剖析提高城市咸水與微咸水利用率范文
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摘要闡述了滄州市咸水與微咸水的開發利用現狀,并介紹了咸水與微咸水的利用技術,以期為解決滄市水資源短缺問題提供參考。
關鍵詞咸水;微咸水;開發利用技術;河北滄州
滄州是我國水資源嚴重短缺的地區之一。全市多年平均地表水資源量為5.74億m3,地下水資源量為6.7億m3,扣除重復計算量0.5億m3,全市多年平均水資源總量為11.94億m3。全市人均水資源占有量183m3,為全國平均值的8%,河北省平均值的61%。按照國際公認的貧水與非貧水地區定量指標,滄州為絕對貧水區。自20世紀70年代以來,為維持本地區人民的正常生活和生產,不得不大量超采深層地下水和依靠外調水源,經過30多年對地下水的過量開采,致使地下水位持續下降,地下水降落漏斗面積不斷擴大,并引發了地面下沉、機井報廢、工程設施遭到不同程度破壞、地下水環境惡化等一系列環境地質問題[1]。
滄州特定的水文地質條件,使得淺層咸水、微咸水分布廣泛,水量比較豐富,全市總面積14056km2,其中2~3g/L的微咸水面積4563km2,占總面積的32%,資源量為5.9億m3,可開采量4億m3;3~5g/L的咸水分布面積2085km2,占總面積的15%,資源量為2.6億m3,可開采量為1.6億m3;大于5g/L的咸水分布面積1915km2,占總面積的14%,資源量為2.3億m3,可開采量為1.2億m3。
1咸水與微咸水的開發利用現狀
由于滄州淡水資源匱乏,供需矛盾突出,為滿足工農業生產的需要,從20世紀70年代初就開發利用微咸水。主要應用在咸淡混澆、解決農村人畜飲水、發展水產養殖、城鎮居民生活、工業生產、抽咸補淡等方面。
20世紀70年代,首先在滄縣創造性地發展了機井組,把深層淡水和淺層微咸水混配后,用于農業灌溉。之后河北省水科院又在南皮縣烏馬營搞咸水灌溉試點,采取直接利用2~3g/L和3~5g/L的微咸水與咸水,在干旱時給作物澆關鍵水,能降低土壤溶液濃度,減少土壤溶液滲透壓,作物因得到必需的水分補充而增產[3]。據10年定位觀測,微咸水、咸水灌溉小麥、玉米連作,產量6960~8355kg/hm2,比不灌的旱作增產120%~160%。
2咸水與微咸水的利用技術
2.1咸淡混澆
咸淡混澆就是在現有深井(淡水井)旁,打一眼淺機井(咸水井),利用管道一體化技術,將淡水和咸水通過一個混合罐,按一定比例混合后,進行農田灌溉。按照出水壓力條件,淺深井咸淡水混合的方式主要包括無壓混合和有壓混合2種形式。無壓混合是指淺井、深井出水分別進入混合水池,在無壓狀態下,通過明渠或地下管道輸水至田間(圖1)。有壓混合是指淺井、深井出水分別在有壓狀態下進入混合水塔(亦稱“限壓通氣管”)或直接通過地下管道(亦稱“管道一體化混合”)輸水至田間[4](圖2)。
目前,把深層淡水和淺層微咸水混配后,用于農業灌溉,取得了顯著的經濟效益和社會效益。混合灌溉技術成果的應用在滄州市的大部分縣、市得到廣泛的推廣應用,已發展咸淡混澆井組3000組左右,按每個井供給控制灌溉面積13.33hm2,灌溉定額按1800m3,每個井組可節水1/4左右計算,這樣,可控制灌溉面積400hm2左右,每個井組年可節約深層地下水1800萬m3左右。
2.2解決農村人畜飲水
