随着时间的变迁,科学技术的进步,黄河河势的变化,防洪水位的不断提高,引黄渠首工程亦不断更迭。
牡丹区(原荷泽县、市)最先建设应用的引黄工程是1956年6月建成的刘庄虹吸工程,位置在黄堤桩号219+929~219+966处。安装钢管9条,管径0.9米,总长度81.5米。设计引水流量9.0立方米每秒,最高实际引水流量18.0立方米每秒。基础结构为砌石墩座,设计水位:临河56.39米,背河55.84米,防洪水位61.0米。设计灌溉面积23万亩,预算投资74.9万元。因虹吸受其规模限制,远不能满足当地群众生产的要求,因此经报请上级批准, 该工程于1958年10月废除,在原地改建刘庄人民驯黄闸一座。
刘庄人民驯黄闸由黄河水利委员会设计院设计,济宁地委组织施工。该工程于1958年10月动工,1959年5月建成,建设地点在黄堤桩号220+014处。结构形式为薄壁轻型钢筋混凝土箱式涵洞,共分5联,每联5孔,每孔净高2.5米,净宽2.5米。闸身总长31.6米,总宽74.4米。设计水位:闸前57.60米,闸后57.35米,防洪水位61.00米。设计引水流量260立方米每秒,闸底板高程55.20米,不透水段64.6米,混凝土板桩长5~8米,总投资269.9万元。设计灌溉面积700余万亩,受益范围涉及荷泽、鄄城、巨野、郓城、梁山、嘉祥等县,其中荷泽县88.3万亩。
1959年因于林湾夺溜改道,河势下挫,刘庄人民驯黄闸前出滩,引水困难,故于1972年3〜9月修建郝寨引黄闸一座,地点在黄堤桩号223+439处,结构形式为钢筋混凝土箱式涵洞,共3孔,每孔净高2.2米,净宽2.8米。闸身总长46米,宽9.8米。设计水位:闸前57.5米,闸后57.3米,防洪水位61.00米。闸底板高程55.5米,不透水段66.0米。设计引水流量20.0立方米每秒,加大流量50.0立方米每秒。设计灌溉面积47.0万亩,投资51.0万元。该闸建成后,仅运用3个月的时间,因施工质量存在问题,有不均匀沉陷现象,且设计防洪水位低,不能适应防洪要求。1976年后,为了防洪保安全, 每年汛期进行围堵,至1982年春折除。
1979年,由于刘庄人民驯黄闸引水困难,且设计标准低,已不能适应防洪要求,经黄河水利委员会批准废弃,另于黄河大堤桩号221+081处修建刘庄引黄闸一座。该闸由山东黄河河务局设计,荷泽黄河修防处、荷泽黄河修防段与荷泽县组织施工。1979年3月破土动工,10月底竣工,工程质量符合要求。
刘庄引黄闸为桩基开敞式结构,共3孔,每孔净宽6米,净高4米。闸室全长17米,闸身总长132米,宽96米。两岸各有钢筋混凝土岸厢1孔,闸下有92根直径85厘米钢筋混凝土灌注桩作支承。设计防洪水位64.90米,校核防洪水位65.90米,上游设计水位58.75米,下游设计水位58.45米,最高运用水位63.20米。设计引水流量80.0立方米每秒,设计灌溉面积96万亩。闸门是钢筋混凝土平板闸门,用三台2x40吨绳鼓式固定启闭机启闭,配6160型发电机组1台,功率84千瓦,柴油机135马力,输电线路长100米,总投资179万元。
目前,刘庄引黄闸属于带病工作的险闸,存在着闸门过于笨重(25吨),不便检修,超期运行,并产生严重的不均匀沉陷现象等诸多隐患,严重影响着引黄供水和安全度汛,且近年来由于河势变化,该闸已严重脱河,引水困难,故急需改建。
第二节刘庄灌区与灌溉
刘庄灌区兴建于1956年。1958年前由刘庄虹吸供水,1959-1979年由刘庄人民驯黄闸供水,1980年后由刘庄引黄闸供水。刘庄灌区计划灌溉面积24万亩,各级渠系配套17万亩。灌溉尾水由徐河、南干沟、白虎沟、洙赵新河排泄。1965年复灌以来,采取科学管理,运用灌溉、排碱、放淤等综合措施,灌区农业产量逐步提高。1996年前,渠首采用机械清淤,年清淤量为75万立方米。1996年后,总结前段管理经验,运用科学管理方法,解决了渠首的淤积问题,未再进行过清淤。
