沂河水资源开发利用的探讨

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沂河水资源开发利用的探讨

[摘要]沂河是临沂的母亲河,从沂蒙山区纵贯临沂南部平原,在旧中国,洪水

深流急,帆船可达沂源南麻,也时常给人民带来灾害。新中国成立后,党和人民政府十分重视对沂河的治理,在其干支流上游修建了跋山、岸堤、唐村、许家崖等十几座大中型水库,在其下游加固堤防,建分洪闸,在基本控制水患的同时,兼收养鱼、发电、灌溉之利。1997年,又在临沂城东建起世界最长的小埠东橡胶拦河坝,形成了1.2万亩的水面,加大开发利用价值,使沂河变得更为妩媚。

[关键词]:沂河 洪水 开发利用

引言

沂河是临沂的母亲河,从沂蒙山区纵贯临沂南部平原,河水环山绕崮,款款南行,两岸芳草鲜美,绿树成茵,呈现出碧水青山,天光云影,林果葱郁,稻花飘香的旖旎风光。在旧中国,水深流急,帆船可达沂源南麻,但也时常给人民带来灾害,有“开了江风口,水漫兰山走,淹了临郯苍,捎带南邳州”的歌谣。新中国成立后,党和人民政府十分重视对沂河的治理,在其干支流上游修建了跋山、岸堤、唐村、许家崖等十几座大中型水库,在其下游加固堤防,建分洪闸,在基本控制水患的同时,兼收养鱼、发电、灌溉之利。1997年,又在临沂城东建起世界最长的小埠东橡胶拦河坝,形成了1.2万亩的水面,使沂河变得更为妩媚。

1.沂河水资源基本概况

沂河流域地理坐标东经117°25’至118°42’,北纬34°23’至36°20’,沂源、沂水、沂南、临沂、蒙阴、平邑、费县、郯城等县全部或大部皆属沂河流域,在郯城县吴道口村南出境入江苏省,至江苏省新沂市境内入骆马湖。全长574千米,流域面积17325平方千米。主要支流有汶河、蒙河、柳青河、祊河、涑河等。年径流量为35.1亿立方米,河床最宽处1540米。流域最上游以鲁山背斜与潍、弥河分水,东以沂山背斜余脉与沭河分水,地形西北高,向东南部倾斜,自河源至东汶河口,大部为山区,山峦迭嶂,海拔高程300~800米,斜午、青驼、茶山西北多为低山丘陵及高地,地面高程在200~400米之间,蒙山前半程以南地势变缓向平原过渡,在临沂城北与其支流祊河汇流后进入中游临郯苍平原。平原坡缓1/3000~1/2000。沂河有四大源头,分别是:1、发源于徐家庄乡龙子峪村西南小黑山北麓的徐家庄河;2、发源于大张庄乡老松山北麓的大张庄河;3、发源于大张庄乡张家旁峪南山的南岩河(又称仁里庄河);4、发源于大张庄乡狼窝山北麓的高村河(又称田庄河)。

临沂市境内水资源丰富,水质优良,年均降水量824.8毫米,年水资源总量59.6亿立方米。境内水系发育呈脉状分布。有沂河、沭河、中运河、滨海四大水系。主要河流为沂河和沭河,境内有10公里以上河流300多条,其中,沂河境内长287.5公里。全市有大小水库90座,库容量34亿立方米。天然饮用矿泉水,资源丰富,质量上乘, 产地15处,矿泉水含锶、偏硅酸、锂、锌、 钼等多种元素。但是由于近年来临沂市经济飞速发展,因此,以致临沂市现状供水能力偏低,未

来供需缺口大,搞好沂河水资源的管理与利用,增加有效供水量,为临沂经济社会快速发展提供更多的水资源保障,加强市内水资源的优化配置和合理调度,意义重大。

2. 沂河水资源特点

2.1 径流地区分布的特性

沂河河川径流主要由降水补给,年径流在地区上的分布趋势同年降水一致,由于径流受下垫面的影响十分明显,年径流深地区分布不均匀比年降水量更大。分布总趋势是:南大北小,东大西小,山丘大,丘陵平原小。

2.2 水资源随时间的变化特征

2.2.1 水资源的年际变化特征

径流量的年际变化特征是:变化幅度大,丰枯水年交替出现,并且往往发生

连续丰水或连续枯水的情况。沂河1962~1965年为连续丰水年,这4年平均年径流量为782782万m3,等于1956~2000年平均年径流量的1.67倍;而1986~1989年4年为连续枯水年,这4年平均年径流量为214569万m3,仅为1956~2000年平均年径流量的45.8%。

