【摘要】黃河水資源是我國(guó)重要的淡水資源之一，是黃河流域地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活以及生態(tài)用水最重要的客水資源，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，黃河供水不堪重負(fù)，下游斷流日趨嚴(yán)重。為提高黃河水農(nóng)田灌溉保證率，確保人民生活用水需要，建閘前泵站將提水技術(shù)與引黃閘工程配合供水，形成新的供水模式，充分發(fā)揮有限黃河水資源作用，提高黃河的水資源利用率。

【關(guān)鍵詞】引黃供水；引黃工程；泵站；供水模式

1、閘前泵站提水應(yīng)用于引黃供水的必要性

黃河水資源是我國(guó)重要的淡水資源之一，是黃河流域地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活以及生態(tài)用水最重要的客水資源。黃河河川徑流僅占全國(guó)河川徑流的2%，但其供水范圍已從新中國(guó)成立初期主要集中在寧夏、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)、陜西關(guān)中地區(qū)、山西汾河流域，擴(kuò)大到目前的沿黃九省區(qū)和河北省、天津市、青島市等，承擔(dān)著本流域和下游引黃灌區(qū)占全國(guó)15%的耕地面積、12%的人口及50座大中城市、晉陜寧蒙接壤的能源基地、中原油田、勝利油田的供水任務(wù)，引黃灌溉面積由1950年的1200萬(wàn)畝，發(fā)展到目前的1.13億畝，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，黃河供水不堪重負(fù)，下游斷流日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年，黃河下游利津站全年斷流226d，河道斷流長(zhǎng)度704km。1999年3月國(guó)務(wù)院授權(quán)黃委對(duì)黃河水資源進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)度，山東河段至今連續(xù)17年不斷流，為世人矚目，基本滿足了沿黃地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民生活用水需求。并把黃河水遠(yuǎn)距離送到了菏澤南五縣、德州慶云縣、濱州沾化、無(wú)棣縣等嚴(yán)重缺水地區(qū)，解決了群眾的吃水難問(wèn)題，結(jié)束了喝苦咸水的歷史；通過(guò)遠(yuǎn)距離跨流域調(diào)水，圓滿完成了多次引黃濟(jì)津、濟(jì)青、入衛(wèi)、濟(jì)冀調(diào)水任務(wù)，有效緩解了天津、河北、青島等地的用水緊張局面。

20世紀(jì)50年代中期，濟(jì)南市開(kāi)始引用黃河水，到80年代中期，伴隨著“引黃保泉”構(gòu)想的出臺(tái)，引黃工程建設(shè)和引黃供水事業(yè)得到快速發(fā)展。濟(jì)南市水資源存量相對(duì)不足，人均水資源占有量290m3，不足全國(guó)人均占有量的1/6，大大低于國(guó)際公認(rèn)的人均1000m3的最低警戒線標(biāo)準(zhǔn)。濟(jì)南引黃供水其一灌溉受益范圍涉及其6縣（市、區(qū)）、28個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、辦事處）、2138個(gè)行政村、166.35萬(wàn)人、農(nóng)耕面積18.27萬(wàn)ha，實(shí)際灌溉面積16.53萬(wàn)ha，占濟(jì)南總耕地面積的45%，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收提供了保障，成了轄區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)賴以發(fā)展的基本條件；其二供應(yīng)濟(jì)南居民生活用水及工業(yè)用水80%以上，保持了泉水自2003年9月至今連續(xù)13年噴涌。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，黃河為保護(hù)泉城特色、改善生態(tài)環(huán)境、提升人民生活水平提供了巨大的資源保障，成為了濟(jì)南經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的生命之水、重要基礎(chǔ)支撐。

