石家庄地区近70年来伴随经济发展的水文环境变化分析(沈彦俊 宋献方 肖捷颖 陈建耀 唐常源)

作者:佚名    文章来源:水信息网    点击数:    更新时间:2007-11-26
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    水文地质资料、社会经济文献和城市地图等进行综合整理,并通过现场调查,对地下水采样,分析水质组成和氚同位素浓度,研究城市和农业发展与水资源开发等人类活动对区域水资源系统和水循环结构的影响。

    通过GIS方法对1934年至2001年间5幅地图进行空间分析,得出石家庄市70年来的城市化过程,研究结果已另文发表嘲,本文直接利用结果。城市用水、农业生产及灌溉情况的资料来自石家庄市经济统计年鉴和石家庄志以及石家庄供水总公司。气象资料来自河北省气象台站。

    为了查清研究区域地下水水循环特征,从2000年至2001年根据不同季节对地下水进行了4次实地调查和采样。现场观测的项目包括地下水位、水温、电导率、pH值等。地下水的氚同位素浓度则通过液体闪烁仪来分析。同时,通过用户访问了解实际地下水利用的情况。此外,研究区的地下水位和水质的历史资料通过查阅有关文献来收集。并利用环境统计资料展现当前水环境的污染状况及其变化,分析石家庄地区土地利用/覆盖变化对区域水文环境的影响及其反馈作用,探讨两者之间的相互关系。

    4 区域地下水位及其水质变化特征

    4.1 城市化进程和水资源开发利用

    图2显示了从1934年到2001年石家庄市市区面积扩展和地下水位埋深的变化状况。根据肖捷颖等人的研究结果[8],过去近70多年来,石家庄市的城市化发展可以归纳为缓慢成长期、快速恢复期、迂回增长期和高速增长期4个发展阶段嘲。在这4个阶段中水资源开发也有其不同的特点。

    (1)缓慢成长时期(1934—1950年)

    石家庄市因其地理位置优越,在京汉和正太铁路相继建成后,而发展成为华北物资运输的集散地且日趋繁华,城市类型为小型商业城市和消费城市。城市用水主要为地表水和地下水。到1950年,石家庄市的供水机井只有2眼,年供水量39×10 4m3,主要用于生活用水,地下水埋深在3—5m左右[9]。

    (2)国民经济快速恢复时期(1950—1955年)

    这一阶段石家庄市城市用地发展很快,新中国的建设初期,百业待兴,一些国家重点工程项目相继落户石家庄,如纺织联合企业、华北制药厂及热电厂。仅这5年内城市基本建设就占用耕地约2 000hm2。这个时期是石家庄市城市用地的第一个高速扩展时期,除了利用地表水外,地下水的埋深大约下降了1m左右。这个时期滹沱河常年流水,地表水资源丰厚,地下水开采量仍很小,地下水机井只有5眼,年供水量为170×10 4m3,基本处于补排平衡。

    (3)迂回增长时期(1955—1981年)

    在这一时期中国经历了大跃进、三年自然灾害和调整时期以及文化大革命。尽管石家庄市的城市用地扩展非常缓慢,但城市化和工业生产的发展加快了地下水的开采,地下水位下降速度为0.65m/a。从水资源开发角度来看,在这段时期内上游水库的建造,以及华北平原防洪排涝基本建设的完成,形成了水资源人为调控的基本格局。1965年以前,石家庄市的地下水还处在天然状态,随着水利工程的建成,上游水库的拦蓄,河道流量的减少,而使地下水的补给量逐渐减少,同时随开采量的逐年增加,从1965年开始出现地下水漏斗,地下水位逐年下降。在1973年出现封闭等水位线,面积为1.Okm2,地下漏斗中心水位埋深为15.74m。据统

    计,1973年的机井达到44眼,此后每年都有新的机井投人生产,并陆续有机井因地下水位的下降而报废。到1980年机井数达到77眼,累计报废的机井有9眼。1970年代以来工业用水增长显著(图3),占到总用水量的32%,而生活用水达到总开采量的55%。

    (4)高速增长时期(1981—2001年)

    在这一时期,石家庄市城市化出现前所未有的快速发展趋势。除了旧城改造以外,更多的是向外扩张,如1995年石家庄城市建设占用耕地126.67hm2。

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