黃河三角洲引黃灌區(qū)水環(huán)境問題與保護(hù)對策

王 慧，王家順，孫運(yùn)香

(1.山東省臨沂水文水資源勘測局，山東 臨沂276000;2.山東省日照市水文水資源監(jiān)測局，山東 日照276800;3.山東省臨沂市陡山水庫管理處，山東 臨沂276000)

黃河三角洲引黃灌區(qū)水環(huán)境問題與保護(hù)對策

王 慧1，王家順2，孫運(yùn)香3

(1.山東省臨沂水文水資源勘測局，山東 臨沂276000;2.山東省日照市水文水資源監(jiān)測局，山東 日照276800;3.山東省臨沂市陡山水庫管理處，山東 臨沂276000)

長期以來，黃河三角洲地區(qū)引黃灌區(qū)由于缺乏科學(xué)的用水管理體系，產(chǎn)生了很多不良影響。通過對小開河引黃灌區(qū)的分析研究，得出引黃灌溉水環(huán)境的主要變化，即地下水位下降、地下水污染。并對相應(yīng)的變化影響提出保護(hù)對策。

小開河灌區(qū);水環(huán)境;用水管理;動(dòng)態(tài)監(jiān)測;信息化系統(tǒng)

黃河多年平均天然徑流量580億 m3，輸沙量為16億 t，平均含沙量35 kg/m3，無論是年平均輸沙量還是平均含沙量，黃河在世界江河中都名列第一，黃河徑流含沙量高的特點(diǎn)造就了黃河三角洲地區(qū)。在黃河三角洲地區(qū)，農(nóng)業(yè)主要依靠黃河水灌溉，特殊的環(huán)境條件決定了引黃灌區(qū)在黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有特別重要的地位。但是，因?yàn)槿狈茖W(xué)的用水管理體系，產(chǎn)生了很多不良影響，主要有:地下水位下降、地下水污染。地下水位下降，將不能滿足農(nóng)作物正常的生長條件，造成農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)。地下水污染更是會(huì)嚴(yán)重影響灌區(qū)的發(fā)展。

1 小開河灌區(qū)概況

小開河引黃灌區(qū)地處中緯度，屬北溫帶半濕潤、半干旱、季風(fēng)性氣候，一年內(nèi)有明顯的干、濕季節(jié)變化。冬季盛行偏北風(fēng)，降水稀少，寒冷干燥;春季交替出現(xiàn)西南和偏北風(fēng)，風(fēng)多速高;夏季盛行偏南風(fēng)，氣溫高，降水集中，雨熱同期;秋季處于夏季風(fēng)向冬季風(fēng)過渡時(shí)期，氣溫下降，降水減少。其中汛期6－9月份降雨量為428.3 mm，占年降雨量的75%;1－5月份85.6 mm，占年雨量的15%;10－12月份57.1 mm，占年降雨量的10%。灌區(qū)內(nèi)多年年均蒸發(fā)量為1 195.5 mm，年際變化不大，年內(nèi)變化較大。春灌期蒸發(fā)量為604.9 mm，占年蒸發(fā)量的50.6%，是同期降水量的3.8倍，汛期蒸發(fā)量358.7 mm，占年蒸發(fā)量的30%，是同期降水量的1.2倍。

濱州市在各地區(qū)設(shè)置了許多地下水觀測井以了解地下水的動(dòng)態(tài)變化，至今濱州已形成了比較完善的地下水觀測井網(wǎng)。多年來連續(xù)不斷的觀測，積累了豐富翔實(shí)的地下水?dāng)?shù)據(jù)，為灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)研究提供了第一手資料。根據(jù)本課題研究需要，考慮到觀測井觀測水位的一致性和連續(xù)性，選取位于小開河灌區(qū)內(nèi)26眼觀測井1975—2006年32年的地下水位觀測數(shù)據(jù)，基本上覆蓋了研究區(qū)域。所選取的26眼井的地下水位每5 d觀測一次。

在小開河引黃灌區(qū)，按區(qū)域內(nèi)不同水文地質(zhì)構(gòu)造、不同節(jié)水區(qū)域、土壤特征和淺層地下水的水化學(xué)特征等因素，在26眼觀測井中，選取14眼井進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測分析，取樣時(shí)間分別為春季引黃末期(5月底)、夏季(7月中旬)、秋季引黃末期(11月中旬)和冬季引黃末期(1月中旬)，分析項(xiàng)目包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、SO42－、CO32－、HCO3－的含量、離子總量和礦化度。

2 灌區(qū)存在的問題

2.1 灌區(qū)地下水位下降

灌區(qū)地下水資源主要指可用于灌溉、飲用的淺層淡水資源。灌區(qū)地處黃河下游沖積平原，地下水水位較高，礦化度大，可利用的淺層地下水比較少。其來源主要由大氣降水補(bǔ)給，其次為河流側(cè)滲和渠道入滲補(bǔ)給等。灌區(qū)降雨量受地理緯度、季風(fēng)、地形等因素的影響，較全省平均值偏低，是我省的少雨區(qū)，且近年來降雨量有減少趨勢。進(jìn)入90年代年徑流量驟減至222.1億 m3，比多年平均減少38.8%;2000－2008年減至209.9億 m3，比多年平均減少42.2%。而黃河側(cè)滲只能補(bǔ)給灌區(qū)上游近黃河地區(qū)，灌區(qū)中下游地區(qū)的河道主要起排水的作用，入滲補(bǔ)給量很少，灌區(qū)地下水補(bǔ)給量的減少造成了地下水位下降。通過對小開河引黃灌區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)研究分析發(fā)現(xiàn)，灌區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)淺層地下水位有所下降，有的地區(qū)降幅達(dá)到1.38 m。

