黃河下游引黃供水規模變化及影響因素

程貴興

山東黃河河務局濟南黃河河務局 山東 濟南 250032

引言

黃河是我們民族的生命之源,和其他河流江水一樣,黃河也可以按照地理位置分為上、中、下游三個部分,最主要的是下游階段,主要流經河南省和山東省,山東省的墾利縣是下游的終點,進而就流入了渤海。早在一九五八年,我國就開始了對黃河下游實施引黃灌溉措施,就目前的進程效率來看,在治理黃河下游河段依然有很多問題。為了進一步的落實引黃工程,以更好的保護黃河下游及周邊土地資源,如何更好的治理黃河下游是現階段最需要研究的問題。

1 黃河下游引黃供水概況

1.1 流域自然環境 黃河下游引黃灌區由黃河沖擊累積而成,引黃灌區地形大致平緩,河南區段黃河河床比河堤外地面高3～5m;除去大汶河直接流入黃河水域屬于魯西南地區外,其他大多屬于平原,其海拔大多低于五十五米,因為以前黃河總是泛濫改道、泥沙沉積和風力搬遷等因素,黃河流經地區大多地勢起伏,地形比較復雜,背河兩側大多分布著地勢低、容易形成洪澇的區域,從整體上來看,黃河下游的引流灌溉區主要包括沖積扇地貌、沉積地貌以及平原地貌,黃河流入地勢平緩的平原之后,河道會變得寬闊平坦,黃河中的泥沙就會下沉進而堆積起來,慢慢的河床就會高于兩岸,出現“地上河”現象,下游的引黃灌溉渠有著獨特的地理特征,能夠為該項工程創造很多有利條件。

1.2 社會經濟狀況 黃河下游渠道工程受水區主要包括河南和山東兩省,兩省的GDP排名在全國位于前五名,而且是我國重要的糧食產區。河南省2020年GDP在全國排名第五,同比增長為1.3%,2020年三類產業結構為7.7:37.8:54.5,第三產業增加值占生產總值的比重比2019年提高6.5個百分點;全年河南省糧食的總產量達1365.16億斤,增長1.9%,再創新高。山東省2020年GDP在全國穩居第三,同比增長3.6%,三類產業結構為7.3:39.1:53.6,但是全國新冠疫情給兩省的經濟社會發展造成了不小的影響[1]。

1.3 黃河下游引黃供水特點 黃河下游的引黃灌溉工程經過多年的建設后,已經有了幾百座引水閘,在不斷的發展過程中,形成了很多供水模式,下面就來介紹具體的供水模式:

第一,自流模式;在該項工程發展的初期階段,主要特征是渠道自己引水,自流輸水進入田地,主要聚集在引黃灌溉區的上半段,水源與地面存在著很大的差距,形成了有利于引水的條件,而且在工程設備配置方面也比較好。

第二,提水模式;主要特點是渠道輸水提水進入田地,溝渠工程采用灌排結合或主干渠溝工程灌排分開設置,主要分布于中間或者下游階段,工程設備配置較差,地勢也比較高。

第三,自流和提水結合模式:山東河段常年黃河水量較小、水頭較低、主流不穩定,可采用自流和泵站提水相結合的方式,提高供水保證率。

第四,補源模式;主要特點是渠道自己引水,主要的渠道或者排水的河道進行輸水,其工程主要運用排水河道,采用灌溉排水一體式的形式,大多分布在引黃灌溉渠的邊緣地區,因為氣候干旱,以前的灌溉渠的地下水位在不斷下降,形成了大面積的降落漏斗,導致需要不斷更換機井、提水機械,使得工程的成本大大提高。

當前,引黃灌溉區的下游大多劃分為正常灌溉區和補源灌溉區,前者靠近黃河,工程設備大多比較完整,條件也比較好,以自流模式為主,提水灌溉模式為次。靠近黃河地區的引黃灌溉工程有著悠久的歷史,灌溉水源主要是黃河水,是節水的重點。而補源灌溉區大多運用補源灌溉模式,灌溉水大多是地下水,少部分是黃河水。

