|
贾新台 刘长海 王燕江
贾志军 沧州是河北省水资源最短缺的地区之一，多年平均水资源量仅有12.64亿ｍ3，人均水资源量为192ｍ3，仅为全国人均、亩均量的８％和６％，年供需缺水量４～６亿ｍ３。 由于连年干旱，地表水锐减，浅层水又苦又咸，靠每年超采２～４亿ｍ３的深层地下水来维持人民生活和国民经济发展。长期超采地下水，带来一系列问题。一是水位下降，打井费用、浇地成本不断增加。原来深层水埋深都在50ｍ左右，目前降到95ｍ，并以每年２ｍ左右的速度不断下降。地下水位下降，造成大批机井报废，沧州市年均报废机井5000眼左右，机泵已经换了４代。机井越打越深，东部沿海县市深井已达500～800ｍ，每眼井投资20万～25万元。打井费用、浇地成本与20世纪80年代相比增加了６～１０倍，年多支出1.7亿元。二是漏斗面积不断扩大，造成一系列地质环境问题。由于长期大量超采地下水，沧州形成了全国最大的地下水漏斗区。80年代，沧州负10ｍ水位线封闭面积已达7766ｋｍ2；90年代，漏斗形态从单一漏斗发展成复合漏斗，形成了1.4万ｋｍ2全国罕见的漏斗群。目前沧州地下水漏斗中心区动水位已达110多ｍ，负50ｍ等水位线封闭漏斗面积2826ｋｍ2。由于过量超采地下水，造成市区地面沉降量已达1.6ｍ。三是农村饮水困难，农村经济难以发展。沿海县市的村庄，祖祖辈辈喝苦咸水，这些村庄经济条件差，投资20多万元打一眼深井负担不起，且这些地方的水质差，高氟高碱，严重危害人们的身体健康。各级政府经过多年不懈的努力，到2000年全市仍有748个村41万人饮水困难，这里的农民贫困落后、生存困难、不能脱贫致富。水资源已经成为严重制约社会经济发展的瓶颈。 一、咸水淡化苦变甜 淡水资源日益匮乏，深机井费用高打不起，且水质不达标。怎样解决农村饮水困难？河北省各级党委、政府组织水利技术人员进行科研攻关。把主攻的目标放在了浅层苦咸水的开发利用上。2001年在黄骅市试验成功了小型苦咸水淡化技术，水质基本达到纯净水标准。到目前109个村安装了小型苦咸水淡化设备，并推广应用到沧县、孟村、海兴、青县、吴桥、东光等地，使6.3万人结束了世世代代饮用苦咸水的历史。 １．淡化原理 苦咸水淡化设备采用电渗析法，即阴阳离子交换分离技术。原苦咸水在外加直流电场的作用下，使带电离子进行定向转移。利用阴阳离子交换膜的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜由一部分水中转移到另一部分水中，从而使一部分水淡化，另一部分水浓缩，达到原水淡化。电渗析装置由正负极板、离子交换膜、隔板和导水管组成。 原苦咸水经过沉淀池沉淀后，要通过石英砂滤罐过滤，使机械杂质和悬浮物含量低于５ｍｇ／Ｌ。再经过精密滤芯二次过滤，使水质浊度小于３。然后进行淡渗析淡化，杀死水中大部分微生物。电渗析法处理后的水往往有异味，口感不好，还需要进行第三次活性炭过滤和紫外线消毒。除去水中的胶体、余氯、异味及残留微生物，使水质达到国家一级饮用水标准。 ３．淡化水标准 ４．工程投资 苦咸水淡化水厂，随地点、水质、规模不同，投资也不一样。一般建一座每小时处理２ｍ3的净化水站，淡化出纯净水１～1.2ｍ3，可解决一个中等村庄1000～1500人的饮水问题，工程总投资12万元左右。包括70ｍ2厂房、25～30ｍ3的原水池和15～20ｍ3的净水池，土建投资4.5万元；水源井２眼，投资1.3万元左右；机电配套2.7万元，电渗析设备根据出水量大小约３万～５万元。 