遼寧省地下取水井分布及水量開(kāi)發(fā)利用研究

1 遼寧省地形地貌

遼寧省總體地貌格局為遼東山地丘陵、遼北康法丘陵及遼西低山丘陵三面環(huán)繞下遼河平原，呈“六山一水三分田”結(jié)構(gòu)，山地、平地、水面占全省土地面積的比例分別為58%、33%、9%。地勢(shì)自北向南、自東西兩側(cè)向中部?jī)A斜，山地丘陵分布于東西兩側(cè)，中部為由東北向西南傾斜的長(zhǎng)條形平原。大多數(shù)河流自東、西、北向南匯集，在濱海形成大面積的平原洼地。

2 水井?dāng)?shù)量及分布

2.1 取水井?dāng)?shù)量

遼寧省是地下取水井?dāng)?shù)量較多的省份，目前地下取水井總數(shù)為501.39萬(wàn)眼，這一數(shù)量是其他水利工程無(wú)法比較的，但單井規(guī)模較小和出力微弱的特點(diǎn)又是與其他水利工程無(wú)法抗衡的。其按用途分為灌溉井和供水井，灌溉井82.68萬(wàn)眼，占地下取水井總數(shù)的16.5%；供水井418.71萬(wàn)眼，占83.5%。地下取水井當(dāng)中機(jī)電井383.39萬(wàn)眼，占76.5%；人力井118萬(wàn)眼，占23.5%。

2.2 規(guī)模以上機(jī)電井情況

全省機(jī)電井中規(guī)模以上機(jī)電井14.35萬(wàn)眼，規(guī)模以下機(jī)電井369.04萬(wàn)眼。地下水井持續(xù)利用數(shù)量、井徑、井深、井壁管材料、所取用地下水類(lèi)型、應(yīng)用狀況、機(jī)電設(shè)備配套情況及管理情況，可以從規(guī)模以上機(jī)電井看出。

地下水井易建、易堵、易更換，近10年建的水井發(fā)揮作用，1980年以前建的井目前只存在0.66萬(wàn)眼，20世紀(jì)90年代的井沿用2.12萬(wàn)眼，2000年前后的井沿用5.70萬(wàn)眼，近10年的井應(yīng)用8.66萬(wàn)眼，分別占規(guī)模以上機(jī)電井的4.6%、14.8%、39.7%、60.3%；井壁管材料采用鋼筋混凝土管和混凝土管的較多，數(shù)量分別為3.61萬(wàn)、4.83萬(wàn)眼，2項(xiàng)合計(jì)占規(guī)模以上機(jī)電井總數(shù)的58.8%；井深小于50 m的機(jī)電井比例接近80%，井深100 m以?xún)?nèi)的占97%，超過(guò)500 m的占0.3%；井口井管內(nèi)徑大于300 mm的機(jī)電井占80.5%；根據(jù)應(yīng)用狀況分為日常使用和應(yīng)急備用，日常使用的機(jī)電井比例占83.0%，備用占17%；所取用地下水類(lèi)型分為淺層地下水和深層承壓水，淺層地下水占99.5%；已配套機(jī)電設(shè)備的井占87.5%；管理單位隸屬關(guān)系分為省、市、縣、鄉(xiāng)，鄉(xiāng)級(jí)管理的，占96.6%。

2.3 地下取水井分布

2.3.1 數(shù)量分布。遼寧省機(jī)電井分布范圍大，而且分散在全省各流域和地區(qū)，分布不均。按流域劃分主要分布在遼河、沿渤海西部諸河和遼東沿黃渤海諸河，3個(gè)區(qū)域占機(jī)電井總數(shù)量比例81.7%，是遼河，占30%以上；人力井主要分布在遼河和沿渤海西部諸河，其占人力井總數(shù)量的比例均接近30%，二區(qū)域占機(jī)電井總數(shù)量比例62.8%（表1）。

按行政區(qū)劃分，機(jī)電井主要分布在沈陽(yáng)、大連、錦州、朝陽(yáng)，4個(gè)市均占總機(jī)電井?dāng)?shù)的10%以上，合計(jì)占機(jī)電井總數(shù)量比例為56.4%。人力井主要分布在沈陽(yáng)、錦州、鐵嶺、葫蘆島，4個(gè)市占機(jī)電井總數(shù)量比例為56.2%。

