尉氏賈魯河馬廟引黃調(diào)蓄工程引水方案研究

【摘要】尉氏縣地處豫東平原，屬趙口灌區(qū)，當(dāng)?shù)厮Y源條件較差。隨著黃河中上游地區(qū)用水量增加以及中下游引用水需求和黃河水沙條件的變化，趙口灌區(qū)引黃閘引水能力遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可引水過(guò)程與灌溉用水過(guò)程不匹配，黃河調(diào)水調(diào)沙期間不能引水，造成國(guó)家分配的引黃水量不能充分利用，灌區(qū)水資源不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉需要，對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。尉氏縣西三干渠下游地處趙口引黃灌區(qū)末端，引用黃河水困難，建設(shè)尉氏賈魯河馬廟引黃調(diào)蓄工程可提高調(diào)蓄能力，有效利用黃河水，保證區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉需要，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。本文就此闡述了此項(xiàng)目的建設(shè)必要性，以及引水方案。

【關(guān)鍵詞】必要性；工程選址；引水方案

1、工程建設(shè)的必要性

1.1 地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

尉氏縣地處豫東平原，水資源條件較差。年降水量685.7mm，年徑流深65mm，67%集中于汛期，沒(méi)有建水庫(kù)的條件，區(qū)內(nèi)小支溝水量小，賈魯河受沿線取水、污染等因素影響可利用水量小，滿(mǎn)足不了用水要求。因此，單靠本地降雨量不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉的要求，需要引入客水補(bǔ)充，解決農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活用水的問(wèn)題，但無(wú)其他外來(lái)水源，引黃河水是唯一出路。

1.2 灌區(qū)及時(shí)補(bǔ)水灌溉的需要

趙口灌區(qū)骨干工程完善，干支渠逐漸續(xù)建配套，引黃河水在灌溉抗旱中發(fā)揮了顯著效益，根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃，尉氏縣需要建設(shè)一定規(guī)模引黃調(diào)蓄工程、引蓄結(jié)合，滿(mǎn)足灌區(qū)及時(shí)用水需求。

1.3 區(qū)域發(fā)展建設(shè)的需要

尉氏引黃調(diào)蓄工程與城市規(guī)劃、賈魯河生態(tài)走廊緊密結(jié)合，規(guī)劃水域面積約1.66km2，正常蓄水位為68.00m，可科學(xué)利用賈魯河岸邊池塘、閑散洼地，為保證農(nóng)業(yè)灌溉提供用水來(lái)源；同時(shí)調(diào)蓄工程的建設(shè)可形成河道、湖泊、渠系等水系景觀，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，提高和改善人民生活，對(duì)促進(jìn)尉氏縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用。

2、工程選址及引水方案

2.1 選址

尉氏引黃調(diào)蓄工程從趙口灌區(qū)渠首引水后，主要通過(guò)東三干渠、西三干渠、西三分干引水。根據(jù)尉氏地形地勢(shì)、引黃渠系情況及灌溉需要，應(yīng)選擇適宜位置建設(shè)引黃調(diào)蓄工程，配給下游供水區(qū)。尉氏縣城南部西三干渠下游有10.32萬(wàn)畝的灌區(qū)，縣城附近、賈魯河沿岸灘區(qū)、西三干渠附近有可利用的魚(yú)塘洼地，適宜建設(shè)調(diào)蓄工程，利用該調(diào)蓄工程可向西三干渠下游及西南部西三分干下游共14.5萬(wàn)畝灌區(qū)供水。

根據(jù)尉氏城市發(fā)展規(guī)劃，賈魯河是尉氏地下水資源補(bǔ)充和保持生態(tài)平衡的重要屏障，也是尉氏大力發(fā)展林果業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、生態(tài)觀光和休閑旅游業(yè)，增加農(nóng)民收入的潛在資源，合理開(kāi)發(fā)利用這片區(qū)域，對(duì)水土資源寶貴的尉氏縣非常重要。賈魯河右岸魚(yú)塘密集，地勢(shì)低洼，已由城建部門(mén)規(guī)劃為賈魯河生態(tài)區(qū)水面，引黃調(diào)蓄工程與賈魯河生態(tài)區(qū)規(guī)劃協(xié)調(diào)，利用魚(yú)塘、低洼區(qū)建設(shè)調(diào)蓄池，可減少工程開(kāi)挖，集約節(jié)約利用土地資源，有效地保護(hù)耕地。

