位山線路應(yīng)急調(diào)水影響因素與防御措施探討

崔兆東

（聊城黃河河務(wù)局，山東 聊城　252000）

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位山線路應(yīng)急調(diào)水影響因素與防御措施探討

崔兆東

（聊城黃河河務(wù)局，山東 聊城252000）

摘 要：位山線路1972年起實(shí)施應(yīng)急調(diào)水，對緩解河北、天津兩省市水資源供需矛盾意義重大。介紹了應(yīng)急調(diào)水現(xiàn)狀，通過應(yīng)急調(diào)水實(shí)踐分析了應(yīng)急調(diào)水影響因素，探討了采取增加調(diào)水流量、調(diào)水時(shí)段規(guī)劃、備用線路利用等措施對實(shí)施應(yīng)急調(diào)水的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：位山線路；應(yīng)急調(diào)水；措施

1　概況

1.1調(diào)水線路

位山閘于1958年建成，1983年改建，設(shè)計(jì)流量240 m3/s，加大流量600 m3/s。應(yīng)急調(diào)水位山線路從位山閘引水，途徑位山三干渠、劉口穿衛(wèi)樞紐進(jìn)入河北省衡水湖、大浪淀、白洋淀及天津市，用于緩解河北、天津兩省市城市水資源供需矛盾。

1.2調(diào)水現(xiàn)狀

位山線路于1972年起實(shí)施應(yīng)急調(diào)水，先后完成引黃濟(jì)津（濟(jì)淀）、引黃入衛(wèi)（入冀）等23次應(yīng)急調(diào)水任務(wù)。截至2014年底，累計(jì)調(diào)水99.9億m3，為保障河北、天津城市及生態(tài)用水安全和促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著極其重要的作用。

2　調(diào)水影響因素

2.1河床下切，引水難度加大

黃河自2002年實(shí)施首次調(diào)水調(diào)沙以來，到2014年已連續(xù)進(jìn)行13年16次，黃河下游主河槽艾山斷面下切1.98 m。主河槽刷深，同流量下閘前水位表現(xiàn)偏低，閘底板高程不變，閘前、閘后水位差減小，引水難度增加。

2.2凌汛期流量較小

應(yīng)急調(diào)水一般每年11月至次年3月實(shí)施，跨越整個(gè)凌汛期，有時(shí)與灌溉用水相沖突。受黃河冰凌、渠道冰凌影響，水流沿程阻力加大、流速降低，渠道水位壅高，導(dǎo)致凌汛期引水困難；凌汛期黃河流量一般較小，水位偏低，引水流量小，拉長了應(yīng)急調(diào)水時(shí)段。

2.3淤積影響引水

位山灌區(qū)配套設(shè)施完善，連續(xù)多年承擔(dān)引黃灌溉及應(yīng)急調(diào)水任務(wù)，沿途存放泥沙較多。近年來，黃河水含沙量由10 kg/m3以上減少到2 kg/m3左右，隨著含沙量的降低，閘前、閘后及渠道清淤次數(shù)相對減少，淤積相對較重，渠底高程抬高，導(dǎo)致引水困難；小流量引水又會(huì)加重渠道淤積，形成引水、淤積的惡性循環(huán)。

2.4灌溉影響調(diào)水

正常年份，當(dāng)?shù)睾登檩^輕，引黃供水可基本滿足當(dāng)?shù)毓喔刃枰?，灌溉與應(yīng)急調(diào)水矛盾并不突出，對應(yīng)急調(diào)水影響不大；遇到干旱年份，用水問題愈發(fā)突出，對應(yīng)急調(diào)水影響會(huì)更大。如，2010年9月—2011 年2月，當(dāng)?shù)責(zé)o有效降雨，旱情達(dá)到百年一遇。黃河防總2011年2月10日發(fā)布黃河流域干旱黃色預(yù)警，啟動(dòng)應(yīng)急抗旱Ⅲ級(jí)響應(yīng)，2月16日預(yù)警等級(jí)又提升為橙色，啟動(dòng)應(yīng)急抗旱Ⅱ級(jí)響應(yīng)。2010年引黃入冀前期，受凌汛期影響，黃河下泄流量較小，12月13日8∶00孫口站流量僅343 m3/s；入冀后期，灌溉用水相對集中、用水量較大，應(yīng)急調(diào)水與灌溉用水沖突，導(dǎo)致入冀流量銳減。2011年2月11日位山閘引水流量21.3 m3/s，劉口收水0.24 m3/s，為入冀后期最低值；3月4日，位山閘引水流量79.3 m3/s，劉口收水15.5 m3/s，為入冀后期最高值。灌溉用水與應(yīng)急調(diào)水重疊，嚴(yán)重影響應(yīng)急調(diào)水的實(shí)施。