年径流量的变差系数CV值在0.5~0.78之间,变化的总趋势是从东南向西北逐步增大,东南部的临沭、莒南两县一般在0.50~0.55之间,西北部的蒙阴、平邑两县一般在0.65~0.78之间。CV值在地区上的分布趋势是平原小。山区大,湿润地区小。

2.2.2 水资源的年内变化特征

沂河径流以雨水补给为主,径流量年内变化十分剧烈,汛期洪水暴涨暴落,容易形成水灾,枯水期径流量很小,甚至河川断流,水源严重不足。沂河的河川年径流量80%以上集中在汛期的6~9四个月,最大径流量出现在7月份。

3. 沂河水量分析

3.1 沂河历年实际水量分析

沂河原是淮河重要支流,自黄河夺淮入海,淮河河道淤积后,沂河水失去入海通道。建国后修建新沂河、新沭河等人工河道后才改变这一状态。新沂河成为沂河的主要入海通道。

沂河历年实际出省水量统计分析以临沂水文站为控制站,统计实测历年(1961-2000年)逐日平均流量,分析计算历年逐月平均流量,断面全年及汛期(7-9月份)径流量,以此分析沂河历年实际出省水量。

经分析计算,沂河多年平均实际出省水量为28.09亿m3,其中沂河18.77亿m3,沭河9.32亿m3。汛期为21.42亿m3,占全年的76.3%,有的年份超过90%。由此可见,沂河多年平均实际出省水量较大,占全流域多年平均天然径流量的58.2%,且年际变化剧烈,年内近80%集中在汛期。

3.2 沂河不同水平年径流量分析

以2000年为现状水平年,2010年为规划水平年,采用长系列变动用水法沿河

自上而下分单元区逐级进行径流调节计算。现状水平年沂河多年平均出省水量为22.80亿m3,其中汛期18.62亿m3,占全年的81.7%;相应频率50%、75%、95%时分别为17.57、8.85、2.26亿m3。规划水平年沂河多年平均出省水量为19.52亿m3,其中汛期16.12亿m3,占全年的82.6%;相应频率50%、75%、95%时分别为14.14、6.17、1.35亿 m3。由沂河出省径流量分析成果,现状水平年及规划水平年沂河出省水量较大,分别占全流域多年平均天然径流量的47.2%和40.4%;沂河出省水量年内分配极不均匀,多集中在汛期,汛期占全年出省水量的80%以上;出省水量年及变化剧烈,特枯水年出省水量很少,保证率95%时现状年为2.26亿m3,规划年为1.35亿m3。说明枯水年份洪水更为宝贵。

4. 沂河水资源开发利用现状

沂河流域具有较丰富的地表、地下水资源。根据1956~2003年长系列资料分析,多年平均降水量797mm,是全省平均值的1.18倍,折合水量138.1 亿m3。多

年平均天然河川径流量为45.16 亿m3,占全省平均值的2.1倍。多年平均地下水资源量为17.42亿m3,占全省的10.5%,可开采量14.18亿m3。流域内多年平均淡水资源总量为51.68亿m3,占全省总量的17.4%。根据2000年流域人均、亩均水资源占有量分析,为全省平均值的1.7倍。因此,从总量指标和平均指标看,沂河水资源对全省来说相对丰沛。

根据流域内现状水利工程运用状况分析计算,地表水50%、75%、95%可供水量分别为18.3、13.5、7.2亿m3,地下水多年平均可供水量为7.8亿m3,则上述保证率下总可供水量分别为26.1、21.3、15亿m3,按保证率50%下的可供水量分析,地表水资源开发利用率为40.5%,地下水资源开发利用率为44.8%,流域内水资源综合开发利用率为50.5%。按2000年流域内实际供水量分析,地表水资源利用率为29.5%,地下水资源利用率为62.9%,水资源综合利用率为47.0%。从以上分析可以看出,沂、沭河流域水资源相对全省尚具有一定的开发利用潜力,尤其是地表水资源利用程度较低,这主要表现在汛期洪水资源的开发利用程度不高,工程非工程措施不得力,造成宝贵的水资源白白流失。

5.沂河洪水资源利用工程措施及利用

经全面分析沂河现状实际和开发利用可能,提出沂河洪水资源开发利用措施包括中下游梯级建设拦河工程,增加一次拦蓄利用量、加固已有大中型水库,提高现有工程蓄水能力、上游新建适宜的大型山区水库、下游建设适宜的平原蓄水水库。

