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景电灌区续建调蓄水池推进农业节水灌溉研究论文

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2024-07-24 14:15:42    来源:    作者:zhouxiaoyi

摘要:景电灌区地处河西走廊东端,腾格里沙漠南缘,气候干旱,降雨量少,蒸发量大,景电工程通过梯级泵站从黄河提水到灌区进行农业灌溉,灌区提水泥沙含量大,大水漫灌现象普遍存在;提输水能力有限,水资源短缺;泵站渠道“直肠子”式提输水工程,调蓄能力不足;随着经济社会的发展,作物种植比例严重失衡,种植面积不断扩大,使得用水高峰期供需水矛盾日益突出。

  摘要:景电灌区地处河西走廊东端,腾格里沙漠南缘,气候干旱,降雨量少,蒸发量大,景电工程通过梯级泵站从黄河提水到灌区进行农业灌溉,灌区提水泥沙含量大,大水漫灌现象普遍存在;提输水能力有限,水资源短缺;泵站渠道“直肠子”式提输水工程,调蓄能力不足;随着经济社会的发展,作物种植比例严重失衡,种植面积不断扩大,使得用水高峰期供需水矛盾日益突出。本文为解决景电灌区存在的水资源短缺、供需水矛盾突出和调蓄能力不足等问题,通过修建调蓄水池,采用滴灌、管灌等高效农业节水灌溉技术,推进农业水价综合改革,补齐水利工程管理短板,促进农业节水灌溉,有效缓解用水高峰期供需水矛盾,增强调蓄能力和应急抗旱能力,促进农业水资源优化配置,让有限的水资源发挥最大效益,为灌区乡村振兴注入强大生机和活力,为景电灌区高质量可持续发展提供坚强水资源保障。

  关键词:景电灌区;节水灌溉;调蓄水池

  为了促进农业节水灌溉,减少大水漫灌,增强群众节水意识,积极推进滴灌、管灌等农业节水灌溉技术的广泛运用,增强灌区调蓄能力和应急抗旱能力,急需在景电灌区大量修建调蓄水池,满足作物适时适量用水需求,促进农业水资源优化配置,为景电灌区高质量可持续发展提供坚强水资源保障。

  1工程概况

  甘肃省景泰川电力提灌工程(以下简称“景电工程”)是一项高扬程、大流量、多梯级的大Ⅱ型电力提水灌溉工程,总投资8.56亿元。总体规划分期建设,由景电一期工程、二期工程及二期延伸向民勤调水工程(以下简称“民调工程”)三部分组成。其中,景电一期工程1969年10月开工建设,1971年10月上水;景电二期工程1984年7月开工建设,1987年11月上水。景电二期延伸向民勤调水工程1995年11月开工建设,2001年3月开始向民勤调水,设计年调水量6100万m3;景电工程共建成43座泵站,干、支、斗渠1391条,总长2422km,工程由梯级泵站从黄河提水,由渠道、渡槽等输水到景泰灌区、古浪灌区、民勤灌区和阿拉善左旗灌区,用于农业灌溉、黄花滩移民区生产生活和民勤生态用水等,发挥了综合效益。灌区年平均降雨量为185mm,年蒸发量为3038mm。工程设计夏秋作物种植比例为6:4,并采用轮灌制,灌溉面积约120万亩。景电工程经过50年的建设和运行,彻底改变了灌区的干旱面貌,成为灌区50万人民群众生存致富的依托,是建设高扬程工程的典范,工程的社会效益、经济效益和生态效益都十分显著,被人民称为“救命工程、翻身工程和致富工程”。表1为景电一期、二期和二期延伸向民勤调水工程情况。

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  2存在问题

  景电工程运行50多年,随着经济社会的发展,灌溉面积持续增加,产业结构发生根本性变化,灌区发展面临不少问题。

  2.1灌区水资源短缺

  景电灌区气候干旱少雨,景电工程依靠梯级泵站提水、渠道和管道输水,供输水能力有限,为保证作物适时适量灌溉,泵站渠道供输水能力面临更大挑战。虽然景电一、二期工程的泵站和渠道提输水能力通过适当扩容有所提高,但是在作物用水高峰期还是无法满足实际灌溉的需求。

  2.2灌区供需水矛盾突出

  受气候条件、作物种类和用水时段的影响,泵站提水量与灌区需水量很难达到适时适量供需平衡状态。随着经济社会的发展,灌溉面积明显增加,种植结构比例严重失衡,设计夏秋作物种植比例为6:4,效益较好的经济作物如秋禾的种植比例逐渐增大,导致夏秋作物比例达到2∶8,局部地方甚至是1∶9。夏秋作物比例严重失衡,使得春冬作物用水量减少、夏秋作物用水量明显增多,如小麦种植面积明显较少,玉米、西红柿等种植面积明显增加。2023年发生60年一遇的特大旱情,气候异常干旱少雨,夏灌用水高峰期需水量突增,供需水矛盾异常尖锐,干渠水位超高,尚未改造的“瓶颈”渠段出现漫顶翻水,危及工程安全运行,且作物因不能进行及时灌溉发生大面积缺水甚至枯萎死亡,造成大量的经济损失,灌区供需水矛盾异常尖锐[1]。

