滹沱河灌區(qū)灌溉供水模式探討

李永強(qiáng) 馬月林

（忻州市滹沱河水利管理局 山西忻州 034000）

1 灌區(qū)概況

滹沱河灌區(qū)是新中國成立后，山西省興建的第一座大型灌區(qū)，也是忻州市唯一的大型灌區(qū)。位于滹沱河山西段的中游、忻定盆地腹部，東西長約40 km，南北寬約13 km，總面積約512 km2。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積2.66萬hm2，有效灌溉面積2.14萬hm2，約占忻州市水澆地總面積的1/5。灌區(qū)受益范圍包括忻府區(qū)、定襄縣和原平市14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)123個村和國營農(nóng)牧場，受益區(qū)總?cè)丝诩s23萬人，總耕地面積3.29萬hm2。

灌區(qū)主要引用滹沱河水，由原平市界河鋪大壩引水。渠首樞紐工程由橡膠壩、沖砂閘和進(jìn)水閘組成。按自然地理和行政區(qū)劃，灌區(qū)分為云北、云南、廣濟(jì)3個中型灌區(qū)，其中云北、云南兩灌區(qū)以南云中河下游的干四斗為界，共用一條干渠，即“忻定大渠”，為20世紀(jì)50年代初興建，設(shè)計灌溉面積1.73萬hm2，有效灌溉面積1.40萬hm2；廣濟(jì)灌區(qū)為一老灌區(qū)，從金代起，至今已有875年的歷史，設(shè)計灌溉面積0.93萬hm2，有效灌溉面積0.74萬hm2。

灌區(qū)灌溉工程以忻定干渠和廣濟(jì)干渠為體系，共有各級輸配水渠道1 589條，總長1 393.37 km，配套建筑物3 929件。灌區(qū)內(nèi)有機(jī)電井1 042眼，其中配套903眼，有效灌溉面積0.89萬hm2。

灌區(qū)多年平均降水量409 mm，一般集中在6~9月，占年總數(shù)的77%，其中7、8兩月就占全年總數(shù)的51%。

灌區(qū)為農(nóng)業(yè)區(qū)，供水全部為農(nóng)業(yè)供水。農(nóng)作物種植以糧食作物為主，經(jīng)濟(jì)作物為輔。1983年前的種植結(jié)構(gòu)為小麥15%、玉米18%、高粱30%、谷子6%、薯類和豆類等11%，經(jīng)濟(jì)作物20%。目前為小麥、谷子、豆類、高粱各占約1%，玉米52%，經(jīng)濟(jì)作物44%。主產(chǎn)玉米和瓜菜，年產(chǎn)糧食1.6億kg左右，是忻州市乃至全省的主要商品糧、蔬菜、牛奶、辣椒生產(chǎn)基地。

2 現(xiàn)狀供水模式及存在的問題

2.1 現(xiàn)狀供水模式

滹沱河灌區(qū)為河、井雙灌區(qū)，地面水源主要為滹沱河徑流，渠首樞紐控制河長165 km、流域面積6 031 km2，上游共有17個666.7 hm2以上自流灌區(qū)和2處666.7 hm2以上電灌站。由于上游水庫蓄水、灌溉面積擴(kuò)大、水土保持加強(qiáng)等原因，渠首河源來水逐年減少。忻定干渠十字閘，可攔截少量南云中河河水用于下游灌溉，但一般清水流不到，洪水歷時短，防汛任務(wù)大而引用水量很小。

渠首橡膠壩高3 m，有效庫容約350萬m3。采用正面沖沙、側(cè)面引水方式。沖沙閘兩座，分別布置在橡膠壩兩端，最大泄量270 m3/s。左岸廣濟(jì)沖沙閘3孔，最大泄量116 m3/s；右岸忻定沖沙閘4孔，最大泄量154 m3/s。沖沙閘關(guān)閉時沖沙道流速減小，泥沙沉積，減少入渠泥沙，沖沙道淤滿時開啟沖沙閘沖淤排沙。

灌區(qū)地下水一部分由北、西山流入，一部分由滹沱河、南云中河內(nèi)滲補(bǔ)給，一般埋深1~3 m，礦化度1~4 g/L。地下水可開采量約0.8億m3，已開采0.64億m3，但由于灌區(qū)上游地下水僅作補(bǔ)充水源，下游已超采約0.2億m3。灌區(qū)北山腳下及其滹沱河南岸地下水豐富，在定襄縣白村有泉水出露；在忻府區(qū)高城村一帶建有井群，20多眼井可提水流量約0.8 m3/s。

