王引田

(水利部山西水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，太原 030024)

1 工程概況

禹門口提水東擴(kuò)工程位于山西省中南部，是向臨汾、運(yùn)城六縣市(新絳、稷山、襄汾、侯馬、曲沃、翼城)工農(nóng)業(yè)以及農(nóng)村生活供水的保障性給水工程。新建輸水管線全長約69km，渠道長度45km?？偣┧?6100萬m3，其中農(nóng)業(yè)供水量(包括汾河生態(tài)用水)8095萬m3，工業(yè)供水8031萬m3。工程建成后可改善運(yùn)城、臨汾兩市28.48萬農(nóng)村人口的飲水條件，改善灌溉汾南、三泉、北莊、澮河、利民以及襄汾井灌區(qū)等六灌區(qū)灌溉面積2.84萬hm2;可為臨汾、運(yùn)城兩市近、遠(yuǎn)期工業(yè)發(fā)展提供充足水源，同時(shí)，可使兩市交界地帶地下水超采的現(xiàn)狀得到緩解。

工程干線起點(diǎn)位于新絳縣禹門口提水工程二級(jí)干渠光馬渡槽末端三泉支口，終點(diǎn)位于距翼城縣城6km的西梁水庫。其間分別設(shè)置了向襄汾原井灌區(qū)供水支線、新絳供水提水支線、侯馬和曲沃分水口、汾河生態(tài)補(bǔ)水輸水支線、侯馬北莊灌區(qū)分水口、澮河灌區(qū)供水支線等。另在禹門口提水工程二級(jí)干渠樁號(hào)Q44+324處，設(shè)置了向稷山汾南灌區(qū)供水支線。工程沿線共布置調(diào)蓄水庫2座、提水泵站4座，主管線全長48.70km，支管線總長 19.60km，輸水干渠總長11.40km，支渠總長34.30km。

2 工程建設(shè)的必要性

該工程擬定供水區(qū)為稷山、新絳、襄汾、侯馬、曲沃和翼城六縣(市)。根據(jù)供水區(qū)的水資源開發(fā)利用程度分析，當(dāng)?shù)厮Y源基本沒有大的開發(fā)潛力，農(nóng)村生活用水困難，農(nóng)業(yè)灌溉保證率低，水資源供需矛盾十分突出，區(qū)域水資源難以承受當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷增長的需求。因此，供水區(qū)的需水只能通過跨流域調(diào)水來解決。而臨汾市在“十一五”期間，規(guī)劃新建的和川取水工程及遠(yuǎn)期規(guī)劃的馬連圪塔水庫，主要是解決臨汾市汾東地區(qū)的工農(nóng)業(yè)需水，因此，供水區(qū)缺水狀況仍得不到緩解，經(jīng)預(yù)測，2020年、2030水平年供水區(qū)缺水量將分別達(dá)到2.72億m3和5億m3。

目前，位于河津市的黃河禹門口提水工程已建成投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)提水量4億m3，利用禹門口提水工程實(shí)施東擴(kuò)工程可有效緩解沿線六縣(市)的用水緊缺狀況，能充分發(fā)揮禹門口提水工程的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3 山西禹門口提水工程供水現(xiàn)狀

3.1 山西禹門口提水工程概況

山西禹門口提水工程為大Ⅱ型，由樞紐、灌區(qū)、工業(yè)供水工程三大部分組成，設(shè)計(jì)總提水規(guī)模為26m3/s，其中工業(yè)用水6m3/s、沖沙用水6m3/s、農(nóng)業(yè)灌溉用水14m3/s;年提水量4億m3。建設(shè)目的一是為山西鋁廠等大型工礦企業(yè)及城市供水，二是解決河津、稷山、新絳三縣(市)3.32萬hm2農(nóng)田的灌溉用水。

工程分兩期建設(shè):一期工程樞紐包括一級(jí)泵站、沉沙池、一級(jí)干渠、二級(jí)泵站等已完成建設(shè);二期工程包括二級(jí)干渠、灌溉渠系及建筑物、田面工程等，已接近完成。

3.2 目前工程供水情況

2006年10月，禹門口工業(yè)供水工程正式向山西鋁廠供水。目前，山西鋁廠日用水量3萬m3，河津市地方日用水量2萬m3，合計(jì)日用水量5萬m3，年工業(yè)供水不足2000萬m3。

禹門口灌區(qū)工程農(nóng)田灌溉面積3.32萬hm2，其中龍門灌區(qū)控制面積0.16萬hm2;禹門口二級(jí)干渠控制灌溉面積為3.16萬hm2，由于多方原因，實(shí)際工程年農(nóng)業(yè)供水不足1000萬m3。

由于用水結(jié)構(gòu)的改變，山西禹門口提水工程農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)供水年提水量約為3000萬m3。有相當(dāng)一部分水量可通過禹門口提水東擴(kuò)工程向運(yùn)城、臨汾六縣(市)供水。

4 禹門口提水工程可利用水量分析

4.1 灌溉用水量分析

禹門口灌區(qū)原設(shè)計(jì)新發(fā)展灌區(qū)灌溉凈定額為298m3/畝，毛定額為458m3/畝;改善灌區(qū)灌溉凈定額為97m3/畝，毛定額為 149m3/畝，灌溉水利用系數(shù)為0.65。

近年來，在持續(xù)干旱等多方面因素影響下，平均毛灌溉定額為236m3/畝，僅占充分灌溉定額的67.60%，但農(nóng)業(yè)沒有大幅減產(chǎn)。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，發(fā)展非充分灌溉，允許作物某些生育期階段出現(xiàn)水分虧缺，以較小的灌水量獲得相同的產(chǎn)量，或以相同的灌水量取得最大產(chǎn)量。出于以上考慮，設(shè)計(jì)調(diào)整禹門口灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉按非充分灌溉定額考慮。