具體位置確定：從地形條件、土地利用、灌溉需要等方面綜合分析，尉氏賈魯河馬廟引黃調(diào)蓄工程選址在賈魯河右岸灘地，可以多功能兼顧、合理利用土地資源。調(diào)蓄池水面南至人民路、北至北康溝以南，位于西三干渠以東、賈魯河以西。

2.2 引水方案

本調(diào)蓄工程通過(guò)趙口引黃閘引水，引黃河水入趙口灌區(qū)總干渠，分水進(jìn)西干渠，然后入西三干渠，在北康溝以南修建節(jié)制閘和分水閘，向東開(kāi)挖引水渠連接分水閘與調(diào)蓄池，從分水閘分水沿引水渠輸水至調(diào)蓄池。現(xiàn)有工程利用，考慮附近西三干渠尉州大道節(jié)制閘位置在調(diào)蓄池中下游，不利于引水，因此規(guī)劃于原蘆暮張引水支渠口下游新建節(jié)制閘，位置在調(diào)蓄池以北（上游），該處西三干渠渠底高程67.00m、渠道水位較高有利于調(diào)蓄池引水，引水可自流入調(diào)蓄池。同時(shí)可兼顧蘆暮張引水支渠引水需要。

3、工程規(guī)模

3.1 水面面積及正常蓄水位

a）水面面積

根據(jù)尉氏區(qū)域地形、地貌特點(diǎn)，結(jié)合城市規(guī)劃和賈魯河生態(tài)走廊規(guī)劃，可利用賈魯河與西三干渠之間帶狀池塘溝道低洼區(qū)開(kāi)挖調(diào)蓄池，總范圍2.0km2，形成水面面積1.66km2。

b）正常蓄水位

1）正常蓄水位方案擬定

調(diào)蓄池位于西三干渠東側(cè)，周邊地面高程在66.00～69.00m左右，西部城區(qū)地面高程在67.50～69.00m，調(diào)蓄池正常蓄水位確定需綜合考慮引水供水、護(hù)岸高程及防洪安全等因素，同時(shí)正常蓄水位應(yīng)與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)，盡量減少對(duì)環(huán)境影響，并有利于工程建設(shè)，便于運(yùn)行管理。

為避免浸沒(méi)，同時(shí)滿(mǎn)足防洪安全，正常蓄水位初步選擇67.00m、68.00m兩種方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。池周地面填高達(dá)到68.00m，與北部、西部城區(qū)地面基本持平。

2）各方案投資對(duì)比情況

67.00m蓄水方案主體工程量及投資見(jiàn)表1。

3）方案比較

從工程量及投資上比較，67.00m蓄水方案工程量較大，68.00m蓄水方案相對(duì)較優(yōu)。二者主體工程相差1626.87萬(wàn)元，占主體工程投資的22.3%，投資相差較大。

另外，調(diào)蓄池下游為西三干渠供水，出水口處渠底高程66.40m，當(dāng)正常蓄水位選擇67.00m，灌溉供水時(shí)，出水閘僅有0.6m水頭可自流，達(dá)不到6.5m3/s的設(shè)計(jì)流量，灌溉供水基本上依賴(lài)提灌；當(dāng)正常蓄水位選擇68.00m，灌溉供水時(shí)，出水閘有1.6m水頭可自流供水，蓄水位在68.00m～67.08m可以達(dá)到6.5m3/s的設(shè)計(jì)流量，提水灌溉量較小。

