菏泽市防汛抗旱水网工程体系建设战略研究
随着经济社会的发展,菏泽市对水供给、水安全、水生态的要求越来越高,解决防洪、供水、生态需求,建设“库河相连、水系连通、多源互补、蓄排兼顾、丰枯调剂”现代防汛抗旱水网工程体系十分必要。
1 菏泽市降雨及水资源情况
根据1954~2012年实测资料,菏泽市多年平均降水量663mm,且年内分配不均,汛期4个月平均降雨量占年均降雨量的71%,11月至次年3月5个月的平均降雨量仅为年均降雨量的11%,一般汛期多洪涝,春冬易干旱。当地多年平均水资源总量20.61亿m3,其中可利用量14.69亿m3。黄河水是菏泽市最重要的客水水源,多年平均引黄量约13亿m3,比当地可用水资源量还要多,对农业灌溉、城市居民用水和工业用水发挥了重要作用。
2 菏泽市防洪和抗旱引黄工程概况
2.1 防洪工程情况
由于地处平原,菏泽市水库一般没有防洪功能,河道发挥主要防洪排涝作用。境内主要有东鱼河、洙赵新河、万福河、太行堤河和黄河故道5个水系,设计除涝流量1811m3/s,防洪流量4077m3/s。现有199条流域面积大于30km2的河道,其中18条流域面积在300km2以上。
2.2 引黄调水工程情况
菏泽市现有9座引黄闸,设计引水能力405m3/s,设计灌溉面积714.59万亩,引黄灌溉及补源面积896万亩,以自流和提水方式进行灌溉,沿黄4县区的绝大部分耕地利用灌区渠道灌溉;沿黄县区的小部分、菏泽市中部和东南部5县区利用灌排两用的河道进行提灌。鄄城县、郓城县引黄闸供水范围目前仅限于本县辖区,市谢寨闸、闫潭闸、牡丹区刘庄闸、东明县老谢寨、高村闸不仅服务于所在县区,还担负着向下游县区送水的重要任务,菏泽北部洙赵新河及其支流洙水河、安兴河,南部东鱼河及其支流东鱼河北支、万福河,以及闫潭送水干线是向下游调水的主要河道。
3 菏泽市防洪工程和引黄调水工程体系存在的主要问题
菏泽市原防洪工程体系和引黄调水工程体系基本健全,基本能够满足低标准防洪抗旱需要。但随着新时期水供给、水安全、水生态保障要求的提高和多年黄河调水调沙的运行,现有工程体系凸显一系列问题,越来越不能满足防洪抗旱工作需要。主要问题如下。
3.1 河道防洪标准偏低
菏泽市防洪除涝和引黄送水工程多建于20世纪六七十年代,工程建设标准普遍较低,少数按5年一遇除涝,20年一遇防洪标准设计,多数河道按3年一遇除涝,10年一遇防洪标准设计,泄洪能力不足,并且多数骨干河道和中小河道堤防缺口、路桥缺口多,不利于高水位运行。
3.2 防洪和抗旱调水工程老化淤积
经过多年运行,一些建筑物老化,有些河道淤积较重,防洪除涝能力大大降低。可灌排两用的东鱼河、东鱼河北支、闫潭送水干线自上次治理已运行10年以上,洙赵新河菏郓楼闸下游、洙水河下游已20年没有治理,影响防洪和调水功能的发挥。
3.3 引黄闸引水能力大幅下降
经过黄河小浪底水库10年的调水调沙,一定程度上缓解了黄河的防汛压力,但河底下降、河势改变,致使同等流量下的黄河水位表现较低,导致各引黄闸引水能力不同程度地下降,个别引黄闸影响严重,在正常流量情况下已难以引水。
3.4 缺乏抗旱蓄水的大中型工程
