滹沱河灌区灌溉供水模式探讨

2017-04-07李永强马月林

山西水利科技 2017年4期

李永强马月林

（忻州市滹沱河水利管理局山西忻州 034000）

1 灌区概况

滹沱河灌区是新中国成立后，山西省兴建的第一座大型灌区，也是忻州市唯一的大型灌区。位于滹沱河山西段的中游、忻定盆地腹部，东西长约40 km，南北宽约13 km，总面积约512 km2。灌区设计灌溉面积2.66万hm2，有效灌溉面积2.14万hm2，约占忻州市水浇地总面积的1/5。灌区受益范围包括忻府区、定襄县和原平市14个乡镇123个村和国营农牧场，受益区总人口约23万人，总耕地面积3.29万hm2。

灌区主要引用滹沱河水，由原平市界河铺大坝引水。渠首枢纽工程由橡胶坝、冲砂闸和进水闸组成。按自然地理和行政区划，灌区分为云北、云南、广济3个中型灌区，其中云北、云南两灌区以南云中河下游的干四斗为界，共用一条干渠，即“忻定大渠”，为20世纪50年代初兴建，设计灌溉面积1.73万hm2，有效灌溉面积1.40万hm2；广济灌区为一老灌区，从金代起，至今已有875年的历史，设计灌溉面积0.93万hm2，有效灌溉面积0.74万hm2。

灌区灌溉工程以忻定干渠和广济干渠为体系，共有各级输配水渠道1 589条，总长1 393.37 km，配套建筑物3 929件。灌区内有机电井1 042眼，其中配套903眼，有效灌溉面积0.89万hm2。

灌区多年平均降水量409 mm，一般集中在6~9月，占年总数的77%，其中7、8两月就占全年总数的51%。

灌区为农业区，供水全部为农业供水。农作物种植以粮食作物为主，经济作物为辅。1983年前的种植结构为小麦15%、玉米18%、高粱30%、谷子6%、薯类和豆类等11%，经济作物20%。目前为小麦、谷子、豆类、高粱各占约1%，玉米52%，经济作物44%。主产玉米和瓜菜，年产粮食1.6亿kg左右，是忻州市乃至全省的主要商品粮、蔬菜、牛奶、辣椒生产基地。

2 现状供水模式及存在的问题

2.1 现状供水模式

滹沱河灌区为河、井双灌区，地面水源主要为滹沱河径流，渠首枢纽控制河长165 km、流域面积6 031 km2，上游共有17个666.7 hm2以上自流灌区和2处666.7 hm2以上电灌站。由于上游水库蓄水、灌溉面积扩大、水土保持加强等原因，渠首河源来水逐年减少。忻定干渠十字闸，可拦截少量南云中河河水用于下游灌溉，但一般清水流不到，洪水历时短，防汛任务大而引用水量很小。

渠首橡胶坝高3 m，有效库容约350万m3。采用正面冲沙、侧面引水方式。冲沙闸两座，分别布置在橡胶坝两端，最大泄量270 m3/s。左岸广济冲沙闸3孔，最大泄量116 m3/s；右岸忻定冲沙闸4孔，最大泄量154 m3/s。冲沙闸关闭时冲沙道流速减小，泥沙沉积，减少入渠泥沙，冲沙道淤满时开启冲沙闸冲淤排沙。

灌区地下水一部分由北、西山流入，一部分由滹沱河、南云中河内渗补给，一般埋深1~3 m，矿化度1~4 g/L。地下水可开采量约0.8亿m3，已开采0.64亿m3，但由于灌区上游地下水仅作补充水源，下游已超采约0.2亿m3。灌区北山脚下及其滹沱河南岸地下水丰富，在定襄县白村有泉水出露；在忻府区高城村一带建有井群，20多眼井可提水流量约0.8 m3/s。

从建灌区至今，滹沱河灌区的灌溉供水模式主要为：河井分管、渠道共用、引洪设计，供水调配各自为政。

2.2 存在的问题

滹沱河灌区目前的灌溉供水模式，主要存在以下问题。

2.2.1 不利于水资源的科学合理高效利用

1）在管理上难以科学合理地统一管理调配水资源。灌区的河水、井水及小型水利工程各自为政，河水由水利管理单位管理，井水及小型水利工程由乡村集体或承包给个人管理。由此造成水资源利用不合理、三水不能相互协调、灌溉面积徘徊不前甚至萎缩、工程投资相互重复、不利于中低产田改造、部分区域地下水持续超采等诸多问题。

2）在技术上难以实现水资源的高效利用。据统计，灌区多年平均水资源综合利用量仅0.76亿m3，水资源利用率仅28.4%，其中河水引用率24.3%，地下水开采率48.5%。河水开发利用率明显偏低。据分析，目前灌区河水的灌溉水利用率仅33.6%,其中渠系水利用率56.0%，田间水利用率60.0%，引水量的66.4%被损耗和浪费。其主要原因一是采用渠道输水方式，且以大田作物为主要供水对象，固定渠道以引洪灌溉为目标设计，实际运行中往往是“大马拉小车”，增加了输水损失。二是田间灌水技术落后，大水漫灌死灰复燃。

