對(duì)北洛河洪水資源利用的幾點(diǎn)思考

楊春學(xué)，李劍鋒

（陜西省渭南市石堡川水庫(kù)灌溉管理局，715200，澄城）

一、北洛河流域基本情況

1.北洛河流域概況

北洛河屬黃河二級(jí)支流、渭河一級(jí)支流。發(fā)源于榆林市定邊縣白于山南麓王盤山鄉(xiāng)石澇溝，流向東南經(jīng)吳起、志丹至甘泉縣折向南，再經(jīng)富縣、洛川、黃陵，于白水縣進(jìn)入關(guān)中平原地區(qū)，在大荔縣東南三河口注入三門峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)。河流全長(zhǎng)680.3km,集水面積2.69萬(wàn) km2，年徑流量 9億 m3，年輸沙量1.0億t，平均比降1.79‰。北洛河支流眾多，流域面積在1 000 km2以上的較大支流有葫蘆河、沮河、周水河3條；流域面積在500～1 000 km2的支流有石澇河、白家河、亂石頭川、寧賽川、界子河、仙姑河、石堡川、白水河等8條。

2.北洛河上游降水特性

以劉家河和交口河為主進(jìn)行分析，其中劉家河年降水量516.6mm。降水主要集中在汛期6—9月，占年降水量的71.2%，其中7—8月占44.2%，實(shí)測(cè)最大洪峰流量為 6 430 m3/s（1977年）；交口河水文站多年平均年降水量548.2mm。

3.北洛河上游徑流特性

北洛河上游流域，多年平均年徑流量為4.64億m3。徑流主要來(lái)源于降水補(bǔ)給，即來(lái)源于洪水。徑流年內(nèi)分配很不均勻，自上游向下游為遞減。徑流年內(nèi)分配很不均勻，夏季徑流量大，6—9月占到一半以上。徑流量自上游向下游遞減，上游吳起站這期間徑流量占年徑流量的85.1%，劉家河站占年徑流量的64.1%，交口河站占56%，狀頭站占年徑流量的51.2%。無(wú)論干流還是支流，從北向南汛期（6—9月）徑流量占年徑流總量的比例呈遞減趨勢(shì)。上游年徑流的形成主要是6—9月的洪水，中游年徑流的形成則與其他月份常流量有很大的關(guān)系,說(shuō)明北洛河上游水量豐富，洪水資源利用潛力很大。

4.洛河水資源利用現(xiàn)狀

目前洛河干流沒(méi)有具有調(diào)蓄能力的水庫(kù)工程，蓄水工程都建在支流上，有石堡川、林皋、拓家河等水庫(kù)，總有效庫(kù)容1.23億m3，對(duì)洛河流域水量調(diào)節(jié)能力差,特別是無(wú)法對(duì)干流水量進(jìn)行調(diào)節(jié),加之洛河汛期的大量泥沙和西(安)延(安)鐵路的影響,限制了修建干流工程的規(guī)模和效益。因此骨干工程應(yīng)以干支并舉、引干入支為主。同時(shí)洛河上下游開(kāi)發(fā)不均衡，下游水利工程只有洛惠渠，已利用的水量中75%用于下游地區(qū)，上游水量利用不超過(guò)25%。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，下游有地下水和黃河水，上中游受干旱威脅較大，工業(yè)發(fā)展迅速，所以洛河水資源利用應(yīng)高水高用，開(kāi)發(fā)上中游水利工程，實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用。

二、石堡川、洛惠渠灌區(qū)缺水現(xiàn)狀

洛河流域目前重點(diǎn)水利工程有石堡川、洛惠渠，承擔(dān)著流域面積55%的農(nóng)田灌溉任務(wù)，目前兩大灌區(qū)水資源缺乏，農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水矛盾突出，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉面積萎縮，已嚴(yán)重影響了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.石堡川灌區(qū)水資源分析

