崔淑霞
(濱州市海河管理局,山東 濱州 256616)
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濱州市平原水庫(kù)建設(shè)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題與解決措施
崔淑霞
(濱州市海河管理局,山東 濱州256616)
摘 要:山東省濱州市屬北方干旱缺水地區(qū),為解決水“瓶頸”對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約,該市投資20余億元興建133座平原水庫(kù),庫(kù)容達(dá)到8億m3,為人畜飲水和工、農(nóng)等業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)水資源,有效地緩解了水危機(jī)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩硖攸c(diǎn)和水庫(kù)類(lèi)型,深入探討了平原水庫(kù)占地多、淤積快、湆堿土地、水量損失等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的解決措施,提出優(yōu)化設(shè)計(jì)、多源并蓄、沉沙減淤和堵漏截滲等建議。
關(guān)鍵詞:平原水庫(kù);優(yōu)化設(shè)計(jì);沉沙減淤;多源并蓄;防治滲漏
濱州市位于山東省北部,屬北方干旱缺水地區(qū),年降水量小,地下淡水資源貧乏,水供需矛盾尖銳。為解決水“瓶頸”制約,濱州市自1995年起大舉興建平原水庫(kù),為工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)抗旱供水,解決了城鄉(xiāng)居民飲水困難,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。但是,由于目前存在著水源單一、泥沙淤積、湆堿土地和水量損失大等問(wèn)題,嚴(yán)重影響了工程效益的發(fā)揮。因此,應(yīng)深入探討平原水庫(kù)建設(shè)的水源、泥沙、水量損失、占地等關(guān)鍵問(wèn)題的解決措施,以利今后擴(kuò)大蓄供水能力,提高水庫(kù)利用效率,為全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供可靠的水源保障。
濱州市南部為泰沂山北麓丘嶺地帶,北部為渤海灣南岸的荒堿澇洼,面積9 609 km2,轄5縣2區(qū)1個(gè)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)1個(gè)高新技術(shù)區(qū)1個(gè)北海新區(qū)。全市多年平均年降水量566.7 mm,最小年降水量336.3 mm(1968年);多年平均年徑流量5.5億m3,由于攔蓄工程少和河流污染嚴(yán)重,可利用量2.2億m3。境域除小部分為山丘地外,大部為黃河填海造陸形成的退海之地,地下水礦化度高,可開(kāi)采利用量4.68億m3。全市當(dāng)?shù)乜衫盟Y源總量6.88億m3,人均占有當(dāng)?shù)乜衫盟Y源量147m3,屬水資源嚴(yán)重貧乏地區(qū)。水資源貧乏的“瓶頸”長(zhǎng)期制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,工業(yè)常因缺水而限產(chǎn)甚至停產(chǎn),農(nóng)業(yè)缺水灌溉禾苗枯死,一般干旱年份受旱面積27萬(wàn)hm2,嚴(yán)重干旱年份受旱面積38.1萬(wàn)hm2,占全市耕地面積的90%以上,逾百萬(wàn)人吃水發(fā)生困難,沿海地區(qū)居民只能依靠政府送“救命水”維持生存。為了滿(mǎn)足工、農(nóng)業(yè)和居民生活用水需要,每年需從黃河引水12億m3。但是,黃河水是可用而不可靠的,特別是自20世紀(jì)70年代起連年發(fā)生斷流,更加劇了水資源危機(jī)。為此,1995年,濱州市決定大規(guī)模建設(shè)平原水庫(kù),豐蓄枯用黃河水,解決水供需矛盾。