經(jīng)綜合分析比較，68.00m蓄水方案投資較小，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu)，同時(shí)調(diào)蓄池調(diào)蓄供水應(yīng)盡量多自流少提水，因此調(diào)蓄池正常蓄水位選擇68.00m。

3.2 淤積量及供水低水位

調(diào)蓄工程建成后，考慮泥沙淤積，需留有一定的淤積容量，根據(jù)引黃水含沙量情況，經(jīng)總干渠、西三干渠至調(diào)蓄池泥沙含量可以達(dá)到1.5 kg/m3。調(diào)蓄引黃水量在1600萬(wàn)m3左右，按此計(jì)算經(jīng)過(guò)沉沙池處理后，經(jīng)計(jì)算考慮渠道輸水損失計(jì)算入池水量約1200萬(wàn)m3，年淤積量為1.8萬(wàn)t，運(yùn)行30年淤積量54.00萬(wàn)t，按泥沙容重1.3 t/m3，淤積量41.54萬(wàn)m3，即按泥沙淤積計(jì)算調(diào)蓄池需預(yù)留約41.54萬(wàn)m3的淤積占用。

根據(jù)渠道、地形條件，出水口渠底高程為66.4m，調(diào)蓄池該高程以上蓄水量有限，需要利用66.4m以下蓄水，供水運(yùn)行低水位結(jié)合正常蓄水位，滿(mǎn)足灌溉補(bǔ)水面積需要，初定供水低水位為64.5m。

3.3 蓄供水調(diào)節(jié)

a）蒸發(fā)

根據(jù)尉氏實(shí)測(cè)水面蒸發(fā)資料，分析多年平均水面蒸發(fā)量為874mm，按平均水面面積1.66 km2計(jì)算，年蒸發(fā)水量147萬(wàn)m3。蒸發(fā)量改善當(dāng)?shù)貧夂驐l件，改善了生態(tài)環(huán)境。

b）滲漏

工程區(qū)位于賈魯河岸邊，原屬賈魯河灘區(qū)，地下水由河道側(cè)滲補(bǔ)給，埋深較淺，一般在3～3.5m，水位在63.5m左右，調(diào)蓄池建成蓄水后，滲漏量的大小與蓄水位、工程區(qū)水文地質(zhì)條件以及防滲措施、施工質(zhì)量等因素有關(guān)。當(dāng)調(diào)蓄池水位高于地下水位時(shí)，發(fā)生滲漏，當(dāng)調(diào)蓄池水位低于地下水位時(shí)，河道側(cè)滲及地下水補(bǔ)給調(diào)蓄池，一定時(shí)期內(nèi)水位達(dá)到平衡狀態(tài)（池內(nèi)水位可與地下水位持平）。調(diào)蓄池正常蓄水位68.00m，與地下水位相差4.5m，考慮灌溉前蓄水時(shí)間不長(zhǎng)，高水位時(shí)間有限，多數(shù)時(shí)間水位在地下水位附近，滲漏量較小。本工程區(qū)為沙壤土結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程規(guī)模和水文地質(zhì)條件，結(jié)合調(diào)蓄過(guò)程估算年滲漏水量在31萬(wàn)m3。滲漏量補(bǔ)充地下水，起到對(duì)周邊地區(qū)補(bǔ)源，維持地下水位穩(wěn)定的作用。

c）池面降水量

工程區(qū)內(nèi)多年平均降水量為685.7mm，調(diào)蓄工程匯流范圍徑流量包括池區(qū)降雨所形成的徑流，及周邊匯水區(qū)所產(chǎn)生徑流。

按水面面積及周邊產(chǎn)匯流范圍計(jì)算，調(diào)節(jié)計(jì)算考慮年降水補(bǔ)給量為115萬(wàn)m3，根據(jù)多年平均降水量的年內(nèi)分配比例分配到旬。

d）興利調(diào)節(jié)