（1）石堡川灌區(qū)發(fā)展?jié)摿?/p>

石堡川灌區(qū)位于渭北旱塬，土地面積10.64萬(wàn)hm2，耕地面積5.07萬(wàn)hm2，工程控制面積 3.47萬(wàn) hm2，根據(jù)河源水量和供水保證率50%設(shè)計(jì)，最初設(shè)計(jì)灌溉面積2.07萬(wàn)hm2。20世紀(jì)80年代后，經(jīng)擴(kuò)建改造及群眾自發(fā)投資修建的土渠，擴(kuò)大了蘋果灌溉面積，目前實(shí)際設(shè)施灌溉面積為2.67萬(wàn)hm2。而灌區(qū)干渠以北黃龍山麓以南、孔走河以東、大浴河以西的劉家洼、趙莊、羅家洼等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的1.6萬(wàn)hm2耕地，可通過(guò)50～70m揚(yáng)程提水得到灌溉，因受水源限制，此方案一直未實(shí)施。石堡川水庫(kù)工程控制范圍除現(xiàn)已建成的石堡川水庫(kù)灌區(qū)外，在白水縣城東北部至蒲城縣北部，分別有1萬(wàn)hm2和1.3萬(wàn)hm2耕地的氣候、土壤等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件同石堡川灌區(qū)基本相同，將石堡川水庫(kù)二支渠延伸過(guò)洛河后，可實(shí)現(xiàn)灌溉，如果解決了水源問(wèn)題，石堡川水庫(kù)可控制灌溉面積達(dá)7.4 萬(wàn)余 hm2。

（2）石堡川灌區(qū)水資源短缺現(xiàn)狀

根據(jù)水庫(kù)水文監(jiān)測(cè)：從2003年至今，水庫(kù)來(lái)水量年均3 185萬(wàn)m3，與2003年以前多年平均3 758.16萬(wàn)m3相比少了300萬(wàn)m3，來(lái)水呈逐年減少趨勢(shì)，已難滿足50%保證率的非充分灌溉制度用水要求。2008年、2009年，石堡川水庫(kù)來(lái)水僅1312萬(wàn)m3，灌區(qū)庫(kù)水資源已經(jīng)難以保證灌區(qū)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，水源工程建設(shè)已迫在眉睫。

（3）石堡川灌區(qū)水資源分析

將石堡川擴(kuò)建成百萬(wàn)畝灌區(qū)是實(shí)現(xiàn)渭北旱塬農(nóng)業(yè)灌溉的唯一途徑，按用水保證率 50%計(jì)算，灌溉需水量 18 833萬(wàn) m3，以 P=75%計(jì)算，灌溉需水量28716.63萬(wàn)m3。將2020年作為規(guī)劃年，灌區(qū)農(nóng)村用水量3 300.33萬(wàn)m3，城市需補(bǔ)水量600萬(wàn)m3，工業(yè)園區(qū)需水量4 000萬(wàn)m3，生態(tài)環(huán)境需水量200萬(wàn)m3。灌區(qū)P=50%和P=75%時(shí)總需水量26 933.331萬(wàn)m3和36816.961萬(wàn)m3。目前灌區(qū)境內(nèi)以石堡川水庫(kù)為主要水源，以灌區(qū)內(nèi)5條河流為開(kāi)發(fā)水源，通過(guò)10座小泵站進(jìn)行供水，可供水量為11 291.05萬(wàn)m3，缺水量分別為14 802.281萬(wàn) m3和25525.911萬(wàn)m3。所以引用洛河洪水資源是解決石堡川水庫(kù)乃至渭北旱塬水資源短缺的唯一途徑。

