□周丰年(河南省水利勘测有限公司)
□白会芳 □李永美(嵩县伊南伊北渠灌区管理所)
涡惠河是淮北平原跨越豫皖两省的骨干排水河道,1958年以前,涡惠河河床稳定、河槽宽深、排水通畅,干流大部分河段有通航条件。1958年以后,由于上游地区发展引黄灌溉,泥沙控制不力,大量泥沙随浇灌退水进入下游河道,加上本地区的水土流失等原因,造成涡惠河下游干流河床的严重淤积,降低了河道的防洪、排涝能力。水利部1982年2月曾两次召开会议,专门讨论涡惠河的引黄灌溉淤积问题,3月18日向国务院提出了《关于涡惠河泥沙淤积和引黄灌溉问题处理意见的报告》。报告中指出“涡惠河淤积情况是严重的”,“涡惠河淤积的主要原因是黄河黑岗口、柳园口2处灌区排入泥沙所造成”。
涡惠河流域上游,分别于1957、1958、1967、1970年建成黑岗口、三义寨、柳园口、赵口4座引黄进水闸,由于赵口、三义寨两大灌区的干支渠配套工程未完成,加上1990年以来黄河来水量减少,1995~1997年实际引黄浇灌面积不足4.67万hm2,年引水量在4亿~5亿m3,年引沙量500万~600万t。引黄浇灌基本情况见表1。
表1 引黄灌区基本情况表
灌区引黄过程大致分为4个时期:一是初引时期(1959~1961年),引黄规模较稳定;二是停引时期(1962~1969年),除个别口门继续引黄灌溉外,其它基本停引;三是滥引时期(1970~1981年),引水、引沙过量,退水、退沙失控;四是控引时期(1982~1997年),1982年国函字54号文下达后,引黄规模有所控制,对引水、引沙及退水、退沙进行了监测控制。
据不完全统计,赵口、柳园口、黑岗口、三义寨4个引黄灌区1958~1997年40年总引水量260.9亿m3,引沙量约4.21亿t,平均引水含沙量16.1kg/m3。其中初引时期总引水量为36.8亿m3;停引时期总引水量为10.9亿m3;滥引时期总引水量、引沙量、平均引水含沙量分别为 128.7亿 m3、3.1亿 t,24.1kg/m3;控引时期总引水量、引沙量、平均引水含沙量分别为84.5亿m3、1.1亿t,13.1kg/m3。控引时期采取了控制引水总量、避开汛期黄河含沙量高峰引水等措施,平均引水含沙量比滥引时期减少了40%以上,取得了较好的效果。
涡惠河上游4个引水闸门的退水情况大致是:赵口灌区的退水除由涡惠河干流本身承泄外,西干渠以西的退水由贾鲁河承泄;柳园口、黑岗口两灌区的退水全部入惠济河;三义寨退水大部分由惠济河承泄。
位于灌区下游的大王庙水文站,控制了4个引水口门进入惠济河的全部退水,控制流域面积1265km2。分析该站历年实测年径流及输沙情况可以看出,1982年以前,大王庙站的年平均来水、输沙量、含沙量分别为4.9亿m3、277.11万t,5.04kg/m3,1982 年以后分别为 2.16 亿 m3、39.32 万 t,2.41kg/m3,见表 2。
表2 各泥沙监测站泥沙量统计表
由表2可知,涡惠河干流玄武,支流大王庙监测站监测结果表明,1982年以后引水含沙量均较1982年以前年平均输沙量、含沙量明显减少,说明引黄灌区的管理已见成效,随着环境保护和水资源保持意识的增强,将进一步加强对泥沙的监控。引黄虽然对灌区的农业发展起到了一定的促进作用,但引黄带来的泥沙使下游河道淤积严重,妥善处理好引黄泥沙问题是至关重要的。
1982年后,河南省加强了引黄灌区的管理,引黄规模及引水含沙量得到控制,上游主要退水河道均建立了泥沙监测控制站,严格按照要求对引水、退水含沙量进行控制,4个引黄灌区均建设了规模不同的沉沙池。详见表3。
