崔淑霞
(濱州市海河管理局,山東 濱州 256616)
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濱州市平原水庫建設的幾個關鍵問題與解決措施
崔淑霞
(濱州市海河管理局,山東 濱州256616)
摘 要:山東省濱州市屬北方干旱缺水地區(qū),為解決水“瓶頸”對經濟社會發(fā)展的制約,該市投資20余億元興建133座平原水庫,庫容達到8億m3,為人畜飲水和工、農等業(yè)提供了優(yōu)質水資源,有效地緩解了水危機。根據當地地理特點和水庫類型,深入探討了平原水庫占地多、淤積快、湆堿土地、水量損失等幾個關鍵問題的解決措施,提出優(yōu)化設計、多源并蓄、沉沙減淤和堵漏截滲等建議。
關鍵詞:平原水庫;優(yōu)化設計;沉沙減淤;多源并蓄;防治滲漏
濱州市位于山東省北部,屬北方干旱缺水地區(qū),年降水量小,地下淡水資源貧乏,水供需矛盾尖銳。為解決水“瓶頸”制約,濱州市自1995年起大舉興建平原水庫,為工業(yè)生產和農業(yè)抗旱供水,解決了城鄉(xiāng)居民飲水困難,產生了巨大的經濟、社會和環(huán)境效益。但是,由于目前存在著水源單一、泥沙淤積、湆堿土地和水量損失大等問題,嚴重影響了工程效益的發(fā)揮。因此,應深入探討平原水庫建設的水源、泥沙、水量損失、占地等關鍵問題的解決措施,以利今后擴大蓄供水能力,提高水庫利用效率,為全市經濟社會發(fā)展提供可靠的水源保障。
濱州市南部為泰沂山北麓丘嶺地帶,北部為渤海灣南岸的荒堿澇洼,面積9 609 km2,轄5縣2區(qū)1個經濟開發(fā)區(qū)1個高新技術區(qū)1個北海新區(qū)。全市多年平均年降水量566.7 mm,最小年降水量336.3 mm(1968年);多年平均年徑流量5.5億m3,由于攔蓄工程少和河流污染嚴重,可利用量2.2億m3。境域除小部分為山丘地外,大部為黃河填海造陸形成的退海之地,地下水礦化度高,可開采利用量4.68億m3。全市當地可利用水資源總量6.88億m3,人均占有當地可利用水資源量147m3,屬水資源嚴重貧乏地區(qū)。水資源貧乏的“瓶頸”長期制約著經濟社會發(fā)展,工業(yè)常因缺水而限產甚至停產,農業(yè)缺水灌溉禾苗枯死,一般干旱年份受旱面積27萬hm2,嚴重干旱年份受旱面積38.1萬hm2,占全市耕地面積的90%以上,逾百萬人吃水發(fā)生困難,沿海地區(qū)居民只能依靠政府送“救命水”維持生存。為了滿足工、農業(yè)和居民生活用水需要,每年需從黃河引水12億m3。但是,黃河水是可用而不可靠的,特別是自20世紀70年代起連年發(fā)生斷流,更加劇了水資源危機。為此,1995年,濱州市決定大規(guī)模建設平原水庫,豐蓄枯用黃河水,解決水供需矛盾。
黃河自西而東橫貫濱州腹部,長94 km,濱州具有得天獨厚的引黃條件,但在新中國成立前,百姓談“河”色變,只憂黃河水患,一味筑堤防洪,卻無引水興利之舉。新中國成立后,隨著治黃事業(yè)的蓬勃發(fā)展,濱州于1955年開始引黃抗旱,1958年建設以黃河為水源的平原水庫。但在1995年前,由于缺乏經驗和經濟能力所限,已經開工的水庫有的中途而廢、平庫還耕;勉強建成的幾座小型水庫也只能解決少數村莊居民的吃水困難,農民仍然是“靠天吃飯”。20世紀90年代后,地方工農業(yè)生產蓬勃發(fā)展,經濟社會對水的需求量更大,水資源貧乏的問題更加凸顯。而恰在此時,黃河也頻頻發(fā)生斷流,成了季節(jié)河,依賴黃河而生存發(fā)展的濱州陷入了困境。