黄河高扬程灌区存在问题及调蓄水池改造工程的必要性探讨

1 景电工程历次改造情况及存在问题

1.1 景电工程历次改造情况

1.1.1 景电一期灌区续建配套与节水改造项目

1996年水利部启动全国大型灌区续建配套与节水改造项目，景电一期灌区被纳入全国大型灌区续建配套与节水改造规划，从1998年开始对景电一期灌区进行续建配套与节水改造。项目规划总投资2.683亿元，其中骨干工程投资2.272亿元，田间工程投资0.411亿元。2011年底，经过近13年，国家发改委、水利部审定的骨干工程规划投资21860万元全部实施完成。但由于项目实施周期长，受物价上涨等因素影响，骨干工程仅实施完成了总体规划的65%，剩余35%未能实施[1]。“十三五”期间，鉴于景电一期工程的现状和重要性，甘肃省发改委、水利厅又追加投资3164万元对景电一期灌区剩余部分骨干工程进行了改造。项目改建骨干渠段总长10.943km，其中总干渠1.513km，北干渠3.118km，西五支渠2.345km，西八支渠3.907km。结合灌区现状，原定的节水、增产、灌溉保证率目标基本实现。截至“十三五”末，项目累计完成景电一期总干渠改造8.312km，西干渠改造14.225km，北干渠改造15.61km，支渠改造76.62km，渠道建筑物375座；改造景电一期泵站前池5座、出水池8座、主厂房3处、副厂房10处；更新一期泵站水泵65台、主阀189台、电机39台、高压柜172面、低压柜43面。

1.1.2 景电大型泵站更新改造项目

2011年至2021年间，景电一期、二期大型泵站更新改造工程陆续实施，先后对一期总干10座泵站（总干渠泵站6座，西干渠泵站4座）及二期总干渠13座泵站和部分渠段进行改造，2021年6月，项目全部实施完毕并投入运行。通过改造，景电一期工程设计流量由10.56m3/s增加到13.17m3/s，灌区供水保障能力不足的问题得到有效缓解。

1.1.3 石羊河流域重点治理景电二期总干渠、民调干渠及灌区支渠改造工程

由于金昌市近期工业发展速度较快，对水资源的需求增加，调整原规划的水资源配置保障工程方案，取消东大河向民勤蔡旗调水3000万m3的专用输水渠工程，改为通过对景电二期总干渠、民调干渠进行改造及灌区节水改造等措施，在不增加景电引黄指标的前提下，景电二期工程向民勤增调水量3882万m3，由原设计的6100万m3增至9982万m3，以满足蔡旗断面远期下泄水量指标。为此，景电二期部分老化破损严重、过流能力不足的总干渠、民调干渠，以及部分破损严重、渗漏损失大的支渠被划分为两个项目纳入石羊河综合治理项目中进行改造[2]。两个项目初设批复投资分别为2.89亿元和1.53亿元，于2012年开始实施。截至2019年底，批复改造任务已全部实施完成，累计改造景电二期总干渠37.74公里，渠系建筑物165座；民调干渠明渠拆除重建11.42公里，暗渠维修24.3公里，渠系建筑物35座；支渠159.895公里、斗渠7.913公里，渠系建筑物793座；完成投资4.52亿元。

1.1.4 景电二期北干渠、北干一支渠扩建工程

在古浪县生态移民暨扶贫开发黄花滩项目水利骨干工程实施时景电二期北干渠、北干一支渠作为黄花滩干渠的一部分进行了扩建。景电二期北干渠扩建自景电二期南北干渠分水闸中北干渠分水闸开始，至北干一支渠处结束，扩建长度3.25km。相关渠道和渠系建筑物均进行了拆除重建改造，改建后设计流量5.09m3/s，加大流量6.36m3/s。景电二期北干一支渠扩建自支渠口（北干渠桩号3+250处）开始，至支渠桩号10+830结束，扩建长度10.83km。相关渠道和渠系建筑物均进行了拆除重建改造，改建后设计流量3.81m3/s，加大流量4.95m3/s。该部分改造2013年施工结束并投入运行。

1.2 景电工程改造计划

1.2.1 古浪黄花滩生态移民区供水景电二期节水改造及生态治理工程

在总干渠泵站完成更新改造，总干渠大部分渠段在石羊河项目和黄花滩生态移民项目中更新改造后，剩余未改造渠段（含加高段）的老旧破损问题、过流能力不足的问题成为了制约总干渠整体输水能力，制约保质、保量完成向各灌区尤其末端黄花滩生态移民区供水任务的瓶颈。为消除上述制约和瓶颈，对向黄花滩生态移民区供水的景电二期总干渠中破损较严重段进行节水改造和生态治理，减少渗漏，节约用水，改善渠段过水能力，提高工程运行可靠性；在进一步确保黄花滩生态移民区农业灌溉及养殖用水的基础上，提高景电二期工程的节水和生态治理能力。施工总工期为15个月。

