城区周边水资源利用管理现状分析

作者: 郝飞鸿 崔勇勇 薛可可 田世杰 王婷婷

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[摘 要] 面对我国水资源严重短缺的现状,加强水资源利用管理极为必要。因此,以山西省晋中市太谷区为例,对该地区水资源开发和利用管理问题进行调查和研究,基于其所处的地理位置、水文条件、社会环境等情况,对水资源供需矛盾、地下水超采、水资源浪费、环境污染等问题作出分析,并针对性地提出以下对策:多举并施,缓解水资源供需矛盾;合理规划,减轻地下水开采压力;除旧布新,减少水资源浪费;防污清源,改善水环境等。

[关键词] 水资源;利用管理;太谷区

[中图分类号] TV213 [文献标志码] A [文章编号] 1674-7909(2022)07--4

1 研究背景及意义

1.1 研究背景

进入21世纪以来,山西省晋中市太谷区建设发展迅速,地区人口大幅度增加,对水资源的需求量随之大幅度增加。但特殊的地理位置与环境条件使太谷区水资源稀缺,供需矛盾突出。从未来长远发展考虑,太谷区急需开源节流,多管齐下,制订水资源利用管理对策。

1.2 研究意义

面对用水短缺的状况,加强水资源利用管理十分有必要。水资源利用与管理作为水利工作的重要环节,是太谷区经济社会可持续发展的迫切要求。立足于太谷区水资源利用管理的基本状况,在实事求是的基础之上全面分析,因地制宜,通过提出新的方案,完善旧的制度和设施,借助新兴的产品和技术,从而保护、利用水资源,同时满足人们的生活需求,进一步推动地区经济发展。

2 太谷区水资源基本现状

2.1 太谷区基本情况

太谷区隶属于山西省晋中市,总面积1 050 km²,位于东经112°28′~113°01′,北纬37°12′~37°32′,属于暖温带大陆性气候区;年均气温为6~19 °C,冬季严寒(最低气温-16 °C)夏季炎热(最高气温为36 °C),全年干旱少雨,年内降水量分配差别较大,多集中于夏季,多年平均降水量466.3 mm;包括乌马河、象峪河、咸阳河、水晶坡等在内的共9条时令河穿流县境,除水晶坡属海河流域外,其余均为黄河流域的汾河支流[1]。该区域的水质检验工作一直以来由晋中市生态环境局负责。

2.2 水资源总量

太谷区水资源包括地表水和地下水两种,水资源总面积11 963 km2(含境外流入),其中就产生地表径流的山区而言,其面积为6 946 km2,平均地表径流量6 738万m3。根据国家标准划分,太谷区丰水年、平水年、少水年的年径流量分别为9 243万、5 949万、3 603万m3。地表径流中,在经过一系列工程措施改进后,太谷区年可利用水量达5 560万m3,而实际年平均用水量为3 850万m3

2.3 河流、工程体系状况

太谷区9条时令河中,乌马河、象峪河及各支流地表径流是当地主要的地表水源。依据所在省、市地表水功能区划的标准,县内地表水功能区划可分为4个一级区和2个二级区[2]。县内现共有10座中小型水库,13处重点塘坝,1处机电提灌站,5处喷、滴灌工程,以及3 144眼电灌机井,已逐步建成了一个旱能灌、涝可排,集抗洪防涝、蓄水浇灌、吃用养游等多功能于一体的水利工程体系,可抵御众多自然灾害,同时促进工农产业健康发展。

2.4 水源地水质状况及水环境质量情况

太谷区主要水源地为庞庄水库,属地表水。由表1可知,庞庄水库夏季尤其7—9月取水量较多,而冬季较少,为夏季的1/2甚至不足,全年水质均达标。为研究太谷区水环境质量情况,以乌马河北南六门为代表断面,发现3—9月调查地水质属Ⅳ类,为轻度污染,10—12月水质属Ⅲ类,为良好状态(见表2)。由表1、表2可知,太谷区水环境全年呈现向好趋势。

