尉氏賈魯河馬廟引黃調蓄工程引水方案研究

【摘要】尉氏縣地處豫東平原，屬趙口灌區，當地水資源條件較差。隨著黃河中上游地區用水量增加以及中下游引用水需求和黃河水沙條件的變化，趙口灌區引黃閘引水能力遠小于設計要求，同時可引水過程與灌溉用水過程不匹配，黃河調水調沙期間不能引水，造成國家分配的引黃水量不能充分利用，灌區水資源不能滿足農業灌溉需要，對區域農業生產和經濟社會發展造成嚴重影響。尉氏縣西三干渠下游地處趙口引黃灌區末端，引用黃河水困難，建設尉氏賈魯河馬廟引黃調蓄工程可提高調蓄能力，有效利用黃河水，保證區域農業灌溉需要，促進經濟社會發展。本文就此闡述了此項目的建設必要性，以及引水方案。

【關鍵詞】必要性；工程選址；引水方案

1、工程建設的必要性

1.1 地區農業生產與經濟發展的需要

尉氏縣地處豫東平原，水資源條件較差。年降水量685.7mm，年徑流深65mm，67%集中于汛期，沒有建水庫的條件，區內小支溝水量小，賈魯河受沿線取水、污染等因素影響可利用水量小，滿足不了用水要求。因此，單靠本地降雨量不能滿足農業灌溉的要求，需要引入客水補充，解決農業、工業和城鎮居民生活用水的問題，但無其他外來水源，引黃河水是唯一出路。

1.2 灌區及時補水灌溉的需要

趙口灌區骨干工程完善，干支渠逐漸續建配套，引黃河水在灌溉抗旱中發揮了顯著效益，根據灌區規劃，尉氏縣需要建設一定規模引黃調蓄工程、引蓄結合，滿足灌區及時用水需求。

1.3 區域發展建設的需要

尉氏引黃調蓄工程與城市規劃、賈魯河生態走廊緊密結合，規劃水域面積約1.66km2，正常蓄水位為68.00m，可科學利用賈魯河岸邊池塘、閑散洼地，為保證農業灌溉提供用水來源；同時調蓄工程的建設可形成河道、湖泊、渠系等水系景觀，優化生態環境，提高和改善人民生活，對促進尉氏縣經濟發展起到積極作用。

2、工程選址及引水方案

2.1 選址

尉氏引黃調蓄工程從趙口灌區渠首引水后，主要通過東三干渠、西三干渠、西三分干引水。根據尉氏地形地勢、引黃渠系情況及灌溉需要，應選擇適宜位置建設引黃調蓄工程，配給下游供水區。尉氏縣城南部西三干渠下游有10.32萬畝的灌區，縣城附近、賈魯河沿岸灘區、西三干渠附近有可利用的魚塘洼地，適宜建設調蓄工程，利用該調蓄工程可向西三干渠下游及西南部西三分干下游共14.5萬畝灌區供水。

根據尉氏城市發展規劃，賈魯河是尉氏地下水資源補充和保持生態平衡的重要屏障，也是尉氏大力發展林果業、畜牧業、水產業、生態觀光和休閑旅游業，增加農民收入的潛在資源，合理開發利用這片區域，對水土資源寶貴的尉氏縣非常重要。賈魯河右岸魚塘密集，地勢低洼，已由城建部門規劃為賈魯河生態區水面，引黃調蓄工程與賈魯河生態區規劃協調，利用魚塘、低洼區建設調蓄池，可減少工程開挖，集約節約利用土地資源，有效地保護耕地。

具體位置確定：從地形條件、土地利用、灌溉需要等方面綜合分析，尉氏賈魯河馬廟引黃調蓄工程選址在賈魯河右岸灘地，可以多功能兼顧、合理利用土地資源。調蓄池水面南至人民路、北至北康溝以南，位于西三干渠以東、賈魯河以西。

