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滄州市開發(fā)利用咸水的必然性及實例論文
摘要：論述了滄州市開發(fā)利用咸水的必然性及重要意義,總結(jié)了咸水在農(nóng)業(yè)灌溉方面的利用實例,提出了咸水利用建議,以期充分利用咸水降低水資源對滄州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約。
關(guān)鍵詞:咸水利用;必然性;意義;實例;建議;河北滄州
滄州市是農(nóng)業(yè)大市,每年用于農(nóng)業(yè)灌溉的地下淡水量6.6 億m3,占年開采量的66%以上。由于滄州市特殊的水文地質(zhì)條件,咸水分布廣泛,咸水資源量達7.4億m3,而每年利用量僅有0.423億m3。因此,充分利用咸水可以最大限度地降低水資源對滄州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約。
1滄州市利用咸水的必然性
1.1地下淡水資源嚴(yán)重超采
滄州市水資源總量不足,人均占有水平低,是河北省乃至全國最缺水的地區(qū)之一。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化水平的提高,水需求大量增加,水供需矛盾十分突出,全市現(xiàn)狀平水年缺水4億m3,預(yù)計2015年缺水將達6億m3。由于地表水匱乏,大量開采地下水,年超采深層地下水2億m3,已累計超采45億m3,全市范圍為深層水嚴(yán)重超采區(qū)。地下水過度開采,不斷加劇地下水位降落漏斗、地面沉降、咸水入侵、淺層水污染等問題。2008年滄州市漏斗中心水位已降至91.25m,埋深大于60m封閉面積達5 325km2,占全市總面積的38%,地面沉降最深處達2.50m,淺層水水質(zhì)全部超Ⅲ類,Ⅴ類水質(zhì)占85%以上。要解決缺水問題,控制地下水超采,保護水資源,全面開源節(jié)流,需著力探索開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源,即開辟新水源。
1.2地下咸水資源開發(fā)潛力巨大
滄州市地下水賦存于第四系地層中,咸水資源豐富,分布廣泛,按含水組劃分,主要分布在第Ⅱ含水組,其次是第Ⅰ和第Ⅲ含水組。淺層咸水地層巖性為亞黏土和亞砂土,含水組多位粉砂,單位涌水量一般1~3m3/h·m,埋藏深度1~14m,礦化度2~5g/L為主,大于5g/L零星分布。根據(jù)2000年滄州市水務(wù)局對地下咸水資源調(diào)查評價,全市淺層咸水分布面積8 563km2,占總面積的61%,資源量10.6億m3,可開采量7.4億m3。其中,微咸水(2~3g/L)面積4 563km2,占總面積的32%,可開采量4.0億m3;深層(第Ⅱ含水組)咸水面積13 717km2,占總面積的98%,彈性儲量22億m3。
滄州市有豐富的咸水資源,僅淺層咸水可開采量就是地下淡水資源的1.5倍,為嚴(yán)重缺水的滄州提供了重要的替代水源,是得天獨厚的物質(zhì)條件。但過去一段時間,咸水利用不被人們重視,其開發(fā)一直是薄弱環(huán)節(jié)。2008年全市開采微咸水0.423億m3,僅占淺層咸水可開采量的5%,比重非常小,大量咸水資源存在嚴(yán)重的開發(fā)不利、棄而不用的現(xiàn)象。地下咸水資源開發(fā)潛力巨大,亟待合理開發(fā)利用。
1.3咸水已有研究成果和成功經(jīng)驗
河北省已建立了10余個咸水灌溉試驗區(qū),都取得了重要成果。滄州市在青縣、中捷、南皮等地做了大量的咸水灌溉試驗,并推廣應(yīng)用[1]。幾十年來,從實踐到理論都對利用咸水灌溉作了較全面的總結(jié),試驗研究表明,利用咸水灌溉農(nóng)作物可以實現(xiàn)增產(chǎn),可使鹽堿地得到改造。
2利用咸水的重要意義
