维普资讯 http://www.cqvip.com ＳＨＡＮＸｌ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ 运城市水资源开发利用现状与思考 陈天太 （运城市节约用水办公室，山西运城Ｏ４４ＯＯＯ） ［摘要】在对运城市水资源状况及开发利用现状进行客观分析的基础上，针对水资源开发利用中存在的供需 矛盾突出、生态环境恶化、缺乏统一调配、管理行为粗放、资源浪费严重、利用程度不高等一系列问题，提出了 水资源合理开发利用的措施及对策。 ［关键词］水资源；开发利用；／ｇ城市 ［中图分类号】ＴＶ２１３．４ ［文献标识码］Ｃ ［文章编号］１００４—７０４２（２００８）０４—００２４—０２ １水资源概况 ３水资源开发利用存在问题 ３．１供需矛盾突出，制约经济发展 从１９９０年 ２０００年需水量统计结果分析看，需水 根据２００５年的第二次水资源评价成果，运城市 １９５６年～２０００年系列多年平均水资源量１３３ ３６２万 ｍ，其中，河川径流量５８ ６９０万ｍ，，地下降水人渗补给 ，量呈逐年递增趋势，在地表水供水工程供水能力不能 量９９９３１万ｍ，，二者重复计算量为２５ ２５９万ｍ，。运城 市水资源可利用量８０ ９６１万ｍ，，其中地表水可利用 量２４ ４４４万ｍ，，地下水可利用量６６ １７８万ｍ，，重复 利用量９ ６６１万ｍ 。 ２水资源开发利用现状 提高和各行业节水措施不能有效落实前，未来供需水 缺口将进一步增大，以地下水超采来替代可供水量不 足的情况将难以避免，供需矛盾会日趋突出。 为了满足用水需求，运城市每年提引黄河、汾河 水１．５亿ｍ，左右，超采地下水约２．４亿ｍ，，尽管如此， 仍远远不能满足用水需求。在农业灌溉方面，目前，运 城市仍有１．４万ｈｍ２旱地由于没有可靠水源得不到适 时灌溉。在吃水方面，农村仍有ｌ０－４万人存在饮水困 难问题，１５７．２８万人饮用着不同程度的氟水、砷水及 ２００５年全市水资源开发利用总量ｌ０．４６亿ｍ，，按 水源分：地下水８．ｏ４亿ｍ，，占总用水量的７７％；地表 水２．４２亿ｍ，，占总用水量的２３％。按用途分：城市生 活用水０．４亿ｍ，，占总用水量的４％；农村生活用水 ０．３９亿ｍ ，占总用水量的４％；工业用水１．６２亿ｍ３， 占总用水量的ｌ５％；农业灌溉用水７．４ｌ亿ｍ ，占总用 其他被污染的水。在工业用水方面，海鑫集团出巨资 高价调水；振兴集团因缺水导致发电机组不能正常运 水量的７１％；林牧渔畜用水０．６４亿ｍ ，占总用水量 的６％。 行，每天损失ｌＯ余万元。还有不少企业因缺水而限 产，损失不可估量。因此，水资源紧缺已成为制约运城 市国民经济发展的主要因素。 ３．２生态环境恶化，影响人民生活 ２００５年地下水开采量已超过８亿ｍ ，超采地下 水１．４２亿ｍ，，全市地下水超采面积为７ ５５１ ｋｍ２，占全 市盆地平原区面积的８８％，严重超采区面积达 ５ ０２５ ｋｍ２，占全市盆地平原区面积的５８％，并且超采 地区仍然在继续高强度开采。其中，涑水盆地地下水 ３．２．１ 地下水严重超采，环境水文地质条件逐年恶化 多年来，运城市地下水一直处于严重超采状态， 涑水盆地和汾河谷地严重超采区面积达５ ０２５ ｋｍ：，严 超采面积为３ ３８４ ｋｒｎｚ，占全市超采区面积的４５％，严 重超采区面积为３ ３８４ ｋｍ２，占全市严重超采区面积的 ６７％；汾河谷地地下水超采面积为１ ６４１ ｋｍｚ，占全市 超采区面积的２２％，严重超采区面积为１ ６４１ ｋｍ ，占 全市严重超采区面积的３３％。