黄河调水调沙对引黄济青工程的影响及对策

江崇安，崔积家，邵英超

（山东省水利勘测设计院，山东 济南 250013）

山东省引黄济青工程是自黄河打渔张闸引水，保证青岛市社会经济可持续发展的大型调水工程。输水全长252.5km。该工程自1986年开始建设，1989年10月建成通水，至今已运行20余年，累计向青岛供水15亿m3，发挥了巨大的经济效益。

目前引黄济青工程仅承担向青岛市输送黄河水的任务，胶东调水和南水北调工程建成后，引黄济青工程又担负着向青岛、潍坊、烟台及威海引黄与引江的任务。

1 黄河调水调沙对引黄济青工程的影响

1.1 对黄河下游径流的影响

黄河小浪底水库自1999年底建成试运行，为了摸清小浪底水库建成后调水调沙对黄河下游的影响，利用利津站1990—2009年历年逐日实测资料进行统计分析，计算成果详见表1。

根据利津站20年径流系列计算结果，结合黄河下游来水的实际情况可以得出以下结论：

1）小浪底水库建成运用后，黄河下游各月份来水趋于均匀，汛期来水受水库调蓄的影响明显减少。

从表1可以看出，小浪底水库建成前利津站1990—1999年平均年来水量为140.7亿m3，小浪底建成后2000—2009年平均年来水量为141.0亿m3，与建库前基本相等，但来水量年内分配变化较大，年内分配趋于均匀，汛期来水明显减少。1990—1999年汛期7—9月份来水量为76.08亿m3，占年均来水量的54.1%，2000—2009年汛期 7—9月份来水量为53.7亿m3，占年来水量的38.1%，所占比例减小明显。

2）受调水调沙的影响，小浪底水库建成后利津站5、6月份来水量大幅度增加。

近年来，小浪底水库为了解决下游引黄灌溉和汛前腾空库容，多在5、6月份安排调水调沙，5、6月份利津站来水量由1990—1999年的10.74亿m3，增至2000—2009年的27.47亿m3，水量增加了2.6倍。

1.2 对黄河下游泥沙的影响

根据利津站1990—2009年历年逐日实测含沙量资料进行统计分析，计算结果详见表2。

通过表2计算统计结果可以看出小浪底水库建成前后黄河下游泥沙变化情况：

1）小浪底水库建成运用后利津站来沙量的大幅减少，对黄河下游引水非常有利。

利津站1990—1999年平均含沙量为27.7kg/m3，2000—2009年年平均含沙量为9.56kg/m3，年平均含沙量比1990—1999年减少了18.14kg/m3，减小幅度为65.5%。含沙量的大幅度减小，减轻了引黄泥沙淤积负担，延长了沉沙池使用年限，对下游引水是非常有利的。

2）小浪底水库建成前来沙量主要集中在汛期，现变为年内分布趋于均匀，年大于20kg/m3天数一般不超过10d。

1.3 黄河下游河槽冲淤变化情况

黄河的冲淤变化比较复杂，由近期10多年的利津站实测资料来看，黄河下游利津段河床是下切的。小浪底水库运用的初期下切速度较慢，2004年后同流量水位逐年降低非常明显。为了摸清黄河主槽下切对水位及对打渔张引黄闸可引水流量的影响，根据黄河利津站实测资料，点绘小浪底水库建成前后历年的水位流量关系曲线。由曲线可以看出：目前在黄河同流量时，黄河调水调沙前后水位差在1.0m左右，即目前同黄河流量水位比2000年前降低了1.0m左右，这对从打渔张闸引水是不利的。

表1 山东利津站不同年代逐月平均来水量对比表 亿m3

表2 利津站不同年代逐月平均含沙量对比表 kg/m3

1.4 黄河调水调沙对引黄济青工程的影响

1）造成目前引黄济青工程引水困难。引黄济青工程自1989年开始引水，到2000年小浪底水库建成运行共11年，从打渔张闸引黄实测的分流比平均为0.22（详见表3），略小于引黄济青原设计时分流比0.25。分流比偏小的主要影响因素是渠首沉沙池，原设计自流沉沙1年，后采用扬水沉沙，因多种原因，渠首泵站没有实施，沉沙池运行主要靠以挖待沉，清淤不及时就会影响到引黄分流比，但总的来说分流比基本与原设计时相当。

