河南省某引黄调蓄工程建设必要性及规模论证分析

王兵 李丹

河南省某引黄调蓄工程建设必要性及规模论证分析

王兵 李丹

（河南省水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 450016）

针对河南省台前县孙口灌区引黄灌溉存在的问题，从社会经济发展需求、灌溉需求及城区建设需求等方面提出引黄调蓄工程建设的必要性；根据基础资料，在初选死水位、正常蓄水位的基础上，经灌区水量平衡，进行典型年兴利调节计算，确定工程规模。

引黄调蓄工程；水量平衡；兴利调节；河南省

台前县位于豫东北平原，河南、山东两省交界处，黄河、金堤河汇流的三角地带，属于黄河冲积平原的一部分，地势较为平坦。台前县属暖温带半干旱大陆性季风气候，多年平均降水量为537.5mm，冬春季及初夏降水少，易形成干旱，夏季降水量较大，占全年降水量的74%。

台前县孙口灌区设计灌溉面积6 840 hm2，有效灌溉面积3 840hm2，引黄闸为影堂闸。本次台前县引黄调蓄工程位于孙口灌区范围内，主要解决孙口灌区3 000 hm2耕地用水需求［1］。

1 引黄调蓄工程建设的必要性

1.1 地区农业生产与经济发展的需要

台前县作为农业县，建成小康社会，必须依靠农业生产的稳步发展，增强农业抗旱能力，保证粮食生产安全和“三农”稳定发展。发展农业生产离不开灌区的适时供水和灌区内的工程安全运行，因此，完善灌区灌溉工程，提高其建设质量，才能提高农业抵御自然灾害的能力，减少旱、涝等灾害的发生，使灌区群众生产、生活再上新台阶［2］。

1.2 灌区灌溉需求

1.2.1 水源工程引水困难。影堂引黄闸为1孔2.5m×2.7m引水闸，可引黄水量根据“闸前黄河水位过程及闸前黄河水位～可引流量”的关系确定，其中，闸前黄河水位依据“闸前黄河流量经闸前黄河水位～流量”的关系计算，经计算，规划水平年2020年。

根据50%典型年可引水量计算，随着河槽下切，规划年影堂闸可引水量仅7月下旬、8月上旬、中旬达到设计引水流量，其他旬可引流量仅相当于设计引水流量10m3/s的30%～70%左右。

1.2.2 引水过程与灌溉用水过程不匹配。黄河径流年际变化大，年内分配不均，枯水期黄河可分配水量较少。黄河小浪底水库建成后，每年的6月下旬到7月中旬为黄河的调水调沙期，水库下游黄河水含沙量非常大，为减少灌溉渠道淤积且满足灌溉用水水质要求不宜引水。而在此期间，灌区农作物的需水量又很大，由于无调蓄工程，农作物很难得到有效灌溉。

根据可引水过程与灌溉用水过程对比分析，即使节水改造完成后，灌溉期间7月上旬、11月上旬可引水量仍不能满足灌溉需求，而非灌溉期可引水量相对充足，用水过程与引水过程不匹配。

1.3 新城区建设的需要

台前引黄灌溉调蓄工程的建设不但满足了下游3 000hm2农田的灌溉需求，同时结合新城区规划建设，形成台前河道、湖泊、渠系等水系，为建设“海绵”城市提供了有利条件。工程的建设同时可以改善区域水环境，提高新城品味，为台前创造了良好的投资、发展环境，从而为台前社会经济发展、社会安定团结、人民安居乐业提供有力保障。

2 调蓄工程规模的确定

2.1 灌区用水过程及水平衡分析

规划年2020年根据大小牲畜养殖数量及净需水量定额［3］，牲畜养殖业年净需水量22.9万m2；根据作物种植比例及保证率50%综合净灌溉定额160.5m3/667m2，设计灌溉面积3 000hm2净需水量722.3万m3。

灌区内统一考虑生活、牲畜、农业灌溉等用水要求，灌区内深层地下水主要用于灌区内人畜饮用水，浅层地下水用于灌溉用水，灌溉不足部分由水库补给。规划年补水灌区范围内共有机电井635座，其中人畜生活地下水净供水量116.2万m3，灌溉净供水量306万m3。

2.2 特征水位选择

2.2.1 死水位。调蓄工程建成后，需留有一定的淤积库容。经计算，沉沙后，入池泥沙含量为0.756kg/m3。运行30年淤积量为16.92万t，按泥沙容重1.3t/m3，淤积量13.01万m3。

