調(diào)水調(diào)沙對濱州引黃供水的影響

董賢強(qiáng) ，譚 帥

（1.濱州供水分局，山東 濱州 256600；2.惠民黃河河務(wù)局，山東 濱州 251700）

濱州市位于黃河下游、魯北平原，是黃河三角洲腹地的中心城市，轄6縣4區(qū)，總?cè)丝?74.48萬人，耕地總面積44.47萬hm2，其中水澆地38.714萬hm2，人均占有耕地0.13 hm2。濱州是重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū),是黃河三角洲開發(fā)的主戰(zhàn)場。

黃河流經(jīng)濱州市94 km，沿線建有引黃閘14座，設(shè)計(jì)引水能力516 m3/s，主要任務(wù)是滿足全市大部分農(nóng)田的灌溉需求。全市引黃灌區(qū)13個，設(shè)計(jì)灌溉面積共計(jì)43.65萬hm2，現(xiàn)有效灌溉面積29.83萬hm2。

1 調(diào)水調(diào)沙對水閘引水的影響分析

黃河調(diào)水調(diào)沙主要是為了沖刷下游河道，提高河道排洪能力。由于河道的沖刷導(dǎo)致相應(yīng)流量下的水位下降，給引黃閘引水造成了影響，也由此帶來了一些其他的問題。

2002年黃河調(diào)水調(diào)沙以來，下游河道普遍沖刷。2009年汛前濱州河段河床比調(diào)水調(diào)沙前的2002年汛前平均刷深1.02 m。濼口、利津兩站2009較2002年同流量水位明顯降低。若以兩站同流量水位降低的平均值代表濱州河段水位表現(xiàn)，則在100～300 m3/s流量下，水位平均降低1.47 m。對引黃閘引水來說，水位的下降即引水水頭減小，必然導(dǎo)致引水流量減少。從近年來的常年平均流量看，大河400 m3/s以下較多，對濱州水閘引水影響較大。

引水能力的大小不僅取決于黃河流量的大小，還取決于引黃閘前的水位高低、閘底板及閘后渠底的相對高程。河床的沖淤變化直接影響各引黃閘的閘前水位。河床沖刷，水位下降，引水能力減小。由于近幾年調(diào)水調(diào)沙影響，河床連續(xù)沖刷，黃河相應(yīng)流量下的水位下降較大，引水能力嚴(yán)重降低。

2 渠道淤積分析

對于引黃閘引水而言，水頭降低是引水流量減少的重要原因。而另一方面，閘后渠道淤積（或阻水建筑物）的影響更加顯著。

在2009年濱州各引黃閘全部1 339條記錄中，有599條處在閘下淹沒出流狀態(tài)，占記錄總數(shù)的43%，其中胡樓、張肖堂、簸箕李分別占100%、92%和58%，說明閘下淤積嚴(yán)重，或者存在其他的阻水因素。經(jīng)過對2009年濱州市設(shè)計(jì)流量20 m3/s以上灌區(qū)渠首水位流量關(guān)系分析，除白龍灣閘以外，其他各灌區(qū)渠首水位流量關(guān)系點(diǎn)十分散亂，并且點(diǎn)群都在設(shè)計(jì)線以上，說明渠道壅水明顯。

據(jù)2008年部分干渠最小流量時期實(shí)測渠底高程顯示，除白龍灣干渠淤積0.3 m、韓墩干渠淤積0.6 m程度較輕外，蘭家、胡樓等干渠淤積都在1.3 m以上，簸箕李渠首淤積達(dá)2.1 m。2009年13座引黃閘閘后測流斷面實(shí)測成果顯示：渠底平均淤積厚度達(dá)1.14 m，以簸箕李、張肖堂、大道王最為突出，全年平均在2 m以上；張橋、道旭、打漁張為1.23～1.76 m，白龍灣、大崔、小開河、大崔灌區(qū)渠道運(yùn)行較好，但也存在一定程度的淤積現(xiàn)象。渠道淤積減少過水?dāng)嗝娣e，必然導(dǎo)致渠道過流能力的降低。據(jù)胡樓、小開河韓墩三干渠設(shè)計(jì)水深下渠道淤積對過流能力影響的分析計(jì)算，淤積高度與流量損失呈良好的線性關(guān)系。在損失水深60%范圍以內(nèi)，水深損失（淤積高度）與流量損失基本呈直線比例關(guān)系。

按照各灌區(qū)渠道淤積數(shù)據(jù)計(jì)算，其對渠道輸水能力的影響是十分顯著的。在這種情況下，無論河道來水條件多好、引黃閘引水能力多強(qiáng)，仍然不能將水送往用水地。2010年春季，因簸箕李干渠淤積，造成下游無棣縣無水可用。

根據(jù)對各灌區(qū)渠首的調(diào)查和引水測驗(yàn)資料分析，各灌區(qū)渠道的淤積以及渠道內(nèi)的一些建筑物，必然對引水量產(chǎn)生直接的、較大的影響。如簸箕李西閘出口處，因閘下渠道淤積頂托，閘洞斷面只剩下不足1/5的高度，渠首斷面寬度也有近1/3被淤填；歸仁、蘭家閘同樣存在出口不暢、渠道淤積較為嚴(yán)重的情況；灌區(qū)渠首水位流量關(guān)系大多十分散亂。

