河南省引黄灌区渠道淤积的成因及清淤途径

河南省引黄灌区渠道淤积的成因及清淤途径

冯宗                           

河南省农田水利水土保持技术推广站

 

摘要  河南省引黄灌区面积占河南省灌区面积的1/2多,是河南省粮、棉、油主产区。由于黄河水的特点,引黄和引沙并存,渠道淤积和清淤,一直是个问题。本文提出了淤积和清淤的问题,并找出了相应的解决对策,不失为一种办法。

关键词:引黄灌区  淤积  清淤

一、基本情况

河南黄河流域面积3.62KM2,占全省总面积的21.7%。黄河从三门峡市灵宝进入河南,经洛阳、济源、焦作、郑州、新乡、开封,至濮阳市台前县流入山东。目前建成大中型引黄灌区26处,渠道设计引水能力1212立方米/秒,设计灌溉面积2121万亩,有效灌溉面积1238万亩。涉及郑州等13个市、45个县(市、区),国土面积3.8万平方公里,人口3342万人,是河南粮、棉、油的主产区

     二、引黄灌区淤积和清淤现状

(一)淤积情况

小浪底水库建成运行后,拦截了大量泥沙,使得非汛期灌溉引水含沙量减少。据《2012年黄河泥沙公报》资料显示,2012年人民胜利渠、三义寨、渠村引黄口处年均含沙量分别为3.56kg/m34.35kg/m34.96kg/m31998年相应引黄口处年均含沙量分别为6.74kg/m38.43kg/m39.00kg/m3相比,含沙量分别下降了47.18%、48.40%、44.89%。在一定程度上减少了灌区渠道的淤积,但没有从根本上解决引黄灌区的淤积问题。据实地调查分析,随着我省引黄水量逐年的增加,我省引黄灌区淤积情况呈现以下几个新的问题:

1、灌区年淤积总量先降后升。据有关资料显示,黄河小浪底水库投入运行以来,我省引黄灌区淤积量呈现下降趋势,但随着年引水量的增大,淤积总量又呈现上升趋势。如:我省1998年引黄水量为19.95亿立方米,引黄灌区年淤积量为1121万立方米,2005年我省引黄水量为17.66亿立方米,引黄灌区年淤积量为682万立方米,2013年我省引黄水量为33.63亿立方米,引黄灌区年淤积量为805万立方米。

    2、渠道淤积加重。目前,我省引黄灌区引水运行状态已由“大流量、高流速、短时间”转变为“小流量、低流速、长时间”,造成引水渠、干渠、支渠淤积加重,引沙入田能力显著下降。据调查分析,2013年我省引黄灌区引水渠、干渠、支渠淤积量分别占总淤积量10%、38%、25%,而1998年我省引黄灌区引水渠、干渠、支渠淤积量分别占总淤积量的5%、28%、20%,2013年比1998年分别提高5%、10%、5%。

3、调水调沙期间大量引水,加大了引水渠、干、支渠淤积量。小浪底水库1999年10月下闸蓄水后,于2002年起先后进行了15次调水调沙,时间一般为6月下旬至7月上旬,一般历时20天左右,流量一般在2600m3/s至4600m3/s之间,黄河水平均含沙量达到10kg/m3以上,特别是调沙期间黄河水含沙量甚至达到80kg/m3,时值我省引黄灌区稻区插秧和旱作物保苗用水的高峰期,为保证当地农业生产,灌区必须大量引水。据统计,全省引黄灌区在此期间引水量约占总水量的20%,加剧了渠道的淤积。

 4、引黄灌区自上而下淤积逐渐减轻。据调查,目前,我省引黄灌区淤积状况自上而下一般呈倒金字塔状分布。离引水口门约50-70公里以上渠道淤积较为严重,以下渠道淤积较轻,引黄补源区一般不存在黄河泥沙淤积现象。

(二)产生淤积的原因分析

1、灌区建设标准低,大部分引黄灌区没有沉沙池。我省引黄灌区大部分建于20世纪60年代,受项目建设资金限制,灌区配套率低,有效灌溉面积仅占设计面积的58.4%,且已建灌区工程超期服役,老化损坏严重,特别是我省26处大中型引黄灌区仅渠村、三义寨、石头庄、大功4处灌区建有沉沙池,致使大部分灌区引黄泥沙无法集中处理,输水干渠变相成为沉沙淤积区。

2、引水流态变化,正常引水流量与设计流量相差巨大据调查统计,小浪底水库投入运行后,主河槽逐年下切,平均下切2~3.1m,造成黄河水位下降,黄河同流量引水口门水位下降,改变了引黄灌区原设计引流的边界条件,使引水长期处于“小流量、低流速、长时间”的状态。挟沙能力大大降低,致使引水渠、干渠和支渠不仅承担输水任务,而且又变相承担沉沙池的功能,这是造成现阶段引黄灌区引水渠、干渠、支渠淤积的主要原因。黄河除调水调沙期外,黄河流量一般在300~500m3/s,以人民胜利渠为例,黄河流量500m3/s时,1998年可按照设计80m3/s进行引水,总干渠流速为1.4m/s;2005年引水流量已降为22m3/s,流速为0.88m/s;2013年引水流量仅为1.5m3/s,流速为0.32m/s。当渠首引水含沙量为6kg/m3时,总干渠设计不淤流速分别为0.98m/s,此时对应流量为29m3/s。

