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1魯北地區水資源及引黃灌溉簡況

魯北地區包括山東省的聊城、德州兩市的全部和濟南、濱州、東營三市(地)的黃河以北部分,共29個縣(市、區),總面積29713km2,是山東省重要的糧棉產區。多年平均降雨量568.5mm,地表水資源量14億m3,地下水資源量27.9億m3,扣除地表水與地下水的重復計算部分,其水資源總量為39.8億m3,可利用量為27.11億m3。由于當地水資源貧乏,農田灌溉及城鎮供水的大部分依靠引黃供給。全區現有667hm2以上引黃灌區24處,設計引水能力1017.2m3/s,設計灌溉面積143.64萬hm2。自50年代至1996年累計引用黃河水1152億m3，1991～1996年年均為51.5億m3。

2魯北引黃灌區存在的主要問題

2.1水資源短缺

據分析,2000年水平,在開源規劃全部實施,供水能力達到72億m3左右時，保證率75%枯水年全區缺水量最低達24億m3。供水不足是制約社會、經濟發展的主要因素之一。

2.2黃河進入山東河段的徑流量越來越少使魯北地區的水資源供需矛盾更加突出

進入90年代，黃河進入山東河段的徑流量明顯減少（見表1）,斷流時間也越來越長，利津站80年代年均斷流10.5天，而1991～1997年年均斷流達102天，斷流時間最長的1997年為226天，這必將使對黃河水依賴性很強的魯北地區的水資源供需矛盾更加突出。

表1黃河山東段(高村站)徑流量統計表單位:億m3

YellowRiverrunoffvolume(GaocunHydrologicStation)inShandongProvince

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年代

1951～1960

1961～1970

1971～1980

1981～1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

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徑流量

442.596

518.276

349.371

380.921

200

233

281

280

203

235

104

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2.3引黃灌區水的浪費現象十分嚴重

魯北地區24處667hm2以上引黃灌區干級以上渠道總長2116.18km,已襯砌長度163.1km,占7.7%；支渠總長6763.04km，已襯砌長度68.5km,僅占1%。由于灌區基本上是土渠輸水,工程配套差,老化嚴重,水價過低,管理方式落后,節水意識不強，大水漫灌等原因致使灌溉水的利用系數僅為0.4～0.5。

2.4處理與利用引黃泥沙的難度越來越大

魯北地區1958～1996年共引進泥沙13.41億t，使渠首附近適宜沉沙的天然洼地已經用完，多數灌區已被迫采用以挖待沉作為處理泥沙的主要措施，目前每年的清淤量已接近引沙量。1958～1996年僅干級以上渠道清淤量已達3.7億m3，棄土的堆放越來越困難，而且造成生產、生活環境的惡化。

3魯北引黃灌區改造模式探討

3.1節水改造

3.1.1在地下水條件較好的區域內大力推行“井渠結合”及“井灌補源”灌溉模式

魯北地區總面積的2/3適合采用“井渠結合”及“井灌補源”灌溉模式,和單純依靠引黃灌溉相比，具有供水適時可靠、節水、調控地下水位、兼有改堿功能、對雨水的利用率高、生態環境好等特點,特別在黃河來水不及時的情況下更能體現出優越性。而目前在85萬hm2渠灌區內很少利用地下水，井灌補源面積也僅占15%，所以今后應結合灌區改造逐步擴大井渠結合及井灌補源灌溉模式的控制面積。