根据本调蓄池生态及景观需求，供水完成后水面面积保持正常蓄水位相应面积的85%左右较适宜，且水深不宜低于1.5m。根据“水位～面积”的关系，当库水位为37.5m时，水面面积为73.3万m2，相当于正常蓄水位相应面积86.3万m2的84.9%，调蓄池水深达到1.5m。

经综合考虑，死水位采用37.5m，相应库容106.1万m3。

2.2.2 正常蓄水位。根据调蓄池周边现状地形及地面高程，从兴利、安全及景观等方面初步选定正常蓄水位。

2.2.2.1 满足兴利要求。调蓄池规划补水灌溉面积3 000hm2，旬最大灌溉毛需水量为280.4万m3，考虑当地地下水灌溉，旬最大补水量203.9万m3，因此，调蓄池兴利库容不宜小于203.9万m3。通过计算可知，调蓄池正常蓄水位至少应达到40.2m，相应库容为316.7万m3，兴利库容为210.6万m3。

2.2.2.2 与周边环境、规划高程相协调。本调蓄池为平原水库，正常蓄水位的选择应以地面高程为基础，原则上库区四周不宜筑高坝。东侧地面高程为41.8～42.10m，西侧地面高程为41.3～41.8m，南部地面高程为42.3～42.5m，北部高程为41.4～41.9m。

从调蓄池安全性及减少浸没影响方面考虑，应以东部地势较低的地面高程控制正常蓄水位。从城市水系亲水性、景观布置需要出发，考虑水面距地面高差在0.5～1.5m左右为宜。

若正常蓄水位为40.5m，低于南部地面高程1.8～2.0m，水位差大于1.5m，不符合城市水系亲水性和景观布置的要求；若正常蓄水位取41.0m，低于东侧地面0.8～1.1m，低于南部地面高程1.3～1.5m，水位差基本小于1.5m，符合城市水系亲水性和景观布置的要求。

2.2.2.3 减少对库区周边的影响。若正常蓄水位较高，长期势必会对沿岸农田及建筑物产生浸没影响［4］。根据调蓄池周边地面高程，正常蓄水位不宜高于41.0m，若提高正常蓄水位，对周边影响较大，防护工程费用也将大大增加。

2.3 工程规模

根据初选的特征水位，经水量平衡计算，死水位37.5m，正常蓄水位41.0m，相应库容384.4万m3。最大旬毛引水量282.54万m3，引水时间按10d计，设计引水流量3.50m3/s。

3 结语

①针对台前县引黄灌区引水困难，引水过程与需求过程不匹配等问题，提出修建引黄调蓄工程，变“随用随引”为“引蓄结合”的引黄模式，对解决引黄灌区农业灌溉问题是十分必要的。

②调蓄工程的规模应综合考虑灌区需水过程、库区地形、地质条件、周边环境等因素确定。

③不同灌区引黄灌溉存在的问题不尽相同，应从实际出发确定其位置、规模及相应配套工程，以更好地实现其功能。

［1］詹道江，叶守泽.工程水文学［M］.北京：中国水利水电出版社，2000.

［2］马金龙.龙头桥水库防洪与兴利研究［J］.黑龙江水利科技，2013（41）：5-8．

［3］刘福林.白石水库兴利调节多方案优化分析［J］.东北水利水电，2012（4）：27-32．

［4］河南省水利厅.DB41/T958-2014，用水定额：河南省地方标准［S］.郑州：黄河水利出版社，2014.

Analysis on the Necessity and Scale Demonstration of the Construction of the Yellow River Diversion Project in Taiqian County,Henan Province

Wang Bing Li Dan
（Henan Water Conservancy Survey and Design Research Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450016）

Aiming at the Problems of irrigation in Yellow River Diversion in Sunkou Irrigation District,Taiqian County,Henan Province,this paper has put forward the necessity of the construction of the Yellow River Diversion Project from the aspects of social and economic development demand,irrigation demand and urban construction demand.Then according to the basic data,and on the basis of the primary dead water level and the normal water level,we have determined the scale of the project after irrigation area water balance and the typical annual profiting regulation calculation.

yellow River Ddiversion Storage Project；water balance；profiting regulation；Henan province

TV67

A

103-5168（2017）09-0085-02

2017-08-02

王兵（1983-），男，硕士，工程师，研究方向：水文、水资源及工程规划。