引黃入冀補淀工程泥沙處理對策與建議

□陳玉培（河南省水利勘測設計研究有限公司）

0 引言

新中國成立以來，黃河下游引黃灌區已陸續建成旱能灌、澇能排的農田灌排體系，灌溉著沿黃兩岸萬頃良田，造福于民。然而，黃河是一條高含沙河流，引黃必引沙，引黃泥沙的處理利用始終是引黃灌區面臨的最大挑戰。黃河下游引黃灌溉的歷史就是處理利用泥沙的歷史，從早期的放淤改土到后來的灌溉補源，沿黃兩岸原有大量的低洼鹽堿地被使用殆盡，泥沙處理的矛盾和壓力愈來愈凸顯，引黃泥沙已給當地生態環境和社會經濟帶來極大的影響。

引黃入冀補淀工程從河南省濮陽市渠村引黃閘引水，在兼顧河南、河北沿線部分地區農業用水的前提下，為白洋淀實施生態補水，保持白洋淀濕地生態系統良性循環，并可作為沿線地區抗旱應急備用水源。沿線經過濮陽市、滄州市、邯鄲市、衡水市、邢臺市、保定市線路全長482km。受水區灌溉面積31.01萬hm2，總干渠多年平均引水量8.23億m3。

1 黃河下游典型灌區引黃泥沙現狀及存在問題

1.1 潘莊引黃灌區

1.1.1 概況

潘莊引黃灌區位于山東省德州市西部，1971開始興建，1972年建成運行，設計灌溉面積33.33萬hm2，有效灌溉面積23.80萬hm2。截至2009年，潘莊引黃灌區共計引水357.80億m3，近40年共引沙2.72億m3，年均引沙量717萬m3。2008-2012年底，渠首年均引水量13.41億m3，引沙量676.50萬t，平均含沙量5.05kg/m3。

渠首閘至趙莊閘段為輸沙渠，長度為11.90km，底寬設計46～21m，流量為80～150m3/s，設有3級沉沙池

1.1.2 泥沙處理

潘莊灌區總干渠泥沙處理有沉沙池沉沙和總干渠清淤兩種方式。沉沙池沉沙依據地勢采取自然沉沙和以挖待沉的方式，上游的沉沙池由于地勢高，一般采取以挖待沉的方式，即將表層約lm的原狀土挖出，用以修筑沉沙池的外圍壩，這樣既可增加自流沉沙量，又可保證沉沙池還耕時的耕作層質量，不至于造成土地沙化、環境惡化。下游地區由于地勢較洼，一般采取自流沉沙的方式，即在洼地四周圍筑大堤，擴大過流斷面，減緩流速，自流沉沙。沉沙池的寬度一般為200～500m。在沉沙池的運行過程中，三個沉沙池既可同時運用，也可輪換使用。

沉沙池停用后，用原狀土進行蓋頂還耕，原狀土厚度一般為30～50cm。沉沙池泥沙處理費用6.50元/m3，紅土蓋頂費用10元/m3。總干渠及干渠清淤泥沙主要用于：一是傍在大堤上，用于加固大堤；二是利用兩岸低洼荒堿地及廢棄坑塘分散沉沙，改堿造田。

1.1.3 泥沙處理存在問題

潘莊灌區泥沙處理效果較好，泥沙引發的環境問題不太突出。但灌區經過40余年的運行，總干渠兩側近距離的鹽堿澇洼地大多已淤改完成，干渠兩側棄土均已放至截堿溝溝邊，無法繼續外延，總干渠清淤需要遠距離輸送泥沙，工程成本相應增加。

1.2 位山引黃灌區

1.2.1 簡況

位山灌區地處山東省聊城市境內，屬黃泛沖積平原區，始建于1958年，1962年因澇堿停灌，1970年根據農業發展需要重新興渠復灌。自黃河干流位山閘引水，現渠首設計引水能力為240 m3/s，設計灌溉面積36.00萬hm2。

位山引黃灌區設有東、西2條輸沙渠，東、西2個沉沙池和3條干渠，總長274km。

東、西兩個沉沙區規劃沉沙條渠16個，面積3326.67 hm2，均采用自流沉沙，當沉沙量達到設計庫容后，進行棄池還耕。灌區自1970年復灌建立渠首沉沙池運用到1982年底，沉沙池的運用方式基本上是自流沉沙，輸沙渠和干渠則是多年間斷清淤。自1983年開始，因再行擴池已突破荒堿沙地范圍，又經農村生產體制的變革，擴池出現困難，沉沙池改為以挖待沉運用，開始清淤并向側面棄土。

