河南省某引黃調蓄工程建設必要性及規模論證分析

王兵 李丹

河南省某引黃調蓄工程建設必要性及規模論證分析

王兵 李丹

（河南省水利勘測設計研究有限公司，河南 鄭州 450016）

針對河南省臺前縣孫口灌區引黃灌溉存在的問題，從社會經濟發展需求、灌溉需求及城區建設需求等方面提出引黃調蓄工程建設的必要性；根據基礎資料，在初選死水位、正常蓄水位的基礎上，經灌區水量平衡，進行典型年興利調節計算，確定工程規模。

引黃調蓄工程；水量平衡；興利調節；河南省

臺前縣位于豫東北平原，河南、山東兩省交界處，黃河、金堤河匯流的三角地帶，屬于黃河沖積平原的一部分，地勢較為平坦。臺前縣屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，多年平均降水量為537.5mm，冬春季及初夏降水少，易形成干旱，夏季降水量較大，占全年降水量的74%。

臺前縣孫口灌區設計灌溉面積6 840 hm2，有效灌溉面積3 840hm2，引黃閘為影堂閘。本次臺前縣引黃調蓄工程位于孫口灌區范圍內，主要解決孫口灌區3 000 hm2耕地用水需求［1］。

1 引黃調蓄工程建設的必要性

1.1 地區農業生產與經濟發展的需要

臺前縣作為農業縣，建成小康社會，必須依靠農業生產的穩步發展，增強農業抗旱能力，保證糧食生產安全和“三農”穩定發展。發展農業生產離不開灌區的適時供水和灌區內的工程安全運行，因此，完善灌區灌溉工程，提高其建設質量，才能提高農業抵御自然災害的能力，減少旱、澇等災害的發生，使灌區群眾生產、生活再上新臺階［2］。

1.2 灌區灌溉需求

1.2.1 水源工程引水困難。影堂引黃閘為1孔2.5m×2.7m引水閘，可引黃水量根據“閘前黃河水位過程及閘前黃河水位～可引流量”的關系確定，其中，閘前黃河水位依據“閘前黃河流量經閘前黃河水位～流量”的關系計算，經計算，規劃水平年2020年。

根據50%典型年可引水量計算，隨著河槽下切，規劃年影堂閘可引水量僅7月下旬、8月上旬、中旬達到設計引水流量，其他旬可引流量僅相當于設計引水流量10m3/s的30%～70%左右。

1.2.2 引水過程與灌溉用水過程不匹配。黃河徑流年際變化大，年內分配不均，枯水期黃河可分配水量較少。黃河小浪底水庫建成后，每年的6月下旬到7月中旬為黃河的調水調沙期，水庫下游黃河水含沙量非常大，為減少灌溉渠道淤積且滿足灌溉用水水質要求不宜引水。而在此期間，灌區農作物的需水量又很大，由于無調蓄工程，農作物很難得到有效灌溉。

根據可引水過程與灌溉用水過程對比分析，即使節水改造完成后，灌溉期間7月上旬、11月上旬可引水量仍不能滿足灌溉需求，而非灌溉期可引水量相對充足，用水過程與引水過程不匹配。

1.3 新城區建設的需要

臺前引黃灌溉調蓄工程的建設不但滿足了下游3 000hm2農田的灌溉需求，同時結合新城區規劃建設，形成臺前河道、湖泊、渠系等水系，為建設“海綿”城市提供了有利條件。工程的建設同時可以改善區域水環境，提高新城品味，為臺前創造了良好的投資、發展環境，從而為臺前社會經濟發展、社會安定團結、人民安居樂業提供有力保障。

2 調蓄工程規模的確定

2.1 灌區用水過程及水平衡分析

規劃年2020年根據大小牲畜養殖數量及凈需水量定額［3］，牲畜養殖業年凈需水量22.9萬m2；根據作物種植比例及保證率50%綜合凈灌溉定額160.5m3/667m2，設計灌溉面積3 000hm2凈需水量722.3萬m3。

灌區內統一考慮生活、牲畜、農業灌溉等用水要求，灌區內深層地下水主要用于灌區內人畜飲用水，淺層地下水用于灌溉用水，灌溉不足部分由水庫補給。規劃年補水灌區范圍內共有機電井635座，其中人畜生活地下水凈供水量116.2萬m3，灌溉凈供水量306萬m3。

2.2 特征水位選擇

2.2.1 死水位。調蓄工程建成后，需留有一定的淤積庫容。經計算，沉沙后，入池泥沙含量為0.756kg/m3。運行30年淤積量為16.92萬t，按泥沙容重1.3t/m3，淤積量13.01萬m3。

