淄博市实施南水北调二期工程的可行性分析

2022-01-08杨津龙

山东水利 2021年12期

杨津龙

（淄博市行政审批服务局，山东淄博255000）

目前，国家南水北调二期规划工作重点已从水资源与配置阶段转向工程规模与工程布局阶段，二期工程建设布局总的原则是“引得进、放得下、用的上”，山东省南水北调二期工程总体思路为利用引黄河水通道输送长江水。前期，依托市引黄供水设施，已完成淄博市南水北调一期工程建设，初步实现了淄博市中北部区域大芦湖、新城水库、黄土崖水库、萌山水库等多水源互联互通。按照国家和山东省南水北调二期工程战略要求，现对淄博市南水北调二期工程利用引黄渠道输送长江水的设想展开研究。

1 淄博市引黄工程现状

1.1 刘春家引黄灌区

刘春家引黄灌区于1956年春动工，1957年3月基本建成并运用开始发挥效益。原设计灌溉面积2.05万hm2，灌溉保证率40%，现有效灌溉面积1.46万hm2。共有干渠11条，支渠12条，总长129.89 km。渠首刘春家引黄闸设计引水流量37.5 m3/s，引黄干渠自刘春家引黄闸开始，经高青县常家、赵店、唐坊、高城4镇及桓台县马桥、新城2镇进入新城水库，设计流量25 m3/s，总长28.8 km，其中小清河以北段长17.7 km，小清河以南段长10.5 km。

1.2 淄博市引黄供水工程

淄博市引黄工程是由取水工程、净水工程、配水工程三大部分组成。取水工程主要由高青刘春家引黄闸、沉沙条渠、大芦湖水库、输水明渠、新城水库泵站组成。黄河原水从高青刘春家引黄闸取水、经沉沙条渠沉沙后，经大芦湖水库或直接由30 km长的输水明渠输送至新城水库。净水工程是将原水经过净化处理后，去除原水中所含的各种有害杂质，达到国家生活饮用水卫生标准。新城净水厂是引黄的水处理中心，现状供水规模为25万m3/d，2016年净水厂扩建工程开工，扩建后水处理能力将达到50万m3/d。输水工程包括原水输水工程、净水输水工程两部分。

目前，淄博市引黄供水工程供水区域包括高青、桓台、张店、临淄、周村、淄博高新区两县四区，主要用户包括齐鲁石化公司、市自来水公司等。

2 引黄能力分析

2.1 引水能力分析

目前，淄博沿黄建设引黄取水口2个，设计引水流量64.30 m3/s，其中马扎子引水流量27.8 m3/s，刘春家引水流量37.5 m3/s。鉴于仅有刘春家引黄闸具备利用黄河通道引江输水的条件，因此重点分析刘春家涵闸引水能力。

1）引水量分析。从2012—2017年引黄水量统计表（表1）看出，刘春家闸最大引水量发生在2017年，引水量为32 020.43万m3。分析认为，刘春家闸引水量的变动，除受干旱影响灌溉用水量增加外，更主要的原因是工业用水量的增加。

表1 2012—2017年刘春家引黄闸引黄水量统计表

2）引水时间分析。刘春家引黄闸多年平均可引水天数为223 d，占全年总天数的63.8%，其中灌溉期3~6月82 d，冬季11~2月78 d，旱期7~10月73 d。当保证率P=50%时，可引水天数为226 d，P=75%时为184 d，P=95%时为161 d。通过对2013—2017年引水情况进行分析可以看出，由于承担工业用水的任务，刘春家引黄闸近年来引水时间逐年增加，2017年更是达到全年355 d引水时间。由此可见，小浪底建成后，在不考虑水体含沙量影响的前提下，基本可以实现全年引水365 d的引水目标。

3）引水能力影响因素分析。影响刘春家引黄闸引水能力的主要因素有以下3个方面：一是受黄河流域降水影响，黄河下游来水量减少；二是受黄河调水调沙的影响，河道主槽刷深，降低引水能力；三是闸后沉沙池及渠道淤积造成水流不畅，降低引水能力。

2.2 调蓄能力分析

淄博市引黄调蓄工程主要有大芦湖水库和新城水库。大芦湖水库总库容3 028万m3，兴利库容2 868万m3，设计蓄水位14.8 m，死水位8.2 m；新城水库总库容2 144万m3，调节库容1 857万m3，设计蓄水位21.0 m，死水位13.0 m，平均蓄水深8.0 m。新城水库以调蓄长江水为主，以引黄河水补充，在引水时间发生冲突时优先调引江水，大芦湖水库调蓄黄河水为主，两座水库协调运行。

