潘 强
怀洪新河全长121km,流域面积1.2 万km2,是以分泄淮河干流洪水、扩大漴潼河水系排水出路为主,兼有灌溉、航运等综合效益的大型治淮骨干工程。安徽境内干流河道长95km,大中型水闸9 座,穿堤涵闸94 座,堤防260km。怀洪新河灌区工程早在20 世纪90年代怀洪新河工程规划中就已提出,2012年怀洪新河灌区列入《全国现代灌溉发展规划》,2015年列入国家“十三五”重大水利项目计划,目前已进入可行性研究批复阶段。根据相关规划,怀洪新河灌区范围南起淮河干流北岸及涡河下游,北抵南沱河,西自蚌埠与亳州、淮北市界及浍河蚌宿市界,东达天井湖,总面积3850km²,设计灌溉面积343 万亩。怀洪新河灌区内河湖较多,根据水系及控制工程情况,划分为怀洪新河直灌区、四方湖、浍澥、北淝河下游、沱湖天井湖等五个灌溉片,开发方式为深沟引水与提水灌溉相结合。
怀洪新河直灌片是传统水稻区,水源为安徽与江苏省界以上段怀洪新河干流,水源保证程度高,泵站和沟渠等设施较完备;四方湖灌溉片位于北淝河四方湖沿岸,水源为北淝河及下游四方湖,水源保证率较低;浍澥灌溉片位于怀洪新河灌区北部,主要作物为旱作物,水源主要是浍河(固镇闸闸上段)、澥河(老胡洼闸闸上段)以及当地地下水;北淝河下游灌溉片水源为北淝河下游段及符怀新河,水稻种植比例较大,灌溉基础相对较好;沱湖天井湖灌溉片水源为沱湖、天井湖,沿岸灌溉发展良好,建有不少泵站和灌溉渠道。灌区设计灌溉面积、灌溉需水量及其组成见表1。
表1 怀洪新河灌区设计灌溉面积、灌溉需水量及其组成表(2035 水平年)
怀洪新河灌区有香涧湖、沱湖、四方湖、天井湖以及浍河、澥河等多个河湖串联,除区内水体自身蓄水外,还可通过何巷闸引水、五河泵站翻水引调淮河水,可利用水资源丰富。
当地水资源包括浅层地下水和当地径流可利用量。根据灌区浅层地下水资源供需平衡分析成果,现状水平年可利用的浅层地下水量为0.42 亿m³。怀洪新河水系及北淝河下游流域来水面积达1.25 万km2,多年平均径流量为25.4 亿m3。怀洪新河蓄水主要通过以下方式:新湖洼闸控制符怀新河;山西庄闸、西坝口闸控制新老湖洼闸以下澥香河段、新浍河段;新开沱河闸控制沱湖;四方湖引河闸控制北淝河四方湖以上来水;澥河老湖洼闸控制澥河老湖洼闸以上来水;天井湖引河闸控制石梁河、天井河及其以上来水。当地径流拦蓄的地表水资源量,不仅要供给沿河工农业用水,还需要保障临涣工业园区等外调用水需求。根据当地径流及水资源评价成果,灌区范围内北淝河片、香涧湖、沱河、天井湖等水体多年平均区间径流量合计16.87 亿m³。
根据《安徽省怀洪新河调度运用办法》,当蚌埠闸上水位高于17.87m 时,何巷闸可开闸引水补充符怀新河灌区及向浍河、香涧湖、沱湖相机输水,蚌埠闸上水位在17.37~17.87m 之间可适当引水;在16.87~17.37m 时,满足城市供水和工业用水后,可小流量引水。根据引江济淮工程现状水平年调算成果,蚌埠闸现状水平年多年平均调节退水量为196.5亿m³,扣除蚌埠闸生态流量48.35m³/s,再扣除引江济淮北送水量、蚌埠闸补胡洼水量的引水任务,通过何巷闸(引水能力100m3/s)可引淮河水入灌区水量18.59 亿m³。依据淮河蚌埠闸下河道水位~容积关系,在五河站水位为10.27m 时,总容积1.03 亿m3。根据淮水北调工程设计,五河引水口(含五河站、新集站)年配置的南水北调东线水量为0.87 亿m³。
除自身水体蓄水、何巷闸引水和五河泵站翻水外,引江济淮工程对何巷闸配置水量中有0.86 亿m³可用于灌区灌溉。综合以上分析,怀洪新河灌区多年平均当地径流量16.87 亿m³,引调水可利用量为20.32 亿m³,水资源可利用量能够满足灌区灌溉需求。
怀洪新河灌区内,四方湖、浍河、澥河等主要水体可拦蓄当地降雨径流,但面上沟渠、闸坝等输配水工程不配套,灌溉供水末端网络不够发达。现状灌溉主要依靠河道、湖泊蓄水为水源,利用排涝大沟深沟引水,然后沿大沟两岸提水灌溉,规模性的固定灌溉站较少,大多依靠群众自发沿沟抽灌,输水距离一般距沟渠500m 以内,距离水源和大沟较远的地方难以实现地表水灌溉。
