关于桃曲坡水库灌区现代化建设与发展的思考

2021-01-19党九社

陕西水利 2021年11期

党九社

（陕西省桃曲坡水库灌溉中心,陕西铜川 727100）

1 概况

桃曲坡水库位于渭河流域石川河支流沮河下游,以调蓄沮河径流为主,并跨流域引用泾河支流马栏河水,是一座以农业灌溉、城市供水、防洪保安为主的中型水利工程,随着先后接收富平县境内红星、尚书、街子三座水库后,构成以“桃曲坡水库为主水源,四库五河调蓄、长藤结瓜”的供水网络。灌区设施灌溉面积43.03 万亩,辖铜川市新区和耀州区、渭南市富平县、咸阳市三原县15 个乡镇,是陕西省12 个大型灌区之一。目前承担着铜川市新老城区及工业供水任务,是铜川市最大的供水水源,更是目前铜川市新区唯一的水源地。

桃曲坡水库是1969 年为解决富平县和耀县农业灌溉而建设的,经过50 年的运行和发展,灌区从单一农业灌溉为主到满足农业灌溉、城市工业、生态用水,从服务粮食生产为主到经济社会全面发展,从传统粗放管理到信息化、精细管理,从以资源开发为主到服务地区及经济社会发展,水库的功能发生了深刻变化。所以,面对日益增长的水资源需求,如何科学调度水资源,实现水资源的高效利用,为国民经济健康高质量发展提供坚强的水利支撑。

2 灌区存在问题

2.1 资源性缺水与工程性缺水并存

灌区地处资源性缺水地区,灌区内降雨时空分布不均,来水的年变差系数大;多年平均降水量512 mm,且多集中在主汛期,径流连丰连枯、丰短枯长,属年调节水库;灌区内三座水库均为平原型水库,控制流域面积小,径流量有限,水库调蓄能力差;跨流域调水的马栏河引水工程引水量偏小,区域水资源难以适应经济社会发展的用水需求。

2.2 工程设施标准偏低,灌区工程体系不完善

灌区大部分是由20 世纪50 年代建成的石川河引洪灌区发展起来的,灌溉方式和田间工程布局有明显的引洪灌溉特点,工程设计标准偏低,配套设施不全。

2.3 水资源供需矛盾加剧

近年来农业灌溉平均用水5000 万m3,城市及工业供水2100 万m3,生态补水960 万m3,城市及工业供水呈年均15%的稳步增长态势,供需水矛盾随之凸显,且历年渠道改造节约的水量远远低于增加的需水量,供需缺口不断扩大。

2.4 灌区精准计量设施处于空白状态

灌区观测手段也相对落后,仍采用人工断面观测,频次少、精度低,难以满足实时调水的需求,水质、墒情和作物长势等观测项目处于空白状态,造成用水调度凭经验,不能动态制定用水计划,无法适应水情、作物种植结构等变化。

2.5 管理信息化尚在探索起步阶段

桃曲坡水库灌区根据供水业务,实现1 个中心-2 个总站-7 个基层管理站-34 个农民用水者协会的运行机制,形成从“源头”到“地头”的水资源管理模式。但灌区内仅在水源地建设了信息化,干、支、斗闸门未实现远程控制及自动计量,缺乏总体规划,各业务板块各自为政、各自封闭,难以联网共享,无法支撑决策。

由此可见,桃曲坡灌区的现状与现代化农业发展、节水型社会、生态文明建设的要求不相适应,与水利现代化建设的步伐不相匹配。因此,科学谋划桃曲坡灌区未来的建设与发展,推进灌区现代化建设具有重要的现实意义。

3 灌区现代化建设内容和设想

桃曲坡水库灌区现代化建设的总体目标是利用10年左右的时间,对灌区基础设施、生态环境、管理水平等方面进行系统建设,用现代化理念指导灌区发展,用先进技术、工艺设备打造灌区基础设施,用现代管理制度、先进服务手段提升灌区管理水平,实现节水、智慧、生态的现代化示范灌区。

3.1 实现资源统管,城乡统配势在必行

灌区地处资源性缺水地区,多龙治水和分片而治的水资源管理体制已暴露诸多弊端。采取流域管理模式,逐步接管铜川市龙潭水库、咸阳市三原县所属的玉皇阁水库、弓王水库等水库工程,实现对区域水资源的统管与联合调度,有效管控区域内的雨洪资源,提高水库对地表水源的控制和利用率,最大限度削峰滞洪,将桃曲坡水库年调节变为多年调节的水库群,变三河四库两枢纽的水资源调度格局提升为四河七库三枢纽的水源联控联调体系,有效破解资源性缺水地区的水资源制约瓶颈。

