尚 帥 ,關浩杰 ,王 繼
(1.山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006;2.山西財經大學,山西 太原 030012)
新中國成立以來,山西省進行過兩次全省性的水資源評價。第一次評價是在1982年,評價采用1956—1979年水文系列,第二次評價是在2003年,在第一次評價的基礎上,將評價系列由1956—1979年延長到1956—2000年系列。
第二次水資源評價成果表明,全省1956—2000年系列多年平均降水量795億m3(折合508.8mm)。水資源總量123.8億m3,其中河川徑流量86.8億m3、地下水資源量84億m3、重復水量47億m3。與1982年完成的第一次水資源評價成果(1956—1979年系列)相比,降水量減少了25.2mm,減幅4.7%,水資源總量減少18.2億m3,減幅12.8%。按2003年人口計算,人均水資源占有量約381m3,是全國平均水平的1/7,世界平均水平的1/25;每公頃平均水資源量2700m3,僅為全國平均水平的1/10,世界平均水平的1/12。
1956—2000年,全省山丘地區地下水資源量為676472萬m3,降水入滲補給量163892萬m3;地下水多年平均資源量863469萬m3,其中降水入滲補給量840362萬m3。1980—2000年,全省山丘地下水資源量642728萬m3,盆地平原區306624萬 m3,多年平均地下水資源量818060萬m3,其中降水入滲補給量794955 萬 m3。
根據第二次水資源評價結果,全省估算地表水可利用量為 518660萬m3;地下水可開采利用量500338萬m3,其中盆地平原地區孔隙水可開采量245255萬m3,巖溶水可利用量197307萬m3,山丘區孔隙裂隙水可開采量57776萬m3。
全省水資源可利用量為83.77億m3,其中地表水可利用量51.87億m3,地下水可利用量50.0億m3,重復可利用量18.10億m3。2003年,全省用水總量55.8億m3,其中,農業用水36.6億m3,占用水總量的65.7%;工業用水14.1億m3,占用水總量的25.4%;城市生活用水4.6億m3,占用水總量的8.3%;生態環境用水0.3億m3,占用水總量的0.6%。
山西省的水利工程包括地表水供水工程和地下水供水工程。
2.1.1 地表水供水工程
2010年,全省共有蓄水工程6081座,總庫容491863萬m3。按規模分類,大型水庫7座,總庫容和興利庫容分別為223903萬m3,94058萬m3;中型水庫58座,總庫容和興利庫容分別為171459萬m3,65817萬m3;小型水庫667座,總庫容和興利庫容分別為 89835 萬 m3,45288 萬 m3;塘壩 5349 座,總庫容 6666 萬 m3。
2010年,全省現狀引水工程12200處,現狀供水能力118268萬m3,其中海河流域現狀供水能力60216萬m3,黃河流域現狀供水能力58052萬m3。
2010年,全省現狀提水工程11059處,工程現狀供水能力222137萬m3,其中海河流域現狀供水能力17278萬m3,黃河流域現狀供水能力204859萬m3。2.1.2 地下水供水工程
2010年,全省共有機電井97276眼,配套機電井90540眼,灌溉機電井為86909眼。
其他工程主要包括集雨工程、污水處理再利用工程。截至2005年底,全省共建成雨水集蓄工程55.68萬處,其中蓄水池6000處、水窖54.5萬眼、塘壩5800處,人工集雨場48.2處,總集雨面積1400萬m3,總蓄水能力 9214萬 m3。
2008年,全省11個地市污水處理工程總設計規模達到249.05萬t/d,污水處理廠38座,設計規模141.05萬t/d,總處理能力125.3萬t/d,實際處理水量107.2萬t/d;在建污水處理廠61座,總設計規模108萬 t/d。
2010年,全省各類供水工程供水量425231.72萬m3,其中蓄水工程供水76522.30萬m3,占總供水量的18%;引水工程供水75014.31萬m3,占總供水量的17.64%;機電井供水216082.41萬m3,占總供水量的50.82%;機電泵站供水57612.70萬m3,占總供水量的13.54%。
山西省分屬海河和黃河水系兩大流域,黃河流域面積9.7km2,占全省面積的62%;海河流域面積5.9km2,占全省面積的38%。除北部有洪水面積不大的少數支流自內蒙古注入山西省外,河流均呈輻射狀向四周發散,匯入省外河流,總體上屬自產外流型。
在全省17個流域分區中,衛河、三門峽—沁河和沁河三分區多年平均徑流深大于100mm,海河北系各河及黃河流域河口—龍門、龍門—三門峽區間各支流及汾河上游多年平均徑流深均在50mm以下。從徑流的開發利用條件來看,永定河、滹沱河、漳河、汾河、沁河等5條河流流域面積較大,有較好的建庫蓄水條件,有利于水資源的控制利用;大清河、衛河、晉西及晉西北沿黃各支流水系分散,水量難以利用。盆地平原區的徑流絕大部分為汛期洪水,只有一些較大的河流才有少量基流,但水質較差,因此,平原區徑流量的可利用量很少。
受平原區徑流量可利用量的限制,地下水資源對全省各盆地平原區的供水具有重大意義,各區補給量和開采條件有較大差別。山前洪積扇及傾斜平原區含水層巖性顆粒較粗,補給條件好,地下水資源比較豐富,總補給模數為20萬m3/km2,最高達30萬m3/km2以上。沖洪(湖)積平原區,總補給模數為10萬~15萬m3/km2,最小低于5萬m3/km2,開采條件相對較差。
綜合考慮地表水和地下水的供水條件,山前洪積扇及傾斜平原區供水條件最為優越,既有山區大中型水庫調節的水量,又有豐富易取的地下水,有的地帶還有穩定的大泉流量,這一帶城市最多,工農業最發達。山間盆地產流雖小,但位于四周山區來水匯集之處,水源較為豐富,是山區人口聚集、工農業發達的中心地區。
2010年,山西省用水量較1949年增加10倍以上,工業用水所占比重由1949年的3.2%增加到2010年的24.7%,水資源利用率由20世紀70年代的40%上升到2010年的65.1%。工業用水比例與水資源利用率逐步提高是工業化的必然結果,隨著工業化和城市化進程的加快,用水需求仍將持續增加。
山西省工業化發展較早的中部盆地城市太原、大同等由于礦產資源、交通等因素成為省內工業中心,太原水資源量占全省的4.07%,用水量卻占到全省的11.79%,屬水資源極度缺乏地區。水資源利用接近極限,地表徑流普遍斷流,地下水位下降形成漏斗區,水資源已無法滿足需求,很大程度上依賴外調水。在運城、忻州、臨汾的供水結構中,運城地下水占60%以上,其他各市水資源供水量基本接近,水資源利用率在36.05%~41%之間。
近年來,隨著煤炭、焦化工業的快速發展,大氣、水污染加劇,水資源供應趨于緊張。山西各地區均為資源性缺水區,水資源的短缺促使工業結構向低耗水工業傾斜。因此,發展新型能源工業基地,控制能源工業規模,推進能源產業向高加工度升級,將成為山西產業發展的實際選擇。
鑒于水資源的先天不足和區域分布的不平衡,作為全國能源大省,山西在今后的經濟發展規劃中應及早考慮水資源的制約因素,揚長避短,科學布局,以確保經濟社會及生態環境的可持續發展。