3、干、支渠道衬砌率低。灌区节水改造项目的实施,衬砌渠道不仅在防渗和抗冲性方面较土渠优越,而且糙率降低,流速增大,提高了渠道的挟沙能力,能够有效的减少渠道淤积量,据实测资料统计,在同一断面,同一比降下,衬砌渠道较土渠流速可增大15~30%,渠道输沙能力提高约22%。虽然我省26处大中型引黄灌区实施了续建配套与节水改造项目,截止目前26处大型灌区累计下达总投资11.11亿元,累计衬砌渠道4390km,但仅占全省引黄灌区干支渠道总长的41.7%。这也是目前我省引黄灌区骨干渠道淤积严重的一个原因。

(三)引黄灌区清淤现状

2011~2013年对全省26个大中型引黄灌区淤积情况进行了调查统计,平均每年淤积量约830万m3,实际清淤约600万m3,投入约6000万元。

税费改革后,为保证农民群众灌溉用水,沿黄各级政府、灌区管理单位,克服困难、千方百计筹集资金或发动群众“一事一议”,对渠道进行清淤,但受资金所限,只能对淤积严重的局部、卡脖子渠段进行清淤,一定程度上维持了灌区的低水平运转。

1、资金来源

1)省级抗旱应急资金。2011年我省遭受严重的冬春连旱,为保证全省粮食稳产增产,省政府紧急启动抗旱应急工程建设,安排专项资金1.86亿元,对全省引黄灌区进行了大规模清淤、疏浚和险工处理,不仅解决了当年泥沙淤积问题,而且也解决了部分历年遗留问题,效果显著。

2)市、县财政资金。一是市县财政以“以奖代补”的方式出资。开封市近年来利用开展冬春农田水利基本建设,对灌区骨干工程和田间工程进行清淤,市财政每年拿出600万元专项资金,采取“以奖代补”的方式,对引黄骨干渠道进行清淤。原阳县堤南灌区、韩董庄灌区、祥符朱灌区按照2013年水利振兴三年规划实现引黄全覆盖指导思想,每年拿出资金对支斗渠工程清淤,按照实际发生费用的50%进行奖补,每年县财政投入约300万元。二是市县财政全额出资。如濮阳市市财政每年出资600~700万元,对渠村灌区引水渠、干渠进行清淤。

3)末级渠系清淤采取农民用水合作组织“一事一议”方式开展。一是群众集资,由当地政府组织机械清淤,如祥符朱灌区、韩董庄灌区、堤南灌区、渠村灌区;二是以劳折资,组织群众出工直接清淤,如彭楼灌区等。

2、组织形式

1)灌区管理单位组织骨干工程清淤。省管灌区(人民胜利渠、武嘉灌区、赵口灌区省管部分)主要负责骨干工程(包括引水渠、总干渠、干渠)的清淤。

2)市、县政府组织骨干工程清淤。如祥符朱、柳园口、韩董庄、封丘大功、渠村、开封赵口和三义寨等灌区,由灌区所在市、县水利局负责境内灌区骨干工程(包括引水渠、总干渠、干渠)的清淤和管理。

3)田间工程清淤由乡镇政府或基层水利服务组织承担。

3、清淤方法

1)灌区管理单位负责。采用购置清淤机械(水陆两栖挖掘机、泥浆泵、抽沙船等),自行购置油料,清淤费用主要包括油料和机械工人工资、日常维护费用,费用较低,便于随时疏挖卡脖子段工程,管理较灵活,清淤成本低。如人民、武嘉、韩董庄、祥符朱等灌区。

2)专业施工队伍清淤。新乡大功灌区2012、2013年利用市级抗旱经费,采取政府采购方式,在新乡市公共资源交易中心进行招标确定中标单位,由中标的专业施工公司实施。这种方式参考水利工程基建程序(招标投标制、合同管理制等),适合于沉沙池、引水渠等方量较大的土方清淤。

3)田间工程清淤由各乡镇政府或基层农民用水合作组织协调相关行政村采用机械和人工相结合的方式,负责对受益的渠道清淤。

三、存在问题

(一)清淤经费不足,清淤不彻底

据调查分析,河南2011~2013年均引水量31.25亿m3,引黄泥沙淤积量年均830万m3,需投入资金1亿元,统计数据显示目前实际投入约6000万元,如考虑历史遗留和欠账,缺口更大。如大功灌区,2011~2013年三年平均引水量1.29亿m3,沉沙量67万m3,需要投入清淤资金794万元,实际仅474万元。由于灌区清淤问题没有得到彻底解决,灌区引水不畅。部分灌区末端根本引不出水,甚至报废,不利于社会安定。

