强化潇河流域水资源综合开发利用的探讨
2019-09-23魏建春
魏建春
(晋中市潇河流域管理局 山西晋中030600)
1 基本概况
潇河,发源于晋中市昔阳县沾尚镇马道岭,自东向西流经晋中市的昔阳县、和顺县、寿阳县、榆次区后,穿越太原市的清徐县、小店区,在小店区洛阳、南马村间汇入汾河,全长147 km,流城面积3 894 km2,河床平均坡度2.8‰。流域呈高原丘陵地貌形态,自东向西倾斜。地貌分为石山区(占17.76%)、土石山区(占11.54%)、林区(占7.03%)、黄土丘陵区(占46.72%)、河谷阶地区与平川区(占16.95%)五种类型。
潇河上游有白马河、松塔河两大支流,在寿阳县芦家庄汇合为干流,以下至榆次区北合流村又有涂河汇入,于源涡村出山口进入平川区,以上流域面积占全流域面积的80%。源涡村以下平川区有涧河、牛耕河等较大支流汇入,流域面积占全流域面积的20%。
松塔河为潇河的主支,自马道岭发源,由东向西有安丰河,龙泉河、木瓜河等支流汇入,在芦家庄汇合口以上河长50 km,流城面积1 302 km2,河流含沙量小,水质良好,达Ⅲ类水质标准,是潇河的主要产流区。
白马河在上游分北支、西支。北支发源于寿阳的方山,西支发源于寿阳的罕山,两支在寿阳城关汇流,北支流城面积156.6 km2,西支流城面积550 km2。白马河在芦家庄以上,河长55.4 km,流域面积1 062 km2。流域内自然植被稀少,水土流失严重,年输沙量约31 万t,是潇河的产沙区。白马河流经寿阳县城到潇河主流汇合处芦家庄段,水质污染严重,属劣Ⅴ类水质。
涂河发源于榆次区长凝镇石圪塔村八赋岭,涂河全长43.5 km,流域面积365.8 km2,多年平均径流量1 724 万m3。涂河上游植被茂密、水质良好,是今后潇河规划开发利用的一个重点。
2 径流与设计频率
据潇河灌区源涡大坝枢纽62年(1957年—2018年)实测年均径流为1.01 亿m3,汛期径流占全年径流的70%,年内径流分布不均;径流量最大的年份为1963年的4.01 亿m3,径流量最小的年份为2000年的0.07 亿m3,两者的差异达57 倍,年际间变化较大。按年代对径流量进行对比见表1。
采用p-Ⅲ型曲线进行适线,求得潇河大坝设计径流量成果及统计参数见表2,其频率曲线见图1。
图1 潇河源涡枢纽径流量频率曲线图
3 潇河水资源开发现状
潇河水资源开发较早,解放前已形成完备的灌排渠系,由于当时生产、技术落后,灌溉引水工程采用的是土坝。1951年,国家在潇河主流出山口的源涡村修建了全长347.2 m,坝高3.35 m 的混凝土滚水坝。由于河流自然分割,形成南北两个独立的灌溉系统。北进水闸设计引水流量17.1 m3/s,干渠长17.14 km,有支渠5 条,控制灌溉面积1.1 万hm2;南进水闸设计引水流量22.9 m3/s,干渠长29.14 km,有支渠3 条,灌溉面积1.12 万hm2。
表1 潇河源涡枢纽按年代平均径流量
表2 潇河大坝设计年径流量统计参数
潇河灌区灌溉受益范围包括太原、晋中两市的榆次、太谷、清徐、小店4 县(区)13 个乡镇134 个村庄。实际灌溉面积2.22 万hm2。源涡枢纽工程虽然控制潇河流域面积的80%,但水资源利用率较低,只有35.56%。
3.2.1 小鼠、大鼠和兔的主动脉反流模型 模型优点是无需开胸手术,易于复制,能够诱导心力衰竭。缺点是只适用于小型哺乳类动物,与人类临床上逐渐发生的二尖瓣反流的症状表现存在差异[20-22]。