菏泽市属平原地区,缺少拦蓄地表水的水库,现仅有黄河故道、浮岗水库、南湖水库、电厂水库、雷泽湖、坝头水库、太行堤水库、文亭湖、宝元湖等水库,结合坑塘多年平均可拦蓄地表水仅1.9亿m3;节制闸是河道上重要的拦蓄工程,干支流上共建大中型拦河闸138座,小型节制闸1545座,总蓄水能力仅1.52亿m3。与用水需求相比,蓄水能力严重不足。
3.5 向下游送水的保障能力不足
黄河调水调沙前牡丹区刘庄引黄闸可保障牡丹区、郓城县南部、巨野县北部用水,东明谢寨引黄闸可保障东明北部、牡丹区中南部、巨野县南部、曹县北部、单县北部和定陶县、成武县用水,东明闫潭闸可保障东明县南部、曹县南部、单县南部用水。但因引黄能力下降,特别是在偏干旱年份或黄河来水量偏小的年份,引送水能力更低,向下游送水量严重不足,已远不能满足灌溉需要。
3.6 南北水系互相独立连通不足
1965~1972年菏泽市按照高水高排、低水低排的原则,进行了大规模的水系调整,先后开挖了北部洙赵新河、南部东鱼河等骨干河道及相应的支流,1995年又新开挖了闫潭送水干线,形成了相对独立的抗旱送水和防汛排涝水系。这些灌排体系互相独立,基本上不相连通。2003年赵王河城区段治理后,虽然实现了部分连通,南部东鱼河北支河水可通过城区赵王河调入北部洙赵新河及其支流洙水河,但受菏泽城区连接工程规模限制,调水流量不足10m3/s,不能满足应急需要。
4 防洪抗旱水网体系建设的可行性
以上问题,严重影响了菏泽市防洪保安全、抗旱保供水、调水保生态的现实要求,必须构建安全的防汛抗旱水网工程体系,实现库河相连,水系连通,南北互济,余缺互补,蓄泄兼顾。需要依托现有骨干河道、渠道工程,开辟若干条跨流域连接渠道,连接各独立排水调水体系,形成依托黄河为供水水源,上、中、下游多线串联南北河道,连通洙赵新河和东鱼河南北两大水系,河道与水库点线相连的现代水网工程体系,提高防洪抗旱和生态保障,做到汛期发生超标准洪水时跨流域分洪,使低标准河道满足防汛需要,非汛期各流域间可以调丰济枯,既可提高农田灌溉保证率,又能达到水资源的优化配置。计划通过连接某些引黄渠首工程,送水河道上游、中游、下游4条线路连接南北水系,并配合其他措施,达到跨水系分洪和调水的要求,保障防汛抗旱和生态需要。
菏泽防汛抗旱水网体系建设具备实施的可行性。首先,菏泽市已开展了多年骨干灌排工程建设,建有9座引黄闸,境内河网密布,流域面积大于30km2的河道就有199条;其次,已建成牡丹区西城水库等8座水库,且境内废弃河道较多,还有正在形成的煤矿塌陷区,使菏泽市建设水库具有占耕地少、建库条件好的特点,可建设一批蓄水工程,已具备了建设现代水网的基础条件和天然优势。通过连接工程贯通水系,就能实现南北互通,余缺互补,形成防汛抗旱工程水网体系。
5 实施水网体系建设的具体措施
(1)渠首打通闫潭、谢寨、刘庄引黄干渠,从源头上连通闫潭南送水干线、南部东鱼河、北部洙赵新河水系。闫潭、谢寨、刘庄3座引黄闸设计流量大,其总干渠过水流量均超过30m3/s,因此以闫潭、谢寨、刘庄3个灌区的总干渠为基础,进行疏浚、扩挖、延伸,中间建闸调节,从源头上把菏泽北部的洙赵新河、南部的东鱼河、最南边南干线3个水系互连互通,必要时对3座引黄闸进行联合调度,向下游送水;特别是在某座引黄闸引水困难时,可利用其他两闸送水,能够有效缓解其所辖区域的用水需求。
