蚌埠市水資源及其演變規(guī)律研究

尚新紅

蚌埠市水資源及其演變規(guī)律研究

尚新紅

蚌埠市地處淮河中游下段，境內(nèi)河流、湖泊眾多，均為淮河流域，分屬淮河干流水系和懷洪新河水系。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出，水資源短缺和水環(huán)境污染已成為制約全市社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要因素。通過(guò)對(duì)蚌埠市水資源開(kāi)發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)，全面摸清全市水資源家底，分析境內(nèi)水資源時(shí)空演變規(guī)律，為蚌埠市實(shí)施對(duì)水資源的全面節(jié)約、有效保護(hù)、優(yōu)化配置、合理開(kāi)發(fā)、高效利用、綜合治理和科學(xué)管理提供技術(shù)依據(jù)。

一、水資源數(shù)量

1.地表水資源量

蚌埠市多年平均降雨量為880.9mm、降雨總量為 52.43億 m3，地表徑流深為230.6mm、地表水資源量為13.726億m3，徑流系數(shù)為0.262，產(chǎn)水模數(shù)為 23.1萬(wàn) m3/km2。頻率為20%、50%、75%、95%的地表水資源量分別為 19.516 億 m3、12.318 億 m3、7.936 億 m3、3.712 億 m3。

2.地下水資源量

（1）淺層地下水資源

蚌埠市多年平均地下水總補(bǔ)給量為10.204億m3，其中，降雨入滲補(bǔ)給量、地表水體灌溉入滲補(bǔ)給量、井灌回歸補(bǔ)給量、地表水體滲漏補(bǔ)給量分別占總補(bǔ)給量的 80.7%、14.1%、0.4%、4.8%。多年平均地下水總排泄量為9.491億m3，其中潛水蒸發(fā)量、實(shí)際開(kāi)采量、河道排泄量和越流補(bǔ)給量分別占總排泄量的55.8%、14.4%、21.5%和8.3%。

蚌埠市多年平均淺層地下水資源量為10.378億m3，頻率為20%、50%、75%、95%的淺層地下水資源量分別為12.187 億 m3、9.483 億 m3、7.466 億 m3和 5.568 億 m3。

（2）中深層地下水資源

蚌埠市中深層地下水安全開(kāi)采量為1.532萬(wàn)m3/a，安全開(kāi)采模數(shù)為2.57 萬(wàn) m3/km2·a，其中越流補(bǔ)給量、彈性釋放量分別占中深層水安全開(kāi)采量的51.4%和48.6%。

3.水資源總量

蚌埠市多年平均水資源總量20.239億 m3、產(chǎn)水 模數(shù) 34.0 萬(wàn) m3/km2·a、產(chǎn)水系數(shù)0.386。頻率為20%、50%、75%、95%的水資源總量分別為26.714億 m3、18.705 億 m3、13.553 億 m3、8.082億m3。

4.過(guò)境水量

（1）實(shí)測(cè)水量分析

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)測(cè)流量資料分析，淮河蚌埠（吳家渡）站年均流量866.9m3/s、水量 275.05 億 m3；茨淮新河上橋閘站年均流量37.1m3/s、水量11.81億m3；澮河固鎮(zhèn)閘站年均流量28.1m3/s、水量 8.93 億 m3；懷洪新河新馬橋站年均流量14.4m3/s、水量4.57億m3；澮澥引河薛莊站年均流量2.9m3/s、水量0.91億m3。

（2）出入境水量

澮河懷洪新河區(qū)。入境水量：北淝河上段蚌埠市的多年平均入境水量為1.39億m3；懷洪新河區(qū)總?cè)刖乘繛?8.03億m3。出境水量：懷洪新河區(qū)多年平均出境水量為23.83億m3。

淮河干流區(qū)。入境水量：淮河干流區(qū)多年平均入境水量為278.85億m3。出境水量：淮河干流的出境水量為277.75 億 m3。

綜上，蚌埠市多年平均入境水量296.88億 m3，出境水量291.58億m3。

二、水資源質(zhì)量

1.地表水水質(zhì)

2015 年共對(duì)蚌埠市內(nèi)河流19個(gè)水質(zhì)斷面（點(diǎn)）進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類(lèi)的占31.6%、Ⅳ類(lèi)占52.6%、Ⅴ類(lèi)占5.3%、劣Ⅴ類(lèi)占10.5%。

2015 年共對(duì)蚌埠市內(nèi)5個(gè)湖泊、8個(gè)水質(zhì)斷面（點(diǎn)）進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類(lèi)占75.0%、Ⅴ類(lèi)占12.5%、劣Ⅴ類(lèi)占12.5%。

2.地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)

從2010年對(duì)蚌埠市淺層地下水監(jiān)測(cè)孔（點(diǎn)）16組的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，總體水質(zhì)較差，Ⅱ類(lèi)水2組，占總數(shù)的12.5%，Ⅲ類(lèi)水3組，占總數(shù)的18.8%，Ⅳ類(lèi)水7組，占總數(shù)的43.7%，Ⅴ類(lèi)和劣Ⅴ類(lèi)4組，占總數(shù)的25%。超標(biāo)成分主要是總硬度、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、氟化物、肉眼可見(jiàn)物、溶解性總固體、細(xì)菌總數(shù)。

