位山灌區(qū)緩解引黃難題創(chuàng)新實踐

馬勝男，孫 凱

（聊城市位山灌區(qū)管理服務(wù)中心，山東 聊城 252000）

位山灌區(qū)是全國第五大灌區(qū)、黃河第二大灌區(qū)、山東最大灌區(qū)，設(shè)計灌溉面積36 萬hm2，占聊城總耕地的65%。位山灌區(qū)不僅承擔(dān)著聊城市絕大部分耕地灌溉任務(wù)，還擔(dān)負著骨干工業(yè)企業(yè)正常運行、上百萬居民生活用水以及東昌湖、徒駭河、古運河等城鄉(xiāng)水系生態(tài)環(huán)境補水等供水任務(wù)，另外每年還向河北雄安新區(qū)引黃入冀補淀、向華北地下水超采區(qū)補給水源等跨流域調(diào)水，在聊城及周邊經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中起到水源保障作用，是黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展中不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

近年來，針對渠首引水能力降低、引水困難等問題，位山灌區(qū)通過積極推進位山引黃閘改建，實施東西輸沙渠改造工程，增強渠首引水能力和渠道輸水能力，顯著提升引黃能力，提高黃河水資源節(jié)約集約利用水平和效益，緩解了引黃困難的局面。

1 困難和問題

近10 年來，由于黃河調(diào)水調(diào)沙，主河槽下切，位山渠首引黃閘引水流量大幅度減少，引水能力嚴重下降，在黃河同流量下不足原設(shè)計的10%。經(jīng)分析計算在2015 年現(xiàn)狀設(shè)計引水位下，位山閘過流能力為72.71 m3/s，沖刷最大時設(shè)計引水位下，過流能力為2.84 m3/s，僅為設(shè)計引水流量的1.2%，造成有水沒水位、有水引不出現(xiàn)象突出。

1.1 灌區(qū)清淤困難

作為聊城主要的引黃通道，多年來，位山灌區(qū)在引黃供水的同時也引進了大量的泥沙，這些泥沙淤堵渠道、抬高渠底，個別渠段淤積成為“卡脖子”工程，供一次水、需清一次淤，在造成引供水困難的同時更是增加了管理負擔(dān)。再加上灌區(qū)上游閘前閘后清淤棄土區(qū)已使用殆盡，灌區(qū)清淤施工更加步履維艱。

1.2 工程輸水能力得不到發(fā)揮

因黃河水位下降，過閘流量和流速減少，渠道始終不能按照設(shè)計流量輸水，致使大渠道輸小水，“大馬拉小車”，工程輸水能力得不到發(fā)揮，灌溉面積萎縮，泥沙不能遠送入田，用水效率降低，灌水成本上升。

1.3 適時用水量銳減

灌區(qū)夏糧以小麥為主，從播種到成熟至少澆三遍水，即返青水、拔節(jié)水、灌漿水，其中返青水最為關(guān)鍵，每畝至少需水100 m3，在最需要水的時候得不到黃河水的充分灌溉，致使作物減產(chǎn)。

2 做法與實踐

2.1 科學(xué)謀劃工程改造方案

自2015 年起，位山灌區(qū)就把提升渠首引水能力、解決引水難題提上日程，多次組織技術(shù)人員深入現(xiàn)場調(diào)查研究，邀請水利部、水利部黃委和黃河水科院、中國水科院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東省水利勘測設(shè)計院等單位的權(quán)威專家到現(xiàn)場勘察、座談討論，相繼提出了渠首閘前建設(shè)泵站、位山閘原址下落改造等解決方案。但經(jīng)過論證，修建提水泵站存在位置限制，同時還有建設(shè)投資大、運行費用高、管理難度大等問題，還會增加灌區(qū)泥沙處理難度，導(dǎo)致供水成本大幅度提高，勢必要增加灌區(qū)群眾和工業(yè)用水單位的負擔(dān)。而在原址下落改造的方案難以解決閘前引水渠淤積問題，且經(jīng)過多年運行，閘前引水渠與黃河主河道形成去水方向的夾角，不利于引水。2019 年，經(jīng)過反復(fù)論證，確定了位山閘閘址前移200 m 重建、降低閘底板設(shè)計高程、調(diào)整引水角度和東、西輸沙渠相應(yīng)配套改造的方案，既能夠解決引黃閘引水能力下降問題，改善聊城引用黃河水條件，減輕清淤負擔(dān)，又能顯著提升灌區(qū)供水效率與效益和水資源節(jié)約集約利用水平。這一方案從可行性到工程概算投資經(jīng)濟性，從預(yù)期效益分析到管理高效便捷等各個方面，都得到水利部和水利部黃委的認可。

