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(濱州市引黃灌溉服務中心,山東 濱州 256600)
濱州市規劃建設的魯北水庫位于無棣縣北部。無棣縣地處山東省最北部、渤海灣西南岸,面積2 089.77 km2,耕地面積8.36 萬hm2,人口44 萬人。由于該縣天然降水量少,地表水資源特別貧乏;又是黃河沖積而成的退海之地,地下淡水資源可利用量少,水資源貧乏嚴重制約了當地社會經濟發展。為此,濱州市規劃在無棣縣北部建設庫容9 900萬m3的魯北水庫,主要攔蓄馬頰河、德惠新河的雨洪資源,并適量調蓄黃河水、長江水,為魯北化工集團和北海工業園區及馬頰河、德惠新河沿岸農業農村供水,以緩解水資源貧乏的現狀。這項工程是濱州市水利基礎設施建設的重大舉措,十分必要和可行。
無棣縣由于特定的地理位置和環境條件,具有多風少雨的氣候特點,多年平均降水量570.1 mm,枯水年僅降水287 mm;且境域又為退海之地,地下淡水稀少,屬嚴重缺水地區,民間有“十年九旱”之說。
1.1.1 水資源量
無棣縣水資源由地表水資源和地下水資源兩部分組成。大氣降水是地表水、土壤水和地下水的主要補給來源。根據水文部門調查評價,無棣縣多年平均年降水量570.1 mm,不同保證率50%、75%、95%降水量分別為5 669 萬、479.4 萬、353.2 萬m3。地表水資源量即降雨所形成的地表徑流量,無棣縣多年平均為10 184.9 萬m3,不同保證率20%、50%、75%、95%年徑流量分別為18 510萬、7 331萬、1 704萬、276 萬m3。無棣縣地下水主要含水層(組)為新第三紀的黃河沖積層和濱海相或海陸交互相沉積層,經計算,無棣縣多年平均地下水資源量為1 028 萬m3,可利用量274萬m3。無棣縣多年平均地表水資源量為10 185萬m3,地下水可利用量274萬m3,地表水和地下水資源合計總量為10 459萬m3[1]。
1.1.2 水資源特點
無棣縣水資源具有兩大基本特點:①水資源數量少,總量為10 459 萬m3,人均占有量244 m3,比山東省人均占有量334 m3低90 m3;畝均占有量87 m3,比山東省畝均占有量261 m3低174 m3,屬于嚴重缺水地區。②降水量年際、年內變化大,具有明顯的豐、枯水年交替出現現象,枯水年多于豐水年。降水量年內分配具有明顯的季節性,降水量76.6%發生在6—9月,最大發生在7月[2]。
1.1.3 水資源供需評價
無棣縣為了促進地方經濟發展,先后開挖治理了漳衛新河、馬頰河、德惠新河和秦口河4條大中型河道,開挖了白楊河、青波河、小米河等10條支流河道,興建了辛集、孫馬村、白鶴觀、胡道口4座大型攔河閘和30 多座中小型攔河閘,修筑了三角洼、蘆家河子等5 座中型水庫和17 座小型水庫,開挖了引黃干渠60.6 km,為充分利用水資源奠定了基礎。然而,無棣縣當地水資源有限,據計算,無棣縣在基準年50%、75%、95%保證率情況下,地表水可供水量分別為6 818萬、1 585萬、257萬m3;地下水淡水資源量多年平均1 028萬m3,可開采利用量僅274萬m3;現僅建成污水處理廠3座,年污水處理回用量為160萬m3;黃河水是無棣縣的主要客水資源,按照總量控制的指標要求,現狀年無棣縣可利用黃河水為14 800 萬m3。綜上,無棣縣在保證率50%、75%、95%的情況下,可供水量分別為22 052萬、16 819萬、15 491萬m3。
無棣縣需水分為生活、生產和生態用水三大類,據計算,現狀年無棣縣城鎮和農村生活需水量為1 603 萬m3;生產需水量在保證率50%、75%的情況下,分別為22 674 萬、22 852 萬m3;生態環境需水量為5萬m3。
根據現狀年無棣縣可供水量和需水量研究成果,無棣縣在保證率50%情況下缺水622萬m3,在保證率75%情況下缺水6 033 萬m3,在保證率95%情況下缺水7 361 萬m3。由此可見,目前無棣縣水資源供需矛盾十分突出,水資源貧乏嚴重制約了社會經濟發展。
由于無棣縣水資源貧乏且有年際、年內降雨不均衡的特點,因此該地干旱災害頻繁發生、損失慘重,是山東省的旱災重災區。
1.2.1 旱災頻發造成農業損失慘重
