鄂爾多斯水資源

1、鄂爾多斯市干旱丘陵區(qū)水資源現(xiàn)狀及解決對策云峰1趙德英1趙國際1付福林1摘要本文針對鄂爾多斯干旱丘陵區(qū)水資源不足、利用率低的現(xiàn)狀,分析其原因,主要表現(xiàn)為天然降水少,變率大;干旱蒸騰作用強力;地表水分布不均損失量大;地下水極其短缺;需水量逐年增加,管理不善。在此基礎(chǔ)上提出解決問題的技術(shù)措施及管理舉措。重在搞好生態(tài)建設(shè),綜合調(diào)節(jié)水資源時空分布;應(yīng)用先進技術(shù),提高水的利用率;加強水資源的監(jiān)測與管理。最終促進當?shù)厮Y源的建設(shè)與發(fā)展。一、鄂爾多斯市的地理位置及社會環(huán)境鄂爾多斯市地處黃土高原西北部,地理位置東經(jīng)106°30-110°45,北緯37°38-40°40。海

2、拔1,500m左右,相對高差450m?？偼恋孛娣e86,752km2,可劃分為平原區(qū)、丘陵溝壑區(qū)、風(fēng)沙區(qū)和干旱草原區(qū)四個不同類型區(qū)。各區(qū)域之間地形、地貌、土壤及小氣候有著明顯的差別。二十世紀八十年代以來,隨著改革開放政策的落實,鄂爾多斯市的經(jīng)濟、社會各方面有了飛速的發(fā)展,人口不斷增加。工礦企業(yè)、農(nóng)村牧區(qū)各項開發(fā)建設(shè)項目越來越多,使本來就有限的水資源更加短缺。需水量的極劇增加,更拉大了供需差距。全市人口由1985年的113萬人增加到128萬人,加上外來流動人口,總數(shù)超過135萬人。特別是城鎮(zhèn)所處地區(qū),由于流動人口增加,按照水資源的供給量嚴重超載,市政府所在地東勝城區(qū)的缺水量始終在40%以上。祖國大

3、陸實施西部大開發(fā),經(jīng)濟建設(shè)速度將進一步加快,水量供需矛盾將更加尖銳,必須采取有效的措施改善水環(huán)境。本文擬對鄂爾多斯市干旱丘陵區(qū)水資源現(xiàn)狀進行初步分析,并提出解決對策。二、丘陵區(qū)水資源現(xiàn)狀分析鄂爾多斯干旱丘陵區(qū)面積15,365Km2,占全市總土地面積的17.7%。植被地帶屬于半干旱、干旱草原植被帶。自然狀況基本特征為:地貌支離破碎,溝壑縱橫,干旱少雨,雨量集中,基巖裸露,土質(zhì)疏松,水土流失嚴重,水資源貧乏,生態(tài)系統(tǒng)脆弱。本區(qū)多年平均降水量350mm,近幾年連續(xù)干旱不足300mm。土壤大部分為立式黃土或結(jié)構(gòu)松散的鈣質(zhì)黃土,甚至是極易風(fēng)化1內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市水土保持局的裸露砒砂巖。光熱條件與降水

4、基本同步,年10積溫2,8003,100,日照時數(shù)3,0003,100小時,無霜期150170天。由于嚴重的水土流失,使得地貌復(fù)雜多變,梁峁溝壑相間,無平地存在。坡度多在825°,相對高差80150m,溝蝕嚴重,下切伸展俱增,溝壑密度611Km/Km2,多呈V型溝,侵蝕模數(shù)0.71.88萬T/km2。自然條件差,導(dǎo)致水資源的貧乏,分析與之相關(guān)的因素有:1.天然降水-本區(qū)降水就全市范圍內(nèi)而言相對較高,年均降水量325402mm,但仍屬干旱少雨區(qū),天然降水本身不足。-降水量集中。一般集中在七、八、九三個月,往往汛期二、三次降雨量就占全年降水量的60%以上,而農(nóng)作物生長季節(jié)的降水量僅占15