黃河自2002年開(kāi)始進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙試行、生產(chǎn)、工作，黃河下游河道主槽過(guò)流能力由2002年汛前的1800m3/s提高到目前的4000m3/s，主河槽下切1.5m-3m，行洪能力提高，成效顯著。黃河濟(jì)南段供水高峰期絕大部分是在濼口站300m3/s以下進(jìn)行，2002年調(diào)水調(diào)沙后，特別是近幾年以來(lái)，由于黃河主河槽下切，河槽內(nèi)同流量級(jí)下的水位降低凸顯，引黃閘工程供水條件受到限制，供水要素發(fā)生了不利變化，導(dǎo)致了其供水能力降低嚴(yán)重。加之灌區(qū)輸送水渠道抬高、功能萎縮、配套不齊全等，渠道輸送水能力有較大降低，給保障需用水戶需求帶來(lái)了艱難挑戰(zhàn)。

顯而易見(jiàn)，黃河水是國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可替代、不可或缺的重要基礎(chǔ)資源，是人民生活的重要基礎(chǔ)保障，是濟(jì)南市賴以生存和發(fā)展的客水資源。隨著濟(jì)南城市規(guī)模擴(kuò)大、農(nóng)村城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和人民生活水平的提高，水資源短缺、供需水矛盾將更加突出。而黃河主河槽下切效應(yīng)的持續(xù)影響，引黃閘抗洪水安全性提高。若引黃閘工程不存在嚴(yán)重安全問(wèn)題、運(yùn)用指標(biāo)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，黃河擴(kuò)建、改建引黃閘工程的機(jī)遇越來(lái)越小，新增建設(shè)引黃閘的幾率更小。為提高黃河水農(nóng)田灌溉保證率，確保人民生活用水需要，在閘前建泵站，泵站提水與引黃閘工程配合供水，形成新的供水模式，是提高黃河供水保障率和農(nóng)田灌溉保證率的有效工程措施。

2、閘前泵站提水技術(shù)在濟(jì)南引黃供水中的應(yīng)用

根據(jù)近年來(lái)濟(jì)南引黃閘供水能力調(diào)研，黃河濟(jì)南段引黃閘工程供水要素之一——閘前水位，特別是供水高峰期（2-5月份）達(dá)不到設(shè)計(jì)供水條件要求，供水能力持續(xù)下降。面對(duì)現(xiàn)實(shí)，分別于2013年、2014年修建了胡家岸引黃閘閘前泵站、邢家渡引黃閘閘前泵站，次年建成運(yùn)行，形成了水閘+閘前泵站供水新模式。該模式應(yīng)用于實(shí)踐證明，解決了用水戶現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)急用水困難，緩解了用水緊張局勢(shì)，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，取得了顯著效果。

2.1 胡家岸引黃閘+閘前泵站供水應(yīng)用

胡家岸引黃閘位于黃河右岸堤65+162處，設(shè)計(jì)流量20m3/s，設(shè)計(jì)底板高程20.55m（黃海標(biāo)高，下同），閘前設(shè)計(jì)引水位22.34m，設(shè)計(jì)灌溉面積2.31萬(wàn)ha，是胡家岸灌區(qū)的主要水閘之一。胡家岸灌區(qū)位于章丘市北部，涉及高官寨鎮(zhèn)等七個(gè)鎮(zhèn)，屬中型灌區(qū)。

據(jù)2007-2011年濼口站資料統(tǒng)計(jì)，供水高峰期1-5月份濼口站流量小于350m3/s的天數(shù)占70%，胡家岸引黃閘引水流量不大于4m3/s，僅為設(shè)計(jì)引水能力的20%，不能滿足灌區(qū)農(nóng)田灌溉需求，影響灌區(qū)作物增產(chǎn)增收和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2013年9月開(kāi)工建設(shè)胡家岸引黃閘前泵站工程，包括自流閘和泵室兩部分。其主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)：自流閘3孔位于中間，孔口尺寸3×3m，底板高程20.30m，設(shè)計(jì)流量20m3/s；泵室4孔分別位于自流閘兩側(cè)各2孔，閘孔尺寸2.6×3m，泵室底板高程18.23m，配置四臺(tái)800QZ-125型潛水軸流泵，單泵設(shè)計(jì)流量1.82m3/s，泵站設(shè)計(jì)提水能力7.28m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程3.80m，最低引水位20.48m，相應(yīng)黃河濼口站流量80m3/s。工程建成后，供水能力由原來(lái)的20%左右提高到現(xiàn)在的36%。2014年春灌投入運(yùn)行以來(lái)，有效緩解了用水供需矛盾，灌區(qū)用水保證率由原來(lái)的40%提高到了現(xiàn)在的85%，基本滿足了灌區(qū)灌溉需要，對(duì)改善群眾生活水平、促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定和推動(dòng)灌區(qū)全面發(fā)展，起到了重要作用。

