田新敏,高桂全
(河北省大清河河务管理处,河北 保定 071051)
2006~2011年连续5次从山东位山引黄河水进入河北省,引黄目的为:①引黄入淀,保障白洋淀的生态平衡;②引黄入衡,保障衡水湖湿地所需之水;③满足引黄沿线的农业灌溉,促进农业生产,提高农业综合生产能力,保障粮食安全。总之,引黄是公益性活动,是为了保护生态平衡,达到人与自然和谐相处的境界;是为了保障生产,促进农业丰收,打造和谐社会。
2010~2011年从山东位山引水点引水,途经邯郸、邢台、沧州、保定4市送水至白洋淀、廊坊市及沿途各县,途经396.6km。 2010年12月15日开始提闸放水,至2011年5月10日闭闸。引水水头于2010年12月21日14:55到达献县,献县总过水量1.524亿m3。 2011年1月3日9:36十二孔闸提闸进水,于2011年4月24日闭闸,十二孔闸总过水量0.9347亿m3。 2011年1月9日8:00测得十方院水位6.77m(大沽高程,以下同),蓄量0.713亿m3;2011年4月24日水位7.37m, 蓄量1.354亿m3;白洋淀此次引蓄水0.8228亿m3。 2011年1月2日至2011年1月8日通过商林给沧州送水,商林总过水量0.0172亿m3。 2011年4月3日至4月11日通过枣林庄给廊坊送水,枣林庄总过水量0.1119亿m3。2011年4月16日至4月23日通过后赵闸给任丘送水,后赵闸总过水量0.0589亿m3,自保沧公路以下断流后河道槽蓄230.73万m3。2011年4月23日通过河北闸给河间送水,其过水总量0.0268亿m3。
2006~2007年度引水时,献县到丰乐堡的流量损失在0.3~1.5m3/s之间,平均流量损失1.1m3/s;丰乐堡到十二孔闸的流量损失在0.5~2.0m3/s之间,平均流量损失1.1m3/s。 2007~2008年度引水时,献县到丰乐堡的流量损失在0.5~2.1m3/s之间,平均流量损失1.86m3/s;丰乐堡到十二孔闸的流量损失在0.3~1.5m3/s之间,平均流量损失1.21m3/s。 2010~2011年引水时,献县到丰乐堡的流量损失在0.8~3.6m3/s之间,平均流量损失1.1m3/s;丰乐堡到十二孔闸的流量损失在1.0~3.8m3/s之间,平均流量损失3.3m3/s。
通过3次引水流量损失分析可以看出,献县到丰乐堡每次引水的流量损失变化不大。2006~2007年度和2007~2008年度从丰乐堡到十二孔闸的流量损失变化也不大,但2010~2011年度引水从丰乐堡到十二孔闸的流量损失幅度明显增大。
2010~2011年度引水时,引水流量极其不稳定,以献县站点为例:流量最大值发生在1月16日,其值为23.1m3/s,最小值发生在3月21日,其值为3.42m3/s。一般情况下流量在7.66~19.6m3/s之间波动, 且每个流量值相持续的时间短,流量变化速度快,而 2006~2007年度和2007~2008年度引水流量比较稳定,2006~2007年度流量一般在15.3~16.5m3/s之间波动,2007~2008年度一般在18.8~21m3/s之间波动。并且这两年的流量都有一个明显特征:每个流量值相持时间长,一段时间内流量变化相差不大(见表1)。流量不稳定造成水位上下波动。由于水位不断变化,从而增大了河槽的渗透水量,降低了输水率,增大了输水损失。
表1 引黄补淀献县站点3年同期部分流量 单位:m3/s
2006~2007年引水时,十二孔闸最高水位7.39m, 发生在2007年2月22日,相应流量15.9m3/s。2007~2008年度引水时,十二孔闸最高水位7.69m,发生在2008年4月28日,相应流量19m3/s。2009~2010年度引水时,十二孔闸最高水位7.65m,发生在2009年12月28日8时,相应流量16.9m3/s。 2010~2011年度引水时,十二孔闸最高水位7.53m,发生在2011年4月15日,相应流量15.4 m3/s。由此可以看出,2011年引水时水位已达到历年最高水位,而流量却没有达到最大值,反而比2008年最高水位7.69m相对应的流量19m3/s减少3.6m3/s。因此,推测阻水可能是造成这种现象的重要因素。河道引水时,如果存在阻水现象,引水在高水位、小流量的状态下进行,这势必增大渗透压力,增加渗透量,进而增大了输水损失量。
