廣西百色市右江河谷臺地區灌溉方案研究

李科杰

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

0 引言

廣西百色市右江河谷臺地區位于西江支流郁江上游的右江盆地，聚集了百色市城區及右江區、田陽縣、田東縣、平果市4縣（區、市），是百色市人口最集中、耕地較連片、土地較肥沃的區域，為百色市重要經濟發展區域。該區域地貌類型復雜多樣，山地、臺地是主要的地貌類型，尚有少量巖溶地貌分布。該區域與海南島、西雙版納同為中國三大優勢亞熱帶季風氣候區，具有“大糧倉、大菜園、大果園”的美譽，是全國重要的“南菜北運”基地，也是國家授予的“芒果之鄉”，建有“袁隆平東盟農業科技園”和“國家雜交水稻工程研究中心東盟分中心”，是國家級特色產業基地。由于區域降雨時空分布不均，灌區沿江田高水低，造成大部分農田、果園無可靠灌溉水源，屬于廣西三大旱片之一的桂西北旱片。灌區現狀有效灌溉面積約0.67 萬hm2，僅占灌區耕地、園地總面積的17%，部分區域旱災頻繁發生，嚴重影響了糧食、蔬菜、水果的生產和當地經濟社會的可持續發展。2009—2010 年西南地區發生特大干旱，造成右江河谷內16.7 萬人飲水困難，1.73 萬hm2農作物受災。

廣西水利部門十分重視右江河谷的灌溉問題，曾多次進行規劃和建設，在澄碧河水庫及百色水利樞紐的設計中均提出了解決河谷內農田灌溉的方案，但是由于工程量巨大、運行費用高、管理難度大等原因均未能實施。縱觀右江河谷各次灌溉工程規劃及建設，無不是因為工程過于浩大，無法實施，或因小打小鬧，設計標準偏低、配套不完善，而未能徹底解決右江河谷大面積灌溉問題。由于河谷地區獨特的丘陵群峰地形及巖溶地貌分布，河谷中心耕地平坦，往兩邊呈階梯狀遞增，緩坡比較多，山丘海拔高度110～260 m 之間，峰地起伏連片，大多數耕園地分布在緩坡群峰上，作物種植分布海拔跨度大，常規渠道灌溉較難控灌，僅能沿山腳灌溉谷地部分平坦耕地，坡地上果園現狀均無水利設施灌溉，致使該地區耕園地灌溉成為一個較大的難題。

根據右江河谷內多年來抗旱的實踐情況，由于河谷地高水低的自然條件，各種小型水利工程的建設難以解決區域的干旱缺水狀況，經過調查和分析論證，只能依靠水量較豐富的控制性水源工程、通過大規模的有壓引水灌溉才能較好地解決河谷的缺水問題。

1 灌溉范圍及面積方案

1.1 確定原則

結合右江河谷歷次灌溉規劃，本次主要在百色水利樞紐原灌溉分析范圍的基礎上進行研究，包括從百色水庫到平果市城區附近的右江河谷，基本包括了右江河谷兩側的所有耕地和園地。百色水庫原設計灌溉方式是通過放水到河道，在已建灌區的基礎上結合新建右江提水泵站進一步擴大灌溉，但受當時的社會經濟條件限制，原有渠道之上有大量坡耕地未能納入其中。目前，河谷內主要依靠已建的蓄、引工程灌溉水稻及部分經濟作物。而且這些年來，河谷地區冬菜、水果等經濟作物發展勢頭良好，右江河谷內進行了一系列土地平整及流轉，發展了部分蔬菜種植基地、新增了大量規模化果園，土地利用情況發生了較大變化，百色水庫原設計灌溉規模已遠遠不能適應當地種植業的發展需求。經本次調查發現，在河谷內還是存在有大量的旱地及果園未有灌溉設施覆蓋，同時現有骨干灌溉水源的城市供水任務加重，灌溉用水日趨緊張。

根據右江河谷臺地區的特點，結合區域土地利用、農業產業發展、城鎮發展以及扶貧要求，針對河谷內水利基礎設施存在的問題，從經濟合理性角度分析灌溉范圍，主要遵循以下原則：對區域內河谷兩側現狀無灌溉設施且相對連片的旱地及果園，在一定經濟性范圍內，均可以考慮納入灌溉范圍；對河谷內有補水需求的現有灌片進行補水；充分考慮各片區種植基地發展、農村生活口糧需要、鄉村振興發展需要、飲水困難方面因素，重點向貧困人口較多的村屯以及扶貧移民集中安置點傾斜。

