河南省某引黃調(diào)蓄工程建設(shè)必要性及規(guī)模論證分析

王兵 李丹

河南省某引黃調(diào)蓄工程建設(shè)必要性及規(guī)模論證分析

王兵 李丹

（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450016）

針對(duì)河南省臺(tái)前縣孫口灌區(qū)引黃灌溉存在的問(wèn)題，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、灌溉需求及城區(qū)建設(shè)需求等方面提出引黃調(diào)蓄工程建設(shè)的必要性；根據(jù)基礎(chǔ)資料，在初選死水位、正常蓄水位的基礎(chǔ)上，經(jīng)灌區(qū)水量平衡，進(jìn)行典型年興利調(diào)節(jié)計(jì)算，確定工程規(guī)模。

引黃調(diào)蓄工程；水量平衡；興利調(diào)節(jié)；河南省

臺(tái)前縣位于豫東北平原，河南、山東兩省交界處，黃河、金堤河匯流的三角地帶，屬于黃河沖積平原的一部分，地勢(shì)較為平坦。臺(tái)前縣屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量為537.5mm，冬春季及初夏降水少，易形成干旱，夏季降水量較大，占全年降水量的74%。

臺(tái)前縣孫口灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積6 840 hm2，有效灌溉面積3 840hm2，引黃閘為影堂閘。本次臺(tái)前縣引黃調(diào)蓄工程位于孫口灌區(qū)范圍內(nèi)，主要解決孫口灌區(qū)3 000 hm2耕地用水需求［1］。

1 引黃調(diào)蓄工程建設(shè)的必要性

1.1 地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

臺(tái)前縣作為農(nóng)業(yè)縣，建成小康社會(huì)，必須依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抗旱能力，保證糧食生產(chǎn)安全和“三農(nóng)”穩(wěn)定發(fā)展。發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開灌區(qū)的適時(shí)供水和灌區(qū)內(nèi)的工程安全運(yùn)行，因此，完善灌區(qū)灌溉工程，提高其建設(shè)質(zhì)量，才能提高農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，減少旱、澇等災(zāi)害的發(fā)生，使灌區(qū)群眾生產(chǎn)、生活再上新臺(tái)階［2］。

1.2 灌區(qū)灌溉需求

1.2.1 水源工程引水困難。影堂引黃閘為1孔2.5m×2.7m引水閘，可引黃水量根據(jù)“閘前黃河水位過(guò)程及閘前黃河水位～可引流量”的關(guān)系確定，其中，閘前黃河水位依據(jù)“閘前黃河流量經(jīng)閘前黃河水位～流量”的關(guān)系計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，規(guī)劃水平年2020年。

根據(jù)50%典型年可引水量計(jì)算，隨著河槽下切，規(guī)劃年影堂閘可引水量?jī)H7月下旬、8月上旬、中旬達(dá)到設(shè)計(jì)引水流量，其他旬可引流量?jī)H相當(dāng)于設(shè)計(jì)引水流量10m3/s的30%～70%左右。

1.2.2 引水過(guò)程與灌溉用水過(guò)程不匹配。黃河徑流年際變化大，年內(nèi)分配不均，枯水期黃河可分配水量較少。黃河小浪底水庫(kù)建成后，每年的6月下旬到7月中旬為黃河的調(diào)水調(diào)沙期，水庫(kù)下游黃河水含沙量非常大，為減少灌溉渠道淤積且滿足灌溉用水水質(zhì)要求不宜引水。而在此期間，灌區(qū)農(nóng)作物的需水量又很大，由于無(wú)調(diào)蓄工程，農(nóng)作物很難得到有效灌溉。

根據(jù)可引水過(guò)程與灌溉用水過(guò)程對(duì)比分析，即使節(jié)水改造完成后，灌溉期間7月上旬、11月上旬可引水量仍不能滿足灌溉需求，而非灌溉期可引水量相對(duì)充足，用水過(guò)程與引水過(guò)程不匹配。

