引黃供水新模式：水閘+閘前泵站

【摘要】黃河水資源是我國重要的淡水資源之一，是黃河流域地區工農業生產、居民生活以及生態用水最重要的客水資源，為國家經濟發展和社會進步做出了巨大貢獻。進入20世紀90年代，黃河供水不堪重負，下游斷流日趨嚴重。為提高黃河水農田灌溉保證率，確保人民生活用水需要，建閘前泵站將提水技術與引黃閘工程配合供水，形成新的供水模式，充分發揮有限黃河水資源作用，提高黃河的水資源利用率。

【關鍵詞】引黃供水；引黃工程；泵站；供水模式

1、閘前泵站提水應用于引黃供水的必要性

黃河水資源是我國重要的淡水資源之一，是黃河流域地區工農業生產、居民生活以及生態用水最重要的客水資源。黃河河川徑流僅占全國河川徑流的2%，但其供水范圍已從新中國成立初期主要集中在寧夏、內蒙古河套灌區、陜西關中地區、山西汾河流域，擴大到目前的沿黃九省區和河北省、天津市、青島市等，承擔著本流域和下游引黃灌區占全國15%的耕地面積、12%的人口及50座大中城市、晉陜寧蒙接壤的能源基地、中原油田、勝利油田的供水任務，引黃灌溉面積由1950年的1200萬畝，發展到目前的1.13億畝，為國家經濟發展和社會進步做出了巨大貢獻。

進入20世紀90年代，黃河供水不堪重負，下游斷流日趨嚴重。據統計，1997年，黃河下游利津站全年斷流226d，河道斷流長度704km。1999年3月國務院授權黃委對黃河水資源進行統一管理調度，山東河段至今連續17年不斷流，為世人矚目，基本滿足了沿黃地區工農業生產和城鄉居民生活用水需求。并把黃河水遠距離送到了菏澤南五縣、德州慶云縣、濱州沾化、無棣縣等嚴重缺水地區，解決了群眾的吃水難問題，結束了喝苦咸水的歷史；通過遠距離跨流域調水，圓滿完成了多次引黃濟津、濟青、入衛、濟冀調水任務，有效緩解了天津、河北、青島等地的用水緊張局面。

20世紀50年代中期，濟南市開始引用黃河水，到80年代中期，伴隨著“引黃保泉”構想的出臺，引黃工程建設和引黃供水事業得到快速發展。濟南市水資源存量相對不足，人均水資源占有量290m3，不足全國人均占有量的1/6，大大低于國際公認的人均1000m3的最低警戒線標準。濟南引黃供水其一灌溉受益范圍涉及其6縣（市、區）、28個鄉（鎮、辦事處）、2138個行政村、166.35萬人、農耕面積18.27萬ha，實際灌溉面積16.53萬ha，占濟南總耕地面積的45%，為灌區農業豐產豐收提供了保障，成了轄區內農業賴以發展的基本條件；其二供應濟南居民生活用水及工業用水80%以上，保持了泉水自2003年9月至今連續13年噴涌。尤其是進入21世紀，黃河為保護泉城特色、改善生態環境、提升人民生活水平提供了巨大的資源保障，成為了濟南經濟社會發展的生命之水、重要基礎支撐。

黃河自2002年開始進行調水調沙試行、生產、工作，黃河下游河道主槽過流能力由2002年汛前的1800m3/s提高到目前的4000m3/s，主河槽下切1.5m-3m，行洪能力提高，成效顯著。黃河濟南段供水高峰期絕大部分是在濼口站300m3/s以下進行，2002年調水調沙后，特別是近幾年以來，由于黃河主河槽下切，河槽內同流量級下的水位降低凸顯，引黃閘工程供水條件受到限制，供水要素發生了不利變化，導致了其供水能力降低嚴重。加之灌區輸送水渠道抬高、功能萎縮、配套不齊全等，渠道輸送水能力有較大降低，給保障需用水戶需求帶來了艱難挑戰。

