济宁市雨洪资源利用模式效益分析及问题研究

2014-01-30 08:46陈长华张雪玲岳现美
中国水利 2014年17期
关键词:南四湖雨洪济宁市

陈长华,张雪玲,岳现美

(1.山东省济宁市水利局,272019,济宁;2.山东省济宁市太白湖新区管委会,272000,济宁;3.山东省济宁市洙赵新河管理处,272000,济宁)

山东省济宁市水资源总量为48.5 亿 m3,人均水资源量为 685 m3,占全国人均水资源量2200m3的31.1%。不仅人均水资源量少,而且全市水资源受降水的影响,年内年际分布差异均较大,遇丰水年或丰水季节,境内河湖库水位陡涨,地表径流十分丰富;遇枯水年或枯水季节,河湖库水量减少迅速,地下水水位下降明显,工农业生产效益因缺水而受损的现象时有发生。为保障经济社会可持续发展,促进水资源供需平衡,济宁市对雨洪资源最大化利用进行了有益尝试,探索出“养、蓄、用”三位一体的雨洪资源利用模式,取得显著成效。

一、济宁市“养、蓄、用”雨洪资源利用模式

1.养:实施生态修复,实现水源涵养

近年,济宁市将增加植被、修复生态作为雨洪资源利用的首要条件,并因地制宜涵养水源。

(1)山丘区突出水土保持

济宁市东部地区为山丘区,面积为2 093 km2,土壤受水力侵蚀面积为1 207.51 km2,占山丘区面积的58%。其中轻度侵蚀695.38 km2,中度侵蚀267.75 km2,强烈、极强烈和剧烈侵蚀244.38 km2,水土流失严重。为保持水土,在山丘区以小流域为单元,坚持综合治理与生态修复相结合,工程措施与生物措施相结合,全面开展山、水、田、林、路综合整治。重点实施以乔木、灌木、草相结合的水源涵养林、水土保持林建设;以坡田改梯田和坡面水系整治相结合的坡面工程建设;以修建谷坊、塘坝为节点的沟道治理工程建设;以面源污染防治为主的生态清洁型小流域建设。目前,采取水土保持措施的治理面积为1 151.9 km2,其中泗水县万紫千红园被评定为国家级水土保持科技示范园。

(2)平原区突出地下水回灌

济宁市共有机电井32.41万眼,规模以上机电井(井管内径≥200 mm或日取水量≥20 m3)达11.22万眼,每年抽取地下水12亿m3之多。因地下水的过量开采,造成地下水水位持续下降,部分区域形成大面积的降落漏斗,甚至造成地面沉降。为防止地下水的不断下降,保障工农业生产和群众生活用水的可持续供给,全市投入大量资金,在推进工农业节水的同时,加强引水回灌补源工程建设。在汛期,兖州区龙湾店灌区引泗河水、汶上县琵琶山灌区引大汶河水、邹城市湖水东调灌区引南四湖水回灌补源面积 87.3万亩 (1 hm2=15亩,下同),回灌地下水量3.99亿m3。

(3)滨湖区突出湿地修复与保护

济宁市处在淮河流域最下游,境内的南四湖承纳苏、鲁、豫、皖4个省32个县(市、区)3.17万km2的来水,入湖河流53条,其中流域面积在1 000 km2以上的河流有泗河、洸府河、白马河、东鱼河、洙赵新河、梁济运河、复兴河、大沙河、新万福河。几年前,入湖河流的水质几乎全部在Ⅲ类水标准以下,入湖河流为南四湖带来水资源的同时,也从周边区域带来了水污染,南四湖的水质受到严重影响,蓄存的水资源不能有效利用。为有效净化水质,改善水生态环境,济宁市实施了南水北调东线河流入湖口湿地、南四湖湿地、采煤塌陷区湿地建设,全市湿地总面积约为32.8万hm2,湿地率为29.4%,其中修复与新建湿地17万亩。在湿地建设的同时,持续开展了大规模绿化建设,大力推进城区和镇村绿化、水系绿化、防护林带建设,全市林地面积已达22.9万hm2,森林覆盖率为25.28%。