2.1替代淡水資源,減少地下水開采量
滄州市咸水資源量為10.6億m3,淡水資源量為6.92億m3,年平均用于農(nóng)業(yè)灌溉的水量為6.6億m3,充分利用微咸水進行混合灌溉,每年可節(jié)約淡水資源1.65億m3左右(混合比1∶3),可大大減少地下淡水開采量[2]。
2.2抽咸補淡,促進咸水淡化
淺層咸水占有很大部分淺層地下水庫容,大量開采咸水,水位下降,通過降雨入滲補給淡水,既增加了淡水的調(diào)蓄能力,又增強了排澇作用,同時由于咸水的開采加快了地下水的運動,促使咸水淡化[3]。
2.3改造鹽堿地,改良土壤
通過開采咸水,調(diào)節(jié)水位,可以減少潛水蒸發(fā),抑制地下水鹽分上升,隨著降雨入滲的加強,地下水運動以下滲流為主,攜帶土壤中的鹽分向下轉(zhuǎn)移,使土壤中鹽分逐步平衡,達到改善鹽堿地的目的。加上良好的排水條件,及時在水平方向上排出鹽分,進一步防止了次生鹽漬化的問題[4]。
2.4增加咸水開采量,防止淡水咸化
滄州市淺層水為咸淡交錯分布,深層水為上咸下淡結(jié)構(gòu)。目前已發(fā)現(xiàn)咸水入侵問題,分析咸水入侵的一個重要原因是:淡水開采量大,水位大幅度下降,而咸水基本未開采,水位變化不大,咸淡水間形成了較大的水頭差,為咸水區(qū)向淡水區(qū)回流和咸水底界面下移提供了所需的水動力條件。今后將控制地下淡水開采,大量增加咸水開采量,使咸淡水位間達到動力平衡,就可以消除咸水入侵淡水所需的水動力條件這個潛在因素,為防止淡水遭到咸水污染提供重要保證。
3咸水利用實例分析
咸水的利用可分為直接利用和間接利用2種方式,前者主要直接使用微咸水灌溉作物,后者把加較高礦化度的咸水和淡水按一定比例混合后灌溉作物,兩者在實質(zhì)上是相同的。
3.1咸水的直接利用
3.1.1作物全生長期咸水灌溉試驗。滄州市南皮烏馬營試驗區(qū),在小麥全生長期間進行了咸水灌溉試驗。試驗田土壤質(zhì)地為輕壤質(zhì)潮土,地下水埋深3~5m,排水條件良好。第1年使用的咸水礦化度3.2~3.8g/L,小麥產(chǎn)量為5 250~6 000 kg/hm2;麥?zhǔn)蘸笸寥栏麑?5~20cm)積鹽率達136%,最高達233%;第2年和第3年使用5.0~6.4g/L高礦化度的咸水,小麥產(chǎn)量為1 230~1 695kg/hm2,麥?zhǔn)蘸笸寥栏麑?5~20cm)積鹽率最高達523%。試驗數(shù)據(jù)表明,灌溉礦化度為3.2~3.8g/L咸水效果較好,但土壤耕層同期含鹽量有增高的趨勢。播種期土壤耕層含鹽量,由0.09%逐年增至0.15%,麥?zhǔn)掌谟傻?年的0.210%~0.321%,逐年增至0.25%~0.62%。說明多年灌溉咸水存在潛在危害,麥?zhǔn)掌谕寥篮}量已超過作物的耐鹽極限,對下茬作物有明顯的抑制作用。
3.1.2作物抗旱期咸水灌溉試驗。滄州市青縣、南皮等10余個試驗點進行了小麥抗旱期的咸水灌溉試驗。大部分使用礦化度為3.0g/L左右的咸水,在小麥拔節(jié)后灌溉1~2次,少數(shù)達3次,取得了明顯的增產(chǎn)效果。其中青縣新張屯曾用6.2~6.7g/L咸水灌溉2~3次,土地積鹽較重,使后茬玉米苗期受到抑制。另外,青縣小杜莊用5.2~6.0g/L咸水灌溉,比不灌溉咸水僅增產(chǎn)5.25kg/hm2。從整個試驗結(jié)果看,在小麥抗旱期利用咸水灌溉,以2~3g/L的咸水為好,灌溉次數(shù)不應(yīng)超過2次。
3.2咸水的間接利用
咸水的間接利用即咸淡水混合開采。咸淡水混合配合比要根據(jù)咸水礦化度值和當(dāng)?shù)厮Y源條件考慮,使混合后的水質(zhì)滿足灌溉水質(zhì)要求。