2.2邢家渡引黃閘+閘前泵站供水應(yīng)用

邢家渡灌區(qū)是濟(jì)南市最大的引黃灌區(qū)，擔(dān)負(fù)著濟(jì)陽(yáng)、商河兩縣90萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉用水任務(wù)。2014年春灌濼口站流量500m3/s邢家渡引黃閘供水不足20m3/s。據(jù)2014年1-6月份黃河水情資料統(tǒng)計(jì)，濼口站400m3/s以下天數(shù)65天占36%。2014年邢家渡引黃閘春灌供水資料顯示，自2月26日開(kāi)始供水、流量3m3/s、相應(yīng)濼口站流量440m3/s，到5月7日結(jié)束、流量8.70m3/s、相應(yīng)濼口站流量590m3/s，連續(xù)供水71天，供水量7261萬(wàn)m3。連續(xù)71天供水中，濼口站相應(yīng)流量在300-750m3/s之間，邢家渡供水流量在3-23.4m3/s之間，不大于10m3/s的有19天、占供水天數(shù)的27%，不大于20m3/s的有49d、占供水天數(shù)的69%，20m3/s以上的有3d、占供水天數(shù)的4%，入商河縣境內(nèi)流量始終在1-9m3/s之間，最終還有0.67萬(wàn)hd農(nóng)田未能澆上黃河水，60萬(wàn)商河縣人民飲水困難。

為徹底解決兩縣人民用水之憂，于2014年9月份開(kāi)工建設(shè)邢家渡引黃閘前泵站。邢家渡引黃閘前泵站設(shè)計(jì)流量30.00m3/s，泵站等別為Ⅲ等，泵站規(guī)模為中型，泵站為3級(jí)，設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為30年，校核洪水重現(xiàn)期為100年，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)黃河設(shè)防水位為36.21m（相應(yīng)流量11000m3/s）。2015年春灌投入運(yùn)行以來(lái)，基本滿足了6萬(wàn)hd農(nóng)田灌溉用水需求，同時(shí)也緩解了商河縣60萬(wàn)居民生活用水困難。

3、水閘+閘前泵站供水模式解決了現(xiàn)實(shí)中的突出問(wèn)題

3.1提高了引黃工程在黃河低水位下的供水保證率

閘前新建提水泵站設(shè)計(jì)引水位均低于引黃閘設(shè)計(jì)引水位0.50m以上，甚至數(shù)米或低于引黃閘閘底板高程。提水泵站運(yùn)行，較大程度地彌補(bǔ)了引黃閘低水位下的過(guò)水能力，尤其是在黃河供水高峰期、低水位下引黃閘供水能力大大增強(qiáng)，解決了黃河低水位下引黃閘有水引不出來(lái)的實(shí)際難題，引黃閘工程供水保證率大幅提高，同時(shí)也大幅提高了沿黃地區(qū)灌溉保證率。