根据多年观测成果，地 下水漏斗中心区（运城市市区）的地下水水位ｌ７年下 重超采区地下水位年平均下降４．２７ ｍ。由于地下水位 不断下降，除河道滩涂等特殊地形外，全市浅层地下 水已基本干涸。１９９５年～２０００年，仅夏县、Ｉ临猗两县就 报废各类水井４ ６４４眼。中深层水位不断下降，导致提 水费用逐年增高，由于高强度、大面积超采地下水，使 相互依赖的地面水、浅层地下水失去依托。伍姓湖干 降了８０余米，平均每年下降１．４８ ｍ。由以上分析可 知，运城市水资源十分短缺，远远满足不了经济社会 可持续发展的需要。 枯、古堆泉流量锐减、涑水盆地边沿出现裂缝等。 ３．２．２地表、地下水质恶化 随着工业，特别是乡镇企业的迅速发展，工业废 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 堕 型ｌ 水资源管理・２ＯＯ８年第４期 水和生活污水剧增，大量超标污水肆意排人河道、水 济效益差、回采率低的小矿，要坚决予以关闭。 ４．２充分发挥现有水源工程的供水能力 库，使水体渐渐失去可利用的资源价值。汾河有害物 质严重超标，涑水河、姚暹渠已成为排污河。严重污染 要解决区内水资源紧缺问题，必须进一步完善提 黄灌溉系统，使现有引黄工程发挥最大效益。 的地表水直接或间接影响地下水，使一些滩、河、渠地 区地下水遭受不同程度的污染，出现水质性缺水。 ３．３缺乏统一调配，提黄效益甚微 ２０００年，运城市国民经济各部门用水总量为 １ １２ ６９２．０４万ｍ３，其中地下水总取水量８１ ４８９万ｍ３。 ４．３严格控制地下水开采，实现水资源可持续利用 对于运城这样严重缺水的地区来说，地下水是一 种具有多年调节作用的特殊资源，对特殊干旱年具有 应急和维持社会基本功能的作用。因此，在现状条件 运城市地下水开采以农灌为主，２０００年农业用水为 ６６ ８３２万ｍｓ，占总取水量的８２％。据现状资料统计， 沿黄大中型机电灌站１４处，现有提水能力８Ｏ．７ｌ ｍ３／ｓ， 而２０００年全市提黄引水量仅１２ ０４８万ｍ，，提黄工程 效益还未全部发挥。 ３．４管理行为粗放，资源浪费严重 ３．４．１农业用水 农业是用水大户，运城市现状农业灌溉平均取水 量２ ８２４．６５ ｍ３／ｈｍ２，相当于全国平均水平的３９－３％，全 省平均水平的７１．１％。 ３．４．２工业用水 运城市自备水源井开采量占全市工业地下水开 采量的８６．３％。部分企业，尤其是管理不规范的民营 企业无计量设施，内部成本核算管理粗放；一些离公 路、河渠较远的企业为减少处理成本，在沟道、渗坑直 排污水，导致自备井无节制开采，水浪费现象严重。 ３．４．３城市生活用水 目前，运城市１３个城区都不同程度地存在着单 位自备井供水情况，仅运城市城区公共供水就占城区 总用水量的１／２。包费制和低水价在自备井单位中普 遍存在，计划用水制度未得到严格执行，市民节水更 多是靠习惯，而不是靠经济杠杆来约束。 ３．５污水处理滞后，利用程度不高 ２０００年，运城市废污水总排人量为８ １４８．７ ｍ３，其 中９５％未经处理直接排人河道、农田，流人水库或渗 入地下，ｌ３个县（市、区）仅有运城市城区和永济市分 别建成日处理规模４万ｍａ和０．８万ｍ，的城市生活污 水厂，大多数大型厂矿企业现状年污水处理厂均未建 成。废污水直排河道、沟渠或直接农灌，在浪费水资源 的同时又严重污染了地表、地下水体。 ４水资源合理开发利用措施及对策 ４．