中图分类号: TV213. 2; TV882. 1 文献标识码: A do:i 10. 3969 / .j issn. 1000-1379. 2010. 09. 029
1 引黄经济用水区概况
黄河下游经济用水区是指下游引黄灌区、黄河滩区及河北、天津等应急调水用水区, 经济用水包括工业、生活、农业及其他用水。其中, 黄河下游引黄灌区是下游经济用水区的主体, 农业用水是经济用水的主体。
1. 1 黄河下游引黄灌区概况
黄河下游引黄灌区是指从黄河桃花峪到入海口之间以干流水量为灌溉水源的灌区, 涉及河南、山东两省沿黄地区, 在黄河两岸沿河道走向呈条带状分布。
黄河下游引黄灌区横跨黄淮海平原, 属暖温带半湿润季风气候区。年平均降水量为570 mm, 其中6—9月降水量占全年降水量的65% ~ 80%, 冬春季雨雪稀少, 春旱现象普遍。各灌区多年平均蒸发能力为1100 ~ 1400 mm, 年平均气温为12. 2~ 14. 7℃, 日照时数为2 200~ 2 750 h。
目前, 黄河下游河南、山东两省共建成万亩(666. 7 hm2)以上引黄灌区98处。其中, 6. 67万hm2 以上特大型灌区11处,2. 0万~ 6. 67万hm2 大型灌区26处, 2. 0万hm2 以下中型灌区61处。引黄灌区规划总土地面积为64 076 km2, 耕地面积为389. 01万hm2, 总设计灌溉面积为357. 93万hm2 [1]。
1. 2 黄河下游滩区概况
黄河下游滩地总面积为4 046 km2, 占河道面积的85%, 涉及河南、山东2省15个地(市) 43 个县(区), 滩区内耕地面积有25. 03万hm2。
陶城铺以上河段滩区面积有2770 km2, 约占下游滩区面积的78%; 陶城铺以下除平阴、长清两县有连片滩地外, 其余滩地面积较小。下游120多个自然滩中, 面积大于100 km2 的有7个、50~ 100 km2 的有9个、30~ 50 km2 的有12个、30 km2 以下的有90多个[2]。
2 经济用水总量
黄河下游引黄供水始于1952年的河南人民胜利渠大型引黄灌溉工程的兴建。50多年来, 黄河下游引黄灌溉供水经历了试办(1952—1957 年)、大办(1958—1961年)、停灌(1962—1964年)、复灌(1965—1969年)和健康发展(1970年至今) 5个发展时期。
据统计, 20世纪70年代以来(1970—2006年), 黄河下游引黄水量(不包括滩区用水和引黄济津、引黄济青等调水量, 下同) 为3 335. 73亿m3, 年平均为90. 15亿m3, 最大引黄水量为1989年的151. 5亿m3, 最小为1971年的48. 9亿m3。
20世纪90年代以来年平均引黄水量为85. 9亿m3, 其中:工业及生活平均引黄水量为8. 3亿m3, 占年均引黄水量的9. 7%;农业平均引黄水量为77. 6亿m3, 占年均引黄水量的90. 3%。
20世纪70年代以来, 引黄水量最大的河段为泺口—利津河段, 年均引水量为21. 3亿m3, 占下游引黄水量的23. 7%; 引黄水量最小的河段为利津以下河段, 年均引水量为2. 5亿m3,占下游引黄水量的2. 8%。
可见, 黄河下游引黄水量年际变化较大, 农业用水占主导地位, 各河段引黄水量沿程分布不均。
2. 1 年际变化
图1为1970—2006年黄河下游引黄水量过程。从图1可看出, 1989年引黄水量达到最大值151. 49亿m3, 以此将引黄过程分为两个阶段: 第一阶段为1970—1989年, 引黄水量呈波动上升趋势; 第二阶段为1989—2006年, 引黄水量呈波动递减趋势。第一阶段累计引水1 876. 15亿m3, 年均引水81. 24亿m3, 年均递增10%, 该阶段表现出2~ 4 a的连续上升或连续下降特点, 1985—1989年变化幅度最大, 年均递增18. 6%。第二阶段累计引水1 459. 58亿m3, 年均引水85. 86亿m3。其中, 实施黄河水资源统一调度前的1990—1998年, 为无序引水阶段,年均引黄水量93. 62亿m3; 实施统一调度后为人工干预阶段,1999—2006年年均引水量为77. 13亿m3。
