京津冀引黄工程利用潜力分析
2023-08-28王晓燕徐宝同
□王晓燕 徐宝同
黄河因其“善淤、善决、善徙”的特性,与京津冀结下了不解之缘。历史上,黄河曾600 余年流经津冀地区,带来大量的水沙资源,铸就了广袤富饶的华北平原,河北因位于黄河以北而得名,黄河水历来就是京津冀地区的重要水源。
京津冀地区同属京畿重地,战略地位十分重要。京津冀主要位于海河流域,属典型的资源性缺水地区,水资源供需矛盾突出,为保障区域供水安全,自20 世纪50 年代开始实施引黄调水。截至目前,已建成位山、潘庄、渠村、李家岸、万家寨等5 条引黄工程,近3 年平均引黄水量约9.0 亿m3,但与京津冀引黄水指标(多年平均18.44 亿m3)及京津冀协同发展和雄安新区建设水安全保障新要求仍不适应,亟需开展引黄工程利用潜力分析,提高引黄工程利用效率,加大引黄水利用量,为京津冀地区高质量发展提供有力的水安全保障。
1.引黄历史
20 世纪50 年代初期,黄河水量丰富,而卫河水量较少。为了发展卫河的灌溉、航运事业,国家组织实施了引黄河水接济卫河的工程,简称“引黄济卫”工程。工程主要由人民胜利渠和共产主义渠组成。其中人民胜利渠兴建于1951 年,南起黄河,北至卫河,干渠全长约50 km,设计输水能力40 m3/s;共产主义渠兴建于1957 年,是第二条“引黄济卫”干渠,干渠全长约112 km,设计输水能力200 m3/s,共同向冀鲁豫3省供水。工程建成后,因高水位长时间引水,导致两岸土地的次生盐碱化,故于1962 年停止“引黄济卫”。
20 世纪70、80 年代,京津冀缺水问题日益突出,原水电部同意开展引黄入淀工程可研工作,工程任务是为河北中部城市生活、工业、华北油田和沿线农业供水,改善白洋淀的生态环境,设计入河北流量120 m3/s,设计年引水总量12.5 亿m3,其 中 河 北10 亿m3、河 南2.5亿m3。后来由于种种原因,引黄入淀工程被暂缓建设,华北地区农业和生态严重缺水问题被搁置起来,一直未提出完整的解决方案。
2.引黄工程现状
自20 世纪80 年代末开始,为缓解华北地区农业缺水局面,改善河湖水生态环境,置换地下水超采,在国家有关部委的大力支持下,利用晋豫鲁已有引黄工程,建成位山、潘庄、渠村、李家岸、万家寨等5 条引黄工程,向京津冀地区供水。
2.1 位山引黄工程
1992 年,位山引黄入冀工程试通水,1994 年正式建成。工程自山东聊城位山引黄闸取水,利用现有位山引黄灌区渠道、清凉江等输水至沧州大浪淀,全长438 km,渠首设计流量323 m3/s,鲁冀界设计流量65 m3/s,引水时间为冬四月,入河北水量指标为5.0 亿m3,主要用于农业及生产生活用水。
2.2 潘庄引黄工程
2010 年,潘庄引黄济津工程正式建成通水,自山东德州潘庄引黄闸取水,利用现有潘庄引黄灌区渠道、南运河等输水至天津北大港水库,全长392 km,渠首设计流量100 m3/s,鲁冀界设计流量80 m3/s,引水时间为10 月—次年1 月,原为天津市应急水源,现不再承担应急任务。
2.3 渠村引黄工程
2017 年,渠村引黄入冀补淀工程正式建成通水,自河南濮阳渠村引黄闸取水,改造现有渠村引黄灌区渠道、东风渠、滏东排河等输水至白洋淀,全长482 km,渠首设计流量100 m3/s,豫冀界设计流量61 m3/s,引水时间为冬四月,在南水北调东中线工程生效前,可相机延长工程引水时间,总引黄水量按18.44 亿m3(含天津市引水量)控制,主要用于农业及白洋淀生态用水,是雄安新区重要的水源工程之一。
2.4 李家岸引黄工程
