马春玲,杜 斌
(1.河南省濮阳市引黄工程管理处,457000,濮阳;2.华北电力大学能源动力与机械工程学院资源与环境研究所,102206,北京)
渠村灌区综合治理与引黄补源成效初探
马春玲1,杜斌2
(1.河南省濮阳市引黄工程管理处,457000,濮阳;2.华北电力大学能源动力与机械工程学院资源与环境研究所,102206,北京)
为了改变濮阳县、清丰县、南乐县地下水水位持续下降的趋势,解决三县农业的“用水难”问题,渠村灌区自1998年以来开始分期实施综合治理与引黄补源项目,收到了良好成效。探讨总结了灌区进行综合治理与科学调配黄河水采取的方法措施,分析了补源区内由此产生的经济社会效益和变化。
渠村灌区;综合治理;引黄补源;水资源优化配置
渠村引黄灌区 (简称 “渠村灌区”)位于河南省濮阳市所辖濮阳、清丰、南乐三县的中西部,始建于1958年,系国家大型灌区之一。该灌区南北长约100 km,东西宽约45 km,总面积2 019 km2,耕地面积193.1万亩(1 亩=1/15 hm2,下同)。灌区以金堤河为分界,地跨黄河、海河两大流域。区内主要的客水资源有黄河、卫河及金堤河,其中黄河最为重要。区内冬春两季干旱发生频繁,旱灾为灌区的主要自然灾害。
渠村灌区2002年列入国家大型灌区,自1998年至今共实施了6期综合治理与引黄补源项目,累计完成总干渠建设2条,总长236.36 km,分干渠及支渠建设84条,总长1 150 km,共投入资金逾5亿元。2014年濮阳—清丰—南乐第6期工程圆满竣工,灌区引黄补源工作也随之进入基本常态化。一直以来,引黄水量总体上逐年增加,补源区水资源供需短缺矛盾总体上得到有效缓解。
濮阳市人均水资源量为259.8 m3,属极度缺水(<500 m3/人)地区。随着经济社会的迅速发展,濮阳市居民的用水总量每年不断增加,但在用水方式上仍存在农业用水大水漫灌、工业用水重复利用率低等问题,粗放式浪费用水还很普遍,加上近些年市区周边城镇城市化迅速,污水处理设施和产能不能满足污水处理的需要,导致原本就存在的水资源供需矛盾更加突出。
1.“量”的约束日趋明显
濮阳市平均地表水资源量为2.10亿m3,由于地面基本没有建设蓄水工程,多年来地表水利用率仅为14.6%,汛期地表水不能很好地开发利用,大量流失。
濮阳市平均地下水资源量为6.54亿m3,因长年持续超采严重、地下水长期不能有效补给,金堤河以北的清丰、南乐地区形成了较大的濮阳—清丰—南乐地下水漏斗区。该漏斗区的长期存在已对该地区造成一系列严重危害,如地面下沉、地下水水位下降、污水渗入地下、生态环境恶化等。
2.“质”的约束更加严重
以2007年为例,属于黄河流域的金堤河和天然文岩渠,属于海河流域的卫河、马颊河、徒骇河等地表水监测断面的水质均为劣Ⅴ类,地表水受到严重污染,失去供水功能。当年,在渠村灌区所辖濮阳、清丰、南乐三县共选取24眼地下水监测井进行了水质监测,并采用饮用水和灌溉用水标准进行评价,结果显示,氟化物、亚硝酸盐、砷、汞等超标的井数有11眼,水质不符合饮用水标准;氟化物、砷、汞等超标的井数有8眼,水质达不到灌溉用水标准的要求。多年的水质持续恶化,已经造成部分地区人畜饮水困难,苦咸水蔓延扩张迅速。
1.灌区综合治理
1958年,渠村灌区首度进行引黄补源灌溉。由于初期不能科学有效地调配黄河水资源,曾出现大水漫灌、串灌、超量重复灌溉等现象,导致濮阳县、清丰县、南乐县土壤次生盐碱化,1961年被迫停用黄河水进行补源灌溉。1976年以后,为改变地下水严重超采的局面,灌区又开始利用黄河水非灌溉期的富余水量进行补源灌溉。
20世纪80年代以来,灌区汲取以前引黄的经验教训,开挖了部分输水蓄水渠(沟)道,并先后在“第一濮清南”主干渠马颊河等支(沟)渠上修建了部分拦河闸和提灌站等工程设施,形成了灌区早期综合治理与引黄补源工作的雏形。但是,由于建设资金不足,早期工程建设较少,许多工程设计标准低下,配套差且不完善,经过多年运行后老化失修。黄河水利用效率低下,使得补源区部分地区用水困难。