5、%左右。表現(xiàn)為時間上、雨量上同樣集中。雨季降水總量占全年降水的70%以上。-降水年際變化大,保證率低。同一個地區(qū)年降水量極較差比值在56倍左右。降水得不到保證影響著水資源不能保證。-降水強度大,流失嚴重。雨季降水一般以暴雨的形式出現(xiàn),極易產(chǎn)生地表徑流,使大量降水流失,同時洪水毀壞水利設(shè)施,使水資源得不到保護。內(nèi)蒙古三個暴雨中心,鄂爾多斯市占到兩個,即東勝和烏審旗的活雞圖。-有效降水少,雨量、雨強的變化大,使得降水的有效外用率極低。一般幾毫米的少量降水,在很短的時間內(nèi)即被蒸發(fā),地面植物得不到水分補給。大的暴雨隨之流失,形不成有效的土壤水。作物生長季降水少,降水得不到充分利用,一般沒有理想的“毛毛

6、細雨”。往往深秋的“連陰雨”,反而會對成熟的莊稼造成一定的損失。2.干旱蒸騰作用持續(xù)干旱對本地區(qū)的水資源造成嚴重的威脅。春季盛行干熱風(fēng),在近3個月的干旱季節(jié)里,地表及土壤水被大量蒸騰,氣候干熱的特點使得本區(qū)的年蒸發(fā)量達2,0002,500mm,是降水量的6倍以上,短時間少量的天然降水會被全部蒸發(fā),變?yōu)闊o效降水。該區(qū)溝壑縱橫,溝壑密度為6.011.0Km/Km2,每年較長時間的持續(xù)干旱使得下游溝道均呈季節(jié)性河道。無常流水,一些地下水較豐富的溝段處溢水流也只能延伸幾百米,最后干枯消失。只在雨季及春季解凍時出現(xiàn)不到3個月的河川徑流。本區(qū)土壤干土層厚度每年都達到2030,近年來持續(xù)嚴重干旱,干土層達到

7、1m深度,最大1.2m。降水后出現(xiàn)地下常年干土層,在地下30100cm之間,厚度40cm以上。該區(qū)大面積的立式黃土更易使土壤深層水分被蒸發(fā)損失,3.地表水特點該區(qū)溝道稱作“季節(jié)性山洪溝”,即旱季斷流,汛期洪水峰高,水流急,含沙量大。表明年內(nèi)地表水分布不均。汛期來水量占年總徑流量的75.7%。出現(xiàn)地表水的時段有:68月份暴雨季節(jié)山洪出沒,時斷時續(xù);910月份秋雨季節(jié)出現(xiàn)長流水;春季解凍時節(jié)出現(xiàn)短期的融凍水流。累計徑流時間不足三個月,并且地表水以洪水出現(xiàn)較多,含沙量高。區(qū)域內(nèi)水系均屬外流水系,無天然集水功能,只能消耗巨大的財力、物力人為控制水資源的流失。復(fù)雜多變的地形不利于形成很好的水資源。坡陡溝

8、深,河川比降大,暴雨形式的降水極易產(chǎn)生洪水,迅速下泄流失。本區(qū)年地表徑流總量60847m3,有限的地表水資源,使得丘陵區(qū)長期以來始終處在缺水狀態(tài)。4.地下水特點丘陵區(qū)地下水極其貧乏,決定地下水資源量的兩大要素降水量和水文地質(zhì)條件都處于劣勢,降水少且集中如前所述,水文地質(zhì)狀況又不利于地下水的生成,土層極薄,基巖裸露很難形成潛水層,在土層較深厚的平緩梁地,厚度雖可達到20m左右,所下滲的水分,也會延著基巖隔水層從陡坡土壤巖層界面處外流。未分化的砒砂巖滲透性很差,在裸露區(qū)地表徑流只能沿地表流失。丘陵區(qū)地下水總量18,789萬立方米,但在水資源總量中它屬于重復(fù)計算值,因為一般在丘陵山區(qū)水資源總量基本等