3 太谷区水资源开发利用管理情况

3.1 水资源管理制度建设

2016年5月,原太谷县人民政府办公室发布了《太谷县人民政府办公室关于印发太谷县实行最严格水资源管理制度的实施方案的通知》(太政办发〔2016〕15号),并在同一时间确定了领导小组成员。2018年,原太谷县政府办公室出台《太谷县推进农业水价综合改革实施方案》,并成立综合改革工作领导小组对此方案进行实施;同年8月,县人民政府办公室印发《关于太谷县地表水型集中式饮用水水源地环境保护专项行动实施方案》,针对庞庄水库所存在的环境问题开展专项执法行动,要求原太谷县环境保护局、卫生和计划生育局、水务局、国土资源局和住房保障和城乡建设管理局等有关单位各部门按照《饮用水水源地保护区污染防治管理规定》内容各司其职,对水源地保护区污染防治实行有效监督管理,并于9月印发当年水污染防治计划。2020年9月,经过多次筛查挑选,在山西省水利厅和晋中市人民政府的共同帮助下,太谷区同太平洋建设集团有限公司签订合作协议书,力求在政府和市场的协调下,做好水利项目的改革工作。

3.2 水利工程项目建设进程

3.2.1 咸阳河治理连通PPP项目。该项目总投资1.82亿元。其部分明渠段、箱涵于2020—2021年已完成挖砌、浇筑、换填的任务,相关村落的电力迁改、光缆改线工作也已完结,河道沿线涉及通信的线路、天然气管道等其他问题也在施工的过程中同步处理,此外沿路影响的国道、铁路等穿越设计方案已通过有关专家审核,协议已大致签订。2021—2022年,项目累计完成投资1亿元,完成564 m钢筋混凝土明渠,2 749 m混凝土箱涵,以及825 m浆砌石明渠,上游完成清淤疏通、边坡整理1 350 m,南沙河段的节制闸和分洪闸也已达完工阶段。

3.2.2 饮水安全工程。2020年,太谷区以保障贫困地区饮水安全为重点,对饮水工程进行了维修与养护,涉及村镇于5月初全部动工,到2021年项目已全部按计划实施完成;2020年在省级资金的支持下,安装水表2 800块,实现了更有效、更全面的监测与管理;2021年进行农村饮水巩固提升工程,项目总投资80万元,解决了2村456户1 000余人的饮水安全问题。

3.2.3 乌马河治理工程。该工程分两批次进行,第一批次对乌马河的申奉村段至沙沟村段的4.23 km河道进行了治理,第二批次对乌马河的禅坊村到沙沟村的4.90 km河道进行治理,2021年全部竣工,整个项目共耗费资金2 500万元。

3.2.4 南山水库工程。该工程于2017年12月中旬正式开工建设,总投资7 715万元。2021年9月主体工程大体完成,2022年2月完成验收工作。

3.2.5 东山水网灌区改造工程。该项目于2016年10月10日正式开工建设,计划总投资4 985万元。截至2021年12月,管道、泵房及管理房的主要建设、调蓄池的主体工程均已建设完成,预计2022年完成扫尾工作。

3.2.6 “农谷”高效节水灌溉工程。该工程建设包含以下3个方面。一是郭堡水库灌区节水改造工程,总投资3 175.61万元。截至2022年已完成19.37 km管道埋设及配套设施建设,完工项目累计已投资2 850万元。二是在巨鑫现代农业示范园、金谷现代农业创新园和果树所3个园区集中打造现代化高效节水灌溉工程,涉及面积733.3 hm2,预计总投资926.08万元。目前已完成山西田森、巨鑫农业及果树所的建设内容。三是农谷农村产业融合发展示范区高效节水灌溉工程,项目总投资639.81万元,涉及5个乡镇的29个村,灌溉面积333.3 hm2。目前所设计内容已全部完工。

3.3 尚待解决问题

3.3.1 水资源供需矛盾。依据国际公认的评价标准,将地区缺水标准划分为轻度缺水、中度缺水、重度缺水和极度缺水4类,其中人均水资源少于500 m3为极度缺水区[3]。太谷区属于山西省中水资源特别紧缺的区域之一,2013—2016年多年平均水资源总量8 281万m3,人均水资源占有量仅266 m3[4]。

太谷区所在的晋中市也是如此,2017—2020年多年平均水资源总量11.065 525亿m3,人均水资源占有量327.47 m3。快速发展的经济、逐步增长的人口、日益加快的城镇化步伐以及不断提高的生活质量,都使人们对水资源的需求量不断增加且要求不断提升。水资源供需的不平衡状态已成为制约太谷区经济发展和社会进步的关键因素。