2.5調(diào)水成本增加

應(yīng)急調(diào)水時(shí)間緊、任務(wù)重，為保證應(yīng)急調(diào)水順利實(shí)施，渠首管理單位高度重視，成立領(lǐng)導(dǎo)小組和業(yè)務(wù)工作組；制定詳細(xì)的調(diào)水方案，層層落實(shí)崗位職責(zé)；因輸水線路遠(yuǎn)、時(shí)間長，在水質(zhì)監(jiān)測、方案編制、監(jiān)督管理、實(shí)時(shí)調(diào)度方面需投入大量人力、物力，以解決應(yīng)急調(diào)水實(shí)施前、后出現(xiàn)的問題；凌汛期引水還需考慮冰棱影響，安設(shè)攔冰設(shè)施，減少冰棱對閘門、渠道的沖擊；春節(jié)期間還要加強(qiáng)人員值守。各種因素綜合影響，增加了應(yīng)急調(diào)水成本。

3　防御措施

3.1多措并舉，增加引水流量

（1）增設(shè)揚(yáng)程提水。聊城多年平均年降雨量566.7 mm，降雨年際豐枯懸殊，季節(jié)差異較大；多年平均水資源量15.14億m3，人均332 m3，低于全省平均水平。黃河是聊城的主要客水資源，對城市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)改善起著至關(guān)重要的作用，但從近年來黃河冬季來水情況看，小流量成為黃河常態(tài)。黃河孫口站流量300 m3/s以下時(shí)，位山閘無法引水；300～500 m3/s時(shí)，引水分流比在10%左右。針對主河槽高程下降、黃河流量相對較小的現(xiàn)狀，當(dāng)?shù)卣皶r(shí)考慮修建揚(yáng)程提水。揚(yáng)程提水與自流引水相結(jié)合，確保需要時(shí)及時(shí)引到黃河水，盡可能滿足用水需求。合理分析、確定提水流量，適時(shí)增設(shè)揚(yáng)程提水是解決灌溉與應(yīng)急調(diào)水引水困難的根本措施。

（2）清淤促進(jìn)引水。每年調(diào)水調(diào)沙期間，艾山站3 000 m3/s以上的洪水一般持續(xù)10 d左右，流量大、水位高，閘前泥沙淤積最為嚴(yán)重。當(dāng)?shù)厍锕嘁话阍?月，引水時(shí)段較短；秋灌引水前，雖進(jìn)行清淤，但閘前、閘后及渠道淤積仍然較重，一定程度上影響水閘引水。進(jìn)行閘前、閘后、渠道及沉沙池清淤，改善進(jìn)水口水流條件，抬高閘前、閘后水位差，增加水流流速，對水閘引水十分有利。如，2015年春節(jié)期間，位山灌區(qū)進(jìn)行閘前擴(kuò)口和閘前、閘后及渠道清淤，啟用新沉沙池，春季引水非常順暢，在黃河流量相同的情況下，位山西渠能夠多引水20 m3/s左右，對保障灌溉與應(yīng)急調(diào)水需要具有極大的促進(jìn)作用。

（3）增加調(diào)蓄能力，減小調(diào)水壓力。聊城現(xiàn)有平原水庫4座，均為非農(nóng)業(yè)用水。灌區(qū)灌溉主要依靠黃河水，溝渠儲(chǔ)水能力0.6億m3左右，儲(chǔ)水總量少，調(diào)蓄能力有限，無法根據(jù)水量調(diào)度情況及時(shí)引蓄黃河水。針對供用水矛盾日益突出的現(xiàn)狀，當(dāng)?shù)卣哟罅怂畮旖ㄔO(shè)力度，在建、擬建的17座水庫中利用黃河水的8座、庫容1.11億m3，南水北調(diào)東線水庫9座、庫容1.17億m3。水庫建成后，利用灌溉、調(diào)水間隙，多引多蓄黃河水、長江水，增加水資源調(diào)蓄能力，減小灌溉與應(yīng)急調(diào)水矛盾，提高應(yīng)急調(diào)水保證率。增強(qiáng)蓄水意識(shí)，盡快完成平原水庫建設(shè)，實(shí)施錯(cuò)時(shí)引水，可減緩應(yīng)急調(diào)水與灌溉用水矛盾，增加應(yīng)急調(diào)水流量，縮短應(yīng)急調(diào)水時(shí)間。

