利用浅层地下水缓解淡水资源短缺的探讨
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以某市污水处理回用工程为例 ,设计处理量为 20 万 m3 / d , 总 工 程 造 价 3. 09 亿 元 人 民 币 , 运 营 成 本 如下 :
表 1 污水处理回用费用表
电费 药费 人工费 维修管理费 折旧费 合计
费用 元/ m3) 0. 16 0. 05 0. 05
0. 08
0. 20 0. 54
咸淡混浇工程已经成为了衡水市农田水利基本建 设的重点[6 - 7] ,每年全市咸淡混浇开采浅层地下水约 1 亿 m3 ,节约深层地下水约 1 亿 m3 。利用该项技术即不 影响土壤的持续利用[8] ,又间接的在一定程度上减缓 了“冀枣衡漏斗”的扩展[9] 。 3. 5 市政环卫和城市绿化用水
人们的环保意识不断增强 ,人均绿地面积不断增 加 ,城市工业化进程不断加快 ,汽车拥有量不断增长 , 城市绿化及道路洒水降尘用水越来越多 。目前的城市 绿化和市政环卫用水基本为自来水 ,取水点为固定的 消火栓 。单城市绿化用水一项 ,以衡水市区人口总数 40 万 ,人均占有绿地面积 6. 37 m3 计算 ,初步估算城市 绿化面积大约有 255 万 m3 。若每 m2 绿地年用水量 1 m3 ,则一年共需耗水 255 万 m3 。 3. 6 生活杂用及部分工业 、建筑用水
3 开采浅层地下水的优点及利用途径
3. 1 浅层地下水的开采能够提高水资源保护能力 污染物随着降雨 、地表水入渗进入包气带 ,在一系
列复杂的物理 、化学及生物作用下 ,污染物可被不同程 度的吸收或降解 。地下水的开采使包气带厚度增加 , 导致污染物在包气带中停留的时间增加 ,与包气带中 的介质更加充分接触 ,结果增加了地下水体的环境容 量 ,提高了水资源保护能力 。 3. 2 提高了大气降水的利用率
2007 年衡水市深层地下水平均埋深 56. 72 m ,浅 层地下水平均埋深 12. 31 m ,提取浅层地下水的成本仅 为提取等量深层地下水的 22 %左右 。 4. 3 自来水价格
自来水调价后 ,生活饮用水调到 2. 85 元/ m3 ,行政 事业用水为 3. 40 元/ m3 ,工商企业为 3. 85 元/ m3 ,餐饮 服务 用 水 为 7. 40 元/ m3 , 特 殊 行 业 用 水 为 22. 30 元/ m3 。 4. 4 污水处理回用价格
4 开采浅层地下水的经济可行性
4. 1 投资少 以衡水市为例 : 深机井的成井深度一般在 250 ～
350 m ,包括打井 、配泵 、配电等要花十几万元 ,而浅井 的成井深度一般为 30～40 m ,包括地下管道更新改造 等共需 1 万元左右 ,不到深井投资的 10 %。 4. 2 提水成本低
2009 年 1 月 第 31 卷 第 1
期
地下水 Gro und water
J an1 ,2009 Vol1 31 NO1 1
利用浅层地下水缓解淡水资源短缺的探讨
丁二峰 ,刘 颖
(河北省衡水水文水资源勘测局 ,河北 衡水 053000)
城市生活建设中有相当一部分用水对水质要求不 高 ,如生活杂用水 、部分工业用水和建筑用水 。有关资 料显示 ,每天每人饮食用水量一般不会超过 5 L ,而对 于新建的住宅小区 ,由于卫生设施 、公共娱乐设施齐 全 ,环境要求也较高 ,人均日用水量约为 300 L 。可见 绝大多数用水量消耗在冲洗便厕 、景观娱乐 、食物衣物 洗涤 、清洗地面及汽车上 。其中不直接接触人体的各 种杂用水约占总用水量的 50 % ,所以在保证生活质量 不变的情况下 ,节约自来水潜力很大 。
[ R ]. 2007. [ 5 ]李文运 ,张伟 ,李悦. 浅层微咸水开发利用技术研究 [J ] . 海河
水利 ,2005 , (6) :37 - 39. [ 6 ] 张秀义 ,赵延宁. 衡水市地下水开发利用存在的问题及对策
