孫志強
(北票市水資源辦公室,遼寧 北票122100)
北票市地處于朝陽地區(qū)北部,介于N41°20' ~42°30',E120°16' ~121°20',北與內蒙古的敖漢旗、奈曼旗接壤,東與阜新、義縣毗鄰,南連錦州,西靠朝陽,南北長129.5 km,東西寬83.25 km,按行政劃分30個鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理區(qū)。全市總面積4 469 km2。
北票市屬遼西低山丘陵地帶,屬暖溫帶半濕潤的大陸性季風氣候區(qū),其特點四季分明:春季風大,雨少,蒸發(fā)量大,空氣干燥,但氣溫回升快,日差較大;夏季炎熱,雨量較集中,屬雨熱高峰;秋季雨量減少,溫度下降較快,日差明顯增大;冬季寒冷,降雪量少,空氣干燥[1]。
多年平均降水量454.0 mm,大部分集中在7—9月,約占全年降水量50.9%,作物生育期(4—9月)降水量為436.7 mm。多年平均蒸發(fā)量為2 049.1 mm,多年平均氣溫為8.7 ℃,7月份最高,月平均氣溫為24.7 ℃,1月份最低,月平均氣溫為-10.2 ℃,全年平均日照時數(shù)為2 933.1 h,秋冬兩季多北風,春夏多南風,年平均風速2.5 m/s,最大風速為18.0 m/s。無霜期為150 d,地面凍結始于10月下旬,解凍在4月上旬左右,最大凍土深度為1.3 m。
北票市境內有大凌河、小凌河兩大流域,其主要支流有牤牛河、黑城子河、老寨川河、十八臺河、蒙古營河、馬友營河、顧洞河、東官營河、西官營河、牤牛營子河、西柳河。除大凌河、牤牛河常年有明水外,其余均為季節(jié)性河流,全集中在雨季,形成山洪,歷時2 ~4 h。
大凌河流經(jīng)境內57 km,流域面積占全市總面積的95.47%。境內河流水文特點是匯流時間短,徑流系數(shù)大,降水集中,洪水來得猛,落得快。由于境內地處遼西丘陵山區(qū),各河流水量隨季節(jié)、氣候變化而不同。旱年或冬春季節(jié),河流多斷流或干涸,屬季節(jié)性河流[2]。
北票市總人口58.5 萬人,其中農(nóng)業(yè)人口38.2 萬人,非農(nóng)業(yè)人口20.3 萬人。北票市2011年地區(qū)生產(chǎn)總值159.5 億元。第一產(chǎn)業(yè)28.73 億元,第二產(chǎn)業(yè)91.89 億元,第三產(chǎn)業(yè)38.87 億元,人均生產(chǎn)總值27 245元,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值45.00 億元,農(nóng)民人均純收入5362 元,地方財政一般預算收入17 億元,地方財政一般預算支出24.68 億元。
依據(jù)《遼寧省水資源》,北票市1980—2000年多年平均降水量為454.0 mm。多年平均地表水資源量為26 220 萬m3,多年平均地下水資源量為19 270 萬m3,多年平均水資源總量為26 529 萬m3。根據(jù)《朝陽市水資源》,地下水可開采量為11 274 萬m3。
北票市不同頻率年降水量分別為:頻率20%年均降水量為569.8 mm,頻率50%年均降水量為438.6 mm,頻率75%年均降水量為349.1 mm,頻率95%年均降水量為243.8 mm。降水量境內時空分布差異很大,特征明顯:
1)地區(qū)分布不均:北票市降水量在空間分布上存在著明顯差異。降水量自東南向西北遞減。
2)年內分配不均:全年的降水主要集中在汛期。汛期降水量約占全年降水量的78.9%。春秋兩季降水偏少,往往形成春旱秋吊的氣候,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大[3]。
3)年際變化大:降水量不僅存在著地區(qū)分布,年內分配的不均就是在同一地點,年際間的變化也是十分懸殊的,根據(jù)涼水河子站降水系列資料,1998年降水量高達772.0 mm,而1980年降水量僅為148.9 mm,豐枯比為5.18,年降水量的年際變化大,特別是連續(xù)枯水年的出現(xiàn)對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大。
北票市不同頻率年地表水資源量分別為:頻率20%年均地表水資源量為36 288 萬m3,頻率50%年均地表水資源量為23 126 萬m3,頻率75%年均地表水資源量為15 810 萬m3,頻率95%年均地表水資源量為9 413 萬m3。地表水資源量境內時空分布差異很大,特征明顯:
1)地區(qū)分布不均:北票市地表水資源量在空間分布上存在著明顯差異。地表水資源量自東南向西北遞減。
2)年內分配不均:全年的地表水資源量主要集中在汛期。汛期降水量約占全年地表水資源量的66.2%。