近年來,滄州市為解決東部地區農村飲水困難,采取打一眼咸水淺機井,安裝一套水處理設備(總投資在8~10萬元),利用電滲析和反滲透技術,可把含鹽量3～5g/L的苦咸水,通過淡化工藝脫鹽、降氟、凈化等,變成小于1.0g/L的淡水,達到國家規定的飲用水標準。每套設備可解決1000~1500人的安全飲水問題,到目前該技術已在黃驊、海興、滄縣、東光、吳橋、鹽山、孟村、南皮、青縣等縣市大力推廣,并已做為水利部推廣項目,目前,滄州市已發展苦咸水淡化站151處,使15萬人解決了飲水難的問題。
2.3發展水產養殖
充分利用地下水、咸水、微咸水和咸水淡化后的濃咸水,選擇適當水產品種和養殖技術,大力發展養殖業,增加農民收入。目前滄州市海興縣已有利用咸水養殖對蝦的經驗。
2.4用于城鎮居民生活
滄州市的城鎮生活用水主要為外調水源和深層地下水,如果將咸水、微咸水用于居民生活洗滌、沖廁、洗車等,可替代生活用自來水的一半。僅滄州市區每年可少用750萬m3自來水。還可將咸水用于噴灑道路、消防、游泳池、噴水池、澆灌城市草坪綠地、補充湖塘水體養魚用水等,目前,滄州市個別小區已有成功的利用經驗。
2.5用于工業生產
滄州市規劃用于工業的微咸水、咸水量為840萬m3。主要用于滄州市區、滄縣、黃驊、中捷、大港5個縣市的大中小型企業的工業循環冷卻水、紡織、鑄造及水泥制品等。滄化集團滄井公司23萬tPVC廠,為解決水源問題,該廠于1999年投資8000萬元,興建了由30眼120～250m深咸水井組成的咸水水源地,日淡化咸水1.8萬t。原水平均含鹽量12.596g/L,產品水含鹽量0.213g/L,各項指標均達到設計要求,完全能滿足企業用水需要,為大量集中利用咸水提供了技術與科學依據。
2.6抽咸補淡
在汛期到來之前,抽取地下咸水微咸水,或利用或排走,把地下水位調控到4~5m,能減少潛水蒸發。騰出地下庫容,加大汛期降雨入滲,增補地下淡水量,使地下水位提升到1.5~2.0m。這樣既可以減少地表徑流,又可以淋洗土壤中鹽堿,把降雨轉化為地下水資源,并淡化地下水。依據南皮縣烏馬營鄉的經驗,如此經過15~20年,可使微咸水區域的微咸水基本變為淡水,咸水也發生了明顯的淡化。
3小結
咸水微咸水的利用是緩解滄州水資源短缺的一項重要措施,不僅可以節約大量的淡水資源,節省各類開支,還可以提高農作物的產量,促進國民經濟的發展,更主要的是咸淡混澆技術的應用,在節約淡水資源、抽取淺層地下咸水的同時,大大改善了水環境,主要表現在以下幾個方面:一是保護地下水,抑制滄州地區地下漏斗的發展,緩解由此造成的地面下沉、機井報廢、工程設施遭到不同程度破壞、地下水環境惡化等一系列環境地質現象;二是降低城區淺層地下水位,減少咸水對建筑物基底的頂托和腐蝕作用;三是促進農業、工業乃至整個國民經濟的發展;四是提高人民群眾的生活水平和生活質量;五是促進節水型和環境友好型社會的發展;六是調控加大地表水的入滲量,淡化淺層地下水。
參考文獻
[1]胡榮花,馮聽雨.充分利用咸水、微咸水改善滄州水環境[J].地下水,2009(5):58-59.
[2]方生,代文元.華北平原有咸水區雨洪控制利用[J].南水北調與水利科技,2003,1(1):38-43.
[3]劉玉春,安秀容,楊路華.河北省微咸水利用潛力分析[J].科學與工程技術,2006(1):13-15.
[4]李青霞,徐紅蔚,王秀敬.山東省咸水資源開發利用與治理措施研究[J].山東水利,2008(7):23-24.