2.2 引水方案

本調蓄工程通過趙口引黃閘引水，引黃河水入趙口灌區總干渠，分水進西干渠，然后入西三干渠，在北康溝以南修建節制閘和分水閘，向東開挖引水渠連接分水閘與調蓄池，從分水閘分水沿引水渠輸水至調蓄池。現有工程利用，考慮附近西三干渠尉州大道節制閘位置在調蓄池中下游，不利于引水，因此規劃于原蘆暮張引水支渠口下游新建節制閘，位置在調蓄池以北（上游），該處西三干渠渠底高程67.00m、渠道水位較高有利于調蓄池引水，引水可自流入調蓄池。同時可兼顧蘆暮張引水支渠引水需要。

3、工程規模

3.1 水面面積及正常蓄水位

a）水面面積

根據尉氏區域地形、地貌特點，結合城市規劃和賈魯河生態走廊規劃，可利用賈魯河與西三干渠之間帶狀池塘溝道低洼區開挖調蓄池，總范圍2.0km2，形成水面面積1.66km2。

b）正常蓄水位

1）正常蓄水位方案擬定

調蓄池位于西三干渠東側，周邊地面高程在66.00～69.00m左右，西部城區地面高程在67.50～69.00m，調蓄池正常蓄水位確定需綜合考慮引水供水、護岸高程及防洪安全等因素，同時正常蓄水位應與周圍環境協調，盡量減少對環境影響，并有利于工程建設，便于運行管理。

為避免浸沒，同時滿足防洪安全，正常蓄水位初步選擇67.00m、68.00m兩種方案進行技術、經濟比較。池周地面填高達到68.00m，與北部、西部城區地面基本持平。

2）各方案投資對比情況

67.00m蓄水方案主體工程量及投資見表1。

3）方案比較

從工程量及投資上比較，67.00m蓄水方案工程量較大，68.00m蓄水方案相對較優。二者主體工程相差1626.87萬元，占主體工程投資的22.3%，投資相差較大。

另外，調蓄池下游為西三干渠供水，出水口處渠底高程66.40m，當正常蓄水位選擇67.00m，灌溉供水時，出水閘僅有0.6m水頭可自流，達不到6.5m3/s的設計流量，灌溉供水基本上依賴提灌；當正常蓄水位選擇68.00m，灌溉供水時，出水閘有1.6m水頭可自流供水，蓄水位在68.00m～67.08m可以達到6.5m3/s的設計流量，提水灌溉量較小。

經綜合分析比較，68.00m蓄水方案投資較小，經濟指標較優，同時調蓄池調蓄供水應盡量多自流少提水，因此調蓄池正常蓄水位選擇68.00m。

3.2 淤積量及供水低水位

調蓄工程建成后，考慮泥沙淤積，需留有一定的淤積容量，根據引黃水含沙量情況，經總干渠、西三干渠至調蓄池泥沙含量可以達到1.5 kg/m3。調蓄引黃水量在1600萬m3左右，按此計算經過沉沙池處理后，經計算考慮渠道輸水損失計算入池水量約1200萬m3，年淤積量為1.8萬t，運行30年淤積量54.00萬t，按泥沙容重1.3 t/m3，淤積量41.54萬m3，即按泥沙淤積計算調蓄池需預留約41.54萬m3的淤積占用。

根據渠道、地形條件，出水口渠底高程為66.4m，調蓄池該高程以上蓄水量有限，需要利用66.4m以下蓄水，供水運行低水位結合正常蓄水位，滿足灌溉補水面積需要，初定供水低水位為64.5m。

3.3 蓄供水調節

a）蒸發

根據尉氏實測水面蒸發資料，分析多年平均水面蒸發量為874mm，按平均水面面積1.66 km2計算，年蒸發水量147萬m3。蒸發量改善當地氣候條件，改善了生態環境。

b）滲漏

工程區位于賈魯河岸邊，原屬賈魯河灘區，地下水由河道側滲補給，埋深較淺，一般在3～3.5m，水位在63.5m左右，調蓄池建成蓄水后，滲漏量的大小與蓄水位、工程區水文地質條件以及防滲措施、施工質量等因素有關。當調蓄池水位高于地下水位時，發生滲漏，當調蓄池水位低于地下水位時，河道側滲及地下水補給調蓄池，一定時期內水位達到平衡狀態（池內水位可與地下水位持平）。調蓄池正常蓄水位68.00m，與地下水位相差4.5m，考慮灌溉前蓄水時間不長，高水位時間有限，多數時間水位在地下水位附近，滲漏量較小。本工程區為沙壤土結構，根據工程規模和水文地質條件，結合調蓄過程估算年滲漏水量在31萬m3。滲漏量補充地下水，起到對周邊地區補源，維持地下水位穩定的作用。

