濟寧市引黃置換工程實施方案總體思路

張海濤 張 梅

(1.濟寧市黃淮水利勘測設計院，山東 濟寧 272100；2.濟寧市水利勘測設計院，山東 濟寧 272100)

濟寧市多年平均水資源總量為46億m3，人均占有水資源量558m3，不足全國平均水平的1/4，屬于水資源嚴重短缺地區(qū)。地下水一直是濟寧市重要的供水水源，近年來隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人口的增加，用水需求不斷增長，部分地區(qū)地下水因過度開發(fā)利用已造成區(qū)域性超采，特別是金鄉(xiāng)縣全境均劃定為深層承壓水超采區(qū)，引發(fā)了一系列生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境問題。按照習近平總書記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時期水利工作方針，結(jié)合濟寧市實際統(tǒng)籌規(guī)劃，以水利需求和問題為導向，以水資源承載能力為約束，擬采用建設引黃置換工程，壓減超采水量，達到“控采限量、節(jié)水壓減、水源置換、修復補源”綜合整治效果，促進受水區(qū)經(jīng)濟社會及生態(tài)環(huán)境協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。

1 工程項目區(qū)存在的主要問題

1.1 引黃補湖工程功能消退

90年代初，為緩解南四湖周邊地區(qū)嚴重缺水的情況，山東省利用世界銀行貸款興建了引黃補湖工程。該工程利用梁山縣的陳垓及國那里兩座引黃閘引用黃河水，黃河水通過87.8km的梁濟運河自流入湖，項目區(qū)主要包括梁山縣、汶上縣、任城區(qū)、市中區(qū)、嘉祥縣、金鄉(xiāng)縣、微山縣、鄒城市和滕州市等九個縣、市區(qū)，原定引黃河水量5.8億m3，后調(diào)整為4.22億m3。后來由于黃河調(diào)水調(diào)沙河槽下陷，引黃河水量有所減少，再次減少為4億m3。當年建設引黃補湖工程解決了濟寧市水資源貧乏的問題，補充了沿線的地下水源，改善了濱湖地區(qū)的農(nóng)田灌溉條件，緩解了城區(qū)供水緊張狀況。

南水北調(diào)工程實施后，一期工程向濟寧市供水4500萬m3，主要供給高新區(qū)800萬m3、曲阜市1100萬m3、兗州區(qū)600萬m3、鄒城市2000萬m3，緩解了湖東地區(qū)供水緊張狀況，湖西部分縣區(qū)計劃二期實施供水。鑒于南水北調(diào)東線輸水干線梁濟運河段利用了引黃補湖工程的輸水干線，引黃補湖工程失去了原有的功能，現(xiàn)省里分配給濟寧市的引黃河水量4.0億m3，扣除梁山縣的陳垓、國那里兩引黃灌區(qū)利用黃河水2.2億m3外，尚剩余1.8億m3，依靠現(xiàn)有工程無法送入南四湖上級湖，引黃河水指標的效能得不到充分發(fā)揮。

1.2 金鄉(xiāng)縣地下水資源告急

地下水一直是濟寧市重要的供水水源，目前部分地區(qū)因地下水過度開發(fā)利已用造成區(qū)域性超采，特別是金鄉(xiāng)縣全境均被劃定為深層承壓水超采區(qū)，引發(fā)了一系列生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境問題。金鄉(xiāng)縣淺層地下水含氟、含鹽量很高，不適宜作為居民生活飲用水水源，屬于水質(zhì)性缺水地區(qū)。自2005年啟動全省村村通自來水工程建設以來，全縣興建集中式供水工程39處，集中式供水工程水源為深層地下水，由于深層地下水儲量有限且不可再生，集中開采必將引發(fā)地下水位持續(xù)下降、含水層枯竭、地面沉降等一系列生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境問題。該縣水資源已告急，由于特殊的地下水環(huán)境，農(nóng)村飲用水水質(zhì)依靠當?shù)厮褵o法解決，影響民生，同時嚴重制約著縣域經(jīng)濟的發(fā)展。

