引黃入晉的太原供水工程

引黃入晉的太原供水工程

萬家寨黃工程是山西省歷史上最大的節(jié)水建設項目。該項目的建設對于解決山西省水資源短缺的矛盾，促進全省轉型與發(fā)展具有重要意義。引黃入晉一期工程已于2003年10月投入運營，投運以來為太原供水區(qū)徹底扭轉地下水持續(xù)超采局面、從根本上緩解水供需矛盾提供了可靠保障。1．黃河萬家灶水庫引黃入晉工程由萬家寨水利樞紐和引水工程兩大部分組成。萬家寨水利樞紐作為引黃入晉的水源工程，主要任務是供水、發(fā)電，兼有防洪、防凌等作用。工程于1993年經國家批準立項，由水利部、山西省、內蒙古三方投資興建，由三方共同組建的黃河萬家寨水利樞紐有限公司負責工程建設及運營管理。引黃工程從黃河萬家寨水庫取水，分別向太原、大同和朔州供水。工程由總干線、南干線、連接段和北干線四部分組成，設計年引水量12億m3（太原6.4億m3；大同、朔州5.6億m3），引水線路總長442.3km。其中,總干線44.4km,南干線101.8km,連接段139.4km(其中利用汾河河道輸水81.2km),北干線156.7km。一期工程包括總干線、南干線和連接段,引水線路全長286km,年引水量3.2億m3;主要建筑物有:25條輸水隧洞,長160.9km;5座大型泵站(總揚程636m);43.5km的PCCP管道。工程已于2003年10月投運,截至2010年底,向太原供水區(qū)累計供水5.23億m3。與引黃工程相配套的黃河水源太原市城市給水工程包括位于太原市尖草坪區(qū)呼延村西側的凈水廠（呼延水廠）、配水工程（含加壓站）及附屬工程，建設規(guī)模為供水80萬t/d，分兩期實施，首期建設規(guī)模40萬t/d，已與引黃一期工程同步投運。2園地水資源概況太原市是山西省省會、歷史文化名城，是以能源重化工為基礎的工業(yè)城市。全市下轄6區(qū)1市3縣，即尖草坪區(qū)、萬柏林區(qū)、杏花嶺區(qū)、迎澤區(qū)、晉源區(qū)、小店區(qū)、古交市、清徐縣、陽曲縣和婁煩縣。引黃太原供水區(qū)的行政分區(qū)范圍包括太原市的6區(qū)1市（縣級市）,即尖草坪區(qū)、萬柏林區(qū)、杏花嶺區(qū)、迎澤區(qū)、晉源區(qū)、小店區(qū)、古交市，總面積3000km2，集中了全市95.2%的城鎮(zhèn)人口，絕大部分的大中型工業(yè)企業(yè)，90.6%的國內生產總值和95.5%的城市生活及工業(yè)用水。太原市供水區(qū)地下水資源量為37346萬m3/a，其中盆地松散層孔隙水16516萬m3/a，占地下水資源量的44.2%；巖溶裂隙水19024萬m3/a,占資源量的51.0%；古交汾河河谷孔隙水1806萬m3/a，僅占4.8%。且2011年以來太原地區(qū)的降雨一直處于偏枯狀態(tài)，對區(qū)內地下水的補給產生不利的影響。為此國家啟動“引黃工程”“南水北調”等工程，目的是解決局部分地區(qū)水資源短缺問題。萬家寨引黃工程是山西省有史以來最大的水利建設項目，這項工程的建設對解決山西水資源緊缺矛盾、促進能源重化工基地的持續(xù)發(fā)展至關重要，是解決山西水資源緊缺的主要出路，為從根本上緩解水供需矛盾提供了可靠的保障。3供水區(qū)水源開發(fā)利用3.1地下水開采量分析供水區(qū)地下水資源量為37346萬m3/a，其中盆地松散層孔隙水16516萬m3/a，占地下水資源量的44.2%；巖溶裂隙水19024萬m3/a，占地下水資源量的51.0%；古交汾河河谷孔隙水1806萬m3/a，占地下水資源量的4.8%。供水區(qū)地下水可開采量為30349萬m3/a，其中盆地區(qū)孔隙水為13005萬m3/a，蘭村泉域為12614萬m3/a，晉祠泉域為1955萬m3/a，東山地區(qū)（娘子關泉域）為1419萬m3/a，古交三川一河區(qū)為1356萬m3/a。據(jù)水資源評價結果，供水區(qū)地下水可開采量為3.03億m3，而據(jù)前面的分析現(xiàn)狀地下水超采量高達1.027億m3，合超采28.1萬m3/d。在引黃工程通水以后，應盡快達到采補平衡，以實現(xiàn)地下水可持續(xù)利用，扭轉水環(huán)境的惡化。3.2各主管區(qū)地下水資源的超采區(qū)特征分析3.2.1地下水開采量/1該區(qū)屬汾河沖積扇和沖積平原區(qū)，含水層補給條件好，富水性強，開發(fā)初期單井涌水量可達5000m3/d，區(qū)內地下水可開采量為5430萬m3/a，平均可采模數(shù)為28.43萬m3/（km2·a）?