摘要:小江调水是引江济渭入黄方案中的重要方案之一. 小江调水方案是从三峡库区支流小江取水, 水源丰富, 调水量保证率高, 期调水40亿m3, 引水流量300 m3 /s. 在综合分析各种调蓄水库的可能性后, 推荐采用沣河平原水库方案来调蓄小江来水, 并对该方案的作用和效果进行了分析. 结果表明: 该方案冲淤效果得到改善, 减淤量在平水系列比无水库时提高19. 6%, 在枯水系列提高32. 4%.
黄河、渭河水资源严重短缺, 流域生产生活用水大量挤占河道内生态环境用水, 导致黄河频繁断流、渭河入黄水量大幅减少. 黄河、渭河主河道不断淤积、萎缩、抬高, 防洪问题日益突出; 同时水污染加剧, 水环境状况日趋恶化[1]. 2004年初水利部安排开展引江济渭入黄方案研究工作, 小江调水方案是引江济渭入黄的重点研究方案之一[2].
小江调水方案的特点是水源丰富, 调水量保证率高. 小江调水方案期调水引水流量为300m3 / s,由于缺乏调蓄工程, 其流量均匀流入渭河干流, 难以利用渭河下游洪水期高效输沙的特性, 输沙效率低.为使有限的调水量起到理想的输沙效果, 需要利用调蓄水库调节下泄过程, 泄放较大的洪水流量[3] .
1 小江调水调蓄工程方案比选
要解决渭河下游河道的冲沙减淤问题, 除实施调水工程外, 调蓄来水过程也很关键[4] . 修建调蓄水库有3种可能方案: 一是在渭河干流上修建控制性水库, 这类水库冲沙效率高、调度容易, 对解决渭河下游的问题最直接、最有效; 二是在渭河支流上修建水库, 通过支流水库的联合调度来满足塑造流量过程的要求; 三是在秦岭南侧修建大型水库. 但秦岭南侧为汉江支流, 山高谷深, 比降较陡, 建库以后库容较小, 不具备修建较大调蓄库容的条件. 因此重点研究在渭河干、支流修建调蓄水库的可能性.
1. 1 渭河干、支流基本情况
渭河流域面积13. 48万km2. 干流全长818km,流域多年平均天然径流量100.4亿m3, 占黄河流域天然径流量的18.8%. 河川径流地区分布不均匀,年际、年内变化大.
渭河两岸支流众多, 属不对称水系, 南岸支流数量较多, 但较大的支流集中在北岸, 集水面积1000km2以上的支流有14条. 泾河是渭河最大的支流, 位于渭河左岸, 流域面积4.5万km2, 占渭河流域面积的33.7% , 年径流量19.04亿m3; 黑河为渭河右岸较大支流, 流域面积2 282.6 km2, 河长131.5km, 落差2728m, 多年平均流量26.0m3/s;沣河是渭河右岸一级支流, 流域面积1 459.3km2,干流总长82km, 平均比降2.2%, 多年平均径流量3.98亿m3.
1. 2 已建和规划中的水库
渭河流域已建水库为干流宝鸡峡枢纽和黑河金盆水库, 2个水库均以灌溉、供水为主, 库容较小, 无力为小江调水提供调蓄库容.
目前, 渭河干流规划有马宗山水库, 泾河干流规划有东庄水库. 马宗山水库在宝鸡峡以上, 库容较大, 可对渭河上游来水来沙进行调控, 但该水库的修建涉及陇海铁路和宝天高速公路改线. 东庄水库可以对泾河来水来沙进行调蓄, 对渭河下游减淤起到很大的作用, 但是水库位于渭河北岸, 不能对小江调水进行直接调蓄.
1. 3 渭河干流和支流调蓄水库方案研究
渭河干流调蓄水库由围堤组成, 位于渭河干流堤防间, 靠左岸预留300m左右的渭河常流水通道,在河滩地中设独立隔流堤, 隔流堤与右岸堤防间滩地组成调蓄水库. 在渭河干流河道滩地修建调蓄水库对于调蓄小江调水、配合东庄水库蓄水造峰十分有利, 但存在缩窄河道影响泄洪、需重新规划下游河道整治工程、淤积严重等问题.