1.2.2 泥沙處理

沉沙池區的泥沙處理主要以清淤堆高形成沙質高地為主，高地達到規定高程后進行治理改造還耕，極少部分用于修路和建筑。渠道清淤后，泥沙堆積在渠道兩岸，部分用于修筑道路和建筑等。

1.2.3 泥沙處理存在問題

由于連年清淤，輸沙渠兩側大堤先是堆高，后是展寬，兩岸已形成高于地面7～15m、每側寬度30～100 m左右的帶狀沙壟。沉沙區的清淤棄土已形成高出地面7m以上的沙質高地。目前，灌區沉沙池區沙質高地總計1266.67 hm2，其中得到初步開發治理的沙質高地733.33hm2。每遇風天，飛沙鋪天蓋地，嚴重影響當地農民的生產生活條件。

1.3 渠村引黃灌區

1.3.1 簡況

渠村引黃灌區位于河南省濮陽市，始建于1956年，1985年和1998年先后進行了兩次擴建，自黃河干流渠村閘引水，現渠首設計引水能力為68 m3/s，年均引水量為3.80億m3，灌區干渠長188km，設計灌溉面積12.87萬hm2。

1.3.2 泥沙處理

渠村引黃灌區采用沉沙池的方式沉沙。按照1983年的規劃，至今已使用九方沉沙池，每方沉沙池平均使用2-3 a，占地133.33～206.67hm2。

1.3.3 泥沙處理存在問題

渠村灌區第一方至第六方沉沙池使用時，由于渠首附近有低洼地，建成沉沙池后，通過淤地改造使背河洼地、鹽堿地變良田，深受群眾歡迎。2000年以來，即從第七方沉沙池開始，背河洼地已基本淤完，沉沙池占地以租用良田為主，建設越來越困難，占地賠償越來越高。

現使用第九方沉沙池始建于2008年10月，占地206.67hm2，設計使用年限為四年。截止到2012年底，沉沙池內平均淤深1.50 m，淤積土方200萬m3，已不再具備沉沙功能，并對沉沙池進水口以上8.20km總干渠形成了明顯頂托，經2013年挖沙清淤改造，使沉沙池延長一年使用。目前現沉沙池已超期服役，需規劃建設新沉沙池。

2 對引黃入冀補淀工程引黃泥沙處理的對策與建議

2.1 渠首段設置沉沙池的必要性

為保證正常灌溉，渠村引黃灌區已使用過九方沉沙池。根據《黃河下游引黃灌溉管理規定》第三十一條，灌溉渠道“退水含沙量不得超過2 kg/m3”，結合現狀渠村灌區實測引黃含沙量4.00～6.30 kg/m3的情況，在渠首段設置沉沙池，使粗顆粒泥沙集中沉積，盡可能將泥沙造成的環境問題限制在較小范圍，保障引黃入冀補淀工程引水，還是很有必要的。

2.2 設置永久性沉沙池

一般說來，在渠首比降小、輸沙能力低、遠距離輸沙難度大的灌區，引入的泥沙大部分需要在渠首處理。由于渠首可用于沉沙用地越來越少，修建新沉沙池的難度和費用將越來越多。目前渠村引黃灌區通過租地方式設置沉沙池，占地206.67 hm2，分東西兩條。但在運行過程中，每次清淤均存在租地補償和臨時占壓土地問題，另外，已簽訂的沉沙池租地合同即將到期，將面臨處理泥沙的難題。本工程引水引沙量大，處理泥沙壓力大，應考慮修建永久性沉沙池處理泥沙。

2.3 通過工程設計，實現定向沉沙

優化渠道設計參數，襯砌渠道、減少糙率，加大渠首段渠道的比降，增加水流動力，提高挾沙能力，使泥沙集中沉入沉沙池，便于集中清淤。為此，在輸水干渠設計時，通過水頭優化，調整渠道分段比降，加大沉沙池前渠道比降，提高渠道挾沙能力，達到在沉沙池集中沉沙的效果。

2.4 節水減淤

合理利用水資源，節約用水，控制好引水季節。汛期含沙量高時盡量不引水或少引水，含沙量低時多引水，減少灌區的總淤積量，從源頭上減少泥沙處理的負擔。

2.5 覆淤還耕,水利配套

由于沉沙池清淤棄土區土壤地質差，存在沙化問題。工程運行期間要對棄土進行平整，覆蓋原狀土，做好水利設施配套。引導沉沙池區調整種植結構，以林業和種植業相互配合，提高土地的產出率，提高群眾的生活水平。

2.6 多渠道利用泥沙

隨著城鄉經濟的發展，農村房屋及城市基礎設施建設力度不斷加大，施工用土量越來越大。黃河泥沙做為土源可以滿足工程施工的需要。建議工程建成后，對泥沙處理措施進行專項研究，拓展泥沙處理的途徑。