第一节 黄河三角洲的水资源与水环境
一、自然概况
1.地理位置与行政区划
东营市位于山东省北部黄河三角洲地区,中华民族的母亲河——黄河,在东营市境内流入渤海。东营市地理位置为E118°07′~119°10′、N36°55′~38°10′。东、北临渤海,西与滨州市毗邻,南与淄博市、潍坊市接壤。南北最大纵距123km,东西最大横距74km,总面积8243 km2,土地确权面积7923km2。
东营市于1983年建市,现辖东营、河口两个区,垦利、利津、广饶3个县,23个镇、13个乡、7个街道办事处。
2.地形地貌
东营市是鲁北平原的重要组成部分,除小清河以南地区为山前冲积平原外,其余均为黄河冲积而成的典型的三角洲地貌。地势总体平缓,西高东低,南高北低。顺黄河方向西南高、东北低,背黄河方向近河高、远河低。西南至东北部自然比降为1/8000~1/12000;西部至东部自然比降为1/7000;背河自然横比降为1/7000,河滩高出地面3~5m。由于历史上黄河改道和决口频繁,形成了岗、坡、洼地相间排列的复杂微地貌。在纵向上,呈指状交错;在横向上,呈波浪状起伏。主要地貌类型有缓岗、河滩高地、微斜平地、浅平洼地和海滩地。
3.水文气象
东营市地处中纬度,背陆面海,受欧亚大陆和太平洋的共同影响,属暖温带季风型大陆性气候。基本气候特征为冬寒夏热,四季分明。春季干旱多风,常发生春旱,夏季炎热多雨,时有台风侵袭,冬季干冷,雨雪稀少,多北风、西北风。东营市多年平均气温12.8℃,最高气温多出现在6—7月,最低温出现在1—2月;全年平均日照时数2728.5h,南多北少;日平均气温超过0℃的持续日数为276~280d,积温为4747~4777℃。
由于受到地理纬度、地形地貌、天气形势等因素的影响,水文现象在时空分布上变化较大。根据最新2003年山东省水资源评价成果,东营市1956—2000年多年平均年降水量为556 mm。最大年降水量为1043.5mm,发生在1964年;最小年降水量为358.4 mm,发生在1968年;极值比为2.9。20世纪60年代多年平均年降水量为607.1 mm;70年代多年平均年降水量为597.3 mm;80年代多年平均年降水量为469.8 mm;90年代多年平均年降水量为577.1 mm。东营市是山东省各地级行政分区中降水量最小的地区。降水量不仅年际变化大,而且年内分配不均,75%的年降水量主要集中在汛期6—9月,7月、8月降水量占年降水量的50%以上,枯期8个月降水量仅占年降水量的25%左右。
据1971—2001年蒸发资料分析,全市多年平均年蒸发量为1885mm(E601φ20cm),最大蒸发量为2246.3mm(1981年),最小蒸发量为1470.3mm。蒸发量年内分配不均,蒸发量最大为夏季692.4mm,占全年的36.7%,最小为冬季180.7mm,占全年的9.6%。
据1956—2000年水文资料分析,东营市多年平均径流深53.9mm,天然径流量为42.7亿m3,径流时空变化规律基本与降水一致。集中在4—11月,主要集中在6—10月,12月至翌年3月无径流产生。
4.水文地质
东营市在地质构造上,位于华北地台新生坳陷之东南部,济阳坳陷东端。自新生代以来,地表以沉降运动为主,区内广为第三系和第四系沉积物覆盖。地层由老至新有太古界泰山岩群,古生界寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系,中生界侏罗系、白垩系,新生界第三系及上覆的第四系。凹陷和凸起自北而南主要有:埕子口凸起(东端)、车镇凹陷(东部)、义和庄凸起(东部)、沾化凹陷(东部)、陈家庄凸起、东营凹陷(东半部)、广饶凸起(部分)等。根据地层构造、成因类型、地层岩性和沉积物来源,可分为黄泛平原和山前平原。
黄泛平原区位于小清河以北,面积7414km2,沉积物为粉砂、细砂、黏土、亚黏土,沿海地带常见有海相贝壳。上部存在巨厚的咸水体,咸水底界面埋深由小清河沿岸的100m过渡到东北沿海大于400m。浅层地下水矿化度大于5g/L,为咸水区。
山前平原区位于广饶县境内小清河以南,面积636km2,沉积物主要来源于泰沂山区由淄河等河流搬运来的冲积物。地层由南向北缓倾,具有典型的山前冲积平原水文地质特征:垂直方向,自上而下,含水层颗粒由细变粗;水平方向,由南向北,含水层颗粒由粗变细,结构由单一变层状,地下水埋深由深变浅,水力性质由潜水逐步过渡为承压水,矿化度也逐步增高,由淡水过渡为微咸水、咸水。