1.3 工程實施是民心所向

濟寧市水利局多次調(diào)研編制濟寧市引黃西線工程規(guī)劃，近年來又不斷進行修訂完善，本次引黃置換工程即為原濟寧市引黃西線工程的優(yōu)化升級設計版，設計成果日臻成熟。早在“十二五”期間，濟寧市水利局便將引黃西線工程列入濟寧市水利發(fā)展“十二五”規(guī)劃，鑒于工程跨流域、跨縣區(qū)，穿越多條河道，特別是黃河經(jīng)過這幾年調(diào)水調(diào)沙后，原河底下切，改變了陳垓引黃閘引水條件，致使引水流量設計大大減少，該工程是一項技術(shù)復雜的系統(tǒng)工程，投資大，戰(zhàn)線長，加之工程沿線政府均為經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，項目雖已規(guī)劃但未能及時實施。近年來，縣人大、政協(xié)代表也多次呼吁加快實施濟寧市引黃西線工程建設，該工程是眾心所向。尤其近幾年，濟寧市高度重視水系連通工程規(guī)劃建設，現(xiàn)市政府已將其列入濟寧市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃，市水利局再次將該工程列入濟寧市水利發(fā)展 “十三五”規(guī)劃，并經(jīng)積極爭取將其列入了山東省水利發(fā)展 “十三五”規(guī)劃，不斷尋求資金和政策支持，為早日將這一得民心的惠民善舉付諸實施奠定了基礎。

2 工程主要設計原則

2.1 堅持民生優(yōu)先

把保障廣大人民群眾的根本利益作為水利規(guī)劃設計的根本出發(fā)點和落腳點，著力解決好與人民群眾利益密切相關的民生水利問題，努力形成保障民生、服務民生、改善民生的水利發(fā)展新格局。

2.2 堅持科學用水

走內(nèi)涵式發(fā)展的路子，實行全社會、全方位節(jié)約用水，科學確定用水順序，先用外調(diào)水，再用地表水，備用地下水，逐步實現(xiàn)分類供水、循環(huán)利用、優(yōu)水優(yōu)用，全面提高用 水效率和效益。

2.3 堅持改革創(chuàng)新

進一步深化水資源管理體制、水利工程管理體制、水利投融資機制、水價形成機制、用水戶參與用水管水機制等方面改革，努力破解制約水利發(fā)展的體制障礙和機制約束。

2.4 堅持人水和諧

尊重自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律，正確處理人水關系，科學防災減災，合理開發(fā)利用水資源，努力實現(xiàn)水利發(fā)展與經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.5 堅持政府主導

建立以政府投入為主導、全社會共同參與的多元化水利投入增長機制。加強社會協(xié)同，強化部門協(xié)作配合，鼓勵公眾參與，形成治水興水的強大合力。

3 工程總體實施方案

濟寧市引黃置換工程擬通過渠道開挖、水系連通、節(jié)制閘與倒虹吸等渠系建筑物建設以及新建水庫與管理設施，充分利用山東省分配給濟寧市的引黃水量指標，優(yōu)化配置全市水資源。引黃置換工程線路全長106.4km，以梁山陳垓引黃閘為起點，向南經(jīng)輸沙干線、孫佃言樞紐至陳垓南總干陳營樞紐，跨琉璃河入沉沙池進水閘，經(jīng)沉沙后，由沉沙池出水渠入琉璃河，跨鄆城新河至紅旗河黃莊樞紐；由紅旗河黃莊樞紐開始，向紅旗河輸水，向西經(jīng)新開挖的黃莊引河下段，至靳莊河，入趙王河，經(jīng)響水口閘控制后入響水口引河，再入牛官屯河，用倒虹吸穿洙水河，入邱公岔，至友誼河，入洙趙新河，由梁山閘控制水位，然后由導流河溝通洙趙新河和蔡河，蔡河由七山口閘控制水位，開挖滿硐引河，接小吳河，將黃河水引入擬建的羊山引黃水庫。

