張俊萍,齊書善,候平亮,崔 瑩
(1.開封供水分局,河南 開封 475002;2.開封黃河河務局,河南 開封 475002)
開封地區(qū)水資源嚴重匱乏,人均水資源量為全省人均水資源量的60%, 為全國人均水資源量的12%[1]。但是,開封引黃灌區(qū)由于緊靠黃河,境內(nèi)河渠四通八達,既能灌溉又能排澇,是河南省糧食主產(chǎn)區(qū)。 在2009 年的抗旱澆麥保豐收活動中,開封各灌區(qū)由于及時引黃灌溉, 使得農(nóng)田不僅沒有減產(chǎn),1 hm2小麥還增產(chǎn)約750 kg[2~4]。
隨著黃河天然徑流量的減少,黃河下游引黃取水口門的淤堵和引渠的淤積問題日趨嚴重。 開封河務局所屬3 座涵閘(三義寨閘、柳園口閘、黑崗口閘)中就有2 座引水非常困難,其中最為嚴重的是柳園口引黃閘。 該閘自1993 年出現(xiàn)脫河現(xiàn)象以來,已經(jīng)過多次清淤開挖、疏通渠道,但由于組織保障措施不得力,引渠保障效果不好,灌區(qū)需水時無水可供。 開封供水分局針對開封各涵閘、各灌區(qū)存在的問題進行研究,積極協(xié)調(diào)引黃灌溉各部門之間的關(guān)系,建立供水部門與灌區(qū)管理部門防淤減淤互動保障機制。
三義寨渠首閘始建于1958 年,位于黃河右岸蘭考縣夾河灘村東頭,大堤樁號130+000。該閘擔負著蘭考縣、商丘市9 個縣區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉任務,設(shè)計正常流量為141 m3/s,加大流量為223 m3/s,設(shè)計灌溉面積35.8 萬hm2,實際灌溉面積為8 萬hm2。
三義寨閘由于引渠淤積,只能靠一條回流串溝引水,且引水量小,滿足不了灌區(qū)需求。2009 年抗旱時,利用大型機械挖渠850 m,投資118 萬元,疏通引渠后,過閘流量達20 m3/s。
柳園口渠首閘始建于1966 年,位于黃河右岸大堤樁號85+700 處,柳園口險工33#~34#壩之間。該閘承擔著開封縣農(nóng)業(yè)灌溉用水和開封市城市生活用水及工業(yè)補源用水, 其設(shè)計引水流量為40 m3/s,加大流量為64 m3/s,設(shè)計灌溉面積1.31 萬hm2。
柳園口閘自1993 年出現(xiàn)脫河現(xiàn)象以來, 每年都滿足不了灌區(qū)的灌溉需求,導致灌區(qū)內(nèi)種植的水稻大面積萎縮。 由于河務部門長期呼吁,2007 年由開封市政府投資,對閘前引渠和灌區(qū)干渠進行徹底開挖,引水條件得到很好的改善。 2008 年小浪底調(diào)水調(diào)沙之后,渠道保持暢通,但是由于受季節(jié)性放水的影響(每年10 月份至來年2 月份基本不放水),引渠又被恢復淤積。2009 年抗旱之初,利用機械,開挖清淤土方4.5 萬m3、投資43.8 萬元,將引渠疏通。
黑崗口渠首閘始建于1957 年,位于黃河右岸大堤樁號77+170。該閘承擔著開封市工業(yè)和城市生活用水, 兼向開封市郊區(qū)農(nóng)田供應灌溉用水,其設(shè)計正常流量為50 m3/s,加大流量為64 m3/s,設(shè)計灌溉面積4.4 萬hm2(其中放淤改土面積0.67 萬hm2)。
黑崗口閘是開封河務局靠河形勢最好的閘門,基本常年靠河。 2009 年抗旱初期,也出現(xiàn)滿足不了灌區(qū)需求的尷尬局面。 通過投資4.8 萬元, 將90 m的引渠疏通之后,得以正常引水。
