好水河灌區(qū)庫壩水資源聯(lián)合調(diào)度研究

劉學(xué)軍，劉 平，翟汝偉

(寧夏水利科學(xué)研究所，寧夏 銀川 750021)

1 好水河灌區(qū)概況

好水河灌區(qū)位于寧夏隆德縣北部的好水河谷川道區(qū)，東起好水鄉(xiāng)張銀村，西至楊河鄉(xiāng)紅旗村，沿好水河兩岸呈狹長的帶狀分布，南北寬0.4～1.9km，東西長約 26.2km，涉及好水、楊河 2個(gè)鄉(xiāng)的紅星、楊河等 7個(gè)行政村共 48個(gè)自然村，總?cè)丝?334人。處于中溫帶半濕潤地區(qū)向半干旱地區(qū)過渡地帶，春秋季節(jié)長、夏季短、冬季寒冷。晝夜溫差大，年均氣溫 5.1℃，年平均日照時(shí)數(shù) 2228 h，年均降水量 519.4mm，降水主要集中在7—9月，占到全年降水量的 60%左右，年均水面蒸發(fā)量 830mm，無霜期114 d。灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田主要分布于好水河流域的河谷一級(jí)階地，地勢東高西低，自然落差大，海拔介于1835—2195m之間。土層深厚，土壤肥沃，氣候適宜，水土資源開發(fā)利用條件較好，農(nóng)業(yè)增產(chǎn)潛力大，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積 733hm2。近年來，由于工程和水資源統(tǒng)一調(diào)度困難，致使現(xiàn)有灌溉面積不足333hm2，遠(yuǎn)不能達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉能力。

2 流域庫壩水資源現(xiàn)狀

2.1 張銀水庫攔蓄水資源狀況

好水河灌區(qū)灌溉水源以張銀水庫庫水為主，并利用團(tuán)結(jié)、下老莊、張家溝、何家岔、后溝等水保骨干壩水源作為補(bǔ)充。張銀水庫以上流域降水比較豐沛，年均降水量 550mm，但降水年內(nèi)分配不均，降水主要集中在 6—9月，此期間降水量占到全年降水量的 72%。好水河灌區(qū)不同降水頻率及多年平均各月降水量見表1。張銀水庫匯流面積12.5km2，多年平均徑流深110mm，多年平均入庫徑流量137.5萬m3，不同降水頻率及多年平均各月入庫徑流量見表 2。

表1 好水河灌區(qū)不同降水頻率及多年平均各月降水量 mm

表2 張銀水庫不同降水頻率及多年平均各月入庫徑流量 萬m3

2.2 水保骨干壩水資源攔蓄狀況

好水河流域現(xiàn)有11座水保骨干壩，根據(jù)近年來淤地壩的運(yùn)行效果，各水保骨干壩在降水頻率75%時(shí)可攔蓄的水資源量見表3。

表3 降水頻率 75%時(shí)骨干壩的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)

2.3 中小型淤地壩水資源攔蓄狀況

好水河流域內(nèi)已建成中型淤地壩15座、小型淤地壩16座，其中用于灌溉引水的中小型淤地壩有15座。根據(jù)流域特征及近年來淤地壩的運(yùn)行效果，15座用于灌溉引水的中小型淤地壩在降水頻率 75%時(shí)可供灌溉的水資源量見表 4。

表4 降水頻率 75%時(shí)15座中小型淤地壩的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)

2.4 不同降水頻率時(shí)張銀水庫可提供的灌溉水量

張銀水庫匯流面積12.5km2，多年平均徑流深110mm，多年平均入庫徑流量137.5萬m3，降水頻率 50%時(shí)的徑流量為126.2萬m3，降水頻率 75%時(shí)的徑流量為87.3萬m3，多年平均水面蒸發(fā)量 830mm?？鄢舭l(fā)和滲漏損失，張銀水庫降水頻率75%時(shí)可向灌區(qū)提供灌溉水量 79.3萬m3，降水頻率 50%時(shí)可向灌區(qū)提供灌溉水量117.6萬m3，不同降水頻率和多年平均情況下可提供灌溉水量見表5。