按用途劃分，全省灌溉機(jī)電井以規(guī)模以下為主，主要分布在遼河、渾河和沿渤海西部諸河，3個(gè)區(qū)域占灌溉井的78.3%；從行政分區(qū)看，灌溉井主要分布在沈陽(yáng)、錦州、朝陽(yáng)市，3個(gè)市合計(jì)數(shù)量占總灌溉井的58.2%。全省供水井418.71萬(wàn)眼，以規(guī)模以下供水機(jī)電井為主，主要分布在遼河、沿黃渤海諸河，二區(qū)域占總供水井的59.9%。從行政分區(qū)看，供水井規(guī)模上沈陽(yáng)、大連、錦州、朝陽(yáng)較多；規(guī)模以下供水機(jī)電井沈陽(yáng)、朝陽(yáng)和錦州較多；人力井沈陽(yáng)、鐵嶺、葫蘆島較多。按地貌類(lèi)型劃分，山丘區(qū)取水井?dāng)?shù)量288.28萬(wàn)眼，占57.5%，平原區(qū)21.31萬(wàn)眼，占42.5%。

2.3.2 數(shù)量密度分布。為了充分反映地下水井分布狀況，剔除面積影響因素，采用水井?dāng)?shù)量密度表示水井的分布。所謂密度指單位面積擁有取水井?dāng)?shù)量[1-2]。

流域三級(jí)區(qū)面積采用第2次水資源評(píng)價(jià)計(jì)算面積，全省計(jì)算面積145 506 km2，水資源分區(qū)也采用第2次水資源評(píng)價(jià)結(jié)果。為了配套利用分區(qū)面積，昌圖縣東遼河取水井歸到柳河口以上。全省平均取水井密度34.5眼/km2，平原區(qū)大于山丘區(qū)（圖1）。

山丘區(qū)平均取水井密度25.3眼/km2，較大的區(qū)域是沿黃渤海東部諸河和沿渤海西部諸河流域，平均取水井密度均超過(guò)30眼/km2，遼河干流的柳河口以下也較大，達(dá)43.3眼/km2，東南部的鴨綠江流域密度只有8.3眼/km2。

平原區(qū)取水井密度較大，流域也超過(guò)20%，但地區(qū)分布不均勻性也更加明顯，平均取水井密度67.6眼/km2，較突出的區(qū)域是沿渤海西部諸河區(qū)域和渾河流域，平均取水井密度均超過(guò)100眼/km2，沿渤海西部諸河區(qū)域接近130眼/km2，渾河流域接近110眼/km2，其次是遼河流域，密度60眼/km2左右，東南部的鴨綠江流域小平原密度也達(dá)到了逾20眼/km2。

3 地下水井開(kāi)采量及分布

3.1 地下水井開(kāi)采水量

全省水井取水量為56.74億m3，機(jī)電井取水量55.73億m3，人力井取水量1.01億m3，僅占水井取水量的1.8%。機(jī)電井中規(guī)模以上取水量33.26億m3，占水井取水量的58.6%，規(guī)模以下機(jī)電井取水量22.47億m3，占水井取水量的39.6%，規(guī)模上下取水量比例6∶4。

取水量包括灌溉取水量和供水井取水量。全省2011年取水井為農(nóng)業(yè)灌溉供水量33.50億m3，占地下水總供水量的59.0%。2011年地下水井實(shí)際灌溉58.96萬(wàn)hm2，其中灌溉水田21.28萬(wàn)hm2，水澆地指玉米和高粱等大田作物，由于2012年雨水適宜大田作物需水要求，水澆地補(bǔ)充灌溉僅為9.724萬(wàn)hm2；供水井取水量中包括城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、工業(yè)等，全省供水井取水量23.24億m3，占地下水總?cè)∷康?1%；供水井城鎮(zhèn)生活取水量8.82億m3，占全省供水井取水量的38%。

3.2 地下水井開(kāi)采量出力

不同規(guī)模井對(duì)取水量的貢獻(xiàn)不同，比如規(guī)模以上機(jī)電井14.35萬(wàn)眼，規(guī)模以下機(jī)電井369.04萬(wàn)眼，人力井118.0萬(wàn)眼，數(shù)量比例3∶74∶23，而規(guī)模以上機(jī)電井取水量33.26億m3，規(guī)模以下機(jī)電井取水量22.47億m3，人力井取水量1.01億m3，取水量比例59∶40∶1，以3%的工程數(shù)量提供了59%的水量。