[J ] . 地下水 ,2003 ,25 (2) :87 - 91. [ 7 ]齐胜利. 衡水市利用微咸水灌溉的实践 [J ] . 节水灌溉 ,2005 ,
[ 摘 要 ]浅层地下水在平原地区广泛存在 ,但因普遍受到污染 ,多年来利用程度很低 。通过对衡水 市水资源进行调查 ,从水质 、水量及经济等方面探讨了利用浅层地下水的可行性 。在淡水资源相对短缺 的情况下 ,浅层地下水的开发利用节约了深层淡水资源 ,减缓深层地下水位下降 ,不会造成地面沉降 ,浅 水工程投井下投资小 ,建设用期短 ,所以无论从生态环境还是经济方面看 ,浅层地下水开发利用是可 行的 。
浅层地下水由于埋深浅 ,可在毛细管力的作用下 向上运动 ,最终以参加陆面蒸散发形式散逸到大气中 。 蒸发作用使盐分在土壤中聚集 ,导致土壤碱化 。随着 浅层地下水的开采 ,地下水位下移 ,蒸发作用不断减 弱 ,这样土壤积盐就会得到一定程度上的缓解[5] 。当 地面有降水或其它补给水时 ,土壤中的积盐又可以随 水入渗到地下 ,所以开采浅层地下水有利于改善土壤 结构 。 3. 4 浅层地下水用于农田灌溉
浅层地下水的开发利用节约了深层地下淡水 ,减 缓了深层地下水位下降 ,不会造成地面沉降 ,工程建设 费用低 ,建设周期短 ,比自来水厂或污水处理厂占地面 积小 ,水质比污水回用好 ,所以开采浅层地下水无论从 维护生态平衡指标上看 ,还是从经济指标上看 ,都是可 行的 。
参考文献 : [ 1 ]王彩会 ,陈杰 ,朱锦旗. 开采浅层地下水对地面沉降影响的探
衡水市水资源报告表明 ,衡水市多年平均浅层地 下水资源量为 8. 99 亿 m3 ,浅层地下水的补给主要有以 下四个方面 : (1) 降水入渗补给量 7. 47 亿 m3 / a ; (2) 河 渠入渗补给量 0. 80 亿 m3 / a ; (3) 洼淀湖库等蓄水体渗 漏补给量 551. 7 万 m3 / a ; (4) 灌溉田间入渗补给量0. 97 亿 m3 / a 。扣除潜水蒸发量 、河道排泄量 、侧向流出量 等 ,实际可开采量约为 6. 29 亿 m3 ,其中矿化度在 1～3 g/ L 间的微咸水约有 5. 34 亿 m3 ,占总可开采量的近 85 。 [ 4 ] 2. 3 水质情况
根据浅层地下水水质调查表明 ,衡水市浅层地下 水虽然大部分受到轻微的污染不再适合做饮用水源 , 但是通过与其它标准比较 ,完全可以用于生活杂用 、咸 淡混浇 、市政环卫 、景观娱乐及部分工业用水 。浅层地 下水代替一部分洁净水用于低质用水 ,这对节约有限 的深层地下淡水资源 ,缓解淡水危机 ,减缓地面沉降将 有重大意义 。
[ 关键11. 1 + 2 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 1004 - 1184 (2009) 01 - 0070 - 02
人口的持续增长 ,经济社会的发展 ,水资源的时空 分布不均 ,促使人们寻求水资源利用的合理途径 。目 前衡水市经济社会发展和人民群众生活用水主要取自 深层地下水 ,但长期地超量开采 ,会带来地下水位下 移 、地面沉降 、咸水位下移 、机井报废等一系列环境地 质问题[1] 。与极为短缺的淡水资源相比 ,浅层地下水 相对丰富 ,分布较广 ,而且具有埋深浅 、补给快 、易开采 等特点 。在水质方面优于部分地表水 、生活污水等 ,用 其代替部分自来水用于低质用水 ,缓解淡水资源危机 具有可观的前景 。
(1) :42 - 43. [ 8 ]李志杰 ,马卫萍 ,邢文刚 ,等. 微咸水灌溉利用的综合调控技
术研究[J ] . 土壤通报 ,2001 ,32 ( S0) :106 - 108. [ 9 ]张彦增. 衡水市地下水资源分析探讨 [J ] . 地下水 ,2006 ,28
(2) :20 - 22.