灌区内面上沟渠大多兼有行洪、排涝和灌溉引水的多重任务,数量较多、位置偏远,不易受到重视。由于多为土渠,边坡雨水冲蚀、水流冲刷严重,加上不合理垦植,沟底淤积严重,断面缩小,不仅降低了排涝能力,而且影响灌溉效益的发挥;同时,灌区内沟渠控制建筑物不配套,输、配水功能不健全,灌溉高峰期无法实施分区轮灌、计划用水,不仅造成水资源浪费,而且影响灌溉的时效性。
面上工程是灌区发挥灌溉效益的落脚点,直接影响灌区受益范围和灌溉效果。面上工程既包括灌溉流量小于1.0m³/s 的渠道、引水沟及其交叉建筑物工程和渠首灌溉站工程,也包括排水面积小于50km²的排水大沟以及机井、塘坝等点状工程。
灌区内主要作物中水稻灌溉规律性较强,可统一调水灌溉,但小麦、玉米等旱作物以补充性灌溉为主,灌溉用水不仅点多面广,而且受降雨、作物类型等因素的影响,区域间差别较大,灌溉难以同步进行。因此,充分利用面上沟渠塘坝等水利工程,拦蓄当地降雨,为农田灌溉增加水资源是解决目前灌区面上补充性灌溉的有效途径。
根据安徽水科院在固镇县八丈沟、利辛县车辙沟开展的相关科研成果,在不影响排涝的前提下,利用现有排水大沟通过节制闸的控制运用在汛末和非汛期对降雨径流进行拦蓄,在增加当地地表水资源量、抬高大沟水位的同时,也减少了大沟两侧地下水的过度排泄,对地表水、地下水的调蓄总量占年降水量的比例为7%左右;同时增加了作物根系对地下水的直接利用量,以小麦、玉米为例,增加的根系利用量相当于30mm 的灌水量,间接减少了灌溉成本。
鉴于怀洪新河灌区大部分面积采用“深沟引水、沿沟抽灌”的灌溉方式,面上沟渠的治理建议采用“灌排统筹、蓄引结合”的模式。即对于具有一定规模的沟渠(灌溉流量0.1~1.0m³/s 的渠道、排水面积10~100km²的大沟),配套涵闸等控制工程,统筹考虑排水需求与灌溉效益,沟渠断面和控制建筑物应满足除涝排水和引水灌溉的共同要求;将引水灌溉与蓄水养源相结合,通过控制工程的调控,用水高峰时从河湖水体引水,日常拦蓄当地降雨径流,保持沟渠内一定水位,在补充地表水资源的同时涵养地下水。
根据怀洪新河主要工程布局和功能,蓄水调控可通过何巷闸、新胡洼闸、天井湖引河闸等节制闸实施,充分利用蚌埠闸上水位与何巷闸下水位差,自流引蚌埠闸上淮河水,通过香澥段与沱湖现有库容进行调蓄,对蚌埠闸上富余的水资源和流域内的洪水资源进行调控,挖掘节制闸的蓄水潜力,增加水资源调蓄量。根据相关研究成果,怀洪新河工程在设计蓄水位的基础上再抬高蓄水位0.5~0.7m(由设计蓄水位抬升至校核蓄水位)后,其蓄水库容将在3.3 亿m3的基础上新增1.1 亿m3,达到4.4 亿m3。在增加河道需水量的同时,一般年份怀洪新河对两岸地下水的补给量由6.23 万m3/a 增加到7.74 万m3/a,排泄量由4.81 万m3/a 降至4.39 万m3/a,怀洪新河每年净地下水补给量由1.42 万m3/a 增加到3.35 万m3/a,抬高蓄水净增地下水补给量为1.93万m3/a。可以看出,怀洪新河抬高蓄水位后,除增加河道槽蓄地表水产生的直接效益外,还有增加两岸地下水开发利用量的间接效益。
骨干河道蓄水位的提升,同时也抬高了面上中小河道和灌排沟渠的水位,在增加地表水资源的同时,提升了面上沟渠系统水位,有助于增加当地农田灌溉水资源、减少灌溉成本、提高农田灌溉保证率。
泄洪排水是怀洪新河的首要设计功能,怀洪新河水资源优化调度需要在保证流域内防洪与除涝安全的前提下进行。河道闸坝抬高蓄水位后,增加的河道分洪风险,可通过采取优化调度、预降河道水位等措施进行规避。
怀洪新河地处安徽南北交汇地区,在其发挥防洪除涝效益的同时,也担负着向皖东北地区供水、淮水北调等多重任务。因此,充分利用好洪水资源,处理好蓄水与防洪排涝的关系,优化水资源配置,对于缓解淮北平原水资源供需矛盾至关重要。
随着南水北调东线工程的建设及安徽省引江济淮、淮水北调等工程的推进,怀洪新河骨干工程逐步形成联合调度运用的供水工程体系,为流域水资源调控、发展农田灌溉提供了有利条件。水土资源开发利用原则是以水定发展规模,如何根据水资源的承载能力合理确定灌区建设和经济结构布局,充分发挥水土资源的生态、经济和社会效益,是值得思考和探索的问题■