1.2 灌溉范圍分析

考慮到右江河谷屬河谷型臺地性質，耕、園地主要沿河谷呈狹長帶狀分布，灌溉范圍確定主要對河谷灌溉末端及河谷兩側高程較高的的坡地進行分析論證。

1.2.1 河谷末端范圍的確定

本次結合地形及面積分布，重點對末端的平果市灌片進行分析論證。平果市在河谷一帶的耕園地主要集中在右岸的果化灌片及左岸的布見—龍馬灌片，根據本次現場調研，田東與平果之間有高坡分隔，使得平果市內的灌片相對獨立。平果市右岸果化鎮至平果鋁工業園一帶現有的大部分旱地已納入工業園或城市建設用地，剩下相對成片的耕地已較少，主要分布在右江右岸支流達樂河兩岸，可發展灌溉面積約1.3 萬畝，如果考慮由本項目進行灌溉，則需從田東布設引水管，管長21 km，由于田東與平果之間有高坡分隔，因此需在該支管上布置一座提水泵站，經估算，輸水至該灌片末端需投資1.43 億元，畝均投資高達11 000 元/畝，從技術經濟合理性看，果化灌片引水灌溉的投資成本過高，與就近從當地水源取水相比無優勢可言。平果市布見—龍馬灌片沿右江左岸支流布見河及瀨江分布，由聯合水庫、布見水庫、敢懷水庫、龍馬水庫、那馬水庫等5 座中型水庫聯合灌溉，若百色水庫灌區考慮控灌龍馬—布見灌片，根據田東縣至該灌片的沿線地形，線路布置受南百鐵路和云桂高鐵的影響，考慮該灌片從田東引水線路長約46 km，輸水管道到達該灌片對應灌溉最低運行水位的水力坡度線高程為89.3 m，與該處右江水位基本相當，且通過分析，考慮灌區續建配套與節水改造后當地水源基本滿足灌片用水要求，布見—龍馬灌片宜維持現狀灌溉體系。因此，本次灌溉規劃范圍不考慮到平果市。

1.2.2 河谷兩側范圍確定

目前在右江河谷兩側的山坡上開發種植了大量水果，已成為全國有名的水果種植基地。考慮到河谷內果園主要分布在250 m 高程以下的山坡地上，而百色水庫死水位達到203 m，因此將河谷兩側250～200 m高程以下相對成片的旱地及果園納入灌區范圍。

1.2.3 河谷內現有灌區的整合

河谷內現有萬畝灌區共6個，分別為右江灌區、福祿、小梅、那孟、那音、露美灌區，其中右江灌區為大型灌區。本次對現有灌區的灌溉情況進行復核，以確定是否納入灌區規劃范圍內。

（1）右江大型灌區。右江灌區為全國大型灌區之一，通過歷年的骨干工程續建配套與節水改造，灌溉用水效率明顯提高，然而灌區干旱缺水問題仍然存在，主要原因有3個方面：一是右江灌區原6座右江補水泵站主要在枯水季節進行補水，但目前這6座泵站因年久失修均已報廢，無法發揮補水作用；二是右江灌區規劃作物結構以雙季稻為主，而隨著百色秋冬菜產業的蓬勃發展，復種指數提高，進一步加劇了灌區的水資源供需矛盾；三是百東河水庫原沒有城鎮供水任務，隨著右江河谷內城鎮建設加快，百東河水庫開始向田陽縣城供水。由于以上這些因素，使得右江灌區在枯水季節供水非常緊張。考慮通過更新改造沿江補水泵站的方式解決灌區缺水問題投資較大，且運行費用高，日后運行維護難度大。而百色輸水干管從右江灌區經過，僅需引1.9 km 的補水管即可實現向百東河水庫自流補水，不改變右江灌區續建配套與節水改造工程已經完成的水利設施，不會造成建設內容重復，反而會提高已建成的右江灌區續建配套與節水改造工程的灌溉效益。而且百色輸水管道向右江灌區補水主要利用干管的空閑能力，可以在不擴大百色水庫引水干管規模的情況下為百東河水庫補水，補水經濟性和效果更好，因此考慮右江灌區的補水需求。