上述情況，首先會加重引水閘出口水流的淹沒，降低有效水頭，從而降低引水能力。另一方面，又明顯降低了渠道的過水能力。因?yàn)榍赖倪^水能力，除了渠道底坡和襯砌條件外，其余皆與斷面尺度直接相關(guān)。渠道淤積或者受攔河建筑物影響，過水面積和水力半徑減小，引水流量必然減小。

3 存在的主要問題

1）河道刷深，引水能力下降。自2002年調(diào)水調(diào)沙以來，據(jù)統(tǒng)計(jì)河道河槽全線下切，濱州河段河道平均刷深1.15 m。說明整個引黃工程相對抬高，引黃水頭降低，影響了供水能力。

2）大河溜勢變化，引黃渠首工程（引黃水閘）脫河，造成無法引水。

3）取水口門淤積、渠道淤積。由于水頭降低，引水時流速變慢，供水能力降低。加之引水流速降低，水流挾沙能力降低，致使閘后渠道淤積嚴(yán)重。

4 建議措施

小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙是黃河下游防洪減淤的重大戰(zhàn)略舉措，還將繼續(xù)進(jìn)行下去；黃河水資源是沿黃及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的命脈，必須增強(qiáng)安全保障，努力提高供應(yīng)質(zhì)量。因此，研究調(diào)水調(diào)沙對引水的影響，目的在于查明影響原因及影響程度，糾正在此問題上的片面性和錯誤觀點(diǎn)，對提高引水保障能力提出有效措施，保障調(diào)水調(diào)沙順利進(jìn)行。

4.1 加大黃河下游引水期的下泄水量

黃河下游的關(guān)鍵問題是來水量不足。為增加供水量，在保證沖沙效果和生態(tài)流量的基礎(chǔ)上，需要努力減少河道沖刷的無功水量，將其轉(zhuǎn)化為灌溉用水。

4.2 實(shí)施科學(xué)調(diào)度，優(yōu)化配置

黃河的水量調(diào)度，涉及整個流域，對進(jìn)入下游段的流量和過程進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)控至關(guān)重要。最優(yōu)調(diào)度方案應(yīng)考慮黃河來水情況，各地市雨水、墑情、上下游、左右岸以及各地市和各用水部門的用水需求。建議調(diào)度時，配水應(yīng)考慮主河槽刷深對各引黃閘引水能力的影響，根據(jù)對應(yīng)的涵閘閘前水位進(jìn)行水量調(diào)度，保證各引黃涵閘引水能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)流量的60%以上，同時考慮灌區(qū)間、灌區(qū)內(nèi)用水的時間要求，盡量改善目前小流量、低水位、長歷時的調(diào)度方式。

4.3 采取工程措施改善、穩(wěn)定河勢

濱州引黃灌區(qū)屬無壩引水。對于脫溜引水閘，可以考慮通過做臨時工程，調(diào)整流勢，保持較短的閘前引水渠長度，從而減少閘前淤積，保持合理的引水流量。

如簸箕李引黃閘，可以考慮將引黃閘上游新9號壩適當(dāng)后退，以減少因壩頭挑流作用而引起的東引黃閘前黃河主流偏南的影響。

4.4 改造引黃閘降低閘底高程或新建引黃閘

為適應(yīng)黃河大河主槽刷深的變化，可對受影響引黃閘進(jìn)行改造，降低閘底板高程，達(dá)到原設(shè)計(jì)引水流量。但通過引黃閘的改造，降低閘底板高程，需考慮到閘后渠道的配套與適應(yīng)情況，如果改造后閘后灌溉工程與改造后閘的運(yùn)行指標(biāo)不相適應(yīng)，將會帶來整個引黃灌區(qū)灌溉設(shè)施的整體改造，如閘后渠系比降的調(diào)整等。因此，是否對閘底板進(jìn)行調(diào)整需統(tǒng)籌考慮整個灌區(qū)灌溉工程的運(yùn)行情況，充分做好對引黃閘改造的前期論證工作，以免出現(xiàn)投資的不合理情況。

4.5 及時清除閘前和閘后渠道泥沙淤積

影響引水最直接、最普遍的是渠道淤積。應(yīng)加強(qiáng)輸水、輸沙渠道清淤，盡力維持設(shè)計(jì)引水流量。同時，搞好灌渠設(shè)施改造，增強(qiáng)輸水輸沙能力，努力減少淤積量。

5 結(jié)語

黃河除害與興利同等重要。實(shí)施調(diào)水調(diào)沙，有助于提高河道行洪能力，提高黃河防洪工程的安全保障能力，減輕洪水威脅，維持河流健康生命；而保持引水閘的引水能力，保障沿河及相關(guān)地區(qū)對水資源的需求，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然要求，兩者相互依存。