c）池面降水量

工程區內多年平均降水量為685.7mm，調蓄工程匯流范圍徑流量包括池區降雨所形成的徑流，及周邊匯水區所產生徑流。

按水面面積及周邊產匯流范圍計算，調節計算考慮年降水補給量為115萬m3，根據多年平均降水量的年內分配比例分配到旬。

d）興利調節

灌區在非灌溉期引水，避開黃河調水調沙及含沙量大時段引水，灌溉期調節供水。本調蓄工程年引黃水量1395萬m3，灌區生活、工業和灌溉用水可以得到滿足，需最大灌溉調節能力540萬m3。調蓄池正常蓄水位水面面積1.66km2，相應蓄水量639萬m3，引水低水位64.5m以下蓄水量99萬m3，年蒸發滲漏水量約178萬m3。

3.4 防洪調節

根據尉氏縣人口規模、經濟發展指標等，依據《防洪標準》（GB50201-2014）和《城市防洪工程設計規范》（GB/T50805-2012），縣城防洪標準為20年一遇。賈魯河重點河段治理規劃中，河道防洪標準為20年一遇。本次確定調蓄池工程防洪標準為20年一遇，校核標準為50年一遇。

從調蓄池水質、運行管理及防洪安全等因素考慮，原有河道、排水溝不入調蓄池，調蓄池只接收相應匯水區范圍內雨洪，入池洪水僅為池區水面降雨及周邊匯水區產流。考慮暴雨期下游溝道匯集洪水能力有限，易造成洪水滯留，而調蓄池入池洪水相對較小，為減輕下游防洪壓力，洪水期調蓄池可以攔蓄匯入洪水。

汛期按水位68.00m起調，攔蓄24小時洪量，20年水位為68.35m，50年水位為68.43m，100年水位為68.49m。汛期實際運行水位較低，若按67.00m起調，攔蓄3天洪量計算，蓄洪后水位可控制在68.00m以下，低于周邊地面高程，不影響城市及河道、渠道等的防洪安全。

3.5 調蓄池規模

現有魚塘底深多在63.00m～64.00m，參照國內已建成引黃調蓄工程和人工開挖湖泊的水體深度，并考慮地下水位及利用地下水的有利條件，調蓄池底按64.00m控制，引水低水位為64.5m，滿足灌溉調蓄用水需求。

引水低水位以下水深0.5m，蓄水量99萬m3，30年淤積量41.54萬m3，引水低水位滿足淤積需要，同時99萬m3的基本水體和相應水面，具有一定生態功能和環境效益。

調蓄池正常蓄水位68.00m，相應蓄水量639萬m3，平均水深4m，其中灌溉調節能力540萬m3，引水低水位64.50m。

4、結束語

尉氏縣是我省產糧大縣，也是國家糧食安全工程的重要基地，新時期建設小康社會重大歷史任務的進程中，必須堅持農業生產的穩步發展。彌補尉氏縣水資源不足，增強農業抗旱能力，保證糧食生產安全和“三農”的穩定，意義重大。近些年來，灌區在農業和糧食生產、農村經濟社會發展起到了舉足輕重的作用，極大地改善了農業生產條件，提高了農業抗御旱澇災害的能力，特別是提高了糧食綜合生產能力，為社會主義新農村和全面建成小康社會與可持續發展奠定了堅實的基礎。發展農業生產就離不開灌區的適時供水和灌區內的工程安全運行，發展農業生產就要減少旱、澇等災害的發生，因此，只有灌區工程進行完善改造與高質量的建設，才能提高農業抵御自然災害的能力，使灌區群眾生產、生活再上新臺階。