松花江干流沿岸自流灌溉發(fā)展合理性分析

付 娜

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

0 前 言

松花江干流區(qū)域水土資源相對(duì)豐富，多年平均水資源總量360 億m3，其中地表水資源量為314 億m3，還有嫩江、二松的過(guò)境水可以利用;現(xiàn)有耕地面積504 萬(wàn)hm2，耕地地勢(shì)平坦、集中連片，適于機(jī)械化作業(yè)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)，發(fā)展灌溉提高糧食生產(chǎn)能力具有明顯的優(yōu)勢(shì)，也是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求。近幾年，沿江灌溉面積雖然發(fā)展較快，但現(xiàn)有耕地灌溉率僅為24%，尚達(dá)不到全省的平均水平。

隨著大頂子山航電樞紐的建成和擬建的依蘭、悅來(lái)航電樞紐，改善了沿江取水條件，為沿岸灌溉發(fā)展提供了較好的條件。

目前，沿岸灌區(qū)均為提水灌區(qū)，待干流梯級(jí)全部或部分建成后，將大大提高灌溉期枯水位，沿岸部分提水灌溉的區(qū)域?qū)?shí)現(xiàn)自流灌溉，不能實(shí)現(xiàn)自流灌溉的區(qū)域也會(huì)由于外江水位提高而降低抽水揚(yáng)程，從而減少抽水費(fèi)用，減少能耗［1］。

1 干流沿岸灌區(qū)現(xiàn)狀

松花江干流沿岸2012年水田面積37 萬(wàn)hm2，全部為提水灌溉和井灌面積。按區(qū)域劃分，三岔河至哈爾濱現(xiàn)狀水田面積4.67 萬(wàn)hm2，哈爾濱至佳木斯區(qū)間現(xiàn)狀水田面積4.47 萬(wàn)hm2，佳木斯以下現(xiàn)狀水田面積27.93 萬(wàn)hm2，分別占干流沿岸水田面積的13%、12%和75%，可見(jiàn)干流沿岸水田面積主要集中在佳木斯以下。

按照水源類(lèi)型劃分，井灌水田面積24.87 萬(wàn)hm2，渠灌水田面積11 萬(wàn)hm2，井渠結(jié)合面積1.2 萬(wàn)hm2，分別占干流沿岸水田面積的67%、30%和3%，說(shuō)明干流沿岸井灌水田面積比例偏大，用水結(jié)構(gòu)不合理，從具體的區(qū)域分布上，主要是佳木斯以下現(xiàn)狀井灌水田面積大，應(yīng)加大地表水源建設(shè)進(jìn)度，用地表水置換地下水。

按照灌區(qū)規(guī)模劃分，沿岸共有大、中、小型灌區(qū)72 處。大型灌區(qū)13 處，現(xiàn)狀水田面積29.87 hm2，其中，悅來(lái)灌區(qū)、幸福灌區(qū)、江川灌區(qū)3個(gè)大型灌區(qū)屬于國(guó)家在冊(cè)大型灌區(qū)，現(xiàn)狀水田面積4.13 萬(wàn)hm2，其余如中心灌區(qū)、澇洲灌區(qū)、東部提水灌區(qū)、新河宮灌區(qū)、松江灌區(qū)、錦江灌區(qū)、普陽(yáng)灌區(qū)、樂(lè)業(yè)灌區(qū)等10處屬于規(guī)劃新建大型灌區(qū)(整合灌區(qū))，現(xiàn)狀水田面積25.73 萬(wàn)hm2。中型灌區(qū)44 處，現(xiàn)狀水田面積6.87 hm2，小型灌區(qū)15 處，現(xiàn)狀水田面積3 333 hm2。

2 現(xiàn)有灌區(qū)自流灌溉面積

干流沿岸現(xiàn)有灌區(qū)除了井灌面積(25.73 萬(wàn)hm2)外，全部為提水灌溉面積(12 萬(wàn)hm2)?？紤]大頂子山航電樞紐已經(jīng)建成的情況下，根據(jù)沿岸地形條件和外江枯水情況，現(xiàn)有灌區(qū)從單個(gè)灌區(qū)整體要求的水位看，灌溉要求水位均高于外江水位，故從單個(gè)灌區(qū)看，不具備自流灌溉條件?，F(xiàn)狀工程條件下主要節(jié)點(diǎn)灌區(qū)內(nèi)外水位見(jiàn)表1。