，F(xiàn)狀年區(qū)內有開采井397眼，實際開采量高達7306萬m3，開采系數(shù)1.35，超采量高達1876萬m3，占可開采量的34.55%，水井密度為2.08眼/km2，屬于嚴重超采區(qū)。3.2.2采空模數(shù)、采空強度該區(qū)和平路以東屬汾河沖積平原區(qū)，以西則屬九院河、虎峪河和玉門河的洪積扇區(qū)。區(qū)內地下水可開采量為1627萬m3，平均可采模數(shù)為15.95萬m3/（km2·a）?，F(xiàn)狀年區(qū)內有開采井381眼，實際開采量為2931萬m3，開采強度為25.44萬m3/（km2·a）；水井密度為3.74眼/km2，超采量為1304萬m3，占可開采量的80%，開采系數(shù)為1.8，屬嚴重超采區(qū)。3.2.3采模數(shù)計算該區(qū)亦屬汾河沖積平原區(qū)，但由于城市化對其補給條件的改變較大，所以補給條件變差。區(qū)內地下水可開采量為1387萬m3/a，可采模數(shù)為17.34萬m3/（km2·a）?，F(xiàn)狀年區(qū)內實有開采井240眼，實際年開采量為1930萬m3，開采強度為24.1萬m3/（km2·a），水井密度為3.0眼/km2，超采量為543萬m3，占可開采量的39.1%，開采系數(shù)為1.39，屬嚴重超采區(qū)。3.2.4井位開采量區(qū)內地下水可開采量為1356萬m3，可采模數(shù)為17.84萬m3/（km2·a）?，F(xiàn)狀年實有開采井266眼，開采量為2197萬m3/a，開采強度為28.9萬m3/（km2·a）；水井密度為3.5眼/km2，開采系數(shù)高達1.62，超采量841萬m3/a，占可開采量的62%，屬嚴重超采區(qū)。3.2.5井驅動方案m該區(qū)地下水可開采量為1420萬m3/a，可采模數(shù)為15.78萬m3/（km2·a）?，F(xiàn)狀年實有開采井399眼，開采量為2271萬m3，開采強度為25.2萬m3/（km2·a）；水井密度高達4.43眼/km2，超采量851萬m3，開采系數(shù)為1.6，水位下降速率最大達到6.4m/a，屬嚴重超采區(qū)。3.2.6實際開采量和超采量蘭村泉域巖溶水可開采量為12614萬m3/a(34.56萬m3/d），現(xiàn)狀年實際開采量為14759萬m3(40.44萬m3/d），開采系數(shù)為1.17，超采量為2145萬m3，占可開采量的17.4%。近10年來，蘭村水源地水位下降速率為2.07m/a，屬嚴重超采區(qū)。3.2.7巖溶水處于嚴重超采狀態(tài)經分析計算，區(qū)內巖溶水在考慮了蘭村水源強采襲奪、煤礦排水的影響和區(qū)外交叉開采等影響因素的前提下，可開采量為1955萬m3/a，現(xiàn)狀年實際開采量為4666萬m3，超采量為2248萬m3，占可開采量的115%，開采系數(shù)為2.15，居10個調控分區(qū)之首，表明區(qū)內巖溶水處于嚴重超采狀態(tài)。此外，在調查、回顧太原市1980年以來的缺水問題過程中，我們發(fā)現(xiàn)逐年累積缺水量作為某一規(guī)劃水平年的需水量和新建供水工程供水量計算的依據(jù)是不合適的。在現(xiàn)狀條件下，需水量、缺水量是既有彈性、又有塑性的，一大部分需水要求如果得不到滿足，就會轉移、消失，被替代壓縮。這也是缺水影響經濟發(fā)展的一種表現(xiàn)形式，這一認識極為重要。4水最項目可能產生的水資源量隨著人口增長，城市化、工業(yè)化以及灌溉對水的需求日益增加，21世紀將出現(xiàn)許多用水緊缺問題。在可供淡水有限的情況下，應積極采取措施，保護寶貴的資源。4.1以地下水為依托，壓縮城市用水2000年，西安市采取果斷行動，關閉城區(qū)自備井，遏制超采地下水，使地面沉降趨緩。這一改善城市環(huán)境的成功經驗也引起了國內外的廣泛關注和贊揚。西安市是陜西省的省會，是十三朝古都所在地，地處關中平原中部，本地水資源先天不足，加之近年來城市和旅游業(yè)的迅速發(fā)展，導致城市用水十分緊張。人們大量使用地下水，許多單位開鑿開采承壓水的自備井。地下水的嚴重超采導致了一系列環(huán)境地質問題的產生：地下水漏斗面積達50km2，并且還在不斷擴大；市區(qū)沉降量大于500mm的面積已達30km2，最大累計沉降量達到1800多mm。