5．净水成本 设备设计使用年限平均按15年计算，每天工作15ｈ，制水30ｍ3，设备折旧费0.76元／ｍ3；每年易损件费用1200元，折合0.11元／ｍ3；每立方米水用电量３ｋＷ·ｈ，折合1.65元／ｍ3；人员工资按20元／ｄ计，折合0.67元／ｍ３；制水成本合计3.19元／ｍ3。 每吨水装40桶，每桶水成本费为0.07元，供本村群众0.3元／桶，比市场价（每桶２元）低1.7元，而质量标准是一样的。据调查每人每年饮水费大概在20元左右，一般农户可以承受。 二、脱贫致富创新路 １．养殖鱼虾 苦咸水通过淡化解决了农村饮水困难，淡化后产生的废水排到坑塘，可用来发展鱼虾养殖，二次开发利用。黄骅市与中国水产科学院东海研究所等多家科研单位合作，引进苦咸水养殖南美白对虾、锯缘青蟹和俄罗斯鲟鱼获得成功。７个养殖示范点养殖面积14ｈｍ2，５月投苗，10月上旬出池上市，共收虾2.35万ｋｇ，售鱼9425ｋｇ，产值102.3万元。该项技术成果在利用地下浅层苦咸水，特别是在含碱８～10ｍｇ当量的高碱性盐碱地水质条件下进行水产养殖，创出了新路。 ２．种植食用菌 为开发利用苦咸水，黄骅市成立了食用菌开发服务中心，组织攻关，着力研究利用盐碱地、苦咸水栽培食用菌技术，获得成功。用含盐量0.21％～0.48％、矿化度3.2‰～9.5‰的苦咸水栽培鸡腿菇和杏鲍菇、白灵菇，比用甜水栽培的品质更好，味道更美。黄骅市自2001年推广栽培技术以来，食用菌栽培面积达到７万ｍ2，每年总产量达到100ｔ，创产值60万元。平均每个100ｍ2的大棚纯收入在3000元以上。 ３．种植苜蓿和冬枣 沧州市运河东部地区，地碱水咸，面对淡水资源越来越少的局面。这里的农民采取工程治碱与生物治碱相结合的办法，在盐碱地上种植耐盐碱抗干旱的作物苜蓿和冬枣，使农业增产，农民增收，又解决了水资源不足的难题。苜蓿与粮食作物相比年可节水1800～2100ｍ3／ｈｍ2，沧州市已经发展到了２万ｈｍ2，全市每年可节水3600万～4200万ｍ3，省工780万个，节资1800万元，增收731１万元，同时绿化了环境，改善了农田小气候。全市调整农业种植结构，实行枣粮间作、草粮间作，冬枣种植面积已达6600ｈｍ2，年增收10亿元左右。逐步形成了枣草业产业化规模经营，找到了强国富民的好办法。 三、展望未来天地宽 苦咸水利用的意义深远：一是咸水资源化。河北省淡水资源匮乏，但是微咸水储量很大，微咸水覆盖面积约有３万ｈｍ2，总储量22亿ｍ3左右，主要分布在东部黑龙港地区和沿海县市，这些地方正是水资源极缺、干旱严重的地区。通过合理的开发利用，可使微咸水、咸水变成宝贵的资源。二是通过苦咸水淡化为当地群众提供了优质的生活用水，结束了世世代代饮用苦咸水的历史，密切了党群、干群关系，巩固了社会稳定。三是通过定额用水、超额加价的管理办法，增强了群众的节水意识。四是促进了当地经济发展。结合农村产业结构调整，利用咸水养鱼养虾，微咸水种植食用菌，盐碱地种植苜蓿、冬枣等高效农作物，增加农民收入，壮大农村经济。 目前河北省正在有咸水、微咸水的地方有计划地推广这个经验，全省已建成咸水淡化点132处，解决了10多万人的饮水困难。推广苦咸水种植苜蓿、冬枣面积３万ｈｍ2，养殖面积20ｈｍ2。为农民脱贫致富奔小康，找到了成功之路。 （作者单位：贾新台、刘长海为河北省水利厅灌排总站，王燕江为河北省黄骅市水务局，贾志军为河北省水利技术试验推广中心） |