以單井取水量表示取水井出力。全省規(guī)模上、下機(jī)電井單井取水量分別為2.32萬(wàn)m3/眼和609 m3/眼，規(guī)模上機(jī)電井是規(guī)模下機(jī)電井取水量的38倍，人力井出力只有86 m3/眼，單井貢獻(xiàn)水量。不同用途單井出力相差也更大，盡管農(nóng)業(yè)灌溉井在2011年規(guī)模上、下取水量各占1/2，但單井貢獻(xiàn)取水量分別為1.40萬(wàn)、0.23萬(wàn)m3，前者是后者的6.1倍。供水機(jī)電井不同規(guī)模貢獻(xiàn)相差更大，規(guī)模上、下供水機(jī)電井?dāng)?shù)量比例1∶150，規(guī)模上機(jī)電井以不到1%的數(shù)量貢獻(xiàn)了73%的水量，每眼供水機(jī)電井規(guī)模上、下取水量分別為7.4萬(wàn)m3和201 m3，前者是后者的368倍（表2）。

3.3 地下取水井開(kāi)采量分布

3.3.1 水量分布。從全省地下水取水量的空間分布來(lái)看，取水量主要分布在遼河、渾河、太子河、沿渤海西部諸河，遼河干流比例高，占36.4%，柳河口以上占20.3%，渾河所占比重接近20%，太子河及大遼河、沿渤海西部諸河各占15.9%，遼東沿黃渤海諸河占總?cè)∷?.8%，其余不超過(guò)2%（表3）。

按地貌特點(diǎn)劃分，水井取水量主要分布在平原區(qū)，2011年平原區(qū)水井取水量40.15億m3，占地下水井取水量的70.6%，山丘區(qū)取水量16.59 m3，占29.4%，山丘區(qū)水井開(kāi)采量大多發(fā)生在山間河谷平原處，只是按國(guó)家要求面積小于500 km2未被按平原劃分出來(lái)。

從行政區(qū)分布看沈陽(yáng)市地下水取水量占全省地下水總量的31.3%，錦州市、鐵嶺市、鞍山、朝陽(yáng)和遼陽(yáng)比例在10%左右，其余大連、本溪、丹東、盤(pán)錦等8市地下水取水量占全省地下水總?cè)∷康谋戎鼐?%以下。

3.3.2 水量開(kāi)采模數(shù)分布。為了充分反映地下水井水量分布狀況，剔除面積影響因素，采用水井地下水量開(kāi)采模數(shù)表示。所謂模數(shù)指單位面積取水量[3-4]。

全省平均開(kāi)采模數(shù)4.0萬(wàn)m3/km2，但分布不均勻，超過(guò)平均水平的有遼河干流、渾河流域和太子河及大遼河流域，渾河流域模數(shù)大，接近10萬(wàn)m3/km2。地貌特點(diǎn)的不同，取水模數(shù)相差較大。山丘區(qū)地下水平均開(kāi)采模數(shù)僅1.5萬(wàn)m3/km2，而平原區(qū)取水模數(shù)12.7萬(wàn)m3/km2，平原區(qū)主要原因是富水性好，取水效益高，但由于水資源特點(diǎn)和用水需求的緣故，取水模數(shù)地區(qū)分布不均勻性也比較明顯，較突出的區(qū)域是渾河流域，模數(shù)30.4萬(wàn)m3/km2，其次是太子河及大遼河流域，模數(shù)20.2萬(wàn)m3/km2，占據(jù)94 km2平原面積的渾江口以下區(qū)域，模數(shù)6.4萬(wàn)m3/km2（圖2）。

4 遼寧省供水結(jié)構(gòu)及水資源開(kāi)發(fā)利用

4.1 供水量結(jié)構(gòu)

按供水工程分類(lèi)，可以簡(jiǎn)單地把供水工程分為地表供水工程、地下水井供水工程。2011年地表工程供水量77.05億m3，水井工程供水量56.74億m3，比例6∶4。