表3 引黄济青工程运行以后实测逐年平均分流比

2000年小浪底水库建成运用后至2009年，引黄济青工程实测分流比平均为0.14，仅有引黄济青工程原设计的56%，并且呈递减趋势，给引水带来了困难。特别是2010至2011年度，引黄济青工程引水最为困难，打渔张闸自2010年12月10号开闸引水至2011年4月15日，渠首引水流量一直在6～20m3/s，相应黄河来水流量为100～300m3/s，引黄分流比小于0.1，仅达到原设计时的24%，由于黄河河底的下切造成了黄河有水引不出的被动局面。引水困难直接造成了供水危机，严重影响到青岛市的供水安全，已引起省市等各级领导的高度关注。据了解山东省启动了抗旱应急预案，准备在黄河打渔张闸前配备20m3/s的抽水泵船，应急解决向青岛供水及打渔张灌区农业灌溉问题。

2）现有引黄条件下保证率95%时向胶东引黄水量不足。目前胶东调水工程已具备通水的条件，在长江水没有到来以前，胶东主要城市供水只能依靠引黄。向胶东引黄的时间按照胶东调水工程立项时的时间安排，据分析保证率95%时，从黄河只能引入22923万m3，比胶东调水立项时同时段可引进水量整整减少了10577万m3。目前所引水量只能满足青岛市的用水需求，向烟台和威海的供水严重不足。

2013年后，引黄济青工程还将承担向潍坊、青岛、烟台和威海输送江水的任务。根据南水北调东线一期工程调水时间的安排，向青岛输送黄河水的时间为11月中旬至翌年的1月中旬，据分析引黄水量只能达到14385万m3，小于青岛市的引水指标，向青岛引黄水量不能满足青岛市的水量需求。

2 解决引黄济青渠首引水量不足的对策

2.1 重建引黄济青渠首进水闸

1）打渔张引黄闸概况。打渔张引黄闸位于滨州市博兴县王旺庄险工段下游的黄河右岸，河道属弯曲型，桩号为183+650。打渔张引黄闸现有前后2座闸，即老闸和新闸，相距50m。老闸在前，于1956年10月建成，共12孔，每孔净宽4m，闸孔总净宽48m，闸底板高程8.1m。新闸于1981年建成，闸孔净宽6m，共6孔，闸孔总净宽36m，闸底板高程9.1m，胸墙底高程12.1m，设计引水流量120m3/s，加大流量180m3/s。

2）引黄济青渠首进水闸概况。打渔张引黄闸后，目前共有5座分水闸：总干渠进水闸、稻改干进水闸、老一干进水闸、三合干进水闸和引黄济青渠首进水闸。其中济青进水闸位于打渔张引黄闸下游右岸150m处，由北向南侧向分水，设计流量41m3/s，单孔净宽6m，共3孔，总净宽18m，设计闸底板高程9.0m。

3）水闸过流能力复核。按照黄河调水调沙后的水位，即引黄济青渠首进水闸水位10.8m，验算打渔张引黄闸及引黄济青进水闸的过流能力。

依据《水闸设计规范》（SL265—2001）有关公式，经复核打渔张引黄闸的过流能力为64m3/s，虽然小于原闸的设计引水流量120m3/s，但打渔张闸后其他4座分水闸冬季不引水灌溉，故能够满足引黄济青引水的要求。经计算引黄济青渠首进水闸设计条件下的过流能力为30.6m3/s，小于引黄济青设计流量。

4）重建引黄济青进水闸。因引黄济青工程进水闸水位由原设计11.8m下降到了10.8m，导致过闸流量不足，黄河有水引不出来，故需拆除重建，降低闸底板高程，以提高引水能力。

2.2 兴建渠首泵站扬水沉沙

根据现有引黄济青工程总体布局、打渔张泵站规模、运行特点和利用要求，考虑打渔张引水渠渠首地形、地质、水源、枢纽布置、对外交通、占地、施工及管理等因素，经综合经济技术比较，认为在打渔张原站址处新建泵站比较适宜。新建泵站后，重点解决了以下主要问题：

1）引黄济青目前引水量不足的问题。经分析，新建泵站、降低进水闸闸底板高程后，只要黄河来水大于100m3/s，引黄济青工程就能按设计规模引水，引水量能够满足青岛市及向胶东其他城市引黄要求。

2）泵站提水后利用高渠输水，加大了沉沙容积，延长了沉沙池使用寿命，避免了年年清淤的局面，便于工程管理。在引黄济青工程建设时，由于当初柴油和人工费用较低，沉沙池采用以挖待沉的方式运行较经济。但目前，按现行价格测算，扬水沉沙单方水成本仅增加1.5分，要比以挖待沉方案年均节省运行费626万元。