根據本調蓄池生態及景觀需求，供水完成后水面面積保持正常蓄水位相應面積的85%左右較適宜，且水深不宜低于1.5m。根據“水位～面積”的關系，當庫水位為37.5m時，水面面積為73.3萬m2，相當于正常蓄水位相應面積86.3萬m2的84.9%，調蓄池水深達到1.5m。

經綜合考慮，死水位采用37.5m，相應庫容106.1萬m3。

2.2.2 正常蓄水位。根據調蓄池周邊現狀地形及地面高程，從興利、安全及景觀等方面初步選定正常蓄水位。

2.2.2.1 滿足興利要求。調蓄池規劃補水灌溉面積3 000hm2，旬最大灌溉毛需水量為280.4萬m3，考慮當地地下水灌溉，旬最大補水量203.9萬m3，因此，調蓄池興利庫容不宜小于203.9萬m3。通過計算可知，調蓄池正常蓄水位至少應達到40.2m，相應庫容為316.7萬m3，興利庫容為210.6萬m3。

2.2.2.2 與周邊環境、規劃高程相協調。本調蓄池為平原水庫，正常蓄水位的選擇應以地面高程為基礎，原則上庫區四周不宜筑高壩。東側地面高程為41.8～42.10m，西側地面高程為41.3～41.8m，南部地面高程為42.3～42.5m，北部高程為41.4～41.9m。

從調蓄池安全性及減少浸沒影響方面考慮，應以東部地勢較低的地面高程控制正常蓄水位。從城市水系親水性、景觀布置需要出發，考慮水面距地面高差在0.5～1.5m左右為宜。

若正常蓄水位為40.5m，低于南部地面高程1.8～2.0m，水位差大于1.5m，不符合城市水系親水性和景觀布置的要求；若正常蓄水位取41.0m，低于東側地面0.8～1.1m，低于南部地面高程1.3～1.5m，水位差基本小于1.5m，符合城市水系親水性和景觀布置的要求。

2.2.2.3 減少對庫區周邊的影響。若正常蓄水位較高，長期勢必會對沿岸農田及建筑物產生浸沒影響［4］。根據調蓄池周邊地面高程，正常蓄水位不宜高于41.0m，若提高正常蓄水位，對周邊影響較大，防護工程費用也將大大增加。

2.3 工程規模

根據初選的特征水位，經水量平衡計算，死水位37.5m，正常蓄水位41.0m，相應庫容384.4萬m3。最大旬毛引水量282.54萬m3，引水時間按10d計，設計引水流量3.50m3/s。

3 結語

①針對臺前縣引黃灌區引水困難，引水過程與需求過程不匹配等問題，提出修建引黃調蓄工程，變“隨用隨引”為“引蓄結合”的引黃模式，對解決引黃灌區農業灌溉問題是十分必要的。

②調蓄工程的規模應綜合考慮灌區需水過程、庫區地形、地質條件、周邊環境等因素確定。

③不同灌區引黃灌溉存在的問題不盡相同，應從實際出發確定其位置、規模及相應配套工程，以更好地實現其功能。

［1］詹道江，葉守澤.工程水文學［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［2］馬金龍.龍頭橋水庫防洪與興利研究［J］.黑龍江水利科技，2013（41）：5-8．

［3］劉福林.白石水庫興利調節多方案優化分析［J］.東北水利水電，2012（4）：27-32．

［4］河南省水利廳.DB41/T958-2014，用水定額：河南省地方標準［S］.鄭州：黃河水利出版社，2014.

Analysis on the Necessity and Scale Demonstration of the Construction of the Yellow River Diversion Project in Taiqian County,Henan Province

Wang Bing Li Dan
（Henan Water Conservancy Survey and Design Research Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450016）

Aiming at the Problems of irrigation in Yellow River Diversion in Sunkou Irrigation District,Taiqian County,Henan Province,this paper has put forward the necessity of the construction of the Yellow River Diversion Project from the aspects of social and economic development demand,irrigation demand and urban construction demand.Then according to the basic data,and on the basis of the primary dead water level and the normal water level,we have determined the scale of the project after irrigation area water balance and the typical annual profiting regulation calculation.

yellow River Ddiversion Storage Project；water balance；profiting regulation；Henan province

TV67

A

103-5168（2017）09-0085-02

2017-08-02

王兵（1983-），男，碩士，工程師，研究方向：水文、水資源及工程規劃。