3.2提高了黃河的水資源利用率

為確保黃河不斷流目標(biāo)，黃河實(shí)行水量統(tǒng)一調(diào)度，《黃河水量調(diào)度條例實(shí)施細(xì)則（試行）》規(guī)定，山東段重要控制斷面預(yù)警流量高村站120m3/s、孫口站100m3/s、濼口站80m3/s、利津站30m3/s。黃河供水高峰期調(diào)水控制濼口站200m3/s、利津站150m3/s。濼口站200m3/s以下，濟(jì)南11座引黃閘供水能力為零，此時(shí)建有提水泵站的北店子、楊莊、胡家岸、邢家渡四閘供水能力可達(dá)35m3/s以上，占濟(jì)南引黃供水能力的16%，充分發(fā)揮了有限黃河水資源作用，提高了黃河的水資源利用率，為沿黃地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康發(fā)展提供了水資源保障。

3.3提高了黃河水量調(diào)度準(zhǔn)確性

黃河自1999年開(kāi)始實(shí)行水量統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了黃河上中下游水資源的統(tǒng)一調(diào)配，一方面避免黃河下游斷流的發(fā)生，另一方面也為黃河下游供水提供了可供水量。黃河枯水期往往是黃河供水的高峰期，水量調(diào)度既控制黃河主要斷面預(yù)警流量指標(biāo)，又要為黃河下游供水提供盡可能多的水量，水量調(diào)度計(jì)劃性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性要求高。黃河水量調(diào)度增加了供水高峰期低水位運(yùn)行時(shí)間，供水要素變化無(wú)定律，造成引黃閘供水能力變化大、不穩(wěn)定，可控性差，而閘前泵站供水能力準(zhǔn)確、穩(wěn)定，可控性強(qiáng)，為準(zhǔn)確調(diào)度黃河水量改善了客觀條件，為充分發(fā)揮黃河水資源綜合效益提供了有力支持。

3.4延長(zhǎng)了引黃工程使用年限

調(diào)水調(diào)沙使黃河主河槽下切，引黃閘設(shè)計(jì)防洪水位安全性相對(duì)提高，抗洪水的能力相對(duì)增強(qiáng)。若引黃閘工程不存在嚴(yán)重安全問(wèn)題、運(yùn)用指標(biāo)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其它問(wèn)題可經(jīng)出險(xiǎn)加固消除或恢復(fù)。依據(jù)《水閘安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則SL214-2015》和《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范SL72-94》規(guī)定，引黃閘工程使用年限可延長(zhǎng)10——20年。

3.5形成了水閘+閘前泵站供水新模式

引黃閘工程與提水技術(shù)相結(jié)合供水，實(shí)現(xiàn)了二者供水優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)。低水位下利用提水泵站供水，解決了引黃閘有水引不出的難題，緩解了用水戶用水急需，保證了人畜飲水需要；水位高時(shí)，利用引黃閘供水，發(fā)揮其供水能力大、送水能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能較快地將大量的黃河水送到田間、水庫(kù)，更有力、有效地解決了用水戶用水需求，除滿足人畜用水需要外，最大限度地滿足農(nóng)田灌溉需要。

4、結(jié)束語(yǔ)

引黃工程與閘前泵站配合供水，達(dá)到了緩解沿黃灌區(qū)用水高峰期、黃河低水位運(yùn)行下的用水急需，保證了人畜飲水需要，改善了生態(tài)、環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)了供水保證率的提高、水資源利用率的提高、工程使用年限延長(zhǎng)的可能性，保障糧食增產(chǎn)增收，減少工程建設(shè)投資，成效十分凸顯。水閘+閘前泵站供水實(shí)踐證明，是適合于黃河可供水量現(xiàn)狀下的一種供水新模式，是實(shí)現(xiàn)黃河水資源綜合利用效益最大化的有效途徑。經(jīng)過(guò)黃河人的不斷探索，將進(jìn)一步優(yōu)化、利用黃河水資源，實(shí)現(xiàn)黃河水資源的更高效利用。

作者簡(jiǎn)介：張家春（1963年—），男，高級(jí)工程師，從事工程運(yùn)行管理和水資源利用管理工作。