    (二)清淤机制不健全,头疼医头脚疼医脚

全省26处大中型引黄灌区的清淤,农村“两工”(义务工、劳动积累工)取消后,灌区的骨干工程清淤由灌区管理单位组织实施,清淤费用主要由市县财政或者由灌区管理单位筹资解决,末级渠道由乡镇组织当地农民实施,费用主要靠用水合作组织“一事一议”筹集。由于我省沿黄各市县财政均十分紧张,仅限于疏通和应急,或清除“卡脖子”段,远不能达到彻底清淤的目的。其遗留问题形成滚雪球效应,等到积重难返,引发大范围引水困难,群众焦心、领导闹心时,由省政府决策进行抗旱应急清淤。如:2010~2011年我省冬春连旱,大部分引黄灌区出现引水困难,对当地农业生产造成严重威胁,沿黄群众反映强烈,省政府高度重视,紧急拿出1.86亿元,对全省引黄灌区骨干渠道和部分末级渠系进行了清淤、疏浚和险工处理,在一定程度上解决了灌区引水的燃眉之急。实践证明,省里统一组织安排,能够使引黄灌区清淤得到有序开展,比受益区各自为战,效果明显。

(三)穿黄闸前引水渠淤积频繁,清淤更难

    我省境内小浪底水库以下的黄河干流河道大部分为宽浅游荡型河道,黄河主河槽摆动频繁,游荡多变,2002年以来,在每年的调水调沙后期,高水位、大流量、高含沙水流(又称为异重流)漫滩后,泥沙大量淤积在穿黄闸前引水渠内,这段渠道的清淤任务黄河河务部门不负担,全部压在灌区管理单位和灌区上游当地政府身上,而且引水渠内的新淤泥沙均为嫩滩,大型挖掘机等机械无法进驻,难以实施彻底清淤。

    (四)清淤任务分配不合理

    随着黄河干流调水调沙的逐年进行,干流水位的持续降低,引黄灌区泥沙大都沉淀在灌区上、中游的干、支、斗渠中,位于灌区下游的效益区,大都引用不含泥沙的清水,不会造成渠道淤积,按照属地管理的性质,其界内的干、支、斗渠基本不用清淤,同时又不愿也不承担上中游的清淤任务。

    (五)沉沙池遗留问题多

    建设沉沙池集中沉沙是处理泥沙淤积的方法之一,但由于沉沙池建设、赔偿经费等资金没有足额到位,很多地市都停止使用沉沙池,濮阳市渠村引黄灌区引黄灌溉搞得好,与一直建设沉沙池集中沉沙不无关系,但是也存在工程建设经费欠账的问题。

四、意见和建议

    (一)建立引黄灌区清淤长效机制

为使我省引黄灌区能够充分发挥效益,成为区域农业生产的有力支撑,建立清淤长效机制迫在眉睫,要在清淤工作上变头痛医头为标本兼治,资金渠道上变仓促应急为细水长流,资金筹集上由下游不承担变为共同承担。按充分利用国家分配给我省黄河干流水资源量35.67亿m3的指标计算,灌区泥沙年淤积量大约为900万m3,需清淤经费10750万元。建议将引黄灌区清淤经费列入各级财政预算解决,由省、市、县按4:2:4比例分级承担,其中:省财政承担4000万元,市财政承担2000万元(涉及5个省辖市),县财政(涉及42个县)承担其余的4750万元。在组织形式上灌区骨干工程清淤由灌区管理单位组织实施,末级渠系清淤由受益乡镇政府组织实施。

    (二)科学调度,实行大流量、短时间、避开沙峰引水,减少渠道淤积

    积极与黄河河务管理部门协商,优化小浪底水库水量调度方案,使小浪底水库下泄流量与农作物灌溉周期相适应,特别是要加大我省3~4月份春灌期下泄流量,减少非灌溉季节黄河弃水。建议不低于涵闸设计流量的50%进行配水,改变现状灌区运行模式,采取“高水位、大流量、速灌速停”的引水调度方式,缩短黄河水在渠道停留运行时间,减少泥沙在渠道内的淤积量。

    (三)积极争取国家资金,加大引黄灌区续建配套与节水改造力度。省水利厅将积极会同省发改委,抓住国家开展新一轮大型灌区规划的契机,及早开展前期工作,主动向水利部、国家发改委汇报,争取加大对我省引黄灌区续建配套与节水改造建设总规模。

(四)配备清淤设备,满足引水渠清淤需求。黄河干流每年的调水调沙适逢全省引黄灌区上游稻区插秧用水的高峰期,引水必引沙,此时引水因含沙量高,必定造成黄河主槽内防沙闸前、穿堤闸前引水渠随时可发生严重淤积,影响正常引水。建议省政府安排专项资金为引黄灌区配备挖泥船和水陆两用挖掘机等清淤设备,通过地方申报,采取省级补助、地方配套的方式筹集资金,以便对全省引黄灌区防沙闸前、穿堤闸前引水渠进行适时清淤疏浚,以确保调水调沙后,不会造成灌区堤内引水渠淤死,保证渠道畅通。

 

   

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