小開河引黃灌區泥沙資源利用的思考

孫立敏，王曉琳

(1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州 256600；2.德州市水利局，山東 德州 253000)

小開河引黃灌區泥沙資源利用的思考

孫立敏1，王曉琳2

(1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州 256600；2.德州市水利局，山東 德州 253000)

小開河灌區位于黃河下游，淡水資源缺乏，農業用水主要依賴引黃灌溉，導致泥沙問題嚴重，通過分析小開河灌區引黃泥沙問題的采取的遠距離輸沙、節水技術、輸沙入田、泥沙資源化利用等技術，給出完善引黃灌區的泥沙利用采取輸沙模式研究、水沙一體化利用技術、強化政府政策引導等建議，有利于解決引黃灌區泥沙的問題。

引黃灌區；泥沙資源；利用；效果；建議

0 引 言

小開河引黃灌區位于黃河下游濱州市北部，北瀕渤海，屬黃河沖積平原區，灌區設計灌溉面積7.33萬hm2，設計引水流量60 m3/s。引黃灌溉是農業豐收的重要保障，灌區通過長距離輸沙技術，在引用黃河水源灌溉同時，妥善處理泥沙問題，實現灌區泥沙資源化，減少土地占用，保護生態環境，為灌區可持續發展奠定了基礎。

1 引黃灌區泥沙產生的原因及影響

小開河引黃灌區位于濱州北部，水資源總量不足、分布不均勻。具有冬寒少雪，春旱多風，夏熱多雨，晚秋又旱的特點。當地水資源總量為11.52億m3，人均水資源占有量320m3，是全國人均占有量的14% ，屬于資源型缺水區。全區多年平均水面蒸發量達1266.9mm，其中，4-6月份的蒸發量為567.3mm，占全年量的44.8%。河流大多為過境河流，污染嚴重，據2006年7月對濱州市徒駭河、小清河等18條主要河流和麻大湖水域共26個斷面進行檢測，符合地面水III標準的僅為1個，V類水質4個，劣V類水質達17個[1]。

灌區農業用水約占全市總用水量的85%以上，是典型的以黃河為主要水源的灌溉農業區，而黃泛平原區地下水位淺，礦化度大、主要依靠黃河水壓堿灌溉保證農業的豐收，用水量高，引黃灌溉用水量大導致灌區泥沙的積累增加。引水必引沙，長期的積累導致泥沙的積累量大，不僅灌區清淤占用土地，而且加劇水土流失和沙化，影響生態環境。如簸箕李灌區從1966-1982年，渠首年均清淤124萬m3，17a累計占地705.6hm2，土地沙化、水土流失又淤積河道與農田灌排系統，嚴重影響周邊生態環境，給當地群眾生產、生活造成極大困難。從多年引運行情況來看，引黃泥沙處理問題已日趨發展成為影響灌區前途的突出矛盾。

2 小開河灌區泥沙利用技術與方式

2.1 灌區泥沙資源利用模式

建設適合本地區地理特點和氣候條件特征的生態型灌區，既要實現灌區的灌溉功能，又要滿足人依賴生存環境的要求，以生態與社會和諧發展為灌區發展思路。保持生態自然功能和自然風貌，滿足引水灌溉、蓄水、水生態等要求具有水資源可持續發展的特性，將泥沙資源“化廢為利”，處理好發展與環境的關系。根據小開河引黃灌區的地理和土壤構造特點，泥沙利用以灌區可持續發展、泥沙資源化、保護生態環境和社會發展為目的。實現以水資源、泥沙資源、土地資源、生態環境等的可持續發展。

2.2 調整渠道比降，實現遠距離輸沙

小開河灌區自然地形南高北低，平均地面坡降為1/8000，渠首附近地面海拔12.5m，沉沙池地面海拔為4m，沉沙池四周土地低洼，鹽堿成片、人口少，地下水位高，該區多為鹽堿荒地或只能生長蘆葦的低洼地，擁有堆積泥沙的巨大自然優勢。小開河灌區充分利用自然地形，灌區渠道比降采用1/5500—1/7000，自渠首至沉沙池，輸沙干渠全長51.3km，依次為地上渠、半地上渠、地下渠，實現灌區遠距離輸水輸沙。