黃河自西而東橫貫濱州腹部,長(zhǎng)94 km,濱州具有得天獨(dú)厚的引黃條件,但在新中國(guó)成立前,百姓談“河”色變,只憂(yōu)黃河水患,一味筑堤防洪,卻無(wú)引水興利之舉。新中國(guó)成立后,隨著治黃事業(yè)的蓬勃發(fā)展,濱州于1955年開(kāi)始引黃抗旱,1958年建設(shè)以黃河為水源的平原水庫(kù)。但在1995年前,由于缺乏經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)能力所限,已經(jīng)開(kāi)工的水庫(kù)有的中途而廢、平庫(kù)還耕;勉強(qiáng)建成的幾座小型水庫(kù)也只能解決少數(shù)村莊居民的吃水困難,農(nóng)民仍然是“靠天吃飯”。20世紀(jì)90年代后,地方工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)蓬勃發(fā)展,經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)水的需求量更大,水資源貧乏的問(wèn)題更加凸顯。而恰在此時(shí),黃河也頻頻發(fā)生斷流,成了季節(jié)河,依賴(lài)黃河而生存發(fā)展的濱州陷入了困境。在經(jīng)歷大旱無(wú)雨、黃河斷流的災(zāi)難以后,濱州興起了市縣建1 000萬(wàn)m3、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建100萬(wàn)m3、村建10萬(wàn)m3平原水庫(kù)的高潮,市、縣、鄉(xiāng)、村上下聯(lián)動(dòng),萬(wàn)眾一心,在幾十座平原水庫(kù)建設(shè)工地上,奮力拼搏,晝夜奮戰(zhàn),市、縣、鄉(xiāng)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部吃住在工地,一線指揮,數(shù)千臺(tái)施工機(jī)械日夜轟鳴,施工人員“歇人不歇馬”(即人員輪流干、機(jī)械不停班),有許多施工人員生了病、受了傷也不下戰(zhàn)場(chǎng)。經(jīng)多年堅(jiān)持不懈的連續(xù)施工,至2015年建成庫(kù)容10萬(wàn)m3以上的平原水庫(kù)133座(其中1 000萬(wàn)m3以上庫(kù)容的水庫(kù)24座,500萬(wàn)~1 000 萬(wàn)m3庫(kù)容的水庫(kù)35座,10萬(wàn)~100萬(wàn)m3庫(kù)容的水庫(kù)74座),總庫(kù)容達(dá)到8億m3。
3.1水庫(kù)面積大,占地多
濱州市的平原水庫(kù)多建在低洼地和故河道,由于這些地方潛水埋深淺且礦化度高,不宜挖的太深。為了達(dá)到設(shè)計(jì)庫(kù)容,必須擴(kuò)大水庫(kù)面積,增加了庫(kù)區(qū)占地。據(jù)調(diào)查,中型水庫(kù)有10余座占地面積在400~780 hm2,無(wú)棣縣埕口水庫(kù)占地780 hm2,沾化縣毛家洼水庫(kù)占地700 hm2,博興縣純化水庫(kù)占地740 hm2,無(wú)棣縣蘆家河子水庫(kù)占地420 hm2、明湖水庫(kù)占地470 hm2。此外,?。?)型水庫(kù)中也有不少水庫(kù)占地300~400 hm2。這些水庫(kù)占用耕地多,減少了耕地面積。
3.2庫(kù)水外滲,堿化土地
濱州市建成的部分中型水庫(kù)和小型水庫(kù)由于是半地上半地下形式,庫(kù)周由土質(zhì)壩圍成,防滲措施不力,存在著滲漏湆堿土地的現(xiàn)象,抬高了地下水位,庫(kù)周土壤潮濕化,改變了原耕地的結(jié)構(gòu),弱化了耕作價(jià)值。有的雖然也進(jìn)行過(guò)整治,但收效甚微,隨著滲漏的逐年增加,鹽堿地逐漸外延。