小江调水工程入渭位置选择在宝鸡——咸阳区间, 该区间有沣河、涝河和黑河等3条较大支流. 沣河、涝河、黑河均发源于秦岭北坡, 由于3条河流河谷狭窄, 比降较陡. 峪口以上河段难以建设库容较大的水库. 加上小江调水方案隧洞出口高程为415 m,而峪口以上坝址高程均在500m以上, 如果抬高隧洞出口高程, 必将加大抽水扬程, 因此只能在峪口以下地段寻找调蓄水库位置.
根据小江调水方案工程布置, 沣河为引水线路的出口, 若在涝河、黑河上修建调蓄水库, 其地形形态与沣河相似, 没有明显的库容优势; 另外,2条河流位于沣河上游, 相应的入渭口高程较高, 不能直接对小江调水进行调蓄. 因此, 考虑河道情况及水位衔接条件, 在沣河干流峪口以下修建调蓄水库较好.
因此, 研究提出了在沣河干流修建5座梯级平原水库, 同时利用沣河下游入渭河的一条天然支沟,修建沙河平原水库. 该平原水库群位于小江调水工程出口附近, 便于对调水进行调蓄.
2 调蓄效果分析
该次调水40亿m3(调水期4个月), 以平原水库蓄水造峰1 300m3/s为代表性方案, 分析调蓄水库的作用与效果. 为便于对比调蓄水库的效果, 对设计平水和枯水系列考虑了3种计算方案: 方案Ⅰ为无调水方案, 即为天然水沙过程; 方案Ⅱ为有小江调水但无调蓄水库方案, 入渭流量为300 m3/s; 方案Ⅲ为有小江调水且有平原水库的调蓄, 入渭造峰流量为1 300m3/s. 不同系列与不同方案对渭河下游冲淤量及减淤量计算成果见表1.
表1 调水40亿m3平水、枯水系列渭河下游河道减淤效果亿 m3
由表1知, 河道冲淤情况: 方案Ⅰ和Ⅱ在平小系列渭河下游河道整体上仍为淤积状态, 咸阳——华县河道有一定的冲刷.方案Ⅱ渭河下游河道整体上呈冲刷状态, 华县以下河道仍然淤积.河道减淤情况:平水系列方案Ⅲ比方案Ⅱ多减淤0. 581亿m3, 年均多减淤166万m3, 减淤量增加19.6%;枯水系列方案Ⅲ比方案Ⅱ多减淤1. 401亿m3,年均多减淤400万m3, 减淤量增加32.4% . 减淤效果明显增加.
3 结语
沣河平原水库位于小江调水的出口, 在不增加调水线路长度和抽水扬程的情况下, 水库运行后减淤效果明显, 因此认为修建沣河平原调蓄水库是较为可行的方案. 但是该方案在移民占地、对周边环境的影响、泄流运用方式等方面存在的问题较为突出,尚需在下步工作中深入研究.
参考文献
[1] 王海政, 韩振强, 张玫. 西线调水入黄后黄河干流调蓄工程初步分析[J].人民黄河, 2002(2):18- 19.
[2] 闫大鹏, 刘红平, 李福生. 小江调水工程与抽水蓄能电站结合可能性研究[J].人民黄河, 2007(7):63- 65.
[3] 胡春宏, 陈建国, 王崇浩. 引江济渭工程对渭河下游河道冲淤及降低潼关高程作用的初步研究[J].中国水利水电科学研究院学报, 2005(4) : 243- 244.
[4] 冯普林. 渭河下游存在的主要问题及治理建议[J]. 人民黄河, 2003(5):10- 11
作者简介:赵宁(1979-), 男, 山东齐河人, 工程师, 硕士, 主要从事水利工程规划与设计方面的研究.