整个地区地下水类型除广饶和沿黄地带及黄河故道两侧为淡水区外,其余均为咸水区。地下水含水层(组)可分为0~60m浅层潜水—微承压水含水层(组)、100~400m中层咸水承压水含水层(组)、400~800m深层淡水—咸水承压水含水层(组)、1000~1800m深层地热水承压水含水层(组)、2000~3000m深层卤水承压水含水层(组)。深层淡水—咸水承压水含水层(组):含水层顶板埋深400~500m,底板埋深800~1000m。深层淡水分布于史口北—东营电厂—广北水库一线以南的地区。含水沙层累计厚度20~40m,单层厚度2~5m,单井涌水量500~1000m3/d,矿化度一般小于1g/L,水化学类型主要为重碳酸氯化物—钠型、重碳酸硫酸氯化物—钠型水。
东营市水文地质如图2-2所示。
5.土壤植被
东营市土壤划分为5种土类,分别是褐土、潮土、盐土、水稻土和砂姜黑土。其中褐土面积很小,约占土壤总面积的3.44%,分布在南部高程8m以上的山前缓岗、山前倾斜地与河阶地上。成土母质为洪积、冲击物或黄土状物质,富含石灰质;潮土约占土壤总面积的44.46%,分布在山麓平原至海拔3~4m的滨海平原上;盐土占土壤总面积的50.88%,除南部外,其余地区均有盐土分布;水稻土占土壤总面积的0.47%,呈斑状散布于水利条件好的低平地或沿黄低洼地上;砂姜黑土占土壤总面积的0.75%,主要分布在交接洼地或古扇间洼地中。
图2-2 东营市水文地质图
黄河三角洲属暖温带落叶阔叶林区。区内无地带性植被类型,植被的分布主要受水分土壤含盐量、潜水水位与矿化度、地貌类型的制约以及人类活动影响。木本植物很少,以草甸景观为主体。在天然植被中,以滨海盐生植被为主,占天然植被的56.5%,沼生和水生植被占天然植被的21%,灌木柽柳等占天然植被的21%,阔叶林仅占天然植被的1.5%左右。人工植被中以农田植被为主。木本栽培植被仅占人工植被的4.3%左右,农田植被占人工植被的95.7%。
6.河流水系
东营市现行水系按流域划分,分为黄河流域水系、海河流域水系及淮河流域水系。唯有黄河本身属于黄河流域,其他河道以黄河为界线,黄河以北属海河流域,黄河以南属淮河流域。海河流域水系多为南北走向,共有潮河、沾利河等10条河流;淮河流域水系多为东西走向,共有小清河、支脉河、广利河、永丰河等20条河流。东营市河流水系分布如图2-3所示。
二、社会经济概况
1.区域社会经济现状
东营市是山东省的重要城市之一,位于素有“金三角”之称的黄河三角洲区域,具有优越的地理位置、良好的开发条件、丰富的生物和石油资源,这些都为东营市的经济社会发展创造了十分有利的条件。
据统计,2010年东营市确权土地面积7923km2,耕地面积283.11万亩,其中有效灌溉面积248.4万亩。总人口184.87万,其中城镇人口80.87万、农村人口104.00万,城镇化率43.7%。市境南部、西南部人口密集,北部、东北部地广人稀。2010年全市共完成国内生产总值2359.94亿元,比上一年增长13.4%,人均国内生产总值116448元,第一、第二、第三产业比例为3.7:72.6:2.7,三年产业比例日趋合理。农林牧渔业全面发展,全年实现增加值169.64亿元,粮食总产量79.36万t;工业生产稳步发展,实现增加值1735.37亿元,增长14.2%。城镇居民人均总收入27082元,农民人均纯收入8427元,人民生活水平稳步提高。东营市国民经济指标统计见表2-1。
表2-1 东营市2010年各县区国民经济主要指标统计
注 人口指户籍人口,不包括暂住人口和流动人口。
东营具备土地、石油天然气和海洋资源优势,全市土地总面积1200万亩,人均土地面积6.7亩,拥有未利用土地452亩,黄河每年新淤土地1.5万亩左右。胜利油田已探明石油地质储量48亿t、天然气地质储量2300亿m3,原油产量稳定在2700万t左右。
图2-3 东营市河流水系图
