作者: 赵悦;许云磊;李召;张承斌
摘要:黄河下游引水灌溉的问题一直是人们关注的焦点,面对泥沙的治理问题,必须有所行动,以利于人的生活。现就相关研究进行简单阐述。
关键词:泥沙;灌溉;防治
黄河下游引黄灌区灌溉事业自50年代初期以来经过40余年的 发展 ,已成为我国最大的连片自流灌区。到90年代初,黄河下游豫、鲁两省共建成万亩以上引黄灌区96处,设计灌溉面积305万hm2,总引水能力3363m3/s。据统计,1958-1990年29年间(1962~1965年停灌),黄河下游引黄灌区共引黄河水2333亿m3,平均年引水80.4亿m3。黄河为举世闻名的多泥沙河流(各月平均含沙量见附表),引水必引沙,据系统 计算 ,29年间共引沙38.65亿t,平均年引沙1.33亿t,约占同期黄河来沙量(花园口站)的11.6%。
黄河泥沙的引进不进加大了灌区运行费用,而且治理不好还会引发灌区土壤沙化、排水河道淤积、土地盐碱化等一系列环境问题,影响灌区的持续发展。泥沙问题是黄河下游引黄灌区存在的主要问题之一。www.133229.cOM
一、泥沙防治利用的主要途径
(一)引水防沙
1、选择合适的取水口位置
黄河下游均为无坝引水。根据水力学原理并结合黄河实际,取水口位置宜选在弯道凹岸,以利用弯道环流创造较好的引水及防沙条件,引水角多在40°~75°之间
2、选择合适的引水时机
一般非汛期含沙量相对较低,而汛期含沙量相对较高。因此,要选择适当的引水时机,避开沙峰引水,在含沙量大时少引水或不引水,而含沙量小时多引水,这样就可以大大减少入渠沙量。
3、防沙工程措施及运用效果
在渠首工程布置已定的情况下,为进一步减少入渠泥沙,特别是相对较粗的底沙进入渠道,根据水流挟沙上小下大的含沙量及粒径垂向分布特点,在许多引水门口设置防沙工程如拦沙潜堰、叠梁闸板、橡胶坝等。据观测,潜堰的防沙效果可达12%,入渠泥沙的粒径也明显减小,叠梁及橡胶坝的防沙效果达20%左右。
(二)渠首集中沉沙
利用沉沙池在渠首是以往引黄灌区处理泥沙的主要措施,其方式包括自流沉沙合扬水沉沙两种。其中自流沉沙又包括一池一用(即一个池建完后再建新池)的自流沉沙合一池多用(沉沙池淤满后通过人工开挖再继续沉沙)的以挖待沉两种形式。截止到1990年底,河南省共规划沉沙池2.74万hm2,已使用84处,总面积0.94万hm2;山东省已用沉沙池面积2.74万hm2。
(三)远距离输沙、分级沉沙
即将渠系泥沙向灌区远处的中下游地区输送,在合适的位置修建沉沙地淤沉泥沙,实行远距离输沙,多级沉沙。由于在渠首集中处理泥沙难度较大,且灌区尚不具备浑水灌溉条件,而灌区中下游又有可供集中沉沙的 自然 条件,故这种方式推广较快,如山东省潘庄灌区在70km的输沙灌渠上修建了3处沉沙地,实行三级沉沙。
(四)渠系输沙减淤
由于下游沿黄地面坡降平缓,引水渠道淤积非常严重。减少淤积的主要技术环节可归纳为四个方面:第一,选用可靠的设计参数,使设计渠道的纵横断面课同时满足输水输沙的要求,在财力许可的情况下尽可能进行衬砌,以提高输水输沙能力;第二,在运行过程中要抓住黄河水位高、含沙量相对较低的有利时机进行调控运用,尽可能利用水流本身的能量减淤;第三,在水流动力无法满足输沙要求时,需采用机械措施辅助输沙。第四,进行人工清淤。
(五)浑水灌溉,输沙入田
80年代以来,随着灌区沉沙条件的变换,部分灌区充分利用地形坡降较大的有利条件,实行浑水灌溉,引黄水沙不经沉沙池直接进入各级渠道和田间,既肥田改土,又减少了渠道淤积,一举两得。目前河南省26处引黄灌区中,有20处采取浑水灌溉方式,山东省也有少数灌区在上游自流区实行浑水灌溉。
(六)泥沙的利用
引黄泥沙的利用主要包括淤改、淤背、加工建材、农民用土等方面。淤改与稻改是利用引黄泥沙改造低洼盐碱荒地的一种方式。到1990年黄河下游共累计淤改土地23.2万hm2,开发稻田面积约12万hm2。另外利用引黄泥沙开发
建筑材料具有范围广、规模小、群众自发的特点,因此受到下游群众的欢迎。