小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程取水條件分析

李新陽

(新安縣提黃灌區(qū)管理所 471800)

小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程設(shè)計提水量為3168萬m3/年，該工程的主要任務(wù)是從小浪底庫區(qū)提水至工程二干渠，通過二干渠分別向正張支渠、正白支渠供水，發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉面積6166.7hm2，并解決灌區(qū)所在的正村、倉頭及五頭鎮(zhèn)的45個村鎮(zhèn)人畜飲水問題;同時向縣城供水，解決縣城的生產(chǎn)生活用水問題。二期工程一級泵站的提水位置為黃河干流一級支流畛河右岸拳掌溝附近，距黃河干流15km左右;“0”級浮船取水泵站位于一級泵站下游3km處劉家坡;畛河口距小浪底水庫壩址約17.2km。

1 小浪底水利樞紐來水量分析

黃河小浪底水利樞紐工程位于黃河中游三門峽以下約130km黃河最后一個峽谷的出口處，控制黃河流域面積69.4萬km2，占黃河流域總面積(不包括內(nèi)陸區(qū))的92.3%，控制黃河天然年徑流量的86.9%及近100%的黃河泥沙。小浪底水利樞紐工程于1997年11月截流，1999年10月開始蓄水運行。

小浪底水利樞紐設(shè)計正常蓄水位275m，萬年一遇校核洪水位275m，千年一遇設(shè)計洪水位274m，正常死水位230m，非常死水位220m，初期汛期運用水位和最低發(fā)電水位205m，總庫容126.5億m3，包括攔沙庫容75.5億m3，防洪庫容40.5億m3，調(diào)水調(diào)沙庫容10.5億m3，興利庫容可重復(fù)利用防洪庫容和調(diào)水調(diào)沙庫容。

根據(jù)《小浪底水利樞紐攔沙初期運用調(diào)度規(guī)程》，小浪底水利樞紐運用分為3個階段，即攔沙初期、攔沙后期和正常運用期。?攔沙初期:水庫泥沙淤積量達到21億m3～22億m3以前;?攔沙后期:攔沙初期之后至庫區(qū)形成高灘深槽，壩前灘面高程達254m，相應(yīng)水庫泥沙淤積總量為75.5億m3;?正常運用期:在長期保持254m高程以上40.5億m3防洪庫容的前提下，利用254m高程以下10.5億m3的槽庫容長期進行調(diào)水調(diào)沙運用。

目前小浪底水利樞紐尚處于攔沙初期運用方式調(diào)度運用。

1.1 小浪底水庫多年平均來水量

小浪底水庫多年平均來水量分析使用三門峽水文站1956～2007年實測資料，采用P—Ⅲ曲線適線，計算得出三門峽水文站多年平均徑流量為335億m3。

1.2 規(guī)劃水平年小浪底凈入庫徑流量分析

采用小浪底水庫招標設(shè)計階段的1919年7月～1975年6月水文系列進行小浪底水庫設(shè)計水平年來水量分析。對該系列采用P—Ⅲ曲線適線，經(jīng)適線計算得出小浪底水庫凈入庫年平均徑流量為277.1億m3。

經(jīng)分析，該系列采用的工農(nóng)業(yè)需耗水量為國務(wù)院批準的南水北調(diào)生效前黃河可供水量分配方案，已考慮了庫區(qū)內(nèi)的其他工農(nóng)業(yè)用水量，因此上述小浪底水庫凈入庫流量結(jié)果適用于2000～2020年，即2020規(guī)劃水平年小浪底水庫凈年徑流量為277.1億m3。

2 可供水量分析

2.1 河南省洛陽市黃河地表可供水量

國務(wù)院“87”分水方案配置給河南省的黃河地表可供水量為55.4億m3。

《河南省黃河取水許可總量控制指標細化方案》中分配給洛陽市的取水許可指標為16.71億m3/年，其中干流取水許可指標為3.41億m3/年，即洛陽市黃河干流可供水量為3.41億m3/年。

2.2 新安提黃二期工程取水指標分析

小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程的取水指標的落實取決于黃河干流取水許可總量控制指標、黃委已發(fā)放的取水許可證總?cè)∷俊ⅫS委近年來批復(fù)的洛陽市相關(guān)建設(shè)項目取水量及洛陽市人民政府對新安提黃二期工程取水指標的承諾。

洛陽市黃河干流取水許可總量控制指標為3.41億m3/年，黃委頒發(fā)的干流取水許可證總許可水量為0.6035億m3/年，經(jīng)黃委審批的臺塑洛陽孟津電廠一期3×600MW工程取水量為0.238億m3/年，則洛陽市尚剩余2.5685億m3取水指標。小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程年提水量0.3168億m3/年，可以在洛陽市剩余的黃河干流取水許可指標之中解決。

洛陽市人民政府已同意新安提黃工程取用黃河水的指標占用河南省人民政府分配給洛陽市的黃河干流取水許可指標;因此，小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程取水指標是有保證的。