9、于河川年徑流總量,由于地形破碎,相對高差大,無地下集水條件,僅有的一點地下水隨地形向下遷移,最終仍轉(zhuǎn)化為河川徑流。深層承壓水在砒砂巖地區(qū)一般都在300m以下,開采利用不容易。除自然條件制約外,社會經(jīng)濟的發(fā)展,人口的增加,使得需水量加大,開采量加大,水的供需矛盾更加緊張。丘陵山區(qū)水資源的利用技術(shù)較差,也使得水的利用率不能盡快提高。行政部門的水務(wù)管理近年來也是剛剛開始,在管理措施上還不夠完善。5.水量供需平衡分析全市農(nóng)業(yè)區(qū)劃表明,丘陵溝壑區(qū)近期保證率75%出現(xiàn)供需缺水,保證率50%時不缺水。說明一般情況下水資源可滿足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要,但是由于來水量時空分布不均,近年來持續(xù)嚴重干旱,需水量的急劇增

10、加及開采利用技術(shù)差、利用率低,實際需水量有很大的缺口。特別是在旱季,有些地方至今解決不了人畜飲用水。三、解決對策丘陵區(qū)水資源的問題在于資源量小,利用難度大,利用率低,自然、人為損失嚴重。解決這些問題一方面是采取有效的技術(shù)措施,改造水資源環(huán)境。另一方面在水資源管理上下功夫,要有好的舉措。1.人為的豐富自然水資源首先是人工增雨,在作物生長季節(jié)能起到適當?shù)淖饔?。針對近年來的持續(xù)干旱,人工增雨得到了較大的發(fā)展,投入的資金逐年增加,每年市政府都實施數(shù)次較大規(guī)模的人工降雨,各旗區(qū)實施小范圍的有效的人工增雨措施。其次有效的防止冰雹、洪水等自然災(zāi)害,減少無效降雨,增加有效降雨,提高天然降水的有效性。第三在經(jīng)濟

11、能力允許時,開發(fā)深層地下水,豐富丘陵區(qū)的地下水資源供給量。2.以小流域為單元搞好生態(tài)環(huán)境建設(shè),將起到綜合性的水資源調(diào)節(jié)功能。水土保持的實踐證明了這一點。從小流域不同的地貌形態(tài)入手,自上而下,步步設(shè)防,梁峁溝坡搞好植被建設(shè),平緩地帶種草,較陡坡地搞工程造林,整地工程結(jié)合林草措施可有效攔截地表水,防止產(chǎn)生坡面股流,使降水就地消化,轉(zhuǎn)為有效土壤水,起到涵養(yǎng)水源的作用。根據(jù)科學(xué)測定每畝森林至少可以貯存20m3的雨水。植被郁閉后,可增加地面濕潤度,減少地表蒸發(fā)。大范圍的植被恢復(fù),可調(diào)節(jié)流域整體小氣候,增加局部降水。有研究表明,森林覆蓋率每增加10%,降水量相應(yīng)增加4%。溝道主要是溝底,要形成“剛?cè)峤Y(jié)合”

12、的壩系工程,“剛性壩”即土石壩,“柔性壩”即植物壩。本區(qū)從砒砂巖或黃土支毛溝作起,在溝底分段布置植物柔性壩,目前以沙棘柔性壩為主,每壩控制36hm2土地,壩長3050m。壩系中壩體總長度占到溝底總長度的1/51/4即可全面控制溝道。1995年起對植物柔性壩進行試驗與推廣,效果很好,具明顯的攔沙緩洪功能。壩上游淤積區(qū)年平均淤積厚度0.20.4 m,溝道穩(wěn)定后最大淤積厚度1.6 m,攔截大于0.05顆粒泥沙占到淤積總量的88%。就對水資源的調(diào)節(jié)涵養(yǎng)作用而言,淤積層形成后降水可迅速下滲,形成地下含水層?，F(xiàn)試驗區(qū)溝底淤積地,是很好的小片濕地,在干旱丘陵區(qū)很難自然形成。土層含水量高,基巖為原來的溝底裸露

