關(guān)于桃曲坡水庫灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的思考

黨九社

（陜西省桃曲坡水庫灌溉中心,陜西 銅川 727100）

1 概況

桃曲坡水庫位于渭河流域石川河支流沮河下游,以調(diào)蓄沮河徑流為主,并跨流域引用涇河支流馬欄河水,是一座以農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、防洪保安為主的中型水利工程,隨著先后接收富平縣境內(nèi)紅星、尚書、街子三座水庫后,構(gòu)成以“桃曲坡水庫為主水源,四庫五河調(diào)蓄、長藤結(jié)瓜”的供水網(wǎng)絡(luò)。灌區(qū)設(shè)施灌溉面積43.03 萬畝,轄銅川市新區(qū)和耀州區(qū)、渭南市富平縣、咸陽市三原縣15 個鄉(xiāng)鎮(zhèn),是陜西省12 個大型灌區(qū)之一。目前承擔(dān)著銅川市新老城區(qū)及工業(yè)供水任務(wù),是銅川市最大的供水水源,更是目前銅川市新區(qū)唯一的水源地。

桃曲坡水庫是1969 年為解決富平縣和耀縣農(nóng)業(yè)灌溉而建設(shè)的,經(jīng)過50 年的運行和發(fā)展,灌區(qū)從單一農(nóng)業(yè)灌溉為主到滿足農(nóng)業(yè)灌溉、城市工業(yè)、生態(tài)用水,從服務(wù)糧食生產(chǎn)為主到經(jīng)濟社會全面發(fā)展,從傳統(tǒng)粗放管理到信息化、精細(xì)管理,從以資源開發(fā)為主到服務(wù)地區(qū)及經(jīng)濟社會發(fā)展,水庫的功能發(fā)生了深刻變化。所以,面對日益增長的水資源需求,如何科學(xué)調(diào)度水資源,實現(xiàn)水資源的高效利用,為國民經(jīng)濟健康高質(zhì)量發(fā)展提供堅強的水利支撐。

2 灌區(qū)存在問題

2.1 資源性缺水與工程性缺水并存

灌區(qū)地處資源性缺水地區(qū),灌區(qū)內(nèi)降雨時空分布不均,來水的年變差系數(shù)大;多年平均降水量512 mm,且多集中在主汛期,徑流連豐連枯、豐短枯長,屬年調(diào)節(jié)水庫;灌區(qū)內(nèi)三座水庫均為平原型水庫,控制流域面積小,徑流量有限,水庫調(diào)蓄能力差;跨流域調(diào)水的馬欄河引水工程引水量偏小,區(qū)域水資源難以適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的用水需求。

2.2 工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)偏低,灌區(qū)工程體系不完善

灌區(qū)大部分是由20 世紀(jì)50 年代建成的石川河引洪灌區(qū)發(fā)展起來的,灌溉方式和田間工程布局有明顯的引洪灌溉特點,工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低,配套設(shè)施不全。

2.3 水資源供需矛盾加劇

近年來農(nóng)業(yè)灌溉平均用水5000 萬m3,城市及工業(yè)供水2100 萬m3,生態(tài)補水960 萬m3,城市及工業(yè)供水呈年均15%的穩(wěn)步增長態(tài)勢,供需水矛盾隨之凸顯,且歷年渠道改造節(jié)約的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于增加的需水量,供需缺口不斷擴大。

2.4 灌區(qū)精準(zhǔn)計量設(shè)施處于空白狀態(tài)

灌區(qū)觀測手段也相對落后,仍采用人工斷面觀測,頻次少、精度低,難以滿足實時調(diào)水的需求,水質(zhì)、墑情和作物長勢等觀測項目處于空白狀態(tài),造成用水調(diào)度憑經(jīng)驗,不能動態(tài)制定用水計劃,無法適應(yīng)水情、作物種植結(jié)構(gòu)等變化。

2.5 管理信息化尚在探索起步階段

桃曲坡水庫灌區(qū)根據(jù)供水業(yè)務(wù),實現(xiàn)1 個中心-2 個總站-7 個基層管理站-34 個農(nóng)民用水者協(xié)會的運行機制,形成從“源頭”到“地頭”的水資源管理模式。但灌區(qū)內(nèi)僅在水源地建設(shè)了信息化,干、支、斗閘門未實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及自動計量,缺乏總體規(guī)劃,各業(yè)務(wù)板塊各自為政、各自封閉,難以聯(lián)網(wǎng)共享,無法支撐決策。

由此可見,桃曲坡灌區(qū)的現(xiàn)狀與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展、節(jié)水型社會、生態(tài)文明建設(shè)的要求不相適應(yīng),與水利現(xiàn)代化建設(shè)的步伐不相匹配。因此,科學(xué)謀劃桃曲坡灌區(qū)未來的建設(shè)與發(fā)展,推進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義。

