鄭州市南水北調(diào)退水利用方案探討

董永立,李敏

(1.鄭州市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院，河南 鄭州，450006;2.河南省陸渾水庫管理局，河南 鄭州，450000)

0 引言

為保障總干渠檢修期間快速退水和汛期退水，鄭州市境內(nèi)共分布6座退水閘，分布在干渠與河道交叉建筑物的上下游，便于退水就近排入河道。分別為沂水河退水閘、雙洎河退水閘、十八里河退水閘、賈峪河退水閘、索河退水閘、穿黃退水閘，其中穿黃退水閘退水直接排入黃河，其他退水閘為鄭州市境內(nèi)雙洎河、沂水河、十八里河、賈峪河、索河退水閘進(jìn)行過生態(tài)補(bǔ)水。退水閘均按事故退水設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)流量采用所處渠段設(shè)計(jì)流量的50%。

截止到2020年底，6年來通過退水閘向河道生態(tài)補(bǔ)水3.48億m3，其中雙洎河退水量最多，累計(jì)1.57億m3。

1 退水利用存在的問題

鄭州市境內(nèi)南水北調(diào)穿黃退水閘退水直接排入黃河，不在規(guī)劃范圍內(nèi)。鄭州段5處退水閘中僅有雙洎河退水閘每月進(jìn)行退水，其余4處退水閘退水時(shí)間及退水量具有不確定性。其中，雙洎河退水閘2018年年退水量合計(jì)4 065.01萬m3，月退水量范圍為126.11～777.60萬m3；2019年，合計(jì)退水量為3 928.90萬m3；2020年1-8月合計(jì)退水量為4 745.94萬m3。5處退水閘2018年合計(jì)退水量5 684.24萬m3，2019年合計(jì)退水量7 399.3萬m3，2020年1-8月合計(jì)退水量達(dá)到14 119.78萬m3，退水量最大。

表1 南水北調(diào)中線工程鄭州段退水閘退水量資料表(萬m3)

通過分析南水北調(diào)中線工程鄭州段退水閘近年實(shí)際退水量數(shù)據(jù)資料，主要得到兩點(diǎn)結(jié)論：一是退水時(shí)間不確定，雙洎河退水閘退水屬于指標(biāo)內(nèi)水量，現(xiàn)狀退水流量為2～5 m3/s，實(shí)現(xiàn)連續(xù)放水，其余4處退水閘退水時(shí)間遵循總干渠的總體調(diào)度，主要為每年的汛期6-8月；二是退水量不確定，除雙洎河退水閘退水量保障程度略高以外，其余退水閘退水屬于河道生態(tài)水源不足情況下，河道管理部門向南水北調(diào)中線工程管理單位臨時(shí)申請(qǐng)的改善性或應(yīng)急性生態(tài)補(bǔ)水，實(shí)際退水量受總干渠總體調(diào)度影響，保障程度低。

2 退水利用思路

鑒于南水北調(diào)退水閘具有退水時(shí)間不確定、退水量不確定的雙重特點(diǎn)，借助現(xiàn)有水利工程，對(duì)南水北調(diào)退水進(jìn)行調(diào)蓄，用于河道生態(tài)用水的改善性水源和應(yīng)急補(bǔ)水水源。在保障總干渠檢修期間退水閘能安全快速退水的前提下，南水北調(diào)退水閘生態(tài)補(bǔ)源工程主要從3個(gè)方面規(guī)劃：①用足用好退水閘汛期指標(biāo)外退水，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)水源的最大效益；②根據(jù)城市生態(tài)水系發(fā)展需求，對(duì)重要的生態(tài)景觀河道提供改善性水源和應(yīng)急性水源；③利用現(xiàn)有水庫進(jìn)行調(diào)蓄，充分利用汛期退水量。

3 退水利用方案探討

3.1 沂水河退水閘生態(tài)補(bǔ)源

沂水河退水閘退水可直接排入沂水河下游進(jìn)入唐寨水庫。沂水河退水閘2018年汛期退水227.95萬m3，2019年汛期退水204.83萬m3，唐寨水庫的興利庫容能完全容納退水閘下泄的丹江洪水資源。

