人民胜利渠引黄泥沙问题及对策

2012-08-15 00:47李呈辉河南省人民胜利渠管理局
河南水利与南水北调 2012年10期
关键词:渠首含沙量泥沙

□李呈辉(河南省人民胜利渠管理局)

人民胜利渠自1951年3月开工兴建,1952年4月12日开闸放水,已经历了60个春秋。60年来,在工程建设和运行管理过程中,遇到了各种各样的困难和问题,但对人民胜利渠运行和发展有重大影响的主要有泥沙问题、土地次生盐碱化问题、渠首水源污染问题、渠首引水问题、工程老化问题及水费征收等问题。以上几个方面的问题,并非同时发生,在某个时段,其中一个或两个问题会成为当时影响灌区运行和制约灌区发展最突出的问题。有些问题一直困扰了人民胜利渠几十年或若干年,例如,泥沙问题曾经影响灌区运行几十年;在20世纪50年代末和60年代初土地次生盐碱化问题曾是影响灌区生存和发展的首要问题;自20世纪80年代改革开放以来,随着乡镇企业的发展,渠首水源污染问题一度成为影响灌区生存和发展的重大问题;而目前人民胜利渠灌区所面临的最突出问题是渠首引水困难问题。以上几个主要问题,有的已得到基本解决和缓解,有的尚未解决而亟待解决。本文着重就灌区引黄泥沙问题的影响和对策进行了粗略的总结和探讨。

1.灌区引水引沙情况

人民胜利渠是新中国成立以来在黄河下游兴建的第一个大型引黄灌区,黄河是一个多泥沙河流,引黄必引沙是人们对引黄灌区的一个共识。泥沙处理问题一直影响了人民胜利渠灌区50年,也是当时困扰黄河下游引黄灌区的一个重大问题。人民胜利渠灌区分阶段引水引沙情况如下:

人民胜利渠自1952年开灌至1991年的前40年,渠首共引水253.556亿m3,共引沙3.8354亿t,引水平均含沙量15.12kg/m3。进入灌区的泥沙分布情况比较复杂,各阶段甚至年际之间悬殊很大。根据1952~1984年33年的观测资料分析,泥沙分布情况大体如下:沉沙占34.76%,灌溉渠系占21.6%,排水渠系占5. 44%,退入卫河占16.86%,输入田间占21.34%。由此可见,沉沙在灌区泥沙处理中起到了重要作用。

1992年至2000年的9年间,渠首共引水49.639亿m3,共引沙5879万t,引水平均含沙量11.84kg/m3。自1988年后,灌区已建沉沙全部用完,人民胜利渠被迫采取浑水灌溉,除大约20%的泥沙输入田间外,其余80%左右的泥沙淤积在各级灌排渠道,造成灌排渠道严重淤积,输水及排涝能力下降。

2001年黄河小浪底水利枢纽建成后,受黄河小浪底枢纽蓄水拦沙和黄河中上游来沙量减少等诸多因素的影响,渠首引水含沙量大量减少,灌区泥沙处理问题才得以缓解。自2001年至2010年,十年间,渠首共引水30.68亿m3,共引沙2507万t,引水平均含沙量5.2kg/m3,引水平均含沙量仅相当于开灌前40年的30%、上世纪90年代的44%,大大地减轻了灌区泥沙处理的压力。进入灌区的泥沙大部分被输入田间,灌溉渠系基本达到冲淤平衡。

2.人民胜利渠灌区泥沙处理的主要措施

2.1 减少渠首入渠泥沙

一是慎重选择渠首建闸位置。人民胜利渠渠首闸位于黄河老铁桥上游原秦厂大坝处,是经过中外专家反复论证而确定的,主要依据水流弯道环流理论,把渠首闸建在靠主流凹岸顶冲点下游,锐角引水,可以多引水少引沙;二是渠首闸前修建了拦沙潜堰和安装了导流系统。渠首闸建成后,为防止底流粗沙进入渠道,在渠首闸前120m处修建了一座高出闸底板0.93m的抛石潜堰,1956年还在渠首闸前安装了“波达波夫”导流系统。以上几种措施在运行初期起到了一定的引水防沙效果,但1958年后,因黄河主流不断的南移而逐渐失去了引水防沙效果。

2.2 避开沙峰引水,减少入渠泥沙

黄河高含沙量在汛期,花园口站多年平均含沙量汛期为40.9 kg/m3,非汛期为11.9kg/m3,黄河汛期沙峰期含沙量一般为100~200kg/m3,1977年最高时达546kg/m3,因此,人民胜利渠十分强调汛期少引水、沙峰期不引水的原则,并在实践中加以贯彻执行,大大减轻了灌区泥沙处理负担。