3 灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)內(nèi)容和設(shè)想

桃曲坡水庫灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的總體目標(biāo)是利用10年左右的時間,對灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、管理水平等方面進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè),用現(xiàn)代化理念指導(dǎo)灌區(qū)發(fā)展,用先進(jìn)技術(shù)、工藝設(shè)備打造灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施,用現(xiàn)代管理制度、先進(jìn)服務(wù)手段提升灌區(qū)管理水平,實現(xiàn)節(jié)水、智慧、生態(tài)的現(xiàn)代化示范灌區(qū)。

3.1 實現(xiàn)資源統(tǒng)管,城鄉(xiāng)統(tǒng)配勢在必行

灌區(qū)地處資源性缺水地區(qū),多龍治水和分片而治的水資源管理體制已暴露諸多弊端。采取流域管理模式,逐步接管銅川市龍?zhí)端畮臁⑾剃柺腥h所屬的玉皇閣水庫、弓王水庫等水庫工程,實現(xiàn)對區(qū)域水資源的統(tǒng)管與聯(lián)合調(diào)度,有效管控區(qū)域內(nèi)的雨洪資源,提高水庫對地表水源的控制和利用率,最大限度削峰滯洪,將桃曲坡水庫年調(diào)節(jié)變?yōu)槎嗄暾{(diào)節(jié)的水庫群,變?nèi)铀膸靸蓸屑~的水資源調(diào)度格局提升為四河七庫三樞紐的水源聯(lián)控聯(lián)調(diào)體系,有效破解資源性缺水地區(qū)的水資源制約瓶頸。

3.2 新建水源工程

新建西溝水庫,工程建成后可有效控制西溝常年來水,與桃曲坡水庫聯(lián)合調(diào)度,實現(xiàn)城市供水雙水源,有效提高供水應(yīng)急保障能力,年可調(diào)節(jié)需水量249 萬m3,在桃曲坡水庫出現(xiàn)水污染和高濁度的情況下,為銅川新區(qū)提供可靠的應(yīng)急水源。

3.3 灌區(qū)工程標(biāo)準(zhǔn)整體提升

先期實施的重點是基礎(chǔ)設(shè)施及工程建設(shè),依托大型灌區(qū)節(jié)水續(xù)建等項目對灌區(qū)的硬件改造升級（規(guī)劃為2025 年左右實施）。

1）改造提升灌溉骨干工程。優(yōu)化總體布局,新建或改造渠道及渠系建筑物,對于干支渠道增強防滲抗凍標(biāo)準(zhǔn),變渠道輸水功能為輸水及可長期（3 個月左右）儲水功能；對于閘門進(jìn)行自動化、信息化改造,實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制；斗渠以下變砼渠道為管道輸水,配套安全防護(hù)、水源地保護(hù)、渠堤道路等附屬設(shè)施,通過一系列的工程設(shè)施,提升工程標(biāo)準(zhǔn)。

2）水庫大壩工程。建立工程易巡檢系統(tǒng),對沉陷、位移、浸潤線等自動化觀測設(shè)備升級改造,實現(xiàn)實時觀測與遠(yuǎn)距離自動傳輸,適應(yīng)現(xiàn)代化灌區(qū)的要求。

3）建設(shè)中心總控制調(diào)度室。在各管理站建設(shè)控制室,實現(xiàn)與中心總控制室的聯(lián)網(wǎng)共享,與閘點、測點的遠(yuǎn)程自動化系統(tǒng)操作有效對接。

4）同步配套改造田間工程。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的全面實施,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式、生產(chǎn)方式、用戶隨主體發(fā)生較大變化。高效節(jié)水技術(shù)的推廣必然要求實現(xiàn)適時精裝供水,對明晰用水單元、計量設(shè)施等都提出新的要求,灌區(qū)推行精細(xì)化、智能化配水供水和計量水費已是勢在必行。

農(nóng)業(yè)灌溉“自來水化”就是農(nóng)民可以利用手機APP實現(xiàn)澆地的遠(yuǎn)程操作,點開灌溉開始按鈕,水就可以自動流出管道,灌溉結(jié)束時,在手機上操作關(guān)閉按鈕,水就自動停止,農(nóng)民澆地像使用自來水一樣方便快捷。這就要求我們,對整個灌溉系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行全面系統(tǒng)的升級改造,適應(yīng)灌區(qū)管理工作的新要求。

