淺談洹河蓄水工程對(duì)安陽(yáng)市水資源的影響

楊 霞 朱素芬 牛廣偉

(安陽(yáng)市河道管理處，河南安陽(yáng) 455000)

1 安陽(yáng)市水文地質(zhì)概況

安陽(yáng)市是河南省最北部的城市，位于豫、晉、冀三省交匯處。市區(qū)位于市域的北中部，地勢(shì)平坦，總體上從西北向東南略為傾斜，海拔在60～100m之間。市區(qū)區(qū)域內(nèi)為華北沉積型地層區(qū)，西部為太行山地層分區(qū)(洹河上游)，基層出漏完好，東部為山前平原地層區(qū)，廣泛為第四系覆蓋，市區(qū)以西第四系覆蓋層較薄，一般僅幾米，而東部則較厚。

安陽(yáng)市地處半濕潤(rùn)溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)?？傮w氣候特點(diǎn)是春旱少雨，回暖快;夏季炎熱多雨，且雨量集中;秋季雨量適中;冬季寒冷少雨雪。多年平均年降水量600mm，年內(nèi)分布極不均勻，汛期6—9月降雨量占全年的70% ～90%，年際變化大，年最大與年最小相差2～4倍，而且有連續(xù)干旱和連續(xù)豐水的特點(diǎn)。全市多年平均水資源總量為16.4億m3，其中可利用水資源總量為11.9億m3。全市人均水資源占有量為322m3，約為全國(guó)人均水資源量的1/7，為世界平均水平的1/24，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的人均1000m3的水資源重度缺水標(biāo)準(zhǔn)，屬于典型的資源型缺水城市。

安陽(yáng)屬海河流域，境內(nèi)河流主要有洹河、淇河、湯河等，構(gòu)成生態(tài)走廊，支脈蔓延全境。過境河流有漳河、衛(wèi)河。人工渠道主要有紅旗渠、躍進(jìn)渠、漳南渠和萬(wàn)金渠。山泉在西部山丘區(qū)分布較廣，主要泉域有南海泉和珍珠泉。

洹河是流經(jīng)安陽(yáng)市的一條重要河流，全長(zhǎng)164km，流域面積1920km2，是安陽(yáng)市的母親河。安陽(yáng)市位于洹河沖積扇的富水地段和太行山脈與華北平原的交接地帶，地下水資源較為豐富。西部林州市山區(qū)為受水泄水區(qū)，接收大氣降水并轉(zhuǎn)補(bǔ)地下，地面河谷徑流稀少，為缺水地區(qū)。山區(qū)以東、南水北調(diào)總干渠以西的中部丘陵地帶，除受大氣降水外，另有地下水出漏補(bǔ)給地表水，轄區(qū)主要泉域南海泉和珍珠泉均位于該區(qū)域內(nèi)。市區(qū)以下為東部平原區(qū)，地勢(shì)低平，地下水位較高，水量充沛，地表水入滲補(bǔ)給地下水，為富水地區(qū)。

2 安陽(yáng)市水資源現(xiàn)狀

安陽(yáng)市是中國(guó)七大古都之一，是河南省主要工業(yè)基地之一和重要的中心城市。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、城市化水平的提高、城市規(guī)模的擴(kuò)大，水資源短缺更加嚴(yán)重。

安陽(yáng)市多年平均水資源量16.4億m3，屬資源型缺水城市，人均水資源占有量低，屬極度缺水城市，生態(tài)用水和社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水競(jìng)爭(zhēng)激烈?，F(xiàn)有水利工程配套不完善，工程老化失修損壞嚴(yán)重，以地下水資源利用為主，當(dāng)?shù)氐乇硭涂退Y源不能得到充分利用。目前安陽(yáng)市水資源開發(fā)利用程度已達(dá)到118%，其中地下水開發(fā)利用程度為117%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界公認(rèn)的警戒線。全市地下水年均超采量為4.27億m3，年均超采率為39%，地下水超采區(qū)面積4307km2，占總面積的58%。特別是內(nèi)黃縣超采80%，引發(fā)了地下水位區(qū)域性大幅度下降，漏斗面積不斷擴(kuò)大，目前市區(qū)地下水埋深達(dá)到30～40m。安陽(yáng)市東部平原區(qū)地下水降落漏斗已經(jīng)連接成為一個(gè)區(qū)域性的復(fù)合型大漏斗。水資源供需矛盾日見尖銳。

洹河市區(qū)段上游的彰武水庫(kù)多年平均徑流量為2.45億m3，多年平均棄水量為7800萬(wàn)m3，使水庫(kù)有水難蓄，致使大量的水資源通過水庫(kù)下泄到下游，造成水資源的極大浪費(fèi)。