2.洛惠渠灌區(qū)水資源分析

洛惠渠自澄城縣狀頭村自流引北洛河水，灌溉面積5萬(wàn)hm2，由于渠首無(wú)調(diào)蓄能力，工程供水標(biāo)準(zhǔn)偏低，缺水一直是灌區(qū)發(fā)展的軟肋。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一般年份，冬春灌缺水1/3，夏灌缺水1/2，平均年缺水1.04億m3，致使下游農(nóng)田逐漸失灌，嚴(yán)重缺水，迫使灌溉系統(tǒng)超負(fù)荷、超時(shí)限運(yùn)行（灌區(qū)多年平均引水天數(shù)在300天左右），加速了工程老化。而工程老化又進(jìn)一步導(dǎo)致引水能力下降，加劇了缺水矛盾，形成惡性循環(huán)。

三、利用北洛河洪水資源的可行性分析

1.洛河流域水資源利用現(xiàn)狀，為解決中下游灌區(qū)水資源短缺問(wèn)題提供了開(kāi)發(fā)空間

從狀頭斷面水利工程調(diào)節(jié)計(jì)算成果可知，洛河一方面水資源短缺，另一方面洪水資源沒(méi)有得到充分利用，這為利用洪水資源作為石堡川、洛惠渠應(yīng)急水源提供了可能。2010年4月我國(guó)西南地區(qū)遭遇歷史罕見(jiàn)的特大旱災(zāi)，灌區(qū)水源建設(shè)已引起國(guó)家高度重視,國(guó)家今后將加大力度解決灌區(qū)水源短缺狀況,為補(bǔ)水工程實(shí)施提供了政策環(huán)境.

2.利用洛河洪水資源可以減輕流域防汛壓力

根據(jù)流域特性和實(shí)測(cè)資料分析，吳起站以上屬河網(wǎng)發(fā)育區(qū)，河道短，河道比降大，且流域植被較差，匯流較快，洪水暴漲暴落。吳起到劉家河站河段內(nèi)，洪峰流量沿程逐漸增加，原因是區(qū)間降雨增多，容易產(chǎn)生洪水，加之周水河是北洛河水系的較大支流，且又是暴雨區(qū)，洪水頻繁，當(dāng)周河洪水匯入后，劉家河站洪水迅速增加。劉家河到交口河站區(qū)間暴雨較少，兩岸較大支溝很少，河道槽蓄量較大，調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，雖然洪峰逐漸消減，但下游防汛壓力仍很大。所以，在上中游交口河站利用洪水資源，可以削減洛河流域洪峰流量，減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)的威脅。

3.洛河上游流域退耕還林成效顯著，河水泥沙含量逐年遞減，使補(bǔ)水成為可能

1999—2006年，國(guó)家對(duì)洛河上中游實(shí)施退耕還林，流域內(nèi)大量修建淤地壩、魚(yú)鱗坑、坡改梯工程，流域內(nèi)植被明顯好轉(zhuǎn)，水土流失現(xiàn)象得到有效控制。 通過(guò)對(duì) 1959—2006年和1999—2006年兩個(gè)階段多年實(shí)測(cè)年輸沙量平均值進(jìn)行比較：退耕還林期平均年輸沙量減少3 633萬(wàn)t，占?xì)v年平均值的50.5%。河水含沙量減少,利用排沙漏斗進(jìn)行大流量引水成為可能。

4.洛河流域上游水資源豐富，為補(bǔ)水工程提供了充足水源

北洛河交口河水文站1990—2000年平均徑流量 4.56億 m3，6—9月降水占65.8%,占年徑流量的56%,預(yù)測(cè)可引用洪水資源為2.6億m3；洛河6—9月?tīng)铑^徑流總量5.49億m3，汛期狀頭徑流占到60.8%，而洛惠渠夏灌引水0.6億m3，說(shuō)明有充足的洪水資源未被利用。同時(shí)南溝門水庫(kù)建于洛河支流，通過(guò)洛河干流低壩引水樞紐將洛河含沙量小于3%的清水引入南溝門水庫(kù)進(jìn)行調(diào)蓄利用，水庫(kù)總庫(kù)容1.89億m3，工程所提供的水量在滿足當(dāng)?shù)毓I(yè)和生活用水后，多年平均情況下可向中下游補(bǔ)水0.82億m3。南溝門水庫(kù)引水將含沙量大于3%的河水作為棄水，所以說(shuō)開(kāi)發(fā)洛河棄水和洪水資源空間很大，根據(jù)洛河多年徑流量和洪水資源資料，預(yù)測(cè)年可利用洪水量2.5億m3左右，攔蓄仙姑河、黃蓮河0.5億m3，加上南溝門給洛惠渠規(guī)劃補(bǔ)水0.82億m3，預(yù)測(cè)年可引用水量在3.82億m3左右，可用以解決石堡川、洛惠渠缺水問(wèn)題。

