李杜元

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 汾河干流概況

汾河是山西第一大河，黃河第二大支流，流域面積39 471 km2，發(fā)源于寧武縣管涔山，干流自北向南流經(jīng)6市27縣，縱貫太原、臨汾兩大盆地，于萬(wàn)榮縣榮河鎮(zhèn)廟前村附近匯入黃河，全長(zhǎng)716 km，按其自然特征習(xí)慣上分為上游、中游、下游三段。

上游段：河源至蘭村烈石口，河道長(zhǎng)217 km，屬山區(qū)性河流。山西省最大的水庫(kù)——汾河水庫(kù)，位于距河源123 km的婁煩縣下石家莊，其下游約80 km的懸泉寺峽谷段建有汾河二庫(kù)，萬(wàn)家寨引黃入晉的南干線通過本段河道輸水。因此，上游河道水量較為豐沛，根據(jù)靜樂水文站統(tǒng)計(jì)資料，自2003年萬(wàn)家寨引黃供水以來(lái)，基流常年在2.0 m3/s以上，引黃供水期可達(dá)到8.0 m3/s以上。

中游段：自蘭村至洪洞縣石灘，河長(zhǎng)267 km，干流穿行于太原盆地與靈霍山峽，基本上屬于盆地平原性河流。山西省最大的自流灌區(qū)——汾河灌區(qū)位于此河段，建有汾河一壩、汾河二壩、汾河三壩3個(gè)攔河閘取水樞紐，設(shè)計(jì)灌溉面積10萬(wàn)hm2。由于該段是汾河主要用水區(qū)，河道基流很小，灌溉季河道二壩、三壩經(jīng)常斷流，非汛期河道內(nèi)基本為太原市和晉中市的污水。

下游段：自洪洞石灘至入黃口，河長(zhǎng)232 km，為汾河干流中最為平緩的一段，其中入黃口段常發(fā)生黃河倒灌頂托現(xiàn)象，致大量泥沙淤積在河口段。該段也是全省主要的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，沿線設(shè)有汾西灌區(qū)取水口，東劉、趙曲、東鄧、汾南、汾北、木贊等電灌站，設(shè)計(jì)灌溉面積6萬(wàn)余hm2，灌溉季河道水量衰減嚴(yán)重，近三年河津水文站實(shí)測(cè)最小日平均流量?jī)H0.80 m3/s。

綜上所述，汾河干流生態(tài)水量不足的河段位于汾河中下游區(qū)。生態(tài)水量短缺的原因，一是流域水資源過度開發(fā)，大量擠占河道生態(tài)環(huán)境用水；二是地下水嚴(yán)重超采和煤礦開采排水，破壞了區(qū)域的水文循環(huán)過程，導(dǎo)致能夠產(chǎn)生徑流的有效降雨大幅度減少、巖溶泉衰減甚至斷流（八大名泉中晉祠泉、蘭村泉、古堆泉已斷流，洪山泉瀕臨斷流，其它大泉出流量大幅減少）；三是由于水資源短缺，蓄水工程為保障供水，不能常年下放生態(tài)基流。

2 干流河道生態(tài)水量分析

生態(tài)水量包括河道內(nèi)生態(tài)基流和敏感生態(tài)需水及其過程，對(duì)于在1985—2008年頻繁斷流的汾河中下游干流河道，近期內(nèi)主要考慮生態(tài)基流。生態(tài)基流，是指為維持河流基本形態(tài)和基本生態(tài)功能的河道內(nèi)最小流量。對(duì)于北方河流，生態(tài)基流按非汛期和汛期兩個(gè)水期分別確定，一般情況下，非汛期不低于多年平均天然徑流量的10%，汛期可按多年平均天然徑流量的20%～30%確定。

汾河流域汛期為6—9月，非汛期為10月至次年5月，按照生態(tài)基本需求和生態(tài)良好兩種情況分析干流生態(tài)流量。其中，基本生態(tài)需求汛期按多年平均天然徑流量的20%、非汛期按多年平均天然徑流量的10%考慮，生態(tài)良好需求則分別對(duì)應(yīng)為30%、20%考慮。