(2)上游打通七里河,连接东鱼河、东鱼河北支和洙赵新河支流安兴河。七里河源于东鱼河大屯闸之上,是东鱼河北支的主要支流,牡丹区西南部地区的主要排水河流。打通其牡丹区万福段,使其上连东鱼河,贯通东鱼河北支,下连洙赵新河支流安兴河,使河水汇入洙赵新河,可跨区域从上游段将谢寨引黄闸引水送到牡丹区北部、郓城南部和巨野县北部,并兼顾分洪需要。
(3)中游打通赵王河和经四沟,跨城区连通东鱼河北支、洙水河、安兴河、洙赵新河。一是打通赵王河上游南接东鱼河北支,把北支、安兴河、洙水河、洙赵新河连接起来,可跨城区从南向北将东鱼河北支水调到洙赵新河,兼有提高菏泽市城区防洪除涝能力的作用,以满足工农业生产及城乡生态用水的需要。二是打通经四沟连通东鱼河北支、洙水河、赵王河、安兴河、洙赵新河,提高分洪和调水能力。
(4)下游在聊商路北侧连接安济河—丰收河,使洙赵新河跨万福河连接到东鱼河。从聊商路北侧连接安济河、丰收河,再上连溪楼沟、二支河,形成安济河—丰收河调水线路,上接洙赵新河,下接东鱼河,中间跨越万福河及东鱼河北支,可将北部洙赵新河水引入东鱼河。
(5)延伸高村东干渠接刘庄西总干渠,提高菏泽城区生态景观供水保障,建设高村总干渠至洙赵新河泄水闸,提高洙赵新河送水保障。受调水调沙影响,可为菏泽城区供水的刘庄闸和谢寨闸引水能力大幅下降,且已远离黄河主流,城区紧急用水时难以保障;洙赵新河现在只能利用刘庄闸向下游郓城、巨野县送水。而高村闸紧靠黄河主流,引水条件相对较好,一般能够引水4~10m3/s。东干渠东端距刘庄西总干渠仅1.2km,向东延伸,连接至刘庄西总干渠,可作为菏泽城区生态环境供水的一条备用线路。高村总干渠利用渡槽跨洙赵新河,可在渡槽前建泄水闸,将总干渠引水送往洙赵新河,增加一条向洙赵新河输水通道,提高该河向下游送水的保障能力。
(6)建设一批河道型水库。在骨干河道上支流汇入点的下游建设洙赵新河丁庄水库等7座河道型水库,可拦蓄雨洪3000多万立方米。
(7)配套实施引黄渠首工程更新改造。受黄河调水调沙影响,有些闸引水能力大幅下降,为提高引水量,增加其保障能力,需在引黄渠首建设船载提水泵站,提高供水保障能力;并对送水渠进行衬砌治理,改造输沙渠建筑物,以提高灌区渠首的引水、输水能力,有效缩短黄河水的引水时间,减少渗漏损失,提高供水保证率,扩大灌区的灌溉面积。针对市闫潭闸引水能力低的问题,需抓紧启用1995年建设的闸底板高程较低的6孔新防沙闸,清淤闸前、闸后引水渠,维修启闭机和闸门等,投入使用。
(8)实施河道和调水线路治理,提高输水能力。对纳入上级计划的洙赵新河按照50年一遇的防洪标准进行治理,提高防汛和调水能力,对其他淤积河道和调水干线开展清淤治理,提高防洪和送水能力。
(9)减少黄河调水调沙运用,保持引黄闸引水能力。黄委对黄河下游保持当前的冲淤平衡即可,不能过度进行调水调沙,否则,会造成河底大幅下降,使下游引黄闸全部失去引水能力,会对当地的群众生活和工农业生产造成不可估量的损失。
(10)市级统管水系连通工程,保障工程运行和用水调度。东鱼河等骨干调水工程本来就属市水利部门管理,在工程治理和统一调度上都由市级统管。渠首、上游、中游、下游连通工程也应交由市水利部门统一管理,可指定位置最近、管理最方便的市属工程管理单位进行具体管理,由市级统一调度运行,统一清淤治理,便于畅通快捷地引黄调水,确保最大限度发挥工程效益。