5.洛河上中游流域地質(zhì)條件已具備筑壩條件

北洛河以上干支流區(qū)，以黃土臺(tái)塬和溝壑地形為主。基巖主要為二疊、三疊系軟硬相間層、薄層狀砂、砂礫、泥巖，上覆厚度不等的風(fēng)洪積黃土層。本單元地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單且相對(duì)穩(wěn)定，單元內(nèi)規(guī)劃有引洛入葫工程、南溝門水庫(kù)工程等。從工程地質(zhì)條件分析，庫(kù)區(qū)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，不存在滲漏和浸沒(méi)問(wèn)題，塌岸范圍較小，壩址處地形較狹窄，河床覆蓋層較薄，具備建砌石重力壩和碾壓式均質(zhì)土壩的地質(zhì)條件。加之國(guó)家南水北調(diào)和跨流域調(diào)水工程的實(shí)施和水利工程技術(shù)不斷完善，洛河引干入支進(jìn)行補(bǔ)水和工程布設(shè)條件已經(jīng)成熟。

四、利用洪水資源的設(shè)想

1.開(kāi)發(fā)洪水資源的思路

利用洛河洪水資源的思路是：攔渾引清，底流漏斗，過(guò)溝建壩，多級(jí)沉沙，調(diào)節(jié)時(shí)空，應(yīng)急解危。最大潛力是充分?jǐn)r蓄汛期洪水，變洪水為資源，變害為利。同時(shí)將洛河含沙量大于3%的河水引進(jìn)補(bǔ)水系統(tǒng)，利用排沙漏斗、底流拉沙、橫向侵蝕等泥沙處理技術(shù)，對(duì)北洛河汛期（6—9月）高含沙洪水進(jìn)行泥沙處理。通過(guò)工程措施（修引水渠，建調(diào)蓄庫(kù)，建提水泵站）將仙姑河水庫(kù)、黃蓮河水庫(kù)和石堡川水庫(kù)連通。

2.開(kāi)發(fā)洪水資源的具體方式

在干流交口河鎮(zhèn)上游筑壩，或利用南溝門水庫(kù)引洛入葫樞紐工程，通過(guò)渠道引洪水進(jìn)入仙姑河、黃蓮河。在仙姑河、黃蓮河等河流建儲(chǔ)蓄水庫(kù)，通過(guò)渠道引水至石堡川水庫(kù)附近，通過(guò)泵站提水，自流到石堡川水庫(kù)。通過(guò)攔渾引清，沉沙蓄清，實(shí)現(xiàn)把北洛河高含沙洪水變成清水，利用調(diào)節(jié)手段達(dá)到水資源有效利用，既可解決石堡川水庫(kù)水資源不足問(wèn)題，又可以解決沿途洛川、白水、蒲城等縣旱塬農(nóng)田灌溉，還可以在洛河下游枯水期進(jìn)行水量補(bǔ)充。洛惠渠補(bǔ)水近期可利用現(xiàn)有引水設(shè)施，在總干渠設(shè)排沙漏斗，引交口河至狀頭站區(qū)間的河水資源和上中游洪水補(bǔ)充水源不足,補(bǔ)水工程建成后，由石堡川通過(guò)河道向其進(jìn)行補(bǔ)水，以彌補(bǔ)水資源不足。將來(lái)通過(guò)古賢水庫(kù)引黃河水向其供水，置換出水量由石堡川擴(kuò)大供水市場(chǎng)，向工副業(yè)供水，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)。

