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水利工程论文-南水北调中线工程对汉江中下游城镇及农业灌溉用水的影响与对策.doc

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水利工程论文-南水北调中线工程对汉江中下游城镇及农业灌溉用水的影响与对策.doc

水利工程论文南水北调中线工程对汉江中下游城镇及农业灌溉用水的影响与对策摘要南水北调中线工程是从长江中游引水到严重缺水的京津华北地区的跨流域调水工程。根据多年的研究论证,明确中线调水工程宜先引汉、后引江。经过对近期引汉北调进行多方案研究后发现,无论最终采取哪一种调水方案,势必影响汉江中下游的水情,给汉江中下游城镇及农业灌溉用水带来影响。为做到调水工程的南北两利,本文对汉江中下游的用水影响提出了相应对策。关键词南水北调中线工程汉江中下游供水影响对策1汉江中下游干流供水的范围1.1汉江中下游的取用水现状汉江是长江中游最大的支流,发源于秦岭南麓,干流流经陕西、湖北两省,全长约1570km,全流域面积15.9万km2。汉江干流从丹江口到汉口为中下游,长652km,集水面积6.38万km2,该区域内蓄水工程较多,其中大型水库10座(表1),大多以防洪、灌溉为主,兼有发电、养殖等效益,其总库容为20.22亿m3,其中调洪库容为7.73亿m3,兴利库容为11.05亿m3另有众多的塘堰、湖泊、引提水工程、机电井等水利工程,这些水利工程为汉江中下游流域内的城镇及农业灌溉用水起到了十分重要的作用。汉江中下游流域按取用水水源划分大致可以分为两部分,一部分主要以水库为水源,这部分区域因为地势原因,只能依赖于水库供水,加之多年的灌区设施建设,形成了较完善和独立的灌排体系,基本能满足水库控灌区域的用水要求另一部分以汉江干流为主要水源或补充水源,从建在汉江边的水闸和泵站取水,也形成了较完善的灌溉体系,襄樊市以分散、小型的提灌为主,荆门市及钟祥市大体属于提灌向自流引灌的过渡地带,沿岸既有泵站也有水闸,潜江、仙桃、天门等由罗汉寺、兴隆、东荆河、谢湾及泽口灌区组成,属于自流引水灌区,汉川、孝感、武汉等沿江区域主要以提灌为主,也有部分水闸。南水北调中线工程实施后,丹江口水库下泄水量减少,导致汉江中下游干流流量变化,从而对以汉江中下游干流为水源的地区的用水造成影响,因此,影响研究的区域为汉江中下游干流用水范围。1.2汉江中下游干流用水的范围汉江中下游干流用水范围指以汉江中下游干流及其分支东荆河为主要水源及补充水源的供水范围,包括汉江中下游两岸的河谷平原、冲积平原及平原边缘的部分丘陵区,面积约2.35万km2。该区域从丹江口至钟祥沿汉江呈带状分布,以下进入江汉平原,北起汉北河以北的20~30km的丘陵边缘,南以四湖总干渠为界,东至武汉市,西南到潜江市界。具体包括襄樊市、荆门市、孝感市和武汉市所辖的19个市、县、区以及五三、沙洋、沉湖等农场的全部或部分范围。其中襄樊市包括老河口、谷城县、襄阳县、宜城市及襄樊市城区的全部或部分范围荆门市包括沙洋县、京山县及钟祥市的部分范围荆州市包括洪湖市、监利县的部分范围孝感市包括汉川市、云梦县、孝南区、应城县的全部或部分范围武汉市包括蔡甸区、东西湖区、汉南区及城区的全部或部分范围另有天门市、潜江市、仙桃市3个省直管市的全部或部分范围。根据19971999年统计年鉴资料(灌区为1997年资料、县级及县级以上城市、工业区的资料为1999年资料),区内现有耕地71.37万hm2,其中水田39.17万hm2,旱地32.19万hm2,灌溉面积65.71万hm2,总人口1446.9万人,其中非农业人口651.6万人,城镇化率达45%,工业总产值1629.4亿元。根据汉江中下游干流用水范围及邻近地区的水系、行政区划、水利工程布局等因素,综合考虑水资源的合理利用,将汉江中下游干流用水范围划分为15个灌区、16个县级以上城市及1个工业区,每个灌区根据内部水利工程布置划分为不同的水资源片。长山灌区位于汉江左岸,宜城市和襄阳县境内。从水系划分来看,大体上位于莺河以北,淳河以南。该区现状由于缺乏水利工程,仅少量耕地从汉江取水灌溉,现规划兴建长山泵站以解决该区大面积灌溉取水问题。上游提水灌区涉及襄樊市区的全部范围和老河口市、襄阳县、谷城县、宜城市的全部或部分范围。根据水资源特性,该区又可分为引丹片、南河片和蛮河片,主要由沿汉江分散的闸站引提水。荆钟片左岸灌区位于汉江左岸,包括宜城市及钟祥市的部分范围。根据水资源的特点,又可分为莺河片、温峡口水库补灌区、钟祥市柴湖片及石门片。