同时,中海油在渤海湾地区年产2000万t原油通过东营港经济开发区储备中转。东营市海岸线长412.67km,滩涂和浅海面积近6000km2,生物资源多样,鱼虾蟹贝资源丰富,近海等深线密集,岩盐分布面积1057km2,资源储量5882亿t,卤水资源储量9.5亿m3。东营市实施以基础设施超前发展带动黄河三角洲建设和发展的战略,城市建设以及水利、电力、交通、通信等各项事业取得长足进展,经济发展环境不断优化,投资环境日臻完善。“工业强市”“科教兴市”的战略决策,使石油化工、盐及盐化工、造纸、机电、轻纺、建材、食品加工等工业门类得到较快发展,涌现出了一批实力较强的企业集团,推出了一批出口创汇产品。1999年实施“大开放、大招商、大发展”决策以来,引进外来投资项目8000多个,到位外来固定资产投资130余亿元。大力推进农业产业化进程,全市形成了粮棉、畜牧、水产、瓜菜、林果等五大主导产业,农业生产逐步向市场化、科技化、企业化、集约化方向发展。积极发展商业、餐饮服务、金融等第三产业,成为黄河三角洲的商贸、金融中心。成立了高新技术投资担保公司,设立了高新技术创业园,正在规划建设高新技术企业“孵化器”。先后与38家大院大所建立了长期稳定的科技合作关系,联建科研开发机构53家,引进聘用高层次人才435人,转化高新技术成果88个。全市国家级高新技术企业发展到4家、省级36家。黄河三角洲建设发展呈现出蓬勃向上的新局面。
2.区域社会经济发展规划
2009年11月23日,国务院以国函〔2009〕138号文件批复同意了《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》,表明黄河三角洲高效生态经济区建设提升为国家战略层面。黄河三角洲高效生态经济区,是以黄河历史冲积平原和鲁北沿海地区为基础,向周边延伸扩展形成的经济区域,包括东营市、滨州市,潍坊市的寒亭区、寿光市、昌邑市,德州市的乐陵市、庆云县,淄博市的高青县和烟台市的莱州市,共19个县(市、区),陆地面积2.65万km2。
黄河三角洲高效生态经济区的定位是,按照高效、生态、创新的原则,以资源高效利用和改善生态环境为主线,建设全国重要的高效生态经济示范区、全国重要的特色产业基地、全国重要的后备土地资源开发区和环渤海重要的增长区域。
据《山东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纳要(2011—2015年)》,“十二五”期间将依托东营、滨州、潍坊港和烟台港莱州港区,加快建设东营、滨州、潍坊北部、莱州四大临港产业区,形成西起乐陵、东至莱州的环渤海南岸经济集聚带。在此过程中,东营市将发挥越来越明显的区域带动作用。
三、水资源概况
(一)降水量
根据2003年山东省水资源评价成果,东营市1956—2000年多年平均年降水量为560mm。在20%、50%、75%和95%频率年份,降水量分别为670.8mm、542.1mm、451.7mm和340.5mm。
(二)当地水资源量
1.地表水资源量
地表水资源量是指河流、湖泊等地表水体中由当地降水形成的可以逐年更新的动态水量。根据山东省水资源评价成果,东营市1956—2000年平均地表水资源量为42736万m3。在20%、50%、75%和95%频率年份,地表水资源量分别为67160万m3、32391万m3、15542万m3和3869万m3,在全省属水资源较贫乏地区。同时,由于土地盐碱化及河道污染,汇入河道的地表径流水质相对较差,只能部分用于农田灌溉或渔业,利用程度较低。
2.地下水资源量
地下水资源量是指地下水体中参与水循环且可以逐年更新的动态水量。在东营市,具体是指近期下垫面条件下矿化度小于2g/L的浅层地下水资源量。经分析计算,东营市地下水资源量为25498万m3,主要集中在广饶县境内。东营市境内黄河滩区地下淡水量为2000万m3。另外,东营市有大量微咸水和咸水分布,其中微咸水(矿化度2~5g/L)多年平均为30577万m3,咸水(矿化度不小于5g/L)多年平均为29955万m3。
3.当地水资源总量
当地水资源总量为当地降水形成的地表和地下产水量,即地表径流量与降水入渗补给量之和。东营市1956—2000年平均当地水资源总量为61596万m3,在20%、50%、75%和95%频率年份,当地水资源总量分别为91359万m3、52406万m3、30810万m3和12037万m3。东营市不同频率年份水资源量详见表2-2。
表2-2 东营市不同频率年份水资源统计成果
东营市各县区多年平均水资源量见表2-3。
表2-3 东营市各县区多年平均水资源量成果 单位:万m3
(三)客水资源量
客水资源量包括黄河客水、小清河、支脉河和淄河客水等。
1.黄河客水资源量
由于受流域降水和引黄工程调节影响,新中国成立以来,黄河径流发生了很大变化。据统计,1951—2009年黄河利津站平均年来水量为310.0亿m3,1964年最大为973亿m3,1997年最小为18.6亿m3。自1999年小浪底水库建成运用和统一调度以来,1999—2009年黄河利津站平均年来水量为134.1亿m3。