13、砒砂巖,隔水性能好,表層又在淤積穩(wěn)定前淤積了細沙及粘土,呈沙壤土狀態(tài),待植被恢復(fù)熟化后可開墾利用。試驗認定沙棘柔性壩上游淤積區(qū)就象一個小水庫,是一個很好的貯水體。進入主溝道可構(gòu)筑較大的植物柔性壩,壩長40 m以上,苗木3年生,以達到應(yīng)有的抗沖性能?；蛟灾沧o岸植物柔性壩,控制流水線,在出現(xiàn)洪水時讓其自然越過植物壩頂,將不常過水的荒灘地進行自然淤澄,以備利用。再向下游即以剛性壩為主,首先是谷坊,匯水面積達到35km2之后,布置骨干壩。作為淤地壩運行的剛性壩下部可開挖池塘,開采利用地下水。剛性壩之間的河川地仍要栽植護岸護灘植物柔性壩。柔性壩與剛性壩組成完整的壩系,對溝道及整個流域給予全面控制,對流域

14、水資源起到整體調(diào)節(jié)作用,主要是對時空分布不均的徑流進行時段空間上的人為再分配,雨季蓄水,旱季用水。壩系與坡面林草植被的恢復(fù)成一體,形成一個完整的生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)。水的循環(huán)將趨于良性循環(huán),降水通過地表植被的接納與緩沖,增加土壤水入滲量,減緩地表徑流的形成,減少泥沙下泄。下滲水又增加了溝底地下水的涌水量,壩內(nèi)攔截大量的地表徑流用于兩岸的農(nóng)田灌溉,流域內(nèi)水循環(huán)自成一體,不再外流損失。3.最大限度地提高水的利用率在目前水資源有限的情況下,提高水的利用率是行之有效的措施,也是解決水資源缺乏的關(guān)鍵。在干旱梁峁區(qū)應(yīng)大力推廣和興建旱井,直接攔截地表徑流,解決牲畜用水及部分灌溉用水.旱井水量有限,其灌溉主要用于溫室

15、節(jié)水灌溉,使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。充分利用節(jié)水微灌技術(shù),主要有噴灌、滴灌、滲灌等,結(jié)合保護地栽培應(yīng)用可進一步提高水的利用率。田間工程變多渠道輸水為管道輸水,如近年來“小白龍”塑料軟管的廣泛應(yīng)用,以減少滲漏、蒸發(fā)等水量損失。擴大覆膜灌溉面積,減少地表蒸發(fā),延長灌溉周期,節(jié)約用水。地下水截伏流開采工程也是一種很好的節(jié)水措施,它基本避免了水面蒸發(fā)帶來的損失量。4.防治水污染保護有限的水資源。水源污染問題也是丘陵區(qū)出現(xiàn)的新問題,隨著城鎮(zhèn)化提高,工礦企業(yè)的大力開發(fā),水資源受到一定的污染損失。主要在城鄉(xiāng)結(jié)合部及有害有毒污水排放的工廠附近。原有水源被污水侵入后不能再利用。應(yīng)采取廢水處理及再利用措施,即使在短期內(nèi)達不到高的再利用率,也不能讓未污染的水源再受到侵害。5.加強水資源的監(jiān)測與管理加強水資源的統(tǒng)一管理,水資源的監(jiān)測在本地區(qū)還沒有形成合理的監(jiān)測網(wǎng)點布局。監(jiān)測技術(shù)落后、數(shù)據(jù)缺乏