3 取水保證程度分析

因小浪底庫區(qū)新安提黃工程引水量相對小浪底水庫庫容較小，取水保證程度分析主要考慮庫區(qū)水位、河床高程和設(shè)計取水最低水位。提黃二期工程渠首一級泵站引水最低水位為242.0m;“0”級泵站采用浮船式活動泵船布置，運行區(qū)間為庫水位215.0～241.5m之間。

取水保證程度的分析主要以小浪底水庫工程招標設(shè)計階段采用的1919年7月～1975年6月系列組合的6個50年系列水沙條件的逐月運行水位為基礎(chǔ)開展工作。分析思路為:在對“0”級泵站站址處高程變化進行預(yù)測的基礎(chǔ)上，結(jié)合2003～2007年畛水河部分斷面河床最低點高程實測統(tǒng)計值，對1919年7月～1975年6月長系列組合的6個50年系列水沙條件的逐月運行水位進行統(tǒng)計分析，以確定二期工程的取水保證程度。

3.1 “0”級泵站站址處高程變化預(yù)測

根據(jù)黃河小浪底庫區(qū)水文泥沙淤積測驗斷面布設(shè)圖，“0”級泵站站址附近設(shè)有9斷面(王家坡)，一級泵站站址附近布置有畛水河10斷面(窯灣)。論證統(tǒng)計的2003～2007年畛水河部分斷面河床最低點高程見表1。選用渾水明流倒灌淤積形成的倒錐體淤積高差計算公式預(yù)測的“0”級泵站站址河床高程變化成果見表2。

表1 2003～2007年畛水河部分斷面河床最低點高程實測值統(tǒng)計

表2 “0”級泵站站址高程變化預(yù)測成果

3.2 取水保證程度分析

當庫區(qū)水位達到一級泵站站址高程242.0m時，一級泵站開始取水，因此按“0”級泵站站址高程進行取水保證程度分析即可。經(jīng)前分析，“0”級泵站站址高程是隨著畛河河床淤積而不斷變化的。當小浪底水庫運用組合水位高于前述分析所得的“0”級泵站站址的變化高程(表2)并且高于“0”級泵站最低取水水位(表1)時，可以認為取水得到保證;反之，取水遭到破壞。

小浪底水庫工程招標設(shè)計階段采用的1919年7月～1975年6月系列組合的6個50年系列中的1950年7月～1975年6月+1919年7月～1944年6月系列為相對豐水豐沙系列，1950年7月～1975年6月+1950年7月～1975年6月系列為豐水豐沙年多系列，與平均來水來沙情況偏差較大，因此本文采用其他4個代表系列分析二期工程的取水保證程度。經(jīng)分析，二期工程在汛期的取水保證率大致為59.7%～76.3%，非汛期大致為83.8% ～94.1%。參見表3。

針對新安提黃二期工程在汛期取水保證率較低的情況，本文建議二期工程應(yīng)采取一定措施，如:配備挖泥船，在取水困難時疏浚河道，以提高二期工程的取水保證程度。同時新安縣應(yīng)盡快制訂切實可行的應(yīng)急供水預(yù)案，在二期工程發(fā)生供水困難狀況時，啟動封存的地下水水源，保障城鎮(zhèn)和農(nóng)村的生活生產(chǎn)用水需求。

表3 小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程取水保證程度分析成果表

4 水質(zhì)保證程度分析

根據(jù)2004～2008年黃河水資源質(zhì)量月報分析成果，小浪底沙沃斷面水質(zhì)較好，2004～2008年僅超標6次，超標因子主要為化學(xué)需氧量和氨氮。

黃河水資源保護科學(xué)研究所曾在2007年2月9日，在“0”級泵站處庫區(qū)采集水樣進行水質(zhì)分析，結(jié)果表明“0”級泵站處地表水符合Ⅲ類水質(zhì)要求。庫區(qū)畛河支流區(qū)域內(nèi)現(xiàn)場也未發(fā)現(xiàn)有漁船、游船停泊。盡管如此，也需要加強庫區(qū)水資源保護工作，建立應(yīng)對小浪底庫區(qū)突發(fā)性水污染事件時的城市生活供水應(yīng)急機制，以保障供水衛(wèi)生安全。

5 結(jié)語

小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程多年平均提水量3168萬m3/年，小浪底的入庫徑流將長期維持在設(shè)計的年平均入庫水量277.1億m3(該成果已扣除庫區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水量)，因此新安提黃工程取水不會給庫區(qū)其他用水戶、下游用水戶造成不利影響，也不會對小浪底水電站發(fā)電產(chǎn)生不利影響。

新安提黃二期工程在汛期的取水保證率大致為59.7% ～76.3%，非汛期大致為83.8% ～94.1%，針對二期工程在汛期取水保證率較低的情況，本文建議二期工程應(yīng)采取一定措施，以提高二期工程的取水保證程度。小浪底庫區(qū)水質(zhì)良好，處理后適于城鎮(zhèn)生活飲用和工業(yè)用水，取水后應(yīng)加強水質(zhì)監(jiān)測，合理安排取供水。

從取水指標落實情況、來水量、取水保證程度、小浪底庫區(qū)水質(zhì)分析成果等方面綜合分析后，本文認為小浪底庫區(qū)新安提黃二期工程取水基本可靠和可行。