黄河下游引黄供水规模变化及影响因素

程贵兴

山东黄河河务局济南黄河河务局 山东 济南 250032

引言

黄河是我们民族的生命之源,和其他河流江水一样,黄河也可以按照地理位置分为上、中、下游三个部分,最主要的是下游阶段,主要流经河南省和山东省,山东省的垦利县是下游的终点,进而就流入了渤海。早在一九五八年,我国就开始了对黄河下游实施引黄灌溉措施,就目前的进程效率来看,在治理黄河下游河段依然有很多问题。为了进一步的落实引黄工程,以更好的保护黄河下游及周边土地资源,如何更好的治理黄河下游是现阶段最需要研究的问题。

1 黄河下游引黄供水概况

1.1 流域自然环境 黄河下游引黄灌区由黄河冲击累积而成,引黄灌区地形大致平缓,河南区段黄河河床比河堤外地面高3～5m;除去大汶河直接流入黄河水域属于鲁西南地区外,其他大多属于平原,其海拔大多低于五十五米,因为以前黄河总是泛滥改道、泥沙沉积和风力搬迁等因素,黄河流经地区大多地势起伏,地形比较复杂,背河两侧大多分布着地势低、容易形成洪涝的区域,从整体上来看,黄河下游的引流灌溉区主要包括冲积扇地貌、沉积地貌以及平原地貌,黄河流入地势平缓的平原之后,河道会变得宽阔平坦,黄河中的泥沙就会下沉进而堆积起来,慢慢的河床就会高于两岸,出现“地上河”现象,下游的引黄灌溉渠有着独特的地理特征,能够为该项工程创造很多有利条件。

1.2 社会经济状况 黄河下游渠道工程受水区主要包括河南和山东两省,两省的GDP排名在全国位于前五名,而且是我国重要的粮食产区。河南省2020年GDP在全国排名第五,同比增长为1.3%,2020年三类产业结构为7.7:37.8:54.5,第三产业增加值占生产总值的比重比2019年提高6.5个百分点;全年河南省粮食的总产量达1365.16亿斤,增长1.9%,再创新高。山东省2020年GDP在全国稳居第三,同比增长3.6%,三类产业结构为7.3:39.1:53.6,但是全国新冠疫情给两省的经济社会发展造成了不小的影响[1]。

1.3 黄河下游引黄供水特点 黄河下游的引黄灌溉工程经过多年的建设后,已经有了几百座引水闸,在不断的发展过程中,形成了很多供水模式,下面就来介绍具体的供水模式:

第一,自流模式;在该项工程发展的初期阶段,主要特征是渠道自己引水,自流输水进入田地,主要聚集在引黄灌溉区的上半段,水源与地面存在着很大的差距,形成了有利于引水的条件,而且在工程设备配置方面也比较好。

第二,提水模式;主要特点是渠道输水提水进入田地,沟渠工程采用灌排结合或主干渠沟工程灌排分开设置,主要分布于中间或者下游阶段,工程设备配置较差,地势也比较高。

第三,自流和提水结合模式:山东河段常年黄河水量较小、水头较低、主流不稳定,可采用自流和泵站提水相结合的方式,提高供水保证率。

第四,补源模式;主要特点是渠道自己引水,主要的渠道或者排水的河道进行输水,其工程主要运用排水河道,采用灌溉排水一体式的形式,大多分布在引黄灌溉渠的边缘地区,因为气候干旱,以前的灌溉渠的地下水位在不断下降,形成了大面积的降落漏斗,导致需要不断更换机井、提水机械,使得工程的成本大大提高。

当前,引黄灌溉区的下游大多划分为正常灌溉区和补源灌溉区,前者靠近黄河,工程设备大多比较完整,条件也比较好,以自流模式为主,提水灌溉模式为次。靠近黄河地区的引黄灌溉工程有着悠久的历史,灌溉水源主要是黄河水,是节水的重点。而补源灌溉区大多运用补源灌溉模式,灌溉水大多是地下水,少部分是黄河水。