1.3 新城區(qū)建設(shè)的需要

臺(tái)前引黃灌溉調(diào)蓄工程的建設(shè)不但滿足了下游3 000hm2農(nóng)田的灌溉需求，同時(shí)結(jié)合新城區(qū)規(guī)劃建設(shè)，形成臺(tái)前河道、湖泊、渠系等水系，為建設(shè)“海綿”城市提供了有利條件。工程的建設(shè)同時(shí)可以改善區(qū)域水環(huán)境，提高新城品味，為臺(tái)前創(chuàng)造了良好的投資、發(fā)展環(huán)境，從而為臺(tái)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)安定團(tuán)結(jié)、人民安居樂業(yè)提供有力保障。

2 調(diào)蓄工程規(guī)模的確定

2.1 灌區(qū)用水過(guò)程及水平衡分析

規(guī)劃年2020年根據(jù)大小牲畜養(yǎng)殖數(shù)量及凈需水量定額［3］，牲畜養(yǎng)殖業(yè)年凈需水量22.9萬(wàn)m2；根據(jù)作物種植比例及保證率50%綜合凈灌溉定額160.5m3/667m2，設(shè)計(jì)灌溉面積3 000hm2凈需水量722.3萬(wàn)m3。

灌區(qū)內(nèi)統(tǒng)一考慮生活、牲畜、農(nóng)業(yè)灌溉等用水要求，灌區(qū)內(nèi)深層地下水主要用于灌區(qū)內(nèi)人畜飲用水，淺層地下水用于灌溉用水，灌溉不足部分由水庫(kù)補(bǔ)給。規(guī)劃年補(bǔ)水灌區(qū)范圍內(nèi)共有機(jī)電井635座，其中人畜生活地下水凈供水量116.2萬(wàn)m3，灌溉凈供水量306萬(wàn)m3。

2.2 特征水位選擇

2.2.1 死水位。調(diào)蓄工程建成后，需留有一定的淤積庫(kù)容。經(jīng)計(jì)算，沉沙后，入池泥沙含量為0.756kg/m3。運(yùn)行30年淤積量為16.92萬(wàn)t，按泥沙容重1.3t/m3，淤積量13.01萬(wàn)m3。

根據(jù)本調(diào)蓄池生態(tài)及景觀需求，供水完成后水面面積保持正常蓄水位相應(yīng)面積的85%左右較適宜，且水深不宜低于1.5m。根據(jù)“水位～面積”的關(guān)系，當(dāng)庫(kù)水位為37.5m時(shí)，水面面積為73.3萬(wàn)m2，相當(dāng)于正常蓄水位相應(yīng)面積86.3萬(wàn)m2的84.9%，調(diào)蓄池水深達(dá)到1.5m。

經(jīng)綜合考慮，死水位采用37.5m，相應(yīng)庫(kù)容106.1萬(wàn)m3。

2.2.2 正常蓄水位。根據(jù)調(diào)蓄池周邊現(xiàn)狀地形及地面高程，從興利、安全及景觀等方面初步選定正常蓄水位。

2.2.2.1 滿足興利要求。調(diào)蓄池規(guī)劃補(bǔ)水灌溉面積3 000hm2，旬最大灌溉毛需水量為280.4萬(wàn)m3，考慮當(dāng)?shù)氐叵滤喔龋畲笱a(bǔ)水量203.9萬(wàn)m3，因此，調(diào)蓄池興利庫(kù)容不宜小于203.9萬(wàn)m3。通過(guò)計(jì)算可知，調(diào)蓄池正常蓄水位至少應(yīng)達(dá)到40.2m，相應(yīng)庫(kù)容為316.7萬(wàn)m3，興利庫(kù)容為210.6萬(wàn)m3。