據史籍記載,自明初(1368年)迄2000年的653 a間,無棣縣共發生旱災256 次。明朝嘉靖四十年(1561 年)全縣大旱,饑,人皆食草木;明朝萬歷十五年(1587 年)大旱,春饑,民食樹皮殆盡;明朝萬歷四十三年(1615 年)夏大旱,人相食;清朝乾隆五十七年(1792 年)旱,焦禾稼,民饑;民國9 年(1920 年)大旱,民大饑。新中國成立后,全縣修筑了一批水利工程,雖然在一定程度上緩解了旱災危害,但旱災仍不時發生,1968 年大旱,5 萬hm2農田受災;1992 年大旱,河道斷流,坑塘干涸,4.1 萬hm2農作物受災減產;2002年大旱,全縣6萬hm2農作物受災。
1.2.2 水資源貧乏制約了工業經濟發展
無棣縣由于水資源貧乏,嚴重影響了工業發展。新中國成立初,全縣只有幾十家私營作坊,無其他工業企業。新中國成立后特別是1958 年興建引黃調水工程后,水資源貧乏狀況有了緩解,工業企業才逐漸增多。2003 年后,隨著無棣縣北部蓄水工程的建設,又陸續增加了輕紡、化工、機械、電力、制造、石油等工業企業。但由于長期存在的水資源供不應求的狀況沒有從根本上轉變,嚴重制約了該縣企業的發展。因為缺水,企業生產規模發展不快,有的企業因缺水而限產,嚴重缺水時有的企業甚至停工停產。
1.2.3 水資源貧乏造成人畜飲水困難
由于水資源貧乏,無棣縣自古就是飲水困難的地區。2000 年前,農村居民主要靠飲用坑塘水和地下苦咸水度日,每逢嚴重干旱時,群眾不得不外出10~20 km 取水維持生活,政府也要組織車輛為居民運水。有的地方甚至飲用地下深層高氟高碘水,引發了地方病,嚴重危害了群眾身體健康。2000 年后,無棣縣修建了一批飲水工程,引蓄黃河水供居民生活用水,但由于近幾年黃河來水量減少,黃河部門分配的引黃指標被壓減,生活供水工程受到了嚴重影響,一旦黃河下游出現斷流現象,居民飲水仍會陷入困境。
無棣縣多年平均水資源總量為10 459 萬m3,人均占有量244 m3,畝均占有量87 m3。當地水資源貧乏,人均、畝均占有量偏低,水資源與人口和社會各業的發展極不適應,已經出現了嚴重的缺水危機。據統計,無棣縣2019 年總供水量22 303 萬m3,當地僅能供水5 735 萬m3,在無奈的情況下跨流域調引黃河水16 568萬m3。經分析計算,在保證率50%、75%的情況下,現狀年無棣縣總需水量分別為22 674萬、22 852萬m3,在保證率75%的情況下年缺水6 033萬m3,在保證率95%的情況下年缺水7 361萬m3。隨著社會經濟的快速發展,缺水危機還將日趨嚴重,因此魯北水庫建設是緩解當地水資源貧乏狀況的迫切需求。
2003 年濱州市實施北帶大開發戰略以后,新建了眾多的工業企業,同時通過招商引資,外地的許多企業家也紛紛來此創業發展。目前,濱州北海經濟開發區和魯北化工產業園有規模以上企業144 家,日需水量12.6 萬m3,而目前的供水工程僅能勉強滿足當下的需水量。“十四五”期間,北海經濟開發區和魯北產業園將是濱州市高質量、跨越式發展的重點區域,特別是已經投產的凝析氣田將會帶動一大批產業發展,預測日需水量將達到26.9 萬m3,現有的供水工程遠遠滿足不了將來的用水需求。因此,建設魯北水庫是為濱州北帶大開發提供水安全保障的需求。
無棣縣境內馬頰河年徑流量為24 267 萬m3,德惠新河年徑流量為14 496 萬m3,二河合計年徑流量為38 763萬m3。目前,兩河僅有攔河蓄水閘3座,合計蓄水量3 994萬m3,以致兩河其余的3.4億m3雨洪資源因得不到充分利用而排泄入海。因此,在馬頰河、德惠新河匯合口建閘攔蓄雨洪資源,向魯北水庫供水,是減少河道雨洪資源流失、優化水資源配置的需求。
魯北水庫庫區規劃位于無棣縣馬山子鎮,配套建設的攔河蓄水閘位于水庫北側的馬頰河、德惠新河二河匯合口。新閘距現在的馬頰河最末一級攔河閘約25 km,距現在的德惠新河最末一級攔河閘約20 km。該段馬頰河寬141~178 m,建閘后可增加河道蓄水量1 000 萬m3;德惠新河寬129~152 m,建閘后可增加蓄水量800萬m3,二河共可增蓄1 800萬m3。馬頰河、德惠新河增加的河道蓄水,既可調節魯北水庫蓄水,又能為沿河農業提供更多的灌溉水源,預測可增加灌溉面積0.7 萬~1 萬hm2。因此,建設魯北水庫并在馬頰河、德惠新河建閘攔蓄雨洪資源,也是改善當地農業生產條件、擴大農田灌溉面積、保證農業高產穩產、促進農民增收致富的需求。