71 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
讨[J ] . 中国地质灾害与防治学报 ,2004 ,15 (4) :79 - 81. [ 2 ]衡水市地方志编纂委员会. 衡水年鉴 [ M ] . 北京 : 方志出版
社 ,2005 :36 - 41. [ 3 ]衡水市水务局. 衡水市水资源评价报告[ R ] . 2006. [4]河 北 省 衡 水 水 文 水 资 源 勘 测 局. 衡 水 市 水 资 源 公 报
第 31 卷 第 1 期 地下水 2009 年 1 月
发 。旱时可用浅层地下水补给农灌水 、河湖水 、水库 水 ,涝时增厚的包气带又可以储蓄过量的雨水 。可见 浅层地下水的开采即调节了雨水时间分布不均 ,又为 防涝提供蓄水条件 ,提高了降水的利用率 。 3. 3 浅层地下水的开采有利于改善土壤结构
2 浅层地下水资源状况
2. 1 背景 衡水市位于河北东南部 ,地貌为冲洪积 、冲湖积平
原区 。全市行政区面积 8 815 km2 ,气候属暖温带大陆 性 、半 湿 润 半 干 旱 季 风 气 候 区 。多 年 平 均 降 水 量 (1956～2003 年系列) 509. 7 mm , 年蒸发量 ( 1980 ～ 2000 年系列) 1 209. 5 mm ,气候干燥[2 - 3 ] 。 2. 2 水量情况
开采浅层地下水能使地下水位降低 ,导致包气带 增厚 ,留出更多的空间接纳地表入渗 ,也可减少地下蒸
[ 收稿日期 ] 2008 - 09 - 19 [ 作者简介 ] 丁二峰 (1983 - ) ,男 ,河北河间人 ,助理工程师 ,主要从事水环境监测评价工作 。
70 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1 浅层地下水的定义
地下水是指赋存于饱水带岩土空隙中的重力水 。 按含水层空隙性质分为孔隙水 、裂隙水和岩溶水 ;按地 下水埋藏条件可分为上层滞水 、潜水和承压水 ;按地下 水埋藏深浅分为浅层地下水和深层地下水 。
浅层地下水主要是指与大气降水 、地表水体有直 接排补关系 ,能在地下水体中参与水循环且可以更新 的动态水 。一般埋深在 50 米以内 ,包括上层滞水 、潜 水 ,在含水层薄的地方还包括部分承压水 。
4. 5 浅层地下水价格 开采浅层地下水主要费用支出源自打井 、配泵 、水
处理和人工管理等 。以单井出水量 10 m3 / h ,每天工作 10 h 计算 ,建设一个日供水 100 m3 的供水站所需费用 约为 8 万元人民币 ,占地约 10 m2 ,运营费用在 0. 2 元/ m3 左右 。
5 结语
表 1 污水处理回用费用表
电费 药费 人工费 维修管理费 折旧费 合计
费用 元/ m3) 0. 16 0. 05 0. 05
0. 08
0. 20 0. 54
咸淡混浇工程已经成为了衡水市农田水利基本建 设的重点[6 - 7] ,每年全市咸淡混浇开采浅层地下水约 1 亿 m3 ,节约深层地下水约 1 亿 m3 。利用该项技术即不 影响土壤的持续利用[8] ,又间接的在一定程度上减缓 了“冀枣衡漏斗”的扩展[9] 。 3. 5 市政环卫和城市绿化用水
人们的环保意识不断增强 ,人均绿地面积不断增 加 ,城市工业化进程不断加快 ,汽车拥有量不断增长 , 城市绿化及道路洒水降尘用水越来越多 。目前的城市 绿化和市政环卫用水基本为自来水 ,取水点为固定的 消火栓 。单城市绿化用水一项 ,以衡水市区人口总数 40 万 ,人均占有绿地面积 6. 37 m3 计算 ,初步估算城市 绿化面积大约有 255 万 m3 。若每 m2 绿地年用水量 1 m3 ,则一年共需耗水 255 万 m3 。 3. 6 生活杂用及部分工业 、建筑用水
3 开采浅层地下水的优点及利用途径
3. 1 浅层地下水的开采能够提高水资源保护能力 污染物随着降雨 、地表水入渗进入包气带 ,在一系
列复杂的物理 、化学及生物作用下 ,污染物可被不同程 度的吸收或降解 。地下水的开采使包气带厚度增加 , 导致污染物在包气带中停留的时间增加 ,与包气带中 的介质更加充分接触 ,结果增加了地下水体的环境容 量 ,提高了水资源保护能力 。 3. 2 提高了大气降水的利用率