寿阳县蔡庄水库位于潇河上游的白马河西支上,原设计总库容2 070 万m3,控制流域面积223 km2。其中黄土丘陵区173 km2,土石山区50 km2。由于该流域泥沙含量较高,水库淤积量已占到原设计总库容的60.9%。2002年水库除险加固改造后,现状总库容为615.09 万m3。
昔阳县龙门口引水枢纽位于潇河上游的松塔河上,是一座跨流域引水工程。2001年建成后,采取的运行方式为非汛期下闸引水,汛期提闸放水。95%频率下的来水量为250 万m3,按山西省水利厅批复限制的引水流量为700 万m3/年。
2017年12月竣工验收的松塔水电站控制流域面积1 174 km2,约占潇河总流域面积的三分之一,是目前潇河流域上建设的最大的综合性水利工程。
山西省松塔水电站工程是山西省“十一五”期间开工建设的新水源工程项目。松塔水电站的主要任务是以城市生活和工业供水及水力发电为主,兼顾防洪、灌溉等综合利用。控制潇河主流松塔河径流,调蓄汛期洪水及削减洪峰流量,充分利用潇河的水力资源,为晋中城区和寿阳县提供城市及工业用水,改善潇河灌区农业灌溉状况。大坝最大坝高为62.6 m、总库容9 740 万m3,电站装机容量为2×500 kW,年均发电349 万kW·h,年均供城市及工业用水2200 万m3,年均农业供水885 万m3,改善潇河灌区农业灌溉面积1.17 万hm2。
截止2018年底,已累计拦蓄上游来水30 450 万m3,为晋中天湖水厂、百草坡森林植物园、阳煤集团寿阳乙二醇项目基地累计供水4 846.3 万m3,为潇河灌区农业灌溉、潇河湿地公园生态供水累计达到9 000 万m3,为潇河流域沿线地下水补给水量10 800 万m3,生态效益、经济效益、社会效益非常显著,潇河水资源利用率提高到58.5%。
4 潇河流域发展对策
1)松塔河流域治理
松塔水电站已被山西省政府列为水源保护地。经连续观测,松塔水库库区水质达到Ⅲ类水质标准,但总氮含量超标。问题产生的原因是水源二级保护区生活面污染和农业面源污染,因此应当将划定的保护区内变成原生态种植区,引导农民在种植玉米时减少化肥用量,秸秆还田,增加绿色肥料的数量。松塔河是潇河的主要产流区。松塔河上游流域属于省定贫困县昔阳管辖,应抓住国家精准扶贫政策这一机遇,将该区域内村民易地搬迁,退耕还林,涵养水分。
2)白马河流域治理
白马河流经寿阳县城,城市生活污水和遍布周边的未经过集中处理的工业废水是造成白马河污染的主要来源。因此,在今后的生产规划中应将城市污水和企业不达标排放的污水全部纳入污水集中处理;加强水污染防治宣传,加大对水污染的处罚力度,充分发挥河长制在河道治理和管控方面的作用。
3)涂河开发
涂河流域大部分地段植被茂密,河道常年有0.1~0.2 m3/s 的清水,水质良好。根据水利部门规划,拟在涂河中游的蔺郊村修建水库。设计总库容3 600 万m3,多年调节库容1 416 万m3。按97%的供水保证率,年供水1 095 万m3。该工程如能早日修建,将对潇河流域径流的利用率和供水产生重大影响。
4)潇河城区段黑臭水治理
潇河流经榆次城区段,潇河支流涧河城区段,涧河支流黑河城区段,潇河灌区民丰二支渠城区段,潇河灌区城区退水渠均存在不同程度的黑臭水。消除这些黑臭水不是一劳永逸的事,需要住建、环保、水政等部门加强合作,引进的水是好的,排放的水是达标的。只有各职能部门通力合作,才能将治理过的黑臭水河段、区段不再死灰复燃。