小浪底北岸灌區與西霞院灌區建設方案分析

□鄧 燕 高文強

（中水北方勘測設計研究有限責任公司）

1 項目基本情況

小浪底北岸灌區和西霞院灌區均位于河南省黃河北岸，分處小浪底水利樞紐下游的黃河左岸支流沁河與黃河干流匯流三角區，以及西霞院水庫樞紐左岸下游的黃河灘區，涉及濟源市和焦作市的沁陽、孟州、溫縣和武陟縣，共三市二縣。

小浪底北岸灌區從已建小浪底北岸灌溉洞引水，灌溉洞底部高程為223.00 m，設計引水流量30.00 m3/s。小浪底北岸灌區地處沁黃河沖擊平原區，整體地形北高南低、西高東低，地面平均縱坡0.30‰。設計灌溉面積3.45萬hm2，補水面積1.33萬hm2，灌區范圍內地面高程為205.00～95.00 m。工程任務為城市供水和農業灌溉。

西霞院灌區工程從西霞院水庫左岸壩下254.00 m處引水，引水閘及閘后50.00 m引水渠已隨西霞院水庫建成。西霞院灌區位于黃河左岸溫孟武灘區，設計灌溉面積為2.22 萬hm2，為自流引水灌區。

2 項目建設方案分析

2.1 第一類方案（考慮西霞院輸水任務）

2.1.1 方案一

兩工程項目獨立建設，即：小浪底北岸灌區工程從小浪底水庫左岸已建灌溉洞引水，控制設計灌溉面積3.45萬hm2，并擔負給廣利灌區下游1.33萬hm2補源區補水任務；西霞院灌區工程從西霞院壩下254.00 m處已建引水閘引水，控制33.28萬hm2溫孟武黃河灘區，并向人民勝利渠灌區、武嘉灌區、大功灌區補水。

該方案工程總體布局為：小浪底北岸灌區總干渠始于濟源市郝家門渠首閘末端，在孟州市青龍溝村東北部結束，下設四條干渠、八條分干渠。西霞院灌區輸水總干渠從西霞院壩下已建取水口起，向東沿灌區和黃河濕地保護區北邊界至孟州王莊出灘地，最后沿武陟境內黃河大堤向東穿沁河后在人民勝利渠總干渠1號跌水處接入人民勝利渠總干渠。

兩灌區共設骨干渠道十條，骨干線路建設總長487.48 km，其中小浪底北岸灌區骨干線路建設總長301.03 km；西霞院水利樞紐輸水及灌區工程骨干渠線總長186.45 km；調蓄工程建設規模74.00萬m3；總引黃水量6.28億m3。

2.1.2 方案二

方案二相對于方案一，小浪底北岸灌區總干渠設計灌溉面積增加到5.66萬hm2，總干渠一分干分水口之后渠段和三干渠設計流量增加到30.00 m3/s；四干渠及四干一分干設計流量加大到9.00 m3/s。西霞院灌區總干渠匯流點以西部分渠長調減為16.10 km，設計流量調減為1.00 m3/s；匯流點至原西霞院二分干引水口段輸水規模調減為9.00 m3/s；濟河與原輸水干渠交叉點以東41.54 km輸水干渠設計流量調減為30.00 m3/s。

建設規模主要變化為：線路減少15.50 km；西霞院灌區新增0.16億m3調蓄工程；總引黃量增加0.50億m3；在武陟黃河灘區需要穿越一次黃河大堤；總投資增加2.39億元。

2.1.3 方案三

方案三為雙口引水合并方案，即合并建設后，水源取水口為小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口。

此方案下原小浪底北岸灌區仍由小浪底北岸灌溉洞供水，渠系布置和規模同方案一；西霞院灌區由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口聯合供水。

方案三與方案一相比，建設規模主要變化：西霞院總干渠取水口至交匯點段流量減少2.50 m3/s，交匯點以東渠段流量減少1.90 m3/s；北岸灌區四干一分干規模加大到4.70 m3/s；總引黃量增加528.00萬m3；總投資減少307.00萬元。

2.2 第二類方案（不考慮西霞院輸水任務）

第二類方案不考慮西霞院輸水任務，也分為三個比選方案，一是獨立方案，二是由小浪底北岸灌溉洞單口供水的合并方案，三是由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口聯合供水的雙口合并方案。