  2.3灌区调蓄能力不足

  景电工程依靠梯级泵站提水、渠道和管道输水,景电工程“直肠子”式的供水模式导致调蓄水能力严重不足。如遇突发事故(垮渠、爆管、溢流等)或极端天气(洪涝、干旱等),工程调蓄能力不能满足要求;如发生溢流,因调蓄能力不足,造成水电资源的严重浪费。有些甚至发生水淹泵房、村庄及农田等次生灾害,将造成经济损失,如2010年七泵站溢流冲毁农田赔偿60万元。冬季停水期间,灌区因缺少调蓄水池,除黄花滩外灌区无水可用。

  古浪灌区已建成调蓄水池193座总容积达2838.85万m3,景泰灌区除条山农场、黄崖坝项目区、红水镇和漫水滩乡有个别高效节水配套的调蓄水池,灌区其他区域内均无调蓄水池,调蓄能力不足,难以有效应对灌溉高峰期供需水矛盾。

  2.4水中泥沙含量大,群众节水意识弱

  黄河流域水资源利用较为粗放,农业用水效率不高[2]。因黄河水泥沙含量大,水少沙多,水沙关系不协调,尤其在夏灌用水高峰期(汛期),泥沙含量更大,不利于直接运用农业节水灌溉技术。景电灌区农业节水灌溉占比较小,其中古浪灌区累计发展高效农业节水灌溉面积约30万亩,高效节水占比60%。景泰灌区条山农场、黄崖坝项目区等高效农业节水灌溉面积约8万亩,高效节水占比13%,农业节水灌溉处于起步阶段。管理基础薄弱,水价机制不健全。灌区群众节水意识淡薄,以大水漫灌为主,超定额灌溉普遍存在。

  甘肃省农业灌溉用水定额(亩用水量):小麦350m3(畦灌),玉米440m3(畦灌)、350m3(管灌)、300m3(大田滴灌),而景电二期灌区实际亩用水量:小麦400m3、玉米500m3,导致水资源利用效率低下,制约节水高效设施农业发展,不利于节水机制的推广运用,与现代化灌区建设不相适应,不满足黄河流域生态保护和高质量发展要求。

  3提出对策

  3.1加快建设调蓄水池

  调蓄水池有调蓄水量、沉沙及净化水质的作用,即在灌区适当位置尽可能多地修建调蓄水池,在灌溉用水低峰期(春冬灌)蓄水、用水高峰期(夏秋灌)放水灌溉,有效缓解灌溉高峰期供需水矛盾,优化配置灌区水资源。如,古浪灌区把调蓄水池当作高效节水(如滴灌、喷灌)灌溉的沉淀池和蓄水池结合起来,促进水资源节约集约利用,确保了灌区农作物的适时适量灌溉,为灌区高质量可持续发展提供水资源支撑。但景泰灌区调蓄水池较少,需加大建设力度。

  在景电工程总干渠上,如遇突发事故(如渠道垮塌、管道爆破、泵站溢流等),调蓄水池可发挥调洪能力,避免水淹泵房、村庄和农田等次生灾害的发生,减少经济损失,发挥其效益。如,在二期总干七泵站溢流堰处修建5万m3溢流蓄(泄)水池,当出现垮渠事故时,将溢流水存放于蓄水池,将事故弃水收集再利用,减少水资源和能源的浪费,避免次生灾害发生;事故处理结束后,再用潜水泵反抽到附近渠道。近年,该水池每年启用2~3次,按2010年七泵站溢流冲毁农田赔偿60万元测算,每年可减少损失120万~180万元[3]。

  3.2推进水资源节约集约利用

  把水资源作为最大刚性约束,全方位贯彻“四水四定”,补齐基础设施短板、加强水资源及节水监管、深化体制机制改革,推动用水方式由粗放向节约集约转变,为黄河流域生态保护和高质量发展提供坚实的基础。

  景电灌区续建调蓄水池,有效降低提水泥沙含量,为利用农业节水灌溉技术(滴灌、喷灌和管灌等)提供清澈的水资源,促进灌溉方式由粗放的大水漫灌向高效农业节水灌溉转变,从“浇地”到“浇作物”。农业节水灌溉技术不仅节约了水资源、减少亩用水量,还保障水源“精准服务”到作物根部,让灌区“细水长流”,缓解夏灌用水高峰期供需水矛盾,提高供水保障率,促进水资源优化配置,推进水资源节约集约利用。

  3.3加快推进农业水价综合改革

  加快推进农业水价综合改革[4],明确了农业水价综合改革包括改革实施面积、供水计量设施配套、农业用水总量控制、田间工程管理、水价形成机制、精准补贴和节水奖励等重点改革任务。建立有效奖惩机制,增强农业节水灌溉意识;促进水资源合理配置和高效利用,推进农业水权制度改革;改变灌区粗放用水方式,实行农业用水总量控制、定额管理和超定额累进加价制度;加快推进全省农业水价综合改革[5],加快灌区续建配套与节水改造,争取将景电工程(灌区)调蓄水池纳入“水盆子”建设规划;加快推进农业水价综合改革,完善计量设施,确定初始水权,加强过程控制;加快推广高效节水技术(管灌、滴灌),指导调整优化种植结构和节水农业发展,夯实农业水价改革基础[6]。

