调水调沙对滨州引黄供水的影响

2012-08-15董贤强

山东水利 2012年11期

关键词：滨州调水淤积

董贤强，谭帅

（1.滨州供水分局，山东滨州 256600；2.惠民黄河河务局，山东滨州 251700）

滨州市位于黄河下游、鲁北平原，是黄河三角洲腹地的中心城市，辖6县4区，总人口374.48万人，耕地总面积44.47万hm2，其中水浇地38.714万hm2，人均占有耕地0.13 hm2。滨州是重要的农业产区,是黄河三角洲开发的主战场。

黄河流经滨州市94 km，沿线建有引黄闸14座，设计引水能力516 m3/s，主要任务是满足全市大部分农田的灌溉需求。全市引黄灌区13个，设计灌溉面积共计43.65万hm2，现有效灌溉面积29.83万hm2。

1 调水调沙对水闸引水的影响分析

黄河调水调沙主要是为了冲刷下游河道，提高河道排洪能力。由于河道的冲刷导致相应流量下的水位下降，给引黄闸引水造成了影响，也由此带来了一些其他的问题。

2002年黄河调水调沙以来，下游河道普遍冲刷。2009年汛前滨州河段河床比调水调沙前的2002年汛前平均刷深1.02 m。泺口、利津两站2009较2002年同流量水位明显降低。若以两站同流量水位降低的平均值代表滨州河段水位表现，则在100～300 m3/s流量下，水位平均降低1.47 m。对引黄闸引水来说，水位的下降即引水水头减小，必然导致引水流量减少。从近年来的常年平均流量看，大河400 m3/s以下较多，对滨州水闸引水影响较大。

引水能力的大小不仅取决于黄河流量的大小，还取决于引黄闸前的水位高低、闸底板及闸后渠底的相对高程。河床的冲淤变化直接影响各引黄闸的闸前水位。河床冲刷，水位下降，引水能力减小。由于近几年调水调沙影响，河床连续冲刷，黄河相应流量下的水位下降较大，引水能力严重降低。

2 渠道淤积分析

对于引黄闸引水而言，水头降低是引水流量减少的重要原因。而另一方面，闸后渠道淤积（或阻水建筑物）的影响更加显著。

在2009年滨州各引黄闸全部1 339条记录中，有599条处在闸下淹没出流状态，占记录总数的43%，其中胡楼、张肖堂、簸箕李分别占100%、92%和58%，说明闸下淤积严重，或者存在其他的阻水因素。经过对2009年滨州市设计流量20 m3/s以上灌区渠首水位流量关系分析，除白龙湾闸以外，其他各灌区渠首水位流量关系点十分散乱，并且点群都在设计线以上，说明渠道壅水明显。

据2008年部分干渠最小流量时期实测渠底高程显示，除白龙湾干渠淤积0.3 m、韩墩干渠淤积0.6 m程度较轻外，兰家、胡楼等干渠淤积都在1.3 m以上，簸箕李渠首淤积达2.1 m。2009年13座引黄闸闸后测流断面实测成果显示：渠底平均淤积厚度达1.14 m，以簸箕李、张肖堂、大道王最为突出，全年平均在2 m以上；张桥、道旭、打渔张为1.23～1.76 m，白龙湾、大崔、小开河、大崔灌区渠道运行较好，但也存在一定程度的淤积现象。渠道淤积减少过水断面积，必然导致渠道过流能力的降低。据胡楼、小开河韩墩三干渠设计水深下渠道淤积对过流能力影响的分析计算，淤积高度与流量损失呈良好的线性关系。在损失水深60%范围以内，水深损失（淤积高度）与流量损失基本呈直线比例关系。

按照各灌区渠道淤积数据计算，其对渠道输水能力的影响是十分显著的。在这种情况下，无论河道来水条件多好、引黄闸引水能力多强，仍然不能将水送往用水地。2010年春季，因簸箕李干渠淤积，造成下游无棣县无水可用。

根据对各灌区渠首的调查和引水测验资料分析，各灌区渠道的淤积以及渠道内的一些建筑物，必然对引水量产生直接的、较大的影响。如簸箕李西闸出口处，因闸下渠道淤积顶托，闸洞断面只剩下不足1/5的高度，渠首断面宽度也有近1/3被淤填；归仁、兰家闸同样存在出口不畅、渠道淤积较为严重的情况；灌区渠首水位流量关系大多十分散乱。

上述情况，首先会加重引水闸出口水流的淹没，降低有效水头，从而降低引水能力。另一方面，又明显降低了渠道的过水能力。因为渠道的过水能力，除了渠道底坡和衬砌条件外，其余皆与断面尺度直接相关。渠道淤积或者受拦河建筑物影响，过水面积和水力半径减小，引水流量必然减小。

3 存在的主要问题

1）河道刷深，引水能力下降。自2002年调水调沙以来，据统计河道河槽全线下切，滨州河段河道平均刷深1.15 m。说明整个引黄工程相对抬高，引黄水头降低，影响了供水能力。

2）大河溜势变化，引黄渠首工程（引黄水闸）脱河，造成无法引水。

3）取水口门淤积、渠道淤积。由于水头降低，引水时流速变慢，供水能力降低。加之引水流速降低，水流挟沙能力降低，致使闸后渠道淤积严重。

4 建议措施

小浪底水库调水调沙是黄河下游防洪减淤的重大战略举措，还将继续进行下去；黄河水资源是沿黄及相关地区经济社会发展的命脉，必须增强安全保障，努力提高供应质量。因此，研究调水调沙对引水的影响，目的在于查明影响原因及影响程度，纠正在此问题上的片面性和错误观点，对提高引水保障能力提出有效措施，保障调水调沙顺利进行。

4.1 加大黄河下游引水期的下泄水量

黄河下游的关键问题是来水量不足。为增加供水量，在保证冲沙效果和生态流量的基础上，需要努力减少河道冲刷的无功水量，将其转化为灌溉用水。

4.2 实施科学调度，优化配置

黄河的水量调度，涉及整个流域，对进入下游段的流量和过程进行科学合理的调控至关重要。最优调度方案应考虑黄河来水情况，各地市雨水、墒情、上下游、左右岸以及各地市和各用水部门的用水需求。建议调度时，配水应考虑主河槽刷深对各引黄闸引水能力的影响，根据对应的涵闸闸前水位进行水量调度，保证各引黄涵闸引水能力能够达到设计流量的60%以上，同时考虑灌区间、灌区内用水的时间要求，尽量改善目前小流量、低水位、长历时的调度方式。

4.3 采取工程措施改善、稳定河势

滨州引黄灌区属无坝引水。对于脱溜引水闸，可以考虑通过做临时工程，调整流势，保持较短的闸前引水渠长度，从而减少闸前淤积，保持合理的引水流量。

如簸箕李引黄闸，可以考虑将引黄闸上游新9号坝适当后退，以减少因坝头挑流作用而引起的东引黄闸前黄河主流偏南的影响。

4.4 改造引黄闸降低闸底高程或新建引黄闸

为适应黄河大河主槽刷深的变化，可对受影响引黄闸进行改造，降低闸底板高程，达到原设计引水流量。但通过引黄闸的改造，降低闸底板高程，需考虑到闸后渠道的配套与适应情况，如果改造后闸后灌溉工程与改造后闸的运行指标不相适应，将会带来整个引黄灌区灌溉设施的整体改造，如闸后渠系比降的调整等。因此，是否对闸底板进行调整需统筹考虑整个灌区灌溉工程的运行情况，充分做好对引黄闸改造的前期论证工作，以免出现投资的不合理情况。