關于桃曲坡水庫灌區現代化建設與發展的思考

黨九社

（陜西省桃曲坡水庫灌溉中心,陜西 銅川 727100）

1 概況

桃曲坡水庫位于渭河流域石川河支流沮河下游,以調蓄沮河徑流為主,并跨流域引用涇河支流馬欄河水,是一座以農業灌溉、城市供水、防洪保安為主的中型水利工程,隨著先后接收富平縣境內紅星、尚書、街子三座水庫后,構成以“桃曲坡水庫為主水源,四庫五河調蓄、長藤結瓜”的供水網絡。灌區設施灌溉面積43.03 萬畝,轄銅川市新區和耀州區、渭南市富平縣、咸陽市三原縣15 個鄉鎮,是陜西省12 個大型灌區之一。目前承擔著銅川市新老城區及工業供水任務,是銅川市最大的供水水源,更是目前銅川市新區唯一的水源地。

桃曲坡水庫是1969 年為解決富平縣和耀縣農業灌溉而建設的,經過50 年的運行和發展,灌區從單一農業灌溉為主到滿足農業灌溉、城市工業、生態用水,從服務糧食生產為主到經濟社會全面發展,從傳統粗放管理到信息化、精細管理,從以資源開發為主到服務地區及經濟社會發展,水庫的功能發生了深刻變化。所以,面對日益增長的水資源需求,如何科學調度水資源,實現水資源的高效利用,為國民經濟健康高質量發展提供堅強的水利支撐。

2 灌區存在問題

2.1 資源性缺水與工程性缺水并存

灌區地處資源性缺水地區,灌區內降雨時空分布不均,來水的年變差系數大;多年平均降水量512 mm,且多集中在主汛期,徑流連豐連枯、豐短枯長,屬年調節水庫;灌區內三座水庫均為平原型水庫,控制流域面積小,徑流量有限,水庫調蓄能力差;跨流域調水的馬欄河引水工程引水量偏小,區域水資源難以適應經濟社會發展的用水需求。

2.2 工程設施標準偏低,灌區工程體系不完善

灌區大部分是由20 世紀50 年代建成的石川河引洪灌區發展起來的,灌溉方式和田間工程布局有明顯的引洪灌溉特點,工程設計標準偏低,配套設施不全。

2.3 水資源供需矛盾加劇

近年來農業灌溉平均用水5000 萬m3,城市及工業供水2100 萬m3,生態補水960 萬m3,城市及工業供水呈年均15%的穩步增長態勢,供需水矛盾隨之凸顯,且歷年渠道改造節約的水量遠遠低于增加的需水量,供需缺口不斷擴大。

2.4 灌區精準計量設施處于空白狀態

灌區觀測手段也相對落后,仍采用人工斷面觀測,頻次少、精度低,難以滿足實時調水的需求,水質、墑情和作物長勢等觀測項目處于空白狀態,造成用水調度憑經驗,不能動態制定用水計劃,無法適應水情、作物種植結構等變化。

2.5 管理信息化尚在探索起步階段

桃曲坡水庫灌區根據供水業務,實現1 個中心-2 個總站-7 個基層管理站-34 個農民用水者協會的運行機制,形成從“源頭”到“地頭”的水資源管理模式。但灌區內僅在水源地建設了信息化,干、支、斗閘門未實現遠程控制及自動計量,缺乏總體規劃,各業務板塊各自為政、各自封閉,難以聯網共享,無法支撐決策。

由此可見,桃曲坡灌區的現狀與現代化農業發展、節水型社會、生態文明建設的要求不相適應,與水利現代化建設的步伐不相匹配。因此,科學謀劃桃曲坡灌區未來的建設與發展,推進灌區現代化建設具有重要的現實意義。

3 灌區現代化建設內容和設想

桃曲坡水庫灌區現代化建設的總體目標是利用10年左右的時間,對灌區基礎設施、生態環境、管理水平等方面進行系統建設,用現代化理念指導灌區發展,用先進技術、工藝設備打造灌區基礎設施,用現代管理制度、先進服務手段提升灌區管理水平,實現節水、智慧、生態的現代化示范灌區。

3.1 實現資源統管,城鄉統配勢在必行

灌區地處資源性缺水地區,多龍治水和分片而治的水資源管理體制已暴露諸多弊端。采取流域管理模式,逐步接管銅川市龍潭水庫、咸陽市三原縣所屬的玉皇閣水庫、弓王水庫等水庫工程,實現對區域水資源的統管與聯合調度,有效管控區域內的雨洪資源,提高水庫對地表水源的控制和利用率,最大限度削峰滯洪,將桃曲坡水庫年調節變為多年調節的水庫群,變三河四庫兩樞紐的水資源調度格局提升為四河七庫三樞紐的水源聯控聯調體系,有效破解資源性缺水地區的水資源制約瓶頸。

3.2 新建水源工程

新建西溝水庫,工程建成后可有效控制西溝常年來水,與桃曲坡水庫聯合調度,實現城市供水雙水源,有效提高供水應急保障能力,年可調節需水量249 萬m3,在桃曲坡水庫出現水污染和高濁度的情況下,為銅川新區提供可靠的應急水源。