（2）中小型灌區。現有萬畝以上中型灌區共計5處，以及一些小型灌區，這些中小型灌片大多數修建于二十世紀五六十年代，運行年代久遠，損毀失修，灌溉效益較低，且灌片缺乏骨干控制工程，調節性能差，抵御干旱能力較低。百色水庫灌區修建后，以百色水庫為龍頭水源對下游零星灌片進行統一規劃灌溉，可提高灌片保證率，降低抽水成本。本次考慮納入灌區進行續建配套與節水改造，從水源上進行優化，與百色水庫實現水源互補，高水高用、優水優用。

1.2.4 推薦成果

綜上所述，本次百色水庫灌區規劃灌溉范圍主要為百色水庫以下至田東縣思林鎮沿河兩岸相對成片的耕地及果園，共涉及3個縣（區）。同時，考慮右江灌區的補水需求，利用百色輸水管道空閑期能力向右江灌區的龍頭水源百東河水庫自流補水。結合本次灌區范圍分析成果，今后右江河谷區域的灌溉布局擬調整為百色水庫灌區、右江灌區和平果市布見—龍馬灌片三大片區（見圖1）。

圖1 右江河谷區域規劃灌溉布局示意圖

1.3 面積確定

根據1∶1萬地形圖，結合正攝影像圖，對分析范圍內適宜耕種的面積進行圈定，采用國土二調圖對圈定范圍內的土地地類進行提取，同時結合地方城市建設發展規劃、土地利用發展規劃、農業發展規劃等資料，對地塊進行規劃分類調整。經統計，本次分析百色水庫灌區規劃灌溉面積3.95 萬hm2，加上補水區右江灌區灌溉面積2.17 萬hm2，供水區域合計灌溉面積為6.12 萬hm2。依據行政區劃、河流水系、現有水利設施，作物種植結構、方便管理等因素，分為12個片區及一個補水區（見表1和圖2）。

圖2 右江河谷區域灌溉分區示意圖

表1 右江河谷臺地區灌溉范圍及面積成果表萬hm2

2 灌溉水源方案

2.1 河谷需補水量分析

對河谷12個片區及補水區的需水進行分析，得河谷12個片區的需水量為15 992萬m3，補水區的需水量為23 945萬m3，合計為39 937萬m3。區域內現狀主要灌溉水源工程包括23 座水庫、6 座引水工程、7座提水泵站，根據測算，得河谷12個片區的水源工程可供水量為9030萬m3，補水區的可供水量為20 280萬m3，合計為29 310萬m3。根據各片區需水量及現有水源工程可供水量，得出12個片區的缺水量為6962萬m3，補水區的缺水量為3665萬m3，合計為10 627萬m3。根據以上分析，說明當地現有主要水源工程無法滿足灌溉需求，需要外引水源解決各片區需水問題，根據測算，各片區需補水量為10 627萬m3，流量為11.16 m3/s。區域各片需補水量及補水流量成果見表2。

表2 區域各片需補水量及補水流量成果表

2.2 區域骨干灌溉水源擬定

根據右江河谷內多年來抗旱的實踐情況，由于河谷地高水低的自然條件，各種小型水利工程的建設難以解決區域的干旱缺水狀況，經過調查和分析論證，只能依靠水量較豐富的控制性水源工程進行引水灌溉、供水才能較好地解決河谷的缺水問題，因此骨干水源需從右江干流及大型水庫中尋找。

郁江干?流右江段在區域范圍內梯級由上往下有百色水利樞紐、東筍水電站、那吉航運樞紐、魚梁航運樞紐。百色水利樞紐位于灌區上游，是以防洪為主，兼有發電、灌溉、航運、供水等綜合利用的大型水利工程，集雨面積19 600 km2，多年平均來水量82.9億m3，正常蓄水位228 m，死水位203 m，調節庫容26.2億m3，屬不完全多年調節水庫。區域內在右江支流澄碧河建有大型水庫澄碧河水庫，其余支流開發多為中小型水利設施。澄碧河水庫目前是一座以發電、百色城區供水為主，結合防洪等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程，集雨面積2000 km2，多年平均來水量12.5 億m3，正常蓄水位185.59 m，死水位165.59 m，調節庫容6 億m3，為多年調節水庫。經水量平衡分析澄碧河水庫無法獨立滿足灌區需水要求。