由于準備充分、輿論配合、政策到位、執(zhí)法嚴明、監(jiān)督有力，西安市在短短4個月時間內已封停了自備井300眼，年壓縮地下水開采量3000多萬m3。2001年西安市已封停100眼自備水井，進一步減少地下水的開采量。同時引入秦嶺深處的石頭河、黑河水供給城市用水，改變了過分依賴地下水的狀況，形成了以地表水為主、地下水為輔的城市供水局面。目前，兩河引水工程供水能力達到50多萬m3/d，超過全市供水總量的60%。隨著黑河引水二期工程即將竣工，地表水將在西安的城市供水中占據(jù)更為主導的地位，水資源將形成比較合理的配置。4.2蘇錫常地區(qū)：積極應對地下水超采江蘇省的蘇州、無錫、常州地區(qū)地處長江下游、太湖之濱，是全國經濟最發(fā)達的地區(qū)之一。由于對地下水的開發(fā)利用缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和管理，企業(yè)大量取用地下水，致使地下水嚴重超采，形成了5500km2的降落漏斗。在嚴重超采區(qū)，水位下降速率大于3m/a，導致地面沉降、堤防高度減少以及一系列環(huán)境地質問題。1996年6月，江蘇省人民政府發(fā)布了加強蘇錫常地區(qū)地下水管理的通知，要求采取嚴格的地下水管理措施，大幅度削減地下水開采量，用地表水供水，實行計劃開采，逐年壓縮開采量。5年來，江蘇對區(qū)內4831眼取水井實現(xiàn)了全面的持證開采和計量管理，同時，蘇州、無錫、常州三市以自來水替代地下水的區(qū)域供水規(guī)劃已全部編制完成。據(jù)有關部門測算，要將目前3.2億m3的地下水開采量全部替換出來，約需投入水廠、管網(wǎng)等供水工程建設資金40億元。為了從政策上鼓勵企業(yè)用地表水代替地下水，江蘇省還出臺了一系列配套政策，如大幅度上調地下水的水資源費征收標準，對企業(yè)填埋深井給予補助，對超采區(qū)用戶改用自來水的免征自來水增容費。蘇錫常地區(qū)各市、縣也按照省里的要求制訂了實施方案和《深井封填財政補貼實施細則》《深井封填技術規(guī)程》等配套規(guī)定，目前封井工作進展順利，地下水超采得到了有效遏制。其主要經驗是：加強輿論宣傳，爭取社會各界對封井工作的理解、關心和支持；落實封井任務，明確責任單位；規(guī)范封井操作程序，提高封井質量；落實封井經費；加大供水、改水工作力度。4.3地下水開源節(jié)流影響巨大，公民與泉爭水爭水山東省省會濟南市歷來以“泉城”名揚天下，自古為“家家泉水，戶戶垂楊”的美景而驕傲。但是由于缺水，城市生活及工業(yè)都大量開采地下水，導致大部分名泉都有泉無水，號稱“天下第一泉”的趵突泉也不再有“趵突騰奔”的噴涌奇觀。1999年3月2日，被稱為“天下第一泉”的趵突泉完全停噴。四大泉群一“眠”就是900多天，創(chuàng)下了停噴時間最長的紀錄。濟南泉水停噴的主要原因是地下水過量開采。分布在市區(qū)2.6km2范圍內的趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)端拇笕憾及l(fā)源于濟南市南部山區(qū)，泉水的補給主要靠大氣降水和地表水滲漏。趵突泉如正常噴涌，每天涌水近十幾萬立方米；群泉全部噴涌，每天涌水三四十萬立方米。20多年來，由于市區(qū)大量自備井和自來水水廠過量開采地下水，使得地下水庫的水位不斷下降，泉水自然也就噴不出來。為了“引黃保泉”，濟南市5年間總共投入35億元，做足了水文章。首先投資22億元，建設成鵲山和玉清湖兩大水庫，兩大水庫日供水能力達到80萬t。從2001年年春天開始，封閉水井工作在省城開始。到9月下旬，119眼自備井被封閉，每天少開采地下水10多萬m3，也即相當于趵突泉每天涌出的水量。隨著保泉工程的實施，濟南市區(qū)地下水位逐步回升，水位最低的五龍?zhí)度?7處名泉全部復噴，珍珠泉也開始吐出串串“珍珠”，趵突泉群10處名泉也相繼涌水。泉水復噴了，全市上下一片歡呼。為了盡可能長久地讓泉水噴涌，濟南市除了已經建成的兩大黃河水庫，還要在東郊新建一處平原水庫，供水能力達到20萬m3/d。同樣規(guī)模的西郊新水源地也在籌劃之中，再加上南郊的兩大水庫，濟南市僅地表水供應量可保10年內用水無憂。從理論上講，與泉水同源的市區(qū)地下水完全可以棄用，人與泉爭水的矛盾迎刃而解，這意味著四大泉群有望常年噴涌。太原市長期以來嚴重缺水，其主要表現(xiàn)形式是大量超采地下水，從而導致一系列環(huán)境地質問題。地下水