2008年以來(lái)，利用萬(wàn)家寨引黃工程南干線向汾河每年補(bǔ)充生態(tài)水量1億～1.5億m3，汾河斷流的問題基本得到解決，但生態(tài)基流仍然偏小。根據(jù)汾河干流各站實(shí)測(cè)資料，河道生態(tài)流量與國(guó)家規(guī)范要求還有很大差距，詳見表1。

表1 汾河干流現(xiàn)狀及規(guī)范要求生態(tài)流量 單位：m3/s

3 恢復(fù)干流生態(tài)水量的主要措施

3.1 工程措施

3.1.1 加快推進(jìn)水源工程建設(shè)

近期應(yīng)急措施就是要充分利用萬(wàn)家寨引黃工程已形成的供水能力，加大黃河水利用力度，增加汾河干流河道生態(tài)基流。萬(wàn)家寨引黃工程設(shè)計(jì)年取水12億m3，其中南干線向太原年供水能力6.4億m3。目前，總干線3座泵站（設(shè)計(jì)3×10臺(tái)機(jī)組）已安裝一半機(jī)組，實(shí)際最大年供水能力6.16億；南干線2座泵站（設(shè)計(jì)2×6臺(tái)機(jī)組）各安裝4臺(tái)機(jī)組，最大年供水能力可達(dá)到4.5億m3；同時(shí)，近期年均向太原市供水約0.94億m3，陽(yáng)曲工業(yè)園和太化實(shí)施供水后，仍有2.5億m3可用于退還被生產(chǎn)用水?dāng)D占的河道生態(tài)用水。充分利用引黃水后，將大大加快和促進(jìn)流域生態(tài)修復(fù)。

根據(jù)流域供水體系布局，要實(shí)現(xiàn)生態(tài)良好水量目標(biāo)，主要是加快推進(jìn)萬(wàn)家寨引黃工程機(jī)組安裝工程、中部引黃工程?hào)|干和汾孝支線工程建設(shè)。萬(wàn)家寨引黃南干線工程在2022年前向汾河流域調(diào)水4.5億m3，在滿足生活、生產(chǎn)用水后，向汾河干流生態(tài)補(bǔ)水2.5億m3；2022年后向汾河流域調(diào)水6.4億m3，可向汾河干流生態(tài)補(bǔ)水2.5～3.9億m3。中部引黃工程?hào)|干和汾孝支線工程在2021年可實(shí)現(xiàn)向汾河中游的呂梁平川4縣、晉中2縣（介休、靈石）、臨汾汾西縣供水，同時(shí)具備向汾河補(bǔ)充生態(tài)水的能力。

3.1.2 實(shí)施高效節(jié)水

汾河流域耕地面積116.67萬(wàn)hm2，總有效灌溉面積58.33萬(wàn)hm2，其中大中型灌區(qū)有效灌溉面積34.27萬(wàn)hm2。農(nóng)業(yè)灌溉水量占流域總用水量的60%，灌溉水綜合利用系數(shù)0.52，平均用水3 510 m3/hm2，與全省平均用水3 120 m3/hm2相比還有一定的節(jié)水潛力。大力實(shí)施農(nóng)業(yè)節(jié)水改造，尤其是大中型灌區(qū)實(shí)施斗、農(nóng)、毛渠道改造管道工程，規(guī)劃到2030年末灌溉面積維持58.33萬(wàn)hm2，其中河灌區(qū)面積45萬(wàn)hm2，井灌區(qū)面積13.33萬(wàn)hm2，高效節(jié)水面積達(dá)到95%，灌溉水綜合利用系數(shù)0.65。

3.1.3 實(shí)施地下水關(guān)井壓采水源置換工程

汾河干流兩岸有超采區(qū)8個(gè)，超采區(qū)面積6 763 km2（其中嚴(yán)重超采區(qū)874 km2），涉及太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城5個(gè)市，年平均超采量1.68億m3。重點(diǎn)推進(jìn)在建的萬(wàn)家寨引黃工程南干線、中部引黃、禹門口東擴(kuò)工程和其配套的縣域小水網(wǎng)工程建設(shè)，通過水源置換對(duì)超采區(qū)實(shí)施關(guān)井壓采，同時(shí)將引黃水和跨流域調(diào)水主要作為工業(yè)用水，逐步退還流域內(nèi)被擠占的生態(tài)水量。