2.2.2 灌溉保证率低

灌区多年平均灌溉2.85万公顷次，以有效灌溉面积计算，每公顷只能灌1.34次；每年有近0.67万hm2水地因缺水不能及时下种甚至不灌播前水，约0.67万hm2水地数年不用河水。

2.2.3 不适应现代农业精准灌溉的要求

渠道输水方式的优点是引水量大、对水质要求低、灌溉进度快，适用于秋冬浇和春浇中农作物的播前灌水，以保证连片种植大田作物的出苗率，或者是用于夏浇中的引洪灌溉。但它是一种传统的粗放型供水方式，难以满足以特色瓜、菜、果种植为代表的现代高效农业实施精准灌溉、节水灌溉的要求。

3 创新供水模式对策探讨

由于地处忻定盆地腹部且紧邻忻州市区，近年来，滹沱河灌区高效农业发展迅速，农业园区建设方兴未艾，先后新增大棚种植、地膜种植、蔬菜、辣椒等近6.67万hm2，这些面积已退出河灌范围，改用地下水灌溉。据调查，2016年灌区农业种植亩均纯收入为：玉米600元左右；特色瓜菜2000元以上，有些达3000~4 000元；大棚作物达1万元以上。受收益差距悬殊的刺激，现代高效农业的进一步发展必将成为一种难以逆转的大趋势，也必将迫使灌溉管理单位实施改革。

做好“三农”工作是党和国家工作的重中之重，也是水利系统得以存在的前提。为了适应现代高效农业实施精准灌溉、节水灌溉的要求，科学合理高效利用水资源，扩大灌溉面积，提高灌溉保证率，促进农业提质增效、农民持续增收和农村快速发展，充分发挥水利在“三农”工作中的重要支撑作用，根据我们多年从事灌区建设与管理的经验，我们认为：从深化农业供给侧结构性改革的要求出发，灌区应当创新供水模式，探索实施“河井统管、管道输水、引清设计，统一调配、集中沉沙”的现代供水模式，以建立“河水净化—管道输水—地下蓄水—加压供水—农业园区”的新型灌溉系统。

与此相配套，要重点解决好许多问题，现分述于后。

3.1 高效利用现有水源工程

3.1.1 灌区管理的水源工程

滹沱河灌区管理单位直接管理的水源工程，现有界河铺橡胶坝、高城橡胶坝、高城井群3处。

界河铺橡胶坝每年12月初蓄水，次年3月18日前后放空，蓄水时间约3.5个月；因库容和蓄水时段所限，正常年份调蓄水量约600万m3；因坝侧村民的索赔干扰，调蓄效果不理想；2013年冬因坝袋破裂后停止蓄水，更换坝袋的投资2014年已经到位，但因村民的阻拦，至今未能更换坝袋。对此，管理单位要争取市政府的支持，积极与有关方面协调，将坝侧村民实施移民，尽快更换橡胶坝袋，疏浚库区主河道，橡胶坝改用常年蓄水的运行方式，增加调蓄水量（因近20年最大洪水流量不足100 m3/s，完全可由冲沙闸排泄）。

高城橡胶坝位于界河铺橡胶坝下游4.1 km处的滹沱河干流上，坝高3 m，设计库容200万m3；正常年份可调蓄水量657万m3，灌溉面积0.2万hm2。也采用正面冲沙、侧面引水方式。2007年完成主体工程，但因市级配套资金未到位，工程至今未能竣工投运。对此，要争取补足资金缺额，尽快竣工运行。投运后与界河铺橡胶坝联合调度，常年运行，有效调蓄余水。

高城井群目前只作为周边经济作物的灌溉水源，灌溉面积很小。管理单位要加强对井群的管理，扩大其供水范围。

界河铺橡胶坝和高城橡胶坝水源在进行集中沉沙处理后，可用于管道灌溉。高城井群可直接用于管道灌溉。

3.1.2 受益县管理的水源工程

在灌区受益范围内，定襄县水利局管理的水源工程有白村泉和黎明水库2处。白村泉出水量约0.14m3/s，水质好，有多年灌溉历史。黎明水库正在实施由湖到库的升格建设，兴利库容130万m3。

实施灌区范围内水资源统一管理后，这2项工程可作为清水水源，直接实施管道灌溉。

3.2 积极建设新的水源工程

3.2.1 新建滹沱河橡胶坝

滹沱河的水资源开发利用率还较低，灌区应力争上马受录、高村等断面的新建橡胶坝工程，开辟新水源，与现有橡胶坝形成梯级，联合开发。

3.2.2 有效利用南云中河景区余水和污水处理厂中水

南云中河景区2014年蓄水开园，汛期及冬季前将向下游泄水；忻州市污水处理厂的中水也通过景区下游向南云中河排放。灌区可积极取得市政府的支持，与有关单位协商，在南云中河下游的忻定干渠十字闸，引用景区余水和污水厂中水进行农田灌溉。

3.3 有效处理河水泥沙

滹沱河上游地处黄土高原，属多泥沙河流，界河铺断面多年平均来沙量896万t，主要是悬移质，其中汛期来沙量613.5万t，占全年的68.5%。要利用滹沱河水进行管道灌溉，必须有效处理泥沙，为优先使用河水、合理利用地下水创造条件。其集中沉沙、排沙点可选择在离河道较近的滹沱河界河铺橡胶坝、高城橡胶坝和南云中河十字闸附近。