2.蓄:推进工程建设,实现雨洪拦蓄

济宁市全市多年平均降水量700.1 mm,汛期6—9月降水量占年降水量的70%以上,为有效集蓄汛期雨洪水,济宁市建设了大批防洪蓄水工程。

(1)南四湖防洪蓄水工程建设

南四湖东缘无完整堤防,1958年按20年一遇防洪标准修筑了从任城区老运河口至微山县两城镇青山段长31 km的湖东堤。1956—1966年,湖东群众为保护农田和工矿企业生产安全,从滕州市界河至微山县郗山修筑了长约60 km的湖东生产堤。南四湖虽然承接着3.17万km2的来水,但是因为湖东堤防不完整,来水不能有效蓄存,每年弃水10亿~15亿m3。为提高湖东堤防洪标准和蓄水能力,在原有基础上,1999—2002年实施了微山县北沙河—新薛河段45.6 km堤防工程建设。另外的59.12 km湖东堤及全部建筑物工程也于2006—2009年完成了工程建设。随着南四湖湖东堤建设、湖西堤加固、湖内浅槽开挖、韩庄运河扩大等工程的竣工,南四湖蓄水能力有效提升。

(2)水库和塘坝工程建设

济宁市共有水库312座,其中大型水库2座,中型水库4座,小型水库306座,总库容5.93亿m3。这些水库绝大多数建于20世纪50年代末到70年代初,受当时技术经济条件限制,加之多年运行,有相当一部分水库存在不同程度的病险问题。为彻底根除水库病险问题,使水库效益得以充分发挥,近年济宁市共投资6.67亿元,通过对水库大坝加高培厚、放水洞和溢洪道改建、坝体和坝基防渗等,完成了289座病险水库除险加固工程。结合农村饮水安全工程,新建了高河、蓼儿洼等平原水库。建设塘坝总计1 468座,总蓄水能力0.37亿m3。

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(3)堤防和拦河闸坝工程建设

济宁市河流众多,流域面积50 km2以上的河流就有117条,为充分开发利用雨洪资源,最大限度地将汛末雨洪水蓄留在河道中,2008年来共投资10亿多元对40条中小河流进行了治理,进一步提升了调洪蓄水能力。截至目前,全市累计建成五级以上堤防3 159 km,建有拦河闸坝744座,其中设计蓄水量在10万m3以上的拦河闸坝70座。随着堤防的不断完善和拦河闸坝的不断增多,雨洪水在河道的滞留时间得以有效调控。

3.用:优化水资源调度,实现高效利用

济宁市将雨洪资源利用工程纳入现代水网建设,着力打造“南北贯通、东西互济、蓄引结合、河湖相联、城乡一体”的现代水网,大力推进雨洪资源高效利用。

(1)联合调度当地水、黄河水、长江水

济宁市地处黄淮流域,黄河、南水北调东线工程穿境而过。济宁市在充分利用当地河流、湖泊、水库水的基础上,适度引用黄河水,合理调用长江水,将三者联合调度。利用梁山县陈垓、国那里引黄闸引黄河水,保障83万亩农田灌溉的需要。通过南四湖、梁济运河和南水北调配套工程向邹城市、曲阜市和济宁高新区等区域调长江水,满足工农业生产需要。

引洸府河水入济宁城区工程,实现了洸府河、梁济运河、城区内古运河等河与河的连通;尼山水库放水进入小沂河,利用白村、元町等拦河坝再调节进入干渠灌溉农田,实现了库与河的连通;龙湾套水库通过10 km干渠放水入尹城水库再向工业供水,实现了库与库的连通。以南四湖为结点,这种河与河、河与库、库与库的连通工程不断拓展,建成了纵横交错的水网,提高了水资源利用率。

(3)健全灌排设施

济宁市任城区、鱼台县、微山县、嘉祥县等位于南四湖湖西平原地区,大部分农田为水田,这些水田用水量大且不具备自流灌溉条件,拦蓄在河道的雨洪水必须通过排灌站提水方可使用。农田遭受洪涝时,还要靠排灌站将涝水排入河中。为保证农田旱能浇、涝能排,济宁市共建设排灌站工程1757处、灌排农田面积167万亩,水资源调配和保障能力显著增强。