2.小清河、支脉河、淄河客水资源量
小清河多年平均入境水量58200万m3。该河原是一条排洪、灌溉、航运和生活用水的多功能河道,污染严重,经过1996年、1997年治理,水质有所改善。1998年,东营市在下游建王道拦河闸,拦蓄上游地表径流,主要用于农田灌溉。
支脉河多年平均入境水量28620万m3。由于沿途地下水补给及引黄尾水排入,成为沿河两岸农业灌溉和渔业发展的重要水源。
淄河多年平均入境水量10400万m3。但自1980年以后,因上游建库拦蓄和连续干旱,已基本没有天然径流,下游干涸,上游入境处常年囤积淄博市工业废水。
(四)水资源特点
东营市水资源具有以下特点。
1.水资源总量匮乏
东营市处于全省年降水量低于600mm的区域,大部分区域年均径流深不足50mm。径流模数仅为全省平均水平的42.6%。由于大面积咸水区域的存在,地下水资源可开发利用的区域集中在小清河以南的区域,因此也使得东营市成为全省水资源最匮乏的地区之一。
2.年际变化大
据统计表资料,东营年降水量变化大。最大年降水量为1043.5mm,发生在1964年;最小年降水量为358.4mm,发生在1968年;极值比为2.9。20世纪60年代多年平均年降水量为607.1mm;70年代多年平均年降水量为597.3mm;80年代多年平均年降水量为469.8mm;90年代多年平均年降水量为577.1mm;21世纪的头10年,多年平均年降水量为564mm。
径流量年际间变化也非常大,其中最大年径流量为195885万m3,发生在1964年;最小年地表水资源量为8581万m3,发生在1957年;极值比为21.3。20世纪60年代平均年径流量为62390万m3;70年代平均年径流量为50225万m3;80年代平均年径流量为21401万m3;90年代平均年径流量为51486万m3;21世纪的头10年,多年平均年径流量为50317万m3。
3.年内分配不均
区域内降水量年内分配极不均匀,多集中在汛期6—9月,占年降水量的75%左右;其中7月、8月降水量可占年降水量的50%以上,枯期8个月降水量仅占年降水量的25%左右,且多发生暴雨。由于降水年内分布特点,造成地表径流具有明显的季节性,全年径流量的80%~90%集中在汛期。由于地表径流过于集中,汛期经常出现洪涝灾害,而非汛期河道经常断流,给地表水的开发利用和水环境保护带来了困难。
四、水环境概况
东营市地表水资源目前均受到不同程度的污染,污染源主要是城镇生活和工矿企业污废水排放、油区落地原油等。水资源污染给水环境带来较严重的影响,根据环保部门对河道水质监测分析结果,市境内的重要河流及过境河流均属污染河流,其中小清河、支脉河、广利河、太平河、挑河等均属严重污染河流。
1.地表水水质概况
东营市水资源主要是客水资源,包括黄河、小清河、支脉河、淄河及其支流等,工农业生产和人民生活用水90%以上来源于黄河。从多年监测数据看,黄河利津水文站断面各项水质监测指标均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水标准。广利河小赵家断面水质达到Ⅴ类标准,达到一般景观用水要求。小清河在进入东营市之前已排入大量的造纸废水和生活污水,进入东营市后又汇入了新的工业废水,水质污染严重,为劣Ⅴ类。支脉河入境前汇入高青、博兴县的工业废水,水质为劣Ⅴ类。
2.地下水水质概况
东营市地下水包括浅层和深层地下水,浅层地下水主要靠大气降水补给,主要分布在小清河以南广饶县境内;小清河以北以及小清河以南广饶县大码头、大营、西流桥三个乡镇均属于咸水区,浅层地下水矿化度5~20g/L,由南向北,由西向东递减,该区地下水含有毒物质,不适宜开采。地下水水质NH3—N、氯化物、总大肠菌群均超GB/T 14848—93《地下水质量标准》Ⅲ类标准,其中以氯化物超标最严重(超27.84倍),为不适于饮用、高矿化度、高硬度的苦咸水。
按照矿化度大小进行分区,分别对矿化度小于1g/L、1~2g/L、2~10g/L、10~50g/L和大于50g/L的地下水进行监测,监测指标涉及矿化度、pH值、总硬度、TDS、、Cl-、Fe、Mn、Cu、Zn、挥发酚、阴离子合成洗涤剂、CODMn、NO3—N、NO2—N、F、Hg、As、Cd、Cr6+、Pb,以及色、嗅和味、浊度、肉眼可见物共25项指标,监测结果表明,地下水高矿化度区域,TDS和Cl-严重超标,不适合饮用,而氨氮、重金属、挥发酚等其他指标等均符合GB/T14848—93Ⅲ类标准。