3 洹河現(xiàn)狀蓄水工程情況

針對(duì)以上狀況，安陽(yáng)市自1991年開始對(duì)洹河河道進(jìn)行治理，經(jīng)過近10年的治理，在市區(qū)自上而下建有殷都橡膠壩、東風(fēng)橡膠壩和于曹橡膠壩，并對(duì)市區(qū)段河道分別采用漿砌石、預(yù)制混凝土塊、混凝土網(wǎng)格草皮護(hù)坡進(jìn)行治理，治理長(zhǎng)度10.35km。相繼建成的殷都、東風(fēng)和于曹三級(jí)梯級(jí)橡膠壩，形成長(zhǎng)12.6km、蓄水面積1370畝、蓄水量270萬(wàn)m3的水面景觀帶，補(bǔ)充了地下水源，改善了環(huán)境，給全市人民提供了一個(gè)休閑娛樂的好場(chǎng)所。

殷都橡膠壩建于1996年，位于京廣鐵路橋上游420m處，擋水高度4m，蓄水位70.58m，回水長(zhǎng)度5km，至殷墟西北回水深達(dá)2.27m，蓄水面積500畝，蓄水量100萬(wàn)m3。殷都橡膠壩左側(cè)建有長(zhǎng)17.4m、寬6m的船閘，可供小型游船通過。但因壩袋老化、船閘閘門銹蝕、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)系統(tǒng)失靈等問題，不能正常運(yùn)行。

東風(fēng)橡膠壩建于1992年，位于東風(fēng)橋下游100m處，擋水高度3.5m，蓄水位68.02m，回水至殷都橡膠壩，長(zhǎng)度3.52km，尾水深1.44m，蓄水面積350畝，蓄水量60萬(wàn)m3。

于曹橡膠壩建于2002年，位于京港澳高速橋下游300m，擋水高度4.8m，蓄水位66.64m，回水至東風(fēng)橡膠壩，長(zhǎng)度4.5km，回水深度2.37m，蓄水面積520畝，蓄水量110萬(wàn)m3。

于曹閘工程2011年開工建設(shè)，2013年9月下閘試運(yùn)行。于曹閘工程位于京港澳高速公路橋下游約180m處。擋水高度7.9m，設(shè)計(jì)蓄水位69.74m，蓄水面積1610畝，蓄水量440萬(wàn)m3。

洹河蓄水工程情況見表1。

表1 洹河蓄水工程情況

4 洹河現(xiàn)狀蓄水工程對(duì)安陽(yáng)市水資源的影響分析

市區(qū)段河道雖經(jīng)治理，但現(xiàn)狀仍存在很多問題:?過去在治理河道時(shí)，注重解決防洪問題，采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土、混凝土、漿砌石等材料構(gòu)筑防護(hù)墻，部分河道存在“硬化、白化、渠化”現(xiàn)象;未考慮河道生態(tài)治理，在治理中不僅阻斷了水—土之間物質(zhì)循環(huán)和交換通道，降低了河流生境的多樣性，使河岸生態(tài)系統(tǒng)的基本功能遭到破壞，更重要的是造成入滲補(bǔ)源條件差，水質(zhì)自凈能力差，使水質(zhì)惡化;?在河道治理時(shí)缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，致使蓄水位較低，蓄水量少;?蓄水建筑物年久老化，殷都?jí)巍|風(fēng)壩不能正常運(yùn)行。針對(duì)上述問題，洹河水位抬升工程通過在洹河上建設(shè)攔蓄工程來(lái)實(shí)現(xiàn)。于曹閘工程實(shí)施后，可以取代東風(fēng)、于曹橡膠壩，與殷都橡膠壩聯(lián)合運(yùn)用，利用雨洪及彰武水庫(kù)棄水，補(bǔ)充地下水，并替代部分地下水開采?？尚纬伤婷娣e1610畝，蓄水量440萬(wàn)m3，可滿足洹河兩岸綠地澆灌用水及杏花村熱電廠生產(chǎn)用水，有利于改善生態(tài)環(huán)境和提高城市河道景觀水平，社會(huì)效益、環(huán)境及生態(tài)效益非常顯著。安陽(yáng)市市區(qū)近8年來(lái)地下水動(dòng)態(tài)變化情況見表2。