表3 各泥沙监测站泥沙量统计表
为控制涡惠河的泥沙淤积,要求完全停止引黄是不现实的,但无控制地大规模引黄,后果也是相当严重的。目标就是要寻找一个既能满足上游的浇灌用水需要,又能控制引黄水含沙量。根据当地实际情况,结合其它引黄灌溉的经验,提出以下几点减少泥沙淤积的防治措施。
为了满足灌区用水,避免回水淤积河道,必须设置沉沙池,引黄灌溉用水必须先通过沉沙池,不得以任何借口将未沉沙的黄河水引入灌区。
从黄河下游引黄灌区一些沉沙池的使用情况看,沉沙池的沉沙效果较好,但沉沙池的使用,有运行费用较高、占地面积较大、管理困难等因素,因此,必须建立一套完整的管理制度。本着从整体利益出发、局部服从大局、上下游团结治水的原则,保证上游灌区建好用好沉沙池,并定期对原有沉沙池进行清淤或重新开辟新的沉沙池。
新建沉沙池设计要满足以下控制条件:(1)控制池内平均流速不超过0.3m/s;(2)沉沙池长度应基本能使粒径>0.02mm的泥沙沉落的要求;(3)控制出水含沙量,满足<2kg/m3的要求。
涡惠河上游多为沙质土,且分布有沙丘,沉沙池和渠道清淤堆积的泥沙范围不断扩大,风沙移动进入河道也是造成淤积的原因之一。因此要采取植树绿化措施,把植树绿化作为一项经常性措施,常抓不懈,减轻泥沙对环境和河道带来的不利影响。
黄河水沙的特点是汛期含沙量高,非汛期较低。根据黄河花园口站1974~1997年实测黄河水沙资料分析,多年平均来水量362.61亿m3,来沙量8.86亿t,其中汛期来水量占全年的55.6%,来沙量占全年的81.6%;多年平均含沙量24.4kg/m3,汛期含沙量42.7kg/m3,非汛期含沙量7.4kg/m3。泥沙颗粒级配情况是:细砂(d〈0.025mm)占51.2%,中沙(d=0.025~0.05mm)占26.1%,粗砂(d〉0.05mm)占22.7%。根据来水含沙特点,减少泥沙淤积量主要是在汛期黄河来水高含沙量时限制灌区引水,必要时应关闸停引。对引入的泥沙,其中占引沙量一半的细沙可以引入田间淤地改土,中粗沙需经沉沙池沉沙处理。赵口灌区规划引水含沙量控制在7.4kg/m3,其它灌区也应制定相应的控制标准。
灌区要大力发展节水浇灌,推广管道输水、渠道衬砌、滴喷灌等节水措施。赵口灌区通过实施节水灌溉措施,灌水综合净定额由3315m3/hm2降低至2055m3/hm2,以灌区设计面积的40%计算,每年可节水71.59万m3/hm2。
为减少引黄水量,灌区内不宜盲目扩大水稻种植面积,宜多发展耐旱作物。在灌区推广节水技术的同时,还要对灌区内用水制定引黄控制运用计划和渠系配水计划,以灌定引。在制定引黄计划时,一定要考虑优先利用当地水资源,尤其是地下水资源的开发利用。
1982年以后,引黄灌区涡惠河干支流设立了泥沙控制监测站。从近几年的观测资料看,引黄灌区无论是引水还是退水的含沙量均没有超过规定要求。但是决不能放松管理,还要继续加强引黄灌区的管理,加强引水、退水、泥沙监测,严格控制退水退沙量,减少泥沙排入下游河道。
豫东平原引黄灌溉引起泥沙淤积问题牵涉面广,重点是加强对灌区的管理,进行综合治理。灌区虽建有沉沙池,但经过多年运用后,由于管理不善,大多数已淤满停用。因此,引黄管理部门应提高认识,加强管理,从引黄灌溉中筹集资金,恢复沉沙池的使用,严格按沉沙池控制引水,保持沉沙池的良性运行,以减轻引黄造成的涡惠河河道淤积。