4 工程主要技術(shù)措施

引調(diào)水工程一般是由水源工程、輸水工程和供水工程組成。即包括取水、輸水、用戶供水的各種水工建筑物。由于引水量、引水距離、用途及實現(xiàn)引水區(qū)域沿線自然地理條件不同，某些引水環(huán)節(jié)的技術(shù)方案也不盡相同。根據(jù)方便引水、缺水情況及地理條件，本次引黃置換工程項目區(qū)為梁山縣、嘉祥縣和金鄉(xiāng)縣。本工程引水流量為20m3/s，工程等級為Ⅱ等，相應主要建筑物為2級，次要建筑物為3級。羊山引黃水庫占地面積1050畝，水庫總庫容380萬m3。

4.1 水源工程

引黃置換工程引黃河水置換項目區(qū)地下水，將山東省分配給濟寧市的引黃河水量除梁山縣利用外，尚余部分量分配給嘉祥縣、金鄉(xiāng)縣利用。梁山縣現(xiàn)有引黃口門兩處，即陳垓引黃閘和國那里引黃閘。因國那里引黃閘閘底高程僅38.46m，閘下水位40.63m，無法滿足引水線路各河段的設計水位，故引黃補源工程的引水口定為陳垓引黃閘。陳垓引黃閘閘底板高程44.3m，閘下設計水位46.0m，設計流量30m3/s，加大流量40m3/s。由于黃河調(diào)水調(diào)沙造成了河床下降，陳垓灌區(qū)引黃閘引水難度增大，若遇黃河來水少時，將出現(xiàn)引水流量減少或無法引水的情況。另外，由于近年來黃河主河槽向北偏移，陳垓引黃閘離主河槽距離較遠，也增加了引水難度。為解決陳垓引黃閘引水難問題，擬在陳垓引黃閘上游新建攔沙閘1座，以攔沙壅水，確保陳垓閘充分發(fā)揮引黃效益。

4.2 輸水線路

輸水線路大部分利用原渠道、原河道，全部溝通總長106.4km，考慮部分河道淤積嚴重，部分河道不能自行溝通，本次需要疏通8條河流、疏浚7條支流、新挖3段引河，新建改建8座水閘及樞紐、新建23座生產(chǎn)橋，方能將其全線貫通。

線路穿越和溝通琉璃河、鄆城新河、紅旗河、趙王河、老趙王河、洙水河、洙趙新河、蔡河等8條主要河道，線路中間需要疏浚琉璃河長20.45km、靳莊河長10.9km、牛官屯河長11.5km、薛翁岔河長2.8km、友誼河長5.8km、導流河長4.6km、小吳河清長7.75km。

新開挖黃莊引河：由鄆城新河琉璃井樞紐的倒虹吸開始至紅旗河黃莊樞紐，長2.2km；需要開挖新河，輸水流量20m3/s。再由黃莊樞紐開始開挖5.33的引河至靳莊河，輸水流量15m3/m。

新開挖響水口引河：在趙王河響水口村建閘控制水位，并開挖響水口引河溝通趙王河與牛官屯河。該引河長3.2，輸水流量15m3/s。

新開挖滿硐引河：為溝通蔡河和萬福河支流小吳河，開挖滿洞引河，該引河長7.2，輸水流量5m3/s。

改建、新建水閘及樞紐7座。分別為：沉沙池出水渠入琉璃河樞紐；琉璃井樞紐包括琉璃河原節(jié)制閘改建、分水閘、鄆城新河倒虹吸；黃莊樞紐包括西支線分水閘、紅旗河分水閘；響水口樞紐包括趙王河響水口節(jié)制閘、響水口引河引水閘；牛官屯河入洙水河進水閘樞紐包括牛官屯進水閘、分水閘、洙水河倒虹吸；邱公岔節(jié)制閘使薛翁岔所引黃河水量不進入邱公岔；導流河引水閘由洙趙新河引水至蔡河。