表2 安陽(yáng)市近8年來(lái)地下水動(dòng)態(tài)變化情況

由表2可知，殷都、東風(fēng)、于曹三座梯級(jí)橡膠壩的建成運(yùn)行，對(duì)安陽(yáng)市水資源有一定的影響，2006—2012年市區(qū)地下水位埋深逐漸提升，地下水位形成漏斗面積逐漸縮小。2011年11月—2013年9月為于曹閘工程實(shí)施階段，為保證于曹閘工程的順利實(shí)施，殷都、東風(fēng)橡膠壩均為塌壩運(yùn)行狀態(tài)，未進(jìn)行蓄水，致使2013年安陽(yáng)市市區(qū)內(nèi)地下水水位埋深又開始下降，地下水位形成漏斗面積有所增加。這充分說明洹河蓄水量對(duì)安陽(yáng)市水資源有重要影響，因此在洹河上修建、改建蓄水工程是非常有必要的。目前已建成的于曹閘工程與上游殷都橡膠壩工程聯(lián)合運(yùn)行的結(jié)果表明:洹河市區(qū)段蓄水，可以有效補(bǔ)充地下水，保持水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，并能為安陽(yáng)市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可靠的水源。經(jīng)初步推算，每年可增加入滲補(bǔ)給量3500萬(wàn)m3，可以抑制安陽(yáng)市目前淺層地下水漏斗的發(fā)展。

5 針對(duì)安陽(yáng)市水資源現(xiàn)狀下一步需采取的蓄水工程措施

為了減少地下水開采量，必須利用地表水資源，并對(duì)現(xiàn)有的地下水資源進(jìn)行保護(hù)，按照安陽(yáng)市水資源保護(hù)規(guī)劃，利用洹河流經(jīng)市區(qū)這一自然條件，在河道內(nèi)攔蓄水量，采用現(xiàn)代生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)對(duì)兩岸護(hù)坡進(jìn)行改造，可以促進(jìn)地表水和地下水的交換，滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位，增加入滲面，通過側(cè)向滲透、河底垂直入滲補(bǔ)充淺層地下水源，作為安陽(yáng)市區(qū)保護(hù)水資源的重要措施。

5.1 殷都橡膠壩維修加固工程

殷都橡膠壩由于壩袋老化、滲漏等原因，造成不能按設(shè)計(jì)正常運(yùn)行，蓄水位下降，入滲面積減少，回補(bǔ)地下水效果降低。為保證蓄水位和蓄水量，殷都橡膠壩須與于曹閘聯(lián)合運(yùn)行，故需對(duì)殷都橡膠壩進(jìn)行維修加固。

5.2 洹河兩岸護(hù)坡改造

于曹閘工程建成蓄水后，水位抬升，上游原有護(hù)坡不能滿足現(xiàn)狀蓄水要求，需對(duì)上游兩岸護(hù)坡進(jìn)行改造。在護(hù)坡改造工程中，建議采用現(xiàn)代生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)，以促進(jìn)地表水和地下水的交換，滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位，恢復(fù)河中動(dòng)植物的生長(zhǎng)，增加水生動(dòng)物生存空間，并利用動(dòng)植物自身的功能凈化水體，保護(hù)堤防，改善生態(tài)環(huán)境，提高入滲效果，增加入滲量，促進(jìn)地下水位回升。

洹河蓄水工程是在不影響河道行洪的基礎(chǔ)上，通過殷都橡膠壩維修加固工程、于曹閘工程和洹河兩岸護(hù)坡改造工程，采取現(xiàn)代生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，增加入滲量，促進(jìn)地下水位回升。在河道內(nèi)攔蓄水量，可有效利用雨洪資源，通過側(cè)滲補(bǔ)充地下水源，抑制安陽(yáng)淺層地下水漏斗的發(fā)展，保持水資源的可持續(xù)開發(fā)利用。

6 工程效益

殷都橡膠壩、于曹閘、洹河兩岸岸坡改造工程建成后，通過閘、壩聯(lián)合運(yùn)用，形成2110畝水面面積，攔蓄水量540萬(wàn)m3，可以有效補(bǔ)充地下水，每年增加入滲補(bǔ)給量3500萬(wàn)m3，減少地下水開采量，抑制安陽(yáng)市目前淺層地下水漏斗的發(fā)展，促進(jìn)安陽(yáng)市水資源的可持續(xù)利用。

同時(shí)河道整治后，保證了城市50年一遇防洪能力，綠化的堤坡、凈化的空氣，為發(fā)展經(jīng)濟(jì)和美化人民生活環(huán)境創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。殷都橡膠壩與于曹閘聯(lián)合運(yùn)用使航線最大距離可達(dá)15km，可以開展河道通航旅游項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)15km的人工長(zhǎng)湖碧波蕩漾，宛如一條玉帶橫穿安陽(yáng)市區(qū)，為安陽(yáng)市人民提供了消夏避暑的絕佳場(chǎng)所。

洹河蓄水工程是典型的工程水利與資源水利的有機(jī)結(jié)合，對(duì)改善安陽(yáng)市供水條件、促進(jìn)水資源高度優(yōu)化、優(yōu)化水環(huán)境、滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的要求、適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！?/p>