2.2.1 方案四（獨立方案）

方案四為兩個灌區相互獨立，各自利用自己的引水口供水。此方案下，小浪底北岸灌區范圍內的渠系布置和規模與第一類方案的獨立方案完全相同。

扣除輸水渠線外，方案四的西霞院灌區工程的渠系布置與第一類方案的獨立方案（即方案一）相同。與方案一相比，西霞院工程建設規模主要變化為：西霞院灌區渠道建設長度調減到142.42 km；西霞院引黃總量調減為5 542.00萬m3。

2.2.2 方案五（單口引水合并方案）

方案五為兩個灌區合并，由小浪底北岸灌溉洞單口引水。該方案下，小浪底北岸灌區范圍和西霞院灌區范圍內的渠系布置同第一類方案的方案二，其中小浪底北岸灌區范圍內的渠系規模和工程建設規模均不變，僅西霞院灌區部分規模有變化。與方案二相比主要變化為：渠道建設長度調減為427.95 km；總調蓄工程建設規模調減至74.00萬m3；引黃總量調減為3.18億m3。

2.2.3 方案六（雙口聯合引水合并方案）

方案六為小浪底北岸灌溉洞和西霞院灌區引水口聯合供水的合并方案。該方案下，小浪底北岸灌區和西霞院灌區范圍內的渠系布置同第一類方案的方案三。主要變化為：骨干線路設計渠長由方案三的491.68 km調減為447.65 km；引黃總量由方案三的6.33億m3調減到3.09億m3。

2.3 項目建設方案比較

西霞院灌區工程主要任務為輸水，灌溉為次要任務，第一類考慮西霞院水利樞紐工程有下游輸水任務的三個方案都能實現小浪底北岸灌區工程和西霞院灌區工程的任務；不考慮給下游輸水任務的三個方案均能滿足兩個灌區的供水任務。各建設方案規模對比見表1。

表1 建設方案規模對比表

根據上表結果，比較分析如下：

2.3.1 考慮西霞院灌區工程給下游灌區補水

從工程規模上來看，兩灌區合并后，渠道總長度和規模略有縮減，但是因輸水距離的增加，加上錯峰引水，輸水歷時增加，水量損失加大，相同需水量情況下總引黃水量均比方案一有所增加，方案二和方案三比方案一引黃水量增幅分別為7.90%和0.80%。

從工程投資來看，合并方案需增加渠道規模或新增調蓄工程庫容來實現灌區供需水平衡，因此合并后方案的工程量及投資均比獨立方案有所增加，方案二和方案三比方案一投資變浮分別為7.50%和0.10%。

從后期的管理運行難易程度來看，方案一水源和灌溉渠系各自獨立，便于后期管理；方案二和方案三兩水源混合，管理相對復雜。

三個建設方案相比，方案二總投資最多，并且建設較大規模的調蓄工程涉及移民和征遷范圍廣、難度較大，引黃水量最多及建設審批流程最復雜、工程建后管理最難，為最差方案。方案三和方案一各項工程特征指標相當，方案一相對于方案三具有如下優點：引黃總量最少，更符合河南省引黃指標緊缺的現狀；經濟效益指標相對優，建設融資難度更小；獨立水源系統、項目建后管理最方便。

統籌考慮以上分析中引黃規模、工程布置、工程投資、運行管理等方面的比選結果，方案一（獨立方案）各項指標均最優。

2.3.2 不考慮西霞院灌區給下游灌區補水

在西霞院引水樞紐輸水工程及灌區工程不擔負下游灌區輸水任務的三個方案中，通過小浪底北岸灌區北岸灌溉洞單口控制小浪底北岸灌區和西霞院灌區的方案，即方案五為最優方案。

2.4 比較結果

對于有下游灌區輸水任務的情況，獨立建設方案一最優；對于無下游灌區補水任務的情況，單口引水的合并方案五最優。

3 結論

①兩灌區范圍均為國家糧食生產核心區，在國家及河南省糧食生產核心區建設中均具有舉足輕重的作用。作為全國172項重點水利工程和河南省重要水利工程項目，這兩個工程項目均是必須要建設的。②小浪底北岸灌區工程和西霞院水利樞紐輸水及灌區工程各自工程任務明確，作為獨立工程項目建設綜合各項指標優，因此作為兩個獨立的工程項目建設是合適的。③以蟒河和黃河大堤為界，界限以北的3.45萬hm2區域為小浪底北岸灌區范圍，以南的2.22萬hm2溫孟武黃河灘區為西霞院灌區范圍。