3.4 基本實現(xiàn)水利信息化

在典型區(qū)域和重點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,補齊監(jiān)測盲區(qū)、提高重點區(qū)域監(jiān)測密度,強化水利數(shù)據(jù)服務(wù)能力。（規(guī)劃為2025 年左右實施）現(xiàn)代化灌區(qū)不能說是水利信息化,但水利信息化一定能代表灌區(qū)的現(xiàn)代化。構(gòu)建灌區(qū)水庫群監(jiān)測預(yù)報調(diào)度體系,灌區(qū)灌溉配水調(diào)度體系、運行管理服務(wù)體系三位一體的網(wǎng)絡(luò)平臺,建設(shè)各層級、各專業(yè)和相關(guān)行業(yè)的大數(shù)據(jù),建立業(yè)務(wù)支撐、決策支撐、公共服務(wù)的大系統(tǒng)。

1）流域信息預(yù)報管理。利用氣象水文信息,根據(jù)流域降雨、水文資料建立模型,實現(xiàn)對流域的洪水預(yù)報和來水預(yù)報,為現(xiàn)代化灌區(qū)提供水情支撐。

2）水庫樞紐管理。對現(xiàn)有工程設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化提升改造,實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和可視化。包含大壩自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)、水面及庫區(qū)管理系統(tǒng)（監(jiān)視、驅(qū)離）系統(tǒng)、水庫工程、機電設(shè)備巡檢系統(tǒng),水庫調(diào)度運用系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、防汛管理系統(tǒng)等系統(tǒng),全面提升工程管理能力和水平。

3）運行服務(wù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將灌區(qū)人工的通過電話或短信方式的配水調(diào)度流程進(jìn)行邏輯化處理,減配水調(diào)度中各節(jié)點模塊化,實現(xiàn)基于軟件系統(tǒng)的配水調(diào)度流程的上傳下達(dá)。還可以通過對灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)、生長期、灌溉面積、灌溉進(jìn)度、氣象、墑情、工程供水能力等信息的分析,基于需水和配水模型,分析生成灌區(qū)需水計劃和配水計劃,為灌區(qū)調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)支持。

3.5 智慧桃曲坡全面建成,最終目標(biāo)是打造桃曲坡水庫管理的統(tǒng)一工作平臺

基本實現(xiàn)“水信息一張圖”和“水管理一平臺”,完成水利統(tǒng)一支撐應(yīng)用,推進(jìn)水治理體系和治理能力現(xiàn)代化。（規(guī)劃為2030 年左右實施）

建設(shè)中控平臺,實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同,千人千面。在水?dāng)?shù)據(jù)完整存續(xù)、水災(zāi)害防治、水資源優(yōu)化配置、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資產(chǎn)動態(tài)管控等方面,實現(xiàn)水利業(yè)務(wù)領(lǐng)域的閉環(huán)管理,灌區(qū)管理也實現(xiàn)從人工管理—機械化管理—信息化管理—智能化管理的跨越式發(fā)展歷程。

4 意見和建議

4.1 堅持規(guī)劃先行,全面推進(jìn)現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)。

灌區(qū)現(xiàn)代化是一個逐步發(fā)展過程,必須進(jìn)行總體規(guī)劃、逐步實施。先從基礎(chǔ)設(shè)施的提升改造到實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息自動傳輸功能,要挖掘大量的歷史資料和數(shù)據(jù),利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),建立各類模型,最后才是整個系統(tǒng)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)。整個過程需要10 年~15 年,但必須從現(xiàn)在開始,就進(jìn)行切入,要“跳出水利看水利”“走出灌區(qū)看灌區(qū)”,堅持科學(xué)規(guī)劃、合理布局,突出前瞻性、創(chuàng)新性和可操作性,突出五大發(fā)展理念和十六字治水方針的要求,因地制宜,分類施策,為灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)做好頂層設(shè)計。

4.2 打造節(jié)水型灌區(qū),統(tǒng)籌做好供水、節(jié)水、配水和水資源管理工作

按照“近水近用、高水高用、優(yōu)水優(yōu)用、高效利用”的供水原則做好水資源調(diào)配工作,不斷優(yōu)化灌區(qū)供水結(jié)構(gòu),著力保障農(nóng)業(yè)灌溉、城市生活及工業(yè)供水、生態(tài)補水等各方面的用水需求,推動用水方式由粗放型向節(jié)約型轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)語

灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)的確定,須從國家相關(guān)政策、局域經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r等綜合因素考慮和分析,要結(jié)合自身特點,率先實施高效節(jié)水、生態(tài)治理、水價改革等示范點建設(shè),到2030 年實現(xiàn)智慧管理,在建設(shè)過程中需要全方位的配合協(xié)調(diào),保障其順利進(jìn)行,為同類灌區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)提供依據(jù)和經(jīng)驗。