右江河谷內具備向灌區供水條件的外部水源主要有百色水庫、澄碧河水庫及右江。右江河谷作物分布延伸至90～250 m，如果仍沿用沿江分散提水方式方案，需新建或恢復右江提水泵站22 處，且大部分提水揚程達到120～200 m，將來運行管理難度較大。考慮到百色水庫建成后為灌區的自流引水灌溉提供了較好的條件，水頭優勢較明顯，通過百色水庫水頭高的條件，還可以利用灌溉空閑時間補水進當地水源工程進行調蓄，減少輸水系統的投資規模，因此全分散提水方案就不再作為本次供水水源的比選方案。本階段考慮以自流灌溉為主，適當輔以局部右江提水的思路，對百色水庫、澄碧河水庫、右江干流等主要水源，按水庫自流引水、自流+提水等不同灌溉方式進行組合，形成3 個主要外引水源方案，包括：百色水庫方案（方案一）、百色水庫+田東縣林逢～英竹灌片右江提水（方案二）、百色水庫+澄碧河水庫+田東縣林逢～英竹灌片右江提水（方案三）。各方案均考慮向右江灌區內的百東河水庫補水，且按等效益面積進行經濟合理性比較。各方案基本情況見表3。

表3 各外引水源方案基本情況表

2.3 外引水源方案比選

從工程地質條件、工程布置和施工條件看，方案一、方案二建筑物受構造影響小，不存在制約性工程地質問題，建筑物種類少和簡單，建筑物施工難度不大，這2 個方案的工程布置和施工條件基本相當。方案三除從百色水庫取水外，尚需從澄碧河水庫取水，在工程布置及施工條件上較方案一、方案二有一定的劣勢。綜合工程投資及年運行費用考慮，各方案按投資費用從小到大排序依次為：方案二、方案三、方案一。各方案投資費用分析見表4。

表4 灌區水源方案投資費用分析表

方案一從百色水庫引水，全程采用有壓重力流管道輸水，其自流面積較大，干管上無需設置提水泵站，視實際情況在輸水工程末端進行局部加壓，年運行費用最高。方案三與方案二比，百色水庫引水部分拆分為百色水庫引水+澄碧河水庫引水，此方案較方案二節約了二次跨江部分的工程布置，但需增加長約12.85 km的長隧洞，其投資較方案二更大，隧洞工程的施工難度也較百色水庫引水管道跨越右江的難度更大，加之澄碧河水庫水頭較百色水庫低，該方案自流供水面積小，加壓能耗大；增加澄碧河取水口，后期運行管理維護的難度均較方案二更大。從方案的整體經濟合理性角度，推薦靜態總投資最省，后期運行維護成本最低的方案二，即百色水庫引水+田東縣林逢～英竹灌片獨立提水方案。

3 輸水方式選擇

3.1 作物灌溉方式

現狀區域內的水田主要是種植水稻，農民基本上還是按老習慣用水，甚至串灌漫灌；果樹灌溉方式主要為澆灌，少數灌片采用低壓管灌方式；灌區旱作物以蔬菜、熱帶水果、春植蔗及玉米種植為主，現狀灌溉方式主要為澆灌和溝灌等需水量較大的傳統灌溉方式。目前我區通過整合節水灌溉示范項目、小農水重點縣、農業綜合開發、國土整治項目以及社會投資等積極發展高效節水示范灌溉工程，通過這些示范工程建設，不僅帶動周邊地區群眾發展高效節水灌溉工程的積極性，也為發展具有廣西特色的高效節水灌溉工程打下基礎。