1.2.2 景电灌区续建配套与现代化改造

按照中央、省上的部署和要求，景电灌区续建配套与现代化改造主要建设内容包括未改造11座泵站的更新改造、干支渠的改造及信息化基础设施及硬件建设，估算总投资约5.09亿元，分5年实施完成，届时，景电灌区将实现“防灾减灾有力、灌排设施完善、灌溉用水高效、服务管理先进、生态环境健康”的总体目标。

1.3 景电工程运行存在的问题

1.3.1 骨干工程运行受季节限制，调蓄设施不足制约农业高质量发展

景电工程建成于20世纪70～80年代，受当时的资金、技术条件限制，工程设计、建设标准低，运行至今其间经历的几次改造均针对骨干工程进行。景电工程原设计运行方式为：开机时间为3月20日，检修期为9月10日至10月9日，关机时间为11月19日，全年上水天数为215天，每天抽水24小时，全年共计5160小时。景电一期工程实际运行方式与原设计基本一致。景电二期工程在向二期灌区供水的基础上相继承担向民勤调水任务和向黄花滩生态移民区供水任务后，运行方式随之发生很大调整，一是充分利用空闲时段向民勤加大调水，二是灌溉期利用工程富余容量向黄花滩生态移民区供水。工程开机时间提前至3月5日，关机时间推迟到12月5日；中间检修期关机时间为9月10日至10月1日，冬灌时间为9月21日至10月14日。工程实际上水天数较原设计增加较多，增幅超过30天。总体而言，景电工程在经过骨干工程系列改造之后，骨干工程卡脖子段基本消除，工程输水能力达到灌区发展要求，但运行时间受季节限制，灌区内缺乏调蓄设施，难以支持反季节经济作物种植。

1.3.2 景电灌区面积大，泵站多，运行时间长，易因各种情况发生停机事故。

据管理单位不完全统计，2007年至2014年，仅景电二期灌区就发生停机事故20多起。每次停机事故都需要通过溢流泄水，造成大量溢流损失。最多的一次是在2008年5月2日，因沙尘暴导致供电部门跳闸，全线溢流约60万m3。泄水沟道不畅，易造成水毁损失[3]。

由于灌区泄水沟道均为洪水或泄水沟道，沟道长期无水，部分段沟道下游沟内被开垦为农田。事故泄水时，容易冲毁农作物，引起赔偿纠纷。部分沟道两岸均为农田，长期冲刷，造成岸坡塌陷，侵蚀农田。2010年赔偿农业损失最多达70万元。因各溢流堰出口未设置事故泄水回收系统，事故泄水全部进入沟道。通过沟道，泄水汇入其它洪水沟道或渗入地下。景电灌区为高扬程电力提灌灌区，用水需要耗费大量电力，成本较高。事故停机泄水没有回收利用系统，溢流水量只能全部泄入沟道，既消耗了电力，又浪费了水量。

2 工程建设的必要性

2.1 景电灌区实践深度节水控水，优化水资源配置的重要支撑

通过田间调蓄设施的建设促进灌区种植结构的优化调整，形成以粮食作物为主，粮食作物、经济作物协调发展的种植结构，在持续增加农民收入的同时，保证粮食生产，并使田间高效节水灌溉模式得以推广，提高灌溉水利用率，使水资源利用效率、效益得到很大提高，为深度节约水资源提供基础，也是灌区打破水资源季节性限制、优化水资源配置的先决条件[4]。

2.2 景电灌区深入推进农业供给侧结构性改革的重要保障

在农业现代化的大趋势下，景电灌区通过现代化改造升级，科学合理划定玉米、小麦粮食生产功能区和枸杞、红枣、梨和苹果、文冠果和沙漠洋芋等重要农产品生产功能区，并增加反季节经济作物种植，构建灌区多层次、多品种农作物供给体系，加快培育农业农村发展新动能，开创农业现代化建设新局面。受限于景电骨干工程运行方式，反季节经济作物种植在景电灌区很难大范围实现，通过灌区调蓄设施的建设，针对性地弥补灌区调蓄短板，打破供水的时间限制，满足经济作物对灌溉保证率的要求，是灌区顺利推进农业供给侧结构性改革的重要保障。