3.3 灌區工程標準整體提升

先期實施的重點是基礎設施及工程建設,依托大型灌區節水續建等項目對灌區的硬件改造升級（規劃為2025 年左右實施）。

1）改造提升灌溉骨干工程。優化總體布局,新建或改造渠道及渠系建筑物,對于干支渠道增強防滲抗凍標準,變渠道輸水功能為輸水及可長期（3 個月左右）儲水功能；對于閘門進行自動化、信息化改造,實現遠程自動控制；斗渠以下變砼渠道為管道輸水,配套安全防護、水源地保護、渠堤道路等附屬設施,通過一系列的工程設施,提升工程標準。

2）水庫大壩工程。建立工程易巡檢系統,對沉陷、位移、浸潤線等自動化觀測設備升級改造,實現實時觀測與遠距離自動傳輸,適應現代化灌區的要求。

3）建設中心總控制調度室。在各管理站建設控制室,實現與中心總控制室的聯網共享,與閘點、測點的遠程自動化系統操作有效對接。

4）同步配套改造田間工程。隨著鄉村振興戰略的全面實施,農業結構的調整,農業經營模式、生產方式、用戶隨主體發生較大變化。高效節水技術的推廣必然要求實現適時精裝供水,對明晰用水單元、計量設施等都提出新的要求,灌區推行精細化、智能化配水供水和計量水費已是勢在必行。

農業灌溉“自來水化”就是農民可以利用手機APP實現澆地的遠程操作,點開灌溉開始按鈕,水就可以自動流出管道,灌溉結束時,在手機上操作關閉按鈕,水就自動停止,農民澆地像使用自來水一樣方便快捷。這就要求我們,對整個灌溉系統的軟硬件進行全面系統的升級改造,適應灌區管理工作的新要求。

3.4 基本實現水利信息化

在典型區域和重點領域實現突破,補齊監測盲區、提高重點區域監測密度,強化水利數據服務能力。（規劃為2025 年左右實施）現代化灌區不能說是水利信息化,但水利信息化一定能代表灌區的現代化。構建灌區水庫群監測預報調度體系,灌區灌溉配水調度體系、運行管理服務體系三位一體的網絡平臺,建設各層級、各專業和相關行業的大數據,建立業務支撐、決策支撐、公共服務的大系統。

1）流域信息預報管理。利用氣象水文信息,根據流域降雨、水文資料建立模型,實現對流域的洪水預報和來水預報,為現代化灌區提供水情支撐。

2）水庫樞紐管理。對現有工程設施進行現代化提升改造,實現遠程控制和可視化。包含大壩自動化安全監測系統、水面及庫區管理系統（監視、驅離）系統、水庫工程、機電設備巡檢系統,水庫調度運用系統、自動控制系統、防汛管理系統等系統,全面提升工程管理能力和水平。

3）運行服務管理系統。系統將灌區人工的通過電話或短信方式的配水調度流程進行邏輯化處理,減配水調度中各節點模塊化,實現基于軟件系統的配水調度流程的上傳下達。還可以通過對灌區作物種植結構、生長期、灌溉面積、灌溉進度、氣象、墑情、工程供水能力等信息的分析,基于需水和配水模型,分析生成灌區需水計劃和配水計劃,為灌區調度決策提供數據支持。

3.5 智慧桃曲坡全面建成,最終目標是打造桃曲坡水庫管理的統一工作平臺

基本實現“水信息一張圖”和“水管理一平臺”,完成水利統一支撐應用,推進水治理體系和治理能力現代化。（規劃為2030 年左右實施）

建設中控平臺,實現業務協同,千人千面。在水數據完整存續、水災害防治、水資源優化配置、水生態環境保護、資產動態管控等方面,實現水利業務領域的閉環管理,灌區管理也實現從人工管理—機械化管理—信息化管理—智能化管理的跨越式發展歷程。

4 意見和建議

4.1 堅持規劃先行,全面推進現代化灌區建設。

灌區現代化是一個逐步發展過程,必須進行總體規劃、逐步實施。先從基礎設施的提升改造到實現遠程控制和信息自動傳輸功能,要挖掘大量的歷史資料和數據,利用現代科學技術,建立各類模型,最后才是整個系統的聯合運轉。整個過程需要10 年~15 年,但必須從現在開始,就進行切入,要“跳出水利看水利”“走出灌區看灌區”,堅持科學規劃、合理布局,突出前瞻性、創新性和可操作性,突出五大發展理念和十六字治水方針的要求,因地制宜,分類施策,為灌區現代化建設做好頂層設計。

4.2 打造節水型灌區,統籌做好供水、節水、配水和水資源管理工作

按照“近水近用、高水高用、優水優用、高效利用”的供水原則做好水資源調配工作,不斷優化灌區供水結構,著力保障農業灌溉、城市生活及工業供水、生態補水等各方面的用水需求,推動用水方式由粗放型向節約型轉變。

5 結語

灌區現代化建設目標的確定,須從國家相關政策、局域經濟建設發展狀況等綜合因素考慮和分析,要結合自身特點,率先實施高效節水、生態治理、水價改革等示范點建設,到2030 年實現智慧管理,在建設過程中需要全方位的配合協調,保障其順利進行,為同類灌區的現代化建設提供依據和經驗。