淺析潘莊引黃灌區泥沙資源處理及利用＊

孫文靜 王麗

（山東華宇工學院經管學院，山東德州 253034）

1.潘莊引黃灌區基本情況

潘莊引黃灌區位于德州，屬于黃河下游左岸流域，是全國范圍內大型引黃灌區之一。其與1971開始興建，下一年則開始引黃放水。截至21世紀初，平均引水量為每年9.49億m3，既解決了德州市大規模用水的需求，也為德州的農業生產提供了豐富的水資源[1]。

由于黃河源頭的地質問題，引入了黃河水必然會引入黃河泥沙，且潘莊引黃灌區位于黃河下游，容易造成泥沙淤積，所以說伴隨而來的泥沙去留問題，如何將其變為有效資源為人類的生產活動所充分利用的有效資源成為了我們一直研究探討的問題。

2.灌區黃河泥沙情況

2.1 引沙情況

雖然灌區自1972年開始運作，解決了德州市的水資源問題，但是還有黃河泥沙一并被引進來，在我們調查其30多年中的引沙量數據中，每年平均引入泥沙806.8萬m3總累計引入泥沙約2.43億m3。

2.2 沉沙池布置及其土地還耕情況

由于潘莊渠首引水閘底板高程低于黃河河底高程，引水時會引入含有大粒徑的黃河底沙，為了使水的含沙量符合水質要求，潘莊引黃灌區沉沙池從采用一級逐步發展成為采用三級布置，使顆粒較粗的泥沙沉淤下來，淤滿后改土隨之用于耕種，使黃河泥沙充分發揮其最大效益。

一級沉沙池，在1983年之前建在雷屯洼和王樓洼，方式為挖待沉，除主水道外目前已全部還耕。二級沉沙池，建在潘莊灌區的右岸，自1988年開挖以來，分別在薛官屯洼和其他分散地區，方式為結合淤改自流沉沙，除了目前正在運用的在禹城莒鎮鄉建造的沉沙池外已全部還耕。三級沉沙池，建在灌區總干渠的中段的張官店洼內，方式為自然沉沙，還耕率已達到75%，2006年在張官店洼西側新建的沉沙池也在逐漸還耕中。

首先，由沉沙池淤積完過后的細顆粒泥沙，不會造成對灌區渠道的堵塞，且對農田還起到肥沃的作用，可直接運用于農田中。但近年來，居住在潘莊引黃灌區附近的農民的土地種田的重視日益提升，他們十分珍視用來種田的土地，較多群眾不支持建造沉沙池。其次，現有的沉沙池由于沉沙了30余年，使本來的沉沙能力降低，在灌區渠道內造成了泥沙淤積，降低了附近農民的灌溉效益。除此之外，可以用來建造沉沙池的鹽堿地距離灌區路途遙遠，有的不僅需要跨越河道，甚至需要經過村莊，考慮到會對當地居民造成不必要的影響且工程耗費的成本較高，重新建造新的沉沙池的計劃遲遲未實施。

3.泥沙處理

3.1 灌區泥沙處理的問題

潘莊引黃灌區不同于其他灌區，它所處于黃河下游地段，所以在引水時易引進顆粒直徑較粗的黃河底沙。而且潘莊地勢較高且平坦，灌區渠道的坡道平緩，如果無法及時處理這些泥沙，便會造成泥沙淤積，從而影響渠道的引水流量，不利于原本設計的灌溉最大化目的[2]。

由于灌區渠道洼地較少，所以原設計的以挖待沉、條渠集中沉沙的方式造成了泥沙嚴重淤積，經研究渠道的挾沙能力遠遠低于原設計，且由于斷面的實際水流量比原設計的要小，但是含沙量大。

3.2 泥沙處理需要遵循的原則

處理灌區黃河泥沙時，應當進行多方面規劃，統籌兼顧，從各方面來進行整合，使灌區達到引水清淤的效益最大化。要盡可能的根據潘莊的地勢特點以及管理者的要求，在不影響正常農耕以及居民正常生活的情況下，最大程度上利用和開發泥沙，盡最大努力避免泥沙淤積河道、土地鹽堿化以及土地質量因含沙量的增加而退化，從而保障附近居民的利益。