该灌区隶属于牡丹区水务局,由刘庄引黄管理处管理,机关设在牡丹区高庄镇(现已迁至荷泽城区西安路)。
由于地势高低不平,灌溉方式方法不一样,刘庄灌区又分为自流灌区和提水灌区。
一、刘庄引黄自流灌区
1978-1979年,山东省水利厅对刘庄引黄灌区范围曾两次行文批复,批复范围为:西自荷泽东明边界,西北靠黄河,北到徐河,东至荷泽至阎什口备战路,南以洙赵新河为界。灌区总面积149.33平方公里,设计灌溉面积22.4万亩。灌区经过多年建设,至1985年已初具规模。先后开挖输水总干渠2条,长24.34公里;分干渠12条,长76.2公里;支渠50条,长125公里;斗渠157条,长169公里;农渠320条,长64.4公里;配套建筑物2025座。排水工程,除原有7条河(沟)外,增设干沟12条,长59.8公里;支沟57条,长114.9公里;斗沟250条,长269公里;农沟56条,长60.4公里;配套建筑物925座。干、支、斗三级灌排配套面积为16.0万亩,其中自流灌区面积13.3万亩。1992年12月,山东省计委对刘庄灌区扩大建设作了批复:灌区设计灌溉面积60.0万亩,其中自流灌区23.0万亩。
为实现灌区设计目标,牡丹区及灌区管理部门狠抓灌区配套建设,不断提高工程效能。1986~1997年先后筑沉沙池12座,面积43990亩,对灌区干渠多次清淤,恢复干渠2条,长7.33公里,清理干级排水工程7条,长37.23公里。1992年为解决刘庄闸引水含沙量大、颗粒粗、渠道清淤负担重的问题,经专家调查论证,报经上级批准,在刘庄闸前兴建了减沙橡皮坝。工程结构由底板基础工程、坝袋工程、充排水工程、上下游防冲工程和左右岸砌石护坡工程5部分组成。该工程由山东省治淮工程局设计,山东省第一水利工程局承包施工。1992年11月26日开工,1993年3月12日主体工程建成通水,共完成混凝土1235立方米,砌石1046立方米,土方2.5万立方米,用工3.8万个,总投资251.2万元,其中地方自筹211.2万元,基建投资40.0万元。经1994-1995年的运行观测,引水含沙量比建坝前减少26%,其中粗沙减少29%。1995年改建了李庄集分水枢纽闸,采用砌石结构,共8孔,单孔宽3.0米,设计分水流量69立方米每秒。1995年11月1日开工.,1996年5月30日竣工,总投资185.3万元,其中省投资100.0万元,地方自筹85.3万元。改建后,有效地改善了引黄配水条件。
1986-2002年,刘庄自流灌区,新增配套建筑物224座,渠道衬砌20.3公里,建管理房2力6万平方米,共完成土方2190.15万立方米,砌石3.14万立方米,混凝土3394立方米,投工848.6万个,投资2936.69万元。1999年起,由于限时定量引用黄河水,加之地面淤高等原因,2002年,自流灌溉面积只有85000亩,占规划面积的37%,2005年,自流灌溉面积减少到79005亩。
二、刘庄引黄提水灌区
刘庄引黄提水灌区的范围,主要有吴店镇、吕陵镇、小留镇、黄罡镇、都司镇、万福办事处及李村镇的西部、高庄镇的南部、安兴镇的大部、皇镇乡的西北部、牡丹办事处的北部等。1988~1999年为改善部分乡(镇)供水条件,先后对抗旱沟、刘庄引黄送水干线、纬一沟、纬二沟、经一沟、经四沟、田寺沟、徐河调水工程、安兴调水工程、辛集调水工程和洙水河东调水工程,进行了1~6次清淤或开卡,共做土方664.73万立方米,投工244.8万个,投资486.73万元。
1986年,刘庄引黄提水灌区共有固定泵站(亦称扬水站)113处,装机143台,6021.4千瓦,站灌面积15.5万亩,共有用于流动性提灌的水泵6887台,配动力57293.6千瓦,提灌面积36.96万亩。2002年,刘庄引黄提水灌区共有固定泵站182处,装机210台,5690.5千瓦,由于部分水源不足或损坏失修,站灌面积只有12.76万亩,用于流动性提灌的水泵增加到10028台,配动力83795千瓦,提灌面积增加到40.7万亩。2005年刘庄引黄提水灌区共有固定泵站119处,装机133台,34994.9千瓦,站灌面积8.62万亩,用于流动泵灌的水泵12769台,配动力108976千瓦,提灌面积43.0万亩。表4-1为刘庄引黄灌区1986-2005年灌溉面积统计表。
