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(duì)策云峰1趙德英1趙國(guó)際1付福林1摘要本文針對(duì)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(qiáng)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(wèn)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(shí)空分布;應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),提高水的利用率;加強(qiáng)水資源的監(jiān)測(cè)與管理。最終促進(jìn)當(dāng)?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(huì)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(duì)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(gè)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(jì)八十年代以來(lái),隨著改革開放政策的落實(shí),鄂爾多斯市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(xiàng)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多,使本來(lái)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(wàn)人增加到128萬(wàn)人,加上外來(lái)流動(dòng)人口,總數(shù)超過(guò)135萬(wàn)人。特別是城鎮(zhèn)所處地區(qū),由于流動(dòng)人口增加,按照水資源的供給量嚴(yán)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(guó)大

3、陸實(shí)施西部大開發(fā),經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度將進(jìn)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(duì)鄂爾多斯市干旱丘陵區(qū)水資源現(xiàn)狀進(jìn)行初步分析,并提出解決對(duì)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(yán)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(shí)數(shù)3,0003,100小時(shí),無(wú)霜期150170天。由于嚴(yán)重的水土流失,使得地貌復(fù)雜多變,梁峁溝壑相間,無(wú)平地存在。坡度多在825°,相對(duì)高差80150m,溝蝕嚴(yán)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(wàn)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(duì)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(gè)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(zhǎng)季節(jié)的降水量?jī)H占15

5、%左右。表現(xiàn)為時(shí)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(gè)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(qiáng)度大,流失嚴(yán)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(shí)洪水毀壞水利設(shè)施,使水資源得不到保護(hù)。內(nèi)蒙古三個(gè)暴雨中心,鄂爾多斯市占到兩個(gè),即東勝和烏審旗的活雞圖。-有效降水少,雨量、雨強(qiáng)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(shí)間內(nèi)即被蒸發(fā),地面植物得不到水分補(bǔ)給。大的暴雨隨之流失,形不成有效的土壤水。作物生長(zhǎng)季降水少,降水得不到充分利用,一般沒(méi)有理想的“毛毛

6、細(xì)雨”。往往深秋的“連陰雨”,反而會(huì)對(duì)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(duì)本地區(qū)的水資源造成嚴(yán)重的威脅。春季盛行干熱風(fēng),在近3個(gè)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(diǎn)使得本區(qū)的年蒸發(fā)量達(dá)2,0002,500mm,是降水量的6倍以上,短時(shí)間少量的天然降水會(huì)被全部蒸發(fā),變?yōu)闊o(wú)效降水。該區(qū)溝壑縱橫,溝壑密度為6.011.0Km/Km2,每年較長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)干旱使得下游溝道均呈季節(jié)性河道。無(wú)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(shí)出現(xiàn)不到3個(gè)月的河川徑流。本區(qū)土壤干土層厚度每年都達(dá)到2030,近年來(lái)持續(xù)嚴(yán)重干旱,干土層達(dá)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(diǎn)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(lái)水量占年總徑流量的75.7%。出現(xiàn)地表水的時(shí)段有:68月份暴雨季節(jié)山洪出沒(méi),時(shí)斷時(shí)續(xù);910月份秋雨季節(jié)出現(xiàn)長(zhǎng)流水;春季解凍時(shí)節(jié)出現(xiàn)短期的融凍水流。累計(jì)徑流時(shí)間不足三個(gè)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(wú)天然集水功能,只能消耗巨大的財(cái)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(zhǎng)期以來(lái)始終處在缺水狀態(tài)。4.地下水特點(diǎn)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(shì),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(dá)到20m左右,所下滲的水分,也會(huì)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(wàn)立方米,但在水資源總量中它屬于重復(fù)計(jì)算值,因?yàn)橐话阍谇鹆晟絽^(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(duì)高差大,無(wú)地下集水條件,僅有的一點(diǎn)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(lái)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(shí)不缺水。說(shuō)明一般情況下水資源可滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,但是由于來(lái)水量時(shí)空分布不均,近年來(lái)持續(xù)嚴(yán)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(shí)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(duì)策丘陵區(qū)水資源的問(wèn)題在于資源量小,利用難度大,利用率低,自然、人為損失嚴(yán)重。解決這些問(wèn)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(zhǎng)季節(jié)能起到適當(dāng)?shù)淖饔?。針?duì)近年來(lái)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(shí)施數(shù)次較大規(guī)模的人工降雨,各旗區(qū)實(shí)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(wú)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(jì)

11、能力允許時(shí),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?yàn)閱卧愫蒙鷳B(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(shí)踐證明了這一點(diǎn)。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(cè)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(rùn)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(zhǎng)3050m。壩系中壩體總長(zhǎng)度占到溝底總長(zhǎng)度的1/51/4即可全面控制溝道。1995年起對(duì)植物柔性壩進(jìn)行試驗(yàn)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(duì)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(yàn)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(lái)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(xì)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(yàn)認(rèn)定沙棘柔性壩上游淤積區(qū)就象一個(gè)小水庫(kù),是一個(gè)很好的貯水體。進(jìn)入主溝道可構(gòu)筑較大的植物柔性壩,壩長(zhǎng)40 m以上,苗木3年生,以達(dá)到應(yīng)有的抗沖性能?；蛟灾沧o(hù)岸植物柔性壩,控制流水線,在出現(xiàn)洪水時(shí)讓其自然越過(guò)植物壩頂,將不常過(guò)水的荒灘地進(jìn)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(dá)到35km2之后,布置骨干壩。作為淤地壩運(yùn)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(hù)岸護(hù)灘植物柔性壩。柔性壩與剛性壩組成完整的壩系,對(duì)溝道及整個(gè)流域給予全面控制,對(duì)流域

14、水資源起到整體調(diào)節(jié)作用,主要是對(duì)時(shí)空分布不均的徑流進(jìn)行時(shí)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(gè)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(guò)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(jì)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(hù)地栽培應(yīng)用可進(jìn)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(lái)“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(kuò)大覆膜灌溉面積,減少地表蒸發(fā),延長(zhǎng)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(lái)的損失量。4.防治水污染保護(hù)有限的水資源。水源污染問(wèn)題也是丘陵區(qū)出現(xiàn)的新問(wèn)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(dá)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(qiáng)水資源的監(jiān)測(cè)與管理加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理,水資源的監(jiān)測(cè)在本地區(qū)還沒(méi)有形成合理的監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布局。監(jiān)測(cè)技術(shù)落后、數(shù)據(jù)缺乏