3.仙姑河、黃蓮河流域基本情況

仙姑河是洛河一級(jí)支流，流域面積 605 km2， 河長(zhǎng) 52.7 km， 比降12.9‰，溝深200 m左右，溝底高程808 m （入洛口），平均年降雨量578 mm，6—9月降雨量占全年的69%，平均年徑流量2178萬(wàn)m3，平均年輸沙量133.1萬(wàn)t；黃蓮河是洛河一級(jí)支流，流域面積 248.6 km2，河長(zhǎng) 37 km，比降11.7‰，溝深175m左右，溝底高程785 m （入洛口），平均年降雨量595.8 mm，6—9月降雨量占全年的69%，平均年徑流量894.9萬(wàn)m3，平均年輸沙量54.69萬(wàn)t。兩流域地質(zhì)、地貌基本具備建庫(kù)條件。

4.工程布設(shè)

在洛河交河口鎮(zhèn)上游筑壩，或利用引洛入葫樞紐工程，把水位抬高至860m。通過(guò)6 km隧洞，建排沙漏斗，比降1/2000，引100 m3/s的流量自流到仙姑河。在仙姑河建壩設(shè)閘，庫(kù)容3 000萬(wàn)～5 000萬(wàn)m3，在左岸再通過(guò)14 km隧洞，比降1/2500，自流50 m3/s的流量到黃蓮河。在黃蓮河建壩設(shè)閘，庫(kù)容 2 000萬(wàn)～3000萬(wàn) m3，在左岸設(shè)揚(yáng)程100m泵站，提水20m3/s，通過(guò)15km比降為1/3000的隧洞和明渠輸水到石堡川水庫(kù)。

5.調(diào)度運(yùn)用

洛河引水100m3/s的流量自流到仙姑河后，庫(kù)前輸水渠道上設(shè)排沙漏斗，損失流量 5～10 m3/s，在仙姑河水庫(kù)沉淀，沉淀后的清水以50m3/s流量自流到黃蓮河水庫(kù)，進(jìn)行二次沉沙，通過(guò)泵站抽提到石堡川水庫(kù)?？菟诳捎孟晒煤?、黃蓮河水庫(kù)和石堡川水庫(kù)聯(lián)合向洛惠渠補(bǔ)水。

五、效 益

補(bǔ)水工程建成后，年可向石堡川水庫(kù)補(bǔ)水1億m3，可擴(kuò)灌農(nóng)田2.4萬(wàn)hm2，向洛惠渠補(bǔ)水 1億m3，可擴(kuò)大受益面積3.33萬(wàn)hm2；黃河古賢水庫(kù)陜西供水區(qū)建成后，向洛惠渠供水，通過(guò)置換出水量，按照高水高用的原則，一方面在仙姑河、黃蓮河水庫(kù)設(shè)抽水站，擴(kuò)灌洛川塬1.67萬(wàn)hm2面積的耕地，另一方面直接補(bǔ)向石堡川水庫(kù)灌區(qū)，擴(kuò)灌干渠以北的1.6萬(wàn)hm2、通過(guò)二支渠過(guò)洛河擴(kuò)大白水縣城東北部1萬(wàn)hm2和蒲城縣北部1.33萬(wàn)hm2耕地，把石堡川建設(shè)成百萬(wàn)畝的大型灌區(qū)。這樣，不但徹底解決石堡川、洛惠渠灌區(qū)的缺水問(wèn)題，而且可改善洛川塬的生態(tài)環(huán)境，把陜西的“兩葉肺”連成一片。

[1]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院.陜西省洛河流域水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃[R].2004.

[2]崔文藝，王武成.北洛河流域中上游水文特性分析及防洪減災(zāi)對(duì)策[J].陜西水利，2009（3）.

[3]陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院.延安市黃陵縣南溝門水庫(kù)工程樞紐工程規(guī)劃[G].2009.