3 南水北调二期工程设想

3.1 总体设想及依据

根据国家及省南水北调二期工程“引得进、放得下、用的上”的总原则，在项目选址与布局方面，重点考虑以下因素：淄博市中北部区域水资源均衡布局；各水源之间相互连通、相互调配、形成水网；便于与现有水系、管网衔接联通；综合考虑工程占地、迁占难易程度、地域空间位置；综合考虑用水户的布局；工程投资和运行成本。

提出南水北调二期工程设想如下：扩建现有调蓄水库，增加总库容约2 000万m3；新建调蓄水库2座，总蓄水量约5 000万m3。以上工程新增总调蓄库容为7 000万m3，基本可实现年调长江水1.7亿m3的目标。

3.2 建成后调度运行分析

省水利厅批准的淄博市引黄供水指标总量为4亿m3。按照南水北调二期工程设想，未来南水北调引江水量2.2亿m3，其中一期引江水量0.5亿m3，二期引江水量1.7亿m3。南水北调二期工程建成后，淄博市长江水与黄河水将联合调度，每年引水总量为6.2亿m3。现拟定淄博市引黄引江调度运行方案如下：

方案一：南水北调二期工程调长江水仍然通过刘春家引黄闸，调蓄水库由一期的新城水库、大芦湖水库变为大芦湖、萌山水库、黄土崖水库、新城水库以及2个新建调蓄水库共六大水库联合调度。

经测算，近几年马扎子引黄闸年平均引水量约为0.72亿m3，因此通过刘春家引黄闸年输水量约为5.48亿m3。如果按照2017年355 d引水时间，日均引水量约17.87 m3/s；如果按照近几年平均引水天数297 d计，日均引水量约21.36 m3/s；如果按照刘春家引黄口典型代表年各月可引水天数考虑：当保证率P=50%时,可引水天数为226 d，日均引水量约28.06 m3/s，该值虽然小于刘春家引黄闸设计引水能力，但已大于引黄干渠25 m3/s。

方案二：通过新建分水闸直接由南水北调干渠引水输送至新建调蓄水库（估算约0.5亿m3），扣除马扎子引黄闸年平均引水量约为0.72亿m3，剩余水量约4.98亿m3仍按照方案一联合调度。如果按照2017年355 d引水时间，日均引水量约16.24 m3/s；如果按照近几年平均引水天数297 d计，日均引水量约19.41 m3/s；如果按照刘春家引黄口典型代表年各月可引水天数考虑：当保证率P=50%时，可引水天数为226 d，日均引水量约25.5 m3/s，该值小于刘春家引黄闸设计引水能力，约等于引黄干渠25 m3/s的引水能力。

4 可能存在的问题

4.1 引水能力不足

1）限制因素分析。主要限制性因素：一是调蓄工程无潜力，现有大芦湖水库、新城水库调蓄黄河水能力饱和；二是引黄闸受冲砂影响水位下降，降低了引水能力；三是农业灌溉引水时段与工业用水引水时段不能重叠，导致引水时段缩短，引水能力降低。

2）引水能力提升措施。一是科学调度黄河来水量，提高下游河道水位，相应提高涵闸的引水能力；二是修建马扎子、刘春家闸前泵站，解决涵闸引水能力不足问题；三是及时对引黄渠道或沉沙池进行清淤，保持渠道设计比降，防止渠道出现倒比降或梗阻，保持水流顺畅。

4.2 泥沙增加，加剧淤积

1）引水泥沙增量预估。按照方案一全部从刘春家引水调度时，利用黄河新增引调水量2.2亿m3计算，黄河淄博段平均含沙量约为4.06 kg/m3（参考黄河利津站2018年6月上旬水沙统计结果，径流量135 800万m3，输沙量552.1万t），新增每年引沙量约为893.2万t。按照方案二部分从刘春家引水调度时，利用黄河新增引调水量1.7亿m3计算，新增每年引沙量约为万690.2万t。按照山东平均引黄泥沙分布比例，沉沙池占46.2%，灌溉渠系占38.5%，田间占8.8%，河道占6.5%计算，约有近1/2泥沙沉积到沉沙池，也就是说每年渠道新增350~450万t泥沙。

2）引水增量泥沙处理。一是引黄河水入洼地。利用渠旁的天然洼地布置沉沙池，当第一个池子淤平后，可复耕种地，然后继续在下游修建第二个沉沙池。二是以挖代沉。马扎子、刘春家均采用“以挖代沉”的方式进行集中沉沙。三是变沉沙区为生态湿地。当引黄沉沙区集聚到一定规模，可考虑黄河沉沙的整治与景观规划结合起来，将沉沙区改造为湿地公园。