5.1 沂河梯级开发拦河工程增加水资源拦蓄利用量

为开发利用沂河洪水资源,提出沂河梯级开发方案。规划在沂河干流和主要

支流河道适当位置建一批挡水高度在2.5-7m的拦河闸(坝),层层拦蓄上游来水,在满足河道内生态用水的前提下,最大限度地拦蓄过境水量,为经济社会的可持续发展提供充足的水源。

根据省市规划,计划在沂河干支流共新建拦河闸(坝)32座。沂河干流包括新改建北社、斜午、沧浪沟、神墩、大庄、葛沟、新兴、车庄、茶山、亭子头、

刘家道口、李庄、土山、洪佛寺、重兴15座及已建沂水城、桃园、小埠东、角沂、马头5座;沂河支流包括新改建石沟、姜庄湖、大探沂、小葛庄及蒙阴汶河上、丹山、青驼7座和已建花园、蒙阴汶河下、黄埠3座;沂河梯级开发方案完全实施后,一次拦蓄水量可达4.33亿m3,增加蓄水量3.23亿m3。平均每年复蓄3次计,则可拦蓄13亿m3,增加蓄水9.69亿m3。

沂河拦河工程蓄水增加的河道浅层渗漏量,主要是对河道有向外补给条件的河段的蓄水期间的浅层补给,依据规划拦河工程多年平均蓄水量对应的蓄水面积,参照沂河沂水拦河橡胶坝、小埠东拦河橡胶坝实际渗漏量,测算沂河拦河工程补充增加浅层水资源量为 0.866亿m3。

5.2 上游山区已建水库加固和新建水库增加水资源量

沂河大、中、小水库除险加固和动态汛限水位控制可增加蓄水3.33亿

m3,

其中,大型水库3座,加固后增加蓄水量万2.19亿m3;中型水库24座, 2010年前全部加固完成后,增加蓄水量0.26亿m3;小型水库560座,除险加固后增加蓄水量0.33亿m3;新建小型水库、塘坝增加拦蓄水量0.39亿m3;大中型水库优化调度约增加20%,则通过优化调度动态汛限水位可增加利用洪水资源0.49亿m3。另外,在沂河一级支流蒙河上游建大型水库一座,位于沂南县双侯镇果庄,名为“双侯水库”,规划水库大坝长1800m,水库控制流域面积252km2,总库容1.8亿m3,兴利库容1.05亿m3,为多年调节水库,多年平均调节供水量1.2亿m3。

5.3 沂河下游新建平原水库增加水资源量

第一座在汤头万亩湖区域,可利用沂河水通过葛沟干渠输入其中,充分利用

沂河洪水资源,一次蓄水达4000万m3。

第二座在分沂入沭水道与沭河交汇口以北低洼地带,规划平原水库一座,名曰:“开发区平原水库”,总蓄水量3000万m3,一方面承纳经济开发区和河东区汛期涝水,另一方面利用刘道口枢纽的姜墩放水洞将沂河洪水资源输入该水库,既缓解开发区涝灾,又充分利用沂河洪水资源,为经济开发区防洪、排水治涝、供水、环境景观等提供保证。