滹沱河入雙洎河口位于雙龍壩下游約2 km，從唐寨水庫適宜位置取水，經(jīng)壓力管道輸送至滹沱河上游進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)源是可行的，對(duì)滹沱河進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)源，改善河道水生態(tài)環(huán)境，可提升流經(jīng)居民人居生活環(huán)境。

3.2 雙洎河退水閘生態(tài)補(bǔ)源工程

雙洎河退水閘位于南水北調(diào)中線總干渠雙洎河渡槽上游約60 m的渠道右岸，退水經(jīng)退水渠排入雙洎河。雙洎河日常基流主要包括山區(qū)巖溶裂隙水、煤礦基坑排水、干支流沿線入河中水、南水北調(diào)退水閘退水等，其中，雙洎河退水閘持續(xù)向雙洎河進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，退水流量2～5 m3/s。上游所有來水經(jīng)雙龍壩攔截后進(jìn)行生物化學(xué)處理再向下游排放，處理規(guī)模約5 m3/s。

從雙洎河適宜位置取水，經(jīng)壓力管道輸送至軒轅水庫是可行的，不僅軒轅水庫對(duì)南水北調(diào)退水進(jìn)行調(diào)蓄，對(duì)黃水河進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)源，改善河道水生態(tài)環(huán)境，還可以提升流經(jīng)居民人居生活環(huán)境。

3.3 十八里河退水閘生態(tài)補(bǔ)源工程

十八里河退水閘位于南水北調(diào)中線總干渠十八里河渠道倒虹吸上游約950 m的渠道右岸，退水經(jīng)退水渠排入十八里河。十八里河為七里河上游西側(cè)支流，是鄭州市重要的生態(tài)景觀河道，現(xiàn)狀河道斷面能滿足南水北調(diào)十八里河退水閘最大退水流量的過流要求，但南水北調(diào)退水渠入十八里河為2根60 cm鋼筋混凝土管，無法按最大設(shè)計(jì)流量退水。

拆除南水北調(diào)退水渠入十八里河的鋼筋混凝土管，利用十八里河南四環(huán)下游現(xiàn)狀橡膠壩回水，在水流條件較好位置取水，建設(shè)泵站，沿鄭新快速通道綠化帶向東南鋪設(shè)壓力管線，將南水北調(diào)退水接入現(xiàn)有供水管線是可行的。

3.4 賈峪河退水閘生態(tài)補(bǔ)源工程

賈峪河退水閘位于南水北調(diào)中線總干渠賈峪河河道倒虹吸下游約290 m 的渠道右岸，退水經(jīng)退水渠排入賈魯河。在西流湖北區(qū)右岸適宜位置取水，通過鋪設(shè)壓力管道，沿西流湖右岸往南至南水北調(diào)干渠，沿南水北調(diào)干渠北側(cè)環(huán)翠路至長江路后，沿長江路向東分別向金水河和熊耳河進(jìn)行供水，供水管道線路全長約15.58 km，沿線設(shè)置3處分水口，分別是金水河分水口、熊耳河西支分水口、熊耳河?xùn)|支分水口。

3.5 索河退水閘生態(tài)補(bǔ)源

索河退水閘位于南水北調(diào)中線總干渠索河涵洞渡槽上游約60 m的渠道右岸，退水經(jīng)退水渠排入索河。現(xiàn)狀河道斷面完全能滿足南水北調(diào)索河退水閘最大退水流量的過流要求。索河日常基流主要包括勝利渠補(bǔ)水、其它廠礦企業(yè)廢水及兩岸居民排放污水、鄭州市牛口峪引黃工程向索河供水。索河退水閘退水可直接排入索河，作為索河及下游索須河的改善性及應(yīng)急性補(bǔ)水水源。索須河作為鄭州市重要的生態(tài)景觀河道，河上建有多座攔蓄水建筑物，水面開闊，退水閘汛期退水可通過逐級(jí)攔蓄作為河道生態(tài)景觀。

4 結(jié)語

為保障總干渠檢修期間快速退水和汛期退水，鄭州市境內(nèi)在干渠與河道交叉建筑物的上下游，共設(shè)置有6座退水閘，便于退水就近排入河道。除黃河退水閘外，可在其他5座退水閘附近規(guī)劃生態(tài)補(bǔ)源工程，用于增加鄭州市生態(tài)供水量，改善河道水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)南水北調(diào)退水相機(jī)利用。