3.2.1咸水的間接利用實例。滄州市南皮縣寨子鄉(xiāng)咸淡水混澆試驗田:南北長580m,東西寬330m,面積約19hm2。大田內(nèi)原有深機井1眼,機井深260m,地下水埋深64.5m,單井涌水量50m3/h,地下水礦化度0.8g/L;新打淺機井1眼,機井深35m,地下水礦化度3.0g/L,地下水位埋深7.94m,單井涌水量15m3/h,咸淡水混合比例為1∶3,混合水水質(zhì)經(jīng)化驗為1.35g/L,符合灌溉水標(biāo)準(zhǔn)。采用低壓管道灌溉,灌溉利用系數(shù)監(jiān)測為0.87。
效益分析:采水量由原來的50m3/h,增加至65m3/h,縮短了灌溉周期,耗能降低,原用電525kW·h/hm2,咸淡水混澆用電340.5kW·h/hm2,減少用電量184.5kW·h/hm2,降低能耗35.1%。節(jié)約淡水效益顯著,過去用深層淡水990 m3/hm2,咸淡水混澆后用深層淡水649.5m3/hm2,節(jié)約深層淡水34.4%。
3.2.2咸水和高堿性深層淡水的混合。滄州市廣泛分布有高堿性深層淡水,由于長期用它灌溉,土壤有了堿化現(xiàn)象。混合后的水,由于堿性水中的Na+置換咸水中的Ca2+和Mg2+,使混合水中的NaHCO3含量減少,Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2含量增加,即降低了咸水的礦化度值,也改造了高堿性深層淡水。但需要注意的是,咸水中Ca2+、Mg2+的毫克當(dāng)量要大于50%,Na+的毫克當(dāng)量要小于40%。否則,堿性危害存在。
4咸水利用建議
4.1統(tǒng)籌兼顧,科學(xué)規(guī)劃
在查清水資源家底的同時,根據(jù)滄州市水資源現(xiàn)狀,本著統(tǒng)籌兼顧、合理利用、綜合開發(fā)、咸水資源和淡水資源統(tǒng)一考慮、地表水和地下水相統(tǒng)一的原則,以綜合治理旱澇堿咸為目的,制定可行、可操作的地下咸水開發(fā)利用長遠規(guī)劃,規(guī)劃方案和措施經(jīng)過論證后,作為宏觀調(diào)控依據(jù),使大規(guī)模利用咸水建立在科學(xué)可靠的基礎(chǔ)上。
4.2統(tǒng)一管理,動態(tài)監(jiān)測
必須加強對開發(fā)利用咸水的管理,全市統(tǒng)一劃定咸水開采區(qū),統(tǒng)一審批取水許可證,統(tǒng)一制定開發(fā)利用咸水的規(guī)定。地下水動態(tài)監(jiān)測是評價和預(yù)測地下水資源的基礎(chǔ),是合理開發(fā)利用地下咸水的依據(jù),應(yīng)盡快建立動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),常年對地下咸水的水質(zhì)、水量和水位進行監(jiān)測。
4.3出臺激勵利用咸水的政策
開發(fā)利用咸水在全面貫徹執(zhí)行《水法》《取水許可制度實施辦法》《河北省取水許可管理辦法》等有關(guān)法律法規(guī)的同時,根據(jù)滄州市實際,區(qū)別情況,制訂有利于調(diào)動全社會利用咸水積極性的優(yōu)惠政策,如政府對農(nóng)業(yè)灌溉利用咸水的項目可進行適當(dāng)?shù)难a助,實行水資源費征收標(biāo)準(zhǔn)減半或免收等優(yōu)惠政策。
5參考文獻
[1] 劉君科.談河北省淺層微咸水開發(fā)利用[J].中國科技博覽,2009(23):178.
[2] 呂慶玉,熊孟琴.開發(fā)利用淺層咸水資源改善滄州市深層地下水超采現(xiàn)狀[J].水資源研究,2006,27(1):22-24,44.
[3] 李文遠,張偉,李悅.淺層微咸水開發(fā)利用技術(shù)研究[J].海河水利,2005(6):37-39.
[4] 任榮.滄州市應(yīng)積極開發(fā)利用本地區(qū)咸水資源[J].河北地質(zhì)礦產(chǎn)信息,2005(1):28-29.
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