無棣縣為退海之地,生態環境惡劣。據《無棣縣志》記載,全縣有4.43萬hm2濱海鹽化潮土和3.67 萬hm2濱海潮鹽土,這2 類土壤面積占全縣土壤總面積的51.9%。濱海鹽化潮土地帶有鹽斑分布,易演變為鹽土,不能正常耕作;濱海潮鹽土地帶屢遭渤海風暴潮海水侵襲,呈鹽堿荒洼狀態,植被稀疏,有的地方甚至寸草不生。縣內中小河流在非汛期水量較少甚至干涸,生態基流得不到保障。特別是較大風暴潮發生時,海水上陸20~40 km,堿化土地,淹死植被,惡化環境。魯北水庫和馬頰河、德惠新河蓄水閘建成后,既可為生態環境修復提供更多的淡水資源,還可防止海水沿河上溯內侵,有效地改善生態環境。因此,魯北水庫和攔河蓄水閘的建設是保護當地生態環境的需求[3]。
無棣縣馬頰河、德惠新河屬海口段,受渤海潮汐的影響較大,海水可挾帶海沙沿河上溯,進入河道20~25 km,當海水消退時,將大量海沙沉積在河槽內,造成河道淤積。據《濱州市水利志》記載,1968—1994年德惠新河海口段淤高2.6 m,淤積土方1 365.7 萬m3,導致河道防洪能力降低40%;1968—2020年馬頰河海口段淤高4.5 m,淤積土方1 695萬m3,導致河道防洪能力降低60%,致使二河海口段排水不暢,加大了洪水威脅。因此,建設魯北水庫并配套建設蓄水閘可以有效地阻擋海水挾沙沿河上溯,是減輕河道海口段淤積、保障泄洪安全的需求。
無棣縣歷史悠久,名勝古跡眾多,有5000 a前形成的貝殼島,有秦代徐福入海求長生不老藥的望子島,有秦始皇、漢武帝、魏武帝登臨的碣石山,還有建于唐代的大覺寺和海豐塔等名勝古跡。但是,由于該縣水資源貧乏,生態環境惡劣,缺少水景觀風景區,有山有古跡而無水景觀的現狀在一定程度上影響了當地旅游事業的發展。魯北水庫建成后,增加了水面面積,可有效地改善生態環境,若再經過進一步的綠化美化,在水庫周邊增建一部分觀賞設施,將水庫打造成風景秀麗的水利風景區,可以吸引更多的游客前往賞景、戲水、休閑、垂釣、游玩。因此,魯北水庫的建設可以優化旅游資源,帶動旅游事業的發展。
無棣縣北部有馬頰河、德惠新河2 條大型河道過境入海,這2 條河道匯水面積大,雨洪資源豐沛,魯北水庫應以攔蓄馬頰河、德惠新河雨洪資源為主,輔以適量補充黃河水和南水北調的長江水。
馬頰河源于河南省,流經河南、河北和山東3省的17 縣市,在無棣縣匯入渤海,全長425 km,流域面積8 330 km2,其中流經無棣縣40.36 km。據馬頰河大道王水文站實測,馬頰河多年平均年徑流量25 742 萬m3,現狀工程條件下,無棣縣年徑流量為24 267 萬m3。德惠新河源于山東省德州市,東北流經9縣市,于無棣縣匯馬頰河入渤海,全長204.3 km,流域面積3 249 km2,其中無棣縣長59.2 km。據德惠新河白鶴觀水文站實測,該河多年平均年徑流量13 149 萬m3,現狀工程條件下,無棣縣段年徑流量14 496 萬m3。這2 條河道的雨洪徑流量應是魯北水庫的主要水源。此外,魯北水庫緊臨小開河引黃輸水渠,必要時還可以從小開河引黃渠道引黃河水充庫[4]。正在建設的南水北調配套工程還可以為無棣縣供水6 000 萬m3。通過科學調度,河道雨洪水、黃河水和南水北調長江水均可為魯北水庫供水。因此,魯北水庫蓄水有可靠的水源保障。
隨著工、農等各業的發展和需水量的大幅度增加,水資源供給不足嚴重制約了企業發展和新農村建設戰略的實施,無棣縣北部的各企業和群眾迫切期盼增加水資源供給。魯北水庫建設是工業企業與群眾期盼的“民心工程”,得到了企業和群眾的積極支持和配合[5]。
魯北水庫的建設對于濱州北帶開發和無棣縣的經濟發展起著至關重要的保障作用,當地各級政府高度重視,已將該工程列入省、市“十四五”期間的重點水利工程項目,水利、財政、自然資源和生態環境等部門已開展了前期工作。政府的重視和支持為魯北水庫的建設提供了多方面的保障。
魯北水庫建設是濱州市委、市政府的重大決策,也是當地社會經濟發展的迫切需求,在水資源供給和施工技術等方面都是可行的,當地企業和群眾期盼該工程盡快實施,以緩解當地水資源的供需矛盾。