2012—2013年引黃濟(jì)冀輸水情況分析

張 碩

(河北省邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局，河北邢臺(tái)054000)

為緩解河北省白洋淀和衡水湖地區(qū)的干旱缺水狀況，保護(hù)白洋淀和衡水湖的生態(tài)與環(huán)境，保障白洋淀和衡水湖地區(qū)及周邊群眾生活、生產(chǎn)用水安全，國(guó)家防總、水利部在2012年12月份實(shí)施了引黃濟(jì)冀應(yīng)急生態(tài)調(diào)水工程。河北省入境控制劉口站從2012年12月15日開始過水，至2013年5月10日結(jié)束，共引水2.781億 m3。白洋淀通過大樹劉莊入淀水量達(dá)到0.934 4億 m3，淀內(nèi)水位由5.37 m抬升至5.97m;衡水湖通過小油故引水閘經(jīng)衛(wèi)千干渠引水，引水量為0.600 1億m3。河北省廊坊市和邢臺(tái)市的群英湖在調(diào)水期間也得以相機(jī)補(bǔ)水。

1 輸水線路及各受水區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)接收水量情況

本次輸水路線是從黃河位山閘引水，經(jīng)位山三干渠、穿衛(wèi)(運(yùn)河)工程，入河北境內(nèi)，沿清臨干渠、清涼江、滏東排河、小白河、任文干渠，在大樹劉莊附近進(jìn)入淀區(qū)。輸水線路總長(zhǎng)約399 km。邢臺(tái)市群英湖從清涼江和生店揚(yáng)水站取水，直達(dá)群英湖。衡水湖則從清涼江油故閘上引水，沿衛(wèi)千干渠西行65 km入衡水湖。

各受水區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)接收水量情況見表1。

2 輸水特點(diǎn)

1)河床縱坡坡度小:以黃海為基面，冀魯交界劉口站的河底高程為27.30 m，白洋淀12孔閘底高程4.60 m，高差22.70 m。兩者相距291.6 km，河床的縱坡坡度為0.07‰。

2)清涼江、滏東排河、子牙河、小白河屬于天然河流，輸水能力較強(qiáng)，最大輸水流量均超過100 m3/s，輸水水流順暢，河槽調(diào)蓄量較大。而人工輸水干渠一般設(shè)計(jì)坡度較小，特別是江河干渠、任文干渠為倒坡輸水，致使輸水流量較小，過水能力較低。上下游河段輸水能力不同，增加了輸水調(diào)度管理難度。

3)遭遇流冰期、冰期，本次引水跨越冬季，水流流態(tài)呈現(xiàn)了冰期水流特性:水位抬高、流量減小。早上氣溫低，水位高、流量小，下午氣溫回升，水位降低、流量增大。

4)入境劉口站2012年12月15日至2013年2月8日，流量維持在30～50 m3/s，之后流量較小，有時(shí)在10 m3/s以下，到2013年3月下旬流量才恢復(fù)到50 m3/s。

表1 各受水區(qū)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)接收水量情況

3 河段損失率、輸水率計(jì)算

3.1 計(jì)算試驗(yàn)河段損失率

油故～三朗試驗(yàn)河段用于河段水量平衡計(jì)算，河段長(zhǎng)29.2 km，河道兩側(cè)基本無(wú)引水、進(jìn)水口。河段水量損失并非直線型損失，而呈指數(shù)型，因此用輸水損失率q來(lái)描述輸水河段水量的沿途損失變化。損失率q的物理意義是單位水量沿單位河長(zhǎng)的損失量。

對(duì)于本試驗(yàn)河段，上、下游總過水量應(yīng)滿足

式中:Wu為上游油故斷面累計(jì)過水量，W1為下游三朗斷面累計(jì)過水量，q為水量損失率(‰)。

本次引水油故、三朗斷面累計(jì)過水量分別為1.936億m3、1.831億 m3。輸水結(jié)束時(shí)，根據(jù)油故、三朗斷面面積，推算河段槽蓄量為96.1萬(wàn) m3。計(jì)算試驗(yàn)河段損失率為

根據(jù)各輸水河段輸水損失率和各斷面總里程數(shù)，依據(jù)公式(1)，將各取水口實(shí)測(cè)過水量折算到劉口斷面相應(yīng)毛水量。其中邢臺(tái)張二莊斷面上游有5 km回水段(歷年采用值)，計(jì)算張二莊站以下斷面毛水量時(shí)總里程應(yīng)加上5 km。

該損失率用于獻(xiàn)縣以上河段計(jì)算毛水量，由于獻(xiàn)縣下游河段損失量很大，不能用此損失率計(jì)算各取水口水量。采用累計(jì)輸水率方法計(jì)算下游河段毛水量。

3.2 輸水河段輸水率計(jì)算

根據(jù)各監(jiān)測(cè)斷面累計(jì)過水量、分區(qū)段計(jì)算輸水率、各河段輸水率連乘得到整個(gè)河段累計(jì)輸水率，從劉口到大樹劉莊的累計(jì)輸水率為50.3%。其他各河段輸水率計(jì)算結(jié)果見表2。

4 輸水泥沙情況

輸水期間，河道沖刷不甚明顯，以淤積為主，其特點(diǎn)是上游較下游淤積嚴(yán)重，兩側(cè)較河心嚴(yán)重。監(jiān)測(cè)斷面的含沙量，在引水初期較大，隨著時(shí)間推移，逐漸變小，趨于穩(wěn)定。單位水體的含沙量，其沿程分布也是一個(gè)逐漸變小的過程。

表2 各河段輸水率計(jì)算結(jié)果

本次引水河北省入境輸沙量為14.6萬(wàn) t，輸水期平均輸沙率11.5 kg/s，最大日平均輸沙率94.7 kg/s。輸水期平均含沙量0.525 kg/m3，最大瞬時(shí)含沙量1.66 kg/m3，發(fā)生在引水初期的2013年3月2日，沒有超過2.0 kg/m3(控制值)，輸水含沙量普遍較小，后期不到0.5 kg/m3。

本次引黃濟(jì)冀輸水工程改善了白洋淀淀區(qū)和衡水湖濕地的環(huán)境，促進(jìn)了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)漁業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展;緩解了邢臺(tái)市、衡水市、滄州市的干旱缺水狀況，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］2010－2011年河北省引黃濟(jì)冀輸水工作水文資料整編成果.