從建灌區(qū)至今，滹沱河灌區(qū)的灌溉供水模式主要為：河井分管、渠道共用、引洪設(shè)計，供水調(diào)配各自為政。

2.2 存在的問題

滹沱河灌區(qū)目前的灌溉供水模式，主要存在以下問題。

2.2.1 不利于水資源的科學(xué)合理高效利用

1）在管理上難以科學(xué)合理地統(tǒng)一管理調(diào)配水資源。灌區(qū)的河水、井水及小型水利工程各自為政，河水由水利管理單位管理，井水及小型水利工程由鄉(xiāng)村集體或承包給個人管理。由此造成水資源利用不合理、三水不能相互協(xié)調(diào)、灌溉面積徘徊不前甚至萎縮、工程投資相互重復(fù)、不利于中低產(chǎn)田改造、部分區(qū)域地下水持續(xù)超采等諸多問題。

2）在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。據(jù)統(tǒng)計，灌區(qū)多年平均水資源綜合利用量僅0.76億m3，水資源利用率僅28.4%，其中河水引用率24.3%，地下水開采率48.5%。河水開發(fā)利用率明顯偏低。據(jù)分析，目前灌區(qū)河水的灌溉水利用率僅33.6%,其中渠系水利用率56.0%，田間水利用率60.0%，引水量的66.4%被損耗和浪費(fèi)。其主要原因一是采用渠道輸水方式，且以大田作物為主要供水對象，固定渠道以引洪灌溉為目標(biāo)設(shè)計，實(shí)際運(yùn)行中往往是“大馬拉小車”，增加了輸水損失。二是田間灌水技術(shù)落后，大水漫灌死灰復(fù)燃。

2.2.2 灌溉保證率低

灌區(qū)多年平均灌溉2.85萬公頃次，以有效灌溉面積計算，每公頃只能灌1.34次；每年有近0.67萬hm2水地因缺水不能及時下種甚至不灌播前水，約0.67萬hm2水地數(shù)年不用河水。

2.2.3 不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉的要求

渠道輸水方式的優(yōu)點(diǎn)是引水量大、對水質(zhì)要求低、灌溉進(jìn)度快，適用于秋冬澆和春澆中農(nóng)作物的播前灌水，以保證連片種植大田作物的出苗率，或者是用于夏澆中的引洪灌溉。但它是一種傳統(tǒng)的粗放型供水方式，難以滿足以特色瓜、菜、果種植為代表的現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)實(shí)施精準(zhǔn)灌溉、節(jié)水灌溉的要求。

3 創(chuàng)新供水模式對策探討

由于地處忻定盆地腹部且緊鄰忻州市區(qū)，近年來，滹沱河灌區(qū)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)方興未艾，先后新增大棚種植、地膜種植、蔬菜、辣椒等近6.67萬hm2，這些面積已退出河灌范圍，改用地下水灌溉。據(jù)調(diào)查，2016年灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植畝均純收入為：玉米600元左右；特色瓜菜2000元以上，有些達(dá)3000~4 000元；大棚作物達(dá)1萬元以上。受收益差距懸殊的刺激，現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展必將成為一種難以逆轉(zhuǎn)的大趨勢，也必將迫使灌溉管理單位實(shí)施改革。

做好“三農(nóng)”工作是黨和國家工作的重中之重，也是水利系統(tǒng)得以存在的前提。為了適應(yīng)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)實(shí)施精準(zhǔn)灌溉、節(jié)水灌溉的要求，科學(xué)合理高效利用水資源，擴(kuò)大灌溉面積，提高灌溉保證率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、農(nóng)民持續(xù)增收和農(nóng)村快速發(fā)展，充分發(fā)揮水利在“三農(nóng)”工作中的重要支撐作用，根據(jù)我們多年從事灌區(qū)建設(shè)與管理的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為：從深化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的要求出發(fā)，灌區(qū)應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新供水模式，探索實(shí)施“河井統(tǒng)管、管道輸水、引清設(shè)計，統(tǒng)一調(diào)配、集中沉沙”的現(xiàn)代供水模式，以建立“河水凈化—管道輸水—地下蓄水—加壓供水—農(nóng)業(yè)園區(qū)”的新型灌溉系統(tǒng)。

與此相配套，要重點(diǎn)解決好許多問題，現(xiàn)分述于后。

3.1 高效利用現(xiàn)有水源工程

3.1.1 灌區(qū)管理的水源工程

滹沱河灌區(qū)管理單位直接管理的水源工程，現(xiàn)有界河鋪橡膠壩、高城橡膠壩、高城井群3處。

界河鋪橡膠壩每年12月初蓄水，次年3月18日前后放空，蓄水時間約3.5個月；因庫容和蓄水時段所限，正常年份調(diào)蓄水量約600萬m3；因壩側(cè)村民的索賠干擾，調(diào)蓄效果不理想；2013年冬因壩袋破裂后停止蓄水，更換壩袋的投資2014年已經(jīng)到位，但因村民的阻攔，至今未能更換壩袋。對此，管理單位要爭取市政府的支持，積極與有關(guān)方面協(xié)調(diào)，將壩側(cè)村民實(shí)施移民，盡快更換橡膠壩袋，疏浚庫區(qū)主河道，橡膠壩改用常年蓄水的運(yùn)行方式，增加調(diào)蓄水量（因近20年最大洪水流量不足100 m3/s，完全可由沖沙閘排泄）。

