黃河下游引黃供水規(guī)模變化及影響因素

程貴興

山東黃河河務(wù)局濟南黃河河務(wù)局 山東 濟南 250032

引言

黃河是我們民族的生命之源,和其他河流江水一樣,黃河也可以按照地理位置分為上、中、下游三個部分,最主要的是下游階段,主要流經(jīng)河南省和山東省,山東省的墾利縣是下游的終點,進(jìn)而就流入了渤海。早在一九五八年,我國就開始了對黃河下游實施引黃灌溉措施,就目前的進(jìn)程效率來看,在治理黃河下游河段依然有很多問題。為了進(jìn)一步的落實引黃工程,以更好的保護(hù)黃河下游及周邊土地資源,如何更好的治理黃河下游是現(xiàn)階段最需要研究的問題。

1 黃河下游引黃供水概況

1.1 流域自然環(huán)境 黃河下游引黃灌區(qū)由黃河沖擊累積而成,引黃灌區(qū)地形大致平緩,河南區(qū)段黃河河床比河堤外地面高3～5m;除去大汶河直接流入黃河水域?qū)儆隰斘髂系貐^(qū)外,其他大多屬于平原,其海拔大多低于五十五米,因為以前黃河總是泛濫改道、泥沙沉積和風(fēng)力搬遷等因素,黃河流經(jīng)地區(qū)大多地勢起伏,地形比較復(fù)雜,背河兩側(cè)大多分布著地勢低、容易形成洪澇的區(qū)域,從整體上來看,黃河下游的引流灌溉區(qū)主要包括沖積扇地貌、沉積地貌以及平原地貌,黃河流入地勢平緩的平原之后,河道會變得寬闊平坦,黃河中的泥沙就會下沉進(jìn)而堆積起來,慢慢的河床就會高于兩岸,出現(xiàn)“地上河”現(xiàn)象,下游的引黃灌溉渠有著獨特的地理特征,能夠為該項工程創(chuàng)造很多有利條件。

1.2 社會經(jīng)濟狀況 黃河下游渠道工程受水區(qū)主要包括河南和山東兩省,兩省的GDP排名在全國位于前五名,而且是我國重要的糧食產(chǎn)區(qū)。河南省2020年GDP在全國排名第五,同比增長為1.3%,2020年三類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為7.7:37.8:54.5,第三產(chǎn)業(yè)增加值占生產(chǎn)總值的比重比2019年提高6.5個百分點;全年河南省糧食的總產(chǎn)量達(dá)1365.16億斤,增長1.9%,再創(chuàng)新高。山東省2020年GDP在全國穩(wěn)居第三,同比增長3.6%,三類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為7.3:39.1:53.6,但是全國新冠疫情給兩省的經(jīng)濟社會發(fā)展造成了不小的影響[1]。

1.3 黃河下游引黃供水特點 黃河下游的引黃灌溉工程經(jīng)過多年的建設(shè)后,已經(jīng)有了幾百座引水閘,在不斷的發(fā)展過程中,形成了很多供水模式,下面就來介紹具體的供水模式:

第一,自流模式;在該項工程發(fā)展的初期階段,主要特征是渠道自己引水,自流輸水進(jìn)入田地,主要聚集在引黃灌溉區(qū)的上半段,水源與地面存在著很大的差距,形成了有利于引水的條件,而且在工程設(shè)備配置方面也比較好。

第二,提水模式;主要特點是渠道輸水提水進(jìn)入田地,溝渠工程采用灌排結(jié)合或主干渠溝工程灌排分開設(shè)置,主要分布于中間或者下游階段,工程設(shè)備配置較差,地勢也比較高。

第三,自流和提水結(jié)合模式:山東河段常年黃河水量較小、水頭較低、主流不穩(wěn)定,可采用自流和泵站提水相結(jié)合的方式,提高供水保證率。

第四,補源模式;主要特點是渠道自己引水,主要的渠道或者排水的河道進(jìn)行輸水,其工程主要運用排水河道,采用灌溉排水一體式的形式,大多分布在引黃灌溉渠的邊緣地區(qū),因為氣候干旱,以前的灌溉渠的地下水位在不斷下降,形成了大面積的降落漏斗,導(dǎo)致需要不斷更換機井、提水機械,使得工程的成本大大提高。

當(dāng)前,引黃灌溉區(qū)的下游大多劃分為正常灌溉區(qū)和補源灌溉區(qū),前者靠近黃河,工程設(shè)備大多比較完整,條件也比較好,以自流模式為主,提水灌溉模式為次。靠近黃河地區(qū)的引黃灌溉工程有著悠久的歷史,灌溉水源主要是黃河水,是節(jié)水的重點。而補源灌溉區(qū)大多運用補源灌溉模式,灌溉水大多是地下水,少部分是黃河水。