2.2.2.2 與周邊環(huán)境、規(guī)劃高程相協(xié)調(diào)。本調(diào)蓄池為平原水庫(kù)，正常蓄水位的選擇應(yīng)以地面高程為基礎(chǔ)，原則上庫(kù)區(qū)四周不宜筑高壩。東側(cè)地面高程為41.8～42.10m，西側(cè)地面高程為41.3～41.8m，南部地面高程為42.3～42.5m，北部高程為41.4～41.9m。

從調(diào)蓄池安全性及減少浸沒影響方面考慮，應(yīng)以東部地勢(shì)較低的地面高程控制正常蓄水位。從城市水系親水性、景觀布置需要出發(fā)，考慮水面距地面高差在0.5～1.5m左右為宜。

若正常蓄水位為40.5m，低于南部地面高程1.8～2.0m，水位差大于1.5m，不符合城市水系親水性和景觀布置的要求；若正常蓄水位取41.0m，低于東側(cè)地面0.8～1.1m，低于南部地面高程1.3～1.5m，水位差基本小于1.5m，符合城市水系親水性和景觀布置的要求。

2.2.2.3 減少對(duì)庫(kù)區(qū)周邊的影響。若正常蓄水位較高，長(zhǎng)期勢(shì)必會(huì)對(duì)沿岸農(nóng)田及建筑物產(chǎn)生浸沒影響［4］。根據(jù)調(diào)蓄池周邊地面高程，正常蓄水位不宜高于41.0m，若提高正常蓄水位，對(duì)周邊影響較大，防護(hù)工程費(fèi)用也將大大增加。

2.3 工程規(guī)模

根據(jù)初選的特征水位，經(jīng)水量平衡計(jì)算，死水位37.5m，正常蓄水位41.0m，相應(yīng)庫(kù)容384.4萬(wàn)m3。最大旬毛引水量282.54萬(wàn)m3，引水時(shí)間按10d計(jì)，設(shè)計(jì)引水流量3.50m3/s。

3 結(jié)語(yǔ)

①針對(duì)臺(tái)前縣引黃灌區(qū)引水困難，引水過(guò)程與需求過(guò)程不匹配等問(wèn)題，提出修建引黃調(diào)蓄工程，變“隨用隨引”為“引蓄結(jié)合”的引黃模式，對(duì)解決引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉問(wèn)題是十分必要的。

②調(diào)蓄工程的規(guī)模應(yīng)綜合考慮灌區(qū)需水過(guò)程、庫(kù)區(qū)地形、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等因素確定。

③不同灌區(qū)引黃灌溉存在的問(wèn)題不盡相同，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)確定其位置、規(guī)模及相應(yīng)配套工程，以更好地實(shí)現(xiàn)其功能。

［1］詹道江，葉守澤.工程水文學(xué)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

［2］馬金龍.龍頭橋水庫(kù)防洪與興利研究［J］.黑龍江水利科技，2013（41）：5-8．

［3］劉福林.白石水庫(kù)興利調(diào)節(jié)多方案優(yōu)化分析［J］.東北水利水電，2012（4）：27-32．

［4］河南省水利廳.DB41/T958-2014，用水定額：河南省地方標(biāo)準(zhǔn)［S］.鄭州：黃河水利出版社，2014.

Analysis on the Necessity and Scale Demonstration of the Construction of the Yellow River Diversion Project in Taiqian County,Henan Province

Wang Bing Li Dan
（Henan Water Conservancy Survey and Design Research Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450016）

Aiming at the Problems of irrigation in Yellow River Diversion in Sunkou Irrigation District,Taiqian County,Henan Province,this paper has put forward the necessity of the construction of the Yellow River Diversion Project from the aspects of social and economic development demand,irrigation demand and urban construction demand.Then according to the basic data,and on the basis of the primary dead water level and the normal water level,we have determined the scale of the project after irrigation area water balance and the typical annual profiting regulation calculation.

yellow River Ddiversion Storage Project；water balance；profiting regulation；Henan province

TV67

A

103-5168（2017）09-0085-02

2017-08-02

王兵（1983-），男，碩士，工程師，研究方向：水文、水資源及工程規(guī)劃。