表1 現(xiàn)狀工程條件下主要節(jié)點(diǎn)灌區(qū)內(nèi)外水位表

從1/5 萬(wàn)地形圖上，哈爾濱以上無(wú)自流灌溉條件;哈爾濱以下至佳木斯區(qū)間可以自流灌溉面積6 260 hm2，分別位于腰堡、新仁、沿江、柳河、木蘭鎮(zhèn)和先鋒灌區(qū)內(nèi)，占現(xiàn)有灌區(qū)實(shí)灌面積的73%。

大頂子山梯級(jí)以上正常水位116.0 m。在此區(qū)間內(nèi)，有2 處區(qū)域滿(mǎn)足自流灌溉條件:呼蘭區(qū)高家屯附近，地面高程114.3 m，最大可灌溉面積946.67 hm2，含在腰堡灌區(qū)內(nèi);道里區(qū)民主鄉(xiāng)、巨源鄉(xiāng)附近，地面高程115.2 m，最大可灌溉面積1 333 hm2，含在新仁灌區(qū)內(nèi)。合計(jì)最大可灌面積2 280 hm2。若改建為自流灌區(qū)，需新建進(jìn)水閘和引水干渠，需要增加投資，但可減少兩個(gè)灌區(qū)提水總量，降低灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)，以上兩處區(qū)域從工程和運(yùn)行費(fèi)用上考慮，由提水灌溉調(diào)整為自流灌溉基本可行，需要進(jìn)一步論證經(jīng)濟(jì)合理性。

大頂子山梯級(jí)下游地勢(shì)逐漸降低，如果從梯級(jí)以上引水，下游部分地區(qū)可實(shí)現(xiàn)自流灌溉。按大頂子山梯級(jí)115.5 m引水位考慮，同時(shí)引水渠以萬(wàn)分之一比降計(jì)水頭損失。

大頂子山梯級(jí)以下左岸4 處滿(mǎn)足條件:巴彥縣謝家屯附近，地面高程112.0 m，最大可灌溉面積1 333 hm2，含在巴彥沿江灌區(qū)內(nèi);木蘭縣西樺村附近，地面高程111.5 m，最大可灌溉面積706.67 hm2，含在柳河提水灌區(qū)內(nèi);木蘭縣吉星鄉(xiāng)附近，地面高程107.0 m，最大可灌溉面積980 hm2，含在柳河提水灌區(qū)內(nèi);木蘭縣五站鄉(xiāng)附近，地面高程107.5 m，最大可灌溉面積293.33 hm2，含在木蘭鎮(zhèn)提水灌區(qū)內(nèi);左岸合計(jì)3 313 hm2;大頂子山梯級(jí)以下右岸1 處滿(mǎn)足條件:賓縣三馬架附近，地面高程113.0 m，最大可灌溉面積1 333 hm2，含在先鋒灌區(qū)內(nèi)。左右岸合計(jì)可自流灌溉面積3 980 hm2。大頂子山以下灌溉點(diǎn)較分散，且渠首上下游兩岸均為山體，無(wú)堤防，若從渠首以上引水向下游自流供水，自上游建引水閘后，穿山修建引水隧洞，左岸隧洞長(zhǎng)12 公里，引水渠道長(zhǎng)78 km，交叉6 處，右岸隧洞長(zhǎng)14 km，引水渠道長(zhǎng)2 km。引水工程投資約為25 868萬(wàn)元。單位面積輸水工程投資64 995 元/hm2。引水渠投資均偏大，工程上不經(jīng)濟(jì)。

綜上，現(xiàn)有灌區(qū)可改造成自流灌溉的面積為6 260 hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為2 280 hm2，其它3 980 hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。

