[摘要] 随着黄河调水调沙,闫潭灌区引水越来越困难。为了保证灌区引用黄河水,针对闫潭灌区具体情况提出了诸多对策,一方面要加强节约用水,另一方面从工程措施入手达到多引水的目的。
[关键词] 闫潭灌区;黄河;调水调沙;输水能力
黄河在小浪底水库调水调沙的影响下,河床下降明显,使黄河下游引黄灌区引水能力显著下降。个别引黄灌区由于受黄河水位下降影响,未能及时有效采取应对措施,出现了黄河有水引不出来的情况。引黄灌区引水形势严峻。
菏泽市闫潭灌区是黄河进入山东省的第一个引黄灌区,始建于1970年,设计灌溉面积280万亩,设计引水流量80m3/s,最大流量150m3/s。送水干线长133.4km,经东明、曹县、单县,最后入单县浮岗水库,属于我国大型3等自流淤灌两用灌区。黄河管理部门如果分配给闫潭灌区引黄指标足够的话,在黄河开始调水调沙实验之前,黄河流量在350m3/s时,引水流量可达80m3/s;黄河流量在480m3/s时,在不影响黄河滩区群众用水的情况下,引水流量也可达到80m3/s。现在闫潭送水干线引水口处黄河河床下降2.21m,今春黄河流量在350m3/s时,闫潭灌区最大引水量30m3/s左右;黄河流量480m3/s时,灌区最大引水流量不足40m3/s;如果黄河滩区农田用水,新井沿闸最低限度也要将向下游送水流量压闸控制到30m3/s以下。作为引黄灌区,应及时规划、统筹调配、积极应对,以适应黄河水情变化。引黄灌区应根据灌区引水渠道、渠系建筑物特点和目前黄河管理部门对黄河正处于过渡调整阶段的现状,以少投入、多挖潜,开源节流,保证农业生产用水原则,建立一套灌区引黄过渡期运行管理方案。菏泽市闫潭送水干线适应引黄灌溉需求,可以开发利用、采取的应对措施有:
一、开源节水建立节约机制
闫潭灌区在引输水过程中,节约水资源方面,继续推进渠道衬砌、提灌、喷灌等硬件措施建设,还应从管理方面探索节水措施,采用限时定量、集中用水、分批供水的管理模式。限时定量、集中农田用水:某支渠控制范围内的农田需要浇灌时,先根据控制面积、农田墒情、输水损失等,计算出该渠道总引水量,进一步计算出需供水天数,通知控制范围内的用水群众,设定其用水时间,统一用水日期。其作用:(1)限时定量,促使群众节约水资源,促进用水管理的统筹性。(2)集中用水,避免支渠、斗渠、毛渠内长时间保持很高水位,减少水在渠道内停留时间,降低渠道内水量损失。(3)降低渗漏、蒸发量,增加水利用率。(4)降低用水管理费用。在支渠农田灌溉管理中采取分批供水管理模式,可避免因某支渠用水,干渠节制闸需长时间壅高水位,使干渠引水能力长时间被压制,引起干线总引水时间延长,错过最佳供水期。
二、发挥水库蓄水优势避让引黄高峰期
菏泽市闫潭灌区用水量最多的季节是每年农田春灌期,灌区引黄用水前,应根据国家发布的中长期天气预报、当地历年气候特点和农田实际墒情,尽早安排。一般每年农历十、十一月份前,就安排提闸引水,送往下游水库备用。其合理性表现在:
1.水库春灌前储蓄一定水量,能解决上下游农田争水矛盾。
2.在农历十、十一月时间段里,黄河沿线引水需求量不大,灌区可以按照最经济引输水流量,向黄河水管理部门申请引黄用水指标,易得到批准,实现经济引输水。
3.在这时段里,黄河沿线引黄用水量不大,黄河水位稳定,增加了引水安全系数,有利用灌区引输水管理。
4.提前引、蓄水能缓解农田春灌期间,黄河引水高峰时分配给灌区引用水指标不足的矛盾;也能提高引黄用水量小的时期时的黄河水利用率,以达到节约水资源目的。
5.将引水期提前,能减少每年4~6月份黄河枯水期,黄河管理部门收取高水费时引黄用水量,减小灌区引黄用水费用。
三、启用新防沙闸解决引水瓶颈
闫潭灌区现引水运行的前进防沙闸,处于黄河王夹堤控导工程10~11号坝之间,建于1981年,7孔,每孔净宽2.6m,设计流量50m3/s,于1989年在右岸扩建两孔,扩大流量为80m3/s,闸底板高程为65.3m(1956年黄海高程,下同),比7孔原闸底板降低1.2m。后来为彻底解决引水问题,1995年在黄河王夹堤控导工程14~15号坝之间又修建了新防沙闸,两闸相距300m,闸下游引水渠于桩号0+150处入送水干线,新防沙闸建成后因黄河河槽右移,前进防沙闸引水条件改善,未启用。新防沙闸设计闸底板高程65.3m,比前进防沙闸原闸底板降低1.2m,如果同时启用前进防沙闸与新防沙闸引水将给闫潭灌区带来前所未有的引水优势:
1.由于受黄河调水调沙的影响,2000年前进防沙闸引水位69.72m,2008年降为68.01m,下降了1.71m,仅2孔低孔能出黄河水,而新防沙闸6孔均能引水。因此同时启用两座防沙闸引水,将成倍增加过水断面,在目前引水水头较低情况下,能大大提高引水能力,满足灌区用水要求。
2.启用新防沙闸费用小,效果好。新防沙闸工程设施完好,只需对新防沙闸闸前及闸后283米的引水渠道进行疏通。
3.两座防沙闸中,一座位于黄河弯道顶端,一座位于黄河弯道下游,灌区在引黄用水时,可以根据引水引沙需要,调控干渠引黄水的泥沙含量。
四、调整引水渠设计减少渠道水头损失
渠道引水渠段水头损失大小,在闫潭送水干线引输水中,影响最为明显。减少引水渠段水头损失,对保障送水干线引输水能力至关重要。20世纪九十年代以前,黄河含沙量高时达34.5kg/m3,黄河河床逐年淤高。据闫潭灌区引水观测,1981年春到1998年,防沙闸前黄河河底淤高1.6m,年均淤高0.1m。由于黄河河床淤高,闫潭送水干线采取缩窄过水断面、提高堤防高程,将输水渠断面变为窄深式。小浪底工程运行后,平均含沙量由2000年的8.02 kg/m3,2008年平均含沙量下降到2.61 kg/m3,含沙量大幅度减小,黄河河床降低,引水渠必须再次调整。拓宽引水渠过水断面,并加大引水下泄速度,由窄深式变为宽深式。改善引输水能力,达到多引快送。送水干线设计之初考虑到渠道内水流冲刷,会造成渠道河槽左右游走,渠系建筑物与渠道衔接都有一定设计超宽,经过多年运行,渠形已基本固定,且现在引水渠最高引水水位,都不超外地面。对引水渠段渠道进行拓宽,不会产生渠道与建筑物衔接及引水安全问题。由于现在灌区年平均引水含沙量一般在2.0~4.0 kg/m3,且以悬浮性较好的细沙粒为主。闫潭送水干线引水渠部分是由1/5000、1/4300两段有较陡比降的河道组成。为增加渠道引输水能力,降低水头损失,将干线引水渠过水断面拓宽后,也能保证引水渠段较低的泥沙淤积。这样,引水渠段较陡的设计渠道比降,加宽设计过水断面,可以使引水渠段过水能力增强,水头损失降低,在引水渠下游连接段,又可以采用消除马头五孔闸跌差,加大干渠纵比降,增加引水下泄速度,加强送水干线引输水能力。
五、优化马头五孔闸跌差 变害为利
马头五孔闸位于闫潭送水干线23+334处,其闸上游设计渠底高程60.41m,下游设计渠底高程58.36m,上下游有2.05m跌差,平原地区土质疏松、地势平坦,水闸上下游存在较大跌差,有诸多危害:(1)使上游水流速度变慢,渠道易淤积。(2)下游渠道冲刷。(3)对水闸稳定性要求提高,消力池设计复杂,投资增加等,这一跌差位置处于送水干线上游,对送水干线引输水影响明显。在目前黄河河床下降2.21m的情况,应合理消除2.05m跌差,优化河道设计,有效减少黄河水位下降对送水干线引输水能力的影响。
六、加固堤防借鉴黄河调水调沙经验
过去黄河水含沙量大,引黄河水时,沙多为害,淤积渠道,清淤沉沙堆积渠道两岸,如山似岭,占压大量农田。现在灌区引水含沙量一般在2.0~4.0kg/m3之间。近几年闫潭送水干线渠道内泥沙淤积,主要表现在上游0+000~19+827段渠道轻度泥沙淤积,其他渠道段泥沙淤积程度甚微。0+000~19+827段渠道淤积度与过去相比降低了许多。送水干线中下游渠道需进行渠、堤维护加固时,有时出现土源短缺现象。送水干线如果经过上述某些系列调整,抵消干线引水口处黄河河床下降2.21米对干线引输水能力影响,恢复引水能力后的送水干线,就可以利用渠尾浮岗水库蓄水功能或在送水干线中、下游用水时,借鉴黄河调水调沙经验,利用黄河丰水期高水位,进行短时间、大流量向浮岗水库蓄水或农田输水,调控干线渠道内水流速度大小、就能将上游0+000~19+827段干线渠道内淤积泥沙,冲刷携带到送水干线中、下游渠道相应段,一部分泥沙填充中、下游渠道冲刷形成渠底超深,一部分在渠堤维护加固和其他泥沙综合利用时,用做土源。