開封境內(nèi)3 座引黃涵閘處于黃河中下游,河勢寬淺散亂,游蕩性強。 由于多種原因引起的黃河斷流及泥沙淤積,造成開封涵閘偏離大河,使引水出現(xiàn)困難。 經(jīng)過分析,具體造成涵閘脫河的主要原因如下。
由于黃河調(diào)水調(diào)沙生產(chǎn)運行的開展,開封段大河河槽下切,引水渠口高于大河水面,黑崗口、柳園口、三義寨閘分別脫河90 m、4 000 m、2 000 m,且有回流水。 水流流速慢、沉沙多,導致引渠淤積。
由于涵閘放水不均勻,特別是柳園口、三義寨閘以農(nóng)業(yè)灌溉為主,放水季節(jié)性強。 關(guān)閘停水時,引渠充盈,大量泥沙沉積,使渠道內(nèi)特別是渠口易淤堵。
由于放水按量收費,灌區(qū)申報引水指標較小。長時間小流量放水,易落淤沉沙,導致引渠及干渠淤積。
黃河開封段3 座涵閘修建于20 世紀50~60 年代,經(jīng)過半個多世紀的運行,很多構(gòu)件(如止水)老化、門槽鋼板脫落,致使閘門關(guān)閉不嚴而漏水。 這也造成一定程度的淤積。
閘后干渠多年未清淤,閘前后水位落差小,渠道比降小、流速慢,造成淤積。
灌區(qū)管理機構(gòu)及運行機制不健全,管理措施不得力。 水費收繳模式不合理,清淤資金不到位,造成整個渠道淤積嚴重,無法正常灌溉。
針對開封涵閘供水渠道及所轄灌區(qū)河道的特點,為減少渠道淤積,可采取以下措施。
成立由開封供水局水政科、 各涵閘管理單位、各灌區(qū)管理單位共同參與的開封引黃灌溉供水渠道暢通保障委員會,委員會每季度召開一次供水協(xié)商會,各成員單位指派專人觀測所轄渠道,定期互通渠道信息。 各涵閘、各灌區(qū)管理單位及時把觀測的河勢、渠道狀況、渠口狀況、引渠及渠道過水能力情況等上報供水局水政科、灌區(qū)管理處,并認真記錄各級反饋意見。在大河流量800 m3/s 以下時,啟動渠道暢通組織保障機制,涵閘管理單位通過河勢觀測及時提出拉河沖淤建議, 并記錄灌區(qū)反饋意見。如:大河流量為500~800 m3/s 時,涵閘管理單位應調(diào)集清淤設(shè)備,做好渠口及渠道清淤準備;大河流量為200~500 m3/s 時,應利用清淤設(shè)備適時疏通渠道。 在大河流量為800~3 000 m3/s 時, 涵閘管理單位應密切觀測河勢,利用組織保障機制,積極與灌區(qū)溝通。另外,涵閘管理單位還應根據(jù)灌區(qū)渠道承載能力,提出合適的引水流量(大河含沙量超過35 kg/m3時不放水)。
在調(diào)水調(diào)沙期間,由于大河含沙量大,引水渠口容易淤堵,應在調(diào)水調(diào)沙落水時,按大河流量級別采取不同措施:大河流量在3 000 m3/s 以上時,各涵閘啟動全員崗位責任制,24 h 密切關(guān)注河勢工情。 大河流量在1 000~3 000 m3/s 時, 各涵閘24 h 觀測引渠口淤積情況,配合水政科及時啟動拉沙沖淤方案。同時調(diào)集清淤設(shè)備,視情況采取擾沙行動。 大河流量在500~1 000 m3/s 時, 各涵閘24 h 觀測河勢工情、引渠情況,及時匯報拉沙沖淤效果。 同時調(diào)集清淤設(shè)備,視情況疏通渠道。 大河流量在200~500 m3/s時,恢復正常的渠道觀測保障措施。