2 黃河下游引黃供水規模變化特征

2.1 黃河下游引黃供水水量 山東省的引黃供水規模是影響黃河下游引黃供水的主要原因,以一年的趨勢來看,引黃供水主要是以春、夏雙峰為主,分析峰值出現的月份,當前的春灌時間的最高值有所提前,而汛期的峰值卻有延遲;引黃供水量在一年內分配比較均勻。從引黃供水的分類來看,從2020年來,下游灌水區用于農業的供水占總供水量的百分之九十,同期相比,農業用水有所增加,工業用水進一步減少[2]。

2.2 黃河下游引黃供水含沙量變化 1999年到現在,黃河下游非汛期黃河含沙量降低,但粗泥沙顆粒含量增加;含沙量降低會對引黃灌區造成很大的影響,會導致渠道出現泥沙堆積的現象,進而渠道的引水效率會降低,供水量不足。

2.3 黃河下游引黃供水徑流變化 黃河下游各水文站有很多相同的變化趨勢,每年的徑流量較大,出現過幾年徑流量持續偏少或者偏多的情況,其中,上世紀50～60年代下游的水流量還是很豐富的;70～80年代基本趨于正常;90年代各站都轉而偏枯;2000～2020年,下游各站偏枯程度愈高。黃河下游的實際徑流量在一年的各時間段內有著均等分配的趨勢,黃河下游引黃供水的變化也是同樣的趨勢。當不考慮自然與社會因素的情況下,黃河下游的引黃供水量與黃河流水量呈正相關,河道的流水量越大,引黃的供水量也就越大;反之,則引黃供水量小[3]。

通過以上分析,可以得出:目前,河道來水量不斷減少對黃河下游引黃供水規模的減少具有比較突出的影響。

3 黃河下游引黃供水規模變化影響因素

3.1 河道水源條件 黃河河道的流水量的變化很大,以年際來看,從九十年代以來,黃河的下游平均徑流量與平均徑流量相比減少了很多,現在與九十年代相比,徑流量則更少。以年內來看,黃河下游實際測量的徑流量有平均分配的趨勢,但是幅度很小,黃河下游水源水質條件基本能夠滿足灌溉及其他用水要求,引黃供水受水污染影響較小,僅個別灌區某些時段引水受到污染影響[4]。

3.2 當地水源條件 當地的水源條件涵蓋了三個方面:灌區的降水量、當地的地表水以及當地的地下水,引黃的供水量和灌區降雨量呈現的是負相關關系,近年來,黃河下游的降雨量在不斷增加,導致引黃供水量不斷減少,而引黃供水量的降低則影響了當地水源的開發和使用,當地水源條件的優化也導致引黃供水工程的規模不斷降低。

3.3 渠首引水條件變化 工程的條件好壞決定了引黃供水的能力的大小,特別是下游河道的調水調沙,直接引起河道斷面的形態變化[5]。下游的河道斷面大多刷得很深,在相同水流量的情況下河道的水位下降,花園口斷面的水位降低則使得引水的能力有所降低,而且,因為調水調沙階段河道水位回落較快,容易造成引水的渠道出現堵塞,使得引水出現困難。

3.4 其他因素 黃河下游的一些大型灌區進行了節水改造工程,以提高灌區的用水量,在灌區植物結構變化、城市發展變化等其他因素對黃河下游的引黃供水規模都有一定的影響。

4 結論

黃河下游引黃供水規模變小的主要原因是黃河河道的流水量在不斷變化,水文站監測的實際徑流量在不斷下降,導致黃河下游引黃供水和灌區用水需求出現分歧,再加上引黃供水不能得到保證,主要體現在農戶需要用水時,黃河下游的水不能及時被引用,農戶會選擇保證率較高的井灌,導致引黃供水工程的規模呈下降趨勢。我們應該采取設立市場經濟管理條件下的新型供水體制,開展直接供應到戶的管理模式;積極向用水農戶推廣管理模式,使農戶參與到其中,提高農戶對水資源的利用率,在當前的灌溉規模上,充分考慮農戶在用水能力方面的相關問題,不斷挖掘引黃供水工程的規模和潛力。