图1 1970—2006年黄河下游引黄水量过程
2. 2 年内变化
黄河下游20世纪70年代以来各月平均引黄水量占年平均引黄水量的比例见图2。由图2可看出, 引黄水量年内分配不均, 呈现出双峰的特点, 说明春灌和夏灌是年内两个用水高峰期。多年平均春灌期3—6月引黄水量占年引黄水量的54. 2%, 汛期7—10月引黄水量占32. 6%, 其他月份仅占13. 2%。黄河下游引黄水量最多的是4月, 其占年引黄水量的16. 2%, 最少的是1月, 仅占年引黄水量的2. 0%。
图2 黄河下游引黄用水年内分配
20世纪70年代以来(1970—2006年), 不同年代年内平均引水的双峰在不断地变化(见图3)。
图3 不同时期引黄用水年内分配
从双峰峰值出现的月份来看, 春灌期峰值有提前的趋势,汛期峰值有延迟的趋势。不同年代各月引黄水量所占比例也在逐步调整。春灌期3—6月, 20 世纪70—90年代呈增加趋势, 由52. 1% 增加到55. 8%, 21世纪初期又有回落, 下降至55. 5%; 汛期7—10月, 70—90年代(1999年前)逐步减少, 由40. 9%下降到24. 9%, 1999 年实施水量统一调度后至今又有所增加, 增至27. 8%; 11月至次年2月, 引黄水量比例呈递增趋势。1999—2006年, 实施水量统一调度后, 春灌期、汛期及其他时段引黄水量差别较其他年代明显减小, 引黄供水的年内分布更趋分散, 年内分配呈现均化趋势。引黄水量年内不同时段分配比例见表1。
表1 引黄水量年内不同时段分配比例 %
2. 3 空间分布
黄河下游小浪底—花园口、花园口—夹河滩、夹河滩—高村、高村—孙口、孙口—艾山、艾山—泺口、泺口—利津、利津以下河段年均引黄水量分别为9. 26亿、9. 92亿、8. 98亿、10. 89亿、11. 28亿、16. 01亿、21. 33亿、2. 5亿m3, 分别占下游年平均引黄水量的10. 27%、11. 00%、9. 96%、12. 08%、12. 51%、17. 76%、23. 66%和2. 77%。可见, 引黄水量最大的为泺口—利津河段, 引黄水量最小的为利津以下河段, 最大值为最小值的8. 5倍。
3 行业用水变化
3. 1 工业及生活用水
黄河下游20世纪90 年代以来(1990—2006年) 工业及生活引黄水量总计为141. 16亿m3, 年均为8. 3亿m3, 占黄河下游年均引黄水量的9. 7%。
工业及生活引黄水量年际变化见图4。由图4可知, 1998年后工业及生活引黄水量呈波动上升趋势, 年平均引黄水量为6. 01亿m3。1992年出现引黄用水峰值13. 99亿m3, 1998年低谷值为3. 72亿m3, 1998年以前年平均引黄水量为10. 88亿m3。
图4 工业及生活引黄水量年际变化
从历年工业及生活引黄水量占下游引黄水量的比例看(见图5), 其比例趋势与工业及生活引黄水量年际变化趋势基本相同, 年际间变化范围为4%~14%, 平均占下游引黄水量的9. 7% 。1998年以前工业及生活引黄水量占下游引黄水量的比例变幅较大, 1998年以后呈上升趋势, 变幅为4% ~ 10%。黄河下游工业及生活引黄水量各月分配比例见图6。
图5 工业及生活用水量占年引黄水量的比例
图6 工业及生活引黄水量年内分配比例( 2005—2006年)
由图6可知, 黄河下游平均各月工业及生活引黄水量占年工业及生活引黄水量的比例为5% ~ 12%, 平均为8. 3%, 各月变幅不大, 说明工业及生活用水不随季节变化而变化。
3. 2 农业用水
