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河南省卫河流域引黄退水退沙成因分析及建议

2010-06-25郑保华曹宏斌河南省豫北水利工程管理局

河南水利与南水北调 2010年7期
关键词:沙量孟姜女干渠

□郑保华 □曹宏斌(河南省豫北水利工程管理局)

卫河是海河流域漳卫南运河水系的一大支流,发源于山西省陵川县夺火镇,流经河南省焦作、新乡、鹤壁、安阳、濮阳等市,至河北省馆陶县徐万仓与漳河汇合后称漳卫河,至天津入海河汇入渤海。卫河流域的西部、南部、东南部与黄河流域相邻,北靠漳河流域,东接马颊河流域,流域面积15229km2,在河南省的流域面积为12921km2,约占全流域面积的85%,是河南省豫北地区重要的泄洪排涝河道。卫河主要支流有共产主义渠、东孟姜女河、西孟姜女河、长虹渠、杏园沟、硝河、志节沟等。其接纳的水源主要有洪涝水、人民胜利渠引黄灌区和武嘉引黄灌区退水以及沿途工业和生活废水。

多年来,卫河流域引黄退水退沙监测工作,为解决灌区管理单位、流域机构以及地方政府之间的矛盾,提供了大量详实的数据资料,为防洪排涝、河道治理以及上级领导的正确决策提供了科学依据,为引黄灌区的发展做出了很大贡献。

一、引黄退水退沙监测站概况

河南省卫河流域引黄退水退沙监测站于1982年底开始建设,1985年开始正常工作。共设5个监测站,分别是:圪当店站、彦当站、西孟站、东孟站、饮马口站。5个监测站分布于海河流域卫河水系的共产主义渠、卫河、西孟姜女河、东孟姜女河、人民胜利渠总干退水渠。水文资料的监测方法均采用连续观测法。基本水尺水位的观测是在水位平稳时每天8时和20时观测,水位变化较大时根据具体情况实施加测;流速采用旋桨式流速仪测量;悬移质单位含沙量测验采用置换法进行。

(一)圪当店站

该站位于共产主义渠上游武陟县圪当店村附近,主要监测武嘉总干渠退入共产主义渠的水沙情况,由于武嘉总干渠引水量小,挟沙能力差,大量悬移质沉积渠底,一旦开闸放水,闸前泥沙俱下,致使该段共产主义渠含沙量偏大。

(二)彦当站

该站位于共产主义渠上游获嘉县彦当村附近。主要监测武嘉灌区和人民胜利渠西干渠及其一分干以西退入共产主义渠的水沙情况。1992年以前该段属于自然河段,主河槽属于宽浅式,河槽内芦苇丛生,水流不规则。新乡市获嘉县于1992~2000年对共产主义渠古枫桥至合河桥段进行多次消淤,并修筑边坡,使河槽断面逐渐规则,水流趋于平稳。

(三)西孟姜女河站

该站测流断面于1985年7月~1988年5月设在新乡市郊区八里营村八一桥旁边,离入卫河口约500m处。由于该断面离入卫河口较近,受卫河水顶托影响严重,水流不规则,于1988年6月迁移至上游新获路八一桥旁边。该站主要监测人民胜利渠总干以西和人民胜利渠西干渠及其一分干以东退入西孟姜女河的水沙情况。自1994年在西孟姜女河入卫河口下游的卫河干流修建一座节制闸后,基本水尺断面经常出现壅水现象,水流很不规则,特别是下游节制闸一旦关闭,西孟站所在段河水经常出现壅水现象,每到秋收季节,两岸农民向河槽内投扔秸杆,导致河道堵塞,水流不畅。1996年以后,人民胜利渠灌区基本不再向西孟姜女河退水退沙,代之而起的是沿途厂矿向河道内排泄污水量增加。为拦截西孟姜女河污水进入卫河,新乡市于2003年底在西孟姜女河入卫河口处修建一座土坝,汛期时扒开土坝泄洪,非汛期再堵复,该河段常年为污水。

(四)东孟姜女河站

该站位于东孟姜女河下游卫辉市南辛庄附近,主要监测人民胜利渠总干渠以东灌区退入卫河的水沙及沿渠排放的污水,监测河段水流速大,断面较规则。2000年7月上旬,东孟姜女河上游延津县、新乡县发生特大内涝,使东孟姜女河出现了自建站以来最高水位和最大流量,最高水位68.79m,最大流量261.31m3/s,致使两岸河水漫堤。2002年以后,人民胜利渠灌区退入东孟姜女河的水沙量逐渐减少,但沿途污水排放量却逐渐增加。

(五)饮马口站

主要监测人民胜利渠总干渠退入卫河的水沙,监测站测流断面设在新乡市平原桥附近,距离入卫河口约500m。由于该段渠道河槽经过了硬化,所以河槽断面一直没有发生变化。但由于离入卫河口较近,受到卫河回水影响,水势流态不规则,尤其是2003年入卫河口建橡胶坝以后,退水渠经常出现壅水现象,偶尔落坝放水,产生一定流量。近几年,通过该退水渠退入卫河的水沙及污水排放量大幅度减少。

二、监测成果分析

1986~2004年各监测站退水退沙特征值汇总表

通过对水沙监测站1986~2004年的监测资料分析可以得出以下结论:

第一,人民胜利渠灌区和武嘉灌区直接退入共产主义渠的累计退水量为15.23亿m3,占年输水总量的68.83%,累计退沙量656.52万t。人民胜利渠灌区通过西孟姜女河、东孟姜女河及人民胜利渠总干渠退入卫河的累计退水量为11.20亿m3,占年输水总量的32.62%,累计退沙量688.02万t。其中:人民胜利渠灌区退入卫河流域的水量23.83亿m3,退沙量1169.02万t;武嘉总干渠退入卫河流域的水量2.57亿m3,退沙量175.52万t。

第二,由于人民胜利渠灌区及武嘉灌区没有设沉沙池,因此灌区退沙量比较大,尤其是总干渠退沙比干、支渠退沙频率高、数量大。武嘉总干渠退水时最大输沙率440.77kg/s,最大含沙量153.37kg/m3,人民胜利渠总干渠退水时最大输沙率906.00kg/s,最大含沙量 60.40kg/m3。

第三,1986~1995年灌区退水退沙普遍偏高,自1997年以后,各个灌区退水退沙量明显减少。其原因:一是各灌区引水量减少,尤其是武嘉灌区严重萎缩,引水量连年下降,2001~2004年基本上没有引水,原有水田大部分已经改种旱作物。二是人民胜利渠灌区自1996年以来采取了一系列措施,减少退水退沙量。通过加大干渠渠道比降,增加水流挟沙能力,把小颗粒泥沙直接带入支渠或田问,既改良土壤又降低清淤成本。实行科学灌溉制度,引水时避开小水,采用集中供水,尽量使总干渠过流达到60%,二级渠道按设计流量引水。加强水资源管理,尽量减少退水。三是由于新乡市进行城市环境综合治理,限制人民胜利渠总干退水渠向卫河退水。

第四,由于灌区总干渠退水挟沙量比较大,致使相应河道经常发生淤积,如共产主义渠、卫河每年淤积严重。根据豫北局2008年共产主义渠实测断面与设计断面对比,可以看出共产主义渠合河~老观嘴长约100km的河段,河槽内淤积严重,淤积量多达465万m3,与2007年的测量成果相比,淤积量增加了约25 万 m3。

三、几点建议

第一,由于灌区退水多发生在7~10月份,而该时段正是防汛的关键时期。建议灌区建立科学引水机制,充分利用黄河水资源,尽量减少退水,并避开汛期,以减轻卫河流域的防洪压力。

第二,由于共产主义渠上游武陟县段主河槽从未清淤,河底逐年抬高,河道输水能力大幅度下降,过流能力由原来的14m3/s降到现在只有4m3/s,水位一旦涨到87.0m时,河水就会漫滩。建议有关部门尽快对该区段进行清淤,加大主河槽过水能力,以降低可能产生的洪涝灾害损失。

第三,引黄河水意味着引沙,这是自然形成的规律。自1996年以来,尽管引黄灌区退水退沙偏少,小浪底水库调水调沙起了一定的作用,但是随着历史的发展,各个灌区退水退沙不但不会减弱,反而会加强。其原因如下:一是目前灌区萎缩,引水量减少,只是暂时现象。豫北地区常年干旱少雨,是一个严重缺水地区,也是河南省最大的一个地下漏斗区,目前该地区除了引用黄河水外,没有其它可利用的水资源。因此,随着工农业经济的发展,对水资源的需求量增加,各灌区会逐步加大引黄水量,用来满足工农业生产生活的需要,适时补给地下水位。二是人民胜利渠灌区及武嘉灌区没有设沉沙池,引水所携带的泥沙大部分沉积在渠底,由于利益的驱动,为减少清淤费用,各灌区会用大水冲引水渠挟沙至相应河道。三是由于卫河及其流域属于全国污染最严重地区,这种现象在较长时期内是无法改变的,加之新乡市要建没成为一个园林绿化旅游城市,市政府及一些大型工矿企业会经常引用黄河水稀释污水,绿化环境。因此,不仅要做好目前的监测工作,而且要随着灌区的发展,相应地增加引黄退水退沙监测站数量。

第四,卫河、共产主义渠、东孟姜女河、西孟姜女河污染日趋严重,尤其是近几年,纳入的污水比例越来越大。豫北地区水生态环境日趋恶化,已经极大地影响了广大人民群众的日常生活。圪当店和彦当站所在的共产主义渠水质类别为劣Ⅳ类,西孟站、东孟站所在的西孟姜女河、东孟姜女河水质类别为劣V类,主要超标项目为溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、挥发酚等。这3条河渠排入卫河的污水量逐年增加,不仅使河水污臭不堪,而且沿河两岸地下水也遭到严重污染,如东孟姜女河两岸40m以内的地下水已经大大超过饮用水标准,不能够饮用,这些河道已经失去了其水体功能。改善河流的水质,有利于沿途百姓的身心健康,有利于当地国民经济的快速发展。建议增加水质监测项目,对卫河、共产主义渠、东孟姜女河、西孟姜女河进行适时监测,为上级部门的正确决策提供详实的资料。建议焦作、新乡两市重视卫河流域的污染情况,加大对河道的治污力度。

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