孫小成,呂淑英,夏繼紅
(德州市水利局,山東 德州 253014)
德州市地處魯西北,屬黃泛沖積平原,總面積10356km2,年平均降雨量558.8 mm。德州市降水量主要集中在汛期6~9月份,據德州站長系列(1956~2006年)資料統計,汛期(6~9月)四個月的降水量達430.0mm,占全年降水量的76.95%;7、8兩個月降水量為314.6mm,占全年降水量的56.3%;7月份降水量最大為186.5mm,占全年降水量的33.8%。由此可見,德州市降水量年內分配比較集中,夏季暴雨往往形成大洪水,甚至造成洪澇災害。
1)河流干枯斷流。德州市境內河道的主要作用是農灌和行洪排澇。由于德州市屬資源性缺水地區,加之開發利用不合理,造成河流干枯斷流,致使大面積河床荒蕪、沙化,河道淤積、功能退化。
2)地下水超采。由于地表水資源的貧乏和水污染的加劇,德州市地下水超采現象十分嚴重,以犧牲環境為代價維持著工農業生產和人民生活用水需求。地下水多年平均超采量為2849萬m3,其中淺層為693萬m3,深層為 2150萬m3。夏—武、寧津大柳淺層超采區自80年開始形成,漏斗區總面積達1902.2km2,漏斗區水位埋深15.48m。同時以德州市區為中心的漏斗區面積不斷擴大,截止目前,德州漏斗面積達3000km2,漏斗中心水位埋深達100m之多,已和翼、棗、衡漏斗連為一體,成為全國著名的大漏斗群。
3)水質污染嚴重。目前,水污染正從支流向干流延伸,從城市向農村蔓延,從地表向地下滲透,從淺層向深層發展。近年來監測資料表明,全市河流水質污染嚴重,所評價的十個河段,只有馬頰河李家橋閘為Ⅳ類水,占總體評價河段的12.5%;其余均為超Ⅴ類水,占總體評價河段的87.5%。而淺層地下水,特別是沿河兩側的淺層地下水污染物總體含量呈現總體上升趨勢。
因此,德州市已成為一個水資源短缺、生態環境脆弱的城市,改善生態環境,實現水資源可持續利用形勢嚴峻,任務艱巨。
德州市目前三干流(徒駭河、馬頰河、德惠新河)河道修建了17座攔河閘,設計蓄水能力8000萬m3,由于淤積嚴重,實際蓄水能力只有 5000萬m3,而德州市多年平均徑流量1.7億m3,現有的工程設施不僅攔蓄能力不足,而且遠沒有達到工程設計的功能綜合、配套科學、充分利用降水的程度。由于地表水資源開發程度已高達90%以上,地下水大部分超采,引黃需根據分配的黃河水指標引水,不僅總量得不到保證,不能適時供水,而且引黃必引沙造成環境沙化,所以洪水利用在德州市具有重要的戰略意義。首先,實現了從傳統的控制洪水向現代的洪水管理觀念的轉變,這是一個觀念的進步,是一種科學的治水思想,符合現代水利、資源水利和可持續利用的治水思路。其次,實現洪水利用可以明顯提升區域水資源承載力,有利于區域經濟發展,有利于改善區域生態環境,有利于改善和恢復地質狀況,有利于群眾生產生活質量和水平的提高。
一是工程安全問題。要提高洪水利用率,就必須抬高現有防洪工程運行水位,甚至突破原設計參數運行。德州市三干流攔河閘大部分建于70年代初,至今已運行30余年,限于當時的建設條件和設計能力,工程先天存在不足,運行中維修加固不到位,大部分已成為病險工程。抬高運行水位,工程安全沒有保障。
二是工程設施不足問題。德州市除三干流河道,另有30km2以上的支流河道152條,無論干流還是支流,攔蓄設施太少,不利于調洪蓄水。位于該市的齊河北展、恩縣洼兩個滯洪區同樣由于工程不配套,不具備啟用條件,主動分洪蓄水的設施更是缺乏,需要新建和配套建設一定的蓄水工程。因此實施洪水資源利用,必須重新進行工程規劃。