2.2 全力推進位山閘改建工作

位山灌區(qū)在科學(xué)謀劃方案的同時，也積極向水利部、水利部黃委匯報爭取，使位山閘改建列入了水利部黃委黃河下游引黃涵閘改建工程項目，同時配合水利部黃委完成了位山閘安全鑒定、可研報告編制評審等重點工作，項目可研順利通過水利部評審和國家發(fā)改委評估，可研概算總投資1.68 億元。另外，還全力配合黃委設(shè)計院做好水文地質(zhì)勘察、圍堰選址、施工導(dǎo)流、工期優(yōu)化等初步設(shè)計編制工作，進一步加快位山閘改建前期工作進程。

2.3 加快實施東、西輸沙渠配套改造

位山灌區(qū)現(xiàn)有工程體系依托位山閘而建，位山閘改建后，灌區(qū)渠系工程勢必要進行相應(yīng)配套改造。為此，位山灌區(qū)提前統(tǒng)籌部署閘后骨干工程配套改造，不僅適配位山閘改建，而且有利于緩解當(dāng)前引黃困難。一方面積極爭取國家政策和資金支持，把位山閘連接渠道東、西輸沙渠改造列入了國家大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造項目投資計劃，總投資7 350 萬元，分別于2019 年度、2020 年度實施完成。

另一方面，在項目改造上，根據(jù)位山閘改建可研報告中閘底板下降指標，打破渠道一襯到底的原有模式，創(chuàng)新采用“復(fù)式梯型斷面”改造方式，即在原設(shè)計渠底上斜向下挖1.5 m，構(gòu)筑復(fù)式梯型襯砌斷面，既保持原渠底以上襯砌工程不破壞，又能達到更好的供水輸水效果。

3 成效與收獲

位山灌區(qū)立足聊城引黃困難這一問題導(dǎo)向，提出位山閘閘址前移200 m 重建、降低閘底板設(shè)計高程、調(diào)整引水角度和東、西輸沙渠相應(yīng)配套改造的方案，成為解決聊城經(jīng)濟社會發(fā)展用水安全問題的有力創(chuàng)新實踐。

目前，位山閘改建工作已通過水利部和國家發(fā)改委的審查和評估。東、西輸沙渠“復(fù)式梯型斷面”改造工程已完成，經(jīng)過實踐運行，引輸水能力比改造之前提高了1 倍以上，引水效率大幅度提高，泥沙淤積情況顯著改善，特別是黃河流量小于500 m3/s 時，引輸水能力提高更加明顯。

以2020 年春灌為例，面對黃河來水量小等不利情況，東輸沙渠平均引水能力達到了40 m3/s，較以往提高約35%，平均流速提高約32%，所涉及的東阿、高新區(qū)、開發(fā)區(qū)、茌平、高唐的10 萬hm2耕地全部得到及時灌溉，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。

另外，東、西輸沙渠未改造前，由于供水能力不足、水位較低、沉沙淤積等原因，過閘流量不足，造成下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)引用黃河水經(jīng)常性困難，常年無法用干渠水進行灌溉。以東輸沙渠為例，經(jīng)過改造后，實際過閘流量最高達到70 m3/s，不僅顯著改善灌區(qū)中下游用水條件，使得灌區(qū)下游末端也能及時用上黃河水，而且縮短了灌溉周期，促進了黃河水高效利用。高唐縣琉璃寺鎮(zhèn)、楊屯鎮(zhèn)、姜店鎮(zhèn)3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于東輸沙渠渠系下游末梢，3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的0.67 萬hm2耕地以往普遍是由機井進行灌溉，而得益于東輸沙渠工程改造提升，2020 年以來，在灌溉季節(jié)黃河水都能夠到達田間地頭，實現(xiàn)及時澆灌。

實踐證明，位山改建方案的推動與實踐，既解決了聊城引黃困難這一現(xiàn)實問題，又全面提高了灌區(qū)供水效率效益，不僅保障了聊城糧食安全、飲水安全、生態(tài)環(huán)境安全，也為河北雄安新區(qū)等周邊區(qū)域用水提供了水源支撐，灌區(qū)服務(wù)經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)保障作用得到進一步發(fā)揮，也推動了引黃灌區(qū)事業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。