2007 年衡水市深层地下水平均埋深 56. 72 m ,浅 层地下水平均埋深 12. 31 m ,提取浅层地下水的成本仅 为提取等量深层地下水的 22 %左右 。 4. 3 自来水价格
自来水调价后 ,生活饮用水调到 2. 85 元/ m3 ,行政 事业用水为 3. 40 元/ m3 ,工商企业为 3. 85 元/ m3 ,餐饮 服务 用 水 为 7. 40 元/ m3 , 特 殊 行 业 用 水 为 22. 30 元/ m3 。 4. 4 污水处理回用价格
4 开采浅层地下水的经济可行性
4. 1 投资少 以衡水市为例 : 深机井的成井深度一般在 250 ～
350 m ,包括打井 、配泵 、配电等要花十几万元 ,而浅井 的成井深度一般为 30～40 m ,包括地下管道更新改造 等共需 1 万元左右 ,不到深井投资的 10 %。 4. 2 提水成本低
2009 年 1 月 第 31 卷 第 1
期
地下水 Gro und water
J an1 ,2009 Vol1 31 NO1 1
利用浅层地下水缓解淡水资源短缺的探讨
丁二峰 ,刘 颖
(河北省衡水水文水资源勘测局 ,河北 衡水 053000)
城市生活建设中有相当一部分用水对水质要求不 高 ,如生活杂用水 、部分工业用水和建筑用水 。有关资 料显示 ,每天每人饮食用水量一般不会超过 5 L ,而对 于新建的住宅小区 ,由于卫生设施 、公共娱乐设施齐 全 ,环境要求也较高 ,人均日用水量约为 300 L 。可见 绝大多数用水量消耗在冲洗便厕 、景观娱乐 、食物衣物 洗涤 、清洗地面及汽车上 。其中不直接接触人体的各 种杂用水约占总用水量的 50 % ,所以在保证生活质量 不变的情况下 ,节约自来水潜力很大 。
[ R ]. 2007. [ 5 ]李文运 ,张伟 ,李悦. 浅层微咸水开发利用技术研究 [J ] . 海河
水利 ,2005 , (6) :37 - 39. [ 6 ] 张秀义 ,赵延宁. 衡水市地下水开发利用存在的问题及对策
[J ] . 地下水 ,2003 ,25 (2) :87 - 91. [ 7 ]齐胜利. 衡水市利用微咸水灌溉的实践 [J ] . 节水灌溉 ,2005 ,
[ 摘 要 ]浅层地下水在平原地区广泛存在 ,但因普遍受到污染 ,多年来利用程度很低 。通过对衡水 市水资源进行调查 ,从水质 、水量及经济等方面探讨了利用浅层地下水的可行性 。在淡水资源相对短缺 的情况下 ,浅层地下水的开发利用节约了深层淡水资源 ,减缓深层地下水位下降 ,不会造成地面沉降 ,浅 水工程投井下投资小 ,建设用期短 ,所以无论从生态环境还是经济方面看 ,浅层地下水开发利用是可 行的 。
浅层地下水由于埋深浅 ,可在毛细管力的作用下 向上运动 ,最终以参加陆面蒸散发形式散逸到大气中 。 蒸发作用使盐分在土壤中聚集 ,导致土壤碱化 。随着 浅层地下水的开采 ,地下水位下移 ,蒸发作用不断减 弱 ,这样土壤积盐就会得到一定程度上的缓解[5] 。当 地面有降水或其它补给水时 ,土壤中的积盐又可以随 水入渗到地下 ,所以开采浅层地下水有利于改善土壤 结构 。 3. 4 浅层地下水用于农田灌溉
浅层地下水的开发利用节约了深层地下淡水 ,减 缓了深层地下水位下降 ,不会造成地面沉降 ,工程建设 费用低 ,建设周期短 ,比自来水厂或污水处理厂占地面 积小 ,水质比污水回用好 ,所以开采浅层地下水无论从 维护生态平衡指标上看 ,还是从经济指标上看 ,都是可 行的 。
参考文献 : [ 1 ]王彩会 ,陈杰 ,朱锦旗. 开采浅层地下水对地面沉降影响的探
衡水市水资源报告表明 ,衡水市多年平均浅层地 下水资源量为 8. 99 亿 m3 ,浅层地下水的补给主要有以 下四个方面 : (1) 降水入渗补给量 7. 47 亿 m3 / a ; (2) 河 渠入渗补给量 0. 80 亿 m3 / a ; (3) 洼淀湖库等蓄水体渗 漏补给量 551. 7 万 m3 / a ; (4) 灌溉田间入渗补给量0. 97 亿 m3 / a 。扣除潜水蒸发量 、河道排泄量 、侧向流出量 等 ,实际可开采量约为 6. 29 亿 m3 ,其中矿化度在 1～3 g/ L 间的微咸水约有 5. 34 亿 m3 ,占总可开采量的近 85 。 [ 4 ] 2. 3 水质情况