3.3蒸發(fā)滲漏,造成水體損失
濱州市多年平均年蒸發(fā)量1 893 mm,由此推算,水庫(kù)面積越大蒸發(fā)量也相應(yīng)增加,無(wú)棣縣埕口水庫(kù)年蒸發(fā)損失700萬(wàn)m3以上,濱城區(qū)東海水庫(kù)、無(wú)棣縣蘆家河子水庫(kù)和明湖水庫(kù)等年蒸發(fā)損失水量均在300萬(wàn)~500萬(wàn)m3。另外,由于水庫(kù)圍壩長(zhǎng)(中型水庫(kù)圍壩長(zhǎng)7 303~12 647 m),有的圍壩雖然也采取了一些防滲措施,但仍有水量外滲,而那些尚無(wú)防滲設(shè)施的圍壩外滲量更大。據(jù)估算,水庫(kù)蒸發(fā)和滲漏的水量約占水庫(kù)可利用量的20%左右。
3.4部分小型水庫(kù)功能弱化
濱州市建設(shè)小型水庫(kù)的初衷是解決農(nóng)村特別是沿海地區(qū)人畜飲水困難,以坑塘的形式散布在農(nóng)村,這些水庫(kù)在2005年前為解決農(nóng)村飲水困難發(fā)揮了積極作用。但是,2005年全市實(shí)現(xiàn)村村通自來(lái)水后,這些小型水庫(kù)的供水使命便告結(jié)束。由于這些水庫(kù)庫(kù)容小,用于抗旱灌溉的作用不大,現(xiàn)已弱化了蓄水供水的功能。
濱州市興建平原水庫(kù),實(shí)施豐蓄枯用,無(wú)疑是緩解水資源短缺的有效手段,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益,但對(duì)目前存在的問(wèn)題也不可忽視,應(yīng)采取有效措施加以解決,以促進(jìn)平原水庫(kù)建設(shè)健康發(fā)展。
4.1水源
由于黃河在濱州為地上“懸河”,引黃便利,目前已建成的平原水庫(kù)均以黃河水為唯一的水源。這種單一水源的方式是不可靠的,因?yàn)辄S河水也不是取之不盡、用之不竭的資源,黃河頻頻發(fā)生斷流即是明證。20世紀(jì)80年代,黃河年來(lái)水量311億m3,而90年代卻驟減到188億m3,從1991年起連續(xù)7年發(fā)生斷流,1991年斷流2次共17 d,1992年斷流5次共82 d,1993年斷流6次共61 d,1994年斷流3次共25 d,1995年斷流2次共122 d,1996年斷流7次共136 d,1997年竟然斷流13次共226 d。即使是不斷流,也有很多時(shí)候因水位太低而引不出水,或引水量很小。因此,把平原水庫(kù)的水源單一定位在黃河上是不可靠的,應(yīng)廣開(kāi)水源渠道。據(jù)實(shí)測(cè),全市每年汛期產(chǎn)生的徑流和上游匯入的客水,有近10億m3未被開(kāi)發(fā)利用而白白流入大海。因此,平原水庫(kù)在引蓄黃河水的同時(shí),還應(yīng)較多地?cái)r蓄當(dāng)?shù)赜旰楹屯今敽?、馬頰河、德惠新河、支脈河等河的汛期客水,這樣既可節(jié)約黃河水資源,使黃河有足量的水量沖刷河道,減輕淤積,又可減少當(dāng)?shù)赜旰橘Y源的浪費(fèi)。
4.2泥沙
近幾年,由于黃河來(lái)水量日趨減少,濱州市在黃河水含沙量超過(guò)60 kg/m3的情況下,也不得不搶引、搶蓄。高含沙量的黃河水進(jìn)入引水渠道和庫(kù)區(qū)后產(chǎn)生淤積。解決水庫(kù)淤積的主要途徑應(yīng)是擴(kuò)建沉沙工程和襯砌輸水渠。目前,濱州的引黃灌區(qū)沉沙池已使用多年,淤積已甚,應(yīng)考慮利用沿黃洼地和鹽堿地?cái)U(kuò)建沉沙工程,引出的黃河水經(jīng)沉沙后再輸入水庫(kù),這樣做既可減輕水庫(kù)淤積,又可利用黃河泥沙淤填洼地,改造鹽堿地。在輸水渠方面,一是應(yīng)加大渠道比降,二是進(jìn)行襯砌,減小渠道糙率,加大流速,提高挾沙輸送能力,將泥沙輸送到較遠(yuǎn)的沉沙工程,這樣可減輕輸水渠淤積,節(jié)省清淤成本。