3.1.2因地制宜推廣田間渠道襯砌、管灌、噴灌、微灌技術

(1)渠系自流灌區由于采用渾水自流灌溉,水質不滿足噴、滴灌要求，現階段應以襯砌田間渠道為主,通過襯砌減少輸水過程中的滲漏,又可增加輸入田間的泥沙量，減少清淤量。

(2)井渠結合灌區有時采用地下水,有時采用引黃渾水,若采用統一輸水系統,只有選擇管道灌溉或襯砌渠道；若渠系灌溉可以自流,則井灌時可考慮采用移動式管灌或噴灌。

(3)河網灌區一般是低揚程提水灌溉,水中往往含有一定量的泥沙,有時候接近原狀的黃河水,不適合采用噴、滴灌技術,應大力推廣管道灌溉,其次是襯砌渠道。

(4)補源區一般位于引黃灌區的下游,主要從機井中提水灌溉,其水源條件對目前大力提倡的管灌、噴灌、微灌技術均能夠滿足要求,在經濟條件許可情況下應積極推廣。管道灌溉投資一般3000元/hm2；噴灌投資一般7500～15000元/hm2；微灌投資一般1.5～1.8萬元/hm2。三種節水灌溉方式和土渠灌溉相比可節水20%～60%，且具有明顯的增產效果。

另外，當采用平原水庫調蓄的黃河水用于農田灌溉時，由于成本較高(約0.7～1.10元/m3)，必須采用高效節水技術才能發揮應有的經濟效益。

3.2各類水資源的高效開發利用

3.2.1治理污染

據1997年評價，全區年排放污水近5億t，致使徒駭河、馬頰河、德惠新河三條河道干流的污染十分嚴重，枯水期超Ⅴ類標準的河道長度占評價河長的75%，豐水期占71%，已嚴重影響了當地的生活、生產環境。所以應首先治理污染，使污水達標排放，為利用河道作為開源的輔助工程設施創造條件。

3.2.2興建地下水回補促滲工程，充分利用地下庫容

遠離黃河的部分縣(市、區),如:冠縣、臨清、武城、德城等,因引黃供水不便,地下水連年超采,1997年底地下水漏斗區面積達4060km2。在這些漏斗區應結合灌排工程建設充分利用雨水、多余洪水及引黃水回補地下水。

3.2.3蓄水工程建設

(1)大力推行坑塘蓄水、攔蓄多余洪水。采用坑塘蓄水,作為農業用水，容易做到蓄水設施分布合理,供水方便、成本低,為推廣節水灌溉技術和回補地下水創造條件,減輕河道排洪壓力,并為養殖提供條件，生態環境好,一舉多得。將坑塘和引黃灌、排系統相連接,在黃河有水時引黃補水方便可靠。

(2)在河道干、支流上繼續建閘，擴槽增容，增加調蓄能力。魯北三條骨干河道上現有攔河閘40座,一次攔蓄能力約2.5億m3，而三條河道1971～1995年年均棄水6～8億m3，1998年棄水達23億m3(含部分引黃尾水),還有相當的開源潛力，粗略分析，平均每年再利用3～4億m3是可能的。所以今后對有條件繼續建閘的干、支流河段應繼續建閘，并在建閘后通過疏浚拓寬加深河槽進行增容，提高雨洪利用率和調蓄黃河水的能力。

(3)積極穩妥興建平原水庫，科學調蓄黃河水。東營市、濱州地區東部主要依靠黃河水維持生產和生活,在黃河不能保證及時供水情況下，采用平原水庫調蓄黃河水是緩解水資源供需緊張局面的主要措施之一。對平原水庫建設要考慮四個方面的主要技術問題,一是適宜的規模；二是合理布局；三是確保工程質量；四是蓄水深度要通過優化設計確定。

采用坑塘、平原水庫、河道調蓄等方式蓄水，若蓄水面積再增加魯北地區總面積的1%，在蓄水深度5m左右時，魯北地區的生態環境可大為改善，降雨大部分被利用，相應提高了防洪標準。

3.2.4充分利用地下水

魯北地區地下水可開采量多年平均為23.69億m3,雖然在遠離黃河的縣(區)已嚴重超采,但在黃河沿岸縣(區),地下水未被充分利用,今后應制定科學合理的經濟政策，充分利用好黃河沿岸的地下水，將有限的黃河水盡可能照顧灌區的下游。

3.2.5實施多水源聯合調度

實施多水源聯合調度是緩解危機的主要措施之一,也是今后必然的發展趨勢。其必要條件包括聯網的工程系統和科學的決策調度系統。

另外，南水北調東線工程已經經過幾十年的前期工作,實施只是遲早的問題，魯北地區應在各類開源工程建設中充分考慮與將來南水北調工程的銜接問題,并對供水市廚行必要的超前研究。