高城橡膠壩位于界河鋪橡膠壩下游4.1 km處的滹沱河干流上，壩高3 m，設(shè)計庫容200萬m3；正常年份可調(diào)蓄水量657萬m3，灌溉面積0.2萬hm2。也采用正面沖沙、側(cè)面引水方式。2007年完成主體工程，但因市級配套資金未到位，工程至今未能竣工投運(yùn)。對此，要爭取補(bǔ)足資金缺額，盡快竣工運(yùn)行。投運(yùn)后與界河鋪橡膠壩聯(lián)合調(diào)度，常年運(yùn)行，有效調(diào)蓄余水。

高城井群目前只作為周邊經(jīng)濟(jì)作物的灌溉水源，灌溉面積很小。管理單位要加強(qiáng)對井群的管理，擴(kuò)大其供水范圍。

界河鋪橡膠壩和高城橡膠壩水源在進(jìn)行集中沉沙處理后，可用于管道灌溉。高城井群可直接用于管道灌溉。

3.1.2 受益縣管理的水源工程

在灌區(qū)受益范圍內(nèi)，定襄縣水利局管理的水源工程有白村泉和黎明水庫2處。白村泉出水量約0.14m3/s，水質(zhì)好，有多年灌溉歷史。黎明水庫正在實(shí)施由湖到庫的升格建設(shè)，興利庫容130萬m3。

實(shí)施灌區(qū)范圍內(nèi)水資源統(tǒng)一管理后，這2項工程可作為清水水源，直接實(shí)施管道灌溉。

3.2 積極建設(shè)新的水源工程

3.2.1 新建滹沱河橡膠壩

滹沱河的水資源開發(fā)利用率還較低，灌區(qū)應(yīng)力爭上馬受錄、高村等斷面的新建橡膠壩工程，開辟新水源，與現(xiàn)有橡膠壩形成梯級，聯(lián)合開發(fā)。

3.2.2 有效利用南云中河景區(qū)余水和污水處理廠中水

南云中河景區(qū)2014年蓄水開園，汛期及冬季前將向下游泄水；忻州市污水處理廠的中水也通過景區(qū)下游向南云中河排放。灌區(qū)可積極取得市政府的支持，與有關(guān)單位協(xié)商，在南云中河下游的忻定干渠十字閘，引用景區(qū)余水和污水廠中水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。

3.3 有效處理河水泥沙

滹沱河上游地處黃土高原，屬多泥沙河流，界河鋪斷面多年平均來沙量896萬t，主要是懸移質(zhì)，其中汛期來沙量613.5萬t，占全年的68.5%。要利用滹沱河水進(jìn)行管道灌溉，必須有效處理泥沙，為優(yōu)先使用河水、合理利用地下水創(chuàng)造條件。其集中沉沙、排沙點(diǎn)可選擇在離河道較近的滹沱河界河鋪橡膠壩、高城橡膠壩和南云中河十字閘附近。

3.4 加快灌區(qū)管道灌溉改造步伐

要實(shí)施便于精準(zhǔn)灌溉、節(jié)水灌溉的管道供水模式，就必須對灌區(qū)的現(xiàn)有固定灌溉渠道進(jìn)行改造。從清、洪分流的角度考慮，可以在現(xiàn)有渠道底部鋪設(shè)管道，清水走管道，洪水走渠道。這樣做的好處一是可節(jié)省鋪設(shè)管道的征地費(fèi)用，二是可為作物播種前的引洪淤灌保留原有渠道，三是便于管道和渠道的統(tǒng)一管理。

至于管道改造的工程投資，因忻州市屬于革命老區(qū)和集中連片的貧困地區(qū)，市級財政狀況差，受益戶的自籌資金能力弱，所以投資途徑應(yīng)以中央和省級為主。

3.5 興建地下蓄水池或高壓水塔

對于自流引水，為了實(shí)施管道灌溉，應(yīng)配套建設(shè)蓄水加壓設(shè)施，可按33.3 hm2或66.6 hm2設(shè)一個獨(dú)立的供水單元，建一座地下蓄水池或高壓水塔。

3.6 大力優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

灌區(qū)目前的玉米種植比例仍偏高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值低下，既挫傷了用戶的引用水積極性，也形成了灌水定額居高不下的浪費(fèi)水現(xiàn)象，影響了水資源的有效開發(fā)和高效利用。今后要大力優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高作物種植的經(jīng)濟(jì)效益，為水資源的高效開發(fā)利用奠定良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。