表4-1刘庄引黄灌区1986-2005年灌溉面积统计表
第三节放淤改土
引黄放淤既是利用黄河泥沙加固大堤的重要措施,也是沿黄人民利用黄河水沙资源改变生产条件、发展农业生产的一大创举。1965年以来,牡丹区实施放淤改土,使许多砂碱涝洼和不毛之地改造成了肥沃的良田,加之联产承包责任制的推行,农业产量逐年提高,农民生活逐步走向富裕。
1985年以后,各级党政领导和黄河业务部门,始终坚持抓紧抓好引黄放淤改土这项工作,将其作为沿黄乡(镇)发展农业生产的重要途径,抓住一切有利时机,尽量多放水、多落淤、多改土,为沿黄经济和农业生产的发展多作贡献。
1986-2005年,刘庄引黄灌区累计淤改放水量53990万立方米,沉沙池面积43990亩,淤改面积30000亩。进入20世纪90年代,由于黄河水沙资源短缺,特别是1993年3月黄河水利委员会实施全流域水资源合理配置和统一调度后,引黄放淤工作受到一定的影响,改良盐碱涝洼的速度有些放慢。1998年起,放淤改土工作已完全停止。1986~1996年刘庄引黄灌区淤改情况统计表见表4-2。
表4-21986-1996年刘庄引黄灌区淤改情况统计表
第四节城区供水
在经济建设大潮的推动下,荷泽城区建设速度不断加快,城区规模迅速扩大。1986年城区面积14.15平方公里,1991年已扩大到120平方公里。城区人口1986年17.7万人,2005年增加到30.53万人。由于工业发展,人口密集,城区需水量急剧增大,单纯依靠地下水已远远不能满足要求,兴建引黄工程、利用黄河水已势在必行。
一、城区水资源概况
为了科学开发、利用和保护城区水资源,确保城区人民的生活需要和城区经济的持续发展,2002年,对城区水资源流量和可利用量作了分析估算。
(一)水资源量估算
城区的水资源量,主要包括降水径流量(即城区地表水)和浅层地下淡水的净补给量。
根据荷泽市水文局提供的降水观测资料和降水径流系数及有关资料分析,地表水:按平水年(降水频率P=50%)计算,在城区120平方公里范围内,降水深为624.4毫米,平均降水径流系数为0.5,地表水资源量为3746.4万立方米;地下水:平水年,城区浅层地下水年均净补给量为2007万立方米。平水年城区水资源总量为5753.4万立方米。
(二)水资源可利用量估算
地表水:城区地表水可利用量,取决于城区坑塘、湖泊对自然降水的蓄存能力。2002年城区实有坑塘20处,面积104.7公顷(包括赵王河南段,不包括无水汇入的吴堤口鱼塘1处,面积2.25公顷),按P=50%的降水频率计算,平水年,一次蓄水可达251.3万立方米,减去渗漏和蒸发(约占一次蓄水量的40%),可利用量为150.8万立方米。
地下水:平水年,城区地下水年净补给量,主要来自坑塘、湖泊渗漏、降水入渗。但由于城区建设加快,地面硬化范围急剧扩大,浅层地下水的补给范围随之缩小。据分析计算,地下水的可利用量(按年均净补给量的100%计)仅有2007万立方米。
客水:据统计,城区多年平均引用黄河水量(即可利用量)为725万立方米。
上述三项之和即为平水年城区年均水资源可利用总量,计2882.8万立方米。
二、城区供水现状
1986年以来,荷泽城区的供水方式有3种:一是市自来水公司供水;二是党政机关、部分企业单位、个体服务业、城镇居民自备井供水;三是城郊区供水。
(—)自来水公司供水
1986年荷泽市自来水公司有两个水厂,共有深井10眼,浅井8眼,建供水管网44公里,年供水量916万立方米。1989年,在城北十里铺兴建第三水厂,设计日供水能力为2.0万立方米。到2002年,自来水公司已有深井19眼,浅井28眼,建干级供水管网67.026公里,年供水量达2036万立方米(其中浅井供水1063万立方米,深井供水973万立方米)。自来水供给人口达28万人,占城区人口总数的78%。