3.3科學處理與利用引黃泥沙

3.3.1魯北引黃灌區處理與利用引黃泥沙的方式

過去的40年主要采用結合淤改自流沉沙；結合淤背沉沙；多級分散沉沙；遠距離輸送、集中沉沙；自流沉沙以挖待沉；揚水沉沙等6種沉沙方式，這6種方式綜合運作的結果，使引沙量的36.1%沉積在沉沙池內，沉積在各級渠系的占47.4%，進入田間占8.5%，排水溝及河道占8%。目前除進入田間的部分外，淤積在其它部位的泥沙均需要清淤。

利用泥沙的方式主要包括淤改、淤背、加工建材、農民用土等方面，從利用的泥沙量多少而論，淤改、淤背是兩個主要方面，但目前自流沉沙淤背和淤改已失去條件。

3.3.2處理泥沙的方式探討

(1)沉沙方式由于渠首附近適宜沉沙的洼地已經用完，前兩種方式已失去應用條件，揚水沉沙的費用較高，所以在6種方式中只有多級分散沉沙、遠距離輸送集中沉沙、渠首附近自流沉沙以挖待沉等方式可以延續使用，但要因地制宜，采用科學、經濟、對環境影響小的方式。

①多級分散沉沙的操作問題由于干渠沿線適宜沉沙的洼地自然沉沙厚度太小，單位面積的沉沙量少，造成沉沙費用高。建議推廣潘莊灌區的經驗，先挖后沉，下次挖池的耕層土壤覆蓋于沉沙池之上，洼地分區使用，不造成環境惡化。這種方式一般每挖1m3可沉沙1.2m3以上，沉沙費用低。

②渠首附近自流沉沙以挖待沉方式的改造問題這種方式環節多，包括興建沉沙池、清淤、棄土區的復淤還耕等，和其它方式相比費用最高。應在做好規劃的基礎上，盡可能在黃河大堤背后實施以挖待沉，這具有加固黃河大堤和處理泥沙兩方面的效益，具有長遠的戰略意義。若難以結合，應采用先挖后沉方式，并逐步采用多級分散沉沙，降低成本，避免沙化。

③遠距離輸送集中沉沙這種方式主要適合于灌區下游有集中可利用的沉沙洼地，沉沙后不需要再次清淤的情況。根據魯北地區的地形坡降條件，遠距離輸沙需要將干渠進行襯砌，襯砌后斷面規則，水流平順，糙率減小，使流速增大25%左右，輸沙能力提高45%左右。遠距離輸沙還可以為提高入田沙量或輸沙到支級以下渠道清淤創造條件。

(2)采取工程措施提高輸入田間的沙量采取科學的工程技術，將泥沙比較均勻的分布在田間；控制泥沙顆粒組成，以不導致耕層沙化(平均粒徑小于0.03mm)為宜。

①結合節水工程建設提高輸入田間的泥沙量采用低壓管道灌溉輸沙入田，對魯北地區引黃水的泥沙顆粒組成，當含沙量小于10kg/m3時，流速大于0.8m/s就不會淤積管道，而且能夠把泥沙比較均勻地分布于田間，采用襯砌渠道一方面可以增大入田泥沙量，另一方面可以把泥沙輸送到支級以下渠道，清淤方便，費用低，避免沙化。

②在遠距離輸沙干渠及主要支流上采用提灌方式增加入田沙量在干渠兩側采用提灌方式，采用管道或襯砌渠道輸水，具有節水、減少干渠清淤量等方面的優越性，經濟可行。

(3)設置末級沉沙池控制入河泥沙徒駭河、馬頰河、德惠新河三條骨干河道上的40座攔河閘除汛末攔蓄降雨徑流外，其他時間用來調蓄引黃水，由于多數灌區的沉沙效果不好且入河前沒設末級沉沙池，每年約有160萬m3泥沙泄入干流河道，對防洪除澇及利用河道蓄水影響很大，所以設置末級沉沙池將泥沙處理在入河之前，減輕對河道的淤積已十分必要。