１加强地下采矿管理，有效保护水资源 以煤为主的地下水采掘活动对水资源破坏严重， 应从保护水资源角度加强对矿业开采的管理，按当地 水资源的重要程度分别实行保护性开采和以开采为 主适当保护矿业开采，对矿坑排水量大、污染严重、经 下，必须严格控制地下水的开采，特别是已经超采的 地区，严格禁止地下水新增开采量。严重超采区要由 依照《中华人民共和国水法》的规定划定禁采区、 限采区。充分发挥地下水所具有的多年调节作用，保 留必要的地下水资源作为城市和主要经济区的战略 后备水源。 ４．４调整开采层位，建立地下水良性循环系统 在涑水盆地，特别是在盆地中部，由于浅层水水 质较差，其矿化度最高可达５ ｇ，Ｌ～１０ ｇ，Ｌ，为ｓＯ ・ｃｌ— Ｎａ（Ｍｇ）或Ｃｌ—Ｎａ型水，开采较少，近年来在建筑及城 市卫生用水方面已逐步加大开采力度，这是消减中深 层水开采量的有效措施。 ． 在冲湖积平原低洼地带，大约５８０ ｋｍ２地带原为 盐渍化地区，但由于近年来地下水水位连年下降，盐 渍化现象已基本消失，这些地区经大规模引黄后，会 使水位回升，极易引起土壤返盐，形成新的盐渍化问 题。因此在新的客水引入的情况下，必须建立相应的 排灌结合系统，并调整开采层位，采取“开浅压深、抽 咸换淡、以灌代排、咸淡混用”的形式，这是建立新的 地表水、地下水联合调度人工调节系统的关键性措 施，从而逐步形成地下水良性循环系统。 ４．５进一步开发沿黄水源地 沿黄河低阶地具有良好的贮水构造及充沛的补 给来源，是运城市最具有开采潜力的地区。计算表明， 仅河津禹门口冲洪积扇水源地、永济蒲州水源地、万 荣汾河口水源地可开采资源量为２２ ２４５万ｍ３／ａ，而现 状年（２０００年）开采量仅为４ ２３２．８万ｍ３／ａ，开采潜力 十分巨大，因此进一步加快沿黄地下水水源地的建设 步伐，是减轻全市大规模地下水超采压力最为有效的 措施之一。自２００７年全市实施兴水战略以来，山西省 夹马口北扩和北赵引黄工程可从根本上解决运城的 水资源紧缺问题。 ４．６加大节水资金投入，充分挖掘农业节水灌溉潜力 应加大节水灌溉设施建设资金投入，并对自筹资 金采用先进节水措施的农民给以扶持，充分挖掘 农业灌溉节水潜力，使农业逐步由高（下转第６３页） 型璺 曼圜 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 技术与应用・２００８年第４期 堕 ４．４１ ｍ，即从理论上讲，ＨＬＸ２１０ａ比ＨＬＤ４１电站基础 表１各模型转轮参数比较表 开挖量要少。 ——＼ ＨＬＸ２１０ａ－３７．２ ＨＬＤ４１－３５ 飞逸特性：机组在运行过程中突然甩去全负荷， 最 单位转速ｎｔｌ／ｒｐｍ ７５．０ ７８．０７ 而在调速系统或导水机构失灵时，水流的能量将大部 优 单位流量Ｑｌ。／ｍ ０．８４９ ０．９７１ 分用来使机组转速上升，直到稳定在某一最大值，此 工 最高效率ｒ／／％ ９４．２１ ９２．０ 最大转速为水轮机的飞逸转速，是水轮机的特性参数 况 比转速ｎ，ｌｍ・ｋＷ ２１０ ２３１ 指标之一。从模型转轮的飞逸特性曲线可明显看出， 限 单位流量Ｑｌ１／ｍ １．１４５ １．１０１ ＨＬＸ２１０ａ低于ＨＬＤ４１，在最不利工况下计算 制 效率叼 ％ ８８．２ ８９．Ｏ ＨＬＸ２１０ａ的飞逸转速为７４５．９ ｒｐｍ，而ＨＬＤ４１的飞逸 工 比转速ｎ／ｍ・ｋＷ ２３６ ２４２ 转速为７６０．５ ｒｐｍ。 况 空化系数 Ｏ．１Ｏ６ Ｏ．Ｏ８ 轴向水推力：在机组正常工作时，受到顺轴指向 尾水管方向的水推力的作用为轴向水推力。