  强化水资源刚性约束,深入落实最严格水资源管理制度,强化农业节水增效,实施灌区续建配套与现代化改造,建设一批节水高效、设施完善、管理科学、生态良好的现代化灌区;实施深度节水、高效极限节水,推动用水方式由粗放向集约节约转变,积极解决经济社会发展与水资源短缺之间的矛盾。景电灌区运行成本为0.6868元/m3,农业水价由0.33元/m3调整为0.38元/m3,逐步达到运行维护成本,确保工程良性运行,进一步增强灌区群众的节水意识,有效推进农业水价综合改革[7]。

  3.4促进农业节水灌溉

  坚持“节水优先、空间均衡”的治水方针,加强与地方政府合作,成立19个乡镇水资源管理办公室、118个农民用水者协会,持续推进灌区农业水价综合改革;建立县、乡、村、组、户五级水权制度,实施灌区农业用水总量控制、定额管理,推动灌区调蓄水池工程、高标准农田建设和节水技术推广;建立节水联动工作机制,对积极推进农业节水灌溉的用水组织和单位发放农业水价综合改革精准补贴资金,为灌区推进农业节水灌溉起到示范引领作用;坚持量水而行、节水为重,坚决抑制不合理用水需求,推动用水方式由粗放低效向节约集约转变,优化水资源配置,把水资源作为最大刚性约束,坚持以水定地、以水定产,以节约用水扩大发展空间[8]。

  景电工程提黄河水进行灌溉,灌区水中泥沙含量大,群众节水意识薄弱,以畦田大水漫灌为主,亩用水量较高,水利用率低,不利于农业高效节水灌溉。因此,需修建调蓄水池,降低泥沙含量,促进农业高效节水灌溉技术(滴灌、渗灌、喷灌等)的广泛运用,增强群众节水意识,让群众“要我节水”变为“我要节水”。

  根据灌区实际情况,因地制宜地推广节水灌溉,一是大力发展常规节水技术,改变现有的大水漫灌方式,降低亩用水量;二是大力推广喷灌、滴灌和膜上灌等高效节水灌溉技术,尤其要大力发展果树和蔬菜等经济作物节水灌溉;三是实行水价综合改革和超定额累进加价制度,利用经济杠杆作用促进节水灌溉,发挥价格杠杆对水供求关系的调节作用,加大水价的激励和约束作用,促使用水户调整用水结构和灌水技术,以节约水资源;四是降低农业灌溉亩用水量、提高水利用率,有效提升灌区调蓄能力,提升水资源节约集约利用水平,且通过灌区改造、提质增效和续建配套等措施,进一步完善支渠、斗渠计量监测设施,提升灌区管理水平;五是结合高效农业节水灌溉技术的运用和高标准农田建设,与灌区现有水利设施联合调度,有效促进农业高效节水灌溉,缓解灌区高峰期供需水矛盾,改善灌区水资源短缺,使有限的水资源发挥最大的效益[9]。

  4结语

  水资源是国民经济的命脉,为了科学合理利用灌区有限的水资源,要修建调蓄水池能增强工程调蓄能力,有效缓解水资源短缺和供需水矛盾,深入推进水资源节约集约利用,补齐水利工程管理短板,持续推进灌区农业水价综合改革,增强群众节水意识,降低亩用水量,提高水利用率,推进农业节水灌溉,促进农业水资源优化配置,不断夯实灌区粮食安全水资源保障,为灌区乡村振兴注入强大生机和活力,为灌区实现高质量可持续发展提供坚强水资源保障。

  参考文献:

  [1]贾广钰.高扬程灌区泵站梯级间的水量调蓄改造方案优化研究[J].水利规划与设计,2017(11):34-36.

  [2].黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要[N].人民日报,2021-10-09(001).

  [3]贾广钰.统筹优化法在景电灌区建管中的应用[J].中国水利,2017(09):49-50.

  [4]关于持续推进农业水价综合改革工作的通知[Z].发改价格[2020]1262号.

  [5]甘肃省推进农业水价综合改革实施方案[N].甘肃日报,2016-08-19(003).

  [6]刘学军,顾靖超,陆立国等.宁夏高效节水灌溉配套蓄水池建设规模确定方法研究[J].中国农村水利水电,2016(06):1-4+8.

  [7]高琴,王铎,周春景.浅谈调蓄水池在节水灌溉工程中的应用[J].内蒙古水利,2015(05):162-163.

  [8]宁建军.关于景电二期古浪灌区水资源优化配置的思考和建议[J].农业科技与信息,2023(10):164-167.

  [9]李国清,韩万海,王增丽.武威市提升节水灌溉技术应用效力对策研究及实例分析[J].中国水利,2021(15):63-64.