□周豐年(河南省水利勘測有限公司)
□白會芳 □李永美(嵩縣伊南伊北渠灌區(qū)管理所)
渦惠河是淮北平原跨越豫皖兩省的骨干排水河道,1958年以前,渦惠河河床穩(wěn)定、河槽寬深、排水通暢,干流大部分河段有通航條件。1958年以后,由于上游地區(qū)發(fā)展引黃灌溉,泥沙控制不力,大量泥沙隨澆灌退水進(jìn)入下游河道,加上本地區(qū)的水土流失等原因,造成渦惠河下游干流河床的嚴(yán)重淤積,降低了河道的防洪、排澇能力。水利部1982年2月曾兩次召開會議,專門討論渦惠河的引黃灌溉淤積問題,3月18日向國務(wù)院提出了《關(guān)于渦惠河泥沙淤積和引黃灌溉問題處理意見的報(bào)告》。報(bào)告中指出“渦惠河淤積情況是嚴(yán)重的”,“渦惠河淤積的主要原因是黃河黑崗口、柳園口2處灌區(qū)排入泥沙所造成”。
渦惠河流域上游,分別于1957、1958、1967、1970年建成黑崗口、三義寨、柳園口、趙口4座引黃進(jìn)水閘,由于趙口、三義寨兩大灌區(qū)的干支渠配套工程未完成,加上1990年以來黃河來水量減少,1995~1997年實(shí)際引黃澆灌面積不足4.67萬hm2,年引水量在4億~5億m3,年引沙量500萬~600萬t。引黃澆灌基本情況見表1。
表1 引黃灌區(qū)基本情況表
灌區(qū)引黃過程大致分為4個時期:一是初引時期(1959~1961年),引黃規(guī)模較穩(wěn)定;二是停引時期(1962~1969年),除個別口門繼續(xù)引黃灌溉外,其它基本停引;三是濫引時期(1970~1981年),引水、引沙過量,退水、退沙失控;四是控引時期(1982~1997年),1982年國函字54號文下達(dá)后,引黃規(guī)模有所控制,對引水、引沙及退水、退沙進(jìn)行了監(jiān)測控制。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),趙口、柳園口、黑崗口、三義寨4個引黃灌區(qū)1958~1997年40年總引水量260.9億m3,引沙量約4.21億t,平均引水含沙量16.1kg/m3。其中初引時期總引水量為36.8億m3;停引時期總引水量為10.9億m3;濫引時期總引水量、引沙量、平均引水含沙量分別為 128.7億 m3、3.1億 t,24.1kg/m3;控引時期總引水量、引沙量、平均引水含沙量分別為84.5億m3、1.1億t,13.1kg/m3。控引時期采取了控制引水總量、避開汛期黃河含沙量高峰引水等措施,平均引水含沙量比濫引時期減少了40%以上,取得了較好的效果。
渦惠河上游4個引水閘門的退水情況大致是:趙口灌區(qū)的退水除由渦惠河干流本身承泄外,西干渠以西的退水由賈魯河承泄;柳園口、黑崗口兩灌區(qū)的退水全部入惠濟(jì)河;三義寨退水大部分由惠濟(jì)河承泄。
位于灌區(qū)下游的大王廟水文站,控制了4個引水口門進(jìn)入惠濟(jì)河的全部退水,控制流域面積1265km2。分析該站歷年實(shí)測年徑流及輸沙情況可以看出,1982年以前,大王廟站的年平均來水、輸沙量、含沙量分別為4.9億m3、277.11萬t,5.04kg/m3,1982 年以后分別為 2.16 億 m3、39.32 萬 t,2.41kg/m3,見表 2。
表2 各泥沙監(jiān)測站泥沙量統(tǒng)計(jì)表
由表2可知,渦惠河干流玄武,支流大王廟監(jiān)測站監(jiān)測結(jié)果表明,1982年以后引水含沙量均較1982年以前年平均輸沙量、含沙量明顯減少,說明引黃灌區(qū)的管理已見成效,隨著環(huán)境保護(hù)和水資源保持意識的增強(qiáng),將進(jìn)一步加強(qiáng)對泥沙的監(jiān)控。引黃雖然對灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用,但引黃帶來的泥沙使下游河道淤積嚴(yán)重,妥善處理好引黃泥沙問題是至關(guān)重要的。
1982年后,河南省加強(qiáng)了引黃灌區(qū)的管理,引黃規(guī)模及引水含沙量得到控制,上游主要退水河道均建立了泥沙監(jiān)測控制站,嚴(yán)格按照要求對引水、退水含沙量進(jìn)行控制,4個引黃灌區(qū)均建設(shè)了規(guī)模不同的沉沙池。詳見表3。
表3 各泥沙監(jiān)測站泥沙量統(tǒng)計(jì)表