另外，在沉沙池中泥沙處理的問題上，要盡量做到少占農耕土地，且要及時進行土地的還耕以及對廢棄洼地進行淤改，防止泥沙災害等現象的發生。

3.3 清淤設施的使用

為了清挖河道的淤泥，使其暢通。借鑒外地清淤的方式，結合潘莊本地的特點，使用了絞吸式挖泥船，利用強大的泵力，使挖泥、運泥、卸泥等作業可一次性并且連續完成，大大縮短了泥沙處理工作進行的時間及成本。另外，在廢棄的一級沉沙池中還使用沖吸式挖泥船，用來加速清淤以及土地還耕的進程。

在處理泥沙受施工作業面或是引水水源限制時，使用水力挖塘機來協助挖泥船作業，它的工作狀況適應性強且耗能和成本消耗都相對而言較低。

3.4 灌區的泥沙處理

顆徑較小的細沙對田地具有良好的肥沃作用，可利用遠距離輸沙，將泥沙運入田間，為避免土地沙化，爭取做到將泥沙盡可能均勻分散在田間，滋養莊稼和土地。

在保證引水安全的情況下，灌區的一級沉沙池和二級沉沙池交替使用，根據潘莊當地的實際情況，采用兩種方式配合的三級沉沙池，分別為自流沉沙和以挖待沉。

治理泥沙從源頭開始，治標治本。潘莊引黃灌區泥沙的來源是引水時引入的黃河底沙，可以通過加強當地區民的節水意識來減少引水量，并大力推廣田間的節水灌溉，提高引水量的利用率，使其發揮最大效益。

從外地引入黃河吸沙船，實行遠距離向鹽堿地輸送泥沙，或者利用高壓水泵將泥沙填入洼地，使其變成可使用的耕地，既有效解決黃河泥沙的處理問題又新增了耕地。也可以利用黃河吸沙船抽取黃河淤泥來鞏固提高黃河大堤或增加綠化帶。

4.有效利用黃河泥沙的措施

4.1 燒結多孔磚

多孔磚可運用于多種保溫承重的建筑墻體結構中，灌區引水過程中清理出來的泥沙可用來烘焙成型做成多孔磚。雖黃河泥沙中的含沙量高，制造過程復雜，但一經成功利用，便可降低內陸的黏土燒磚工程，大大地保護耕地[3]。除此之外，用其燒結出來的多孔磚還可用于黃河大堤的修護，從灌區取材，回收利用，綠色環保且具有經濟效益。

4.2 制造蒸壓磚

蒸壓磚是不用燒結的，經實際操作，利用黃河泥沙，再加入石灰及其他灰砂為原料壓制成型的蒸壓磚也可以用于各種建筑的墻體材料。也是一種保護環境并充分發揮黃河泥沙功能的經濟效益的材料。從灌區中獲得的泥沙，變廢為寶，充分發揮黃河泥沙的最大效益[4]。

4.3 制作干粉砂漿

在潘莊灌區就地取材，無論是清淤河道過程的黃河泥沙還是渠首的泥沙，我們都可加入適當的添加劑，混合攪拌后形成干粉砂漿。既充分利用了黃河泥沙，還為附近的各種建筑工作節省材料，體現了回收利用黃河泥沙的經濟環保實用性。

5.結語

近年來潘莊引黃灌區的引水工程對潘莊及其周圍做出了巨大貢獻，解決了農業用水和城市用水的困難，并且帶來了經濟效益。但引水時引入的泥沙給工程造成了眾多影響，通過學習黃河流域及其他地區的有效經驗，結合德州的地域特點并綜合考慮到協調性統一性共同發展的情況下，建立沉沙池且大部分已完成還耕。有效利用了黃河泥沙，變廢為寶，使其為農業建設發揮了最大效益。