黄河下游引黄灌溉中的泥沙处理利用

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1、黄河下游引黄灌溉中的泥沙处理利用　　黄河下游引黄灌溉自1952年人民胜利渠开始灌溉以来，经历了试办、大办、停灌、复灌和稳定持续发展的曲折过程。据1990年统计[1]，黄河下游共有引黄渠首工程128处，万亩以上灌区156处。实灌面积由50年代30万hm2左右，发展到186万hm2，灌溉用水量112亿m3，引沙量亿t，分别占黄河下游来水、来沙量的%和%.　　黄河下游两岸地势平坦，渠道坡降平缓，这些泥沙进入灌区，如果处理不好，必将引起渠道淤积，甚致引起次生盐碱。几十年来，黄河下游的引黄泥沙主要采取大规模沉沙放淤，改良低洼沙碱地，减少渠系泥沙，这样既防止或减轻渠道

2、泥沙淤积，又可改善生态环境，为发展下游引黄灌溉积累了丰富经验。由于几十年的灌溉沉沙，还能利用沉沙的低洼地、盐碱沙荒地不多了，“以挖待沉”的方法既需很高的经费，还有挖出泥沙如何放置的问题，给黄河下游引黄泥沙处理带来新的问题。　　黄河下游来水来沙变化概况　　黄河流域经过长期持续的治理和开发，使下游来水来沙量发生很大的变化，直接影响到灌溉的引水引沙量。我们统计了花园口和利津站1952～1996年实测水沙量，前者反映了来水来沙条件的变化，后者还粗略地反映了下游灌溉引水的情况。花园口站多年平均水量为亿m3，其中汛期240亿m3，占年水量的%；多年平均沙量为亿t，汛期

3、亿t，占年沙量84%，平均含沙量为/m3.可见泥沙主要集中在汛期，汛期含沙量达/年的水沙过程，都呈减少的趋势。三门峡水库1974年以后，蓄清排浑运用，非汛期蓄水拦沙，下游来水量明显减少，而下游灌溉主要在非汛期，对灌溉引沙是有可能减少的。利津站1951～1996年平均水量为352亿m3，较花园口站减少了亿m3，大部分是工农业引水和生活用水。这部分减少的水量是逐年增加的，50年代和60年代变化不大，70年代和80年代该站水量只有亿m3和亿m3，比花园口站分别减少亿m3和亿m3，下游工农业用水大幅度增加，80年代的引水量超过100亿m3，90年代花园口站的来水量

4、只有亿m3，下游引水量仍超过100亿m3，到利津站仅亿m3.　　黄河下游灌溉引水引沙情况[2]　　50年代和60年代年平均引水量分别为亿m3和亿m3，分别占黄河下游年平均来水量的%和%；引沙量分别为亿t和亿t，入渠含沙量分别为河道含沙量的75%和67%.70年代和80年代平均引水量分别为亿m3和113亿m3，为50年代的4～5倍，引沙量分别为亿t和亿t，分别为50年代的3倍和倍。　　　　　　　　表1黄河下游花园口～利津灌溉引水引沙情况　　SituationofwaterandsedimentdiversionfromtheLowerYellow　　Rive

5、rforirrigationatHuayuankou～LijinReaches　　　　　　　　时期　　　耗水量　　　分水比　　　引沙量　　　引水含沙量　　　分沙比　　　　　　　　　　　　　　　1950～1959　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1960～1969　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1970～1979　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1980～1989　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1950～1990　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　黄河下游灌溉引水均为无坝引水，引水建

6、筑物有涵闸、虹吸和抽水泵站三种，渠道进沙情况基本上可以分为三类：第一类位于河南境内游荡性河道黄河南岸的渠首，如花园口和黑岗口淤灌渠，渠首布置在险工上，引水渠较短，受坝垛挑流影响，入渠含沙量一般比黄河含沙量大10～20%；第二类位于河南境内黄河北岸的渠首，如人民胜利渠和红旗渠，引水口位于老滩边，引水渠长，入渠含沙量较黄河含沙量小，一般偏小10%左右；第三类是布置在山东境内的弯曲河道凹岸的渠首，如位山、打渔张渠，防沙作用较好，入渠含沙量为黄河含沙量的88%.采用武汉水利电力大学提出的含沙量在二维均匀流中的沿垂线分布公式[3]，计算花园口和利津站的悬移质不同粒径

7、的含沙量垂线分布。该公式为　　S=S*β/2　　式中参数β=，z为悬浮指标。计算结果从表2可知，泥沙粒径小于的含沙量沿垂线分布比较均匀，水面的含沙量比断面挟沙力偏小不到10%，而这部分泥沙占下游来沙量的64%；泥沙粒径大于的含沙量沿垂线分布随着泥沙粒径增粗，不均匀系数增加，如粒径为时，水面含沙量比断面挟沙力偏小达30%，这部分泥沙占黄河下游来沙量的16%，即使按上述理想条件来防沙，对总沙量说，渠首防沙的作用不大。　　由于灌区地形平坦，渠系比降平缓，大量泥沙进入灌区，必将引起渠道淤积。为防止或减轻渠道淤积，几十年来在实践中积累了丰富的经验，尽量把泥沙送到田间

8、，有的灌区能把70%以上入渠泥沙送到田间，但大部分灌区送到田间的泥