實(shí)地調(diào)查禹門口灌區(qū)周邊的楊范、元上、尊村、夾馬口灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉定額來確定禹門口灌區(qū)非充分灌溉的灌溉定額。楊范灌區(qū)現(xiàn)狀畝均灌溉凈用水量為180m3，元上灌區(qū)現(xiàn)狀畝均灌溉凈用水量為203m3，尊村灌區(qū)現(xiàn)狀畝均灌溉凈用水量為160m3，夾馬口灌區(qū)現(xiàn)狀畝均灌溉凈用水量為245m3，這四個(gè)灌區(qū)平均灌溉凈用水量為197m3/畝。

結(jié)合禹門口灌區(qū)原設(shè)計(jì)灌溉定額和作物組成，確定禹門口灌區(qū)原設(shè)計(jì)新增灌溉面積部分的非充分灌溉定額為191m3/畝。禹門口灌區(qū)現(xiàn)設(shè)計(jì)改善灌溉面積部分仍維持原設(shè)計(jì)的灌溉制度，凈灌溉定額97m3/畝。

灌溉水利用系數(shù)按采用節(jié)水措施后考慮，取0.68。根據(jù)新確定的灌溉制度計(jì)算出禹門口灌區(qū)灌溉用水量為11216萬m3。

4.2 可利用水量分析

根據(jù)《黃河禹門口提水二期工程補(bǔ)充初步設(shè)計(jì)書》(1991年5月)和黃河禹門口提水灌區(qū)工程干渠技施設(shè)計(jì)，二級(jí)干渠各段控制面積和各渠段設(shè)計(jì)流量見下頁表。

4.2.1 汾南灌區(qū)灌溉用水量

汾南灌區(qū)利用該工程向0.73萬hm2農(nóng)田提供灌溉用水。在禹門口灌區(qū)第13～14支區(qū)間設(shè)分水口向汾南灌區(qū)供水，供水量為1709萬m3，最大流量為2.88m3/s。

4.2.2 三泉支口利用水量

經(jīng)計(jì)算，在非充分灌溉、滿足禹門口灌區(qū)需水前提下，扣除自禹門口灌區(qū)13～14支之間取水，進(jìn)而改善汾南灌區(qū)灌溉用水后，二級(jí)干渠三泉支口處出水量為15537萬 m3，最大流量6.50m3/s，最小流量 0.94m3/s?？紤]黃河在汛期含沙量大于100kg/m3的時(shí)段內(nèi)不引水的因素，此次根據(jù)龍門站實(shí)測資料分析，采用含沙量大于100kg/m3的連續(xù)天數(shù)最長達(dá)14天(7月23日～8月4日)的1969年為典型年，結(jié)合供水系統(tǒng)的維護(hù)修理，在計(jì)算可供水量時(shí)，7月23日～8月4日為避沙和維護(hù)期，不引水，由此計(jì)算出二級(jí)干渠末可供該工程利用水量為14927萬m3，二級(jí)干渠三泉支口處考慮禹門口灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉后，向三泉水庫可分出最大流量6.50m3/s。

二級(jí)干渠各渠段控制面積及流量統(tǒng)計(jì)表

二級(jí)干渠三泉支口處出水量過程見圖1。

圖1 二級(jí)干渠三泉支口處出水量過程

綜上所述，禹門口提水工程可向東擴(kuò)工程供水16736萬m3。

5 供水流程及供水原則

黃河禹門口提水工程由一級(jí)泵站從黃河提水，經(jīng)過沉沙池泥沙處理后，一部分為現(xiàn)有工業(yè)一期供水;一部分由一級(jí)干渠輸水至二級(jí)泵站，經(jīng)二級(jí)泵站揚(yáng)水，進(jìn)入二級(jí)干渠，在二級(jí)干渠光馬渡槽末端分水，供水節(jié)點(diǎn)依次為襄汾井灌區(qū)、三泉灌區(qū)、新絳、汾河生態(tài)水、北莊灌區(qū)、侯馬、曲沃、澮河灌區(qū)、利民灌區(qū)和翼城。

供水原則:在滿足禹門口灌區(qū)非充分灌溉的前提下，首先向汾南灌區(qū)提供灌溉用水，其次滿足翼城、曲沃、侯馬、新絳的工業(yè)和農(nóng)村生活需水，再次為灌溉需水，最后為生態(tài)用水。

各供水節(jié)點(diǎn)供水量見圖2。

6 今后工作建議及存在問題

禹門口向臨汾、運(yùn)城六縣(市)供水工程，是利用已建的水源工程——山西省禹門口提水工程，進(jìn)行的一項(xiàng)較大的跨地區(qū)中距離輸水調(diào)度工程。該工程對(duì)臨汾市、運(yùn)城市工農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)的長遠(yuǎn)發(fā)展起重要作用，工程建設(shè)和運(yùn)行中存在以下問題需引起注意:

a.二級(jí)干渠輸水渠道按照舊規(guī)范設(shè)計(jì)，由于規(guī)范變更，現(xiàn)有渠道超高，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，工程完工后，局部輸水段流量加大，超高僅余20cm，建議對(duì)二級(jí)干渠已建段按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行改建，保證其輸水安全。

b.黃河水經(jīng)禹門口一級(jí)站沉沙池后，水流還攜帶部分泥沙，輸水至三泉水庫后，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加會(huì)使水庫的淤積加重，為了不影響水庫正常運(yùn)行，需要適時(shí)對(duì)水庫進(jìn)行淤積觀測和清淤?！?/p>