顯而易見，黃河水是國家經濟社會發展不可替代、不可或缺的重要基礎資源，是人民生活的重要基礎保障，是濟南市賴以生存和發展的客水資源。隨著濟南城市規模擴大、農村城鎮化的推進和人民生活水平的提高，水資源短缺、供需水矛盾將更加突出。而黃河主河槽下切效應的持續影響，引黃閘抗洪水安全性提高。若引黃閘工程不存在嚴重安全問題、運用指標無法達到設計標準，黃河擴建、改建引黃閘工程的機遇越來越小，新增建設引黃閘的幾率更小。為提高黃河水農田灌溉保證率，確保人民生活用水需要，在閘前建泵站，泵站提水與引黃閘工程配合供水，形成新的供水模式，是提高黃河供水保障率和農田灌溉保證率的有效工程措施。

2、閘前泵站提水技術在濟南引黃供水中的應用

根據近年來濟南引黃閘供水能力調研，黃河濟南段引黃閘工程供水要素之一——閘前水位，特別是供水高峰期（2-5月份）達不到設計供水條件要求，供水能力持續下降。面對現實，分別于2013年、2014年修建了胡家岸引黃閘閘前泵站、邢家渡引黃閘閘前泵站，次年建成運行，形成了水閘+閘前泵站供水新模式。該模式應用于實踐證明，解決了用水戶現實中的應急用水困難，緩解了用水緊張局勢，促進了當地經濟社會發展，取得了顯著效果。

2.1 胡家岸引黃閘+閘前泵站供水應用

胡家岸引黃閘位于黃河右岸堤65+162處，設計流量20m3/s，設計底板高程20.55m（黃海標高，下同），閘前設計引水位22.34m，設計灌溉面積2.31萬ha，是胡家岸灌區的主要水閘之一。胡家岸灌區位于章丘市北部，涉及高官寨鎮等七個鎮，屬中型灌區。

據2007-2011年濼口站資料統計，供水高峰期1-5月份濼口站流量小于350m3/s的天數占70%，胡家岸引黃閘引水流量不大于4m3/s，僅為設計引水能力的20%，不能滿足灌區農田灌溉需求，影響灌區作物增產增收和經濟發展。2013年9月開工建設胡家岸引黃閘前泵站工程，包括自流閘和泵室兩部分。其主要設計技術指標：自流閘3孔位于中間，孔口尺寸3×3m，底板高程20.30m，設計流量20m3/s；泵室4孔分別位于自流閘兩側各2孔，閘孔尺寸2.6×3m，泵室底板高程18.23m，配置四臺800QZ-125型潛水軸流泵，單泵設計流量1.82m3/s，泵站設計提水能力7.28m3/s，設計揚程3.80m，最低引水位20.48m，相應黃河濼口站流量80m3/s。工程建成后，供水能力由原來的20%左右提高到現在的36%。2014年春灌投入運行以來，有效緩解了用水供需矛盾，灌區用水保證率由原來的40%提高到了現在的85%，基本滿足了灌區灌溉需要，對改善群眾生活水平、促進社會和諧穩定和推動灌區全面發展，起到了重要作用。

2.2邢家渡引黃閘+閘前泵站供水應用

邢家渡灌區是濟南市最大的引黃灌區，擔負著濟陽、商河兩縣90萬畝農田灌溉用水任務。2014年春灌濼口站流量500m3/s邢家渡引黃閘供水不足20m3/s。據2014年1-6月份黃河水情資料統計，濼口站400m3/s以下天數65天占36%。2014年邢家渡引黃閘春灌供水資料顯示，自2月26日開始供水、流量3m3/s、相應濼口站流量440m3/s，到5月7日結束、流量8.70m3/s、相應濼口站流量590m3/s，連續供水71天，供水量7261萬m3。連續71天供水中，濼口站相應流量在300-750m3/s之間，邢家渡供水流量在3-23.4m3/s之間，不大于10m3/s的有19天、占供水天數的27%，不大于20m3/s的有49d、占供水天數的69%，20m3/s以上的有3d、占供水天數的4%，入商河縣境內流量始終在1-9m3/s之間，最終還有0.67萬hd農田未能澆上黃河水，60萬商河縣人民飲水困難。