在經歷大旱無雨、黃河斷流的災難以后,濱州興起了市縣建1 000萬m3、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建100萬m3、村建10萬m3平原水庫的高潮,市、縣、鄉(xiāng)、村上下聯(lián)動,萬眾一心,在幾十座平原水庫建設工地上,奮力拼搏,晝夜奮戰(zhàn),市、縣、鄉(xiāng)各級領導干部吃住在工地,一線指揮,數千臺施工機械日夜轟鳴,施工人員“歇人不歇馬”(即人員輪流干、機械不停班),有許多施工人員生了病、受了傷也不下戰(zhàn)場。經多年堅持不懈的連續(xù)施工,至2015年建成庫容10萬m3以上的平原水庫133座(其中1 000萬m3以上庫容的水庫24座,500萬~1 000 萬m3庫容的水庫35座,10萬~100萬m3庫容的水庫74座),總庫容達到8億m3。
3.1水庫面積大,占地多
濱州市的平原水庫多建在低洼地和故河道,由于這些地方潛水埋深淺且礦化度高,不宜挖的太深。為了達到設計庫容,必須擴大水庫面積,增加了庫區(qū)占地。據調查,中型水庫有10余座占地面積在400~780 hm2,無棣縣埕口水庫占地780 hm2,沾化縣毛家洼水庫占地700 hm2,博興縣純化水庫占地740 hm2,無棣縣蘆家河子水庫占地420 hm2、明湖水庫占地470 hm2。此外,?。?)型水庫中也有不少水庫占地300~400 hm2。這些水庫占用耕地多,減少了耕地面積。
3.2庫水外滲,堿化土地
濱州市建成的部分中型水庫和小型水庫由于是半地上半地下形式,庫周由土質壩圍成,防滲措施不力,存在著滲漏湆堿土地的現(xiàn)象,抬高了地下水位,庫周土壤潮濕化,改變了原耕地的結構,弱化了耕作價值。有的雖然也進行過整治,但收效甚微,隨著滲漏的逐年增加,鹽堿地逐漸外延。
3.3蒸發(fā)滲漏,造成水體損失
濱州市多年平均年蒸發(fā)量1 893 mm,由此推算,水庫面積越大蒸發(fā)量也相應增加,無棣縣埕口水庫年蒸發(fā)損失700萬m3以上,濱城區(qū)東海水庫、無棣縣蘆家河子水庫和明湖水庫等年蒸發(fā)損失水量均在300萬~500萬m3。另外,由于水庫圍壩長(中型水庫圍壩長7 303~12 647 m),有的圍壩雖然也采取了一些防滲措施,但仍有水量外滲,而那些尚無防滲設施的圍壩外滲量更大。據估算,水庫蒸發(fā)和滲漏的水量約占水庫可利用量的20%左右。
3.4部分小型水庫功能弱化
濱州市建設小型水庫的初衷是解決農村特別是沿海地區(qū)人畜飲水困難,以坑塘的形式散布在農村,這些水庫在2005年前為解決農村飲水困難發(fā)揮了積極作用。但是,2005年全市實現(xiàn)村村通自來水后,這些小型水庫的供水使命便告結束。由于這些水庫庫容小,用于抗旱灌溉的作用不大,現(xiàn)已弱化了蓄水供水的功能。
濱州市興建平原水庫,實施豐蓄枯用,無疑是緩解水資源短缺的有效手段,產生了巨大的經濟、社會和環(huán)境效益,但對目前存在的問題也不可忽視,應采取有效措施加以解決,以促進平原水庫建設健康發(fā)展。
4.1水源
由于黃河在濱州為地上“懸河”,引黃便利,目前已建成的平原水庫均以黃河水為唯一的水源。這種單一水源的方式是不可靠的,因為黃河水也不是取之不盡、用之不竭的資源,黃河頻頻發(fā)生斷流即是明證。20世紀80年代,黃河年來水量311億m3,而90年代卻驟減到188億m3,從1991年起連續(xù)7年發(fā)生斷流,1991年斷流2次共17 d,1992年斷流5次共82 d,1993年斷流6次共61 d,1994年斷流3次共25 d,1995年斷流2次共122 d,1996年斷流7次共136 d,1997年竟然斷流13次共226 d。即使是不斷流,也有很多時候因水位太低而引不出水,或引水量很小。因此,把平原水庫的水源單一定位在黃河上是不可靠的,應廣開水源渠道。據實測,全市每年汛期產生的徑流和上游匯入的客水,有近10億m3未被開發(fā)利用而白白流入大海。因此,平原水庫在引蓄黃河水的同時,還應較多地攔蓄當地雨洪和徒駭河、馬頰河、德惠新河、支脈河等河的汛期客水,這樣既可節(jié)約黃河水資源,使黃河有足量的水量沖刷河道,減輕淤積,又可減少當地雨洪資源的浪費。