水源置換工程供水區(qū)，持續(xù)實(shí)施關(guān)井壓采方案，2020年超采區(qū)面積減少30%，地下水開采量限制在9.4億m3左右，已斷流的晉祠泉基本復(fù)流，蘭村和古堆泉泉口水位大幅度上升。到2030年基本消除地下水超采區(qū)，地下水開采量控制在8.8億m3左右，地下水位大幅度回升，已斷流的蘭村和古堆兩處名泉基本復(fù)流，其余巖溶大泉出流量穩(wěn)定增加，以山澗水為主體的小泉大面積恢復(fù)。

3.2 非工程措施

3.2.1 實(shí)施汾河干流生態(tài)水量統(tǒng)一調(diào)度方案

實(shí)施水資源優(yōu)化配置和科學(xué)調(diào)度，將引黃水作為工業(yè)、生活用水，逐步退還流域內(nèi)被擠占的生態(tài)水量。根據(jù)汾河干流已建工程情況，為了充分利用黃河水，生態(tài)聯(lián)合調(diào)度，按6個(gè)節(jié)點(diǎn)控制，分別為汾河水庫(kù)、汾河二庫(kù)（蘭村）、義棠、石灘、柴莊、河津。按照干流生態(tài)環(huán)境良好要求，在保障生態(tài)基流的前提下，汾河上游地表水開發(fā)利用率控制在40%以下，中下游地表水開發(fā)利用率控制在50%左右，到2020年外調(diào)水量不低于10.0億m3，流域地表水用水量控制在8億m3，退還河道生態(tài)水量2.0億m3左右；到2030年外調(diào)水量不低于12.5億m3，流域地表水用水量控制在7億m3，退還河道生態(tài)水量2.8億m3左右。

通過生態(tài)補(bǔ)水每年可向晉祠、蘭村泉域補(bǔ)水0.6億m3，向郭莊泉、古堆泉補(bǔ)水0.6億m3?？紤]引黃水成本較高，在太原以下河道水質(zhì)較好的區(qū)域，兩岸利用現(xiàn)有取水工程可引水置換超采區(qū)的地下水，原則以農(nóng)業(yè)灌溉為主，工業(yè)適當(dāng)引用。同時(shí)，發(fā)揮流域系統(tǒng)性調(diào)節(jié)性能，在河道水量富裕情況下，引水至兩岸生態(tài)濕地或蓄滯洪區(qū)，既可蓄存?zhèn)溆盟坎⒃黾訁^(qū)域地下水入滲量，又可改善小區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

3.2.2 實(shí)施關(guān)停泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)煤礦措施

依據(jù)《山西省泉域水資源保護(hù)條例》，關(guān)停8大巖溶泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)626 km2范圍內(nèi)的煤礦。關(guān)停區(qū)域涉及4市15縣（市、區(qū)），分別為忻州寧武縣，太原古交市、婁煩縣、陽(yáng)曲縣、尖草坪區(qū)、萬(wàn)柏林區(qū)、杏花嶺區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣，晉中介休市、平遙縣，臨汾霍州市、汾西縣、洪洞縣、堯都區(qū)。

3.2.3 建立使用引黃水的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制

為了充分發(fā)揮水利工程的作用，將引黃工程、汾河水庫(kù)、汾河二庫(kù)、中部引黃、禹門口引黃等各水源統(tǒng)一納入生態(tài)水量補(bǔ)償體系，建立汾河流域生態(tài)水量調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)制，各工程在滿足設(shè)計(jì)供水任務(wù)的同時(shí)，根據(jù)其對(duì)生態(tài)水量的貢獻(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)償。

4 結(jié)語(yǔ)

2017年6月，習(xí)近平總書記在我省視察期間，指出“一定要高度關(guān)注汾河的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，讓這條山西的母親河水量豐起來(lái)，水質(zhì)好起來(lái)，風(fēng)光美起來(lái)”，汾河干流有連續(xù)的、流動(dòng)的生態(tài)基流是這一切的基礎(chǔ)。以節(jié)水和替代水源為主的工程措施與以調(diào)度為主的非工程措施，將提高流域水資源利用效益，調(diào)控流域水資源利用總量及過程，調(diào)配出流域生態(tài)需水總量并合理補(bǔ)充入河道，保障汾河干流河道清水長(zhǎng)流，促使流域地下水位的回升和泉水的恢復(fù)，以利于流域進(jìn)入水生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)狀態(tài)。