第三座在苍山南部,位于苍山县长城镇南部低洼地带,规划长城平原水库总蓄水量5000万m3,主要承纳农田涝水,同时拦蓄洪水资源,充分利用地表水。

综合以上工程措施和非工程措施,共增加拦蓄洪水量达16.05亿m3。其中河道建闸拦蓄占60%,大中型水库加固后增加拦蓄占15%,新建水库增加拦蓄占15%。

5.4 沂河水资源的合理利用

洪水资源风险管理和单纯洪水风险,都要将工程与非工程措施有机地结合起

来,需要法律手段的强制实施,行政手段的推动落实,经济手段的补偿诱导,科技手段的有力支持。

当前,沂河洪水资源开发利用的措施包括工程和非工程措施两个方面,对应风险既有工程措施风险,又有非工程措施风险。工程措施风险主要包括工程规划设计风险、工程施工、工程监理等工程建设风险。非工程风险主要包括洪水预报、洪水调度信息采集处理、以及大洪水利用时决策风险等。为此通过开展洪水资源利用工程前期工作,精心规划设计,避免设计失误,达到设计优化,大幅度节省工程投资;同时,通过招投标优选施工队伍,节省工程资金;通过工程监理,减少建设失误;通过加设水文站点,加强洪水预报、洪水调度;建立防灾减灾信息系统,尽量加大对低频率洪水资源的利用;重点研究中等洪水、较大洪水的资源化,充分合理调蓄配置洪水资源;发生大洪水、特大洪水的地区首先确保洪水安全,洪水过境地区可考虑引用洪水资源,达到减少洪水资源开发利用风险的目的。 另外,洪水资源化的区域选择要优先考虑风险小的重点区域,逐步扩展全流域洪水资源化。目前首要的是开展沂河洪水资源化的战略研究,包括:洪水资源化工作目标、研究方向、库河重点区域、库河试点区域等。

再者,将沂河大、中型水库和沂、沭河干流列入洪水风险图编制计划,开展全流域洪水风险分析和洪水风险图编制,以达到洪水风险管理和更好实现洪水资源化。在防洪工程体系的规划指导思想上,从“蓄泄兼筹、以泄为主”调整为“蓄泄兼筹,以蓄为主”。除了发挥山区水库调蓄洪水以及上游山丘区水土保持工程

增强截流、加大蓄滞、减少泥沙的作用之外,通过拦河建闸、平原水库、河网连通增强平原蓄滞洪涝水的能力,使得防洪工程体系既能够在不继续增大河道行洪负担的前提下,充分发挥河道、水域拦蓄洪水的功能,实现洪水资源化利用,给涝水留出更多的回旋空间,协调人-水关系,减轻洪涝损失,为增强抗旱能力与生态环境的修复创造条件。

第四,开展规划区内其他水资源利用的可行性研究,采用分区就近供水原则,减少工程造价,解决城市工业用水、水源不足问题。

加强环境保护,尽快建立城关污水处理厂,实行雨污分离排放。在控制城区水体污染的前提下,科学地规划设计城区调蓄水体(即滩内水库),把调蓄水体与城市游乐、休闲、景观、绿化工程有机地结合起来,充分发挥调蓄水体的经济效益。在开发区建设内滩工业水厂、引进科学技术,采用分层分质供水的办法,缓解开发区供水不足的矛盾。

第五,开源和节流并举,这是解决水资源缺乏重要途径之一。实践证明,国外某些地处干旱、半干旱地区的城市仍能得到较快发展,关键在于他们采用了先进水资源管理模式和节水技术广泛应用。建设节水型城市,节水型工业和农业对于解决城区水资源缺乏的沂河沿岸县区有较大现实意义。节约用水涉及到产业布局与结构的调整,工业技术进步、生活方式变化及人们节约水的观念、习惯更新等内容,是一项长期而艰巨的系统工程。我们在发展经济和保护水资源的同时,一定要处理好开源与节流的关系;局部利益与全局利益的关系;近期发展与远期规划的关系。制定出台一些鼓励节水的政策与措施,为经济可持续发展创造条件。因此,节约用水、涵养水源是目前需要开展一项重要工作。通过节水办法的实施,逐步改变农村水漫式农业的灌溉方式,逐步淘汰用水量大,经济效益低下的工业企业,培植壮大经济效益高节水型的企业。使人们逐渐认识,保护十分有限水资源的重要性、可持续性,为沂河沿岸县区招商引资创造条件。

综上所述,旨在引起人们重视沂河水资源可持续发展的规划保护和合理开发利用,将我市十分有限的水资源更合理地开发利用好,搞好分区规划,避免重复建设浪费水资源,发挥其最大经济效益。同时,对水流域的生态平衡加以控制,努力营造优美的水体和绿化环境,有利于沂河旅沿岸县区的建设和发展。合理开发利用沂河水资源,利国利民。

参考文献

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2 武瑞锁, 齐春三, 吕绍红. 山东省水资源面临的主要问题分析[J], 山东水利, 2005, (4):21~22

3 张军,陈升玉,王华. 浅析流域洪水资源利用,山东水利,作者简介

朱逢春 临沂市水利勘测设计院 胡文静 临沂市兰山区水利勘测设计院 何 震 临沂市水利局

, (2):~40 2005 38致谢

在论文完成之际,我要特别感谢我的指导老师彭秀起老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中,彭老师倾注了大量的心血和汗水,无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面,还是在论文的研究方法以及成文定稿方面,我都得到了彭老师悉心细致的教诲和无私的帮助,特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益,在此表示真诚地感谢和深深的谢意。

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