4.2泥沙
近幾年,由于黃河來水量日趨減少,濱州市在黃河水含沙量超過60 kg/m3的情況下,也不得不搶引、搶蓄。高含沙量的黃河水進入引水渠道和庫區(qū)后產生淤積。解決水庫淤積的主要途徑應是擴建沉沙工程和襯砌輸水渠。目前,濱州的引黃灌區(qū)沉沙池已使用多年,淤積已甚,應考慮利用沿黃洼地和鹽堿地擴建沉沙工程,引出的黃河水經沉沙后再輸入水庫,這樣做既可減輕水庫淤積,又可利用黃河泥沙淤填洼地,改造鹽堿地。在輸水渠方面,一是應加大渠道比降,二是進行襯砌,減小渠道糙率,加大流速,提高挾沙輸送能力,將泥沙輸送到較遠的沉沙工程,這樣可減輕輸水渠淤積,節(jié)省清淤成本。
4.3水質
水質是水庫的生命,水質的好壞決定了水質的價值和利用率。為城鄉(xiāng)居民生活和精細工業(yè)供水的水庫,要特別重視水庫水質,引黃蓄水也同樣不能疏忽。須知,當今黃河也是污染十分嚴重的河流,據2007年監(jiān)測,黃河全流域污水排放量已超過44億t,每年排入黃河的COD超過140萬t、氨氮15萬t,分別超出黃河水環(huán)境容量的1/3和2.5倍。由于污染物大大超出黃河水承載能力,在7 274 km黃河干、支流河段中,符合標準的Ⅱ、Ⅲ類水質河長僅占38.7%。因此,引黃水庫要不間斷地監(jiān)測黃河水質,避污蓄優(yōu),確保群眾吃上潔凈水、安全水。凡庫容較大、進出庫周期長的水庫,要加強洗庫,降低氧化物的含量。凡利用水庫開展養(yǎng)殖的要合理選擇項目,不能污染水。人飲水源地要加強管理,劃定保護范圍,設置保護設施,加強水生態(tài)文明建設。
4.4蒸發(fā)滲漏
蒸發(fā)滲漏是各類水庫普遍存在的問題,也是水庫水量損失的主要原因。水庫面積越大,蒸發(fā)量也就越大;水庫圍壩越長,滲漏損失的水量也越大。因此,科學確定水庫面積大小和圍壩長度,是減少蒸發(fā)滲漏損失的關鍵措施?,F(xiàn)已建成的水庫面積偏大,蓄水淺,蒸發(fā)量約占庫容的20%。今后,若再新建水庫,要注意適度加深或筑高圍壩,增加蓄水深度,減少蒸發(fā)滲漏,提高蓄水利用率。對已建成的水庫,要利用先進的防滲技術,如采用圍壩灌漿技術,加固圍壩,減少滲漏;采用垂直鋪塑技術,減少庫底滲漏;采用異型混凝土護坡,使襯砌面更加牢固,防止襯砌面裂縫滲漏。
4.5鹽漬化防治
為了防止或減輕因水庫滲漏而造成庫周土壤鹽漬化、防止鹽堿地面積擴大,應在水庫周邊開挖截滲溝,構筑截滲墻,將水庫滲水攔截在截滲溝內,排入河道,以降低庫周地下水位,防止土壤次生鹽漬化。
4.6優(yōu)選庫址
為減少水庫占地,庫址應盡量選在故河道、自然洼地、城鄉(xiāng)建設取土場和坑塘等處,不占用或少占用耕地,確?;巨r田不減少;要注意水庫的均衡布局,視供水區(qū)域的大小、用水戶的多寡、人口密度、耕地面積和用水規(guī)模確定水庫的疏密和大小,切不可太密,以免造成利用率低、水量損失等水資源浪費;也不可太疏,太疏則所蓄水量不敷利用,達不到建庫的目的。為農業(yè)灌溉供水的水庫,要充分利用現(xiàn)有庫容,增加調節(jié)頻率,以增加蓄水量,滿足抗旱和灌溉用水。
中圖分類號:TV697.3
文獻標識碼:B
文章編號:1004-7328(2016)01-0030-03
DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.01.010
收稿日期:2015—11—02
作者簡介:崔淑霞(1969—),女,工程師,主要從事水利工程建設與管理工作。