水井工程供水量主要分布在遼河、渾河及沿渤海西部諸河水資源缺少地區(qū)，呈現(xiàn)存在與遼寧省水資源量分布逆向分布的規(guī)律。遼寧省水資源量分布是從東南向西北減少的趨勢(shì)，東南部的鴨綠江流域水資源量豐富，西北部的老哈河資源量貧瘠，而水井工程供水量分布規(guī)律與之相反，東南部的鴨綠江供水地表水占為主導(dǎo)地位，水井供水量只占10%，太子河及大遼河流域和沿黃渤海東部諸河也以地表水工程供水為主，水井供水量只占25%左右，渾河流域地表和地下水井工程供水比例接近，上游以地表水工程為主，下游平原區(qū)地下水井與地表水工程供水量相當(dāng)，以渾河為界再往西往北的遼河干流和沿渤海西部諸河地下取水工程地位漸漸提升，遼河干流水井工程供水量超過(guò)60%，沿渤海西部諸河地下水工程供水量占總供水量上升到了80%以上，西北部的老哈河水井工程供水量占據(jù)95.6%的主導(dǎo)地位。

4.2 水資源開(kāi)發(fā)利用程度分析

利用2011年普查成果對(duì)遼寧省淡水資源利用狀況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，不包括承壓水及微咸水。分析前首先扣除再生水、雨水直接利用、海水淡化等其他水源供水，同時(shí)扣除在平原區(qū)深層承壓水利用量，利用在地供水量進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。根據(jù)現(xiàn)行水資源評(píng)價(jià)概念和含義，山丘區(qū)地下水資源量包含在地表水資源量中。為此，該次分析只對(duì)平原區(qū)地下水開(kāi)采率和全流域地表水利用率進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

地表水資源利用量=地表水工程供水量+山丘區(qū)水井工程供水量

遼寧省多年平均地表水資源量302.49億m3，地下水資源量124.68億m3，水資源總量324.79億m3。2011年地表水供水量77.05億m3，水井工程供水量56.74億m3，扣除承壓水0.64億m3，地表水工程與水井工程總供水量133.16億m3。平原區(qū)水井供水量39.51億m3，山丘區(qū)水井供水量16.59億m3，地表水資源利用量93.67億m3。

經(jīng)計(jì)算，全省平均地表水資源利用率31%，從平均情況看利用程度不高，但地表水資源利用率在地區(qū)分布上相差懸殊。遼寧省地表水利用率高的是太子河及大遼河流域，利用率達(dá)到了73%，渾河地表水利用率57%，其次是遼河41%，面積稍小的老哈河地表水利用率也超過(guò)了50%。地表水利用率低的是鴨綠江，僅8.3%，沿黃渤海東部和西部諸河地表水利用率30%左右，利用率適中。

遼寧省平原區(qū)面積3.15 km2，主要集中在中部下遼河平原，扣除礦化度大于2 g/L的區(qū)域，下遼河平原區(qū)面積2.52 km2。全省平原區(qū)地下水平均開(kāi)采率71.1%，渾河流域高，開(kāi)采率83.4%，遼河、太子河及大遼河開(kāi)采率70%左右（表4）。

5 結(jié)論

（1）遼寧省地下取水井?dāng)?shù)量較多，范圍大，而且分散在全省各流域和地區(qū)，且分布不均，現(xiàn)狀取水井總計(jì)501.39萬(wàn)眼，以機(jī)電井為主，不到10人就有1眼井，密度35眼/km2；水井供水量較多，2011年供水量56.74億m3，占全省總供水量的41%，對(duì)生活、生產(chǎn)貢獻(xiàn)較大。水井供水中用于灌溉和供水比例3∶2。

（2）遼寧省地下取水井比較集中的區(qū)域是平原區(qū)，取水井密度較大，遠(yuǎn)大于山丘區(qū)，沿渤海西部和渾河流域平原區(qū)，平均取水井模數(shù)100眼/km2以上；與取水井密度雷同遼寧省水井開(kāi)采量也主要分布在平原區(qū)，占總水量的70.6%，開(kāi)采模數(shù)較突出的區(qū)域是渾河流域和太子河及大遼河流域。

（3）遼寧省水井工程數(shù)量和取水量與該省水資源量分布呈逆向分布，由東南向西北增加的趨勢(shì)，以地表和地下水井工程供水比例接近渾河流域?yàn)榻?，東部和南部的區(qū)域供水地表水占主導(dǎo)地位，往西往北水井供水量占據(jù)主導(dǎo)地位。

（4）全省平均地表水資源利用率31%，遼渾太地區(qū)和老哈河流域開(kāi)發(fā)利用程度較高，均超過(guò)40%；平原區(qū)地下水平均開(kāi)采率71.1%，渾河流域開(kāi)采率83.4%。

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