2.3 渠井结合,少引黄河水

实行渠井结合,地上水地下水联合运用,可以扬长避短,互补余缺,既提高了灌溉保证率,又可控制土壤次生盐碱化,也减轻了引黄带来的泥沙处理负担,为综合治理旱、涝、碱、淤奠定了基础。

2.4 修建沉沙,集中处理较粗颗粒泥沙

渠首把大量黄河泥沙引入灌区后,输入田间的泥沙只是一少部分,其余的大部分泥沙需要处理。沉沙是处理泥沙特别是较粗颗粒泥沙的重要措施。在开灌初期,灌区上游黄河大堤以北有大面积盐碱沙荒洼地可供建沉沙,建沉沙既能沉沙,又能改土,很受群众欢迎。自1952~1988年,人民胜利渠灌区在祝楼、王禄等地先后修建沉沙10处,面积共53.3km2,沉沙8000万m3,占当时引沙量的30.84%,沉沙在灌区泥沙处理方面发挥了重要作用。

2.5 灌排渠系清淤,提高渠道输水和排涝能力

1988年后,人民胜利渠灌区沉沙已用完,灌区上游黄河背河洼地已基本普淤一遍,原盐碱沙荒洼地经沉沙淤积后已变为稻麦两熟的高产田,如在原沉沙地方再建沉沙进行2次复淤,不仅来自群众阻力很大,而且投资大、效益小,也不经济。因此,人民胜利渠灌区不得不走浑水灌溉这条路子。

浑水灌溉是不得已而为之,除少量泥沙被带入田间外,大部分泥沙淤积在灌排渠道,为提高灌排渠道输水能力,各级政府每年冬春不得不组织灌区群众清淤。1991~2000年,灌区每年平均清淤量达350万m3。渠道清淤既加重了群众负担,又恶化了周边环境。

从实践来看,通过清淤对提高渠道的输水能力效果并不理想,渠道清淤后放1~2次水就会淤平。从国家现行政策来说,动员群众无偿清淤也是政策不允许的,泥沙处理必须另寻出路。

2.6 合理规划渠系,对渠道进行衬砌,努力做到输沙到田

输沙到田是灌区泥沙处理的最佳选择。黄河泥沙具有一定肥力,淤积在灌排渠道是一种负担,如能送到田间,可以肥田增产,变害为利。因此,人民胜利渠灌区在规划时,就对输沙到田十分重视,充分利用灌区地面比降较大(1/3000~1/5000)的有利条件,把各级渠道比降尽可能设计得陡一些,以提高渠道挟沙能力。在灌区续建配套和节水改造中,还对总干渠部分渠段和西一干渠、东三干渠上段等渠道渠底比降进行了调整,取消了一些跌水,拆除了一些阻水建筑物,提高了这些渠道的输水挟沙能力。

人民胜利渠灌区自1999年开始被国家列入大型灌区续建配套与节水改造项目工程。截至2010年底,上级共批复项目工程总投资16453.19万元,共完成投资约11500万元。在灌区续建配套和节水改造中,做到节水和减淤相结合,并将大部分投资用于干支渠道衬砌。已完成干支渠道衬砌78.39km。衬砌过的渠道,不仅能减少渠道渗漏损失,提高水的有效利用系数,而且能够减小渠道糙率,和土渠相比,可使渠道流速提高43%~60%,挟沙能力提高1.91~3.1倍。因此,渠道衬砌后可大大减轻渠道淤积,为实现输沙到田创造了条件。

自2001年黄河小浪底枢纽工程运行后,渠首引水含沙量大量减少,加之灌区续建配套和节水技术改造等诸多因素的影响,灌区泥沙处理问题才得以大大的缓解。从近十年的灌区情况来看,人民胜利渠实行浑水灌溉是可行的。之所以能够成功,得益于黄河来水含沙量的减少,得益于灌区节水技术改造等诸多因素的影响。

3.结语

泥沙问题,是黄河下游引黄灌区需要长期面临的一个重大课题,处理得好,可以变害为利;处理不好,将严重制约引黄灌区的运行和发展。自黄河小浪底枢纽工程建成运行后,受黄河小浪底枢纽平时蓄水拦沙的影响,黄河下游输水含沙量逐渐减少,引黄灌区泥沙问题才得以缓解,但泥沙问题并没有得到彻底的解决,仍然需要大家继续关注和研究,以期得到更好的解决。

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