2.5 灌區(qū)庫壩水資源可利用量

好水河流域現(xiàn)有小(一)型水庫1座(張銀水庫)，水保骨干壩11座，中小型淤地壩31座，其中可為灌區(qū)提供灌溉水源的中小型淤地壩15座。在降水頻率 75%時(shí)，庫壩水源工程可提供灌溉水量316.8萬m3，其中張銀水庫可提供灌溉水量 79.3萬m3，11座水保骨干壩提供灌溉水量176.1萬m3，15座中小型淤地壩提供灌溉水量 61.4萬m3。不同降水頻率下各類水源工程可提供的灌溉水量見表 6。

表5 不同降水頻率和多年平均情況下張銀水庫可供灌溉水量

3 灌區(qū)水資源利用規(guī)劃及庫壩水資源聯(lián)合調(diào)度方案

3.1 灌區(qū)用水現(xiàn)狀

好水河灌區(qū)配套工程于1984年完工，建有輸水干渠3條共27.3km，設(shè)計(jì)灌溉面積 733hm2，主要灌溉水源為張銀水庫庫水，并輔以部分水保骨干壩水源，但仍有部分水保骨干壩、中小型淤地壩水資源沒有得到合理利用。

表6 不同降水頻率和多年平均情況下各類水源工程可供灌溉水量 萬m3

好水河灌區(qū)主要利用流域河道輸水，但由于河道輸水距離長，最大輸水距離為11km，輸水損失率高達(dá)35%，水資源利用效率較低。灌區(qū)內(nèi)河谷、溝道較多，灌區(qū)在分階段建設(shè)過程中以河谷、溝道為界被分成多個(gè)小片灌區(qū)，各干渠相互獨(dú)立使得水資源統(tǒng)一調(diào)配存在困難。灌區(qū)建筑物配套率低，缺乏必要的控制性建筑物，外加取水建筑物、引水口多設(shè)在河道邊，無法進(jìn)行計(jì)劃灌水和用水調(diào)配，從而導(dǎo)致村組搶水現(xiàn)象突出，水事糾紛頻發(fā)。灌區(qū) 85%的襯砌干渠、80%的支渠、96%的配套建筑物遭水毀破壞;灌水方式仍以傳統(tǒng)的大水漫灌為主，管理粗放，灌溉中跑水、漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，灌溉定額高達(dá) 5775m3/hm2，灌溉面積不足333hm2，灌溉水分生產(chǎn)效率僅0.6～0.8kg/m3，現(xiàn)狀渠系水利用系數(shù)約為0.5，田間水利用系數(shù)約為0.6，灌溉水利用系數(shù)約為0.3，造成了大量水資源的浪費(fèi);現(xiàn)灌區(qū)水費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為225元/hm2，低于供水成本。

3.2 灌區(qū)水資源利用規(guī)劃

為了實(shí)現(xiàn)灌區(qū)庫壩水資源聯(lián)合調(diào)度，使有限的水資源得到高效利用，隆德縣提出了好水河灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃，規(guī)劃對原設(shè)計(jì)的 733hm2灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造，充分利用庫壩攔蓄的水資源[1]。同時(shí)，利用庫壩水資源調(diào)度工程，在灌區(qū)周邊發(fā)展揚(yáng)水灌區(qū) 200hm2，使灌區(qū)灌溉面積達(dá)到933hm2。具體做法:首先，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。根據(jù)縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃調(diào)整灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)。其次，制定灌溉制度。在分析灌區(qū)降水量各月分布狀況和主要作物需水量的基礎(chǔ)上，制定了主要作物的節(jié)水灌溉制度，見表7。

表7 好水河灌區(qū)主要作物節(jié)水灌溉制度

3.3 灌區(qū)需水量規(guī)劃

灌區(qū)需水量包括:第一，灌溉需水量。灌區(qū)規(guī)劃灌溉面積933hm2，其中自流灌溉面積 733hm2、揚(yáng)水灌區(qū)面積 200hm2。根據(jù)設(shè)計(jì)的節(jié)水灌溉定額，灌區(qū)每年需凈灌溉水量138.6萬m3。灌區(qū)設(shè)有三級(jí)渠道，干渠水利用系數(shù)0.85，支渠水利用系數(shù)0.90、農(nóng)渠水利用系數(shù)0.92，渠系水利用系數(shù)0.70，田間水利用系數(shù)0.9，則灌區(qū)灌溉水綜合利用系數(shù)為0.63。因此，灌區(qū)每年灌溉總需水量 220萬m3，毛灌溉定額 2355m3/hm2。第二，人畜飲水需水量。灌區(qū)現(xiàn)有人口7334人，考慮人口的增長率按照12‰計(jì)，人均需水量 40L/d，預(yù)計(jì)到2015年人畜飲水需水量12.06萬m3。