為控制渦惠河的泥沙淤積,要求完全停止引黃是不現(xiàn)實(shí)的,但無控制地大規(guī)模引黃,后果也是相當(dāng)嚴(yán)重的。目標(biāo)就是要尋找一個既能滿足上游的澆灌用水需要,又能控制引黃水含沙量。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,結(jié)合其它引黃灌溉的經(jīng)驗(yàn),提出以下幾點(diǎn)減少泥沙淤積的防治措施。
為了滿足灌區(qū)用水,避免回水淤積河道,必須設(shè)置沉沙池,引黃灌溉用水必須先通過沉沙池,不得以任何借口將未沉沙的黃河水引入灌區(qū)。
從黃河下游引黃灌區(qū)一些沉沙池的使用情況看,沉沙池的沉沙效果較好,但沉沙池的使用,有運(yùn)行費(fèi)用較高、占地面積較大、管理困難等因素,因此,必須建立一套完整的管理制度。本著從整體利益出發(fā)、局部服從大局、上下游團(tuán)結(jié)治水的原則,保證上游灌區(qū)建好用好沉沙池,并定期對原有沉沙池進(jìn)行清淤或重新開辟新的沉沙池。
新建沉沙池設(shè)計(jì)要滿足以下控制條件:(1)控制池內(nèi)平均流速不超過0.3m/s;(2)沉沙池長度應(yīng)基本能使粒徑>0.02mm的泥沙沉落的要求;(3)控制出水含沙量,滿足<2kg/m3的要求。
渦惠河上游多為沙質(zhì)土,且分布有沙丘,沉沙池和渠道清淤堆積的泥沙范圍不斷擴(kuò)大,風(fēng)沙移動進(jìn)入河道也是造成淤積的原因之一。因此要采取植樹綠化措施,把植樹綠化作為一項(xiàng)經(jīng)常性措施,常抓不懈,減輕泥沙對環(huán)境和河道帶來的不利影響。
黃河水沙的特點(diǎn)是汛期含沙量高,非汛期較低。根據(jù)黃河花園口站1974~1997年實(shí)測黃河水沙資料分析,多年平均來水量362.61億m3,來沙量8.86億t,其中汛期來水量占全年的55.6%,來沙量占全年的81.6%;多年平均含沙量24.4kg/m3,汛期含沙量42.7kg/m3,非汛期含沙量7.4kg/m3。泥沙顆粒級配情況是:細(xì)砂(d〈0.025mm)占51.2%,中沙(d=0.025~0.05mm)占26.1%,粗砂(d〉0.05mm)占22.7%。根據(jù)來水含沙特點(diǎn),減少泥沙淤積量主要是在汛期黃河來水高含沙量時限制灌區(qū)引水,必要時應(yīng)關(guān)閘停引。對引入的泥沙,其中占引沙量一半的細(xì)沙可以引入田間淤地改土,中粗沙需經(jīng)沉沙池沉沙處理。趙口灌區(qū)規(guī)劃引水含沙量控制在7.4kg/m3,其它灌區(qū)也應(yīng)制定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)。
灌區(qū)要大力發(fā)展節(jié)水澆灌,推廣管道輸水、渠道襯砌、滴噴灌等節(jié)水措施。趙口灌區(qū)通過實(shí)施節(jié)水灌溉措施,灌水綜合凈定額由3315m3/hm2降低至2055m3/hm2,以灌區(qū)設(shè)計(jì)面積的40%計(jì)算,每年可節(jié)水71.59萬m3/hm2。
為減少引黃水量,灌區(qū)內(nèi)不宜盲目擴(kuò)大水稻種植面積,宜多發(fā)展耐旱作物。在灌區(qū)推廣節(jié)水技術(shù)的同時,還要對灌區(qū)內(nèi)用水制定引黃控制運(yùn)用計(jì)劃和渠系配水計(jì)劃,以灌定引。在制定引黃計(jì)劃時,一定要考慮優(yōu)先利用當(dāng)?shù)厮Y源,尤其是地下水資源的開發(fā)利用。
1982年以后,引黃灌區(qū)渦惠河干支流設(shè)立了泥沙控制監(jiān)測站。從近幾年的觀測資料看,引黃灌區(qū)無論是引水還是退水的含沙量均沒有超過規(guī)定要求。但是決不能放松管理,還要繼續(xù)加強(qiáng)引黃灌區(qū)的管理,加強(qiáng)引水、退水、泥沙監(jiān)測,嚴(yán)格控制退水退沙量,減少泥沙排入下游河道。
豫東平原引黃灌溉引起泥沙淤積問題牽涉面廣,重點(diǎn)是加強(qiáng)對灌區(qū)的管理,進(jìn)行綜合治理。灌區(qū)雖建有沉沙池,但經(jīng)過多年運(yùn)用后,由于管理不善,大多數(shù)已淤滿停用。因此,引黃管理部門應(yīng)提高認(rèn)識,加強(qiáng)管理,從引黃灌溉中籌集資金,恢復(fù)沉沙池的使用,嚴(yán)格按沉沙池控制引水,保持沉沙池的良性運(yùn)行,以減輕引黃造成的渦惠河河道淤積。