從2010年對(duì)蚌埠市深層地下水監(jiān)測(cè)孔（點(diǎn)）11組的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，水質(zhì)總體狀況較好，全部為Ⅱ類(lèi)或Ⅲ類(lèi)，其中Ⅱ類(lèi)7組，占總數(shù)的63.6%，Ⅲ類(lèi)水4組，占總數(shù)的36.3%。超標(biāo)成分主要是總硬度、鐵、氟化物、氯化物、溶解性總固體。

三、水資源演變規(guī)律研究

1.降水演變規(guī)律分析

蚌埠市多年平均面降雨量為880.9mm，年最大面雨量近最小年面雨量的3.15倍。降雨南北差異大，呈現(xiàn)從北向南逐漸增大趨勢(shì)，即南方降水多、北方降水少的現(xiàn)象，年內(nèi)分配極不均勻，最大月雨量占年雨量的24.4%、最小月雨量?jī)H占年雨量的2.0%，汛期（5～9月）降雨量占全年的70.4%。

1956～2010 年共54年降雨量呈先減少后增加的趨勢(shì)，1977年之前平均每年減少4.5mm，1977年之后平均每年增加6.5mm，總體增減趨勢(shì)不顯著。具體見(jiàn)圖1。

圖1 蚌埠市1956～2010年系列多年平均面雨量總體趨勢(shì)圖

圖2 蚌埠市1956～2010年年均徑流深趨勢(shì)圖

圖3 典型站點(diǎn)淺層地下水位和降水量過(guò)程線圖

圖4 孔隙水典型井水位變化過(guò)程圖

圖5 深層承壓水典型井水位變化過(guò)程圖

2.徑流演變趨勢(shì)分析

蚌埠市地表徑流地區(qū)分布、年內(nèi)分配基本與地區(qū)降雨一致，但同時(shí)受下墊面地貌特征及土地屬性不同的影響略有不同，地區(qū)分布差異比降雨明顯大些，年內(nèi)分配更不均勻。蚌埠市多年平均徑流深為230.6mm，年最大是最小的14.6倍。地表徑流也呈先減少后增加的趨勢(shì)，1956～1979年每年減少2.73mm，1980～2010年平均每年增加3.72mm，增加速率較減少速率略大。具體見(jiàn)圖2。

3.地下水位動(dòng)態(tài)變化

（1）淺層地下水水位動(dòng)態(tài)

潛水水位動(dòng)態(tài)：潛水水位的變化主要受降水和人工開(kāi)采影響，年內(nèi)高水位期多出現(xiàn)于7～9月份，此時(shí)期降水量增加，農(nóng)灌開(kāi)采量減少，水位埋深0～4m；低水位期多出現(xiàn)于4～6月份，此時(shí)期降水量減少，農(nóng)灌開(kāi)采量增加，水位埋深0.2～6m。全年平均水位埋深0.1～5.2m，年變幅0.4～4.0m。典型井地下水水位動(dòng)態(tài)過(guò)程見(jiàn)圖3。

孔隙水水位動(dòng)態(tài)：孔隙水與潛水水位動(dòng)態(tài)變化基本相似。在未開(kāi)采區(qū)及零星開(kāi)采區(qū)，水位的高低與降雨量的多少成正比，時(shí)間上具明顯的滯后性，短則 9～16天（埋深 50～100m），長(zhǎng)則 10～25天（埋深100～150m）。高水位出現(xiàn)在7～10月，低水位出現(xiàn)在4～6月；在城市及礦區(qū)開(kāi)采集中地區(qū)，水位的高低主要受控于開(kāi)采量，每年7～9月地下水開(kāi)采高峰期，水位下降至低谷，在冬季開(kāi)采淡季，水位處于年度最高值。孔隙水典型代表井水位過(guò)程見(jiàn)圖4。

（2）深層承壓水水位動(dòng)態(tài)

20世紀(jì)六七十年代，西部還有承壓自流水區(qū)，自流水水頭高出地面1～4m，隨著對(duì)深層地下水的持續(xù)開(kāi)采，80年代中后期，這一地區(qū)原地下水自流區(qū)逐漸消失，至90年代后逐漸形成大面積地下水位下降區(qū)。深層承壓水典型井水位變化過(guò)程見(jiàn)圖5。

四、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)蚌埠市內(nèi)45個(gè)氣象站、6個(gè)水文站、25個(gè)地下水觀測(cè)井等多站點(diǎn)長(zhǎng)系列資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論和其他動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法等，對(duì)降水量、地表徑流量、地下水等水資源要素的演變情勢(shì)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。厘清了變化條件下蚌埠市水資源全要素演變規(guī)律，揭示了蚌埠市水資源數(shù)量、質(zhì)量在年內(nèi)、年際、年代際之間的變化規(guī)律，以及水資源量的長(zhǎng)期趨勢(shì)性、周期性、突變性等演化特征，完整刻畫(huà)了蚌埠市水資源稟賦條件■

（作者單位：水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽省（水利部淮委）水利科學(xué)研究院 230000）