自1998年以来,濮阳市累计投入资金5亿元左右,开始分期对渠村灌区第一、第三濮清南总干渠及其分干渠、支渠进行全面的综合治理及配套设施建设。治理工作从整治河道开始,分期对河道进行了清淤、硬化衬砌、闸站桥梁新(重)建等工作。与此同时,对穿越城区的第一、第三濮清南河道还进行了相应的配套景观建设,包括河道的护坡铺装及绿化工程、灯光亮化工程、路灯广播线路入地等。两个骨干工程共计完成建设灌溉渠道长度536 km,硬化衬砌干渠长度48 km,各类闸站桥梁等1 482座。至2014年年底,灌区已经形成了较为成熟的灌排渠系网络,其中包括输水总干渠2条,总长236.36 km,分干渠及支渠84条,总长1 150 km。输水总干渠上共布设输水分干渠20条,它们分别是:在渠村灌区濮阳县输水总干渠上布设的南湖、郑寨、安寨、高铺、牛寨、桑村6条分干渠;在渠村灌区清丰县、南乐县补源区输水总干渠上向西走向布设的火厢、濮水、顺河、焦夫、大屯、古城、石村、霍町、西西、西邵10条分干渠,向东走向布设的老马颊河、东一、东二、东三4条分干渠。
2.灌区引黄补源
渠村灌区内地势平坦,土壤肥沃,光照充足,适宜粮食和经济作物生长,加上土地开发历史悠久,土地利用集约化程度较高。但是,自濮阳—清丰—南乐漏斗区形成之后,补源区农业灌溉用水短缺问题多年来一直没有得到有效解决,“水荒”常常造成农作物减产,当地农业经济发展也因此受到很大程度的制约。
1998年,灌区正式开始全面整治工作,引黄补源项目与综合治理项目始终保持分期同步进行。2014年,濮阳—清丰—南乐第6期工程完工,引黄补源工作自此也进入基本常态化。现在,灌区已可以根据自身用水需求,利用黄河水非灌溉期的富余水量把黄河水适时间断性地引出,用以补充区内农业灌溉。至此,补源区水资源供需短缺矛盾总体上得到解决,缺水期补源区内粮食的高产稳产很大程度上得到保证。
为了使引黄水尽可能发挥最大效益,充分缓解金堤河以北补源区水资源供需短缺的局面,在引黄补源项目的实施过程中,水利工作者在充分分析了效益区降雨时空分布情况及旱情分布趋势的基础上,于灌溉管理和水量调配上创新工作思路,开拓性地采取了提前放水、先蓄后灌、相机补源的灌水方法对黄河水进行调配和调度,从而攻克了引黄期与蓄水期时间段不吻合、因黄河处于调水调沙期引水受阻等技术性难题,最终顺利地实现了对黄河水的优化配置,使得补源区灌溉能用上黄河水的构想变为现实。从表1可知1991—2013年间灌区历年引黄补源的情况。
表1 渠村灌区历年引水量
1.金堤河以北补源区地下水埋深总体上升
1980年年初至2000年年末,补源区地下水埋深呈下降趋势,其中1980年地下水埋深为6.37 m,2000年为 14.72 m,20年间埋深共下降了8.35 m,平均每年下降0.397 m。1998年,渠村灌区开始分期实施综合治理与引黄补源项目,2000—2010年间,补源区地下水埋深仅仅下降了0.01 m,总体呈现动态平衡状态。
另外,通过对灌区设定的31眼水井的观测数据进行分析表明,补源区地下水埋深呈 “上升—略降—回升”的良性循环状态,非农田灌溉时段地下水埋深回升,农田集中灌溉时段略有下降,但总体呈现水位上升态势。通过渠村灌区科学的水资源调配,补源区地下水生态环境修复效果明显,有效遏制了补源区地下水水位持续下降的趋势。
表2 灌区经济效益分析
2.生态环境明显改善
渠村灌区在正式治理之初,便将改善生态环境与建设改造纳入统一规划,灌区的生态环境不仅得到了良好的保护优化,而且相继产生了可观的外部环境效益。如在濮阳市创建“六城二奖”活动期间,渠村灌区利用第一、第三濮清南骨干工程为创建活动引供水4 300万m3,使得城区内的河道水由此变清、变活,美化了市区人文环境,为创建活动取得成功作出了重要贡献。