其中莺河片为宜城市的流水镇部分范围温峡口水库补灌区为温峡口水库灌区沿汉江的直灌片柴湖片为丹江口水库移民垦殖区石门片为石门水库灌区的部分范围,该片主要由石门水库供水,不足部分由汉江供水。荆钟片右岸灌区为钟祥市在汉江右岸部分。主要靠沿汉江分散的闸站引提水,还有灌区内水库和塘堰供水。大碑湾泵站灌区位于荆门市沙洋县,原是漳河水库三干渠尾闾灌区,后兴建大碑湾泵站通过马良闸从汉江干流取水。沙洋引汉灌区位于沙洋县境内,西与大碑湾片为邻,东与潜江市为界,主要引汉江水灌溉。王家营灌区现状部分范围由罗汉寺从汉江引水灌溉,因罗汉寺闸引水能力有限,因此规划兴建王家营闸解决水源问题,扩大灌溉面积,包括天门市、京山县、五三农场、沙洋农场的全部或部分范围。罗汉寺灌区位于天门市,由罗汉寺闸从汉江自流引水灌溉,现状担负王家营灌区部分耕地灌溉任务,规划范围包括天门市及汉川市的部分范围。兴隆灌区位于汉江干流和东荆河及四湖总干渠之间。目前通过兴隆闸和兴隆二闸从汉江引水灌溉。东荆河灌区为四湖总干渠以北的洪湖市、监利县所辖范围,另有仙桃市沿东荆河的部分范围。该区通过分散的闸站从东荆河或四湖总干渠引提水灌溉。谢湾灌区位于东荆河以东、泽口闸干渠以西,属潜江市所辖范围,通过谢湾闸从汉江自流引水灌溉。泽口灌区包括仙桃市和潜江的部分范围,主要通过泽口闸从汉江自流引水灌溉,另有分散的闸站从汉江引提水补充。沉湖灌区主要包括沉湖农场及汉川市的部分范围,通过分散的闸站从汉江引提水灌溉。汉川二站灌区(三河连江灌区)包括孝感市的孝南区、云梦县、应城县、汉川市及武汉市的东西湖区部分范围,主要通过汉川二站从汉江提水灌溉。江尾提水灌区包括汉川市的江南部分、仙桃市的杜家台分洪道以东部分及武汉市的蔡甸区、汉南区、东西湖区的全部或部分范围。其中汉南区及蔡甸区的小湖和泛区是规划从汉江取水的扩大范围。该区主要通过分散的引提水工程从汉江或长江引提水灌溉。县级以上城市及工业区包括丹江口市、老河口市、襄樊城区、襄阳县城、宜城县城、谷城县城、沙洋县城、钟祥市、天门市、潜江市、仙桃市、孝感市、汉川市、武汉市蔡甸区、武汉市东西湖区、武汉市城区及钟祥的胡集工业区。2影响分析的方法将调水后汉江中下游干流供水范围的取用水情况与调水前相比较,可以得出调水后对干流供水范围的影响程度。分析水文系列采用1956年5月至1998年4月,计算水平年2010年,分析要素为对闸站分析其设计水位保证率,对灌区分析其灌溉水量历时保证率和供水水量保证度,分析比较基础为丹江口水库初期规模引水15亿m3的调水方案,计算方案为丹江口水库加高至后期规模汉江中下游无工程条件下或者汉江中下游有工程条件下的调水方案,汉江中下游无工程条件指汉江中下游的取水设施维持现状,汉江中下游有工程条件是指汉江中下游在调水的同时安排进行沿岸部分闸站的改造扩建、兴建兴隆枢纽、引江济汉工程以及部分航道的整治。具体计算方法为1根据预测的农业灌溉定额和灌溉面积、城镇工业及生活用水定额,与当地可利用水平衡后,计算得出需取汉江干流的长系列旬流量过程。2根据丹江口水库下泄过程,与各小区用水过程进行平衡,可以得出各小区在汉江中下游无工程条件或有工程条件下的可取水过程。3将调水前后的取水过程进行比较,可以得出汉江中下游干流供水范围的影响程度。3调水后对汉江中下游干流供水范围的用水影响汉江中下游干流供水范围的15个灌区中,上游引提水灌区、荆钟片左岸灌区、荆钟片右岸灌区、沉湖灌区、江尾提水灌区等都是依靠沿岸众多的水闸和泵站取水,没有单一固定的取水口,沿岸县市通过水厂泵站和厂矿企业自设的泵站取用水,对这部分灌区和取水闸站采用分析这些闸站的设计取水位保证率来分析其影响,而灌区取水口单一固定的(如罗汉寺灌区、兴隆灌区、东荆河灌区、谢湾灌区、泽口灌区、汉川二站灌区),则除了分析其灌溉水量历时保证率外,还按各灌区取水工程的过水能力曲线分析其灌溉供水水量保证度。通过对干流沿岸106座水厂以及灌溉闸站(其中包括一些较大灌区的取水闸站如兴隆闸、罗汉寺闸、泽口闸、谢湾闸等)的设计取水位保证率分析,共有约41座闸站在汉江中下游无工程条件调水时,取水保证率有所降低若汉江中下游采取兴建兴隆枢纽和引江济汉工程,则有约28座闸站的取水保证率有所降低,如果再针对这些受影响闸站进行部分改造扩建,则可使调水后干流沿岸闸站的取水保证率得到大大提高。调水后几个主要灌区的供水水量保证程度见表2,灌溉水量历时保证率见表3。调水后若汉江中下游无工程措施,则灌区供水水量保证程度比初期规模引水15亿m3要小,灌溉历时保证率也比初期规模引水15亿m3要低如对汉江中下游进行适当的工程措施补偿,则灌区的供水水量保证程度和灌溉历时保证率都将提高,改善了汉江中下游干流供水范围的取水条件。

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