2.3 輸沙渠全斷面襯砌，減少滲漏，提高流速，節約用水

混凝土預制板襯砌造糙率為0.014-0.015，具有能夠提高流速，減少滲漏，減少水流輸水輸沙能力，灌區51.3km輸沙干渠斷面自上而下鋪設混凝土頂制板、復合土工膜、聚乙烯塑膜等，相比土渠，提高挾沙能力約50%，流速增加約40%，通過輸沙渠襯砌，提高渠道抗沖刷能力和輸水輸沙能力，減少了輸水損失。

2.4 節約用水減少泥沙

引水必因沙，引沙必清淤，為避免形成經濟發展越快，用水增長越快，泥沙積累越多，生態環境壓力越重的劣性循環，灌區堅持可持續發展方針，節約用水，降低泥沙總量，通過采取政策、技術、經濟等各種措施與手段，營造節約用水環境，積極籌資改造支渠，減少水量損失，采取“按方收費”，使引黃灌區步入節水減沙的良型發展軌道。

2.5 優化灌溉管理技術減少泥沙

黃河是一條多泥沙河流，黃河來水來沙主要集中在汛期，灌區引水避開高含沙量期，可減少入渠泥沙。灌區優化灌溉管理、合理引水、統一調度、集中灌溉，按計劃用水，減少水資源的浪費，避免上游渠道群眾不按輪灌順序隨意提閘放水，便于控制引水流量大于泥沙沖淤臨界流量。通過加大流量、短期用水、快速灌溉，避免長期小流量引水淤積渠道。

2.6 輸沙干渠渾水灌溉，泥沙分散入田，生態利用

引黃必引沙，泥沙處理問題是關系到引黃灌溉發展的重要因素。小開河灌區輸沙干渠全長51.3km,灌區運行10a沖淤平衡，沒有清淤。上游渾水灌溉，輸沙進入支渠田間。泥沙化整為零，分散處理。支渠引沙約占總沙量的45%，其中支渠沉沙30%，田間沉沙15%；支渠引水后，較細的泥沙隨水流進入田地。黃河水細沙含量多，渾水和泥沙中含有大量的氮、磷、鉀和有機肥料，灌溉時隨著渾水輸沙田間，增加土地肥力，改良土壤結構，改造鹽堿地。

2.7 沉沙池泥沙資源利用

利用大流量輸水，提高輸水輸沙能力，實現遠距離輸沙，在鹽堿地建立沉沙池，改良土地，沉沙池采用“以挖待沉”的運行方式，每年冬季進行清淤，進入沉沙池泥沙約占灌區泥沙總量40%。小開河灌區沉沙池占地160hm2，每年清淤60萬m3，黃河泥沙含有多種肥力改良鹽堿地，己累計淤改土地100hm2，年效益達120萬元。在沉沙池附近建設了多座新型材料廠，利用泥沙燒制灰沙磚，取代黏土磚，既利用了泥沙，每年又可節約耕地。沉沙池累計清淤約400萬m3，己淤改土地100hm2。改善生態環境、改良了土地。

3 小開河引黃灌區泥沙利用的效果

小開河引黃灌區1998年11月投入運行，至2007年底，引水21億m3,引沙850萬m3。其中通過輸沙區進入沉沙池的沙量489萬m3,占總引沙量的57.6%；輸沙區泥沙淤積量91.01萬m3，占總引沙量的10.7%。支渠口門引出泥沙270萬m3，占總引沙量的31.7%的沙量，通過支渠口門分沙通過輸沙入田、或支渠清淤，清淤泥砂成為資源被廣泛利用。運行10a來，輸沙區除個別年份外、個別區段外，基本山沒有清淤。