3 現(xiàn)有工程條件下的自流灌溉面積

從1/5 萬(wàn)地形圖上，哈爾濱以上無(wú)自流灌溉條件;哈爾濱以下至佳木斯區(qū)間可以自流灌溉面積9 560 hm2，分別位于腰堡、新仁、沿江、柳河、木蘭鎮(zhèn)和先鋒灌區(qū)內(nèi)，占現(xiàn)有灌區(qū)規(guī)劃面積的36.4%，其中，有6 260 hm2在現(xiàn)有灌區(qū)實(shí)灌面積內(nèi)。

大頂子山梯級(jí)以上正常水位116.0 m。在此區(qū)間內(nèi)，有2 處區(qū)域滿(mǎn)足自流灌溉條件:呼蘭區(qū)高家屯附近，地面高程114.3 m，最大可灌溉面積946.67 hm2，含在腰堡灌區(qū)內(nèi);道里區(qū)民主鄉(xiāng)、巨源鄉(xiāng)附近，地面高程115.2 m，最大可灌溉面積3 253 hm2，含在新仁灌區(qū)內(nèi)。合計(jì)最大可灌面積4 200 hm2。若改建為自流灌區(qū)，需新建進(jìn)水閘和引水干渠，需要增加投資，但可減少兩個(gè)灌區(qū)提水總量，降低灌區(qū)運(yùn)行費(fèi)，以上兩處區(qū)域從工程和運(yùn)行費(fèi)用上考慮，由提水灌溉調(diào)整為自流灌溉基本可行。

大頂子山梯級(jí)下游地勢(shì)逐漸降低，如果從梯級(jí)以上引水，下游部分地區(qū)可實(shí)現(xiàn)自流灌溉。按大頂子山梯級(jí)115.5 m引水位考慮，同時(shí)引水渠以萬(wàn)分之一比降計(jì)水頭損失。

大頂子山梯級(jí)以下左岸4 處滿(mǎn)足條件:巴彥縣謝家屯附近，地面高程112.0 m，最大可灌溉面積2 047 hm2，含在巴彥沿江灌區(qū)內(nèi);木蘭縣西樺村附近，地面高程111.5 m，最大可灌溉面積707 hm2，含在柳河提水灌區(qū)內(nèi);木蘭縣吉星鄉(xiāng)附近，地面高程107.0 m，最大可灌溉面積1.47 萬(wàn)畝，含在柳河提水灌區(qū)內(nèi);木蘭縣五站鄉(xiāng)附近，地面高程107.5 m，最大可灌溉面積293 hm2，含在木蘭鎮(zhèn)提水灌區(qū)內(nèi);左岸合計(jì)4 027 hm2;大頂子山梯級(jí)以下右岸1 處滿(mǎn)足條件:賓縣三馬架附近，地面高程113.0 m，最大可灌溉面積1 333 hm2，含在先鋒灌區(qū)內(nèi)。左右岸合計(jì)可自流灌溉面積5 360 hm2。

大頂子山以下灌溉點(diǎn)較分散，且渠首上下游兩岸均為山體，無(wú)堤防，若從渠首以上引水向下游自流供水，自上游建引水閘后，穿山修建引水隧洞，左岸隧洞長(zhǎng)12 km，引水渠道長(zhǎng)78 km，交叉6 處，右岸隧洞長(zhǎng)14 km，引水渠道長(zhǎng)2 km。引水工程投資約為31 780 萬(wàn)元。 單位面積輸水工程投資5.93 萬(wàn)元/hm2。引水渠投資均偏大，工程上不經(jīng)濟(jì)。

綜上，現(xiàn)有工程情況下，可改造成自流灌溉的面積為9 560 hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為4 200 hm2，其它5 360 hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。