圖1 小開河灌區(qū)中游典型井年均地下水位與年均降水量、蒸發(fā)量變化圖

2.2 灌區(qū)地下水水質(zhì)惡化

圖2 小開河灌區(qū)淺層地下水水質(zhì)變化趨勢

灌區(qū)地下埋藏著很厚的松散沉積層，淺層潛水分布很廣，潛水水質(zhì)以氯化物型為主，礦化度在2～5 g/L，超過國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。小開河灌區(qū)內(nèi)區(qū)域水鹽運(yùn)動(dòng)與動(dòng)態(tài)觀測分析結(jié)果表明，引黃灌溉后，灌區(qū)內(nèi)不同區(qū)域的淺層地下水水質(zhì)發(fā)生了不同程度的變化，這種區(qū)域性變化與所處地形有緊密的聯(lián)系。位于灌區(qū)地形相對較高的上、中游地區(qū)，淺層地下水水質(zhì)得到明顯改善，相反，位于灌區(qū)下游地形低洼的區(qū)域和沿海地區(qū)淺層地下水的離子總量、礦化度呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。由此可見，淺層地下水中的可溶性鹽分，沿灌區(qū)內(nèi)和地形傾斜方向一致的潛水流向，向低洼和灌區(qū)下游區(qū)域集中，出現(xiàn)了重新分布的趨勢，使下游地區(qū)地下水含鹽量升高。

3 存在問題的解決對策

3.1 加強(qiáng)灌溉科學(xué)用水管理，提高水有效利用率

加強(qiáng)灌溉科學(xué)用水管理，制定節(jié)水灌溉制度，以提高水有效利用率，科學(xué)調(diào)度水量。要根據(jù)渠系水利用系數(shù)、作物種植面積及灌溉定額，制定詳細(xì)的水量科學(xué)配水調(diào)水方案，重視田間水管理和農(nóng)民參與田間水管理;實(shí)行分級供水，細(xì)化測流量水，按方收費(fèi)，實(shí)行定額管理、超用水累進(jìn)加價(jià)制度，充分調(diào)動(dòng)水管部門和群眾的積極性，進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力，提高水利用率;加強(qiáng)水利措施與農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合，重視田間灌水技術(shù)，采用溝灌、畦灌代替“大水”漫灌，并輔以點(diǎn)灌、管灌等，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目標(biāo)。

3.2 合理布置地下水監(jiān)測井，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測

在黃河三角洲地區(qū)，地下水監(jiān)測工作是水資源管理必不可少的組成部分，是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用的必要手段之一，也是解決地下水資源適宜性、可持續(xù)性等一系列復(fù)雜問題的基礎(chǔ)。全面系統(tǒng)的地下水監(jiān)測工作可及時(shí)掌握地下水動(dòng)態(tài)和環(huán)境條件的變化趨勢，為及時(shí)調(diào)整管理方案和采取防治措施提供必需的資料。

目前灌區(qū)內(nèi)的地下水觀測井是按照整個(gè)濱州市而設(shè)定的，布局不夠合理，導(dǎo)致灌區(qū)內(nèi)部分區(qū)域沒有觀測井，只能采用距離較近的其他觀測井代替，數(shù)據(jù)難免有偏差。建議針對小開河引黃灌區(qū)合理布置地下水監(jiān)測井，以全面準(zhǔn)確掌握灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)，有效防止地下水位上升或下降，使其保持在合理水位滿足植物正常的生理需要。

3.3 完善灌區(qū)管理信息化系統(tǒng)，提高管理水平

加強(qiáng)灌區(qū)配套和科學(xué)管理，在現(xiàn)有水利信息骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)上，依托水利工程建設(shè)配置的各類軟硬件資源，逐步實(shí)現(xiàn)水利信息采集自動(dòng)化、傳輸?shù)母咝Щ退麤Q策的科學(xué)化，構(gòu)建現(xiàn)代水利信息化體系。

逐步提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平，建設(shè)灌區(qū)水信息自動(dòng)控制管理系統(tǒng)和圖像傳輸系統(tǒng)，為整個(gè)區(qū)域水資源的科學(xué)優(yōu)化配置、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸、查詢、計(jì)費(fèi)和遙控創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)“數(shù)字化”管理。

4 結(jié)語

本文通過對小開河引黃灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)和水質(zhì)變化特征，研究得出引黃灌溉對灌區(qū)淺層地下水水環(huán)境的影響，以期掌握地下水動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制及影響因子，深入認(rèn)識和理解地下水動(dòng)態(tài)變化的基本過程，為水資源管理部門提供整體規(guī)劃的信息支持，為合理開發(fā)利用水資源和改善區(qū)域水環(huán)境提供依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)黃河三角洲引黃灌區(qū)水環(huán)境安全和引黃灌溉事業(yè)的健康發(fā)展，讓黃河水惠及灌區(qū)所有百姓，為和諧社會(huì)及社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)保駕護(hù)航。

［1］姚秀菊，王洪德等.黃河三角洲地區(qū)地下水淡水(微咸水)的形成與演化［J］.地理學(xué)報(bào).2002(4):P375－378.

［2］賀喬靜等.黃河在三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)中的作用［J］.山東水利.2011(7):P63－64.

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王慧(1983－)，女，山東日照人，助理工程師，主要從事水土保持監(jiān)測工作。