為徹底解決兩縣人民用水之憂，于2014年9月份開工建設邢家渡引黃閘前泵站。邢家渡引黃閘前泵站設計流量30.00m3/s，泵站等別為Ⅲ等，泵站規模為中型，泵站為3級，設計洪水重現期為30年，校核洪水重現期為100年，設計防洪標準黃河設防水位為36.21m（相應流量11000m3/s）。2015年春灌投入運行以來，基本滿足了6萬hd農田灌溉用水需求，同時也緩解了商河縣60萬居民生活用水困難。

3、水閘+閘前泵站供水模式解決了現實中的突出問題

3.1提高了引黃工程在黃河低水位下的供水保證率

閘前新建提水泵站設計引水位均低于引黃閘設計引水位0.50m以上，甚至數米或低于引黃閘閘底板高程。提水泵站運行，較大程度地彌補了引黃閘低水位下的過水能力，尤其是在黃河供水高峰期、低水位下引黃閘供水能力大大增強，解決了黃河低水位下引黃閘有水引不出來的實際難題，引黃閘工程供水保證率大幅提高，同時也大幅提高了沿黃地區灌溉保證率。

3.2提高了黃河的水資源利用率

為確保黃河不斷流目標，黃河實行水量統一調度，《黃河水量調度條例實施細則（試行）》規定，山東段重要控制斷面預警流量高村站120m3/s、孫口站100m3/s、濼口站80m3/s、利津站30m3/s。黃河供水高峰期調水控制濼口站200m3/s、利津站150m3/s。濼口站200m3/s以下，濟南11座引黃閘供水能力為零，此時建有提水泵站的北店子、楊莊、胡家岸、邢家渡四閘供水能力可達35m3/s以上，占濟南引黃供水能力的16%，充分發揮了有限黃河水資源作用，提高了黃河的水資源利用率，為沿黃地區經濟社會的健康發展提供了水資源保障。

3.3提高了黃河水量調度準確性

黃河自1999年開始實行水量統一調度，實現了黃河上中下游水資源的統一調配，一方面避免黃河下游斷流的發生，另一方面也為黃河下游供水提供了可供水量。黃河枯水期往往是黃河供水的高峰期，水量調度既控制黃河主要斷面預警流量指標，又要為黃河下游供水提供盡可能多的水量，水量調度計劃性、準確性、時效性要求高。黃河水量調度增加了供水高峰期低水位運行時間，供水要素變化無定律，造成引黃閘供水能力變化大、不穩定，可控性差，而閘前泵站供水能力準確、穩定，可控性強，為準確調度黃河水量改善了客觀條件，為充分發揮黃河水資源綜合效益提供了有力支持。

3.4延長了引黃工程使用年限

調水調沙使黃河主河槽下切，引黃閘設計防洪水位安全性相對提高，抗洪水的能力相對增強。若引黃閘工程不存在嚴重安全問題、運用指標無法達到設計標準，其它問題可經出險加固消除或恢復。依據《水閘安全評價導則SL214-2015》和《水利建設項目經濟評價規范SL72-94》規定，引黃閘工程使用年限可延長10——20年。

3.5形成了水閘+閘前泵站供水新模式

引黃閘工程與提水技術相結合供水，實現了二者供水優勢的互補。低水位下利用提水泵站供水，解決了引黃閘有水引不出的難題，緩解了用水戶用水急需，保證了人畜飲水需要；水位高時，利用引黃閘供水，發揮其供水能力大、送水能力強的特點，能較快地將大量的黃河水送到田間、水庫，更有力、有效地解決了用水戶用水需求，除滿足人畜用水需要外，最大限度地滿足農田灌溉需要。

4、結束語

引黃工程與閘前泵站配合供水，達到了緩解沿黃灌區用水高峰期、黃河低水位運行下的用水急需，保證了人畜飲水需要，改善了生態、環境的目的，實現了供水保證率的提高、水資源利用率的提高、工程使用年限延長的可能性，保障糧食增產增收，減少工程建設投資，成效十分凸顯。水閘+閘前泵站供水實踐證明，是適合于黃河可供水量現狀下的一種供水新模式，是實現黃河水資源綜合利用效益最大化的有效途徑。經過黃河人的不斷探索，將進一步優化、利用黃河水資源，實現黃河水資源的更高效利用。

作者簡介：張家春（1963年—），男，高級工程師，從事工程運行管理和水資源利用管理工作。