据统计, 20世纪90年代以来(1990—2006年), 黄河下游农业引黄水量为1 318. 42亿m3, 年平均为77. 55 亿m3, 占90年代以来年均引黄水量的90. 3%。因此, 农业引黄水量的年际年内变化和沿程分布与下游总引黄水量变化规律基本一致。
3. 3 滩区用水
滩区引黄水量因缺乏相关资料, 选取能代表滩区用水状况的典型灌区(即灌溉区域临近滩区或在滩区中)堤南灌区、彭楼灌区、东平湖灌区、马扎子灌区进行分析, 按照滩区灌溉面积与典型灌区灌溉定额的平均值的乘积进行估算。下游典型灌区灌溉定额统计见表2。
表2 典型灌区灌溉定额统计
黄河下游滩区有耕地面积25. 03万hm2, 灌溉面积8. 89万hm2。经估算, 滩区年平均引黄水量约为6. 08亿m3。
3. 4 其他用水
引黄济津、引黄济青、引黄入卫、引黄济淄等工程, 为相关城市的生活和工业生产提供了水资源保障。引黄济津工程是为解决天津市面临的断水危机, 利用人民胜利渠和位山、潘庄灌区引黄涵闸向天津送水的跨流域、跨省(市)的调水工程。引黄济津共计向天津送水9次, 1972—1982 年送水5 次, 引黄河水(含少量漳河、卫河上游少量来水) 26. 95亿m3, 天津市九宣闸收水16. 97 亿m3; 2000年后送水4次, 引黄河水33. 00亿m3, 天津市九宣闸收水16. 00亿m3。
引黄济青工程是为了解决青岛市日趋严重的缺水问题, 于1986年兴建的跨流域调水工程。该工程自打渔张引黄闸引水,经博兴县引黄济青沉沙池出口, 向东经广饶、寿光、寒亭、昌邑、高密、平度、胶州、即墨入棘洪滩水库, 线路全长253 km, 其中新挖河道211. 4 km, 利用已有河道41. 6 km。自1989年11月建成通水以来, 共向青岛市送水15. 26亿m3 (不含博兴和沿途用水) , 不仅使沿途71万人的饮水条件得到了根本改善, 而且为青岛市增加了800亿元的经济效益。
为缓解白洋淀地区干旱缺水状况, 保护淀区生态和环境,保障淀区及周边群众生活、生产用水安全, 国家防总、水利部实施了2006年引黄济淀应急生态调水。总计引取黄河水约4. 2亿m3, 总计入冀水量约3. 38亿m3, 入白洋淀水量约1亿m3。
4 结语
(1)黄河下游引黄经济用水总量年际变化大。20世纪70年代以来(1970—2006年), 黄河下游年平均引黄水量90. 15亿m3, 最大引黄水量为1989年的151. 5 亿m3, 最小为1971年的48. 9亿m3。
(2)黄河下游引黄经济用水总量年内分布不均。引黄水量年内呈现出双峰的特点, 春灌和夏灌是年内两个用水高峰期。多年平均春灌期3—6月引黄水量占年引黄水量的54. 1%。
(3)下游引黄水量沿程分布不均。引黄水量最大的河段为泺口—利津河段, 引黄水量最小的河段为利津以下河段, 最大为最小的8. 5倍。
(4)农业用水占主导地位。20世纪90年代以来年平均引黄水量为85. 9亿m3, 其中: 工业及生活年均引黄水量8. 3亿m3, 占90年代以来年均引黄水量的9. 7%; 农业年均引黄水量77. 6亿m3, 占90年代以来年均引黄水量的90. 3%, 农业用水是黄河下游引黄用水的主体。农业引黄水量的年际年内变化和沿程分布与下游总引黄水量变化规律基本一致。
(5)工业及生活引黄用水年际、年内变化不大。工业及生活引黄水量占下游引黄水量的比例为4% ~ 14%。黄河下游年内各月工业及生活引黄水量占全年的比例为5% ~ 12%。可见, 工业及生活引黄水量年际变幅不大, 且不随季节变化而变化。
参考文献:
[ 1] 肖素君, 侯传河, 张会言, 等. 黄河下游引黄灌区限额供水灌溉制度分析[J]. 人民黄河, 2001, 23( 12): 12- 13.
[ 2] 彭瑞善. 黄河综合治理思考[J] . 人民黄河, 2010, 32(2) : 1- 4.
作者简介: 程献国(1965—) , 男, 河南淇县人, 高级工程师, 主要从事节水灌溉、水资源等方面的研究工作。