(二)自备井供水
由于自来水公司的供水能力不能满足城区各行业用水的需要,其供水管网达不到的单位和居民,便自建水井解决用水问题。2002年自备井已发展到283眼,其中深井147眼,浅井136眼(不含简易水井),年开采量为1790.0万立方米,其中开采浅层地下水384.1万立方米,开采深层地下水1405.9万立方米。
(三)城郊区供水
城郊区(指2002年城市居民仍有耕地的区域)供水,主要包括农业灌溉、畜牧业、居民生活供水。其方式主要是通过自备井、自备泵供水。据分析,2002年供水量为2405.6万立方米,其中,地表水6.8万立方米,利用现有农用机电井770眼,开采地下水2252.5万立方米,用黄河水146.3万立方米。
2002年城区各行业共有机电井1100眼,其中,深井166眼,浅井934眼,年开发利用水资源总量7094.3万立方米,其中开发地表水63.6万立方米, 地下水6865.2万立方米,黄河水165.5万立方米。2002年荷泽城区各行业水资源开发利用量统计表见表4-3。
表4-32002年荷泽城区各行业水资源开发利用量统计表
(单位:万立方米)
三、2002年城区各行业需水量估算
荷泽城区内工业集中,人口密集,用水行业繁多,需水量较大。据计算,2002年城区农业、工业、居民生活、公共事业、畜牧业和环境等总需水量9061.7万立方米,详见表4-4。表4-42002年荷泽城区各行业需水量统计表
(单位:万立方米)
四、城区引黄供水工程筹建
从前面2002年的资料不难看出,在城区供水中存在着严重的水资源缺乏,供不应需(供水量只占需水量的78.3%);地下水过量超采,浅层地下水年开采量为可利用量的2.2倍。由于浅层地下水长期过量开采,城东、城北出现了106.5平方公里的漏斗区,其中心位置的地下水位已下降到16.55米。深层地下水开采量也过大,1999-2002年,年均开采2128.5万立方米。2002年深层地下水漏斗区中心的水位埋深已达到93米,加剧了城区地面下沉,城区降水利用量太低,降水径流利用量仅为3%,流失量占97%。
为解决城区地下水资源严重不足的问题,荷泽市政府于1994年着手筹建引黄供水工程。2000年经国家批准兴建,建设规模为日供水15万立方米,总投资5.0亿元。该工程包括蓄水水库、沉沙池、净水厂、输水管线等部分。供水工程流程是自刘庄引黄闸引黄河水,利用现有输水干渠自流至沉沙池,沉沙后由入库泵站提水经输水管道送至水库,然后由出库泵站提水经管道送至净水厂,净化处理后进入城区供水管网,最后送至各用户。
蓄水水库位于牡丹区万福办事处,以废弃七里河河道为中线,呈不规则八边形布置,占地3380亩,包括围坝、截渗沟、出入库涵洞、出库泵站、周边涵闸等附属建筑物,投资2.6亿元。坝轴线长6313米,设计库容1290万立方米。设计水位57.6米,坝顶高程59.4米,坝顶宽度8米,其上有高约1米的防浪墙。原地面高程50.8米。
沉沙池位于牡丹区高庄镇,为以挖待沉运用方式,占地面积940亩。南北长800-1000米,东西宽620米,北部约100亩为沉沙池清淤堆沙区。投资3500万元。
从沉沙池至水库的输水管线长15公里,为直径2.0米的钢套筒混凝土管,投资5500万元。
荷泽市黄河水厂厂区在市区昆明路,与牡丹区委、区政府隔路相邻。占地面积150亩,建设规模日供水15万吨,投资8000万元。
到2002年底,净水厂土建部分已经完成,机电设备正在安装,输水管网已铺设60公里,水库和沉沙池工程正作施工准备。计划2007年9月完成全部工程建设任务,向城区供水管网送水,保证供水水质达到国家标准。工程完成后,荷泽城区引黄供水总量将达到10万吨,供水范围北至黄河路,南至长江路,西至西安路,东至广州路,面积将达45平方公里,供水干支管线长度将达165公里。荷泽市引黄供水工程流程图如图4-1所示。