每個灌區(qū)出資10 萬元,建立清淤專項基金,基金由開封供水分局掌握。 在10 萬元清淤基金保障下,開封供水分局負責保障各灌區(qū)協(xié)議內(nèi)用水(不可抗力因素除外),多余清淤資金下年接轉(zhuǎn),差額部分由灌區(qū)補足。
為保障閘前渠道暢通和供水安全,應成立市供水分局清淤疏??偣?,各涵閘成立清淤疏浚分公司。 清淤疏浚公司是專業(yè)渠道疏通機構(gòu),是新型水利管理體制下的供水施工機構(gòu),主要從事河道疏通、涵閘維修、苗木種植等工作。 開封供水分局清淤疏??偣緦Ψ止厩逵僭O(shè)備及人員進行統(tǒng)一調(diào)配,負責保障灌區(qū)協(xié)議內(nèi)供水。
開封3 座引黃涵閘供水總量中,農(nóng)業(yè)引水比重很大,占79%[2],但受農(nóng)業(yè)用于季節(jié)性強的限制,非灌溉期(每年10 月份至來年2 月份基本不放水),長時間關(guān)閘停水,即使放水,由于經(jīng)濟原因,申報指標也很小。閘門長時間小流量放水,渠道淤積很快。這時,可采取工程措施進行疏通。
3.4.1 修建防沙閘
涵閘脫河不能滿足用水戶需求,是黃河善徙善淤的特性決定的。 開封各引黃涵閘每年都要花巨資挖渠引水。 要從根本上解決這一問題,建議引渠在3 km 以上的引黃閘精選地址,修建防沙閘[5],保證不放水時,引渠不與大河濁水相連,當大河含沙量比較高時,也可及時關(guān)閉防沙閘閘門,避免引渠落淤。
3.4.2 利用引渠清淤設(shè)備疏通渠道
充分利用各涵閘清淤疏浚公司現(xiàn)有的清淤設(shè)備(特別是大型挖泥船)及時開挖渠道。 在水源充足,電源方便的情況下,利用泥漿泵清淤,費用相對較低。 利用泥漿泵清淤,可將開挖土方直接輸送到大河內(nèi),讓其隨河沖走,或者送到附近低灘洼地。 這樣,占地少,造價低,效率高,能在很短時間內(nèi)將渠道沖開。
2009 年初由開封供水分局組織各灌區(qū)對3 座涵閘引渠進行清淤,渠道疏通之后,啟動引黃涵閘供水渠道清淤暢通保障機制,提高了各涵閘的供水能力。 2009 年調(diào)水調(diào)沙期間,通過運用引渠暢通保障機制,結(jié)合開封涵閘拉沙沖淤實施方案,清淤疏浚公司全程參與的模式,開封3 座涵閘在大河流量350 m3/s 時均能正常引水,為開封、商丘兩地經(jīng)濟社會發(fā)展提供了強有力的保障。 目前,開封河務局引黃涵閘供水渠道清淤暢通保障機制正在各相關(guān)單位中運行。
[1] 開封市水利局.開封市水資源管理狀況[EB/OL]. [2009-12-20].http://www.kfsl.gov.cn
[2] 開封市水利局. 水資源開發(fā)利用調(diào)查評價[EB/OL].[2008-3-28].http://www.kfsl.gov.cn
[3] 開封市水利局. 水資源配置. 開封市2009 年水資源公報(三)[EB/OL]. [2009-6-8].http://www.kfsl.gov.cn
[4] 熊耀宇. 河南小麥收割接近尾聲. 有能力讓國人心中不慌[EB/OL]. [2009-6-8].http://www.ha.xinhuanet.com
[5] 肖玥,張丕玉. 開封引黃涵閘防淤減淤技術(shù)運用可行性研究[EB/OL]. [2008-1-28].http://www.yellowriver.gov.cn