4.3水質(zhì)
水質(zhì)是水庫(kù)的生命,水質(zhì)的好壞決定了水質(zhì)的價(jià)值和利用率。為城鄉(xiāng)居民生活和精細(xì)工業(yè)供水的水庫(kù),要特別重視水庫(kù)水質(zhì),引黃蓄水也同樣不能疏忽。須知,當(dāng)今黃河也是污染十分嚴(yán)重的河流,據(jù)2007年監(jiān)測(cè),黃河全流域污水排放量已超過(guò)44億t,每年排入黃河的COD超過(guò)140萬(wàn)t、氨氮15萬(wàn)t,分別超出黃河水環(huán)境容量的1/3和2.5倍。由于污染物大大超出黃河水承載能力,在7 274 km黃河干、支流河段中,符合標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)僅占38.7%。因此,引黃水庫(kù)要不間斷地監(jiān)測(cè)黃河水質(zhì),避污蓄優(yōu),確保群眾吃上潔凈水、安全水。凡庫(kù)容較大、進(jìn)出庫(kù)周期長(zhǎng)的水庫(kù),要加強(qiáng)洗庫(kù),降低氧化物的含量。凡利用水庫(kù)開(kāi)展養(yǎng)殖的要合理選擇項(xiàng)目,不能污染水。人飲水源地要加強(qiáng)管理,劃定保護(hù)范圍,設(shè)置保護(hù)設(shè)施,加強(qiáng)水生態(tài)文明建設(shè)。
4.4蒸發(fā)滲漏
蒸發(fā)滲漏是各類(lèi)水庫(kù)普遍存在的問(wèn)題,也是水庫(kù)水量損失的主要原因。水庫(kù)面積越大,蒸發(fā)量也就越大;水庫(kù)圍壩越長(zhǎng),滲漏損失的水量也越大。因此,科學(xué)確定水庫(kù)面積大小和圍壩長(zhǎng)度,是減少蒸發(fā)滲漏損失的關(guān)鍵措施?,F(xiàn)已建成的水庫(kù)面積偏大,蓄水淺,蒸發(fā)量約占庫(kù)容的20%。今后,若再新建水庫(kù),要注意適度加深或筑高圍壩,增加蓄水深度,減少蒸發(fā)滲漏,提高蓄水利用率。對(duì)已建成的水庫(kù),要利用先進(jìn)的防滲技術(shù),如采用圍壩灌漿技術(shù),加固圍壩,減少滲漏;采用垂直鋪塑技術(shù),減少庫(kù)底滲漏;采用異型混凝土護(hù)坡,使襯砌面更加牢固,防止襯砌面裂縫滲漏。
4.5鹽漬化防治
為了防止或減輕因水庫(kù)滲漏而造成庫(kù)周土壤鹽漬化、防止鹽堿地面積擴(kuò)大,應(yīng)在水庫(kù)周邊開(kāi)挖截滲溝,構(gòu)筑截滲墻,將水庫(kù)滲水?dāng)r截在截滲溝內(nèi),排入河道,以降低庫(kù)周地下水位,防止土壤次生鹽漬化。
4.6優(yōu)選庫(kù)址
為減少水庫(kù)占地,庫(kù)址應(yīng)盡量選在故河道、自然洼地、城鄉(xiāng)建設(shè)取土場(chǎng)和坑塘等處,不占用或少占用耕地,確?;巨r(nóng)田不減少;要注意水庫(kù)的均衡布局,視供水區(qū)域的大小、用水戶(hù)的多寡、人口密度、耕地面積和用水規(guī)模確定水庫(kù)的疏密和大小,切不可太密,以免造成利用率低、水量損失等水資源浪費(fèi);也不可太疏,太疏則所蓄水量不敷利用,達(dá)不到建庫(kù)的目的。為農(nóng)業(yè)灌溉供水的水庫(kù),要充分利用現(xiàn)有庫(kù)容,增加調(diào)節(jié)頻率,以增加蓄水量,滿(mǎn)足抗旱和灌溉用水。
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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1004-7328(2016)01-0030-03
DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.01.010
收稿日期:2015—11—02
作者簡(jiǎn)介:崔淑霞(1969—),女,工程師,主要從事水利工程建設(shè)與管理工作。