另外,2014年通过渠村灌区第三濮清南干渠引水建成的水域面积320 hm2、库容1 612万m3的新区平原黄河调节水库,使灌区下游6万hm2农田的用水灌溉保证率得到很大提高。与此同时,水库还可作为城市应急备用水源,在美化生态环境、打造城市水系、调节区域小气候、改善空气质量、提升城市品位、促进人与自然和谐发展等方面发挥重要作用。加之库岸周边的美化绿化设施齐全,水库刚建成不久就已成为市民赏水、健身、垂钓的好去处。
渠村灌区引黄闸
3.经济社会效益显现
灌区在分期实施综合治理与引黄补源项目以来,引黄输水流量不断增加。第一濮清南总干渠引水量由原来的30 m3/s提高到60 m3/s,第三濮清南总干渠引水量由原来的8 m3/s提高到17 m3/s,渠系水利用系数由0.37提高到0.50,有效增强了灌区抵御干旱灾害的能力,很大程度上确保了灌区农业的增产增收。灌区经济效益分析见表2(1991—2013年,5年为一个间隔期)。
目前,渠村灌区年引水量已达5 亿m3左右,成为河南省引黄水量最大的灌区之一。区内粮食产量已连续24年高产稳产,为濮阳市农业经济发展起到了不可替代的支柱作用,也为河南省粮食生产核心区建设作出了卓越贡献。
作为水利部 2015年实施的 27项重大水利工程项目之一的“引黄入冀补淀”工程,已于2015年年底开工建设。该工程在河南境内长84 km,在濮阳境内将会借用渠村灌区第三濮清南的骨干河道进行施工建设。此项工程旨在进一步缓解沿线地区的农业灌溉缺水,补充白洋淀地区生态用水。借此契机,渠村灌区综合治理与引黄补源工程的成效会在未来进一步突显。
经过多年持续综合治理与对黄河水资源进行科学优化调配,渠村灌区的整治工作目前已经取得了明显的阶段性成效。灌区在今后将有望成为我国特大型灌区,在防止地面沉降、协调区域经济发展、保证国家粮食安全方面还有相当广阔的发展空间。
[1]濮阳市水文局.濮阳市水资源公报[Z].1997—2007.
[2]濮阳市环境监测站.濮阳市河流地表水水质监测报告[R].2007.
[3]徐海洋.平原灌区地表水与地下水的联合调蓄[D].华北水利水电学院,2007.
[4]濮阳市水利局.濮阳市水利统计报表[Z].1991—2013.
责任编辑车小磊
Effect of comprehensive treatment and water diversion from Yellow River in Qucun Irrigation District
Ma Chunling,Du Bin
In order to solve water shortage problem in three counties of Puyang,Qingfeng and Nanle and alleviate trend of continuous dropping of groundwater level,the comprehensive treatment and water diversion from Yellow River has been implemented well in Qucun Irrigation District since 1998.Studies are carried out on the measures of scientific regulation of Yellow River water and effective operation of irrigation district.Social and economic benefits generated from water source areas are also evaluated.
Qucun Irrigation District;comprehensive management;water diversion from Yellow River;optimized water allocation
S27+TV213.4
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1000-1123(2016)03-0016-03
2015-10-09
马春玲,高级工程师。