萬m3,占水資源總量的27.41%和29.20%,比2009年用水量新增878.77萬m3和2075.74萬m3。大通縣水資源總量能夠滿足全縣中遠期國民經濟發展對水資源的需求量,總的水資源需求量逐年上升的速度明顯加快,這就要求我們在 “十二.五”規劃建設期更加注重保護生態環境,涵養水資源,以確保國民經濟長遠穩定健康發展。
參考文獻
1、 劉賢趙.煙臺市水資源衰減及應對策略[J].中國農村水利水電,2005,(12):45—47.