综合分析,从丰乐堡到十二孔闸段河道基本情况近年没发生变化,但发现十二孔闸入淀口处白洋淀内河道淤积严重,两侧苇地、台田阻水,这给引黄补淀输水造成很大压力。
2006~2007年度引水时,水头于2006年12月1日到达献县,12月9日到达十二孔闸,2007年3月4日结束本次引水。2007~2008年度引水时,水头于2007年2月16日到达献县,2008年3月1日到达十二孔闸,2008年6月20日结束本次引水。2010~2011年度引水时,水头于2010年12月21日到达献县,1月3日到达十二孔闸,2011年4月29日结束本次引水。
从以上引水时间可以看出,2010~2011年度引水时在一年最冷季节开始,黄河水入淀前渠道内全断面已形成了较厚且坚硬的冰盖,整个冬季输水期,水流也没有把冰盖冲开。水流全部从冰盖下通过,过水断面较正常情况下变小,致使流水阻力增大,过水流量减小,并且还导致水的渗透压力增大,也使水量渗漏损失增加。如引水入淀时十二孔闸闸室前后水面结成坚硬厚实的冰盖,冰盖下水深只有几十厘米,基本上全部被冰层封锁。由于寒冷形成的厚冰层,致使水流不能通过,阻水严重,为此进行了破冰。
本次引水水情报表中,在没有特殊情况出现下,多次出现水位不变化时流量为零的状况,推测本年度的水情报表数据精确度误差偏大,见表2。
表2 2011年部分引黄补淀水情报
由表2可以看出,从3月24开始至3月30日(除去3月26日),献县流量变化不大的情况下,丰乐堡和十二孔闸在6d时间里测得的流量均为零,但两处水位维持不变。经调查,这期间并没有发生丰乐堡上游分水及十二孔闸闭闸现象。由此推出,水情报表的数据精确度误差较大,而水情报表数据是计算引水量的基本资料。因此,误差较大的水情报表数据降低了水量计算的准确性,有可能会导致不准确的水量损失。
发生水情报表误差大的原因,可能与测量站点的位置选择有关,也可能与测量仪器及当时测量条件有关。
测流断面位置多处选择在桥的上下游,由于距桥位置较近,水流处于紊乱状态,造成流量数据不准确,从而影响水流量损失分析。如十二孔闸的测流点设在闸室的上、下游水紊流区,致使十孔闸上、下游的流量数据不准确,从而对入淀流量的计算产生影响,造成水流量损失计算不准确,致使流量损失结果偏大。
针对流量不稳现象,应采取措施,加大调查、分析力度,找出原因,以稳定水流量,减少水流量损失。
(1)针对十二孔闸前白洋淀内河道淤积严重,两侧苇地、台田阻水现象,建议在补水前对淀内淤泥进行清除疏浚,对河道两侧苇地、台田进行彻底清除,保证引黄水源入淀通畅。
(2)针对冰盖的影响,调整引水时间。①将引水时间提前,尽量在结冰前进行引水,并在最寒冷时期到来前达到正常流量及水位,这样即使在最寒冷时期形成冰盖,也不至于被冰盖封死;②将引水时间推后,在结冰期结束时引水。通过时间的调整,避开寒冷季节冰盖的影响,以减少引水量损失。
(3)针对引水水情报表数据误差大的情况,应正确选择测量站点,并使其固定化,对不利测量条件,根据实际情况对测量数据进行修正,以减小误差,进而减少人为的流量损失。
(4)针对测流断面的影响,应将测流断面的位置选择在工程上、下游紊流范围以外,水流较平稳的区域,以确保测流误差最小化,为准确的流量报表打下良好的基础。
由于引黄入冀的工作将正常化,建议逐步完善引水渠道全线的各项工程措施,并结合实际情况,将引水沿线打造成一条集引水及生态与一体的绿色长廊,美化沿线环境,作为人与环境和谐相处的典范。
[1]河北省大清河河务管理处.2011年引黄补淀工作总结[R].2011.
[2]张国娟,赵银岐,赵玉然,等.2010~2011年位山引黄水情表[Z].河北省大清河河务管理处,2011.
[3]张国娟,骆广涛,刘献峰,等.2009~2010年位山引黄水情表[Z].河北省大清河河务管理处,2010.
[4]赵银岐,张国娟,岳树堂,等.2008~2009年位山引黄水情表[Z].河北省大清河河务管理处,2009.
[5]赵银岐,刘献峰,张国娟,等.2006~2007年位山引黄水情表[Z].河北省大清河河务管理处,2007.