水轮机的 真机水轮机型号 Ｈ ２１０ａ—ＬＪ一１００ ＨＬＤ４１一ＬＪ—ｌ００ 轴向水推力的大小直接影响机械强度，从推力系数上 额定水头，ｍ １ ２８．２８ ２８．２８ 看，ＨＬＸ２１０ａ和ＨＬＤ４１无区别，轴向水推力均为 转轮直径Ｄ。／ｍ １．００ １．００ ８．３２ ｔ。两种型号水轮机配套的机组容量和台数相同， 狈疋转运／／，，／ｒｐｍ ４２８．６ ４２８．６ 厂房内吊车、主变压器、调速器、主阀及主要电气设 额定流量Ｑ，／ｍ ５．２５ ５．２５ 备、水力机械主要附属设备的型号也基本相同，故从 水轮机额定出力／ｋＷ ｌ ３３０ １ ３３０ 这方面比较对结果没有影响。 水轮机吸出高度ｎ／ｍ ４．９７ ４．４１ 对水轮机的性能比较从以下三方面进行： 飞逸转速ｎｆ／ｒｐｍ ７４５．９ ７６０．５ 一是模型转轮的性能。ＨＬＸ２１０ａ的模型最高效率 水推力系数Ｋ Ｏ－３５ ０．３５ 为９４．２ｌ％，而ＨＬＤ４１模型最高效率为９２．０％， 导叶相对高度ｂｇＤ ０．２８７ ０．２５ ＨＬＸ２１０ａ优于ＨＬＤ４１。模型转轮的参数比较见表ｌ。 活动导叶数／个 ２４ １ ９４５ 二是水轮机的运行水头范围为２６ ｍ～３０．２８ ｍ，水 配套发电机型号 ＳＦ１２５０－１４｜２１５０ ＳＦ１２５０一ｌ４／２１５０ 头变化范围较窄，比较模型综合特性曲线，ＨＬＸ２１０ａ 综合上述分析，建议岭子底水电站水轮机组采用 高效率区包含的范围明显优于ＨＬＤ４１，而且转轮的水 ＨＬＸ２１０ａ—ＬＪ一１００水轮机。 力运行稳定性较高。 ５结语 三是根据水轮机效率修正公式计算得：ＨＬＸ２１０ａ 水轮机的选型设计是电站设计的重要组成部分， 效率修正值为０．６９３％，ＨＬＤ４１为０．５９２％，因此在该 它直接决定了电站的投资成本以及建成运行后的收 电站的选型中，结合选型规律取效率修正值为０．３％ 益情况。所以要从各个指标方面进行详细论证和比 绘制运转特性曲线。由水轮机的运转特性曲线可知， 较，选择最优的转轮。 设计水头２８．２８ ｍ下，发出额定出力时ＨＬＸ２１０ａ—ＬＪ一 ［作者简介］冯江虹（１９７５一），女，１９９９年毕业于中国农业 １００的效率为９３．３４％，ＨＬＤ４１一Ｉ２—１００的效率为 大学流体机械与流体工程系机电专业，工程师。 － ９１．７７％，前者效率高。 ［收稿日期】２００８—０５—２８Ｉ［修回日期］２００８—０７—０６ （上接第２５页）耗低效的传统化粗放经营方式向低耗 的风陵渡经济开发区污水处理厂，对于改善区域水环 高效现代化集约经营方式转变，这是解决运城市水资 境质量，保证城市水源安全，减少河道水体的污染负 源短缺的重要战略步骤。 荷，实现可持续发展具有重要的意义。 ４．７扩大污水处理能力。增加污水回用量 ４．８严格取水许可管理法律法规 随着工业和城市的发展，污水排放量逐渐增多， 新、改、扩建的固定资产投资项目必须进行水资 应积极采取多种措施，逐步建立区域性水循环治理工 源论证，对其取用水合理性进行前期分析，提交取水 程，建设一批集中处理的城市污水处理厂，加强污水 许可行政审批的技术依据，从严审批高耗水工业企业 资源化，减少污水排放，正在筹建的日处理规模为 项目开采地下水的取水许可申请。 ５万ｍ３／ｄ的运城市东污水处理厂及准备修建的日处 ［作者简介］陈天太（１９５７一），男，１９９９年毕业于华北工学 理规模为２．５ ｍ 的污水处理厂、日处理规模为 院电算化专业。 ８ ｍ３，ｄ的永济市污水处理厂、日处理规模为２万ｍ３／ｄ ［收稿日期］２００８—０６—０３；［修回日期】２００８—０７—１８ 璺 圃