3.4 灌區(qū)庫壩水資源聯(lián)合調(diào)度方案

建設(shè)水資源聯(lián)合調(diào)度連通工程，利用引水工程將庫、壩水資源加以連通[2-3]，為水資源的聯(lián)合調(diào)度創(chuàng)造了條件。轉(zhuǎn)變輸水方式，將原先的利用河道輸水改為襯砌干渠輸水，以減少輸水損失;取消沿河眾多的取水口，實(shí)現(xiàn)渠系網(wǎng)絡(luò)水資源的統(tǒng)一調(diào)配、優(yōu)化配置和高效利用。建設(shè)河道調(diào)蓄水池，充分?jǐn)r蓄洪水期河道徑流，利用揚(yáng)水泵站，將河道蓄水池?cái)r蓄的徑流輸送到南北干渠，以緩解灌區(qū)因水資源時(shí)空分布不均造成的用水矛盾。建設(shè)田間節(jié)水改造工程和推行田間高效節(jié)水灌溉技術(shù)，杜絕灌水粗放、浪費(fèi)水資源等現(xiàn)象。通過灌區(qū)水資源的聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)庫、壩、池聯(lián)用，蓄、引、提結(jié)合，流域水資源時(shí)空調(diào)節(jié)、合理配置，達(dá)到高效利用水資源的目的。

4 庫、壩、池水資源聯(lián)合調(diào)度工程建設(shè)

為了實(shí)現(xiàn)庫、壩、池水資源的聯(lián)合調(diào)度，須配套建設(shè)必要的水資源聯(lián)合調(diào)度工程。根據(jù)灌區(qū)建設(shè)改造規(guī)劃，水資源聯(lián)合調(diào)度措施主要有:①修建灌區(qū)南北干渠。變河道輸水為渠道輸水，灌溉水源以張銀水庫水源為主，輸水至總干渠，通過總干渠再輸送到各級(jí)灌溉渠道。建設(shè)內(nèi)容包括:總干渠1條(長 5km)，好水北干渠1條(長16.38km)，好水南干渠1條(長16.40km)，配套支渠194條(57.90km)，農(nóng)渠 93條(19.65km)。②建設(shè)水保骨干壩、中小型淤地壩、灌溉渠道連通工程。建設(shè)張家臺(tái)子、范灣、吊岔、通豐、郭家臺(tái)子、張溝、西溝等 8座壩的水資源聯(lián)合調(diào)度引水連通工程，建設(shè)引水渠3.1km，建立長藤結(jié)瓜式的水資源聯(lián)合調(diào)度和灌溉網(wǎng)絡(luò)。③建設(shè)河道調(diào)蓄水池，調(diào)蓄利用河道水資源。沿著好水河河道開挖蓄水池10座，單座蓄水池設(shè)計(jì)庫容5000m3，配套移動(dòng)水泵機(jī)組10臺(tái)套、移動(dòng)軟管 4.8km，輸水至田間灌溉渠道，建設(shè)蓄、引、提相結(jié)合的水資源調(diào)配工程。④配套各級(jí)渠系建筑物，連通各小片灌區(qū)渠系，田間建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)小畦田，推廣田間節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。

[1]何寶銀，劉學(xué)軍.寧夏中南部旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].寧夏農(nóng)林科技，2008(6):87-89.

[2]卜崇德，郭文鋒.淤地壩在干旱地區(qū)洪水資源利用中的作用和效益[J].中國水土保持，2007(3):42-43.

[3]張寧，卜崇德，劉平，等.聶家河小流域庫壩池窖聯(lián)合利用水資源的實(shí)踐[J].中國水土保持，2007(6):20-21.