3)年際間變化大:地表水資源量不僅存在著地區(qū)分布不均,年內分配不均的情況,年際間的變化也是十分懸殊的。根據(jù)涼水河子站地表水徑流量系列資料,1994年地表水徑流量高達11 865 萬m3,而1976年降水地表水徑流量僅為1 850 萬m3,豐枯比為6.41。
3.1.1 氣象條件
降水量和蒸發(fā)量的多少以及氣溫變化的特點,對地下水的形成都起著控制作用。北票市地處半干旱地區(qū),地下水的補給來源主要靠降水的滲入補給。因地表徑流條件好,降水多匯集于河谷排出縣外,僅有10% ~20%可滲入地下。降雨的集中,常形成洪水,洪水有強烈的侵蝕作用,使沖溝發(fā)育水土流失,加速了地下水的徑流與排泄。蒸發(fā)量高達2 700 mm,是降水量的5 倍以上,它能加速地下水經(jīng)毛細作用和植物葉面蒸騰作用的排泄。氣溫變化較大,最高38 ℃,最低-30 ℃,這種氣溫的變化加速了巖層的物理風化作用,使巖石形成風化裂隙,為降水的滲入和地下水的貯存創(chuàng)造了有利條件[4]。
3.1.2 地貌條件
地下水的形成還受地貌條件控制。地下水與地表水一樣也是由高處向低處流動的。北票市西北高,東南低,地表水文網(wǎng)發(fā)育,徑流條件好,對地下水的貯存是個不利條件??傆^全市地下水的形成過程,大氣降水是地下水的總的來源。大面積低山丘陵區(qū)是地下水的補給區(qū),山前坡地和河流階地是地下水的徑流區(qū),最后地下水均以表流或地下徑流形式由河谷(主要是大凌河谷)排出市外。
北票市屬于遼西丘陵,處于內蒙古陵、燕山地槽兩個地質構造單元中,外有低山環(huán)繞中有丘陵起伏的構造盆地中,境內地層構造位置處于中朝準地臺北緣,燕山褶帶的遼西臺縣[5]。
地表巖層以第四系、變質巖、火山巖碎屑沉積巖為主。地下水主要以第四紀的松散巖類孔隙水為主,局部為裂隙水。
北票市地下水儲存條件不一,在東部和南部主要為第四紀全新統(tǒng)含水層,厚度較薄,上部為亞砂土,下部為砂礫卵石,一般厚度為5 ~10 m,埋深1 ~3 m,地下水埋深為2 ~4 m,單井涌水量100 ~1 000 t/d,滲透系數(shù)范圍為20 ~50 m/d;在北部和西部主要為下更新統(tǒng)含水層,上部為棕紅色亞黏土,下部為棕紅色半膠結的砂礫石層,厚度一般為10 ~30 m,埋深2 ~4 m,地下水埋深為5 ~20 m,單井涌水量500 ~1 000 t/d,滲透系數(shù)范圍為20 ~60 m/d;在中部主要為中更新統(tǒng)含水層,上部為紫紅色亞黏土,局部夾有碎石及碎石透鏡體,下部為砂礫石層,厚度不等,為10 ~20 m,埋深5 ~10 m,地下水位埋深2 ~5 m,單井涌水量800 ~1 200 t/d,滲透系數(shù)范圍為30 ~120 m/d。
根據(jù)朝陽市2002—2011年水資源公報,北票市2002—2011年地下水開采量及地下水可開采量見表1。
表1 北票市2002—2011年地下水開采量及地下水可開采量表
從北票市2002—2011年地下水開采量及地下水可開采量表可以看出,北票市近10 a平均地下水開采量為7 167.9 萬m3,2002—2011年地下水開采率一般控制在56.9% ~71.1%,全區(qū)域處于采補平衡狀態(tài)。
選取北票市境內有代表性的涼水河子站、上十八臺站、九連洞站的地下水位資料進行分析并繪制地下水位過程線。各代表站地下水位變化情況詳見圖1 ~圖3。
從選取的北票市各代表站近10 a地下水位變化過程線圖看,各代表站地下水位近10 a變化不大,變化幅度分別為涼水河子站下降0.42 m,上十八臺站下降0.56 m,九連洞站上升0.50 m。
北票市地下水開發(fā)利用程度較高的流域依次為西官河流域、蒙古營河流域、老寨川河流域和大凌河其它河流;地下水開發(fā)利用程度較低的流域依次為巴圖營河流域、顧洞河流域、西柳河流域、上十八臺河流域、黑城子河流域。詳細情況見圖4。
圖1 涼水河子站降水量與地下水位變化過程線圖
圖2 十家子站降水量與地下水位變化過程線圖
圖3 上十八臺站降水量與地下水位變化過程線圖
圖4 北票市各流域地下水開發(fā)利用程度圖
[1]于海軍. 建平縣水資源環(huán)境狀況分析[J]. 地下水,2010年03 期.
[2]韓睿,孫曉菊,史沈彬. 北票市水資源環(huán)境狀況分析[J].地下水,2010年01 期.
[3]姜曼,王彤,夏廣鋒,王東明. 遼河流域水資源與水環(huán)境評價[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學,2011年12 期.
[4]張利平,夏軍,胡志芳. 中國水資源狀況與水資源安全問題分析[J]. 長江流域資源與環(huán)境,2009,18(02):116-120.
[5]張瀟威. 營口地區(qū)水資源狀況分析[J]. 地下水,2013,35(06):135 -136.