二、雨洪利用模式效益

1.雨洪资源得以有效涵养

采取水土保持措施治理的山丘区,每年约有25%的有效降雨被植被、土壤截留涵蓄,水土流失得到有效防治。平原区地下水回灌,使全市地下水漏斗区面积由2005年的1 100多km2减少到目前的650 km2,漏斗区中心地下水水位上升了2.1 m。绿化植被与湿地的增加不仅对有机污染物和氮、磷等污染营养物进行了降解和去除,改善了水质,使南四湖水质达到了Ⅲ类水标准,而且涵养了水源,营造了秀美的自然风光。

2.雨洪资源得以有效拦蓄

南四湖防洪蓄水工程建设,使汛末蓄水位由34.2 m提高到34.5 m,增加蓄水量1.8亿m3。除险加固后的水库和新建水库共增加和恢复库容1.96亿 m3,增加和恢复灌溉面积18.06万亩。堤防和拦河闸坝工程建设,增加蓄水能力1.08亿m3,不仅增加了河道水资源的可利用量,也解决了河道生态环境问题。

3.雨洪资源得以高效利用

通过当地水、黄河水、长江水联合调度,水库、河道、湖泊联网运行,提水、排水统筹兼顾,水资源调度不断优化,全市地表水利用量由2005年的8.6亿m3增加到2013年的13.57 亿 m3,共增加 4.97 亿 m3。

三、存在的问题

1.南四湖和泗河雨洪水拦蓄能力未得到充分发挥

南四湖工程建设完成后,蓄水量有所提升,但与工程标准相比,尚有一定蓄水能力有待开发利用。泗河河道属山洪河道,大部分河段非汛期几乎常年无水,汛期雨洪水也因拦河橡胶坝等拦截设施较少未能有效拦蓄,宽广的河槽没有得到充分利用。

2.采煤塌陷地雨洪水集蓄能力未得到充分开发

济宁市绝大部分县市区都有为数不少的采煤塌陷地,一些塌陷地进行了复垦或形成了湿地,还有一些塌陷地属于季节性积水,没有得到有效开发整治,雨洪水集蓄能力发挥不足。

3.水库防洪调度不够科学合理

水库防洪调度时一般都在汛前将蓄存的雨洪水下泄,将水库蓄水位控制在汛限水位。这样虽然保障了防洪安全,但是若遇枯水年,原来急需的雨洪水已白白浪费,旱灾发生时无水可用,将造成一定损失。

四、建 议

1.结合南四湖、泗河综合开发,提升雨洪资源利用能力

泗河将投入60多亿元进行全流域综合开发,南四湖也正在由山东省政府进行综合开发调研。对南四湖可继续退耕还湖,积极推进南四湖增容工程建设,并深入探讨将正常蓄水位提升至35.0 m的可行性,进一步增强南四湖集蓄雨洪水能力。对泗河坡降较大的河段,修建橡胶坝,进行梯级开发,对雨洪资源层层拦蓄,充分利用泗河流域2 357 km2的雨洪资源。

2.将采煤塌陷地建成平原水库

济宁市常年积水的采煤塌陷地共16.9万亩,可结合规划投资68亿元的济宁市采煤塌陷地土地复垦重大工程,对水面较大、积水较深的区域开发建设成平原水库。

3.科学编制水库调度规程

对除险加固的水库,根据多年实测资料、延长水文系列,重新分析汛限水位的合理性。对大中型水库,适当提高汛限水位,并将水库汛期控制运用方案的一个汛限水位改为初汛、主汛和后汛三个汛限水位。根据天气预测和水情测报,并与专家会商相结合,对汛限水位执行时间进行动态控制,提高防洪减灾与调洪蓄水的预见性和主动性。

[1]戴慎志,曹凯.我国城市防洪排涝对策研究[J].现代城市研究,2012(1).

[2]陆青.福州地区大学新校区防洪排涝体系综合运用分析 [J].中国水利,2010(3).

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