結合區域內水土資源條件以及農業種植業特點，在灌區內發展高效節水灌溉工程具有以下優勢：①灌區以果、蔬、蔗、優質稻為發展重心，特別是秋冬菜和芒果在全國均占重要的市場份額，初步形成了產業規模，符合當前國家“在經濟作物種植和農業規模化經營等地區，積極推廣噴灌、微灌、膜下滴灌等高效節水灌溉和水肥一體化技術”的相關政策；②灌區內地形條件復雜，既有相對平坦的河谷階地，又有起伏的丘陵，采用管道灌溉不僅能下坡也可以上坡布置，在地形復雜情況下工程量少；③隨著右江河谷城鎮帶的發展，灌區的土地資源也是日趨緊張，管道可以埋于地下，可減少占用耕地，提高土地利用率，減少對交通和耕作的影響；④右江河谷地區蒸發量大，而管道工程在完好的情況下可以基本沒有輸水損失，節約了用水，大大提高了灌溉水利用系數；⑤管道灌溉既可以適應地面灌溉，又可適應滴灌、微噴等局部灌溉方式，可以靈活地應用于灌區多樣化的農作物種植；⑥管道使用方便，便于控制，便于與施肥施藥等相結合，便于實現自動化，減少勞動量；⑦管道灌溉便于用水總量控制，對灌區用水實行精準管理，也便于計量和收費。

綜合上述，高效節水灌溉是現代農業發展的趨勢所在，右江河谷區具有發展高效節水灌溉的自身優勢，本次將利用百色水庫高水頭優勢，采用管道輸配水方式，因地制宜地對蔬菜、甘蔗、水果等經濟作物推廣低壓管灌、滴灌、微噴等現代節水灌溉技術。因此，結合灌區地形、土壤、作物需水特點和當地農民的財力，水稻全部采用“薄、淺、濕、曬”的科灌制度，現有灌片中旱作物采用溝灌、澆灌等傳統灌溉方式，新增灌片中的旱作物則采用以微灌為主結合管灌的高效節水灌溉方式，果樹均采用高效節水方式。

3.2 輸水方式比選

在明確了灌區作物的灌溉方式及需外引水源后，需對水源到作物的輸水方式進行探討。隨著社會的發展，施工技術的進步，不論是管道輸水灌溉或渠道輸水灌溉均不存在技術障礙，但投資規模、施工難度、灌溉效果等卻有著很大的差異。經分析，擬定兩個輸水方案為管道輸水方案（方案一）和渠道輸水方案（方案二），從引水流量、線路和建筑物布置、施工、用地、輸水安全和運行管理、能耗、高效節水現代化灌區建設、工程投資等方面進行輸水方案比選（見表5）。

表5 輸水方式比選分析

從表5 可知，因輸水線路受灌區丘陵地形地貌的影響，渠道輸水方案線路上需布置的渠系建筑物多，且以隧洞、渡槽、倒虹吸為主，工程量大，永久用地面積及投資均較大，而管道輸水線路布置在平坦地或坡腳處，建筑物類型少，永久征地面積少；另受管（渠）道水利用系數的影響，渠道輸水方案的設計流量和規模均比管道輸水方案大，使得干線渠道輸水的骨干工程總投資比管道輸水投資偏大，投資差為4.4億元。并且渠道輸水方案隧洞多處位于山坡或山上，再加上渡槽、倒虹吸等施工難度均相對大，施工進度不易控制，渠系建筑物數量龐大，也增加了今后運行管理的難度；同時管道輸水方案可以使各受水點獲得的水頭更高，更有利于自流灌溉，降低用水成本。綜合以上各種因素，本次研究認為對于右江河谷臺地區而言管道輸水方案是較為經濟合理和安全可靠的，故推薦采用管道輸水方式。

4 結論

本文通過總結右江河谷臺地區歷年來灌溉存在的主要問題，找出根源，在充分考慮區域特點，結合區域相關訴求，從技術及經濟出發，初步確定了右江河谷臺地區的灌溉范圍和面積，經區域補水水源及輸水方式方案比選，右江河谷臺地區灌溉方案擬定為：以百色水庫為龍頭水源，輔以尾部的右江提水，通過管道灌溉工程建設，聯合下游現有中小型灌片灌溉渠網，在右江河谷構建一個大型現代化灌區，同時，考慮河谷內現有另一個大型灌區右江灌區的補水需求，利用百色輸水管道空閑期能力向右江灌區的龍頭水源百東河水庫自流補水，將大大改善河谷地區的灌溉條件，灌區建成后規劃灌溉面積可達3.95 萬hm2，其中新增灌溉面積3.28 萬hm2，改善灌溉面積0.67萬hm2。右江河谷臺地區的灌溉方案模式具有很大的推廣價值，目前已應用到廣西其他類似新建大型灌區的設計之中。