3.2合理規(guī)劃調(diào)水時(shí)段

應(yīng)急調(diào)水一般于11、12月開始，次年2、3月結(jié)束；個(gè)別年份10月開始調(diào)水，5、6月結(jié)束。應(yīng)急調(diào)水跨越凌汛期和春季灌溉期，往往存在與灌區(qū)灌溉爭相引水的矛盾，尤其是遇到干旱、低氣溫等極端天氣年份；受各種因素影響，凌汛期實(shí)施應(yīng)急調(diào)水難度較大、成本較高。一般每年9—10月，當(dāng)?shù)毓喔扔盟疁p少，黃河流量相對較大，是應(yīng)急調(diào)水的有利時(shí)機(jī)，調(diào)水時(shí)段可選擇9、10月至12月、次年1月；近幾年，黃委精細(xì)調(diào)度，春季黃河流量較大，3月當(dāng)?shù)卮汗嘟Y(jié)束后，也是應(yīng)急調(diào)水的大好時(shí)機(jī)，調(diào)水時(shí)段可選擇3、4月灌溉間隙。如，2014—2015年度引黃入冀應(yīng)急調(diào)水，計(jì)劃從位山閘引水4.02億m3，因與當(dāng)?shù)毓喔扔盟疀_突，在引水2.95 億m3的情況下，位山西渠停止應(yīng)急調(diào)水；為彌補(bǔ)引黃總量不足，2015年4月7日，黃委決定利用位山線路向河北調(diào)水0.7億m3，流量不超過80 m3/s；調(diào)水期間，艾山站黃河水流量1000m3/s左右，位山閘供水1.19億m3，應(yīng)急調(diào)水進(jìn)展順利。因此，結(jié)合黃河水量調(diào)度情況，盡量避開當(dāng)?shù)匾?，合理確定調(diào)水總量，合理規(guī)劃調(diào)水時(shí)段，集中大流量、短時(shí)間實(shí)施應(yīng)急調(diào)水，縮短調(diào)水時(shí)間，降低調(diào)水成本，對順利實(shí)施應(yīng)急調(diào)水極為有利。

3.3發(fā)揮備用線路作用

位山線路作為應(yīng)急調(diào)水線路，可較好地完成應(yīng)急調(diào)水任務(wù)，但為提高應(yīng)急調(diào)水保證率，1996年建成陶城鋪東閘，設(shè)計(jì)引水流量100 m3/s，作為位山線路的備用線路。陶城鋪東閘引水條件好，2000年引黃濟(jì)津應(yīng)急工程施工時(shí)，對陶城鋪東閘進(jìn)行了維護(hù)，但灌溉設(shè)施一直沒有配套。一旦配套，平時(shí)可利用陶城鋪東閘解決聊城西部、北部農(nóng)田灌溉問題，作為位山閘引水不足時(shí)的水源補(bǔ)充，減緩位山線路灌溉供水壓力，增加引黃供水機(jī)動(dòng)性；應(yīng)急調(diào)水時(shí)，一旦位山線路出現(xiàn)問題，作為備用線路可隨時(shí)投入使用，能夠大流量、長時(shí)間實(shí)施應(yīng)急調(diào)水，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)灌溉與應(yīng)急調(diào)水、引水區(qū)與受水區(qū)各自利益的雙贏。打通閘后渠道，充分發(fā)揮備用線路應(yīng)有的作用，也是提高應(yīng)急調(diào)水保證率的重要措施。

4　結(jié)語

通過對位山線路多年來引水 時(shí)段、引水引沙、跨越凌汛期調(diào)水等問題的分析研究，筆者認(rèn)為各種因素對實(shí)施應(yīng)急調(diào)水的影響客觀存在。春季灌溉次數(shù)多、時(shí)間長，其間往往出現(xiàn)應(yīng)急調(diào)水與灌溉用水沖突，遇到干旱年份，引黃灌溉與應(yīng)急調(diào)水矛盾更加突出；汛期各地降雨量大，降雨次數(shù)增多，不會(huì)出現(xiàn)大的旱情；秋灌引水次數(shù)少、引水時(shí)間短，即使個(gè)別年份出現(xiàn)干旱，一般不如春季旱情嚴(yán)重。為減緩灌溉、凌汛與應(yīng)急調(diào)水的矛盾，提前做好應(yīng)急調(diào)水計(jì)劃，在滿足當(dāng)?shù)毓喔鹊那疤嵯拢_定最優(yōu)應(yīng)急調(diào)水時(shí)段、調(diào)水流量，為灌區(qū)引黃與應(yīng)急調(diào)水聯(lián)合調(diào)度提供技術(shù)支持。

合理選擇應(yīng)急調(diào)水時(shí)段，合理確定引黃水量，避開應(yīng)急調(diào)水與灌區(qū)灌溉、平原水庫爭相引水的時(shí)段，避開凌汛期天氣較冷的時(shí)期，分時(shí)段、集中大流量、短時(shí)間實(shí)施應(yīng)急調(diào)水，提高應(yīng)急調(diào)水保證率，縮短調(diào)水時(shí)間，降低調(diào)水成本，既保證應(yīng)急調(diào)水的順利實(shí)施，又兼顧灌溉、平原水庫蓄水，使有限的水資源發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。

中圖分類號(hào)：TV682

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-7328（2016）01-0028-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.01.009

收稿日期：2015—11—20

作者簡介：崔兆東（1993—），男，主要從事水資源管理、引黃供水工作。