2017 年,沧州李家岸引黄工程正式建成通水,自山东德州李家岸引黄闸取水,利用现有李家岸引黄灌区渠道、大浪淀排水渠等输水至沧州大浪淀,全长180 km,渠首设计流量100 m3/s,鲁冀界设计流量30 m3/s,主要用于农业用水。
2.5 万家寨引黄工程
2017 年,万家寨引黄入京工程开始生态补水,自山西忻州万家寨水库取水,利用山西万家寨引黄入晋工程、桑干河、永定河等输水至北京官厅水库,设计流量22.2 m3/s,主要用于永定河生态用水。
3.引黄工程利用潜力
3.1 工程引水能力
京津冀5 条引黄线路,区域外均利用现有引黄灌区渠道输水,仅渠村引黄工程考虑了京津冀专用的引水规模,其余均需要优先满足其灌溉引水需求,冗余规模及时段为京津冀供水。本次以入京津冀界断面设计过流能力为基础,考虑各线路引水时段、域外用水等情况,进行长系列调节计算,各工程引水能力分析如下。
一是位山引黄工程,最小引黄能力按设计引水时间冬四月考虑,为6.2亿m3;最大引黄能力结合京津冀用水时间,引水时间相机外延3 个月,扣除聊城灌溉用水等,经长系列调算,为8.6亿m3。
二是潘庄引黄工程,最小引黄能力按设计引水时间10 月至次年1 月考虑,为6.2 亿m3;最大引黄能力结合京津冀用水时间,引水时间相机外延2 个月,扣除德州灌溉用水等,经长系列调算,为6.7 亿m3。
三是渠村引黄工程,最小引黄能力按设计引水时间冬四月考虑,为6.2 亿m3;最大引黄能力结合京津冀用水时间和雄安新区白洋淀生态补水需求,引水时间相机外延5 个月,扣除濮阳灌溉用水等,经长系列调算,为10.3 亿m3。
四是李家岸引黄工程,受鲁冀界设计流量限制,经长系列调算,引黄能力为2.5 亿m3。
五是万家寨引黄工程,充分利用工程输水能力,考虑山西用水的不均性,经长系列调算,最小引黄能力为2.23 亿m3、最大引黄能力为3.9 亿m3。
经分析,计算引黄口京津冀引水规模达268 m3/s,京津冀引黄能力可达23.3 亿m3~32.0 亿m3,京津冀引黄工程引水能力详见表1。
表1 京津冀引黄工程引水能力
3.2 近年引水利用情况
历史上,受限于域外无专用引黄线路、域内配套工程不完善等原因,京津冀引黄水利用量不大。但2014 年以来,为了解决华北地区地下水超采问题,提高京津冀水安全保障能力,支撑京津冀协同发展等战略,国家开始实施华北地区地下水超采综合治理,引黄水作为京津冀农业水源置换、河湖生态补水的重要水源之一,构建了“深沟河网、洼塘调蓄、田间配套”的引黄工程体系和“调度优化、运管高效、水价适当”的运行机制,引黄水高效利用能力显著增强,引黄水量逐年增加,近3 年平均引黄水量约9.0 亿m3,详见表图1。
图1 近年京津冀引黄工程引水量
3.3 引黄工程利用潜力
依据《全国水资源综合规划》等有关要求,津冀引黄水指标为18.44 亿m3。本次对京津冀引黄工程通水以来运用情况进行分析计算,充分考虑京津冀引黄工程引水能力、近年黄河水利用实际及黄河入海水量情况等因素,经30 年长系列分析计算,京津冀引黄工程新增利 用 潜 力 为5.6 亿m3~23.9 亿m3,详 见表2、图2。
图2 京津冀引黄工程利用潜力
表2 京津冀引黄工程利用潜力
4.结语
京津冀引黄历史悠久,如何高效利用已建成的位山、潘庄、渠村、李家岸、万家寨等5 条引黄工程,加大引黄水利用量,保障京津冀水安全,研究引黄工程利用潜力十分必要。京津冀5 条引黄工程引水规模达268 m3/s,考虑各线路引水时段等情况,京津冀引黄能力可达23.3 亿m3~32.0 亿m3。经京津冀引黄工程通水以来30 年长系列分析计算,考虑工程引水能力、近年黄河水利用实际及黄河入海水量情况等因素,京津冀引黄工程新增利用潜力可达5.6 亿m3~23.9 亿m3。□