3.3.2 地下水超采。太谷区所在的山西省,地下水为其主要供水水源,省内的工业生产用水及居民生活用水大部分均以开采地下水为主。根据《晋中市水资源公报》相关数据,太谷区多年平均地下水资源量为6 367万m3[5]。2017年,通过采用关井压采等技术,年均地下水开采量由之前的8 506万m3减少到7 750万m3,年均开采系数也由原来的1.44降低至1.31。2020年,太谷区所在的晋中市地下水供给量为3.274 6亿m3,占总供水量的48.7%,同2019年地下水供给占比下降9.9%,但仍旧高于其他水源供水量。

2021年8月,太谷区开启地下水超采区水源置换工程,如今地下水超采问题正在得到解决。但就整体情况来看,太谷区目前地下水仍处于较为严重的超采状态,仍需作为重点关注对象。

3.3.3 水资源浪费。农业用水浪费是一大问题。即使现如今喷灌、滴灌技术的发展已取得一定进步,但部分农民依旧采用传统的浇灌方式,造成水资源的浪费。西北黄土高原的特殊地理位置造就了独特的降水条件,太谷区多数时间降水匮乏,然而在夏季尤其7—9月会出现数天暴雨情况,造成道路拥堵和桥下积水问题,如区人民医院至立交桥段经常出现严重积水问题,阻碍居民的日常出行,雨水未能得到有效利用也是一种浪费。

3.3.4 环境污染问题。首先是居民生活习惯不佳导致的水污染问题。一是城市地下污水处理设施配备相对完善,但周边村落仍有生活污水外排的现象。二是生活垃圾的丢弃,造成区域性水质污染严重。例如,灌区上下游高程相差较大,上游地区水质相对较好,可用作灌溉,而下游的明渠布满各种废弃物、垃圾,让本就稀缺的水资源受到污染,更加难以得到处理利用。其次是农业生产造成的水污染。农药、化肥的大量使用导致土壤污染严重,加之雨水径流影响,导致污染物流入附近河流或下渗入地下水,进一步污染水资源。再者就是工业污染。玛钢铸造业作为太谷区的一大地标性产业,历经40多年来的风霜雨雪,造就了闻名中国乃至亚洲的辉煌业绩。然而,辉煌背后却是“危险和污染”作为代价,带来经济利益的同时,其落后的发展方式也严重阻碍了太谷区及周边地域经济的健康发展,对太谷区资源和环境更是造成了极大的危害。除了玛钢厂的能源损耗和环境污染以外,太谷区还存在焦化厂排放污染气体等问题,这些都是重工业发展与资源环境的可持续发展之间至今仍待解决的矛盾。现如今,这些问题已得到部分解决,但仍需作为重点关注的对象。

4 建议

4.1 多举并施,缓解水资源供需矛盾

太谷区受自然气候条件限制,水资源总体短缺,需要引入区外水源。鉴于跨区工程费时费力,需要及早规划,以免万一严重缺水时手足无措。此外,为缓解太谷区水资源供需矛盾,相关部门应采取多种措施解决该问题。一是从提高认识出发,加强学习和教育。加大节水宣传力度,推出系列主题实践活动,广泛动员公众参与,提高全社会的节水意识。二可通过调整水价,限制人们对水量的使用,如采取定额收费制度改变农户用水过多和浪费行为。三是加强山区生态建设和小水利建设,调整产业结构,提高工农业用水效率和效益,涵养水源。四是发展节水利用技术,发展节水经济,提高水资源利用率,减少水资源损失[6]。五是需进一步完善居民用水管理制度和水资源调蓄管理制度。

4.2 合理规划,减轻地下水开采压力

对地下水资源的基础信息进行调查和统计。建立健全评估机制,完善管理制度,确保开采工作在允许范围内开展。建立专项监测机构或组织,规划、部署与建设地下水动态有效监控,保证各项工作落实到位。做好灌区地下水修复工作,划定地下水的禁止开采区域和限制开采区域。提高地表水资源的利用率,降低地下水开采程度。对于已经造成的地下水破坏,借助生态补水进行地下补给,尽可能弥补亏空。

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