4 干流梯級(jí)規(guī)劃情況下的自流灌溉面積

松花江干流航道規(guī)劃建設(shè)8個(gè)梯級(jí)樞紐:澇洲、大頂子山(已建)、洪太、通河、依蘭、民主、康家圍子及悅來(lái)梯級(jí)。

按哈爾濱以上、哈爾濱至佳木斯、佳木斯以下3段進(jìn)行分析。

4.1 哈爾濱以上段

哈爾濱以上段僅有1個(gè)梯級(jí)—澇洲梯級(jí)，梯級(jí)上游有大型灌區(qū)兩處:肇源縣中心灌區(qū)和肇東縣澇洲灌區(qū)。最大可自流灌溉面積567 hm2，分布在澇洲灌區(qū)內(nèi)，由于干渠長(zhǎng)，交叉多，僅引水工程單位面積投資就達(dá)6.92 萬(wàn)元/hm2，實(shí)施難度較大，且澇洲渠首泵站更新改造項(xiàng)目正在實(shí)施，故哈爾濱以上段無(wú)較好條件發(fā)展自流灌區(qū)。

4.2 哈爾濱至佳木斯段

哈爾濱至佳木斯段共有大頂子山、洪太、通河、依蘭、民主和康家圍子6個(gè)梯級(jí)。哈爾濱至佳木斯段最大自流灌溉面積5.39 萬(wàn)hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為2.328 hm2，其它3.06 萬(wàn)hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。

4.3 佳木斯以下段

佳木斯以下段僅有1個(gè)梯級(jí)—悅來(lái)梯級(jí)。該區(qū)最大自流灌溉面積52.49 hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為4 887 hm2，其它52 萬(wàn)hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。

5 結(jié) 論

根據(jù)以上分析，在大頂子山梯級(jí)建成、其它梯級(jí)未建的情況下，哈爾濱以上和佳木斯以下基本上無(wú)自流灌溉條件;哈爾濱至佳木斯區(qū)間可改造成自流灌溉的面積為9 560 hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為4 200 hm2，其它5 360 hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。

干流梯級(jí)全部建成后，哈爾濱以上段最大可自流灌溉面積567 hm2，分布在澇洲灌區(qū)內(nèi)，由于干渠長(zhǎng)，交叉多，僅引水工程單位面積投資就達(dá)6.92 萬(wàn)元/hm2，實(shí)施難度較大，且澇洲渠首泵站更新改造項(xiàng)目正在實(shí)施，故哈爾濱以上段無(wú)較好條件發(fā)展自流灌區(qū)。哈爾濱至佳木斯段最大自流灌溉面積39 萬(wàn)hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為2.328 萬(wàn)hm2，其它3.07 萬(wàn)hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。佳木斯以下段最大自流灌溉面積52.49 萬(wàn)hm2，其中，工程上較合理，經(jīng)濟(jì)上初步可行，可進(jìn)一步進(jìn)行方案論證的面積為4 887 hm2，其它52 萬(wàn)hm2單位面積輸水投資大，占地多，且沿線(xiàn)施工條件復(fù)雜，難以實(shí)施。合計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)自流灌溉面積869 萬(wàn)畝，其中需要進(jìn)一步進(jìn)行方案比選的自流灌溉面積2.8 萬(wàn)hm2，這些灌溉面積均位于已有的提水灌區(qū)內(nèi)，若實(shí)現(xiàn)自流灌溉，則需要新建進(jìn)水閘和引水渠道，增加工程投資，但能夠減少提水費(fèi)用。另有55.13 萬(wàn)hm2從水位要求上也能夠?qū)崿F(xiàn)自流灌溉，但工程投資大、輸水干線(xiàn)長(zhǎng)、占地多、實(shí)施難度大。

從近期干流梯級(jí)實(shí)施的難易程度看，依蘭和悅來(lái)梯級(jí)前期工作相對(duì)其它未建梯級(jí)來(lái)說(shuō)進(jìn)展較快，若僅考慮大頂子上、依蘭和悅來(lái)梯級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自流灌溉面積54.2 萬(wàn)hm2，其中，需要進(jìn)一步進(jìn)行方案比選的自流灌溉面積0.93 萬(wàn)hm2，實(shí)施難度大、經(jīng)濟(jì)不太合理的面積有53.27 萬(wàn)hm2。

［1］劉水玉.“引大入秦”—加緊建設(shè)的西北最大的自流灌溉工程［J］. 瞭望周刊，1992(01):20 －21.