根据浅层地下水水质调查表明 ,衡水市浅层地下 水虽然大部分受到轻微的污染不再适合做饮用水源 , 但是通过与其它标准比较 ,完全可以用于生活杂用 、咸 淡混浇 、市政环卫 、景观娱乐及部分工业用水 。浅层地 下水代替一部分洁净水用于低质用水 ,这对节约有限 的深层地下淡水资源 ,缓解淡水危机 ,减缓地面沉降将 有重大意义 。
[ 关键11. 1 + 2 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 1004 - 1184 (2009) 01 - 0070 - 02
人口的持续增长 ,经济社会的发展 ,水资源的时空 分布不均 ,促使人们寻求水资源利用的合理途径 。目 前衡水市经济社会发展和人民群众生活用水主要取自 深层地下水 ,但长期地超量开采 ,会带来地下水位下 移 、地面沉降 、咸水位下移 、机井报废等一系列环境地 质问题[1] 。与极为短缺的淡水资源相比 ,浅层地下水 相对丰富 ,分布较广 ,而且具有埋深浅 、补给快 、易开采 等特点 。在水质方面优于部分地表水 、生活污水等 ,用 其代替部分自来水用于低质用水 ,缓解淡水资源危机 具有可观的前景 。
(1) :42 - 43. [ 8 ]李志杰 ,马卫萍 ,邢文刚 ,等. 微咸水灌溉利用的综合调控技
术研究[J ] . 土壤通报 ,2001 ,32 ( S0) :106 - 108. [ 9 ]张彦增. 衡水市地下水资源分析探讨 [J ] . 地下水 ,2006 ,28
(2) :20 - 22.
71 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
讨[J ] . 中国地质灾害与防治学报 ,2004 ,15 (4) :79 - 81. [ 2 ]衡水市地方志编纂委员会. 衡水年鉴 [ M ] . 北京 : 方志出版
社 ,2005 :36 - 41. [ 3 ]衡水市水务局. 衡水市水资源评价报告[ R ] . 2006. [4]河 北 省 衡 水 水 文 水 资 源 勘 测 局. 衡 水 市 水 资 源 公 报
第 31 卷 第 1 期 地下水 2009 年 1 月
发 。旱时可用浅层地下水补给农灌水 、河湖水 、水库 水 ,涝时增厚的包气带又可以储蓄过量的雨水 。可见 浅层地下水的开采即调节了雨水时间分布不均 ,又为 防涝提供蓄水条件 ,提高了降水的利用率 。 3. 3 浅层地下水的开采有利于改善土壤结构
2 浅层地下水资源状况
2. 1 背景 衡水市位于河北东南部 ,地貌为冲洪积 、冲湖积平
原区 。全市行政区面积 8 815 km2 ,气候属暖温带大陆 性 、半 湿 润 半 干 旱 季 风 气 候 区 。多 年 平 均 降 水 量 (1956～2003 年系列) 509. 7 mm , 年蒸发量 ( 1980 ～ 2000 年系列) 1 209. 5 mm ,气候干燥[2 - 3 ] 。 2. 2 水量情况
开采浅层地下水能使地下水位降低 ,导致包气带 增厚 ,留出更多的空间接纳地表入渗 ,也可减少地下蒸
[ 收稿日期 ] 2008 - 09 - 19 [ 作者简介 ] 丁二峰 (1983 - ) ,男 ,河北河间人 ,助理工程师 ,主要从事水环境监测评价工作 。
70 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1 浅层地下水的定义
地下水是指赋存于饱水带岩土空隙中的重力水 。 按含水层空隙性质分为孔隙水 、裂隙水和岩溶水 ;按地 下水埋藏条件可分为上层滞水 、潜水和承压水 ;按地下 水埋藏深浅分为浅层地下水和深层地下水 。
浅层地下水主要是指与大气降水 、地表水体有直 接排补关系 ,能在地下水体中参与水循环且可以更新 的动态水 。一般埋深在 50 米以内 ,包括上层滞水 、潜 水 ,在含水层薄的地方还包括部分承压水 。
4. 5 浅层地下水价格 开采浅层地下水主要费用支出源自打井 、配泵 、水
处理和人工管理等 。以单井出水量 10 m3 / h ,每天工作 10 h 计算 ,建设一个日供水 100 m3 的供水站所需费用 约为 8 万元人民币 ,占地约 10 m2 ,运营费用在 0. 2 元/ m3 左右 。
5 结语