沉沙池采用“以挖代沉”的管理運行方式，已累計淤改土地100hm2，年效益達120×104元。利用沉沙池引黃泥沙燒制灰沙磚，取代黏土磚，年可產磚9800×104塊，利用泥沙約30×104m3，年產值約1000×104元，每年又可節約耕地30hm2[2]。

4 完善灌區泥沙利用的建議

4.1 加強長距離輸水輸沙模式的研究

多來灌溉用水情況表明，春灌季節用水量大且集中，而黃河部門分配的指標有限，要避免長期小流量引水。干渠泥沙的沖淤流量受黃河水量和含沙量、干渠淤積情況、支渠引水狀況的影響。渠道泥沙淤積直接影響到渠道輸水功能，渠道輸水輸沙能力降低使整個灌區難以正常運行。因此，要加強渠道泥沙觀測、斷面觀測、分析水位水量變化特征、輸沙基本特性及運行方式，完善渠道長距離輸水輸沙的能力。

4.2 灌區管理部門轉變管理觀念和方式

灌區管理部門不僅要把水看作資源，還要把泥沙看作資源，將灌區資源(水資源、泥沙資源)與經濟、環境、生態的發展結合起來，實現灌區生態環境和經濟良性增長。建立灌區泥沙利用規劃機制，對泥沙堆積量、利用量進行測量和評估，根據泥沙情況，提出合理的配置方案、工程技術措施、經濟評價、環境報告，為政府部門決策提供可行的依據。積極聯系市場，廣泛宣傳，將泥沙資源與社會用土市場相結合，努力開拓用土市場，利用多種措施，將泥沙資源推向市場，節約土地資源，實現泥沙資源化，促進生態環境與經濟發展的和諧發展。

4.3 加強對灌區資源環境環境保護，編制水沙資源一體化管理規劃

灌區根據控制范圍內的自然條件、資源環境、經濟社會發展環境情況差異和需要解決的問題不同，從灌區實際出發，明確灌區發展的定位，在優化水資源利用的同時，加強水土保持和完善水土資源管理、以灌區可持續發展為目標，編制統一的、可行的、符合資源環境要求的水沙資源一體化利用規劃，為生態環境、經濟社會可持續發展提供保障。

4.4 政府要制定政策鼓勵實現引黃灌區泥沙減量化

政府加快農業水價改革，以水價改格帶動種植結構的調整，推動農民自覺運用節水技術以達到節水和泥沙減量化的目的。灌區的沉沙池一般都在偏遠地區，交通不便，影響淤土的利用。政府運用行政方面的強大力量，制定政策鼓勵利用泥沙資源，為建立可修復的生態型灌區的提供最有力的支持。向全社會廣泛宣傳節約土地資源、利用引黃灌溉泥沙的必要性、緊迫性，引起全社會的高度重視，提高愛護土地資源、充分利用泥沙資源的積極性。建立保護土地資源和利用泥沙資源的約束機制、制約機制，保證灌區泥沙利用走向資源化和法制化；做好泥沙資源的宏觀調控和宏觀調度，工程建設用土、農民生產用土、建材料用土等要統籌兼顧，全面考慮、科學安排，利用政府強大的行政作用促進灌區泥沙利用，消除引黃灌溉泥沙帶來的影響，充分利用灌區泥沙資源，實現生態和社會和諧發展，促進灌區可持續發展。

[1]牛加明.濱州水問題解析與對策研究[J] ．水利利技與經濟，2007(08)：596-598．

[2]毛偉兵，王景元，張玉明，等.小開河引黃灌區泥沙資源的合理利用與優化配置[J].山東農業大學學報：自然科學版，2006，37(02)：231-234.

1007-7596(2017)10-0167-03

TV882.1

B

2017-09-16

孫立敏(1973-)，女，山東齊河人，工程師，研究方向為工程建設與管理；王曉琳(1974-)，女，山東曲阜人，工程師。