2 黃河下游引黃供水規(guī)模變化特征

2.1 黃河下游引黃供水水量 山東省的引黃供水規(guī)模是影響黃河下游引黃供水的主要原因,以一年的趨勢來看,引黃供水主要是以春、夏雙峰為主,分析峰值出現(xiàn)的月份,當(dāng)前的春灌時間的最高值有所提前,而汛期的峰值卻有延遲;引黃供水量在一年內(nèi)分配比較均勻。從引黃供水的分類來看,從2020年來,下游灌水區(qū)用于農(nóng)業(yè)的供水占總供水量的百分之九十,同期相比,農(nóng)業(yè)用水有所增加,工業(yè)用水進(jìn)一步減少[2]。

2.2 黃河下游引黃供水含沙量變化 1999年到現(xiàn)在,黃河下游非汛期黃河含沙量降低,但粗泥沙顆粒含量增加;含沙量降低會對引黃灌區(qū)造成很大的影響,會導(dǎo)致渠道出現(xiàn)泥沙堆積的現(xiàn)象,進(jìn)而渠道的引水效率會降低,供水量不足。

2.3 黃河下游引黃供水徑流變化 黃河下游各水文站有很多相同的變化趨勢,每年的徑流量較大,出現(xiàn)過幾年徑流量持續(xù)偏少或者偏多的情況,其中,上世紀(jì)50～60年代下游的水流量還是很豐富的;70～80年代基本趨于正常;90年代各站都轉(zhuǎn)而偏枯;2000～2020年,下游各站偏枯程度愈高。黃河下游的實際徑流量在一年的各時間段內(nèi)有著均等分配的趨勢,黃河下游引黃供水的變化也是同樣的趨勢。當(dāng)不考慮自然與社會因素的情況下,黃河下游的引黃供水量與黃河流水量呈正相關(guān),河道的流水量越大,引黃的供水量也就越大;反之,則引黃供水量小[3]。

通過以上分析,可以得出:目前,河道來水量不斷減少對黃河下游引黃供水規(guī)模的減少具有比較突出的影響。

3 黃河下游引黃供水規(guī)模變化影響因素

3.1 河道水源條件 黃河河道的流水量的變化很大,以年際來看,從九十年代以來,黃河的下游平均徑流量與平均徑流量相比減少了很多,現(xiàn)在與九十年代相比,徑流量則更少。以年內(nèi)來看,黃河下游實際測量的徑流量有平均分配的趨勢,但是幅度很小,黃河下游水源水質(zhì)條件基本能夠滿足灌溉及其他用水要求,引黃供水受水污染影響較小,僅個別灌區(qū)某些時段引水受到污染影響[4]。

3.2 當(dāng)?shù)厮礂l件 當(dāng)?shù)氐乃礂l件涵蓋了三個方面:灌區(qū)的降水量、當(dāng)?shù)氐牡乇硭约爱?dāng)?shù)氐牡叵滤?引黃的供水量和灌區(qū)降雨量呈現(xiàn)的是負(fù)相關(guān)關(guān)系,近年來,黃河下游的降雨量在不斷增加,導(dǎo)致引黃供水量不斷減少,而引黃供水量的降低則影響了當(dāng)?shù)厮吹拈_發(fā)和使用,當(dāng)?shù)厮礂l件的優(yōu)化也導(dǎo)致引黃供水工程的規(guī)模不斷降低。

3.3 渠首引水條件變化 工程的條件好壞決定了引黃供水的能力的大小,特別是下游河道的調(diào)水調(diào)沙,直接引起河道斷面的形態(tài)變化[5]。下游的河道斷面大多刷得很深,在相同水流量的情況下河道的水位下降,花園口斷面的水位降低則使得引水的能力有所降低,而且,因為調(diào)水調(diào)沙階段河道水位回落較快,容易造成引水的渠道出現(xiàn)堵塞,使得引水出現(xiàn)困難。

3.4 其他因素 黃河下游的一些大型灌區(qū)進(jìn)行了節(jié)水改造工程,以提高灌區(qū)的用水量,在灌區(qū)植物結(jié)構(gòu)變化、城市發(fā)展變化等其他因素對黃河下游的引黃供水規(guī)模都有一定的影響。

4 結(jié)論

黃河下游引黃供水規(guī)模變小的主要原因是黃河河道的流水量在不斷變化,水文站監(jiān)測的實際徑流量在不斷下降,導(dǎo)致黃河下游引黃供水和灌區(qū)用水需求出現(xiàn)分歧,再加上引黃供水不能得到保證,主要體現(xiàn)在農(nóng)戶需要用水時,黃河下游的水不能及時被引用,農(nóng)戶會選擇保證率較高的井灌,導(dǎo)致引黃供水工程的規(guī)模呈下降趨勢。我們應(yīng)該采取設(shè)立市場經(jīng)濟管理條件下的新型供水體制,開展直接供應(yīng)到戶的管理模式;積極向用水農(nóng)戶推廣管理模式,使農(nóng)戶參與到其中,提高農(nóng)戶對水資源的利用率,在當(dāng)前的灌溉規(guī)模上,充分考慮農(nóng)戶在用水能力方面的相關(guān)問題,不斷挖掘引黃供水工程的規(guī)模和潛力。