2 黄河下游引黄供水规模变化特征

2.1 黄河下游引黄供水水量 山东省的引黄供水规模是影响黄河下游引黄供水的主要原因,以一年的趋势来看,引黄供水主要是以春、夏双峰为主,分析峰值出现的月份,当前的春灌时间的最高值有所提前,而汛期的峰值却有延迟;引黄供水量在一年内分配比较均匀。从引黄供水的分类来看,从2020年来,下游灌水区用于农业的供水占总供水量的百分之九十,同期相比,农业用水有所增加,工业用水进一步减少[2]。

2.2 黄河下游引黄供水含沙量变化 1999年到现在,黄河下游非汛期黄河含沙量降低,但粗泥沙颗粒含量增加;含沙量降低会对引黄灌区造成很大的影响,会导致渠道出现泥沙堆积的现象,进而渠道的引水效率会降低,供水量不足。

2.3 黄河下游引黄供水径流变化 黄河下游各水文站有很多相同的变化趋势,每年的径流量较大,出现过几年径流量持续偏少或者偏多的情况,其中,上世纪50～60年代下游的水流量还是很丰富的;70～80年代基本趋于正常;90年代各站都转而偏枯;2000～2020年,下游各站偏枯程度愈高。黄河下游的实际径流量在一年的各时间段内有着均等分配的趋势,黄河下游引黄供水的变化也是同样的趋势。当不考虑自然与社会因素的情况下,黄河下游的引黄供水量与黄河流水量呈正相关,河道的流水量越大,引黄的供水量也就越大;反之,则引黄供水量小[3]。

通过以上分析,可以得出:目前,河道来水量不断减少对黄河下游引黄供水规模的减少具有比较突出的影响。

3 黄河下游引黄供水规模变化影响因素

3.1 河道水源条件 黄河河道的流水量的变化很大,以年际来看,从九十年代以来,黄河的下游平均径流量与平均径流量相比减少了很多,现在与九十年代相比,径流量则更少。以年内来看,黄河下游实际测量的径流量有平均分配的趋势,但是幅度很小,黄河下游水源水质条件基本能够满足灌溉及其他用水要求,引黄供水受水污染影响较小,仅个别灌区某些时段引水受到污染影响[4]。

3.2 当地水源条件 当地的水源条件涵盖了三个方面:灌区的降水量、当地的地表水以及当地的地下水,引黄的供水量和灌区降雨量呈现的是负相关关系,近年来,黄河下游的降雨量在不断增加,导致引黄供水量不断减少,而引黄供水量的降低则影响了当地水源的开发和使用,当地水源条件的优化也导致引黄供水工程的规模不断降低。

3.3 渠首引水条件变化 工程的条件好坏决定了引黄供水的能力的大小,特别是下游河道的调水调沙,直接引起河道断面的形态变化[5]。下游的河道断面大多刷得很深,在相同水流量的情况下河道的水位下降,花园口断面的水位降低则使得引水的能力有所降低,而且,因为调水调沙阶段河道水位回落较快,容易造成引水的渠道出现堵塞,使得引水出现困难。

3.4 其他因素 黄河下游的一些大型灌区进行了节水改造工程,以提高灌区的用水量,在灌区植物结构变化、城市发展变化等其他因素对黄河下游的引黄供水规模都有一定的影响。

4 结论

黄河下游引黄供水规模变小的主要原因是黄河河道的流水量在不断变化,水文站监测的实际径流量在不断下降,导致黄河下游引黄供水和灌区用水需求出现分歧,再加上引黄供水不能得到保证,主要体现在农户需要用水时,黄河下游的水不能及时被引用,农户会选择保证率较高的井灌,导致引黄供水工程的规模呈下降趋势。我们应该采取设立市场经济管理条件下的新型供水体制,开展直接供应到户的管理模式;积极向用水农户推广管理模式,使农户参与到其中,提高农户对水资源的利用率,在当前的灌溉规模上,充分考虑农户在用水能力方面的相关问题,不断挖掘引黄供水工程的规模和潜力。