三是利益平衡問題。洪水資源利用可能導致部分地區出現利益損失不一致性,受損失的地區不一定受益,受益的地區不一定有損失。如攔河閘抬高運行水位勢必造成較大的淹沒損失,在工程規劃中必須統籌考慮解決問題。
隨著社會經濟的發展,尤其伴隨工業化、城市化進程的加快,人類社會的用水量與用水保證率需求都顯著提高。洪水并非完全有害,它是可利用水資源的重要組成部分,是維系生態系統平衡的重要條件。科學合理地調控洪水既可滿足人類對水量、水能的需求,還有維持河道行洪能力,補充地下和地表水資源,改善河流和水庫天然淤積或沖刷狀況,延長堤防和水庫的使用壽命,并為濕地、灘地等輸送水沙以改善水生態環境,稀釋污水提高受污水體的自凈能力,協調人與自然的關系。加強洪水利用,改善生態環境,可從以下幾個方面著手:
一是在對現有河道進行增容擴容的同時,科學規劃,增加攔河閘,改善河流水生態環境。德州市現有干支流河道淤積嚴重,過水能力下降30%~50%,采取清淤、拓寬加深河槽的方法進行增容,嚴格控制排放不達標污水,通過工程配套將攔河閘與漏斗區的回灌防滲工程連接起來,與坑塘等農用蓄水設施連接起來,把汛期多余的洪水最大限度地轉化為資源。不僅可以美化環境,也可補充地下水,還能減少引黃水量,相應減輕引黃泥沙處理的負擔及對環境的影響。同時,在不影響防洪除澇的前提下,對有條件的干支流河道進行科學規劃,繼續建閘(或橡膠壩),提高調蓄能力和河流自身的自凈稀釋能力,改善河流水生態環境。
二是蓄滯洪區主動分洪,面對嚴重缺水及生態日趨惡化的現實,應對蓄滯洪區實施主動分洪,恢復地下水位,恢復濕地,改善濕地水生態環境。位于德州市的恩縣洼滯洪區(即恩縣洼濕地)是漳衛河下游最后一個滯洪區,由于自然和人為因素,恩縣洼濕地蓄水量、積水面積、積水滯留時間正在不斷減少,可根據滯洪區經濟發展現狀和發展趨勢進行分區運用,即將滯洪區內的部分洼地主動分洪,汛期發揮蓄滯洪水功能,蓄存洪水;非汛期發揮蓄水抗旱功能。在措施上,做到防洪工程、安全建設工程、水資源開發工程有機結合,撤退道路和分區圍堤結合,滯洪區退水河道與供水渠結合等,使滯蓄的洪水轉化為資源,蓄水且輔助防洪,抬高濕地的地下水位,從而改善濕地水生態環境。
三是興建坑塘、水庫,使洪水轉化為資源,減少引黃量,預防引黃干渠兩側及沉沙池周圍形成風沙區。目前,德州市除三干流河道外蓄水能力僅2億m3,今后應大規模興建坑塘、水庫等設施,豐水年以河道來水充庫,枯水年以引黃和引江充庫;坑塘可直接匯集降水產生的徑流,具有蓄水和消減洪峰的雙重作用。德州市現有萬畝以上洼地62處,為興建各類蓄水設施提供了良好的地形條件。若能通過調整種植結構等措施,提高蓄水能力,可大大減輕防洪壓力,并相應減少引黃供水的費用以及泥沙造成的環境問題。根據這一實際情況德州市已開展實施了“千、百、十”蓄水工程,力爭3年時間使全市蓄水能力增加5億m3,目前多項工程已開工建設。
四是高效利用洪水資源,改善地下水生態環境。啟動地下水庫建設,從根本上解決地下水生態問題,實現“三水”資源的立體開發、聯合調度和優化配置,實現人水和諧。多年來,由于連續、超強度開采地下水,德州市已經形成了1700多平方公里的淺層地下水降落漏斗,由于地下水位下降導致水井越打越深,陷入了抗旱—地下水下降—增加用水成本—土壤干旱化—再抗旱的惡性循環。解決這一問題的根本途徑就是利用超采所形成的地下水降落漏斗,采取自然修復、人工回補和依法限采等辦法,建設“漏斗型”地下水庫。據專家測算,建設地下水庫比建設地表水庫可節省投資80%。因此充分利用洪水資源,增加可利用水量,改善地下水生態環境,可為經濟發展和水生態環境恢復提供水源保障。