3.2 新建水源工程

新建西沟水库,工程建成后可有效控制西沟常年来水,与桃曲坡水库联合调度,实现城市供水双水源,有效提高供水应急保障能力,年可调节需水量249 万m3,在桃曲坡水库出现水污染和高浊度的情况下,为铜川新区提供可靠的应急水源。

3.3 灌区工程标准整体提升

先期实施的重点是基础设施及工程建设,依托大型灌区节水续建等项目对灌区的硬件改造升级（规划为2025 年左右实施）。

1）改造提升灌溉骨干工程。优化总体布局,新建或改造渠道及渠系建筑物,对于干支渠道增强防渗抗冻标准,变渠道输水功能为输水及可长期（3 个月左右）储水功能；对于闸门进行自动化、信息化改造,实现远程自动控制；斗渠以下变砼渠道为管道输水,配套安全防护、水源地保护、渠堤道路等附属设施,通过一系列的工程设施,提升工程标准。

2）水库大坝工程。建立工程易巡检系统,对沉陷、位移、浸润线等自动化观测设备升级改造,实现实时观测与远距离自动传输,适应现代化灌区的要求。

3）建设中心总控制调度室。在各管理站建设控制室,实现与中心总控制室的联网共享,与闸点、测点的远程自动化系统操作有效对接。

4）同步配套改造田间工程。随着乡村振兴战略的全面实施,农业结构的调整,农业经营模式、生产方式、用户随主体发生较大变化。高效节水技术的推广必然要求实现适时精装供水,对明晰用水单元、计量设施等都提出新的要求,灌区推行精细化、智能化配水供水和计量水费已是势在必行。

农业灌溉“自来水化”就是农民可以利用手机APP实现浇地的远程操作,点开灌溉开始按钮,水就可以自动流出管道,灌溉结束时,在手机上操作关闭按钮,水就自动停止,农民浇地像使用自来水一样方便快捷。这就要求我们,对整个灌溉系统的软硬件进行全面系统的升级改造,适应灌区管理工作的新要求。

3.4 基本实现水利信息化

在典型区域和重点领域实现突破,补齐监测盲区、提高重点区域监测密度,强化水利数据服务能力。（规划为2025 年左右实施）现代化灌区不能说是水利信息化,但水利信息化一定能代表灌区的现代化。构建灌区水库群监测预报调度体系,灌区灌溉配水调度体系、运行管理服务体系三位一体的网络平台,建设各层级、各专业和相关行业的大数据,建立业务支撑、决策支撑、公共服务的大系统。

1）流域信息预报管理。利用气象水文信息,根据流域降雨、水文资料建立模型,实现对流域的洪水预报和来水预报,为现代化灌区提供水情支撑。

2）水库枢纽管理。对现有工程设施进行现代化提升改造,实现远程控制和可视化。包含大坝自动化安全监测系统、水面及库区管理系统（监视、驱离）系统、水库工程、机电设备巡检系统,水库调度运用系统、自动控制系统、防汛管理系统等系统,全面提升工程管理能力和水平。

3）运行服务管理系统。系统将灌区人工的通过电话或短信方式的配水调度流程进行逻辑化处理,减配水调度中各节点模块化,实现基于软件系统的配水调度流程的上传下达。还可以通过对灌区作物种植结构、生长期、灌溉面积、灌溉进度、气象、墒情、工程供水能力等信息的分析,基于需水和配水模型,分析生成灌区需水计划和配水计划,为灌区调度决策提供数据支持。

3.5 智慧桃曲坡全面建成,最终目标是打造桃曲坡水库管理的统一工作平台

基本实现“水信息一张图”和“水管理一平台”,完成水利统一支撑应用,推进水治理体系和治理能力现代化。（规划为2030 年左右实施）

建设中控平台,实现业务协同,千人千面。在水数据完整存续、水灾害防治、水资源优化配置、水生态环境保护、资产动态管控等方面,实现水利业务领域的闭环管理,灌区管理也实现从人工管理—机械化管理—信息化管理—智能化管理的跨越式发展历程。

4 意见和建议

4.1 坚持规划先行,全面推进现代化灌区建设。

灌区现代化是一个逐步发展过程,必须进行总体规划、逐步实施。先从基础设施的提升改造到实现远程控制和信息自动传输功能,要挖掘大量的历史资料和数据,利用现代科学技术,建立各类模型,最后才是整个系统的联合运转。整个过程需要10 年~15 年,但必须从现在开始,就进行切入,要“跳出水利看水利”“走出灌区看灌区”,坚持科学规划、合理布局,突出前瞻性、创新性和可操作性,突出五大发展理念和十六字治水方针的要求,因地制宜,分类施策,为灌区现代化建设做好顶层设计。