灌區(qū)在非灌溉期引水，避開(kāi)黃河調(diào)水調(diào)沙及含沙量大時(shí)段引水，灌溉期調(diào)節(jié)供水。本調(diào)蓄工程年引黃水量1395萬(wàn)m3，灌區(qū)生活、工業(yè)和灌溉用水可以得到滿(mǎn)足，需最大灌溉調(diào)節(jié)能力540萬(wàn)m3。調(diào)蓄池正常蓄水位水面面積1.66km2，相應(yīng)蓄水量639萬(wàn)m3，引水低水位64.5m以下蓄水量99萬(wàn)m3，年蒸發(fā)滲漏水量約178萬(wàn)m3。

3.4 防洪調(diào)節(jié)

根據(jù)尉氏縣人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)等，依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）和《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50805-2012），縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。賈魯河重點(diǎn)河段治理規(guī)劃中，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。本次確定調(diào)蓄池工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

從調(diào)蓄池水質(zhì)、運(yùn)行管理及防洪安全等因素考慮，原有河道、排水溝不入調(diào)蓄池，調(diào)蓄池只接收相應(yīng)匯水區(qū)范圍內(nèi)雨洪，入池洪水僅為池區(qū)水面降雨及周邊匯水區(qū)產(chǎn)流?？紤]暴雨期下游溝道匯集洪水能力有限，易造成洪水滯留，而調(diào)蓄池入池洪水相對(duì)較小，為減輕下游防洪壓力，洪水期調(diào)蓄池可以攔蓄匯入洪水。

汛期按水位68.00m起調(diào)，攔蓄24小時(shí)洪量，20年水位為68.35m，50年水位為68.43m，100年水位為68.49m。汛期實(shí)際運(yùn)行水位較低，若按67.00m起調(diào)，攔蓄3天洪量計(jì)算，蓄洪后水位可控制在68.00m以下，低于周邊地面高程，不影響城市及河道、渠道等的防洪安全。

3.5 調(diào)蓄池規(guī)模

現(xiàn)有魚(yú)塘底深多在63.00m～64.00m，參照國(guó)內(nèi)已建成引黃調(diào)蓄工程和人工開(kāi)挖湖泊的水體深度，并考慮地下水位及利用地下水的有利條件，調(diào)蓄池底按64.00m控制，引水低水位為64.5m，滿(mǎn)足灌溉調(diào)蓄用水需求。

引水低水位以下水深0.5m，蓄水量99萬(wàn)m3，30年淤積量41.54萬(wàn)m3，引水低水位滿(mǎn)足淤積需要，同時(shí)99萬(wàn)m3的基本水體和相應(yīng)水面，具有一定生態(tài)功能和環(huán)境效益。

調(diào)蓄池正常蓄水位68.00m，相應(yīng)蓄水量639萬(wàn)m3，平均水深4m，其中灌溉調(diào)節(jié)能力540萬(wàn)m3，引水低水位64.50m。

4、結(jié)束語(yǔ)

尉氏縣是我省產(chǎn)糧大縣，也是國(guó)家糧食安全工程的重要基地，新時(shí)期建設(shè)小康社會(huì)重大歷史任務(wù)的進(jìn)程中，必須堅(jiān)持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展。彌補(bǔ)尉氏縣水資源不足，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抗旱能力，保證糧食生產(chǎn)安全和“三農(nóng)”的穩(wěn)定，意義重大。近些年來(lái)，灌區(qū)在農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了舉足輕重的作用，極大地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高了農(nóng)業(yè)抗御旱澇災(zāi)害的能力，特別是提高了糧食綜合生產(chǎn)能力，為社會(huì)主義新農(nóng)村和全面建成小康社會(huì)與可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就離不開(kāi)灌區(qū)的適時(shí)供水和灌區(qū)內(nèi)的工程安全運(yùn)行，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就要減少旱、澇等災(zāi)害的發(fā)生，因此，只有灌區(qū)工程進(jìn)行完善改造與高質(zhì)量的建設(shè)，才能提高農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，使灌區(qū)群眾生產(chǎn)、生活再上新臺(tái)階。