新建生產(chǎn)橋23座，其中黃莊引河5座，響水口引河6座，滿硐引河12座。

4.3 新建水庫

新建羊山引黃水庫，包括水庫圍壩、入庫泵站、出庫泵站、放水洞。水庫總庫容380萬m3、年引黃水量851萬m3，年供水量749萬m3。

5 結(jié)語

在資源型缺水縣區(qū)實施跨流域調(diào)水工程及實施水權(quán)置換，是補充水資源不足，支撐缺水縣域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要措施。濟寧市引黃置換工程溝通了黃河、淮河兩大流域，跨越了濟寧市梁山縣、嘉祥縣和金鄉(xiāng)縣三個縣，擬引黃河水量1.5億m3解決嘉祥縣、金鄉(xiāng)縣北部人畜飲水和農(nóng)田灌溉條件。工程投入運營后，每年將向金鄉(xiāng)羊山引黃水庫供水1518萬m3，壓減金鄉(xiāng)胡集鎮(zhèn)、羊山鎮(zhèn)及卜集鄉(xiāng)深層地下水開采量494.16萬m3，并能改善沿線灌溉面積100萬畝，同時將形成引、蓄、調(diào)水和觀光為一體的水利工程體系。工程的實施不但改善地下水生態(tài)環(huán)境，增加地下水源的儲備總量，而且對保障濟寧市非常時期用水和應急供水，以及實現(xiàn)地下水資源可持續(xù)利用，具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。

[1] 鄧連亮. 對引黃補湖有關問題的思考[J]. 治淮， 1994(06).

[2] 濟寧市黃淮水利勘測設計院. 濟寧市現(xiàn)代水網(wǎng)建設規(guī)劃 [R]. 2012.

[3] 濟寧市水利局. 濟寧市水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃 [R]. 2016.

[4] 濟寧市水利局. 濟寧市地下水超采區(qū)綜合整治方案[R]. 2016.

[5] 張運鳳, 郭威, 徐建新, 等. 基于最嚴格水資源管理制度的大功引黃灌區(qū)的水資源優(yōu)化配置[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2015, 36(03): 28- 32.

[6] 申子通, 陳南祥, 賀新春. 珠江流域片地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及保護對策分析[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2016, 37(02): 37- 40.

[7] 梁潞閣. 永濟市地下水動態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀及對策[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2015(06): 46- 47.

[8] 李揚, 王麗滿, 田浩毅, 劉華平, 魏承銘功. 淮河流域河南平原區(qū)河流與地下水的相互影響[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2017, 38(01): 36- 40.

[9] 劉志峰, 王琳琳, 等. 濟寧市南水北調(diào)受水區(qū)地下水壓采替代水源方案優(yōu)選研究[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2015(02): 31- 34.

[10] 師小雨, 黃強, 李瑛, 劉登峰. 基于多模型和穩(wěn)定性評價的引漢濟渭工程受水區(qū)水量配置研究[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2017, 38(02): 1- 6.

[11] 劉立華, 耿建, 康宋亞. 凈引黃入冀補淀工程河北引水總量控制因子淺析[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2017(03): 23- 24+85.

[12] 王煜. 黃河水沙調(diào)控體系建設規(guī)劃關鍵技術(shù)研究[M]. 鄭州: 黃河水利出版社 , 2015.

[13] 李紅良. 黃河下游河段水量平衡研究[M]. 鄭州: 黃河水利出版社, 2011.

[14] 常炳炎, 等. 黃河流域水資源合理分配和優(yōu)化調(diào)度[M]. 鄭州: 黃河水利出版社, 1998