利用南水北调工程供水解决白洋淀缺水的构想

2012-02-28张志永贾玉平

水科学与工程技术 2012年2期

张志永，贾玉平

（1南水北调中线干线工程建设管理局河北直管建管部，石家庄 050035；2河北昊源水利技术咨询有限公司，石家庄050000）

1 概况

白洋淀位于京津冀的中心地带，是华北地区重要的湿地保护区。它在维系华北地区生态系统平衡等方面发挥着不可或缺的作用。随着近些年来受到资源性缺水和水质性缺水的影响，白洋淀已经失去了昔日的光彩，淀内群众的生产生活也受到很大影响。

为维持生态系统的稳定平衡，自1997年以来，先后15次由上游水库补水，入淀水量达5.35亿m3。从2004年开始，先后实施了1次引岳济淀、4次引黄济淀两项大型跨流域补水工程，入淀总水量5.64亿m3。生态补水的实施，缓解了淀区缺水危机，改善了华北小气候，保护了生物多样性，遏制了生态系统结构的破坏和功能的丧失，维持了淀区水生态的基本平衡。补水工程的完成产生了良好的生态效益和社会效益，不仅实现了水资源优化配置，也推动了淀区及周边地区的可持续发展[1]。但从长远看，华北地区水资源短缺形势没有得到根本改变，白洋淀干涸的威胁将长期存在，目前的应急补水并不能解决干涸问题。各水源地历年向白洋淀补水情况详见表1。

表1 历年向白洋淀补水情况统计单位：万m3

从表1白洋淀补水过程来看，存在的主重要问题：①河北省内水库并不是常年有水，补水具有偶然性；②远距离调水效率低，蒸发渗透损耗在50%以上；③决策时间长、调度难。在没有外来水补充的情况下，白洋淀即使蓄满水，仅淀内蒸发、渗漏和生活用水，3a可将全部水资源消耗完，如此将不可避免地出现年年调水、年年干淀的局面。因此，白洋淀的未来不能完全寄托在流域内有限的水库库存水上，解决缺水问题的根本措施是实施有保障的外流域调水工程。

2 利用引江水向白洋淀补水的可行性

南水北调工程的供水目标主要是城市的生活和工业用水，同时兼顾农业和生态用水。中线工程可以利用渠道加大输水能力，遇汉江来水较丰时，从与当地河流交叉处设置的退水口门放水入河道，增加部分生态和农业用水，改善缺水地区日益恶化的生态环境[2]。虽然南水北调工程确定的供水目标主要是城市的生活和工业，但在条件允许时，可以发挥南水北调工程的生态修复效益。这也是海河流域急需要解决的问题。

3 补水方案

3.1 水量分析

在向白洋淀补水之前，首先需搞清楚到底应该调多少水才能维持生态系统的良性循环，只有明确了需要的水量，才能对其生态用水进行科学的配置。

根据白洋淀最低生态水位分析[3]，将最低生态水位确定为7.3m，符合白洋淀的实际情况，对应水深1.0m，水面面积122 km2，相应的最低生态水量1.3亿m3。

南水北调中线工程总调水规模95亿m3，其中分配给河北省多年平均水量30.39亿m3。在南水北调工程运行初期，地方配套工程建设尚未全部实施的情况下，通过对全省南水北调水资源的优化配置和统一调度，完全可以满足白洋淀生态需水的要求。即使在配套工程全部建成并投入正常运行以后，还可以利用南水北调工程的加大输水能力提供生态用水。

3.2 补水线路

南水北调工程实施后，建成初期和运行期多余的水量可向白洋淀补水[4]。南水北调工程补充白洋淀生态用水的线路是通过利用现有沙河干渠经月明河、孝义河入淀。沙河干渠是向河北省保定、沧州的13个县（市）城镇供水的干渠，在灌溉期间，城镇供水与灌溉供水合用沙河干渠，利用此线路同时向白洋淀补水，其补水规模将受到一定限制。另外，月明河、孝义河是接纳排泄安国、博野、蠡县、高阳等县城沥水和企业不达标污水的唯一出路，水质污染严重。这些企业多为一家一户的作坊式生产，污水的收集处理工作难度很大，因此，在污水排放问题未得到彻底解决前不宜利用沙河干渠向白洋淀输水。

南水北调工程在保定市境内设有8处退水闸，由南向北分别是唐河退水闸、曲逆河中支退水闸、蒲阳河退水闸、界河退水闸、漕河退水闸、瀑河退水闸、北易水退水闸和水北沟退水闸。8处退水闸中，唐河、界河、漕河河道因渗漏和污染问题严重不宜利用其向白洋淀补水；瀑河、北易水和水北沟退水闸位置太偏向下游，若向白洋淀补水需多绕行几十公里，且穿山、跨河建筑物集中。据此，初步确定可利用曲逆河中支和蒲阳河退水闸向白洋淀补水。

过去由保定市西大洋水库放水补充白洋淀曾经利用唐河灌渠曲逆河输水入龙泉河，经清水河、新唐河入白洋淀。利用这条线路补水情况非常复杂：龙泉河、清水河均以滩地泄水为主，深槽很小，极易造成淹地，途中又与清苑县多处坑塘串通，水量损失很大。清水河与唐河合并为新唐河后，连通段过水能力很小，且东石桥村位于新唐河内，该村大部分耕地在河道内，长时间输水会给群众生产生活带来很大不便[5]。

初步分析比选，从曲逆河中支和蒲阳河2个退水闸放水补淀线路长度分别为76km、78km，不论从哪个退水闸放水补淀，其下游补水线路经由百草沟→市区府河→白洋淀的线路最优。此条线路全部采用现有河道，只需局部做简单的工程措施。

南水北调总干渠引水进入市区经府河入白洋淀的补水线路具有以下优点：一是无污染，水质有保证。保定市区现已全面完成雨污分流，是全省第一个实现市区雨污分流全覆盖的城市。同时借助当前实施的“大水系”工程建设，完成了市区护城河、府河等7条内河的清淤整治工程，通过市区向白洋淀补水不会造成二次污染。二是输水线路短，输水损失小。以往利用沙河干渠，经月明河、孝义河向白洋淀补水的线路长140km，是规划线路长度的2倍。三是输水目标单一，专线输送生态水，途经行政区划少，易于管理。

3.3 入淀水量及时间

曲逆河中支和蒲阳河退水闸过流能力均为67.5m3/s，考虑补水线路所涉及天然河道的过流能力，同时为减小输水损失，缩短集中输水时间，向白洋淀补水设计流量确定为20m3/s。由于河道输水存在蒸发、渗漏损失，应采用分段实验法与实测资料分析法通过计算后确定。本次渠道输水综合输水利用率初步确定70%，南水北调总干渠退水闸需放水量1.86亿m3，补水时间108d。