2.3 回收利用泵站事故泄水，实现节约水资源、保障农业生产安全的有效措施

景电灌区面积大，泵站多，运行时间长，易因各种情况发生停机事故，近年随着景电工程所承担的供水任务的叠加，事故停机频发，造成事故泄水损失，不仅浪费了宝贵的水资源，还易造成水毁事故。通过本次事故泄水调节工程的建设，对事故泄水进行回收，既可以有效利用水资源，又可以保护其他农业生产设施免受水毁破坏，是实现节约利用水资源，同时保障农业生产安全的有效保障。

3 工程任务

景电灌区调蓄水池工程规划兴建调蓄水池保障4.73万亩日光温室冬季灌溉用水，回收利用泵站事故泄水，减少事故泄水损失，提高水资源利用效率。本次2022年度项目通过在景电二期工程总干十泵站配套建设调蓄水池，保障总二支、总三支所控制的7.72万亩灌区范围内的0.772万亩日光温室冬季灌溉用水；通过在二期总六泵、一期西一泵、一期西二泵设置三座事故调节池，回收利用泵站事故泄水，减少事故泄水损失，提高水资源利用效率。

4 建设规模及评价

4.1 设计水平年

本次设计现状年为2018年，设计水平年与景电灌区续建配套与现代化改造远期水平年一致，确定为2035年。

4.2 景电灌区需水量分析

景电灌区景泰川电力提灌工程供水对象基本全为农业灌溉，几乎不涉及灌区内人饮、工业等，因此本次仅对灌区农业及生态林灌溉需水进行分析，且本次景电灌区灌溉面积、种植结构、灌溉制度设计及需水量预测均与《甘肃省景电灌区“十四五”续建配套与现代化改造可行性研究报告》2035水平年的相应内容保持一致。

4.3 灌区灌溉面积预测

景电灌区现状灌溉面积达到原设计的82.47万亩。2035年灌区灌溉面积维持原设计规模（表1）。

表1 2035年灌区设计灌溉面积表 单位：万亩

灌区呈东西向弧形带状分布，北接腾格里沙漠，南倚长岭山脉。土壤主要为灰钙土，耕地为一、二等好地，土地集中连片，平坦，无切割，土层厚，但有机质含量较低，土壤潜在肥力不高。灌区总面积约193.09万亩，主要灌溉范围涉及景泰县、古浪县及民勤县，现状农田97.91万亩，设计灌溉面积82.47万亩；至2035水平年农田灌溉面积保持设计规模不变，仍为82.47万亩。

4.4 灌区种植结构预测

景电灌区是景泰县、古浪县主要的粮、油、蔬菜生产基地，灌区现状以粮食生产为主，粮食作物以小麦、玉米为主，经济作物主要有洋芋、胡麻、油葵、瓜菜等。

景电灌区现状种植结构以粮食作物为主，粮食作物种植比例达到60%，比例较高，在粮食安全上升为国家战略的背景下，保障粮食安全成为灌区的首要任务。规划期内粮食作物种植比例在现状较高比例的基础上有所上调，由现状的60%上调至62%。

景电灌区生态林建设有效阻挡了北部沙漠的侵袭，承担着防风固沙、保持水土的功能，对于灌区保护具有重要意义，现状年景电灌区生态林面积10.58万亩，至规划水平年达到10.81万亩。

4.5 节水灌溉模式

节水灌溉模式为渠管结合，适度推行大田和日光温室滴灌等高效节灌模式。现状景电一、二期灌区高效节灌占比为12%左右，根据《景泰县“十四五”农业体制及现代丝路寒旱农业产业园规划》以及《古浪县2021-2025年高标准农田建设项目》，2025年景电灌区高标准农田建设面积发展至40万亩，高效节灌比不低于30%、2035年不低于85%。据此，本次规划至2035水平年，景电一、二期灌区高效节灌占比达到87%，粮食、经济作物及林果均采用高效灌溉，仅生态林维持渠灌（见表2）。

表2 景电灌区设计节水灌溉面积表 单位：万亩

5 总结

目前，景电工程运行过程中存在骨干工程运行受季节限制，调蓄设施不足制约农业高质量发展和景电灌区面积大，泵站多，运行时间长，易因各种情况发生停机事故等问题，同时景电灌区是实践深度节水控水，优化水资源配置的重要支撑、是深入推进农业供给侧结构性改革的重要保障、是回收利用泵站事故泄水，实现节约水资源、保障农业生产安全的有效措施，因此对调蓄水池改造工程的建设是必要的。本次设计现状年为2018年，设计水平年与景电灌区续建配套与现代化改造远期水平年一致，确定为2035年，规划水平年景电灌区生态林面积达到10.81万亩，2025年景电灌区高标准农田建设面积发展至40万亩，高效节灌比不低于30%、2035年不低于85%。