黃河高揚程灌區存在問題及調蓄水池改造工程的必要性探討

1 景電工程歷次改造情況及存在問題

1.1 景電工程歷次改造情況

1.1.1 景電一期灌區續建配套與節水改造項目

1996年水利部啟動全國大型灌區續建配套與節水改造項目，景電一期灌區被納入全國大型灌區續建配套與節水改造規劃，從1998年開始對景電一期灌區進行續建配套與節水改造。項目規劃總投資2.683億元，其中骨干工程投資2.272億元，田間工程投資0.411億元。2011年底，經過近13年，國家發改委、水利部審定的骨干工程規劃投資21860萬元全部實施完成。但由于項目實施周期長，受物價上漲等因素影響，骨干工程僅實施完成了總體規劃的65%，剩余35%未能實施[1]。“十三五”期間，鑒于景電一期工程的現狀和重要性，甘肅省發改委、水利廳又追加投資3164萬元對景電一期灌區剩余部分骨干工程進行了改造。項目改建骨干渠段總長10.943km，其中總干渠1.513km，北干渠3.118km，西五支渠2.345km，西八支渠3.907km。結合灌區現狀，原定的節水、增產、灌溉保證率目標基本實現。截至“十三五”末，項目累計完成景電一期總干渠改造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；改造景電一期泵站前池5座、出水池8座、主廠房3處、副廠房10處；更新一期泵站水泵65臺、主閥189臺、電機39臺、高壓柜172面、低壓柜43面。

1.1.2 景電大型泵站更新改造項目

2011年至2021年間，景電一期、二期大型泵站更新改造工程陸續實施，先后對一期總干10座泵站（總干渠泵站6座，西干渠泵站4座）及二期總干渠13座泵站和部分渠段進行改造，2021年6月，項目全部實施完畢并投入運行。通過改造，景電一期工程設計流量由10.56m3/s增加到13.17m3/s，灌區供水保障能力不足的問題得到有效緩解。

1.1.3 石羊河流域重點治理景電二期總干渠、民調干渠及灌區支渠改造工程

由于金昌市近期工業發展速度較快，對水資源的需求增加，調整原規劃的水資源配置保障工程方案，取消東大河向民勤蔡旗調水3000萬m3的專用輸水渠工程，改為通過對景電二期總干渠、民調干渠進行改造及灌區節水改造等措施，在不增加景電引黃指標的前提下，景電二期工程向民勤增調水量3882萬m3，由原設計的6100萬m3增至9982萬m3，以滿足蔡旗斷面遠期下泄水量指標。為此，景電二期部分老化破損嚴重、過流能力不足的總干渠、民調干渠，以及部分破損嚴重、滲漏損失大的支渠被劃分為兩個項目納入石羊河綜合治理項目中進行改造[2]。兩個項目初設批復投資分別為2.89億元和1.53億元，于2012年開始實施。截至2019年底，批復改造任務已全部實施完成，累計改造景電二期總干渠37.74公里，渠系建筑物165座；民調干渠明渠拆除重建11.42公里，暗渠維修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；完成投資4.52億元。

1.1.4 景電二期北干渠、北干一支渠擴建工程

在古浪縣生態移民暨扶貧開發黃花灘項目水利骨干工程實施時景電二期北干渠、北干一支渠作為黃花灘干渠的一部分進行了擴建。景電二期北干渠擴建自景電二期南北干渠分水閘中北干渠分水閘開始，至北干一支渠處結束，擴建長度3.25km。相關渠道和渠系建筑物均進行了拆除重建改造，改建后設計流量5.09m3/s，加大流量6.36m3/s。景電二期北干一支渠擴建自支渠口（北干渠樁號3+250處）開始，至支渠樁號10+830結束，擴建長度10.83km。相關渠道和渠系建筑物均進行了拆除重建改造，改建后設計流量3.81m3/s，加大流量4.95m3/s。該部分改造2013年施工結束并投入運行。

1.2 景電工程改造計劃

1.2.1 古浪黃花灘生態移民區供水景電二期節水改造及生態治理工程

在總干渠泵站完成更新改造，總干渠大部分渠段在石羊河項目和黃花灘生態移民項目中更新改造后，剩余未改造渠段（含加高段）的老舊破損問題、過流能力不足的問題成為了制約總干渠整體輸水能力，制約保質、保量完成向各灌區尤其末端黃花灘生態移民區供水任務的瓶頸。為消除上述制約和瓶頸，對向黃花灘生態移民區供水的景電二期總干渠中破損較嚴重段進行節水改造和生態治理，減少滲漏，節約用水，改善渠段過水能力，提高工程運行可靠性；在進一步確保黃花灘生態移民區農業灌溉及養殖用水的基礎上，提高景電二期工程的節水和生態治理能力。施工總工期為15個月。

1.2.2 景電灌區續建配套與現代化改造

按照中央、省上的部署和要求，景電灌區續建配套與現代化改造主要建設內容包括未改造11座泵站的更新改造、干支渠的改造及信息化基礎設施及硬件建設，估算總投資約5.09億元，分5年實施完成，屆時，景電灌區將實現“防災減災有力、灌排設施完善、灌溉用水高效、服務管理先進、生態環境健康”的總體目標。

1.3 景電工程運行存在的問題

1.3.1 骨干工程運行受季節限制，調蓄設施不足制約農業高質量發展

景電工程建成于20世紀70～80年代，受當時的資金、技術條件限制，工程設計、建設標準低，運行至今其間經歷的幾次改造均針對骨干工程進行。景電工程原設計運行方式為：開機時間為3月20日，檢修期為9月10日至10月9日，關機時間為11月19日，全年上水天數為215天，每天抽水24小時，全年共計5160小時。景電一期工程實際運行方式與原設計基本一致。景電二期工程在向二期灌區供水的基礎上相繼承擔向民勤調水任務和向黃花灘生態移民區供水任務后，運行方式隨之發生很大調整，一是充分利用空閑時段向民勤加大調水，二是灌溉期利用工程富余容量向黃花灘生態移民區供水。工程開機時間提前至3月5日，關機時間推遲到12月5日；中間檢修期關機時間為9月10日至10月1日，冬灌時間為9月21日至10月14日。工程實際上水天數較原設計增加較多，增幅超過30天。總體而言，景電工程在經過骨干工程系列改造之后，骨干工程卡脖子段基本消除，工程輸水能力達到灌區發展要求，但運行時間受季節限制，灌區內缺乏調蓄設施，難以支持反季節經濟作物種植。

1.3.2 景電灌區面積大，泵站多，運行時間長，易因各種情況發生停機事故。

據管理單位不完全統計，2007年至2014年，僅景電二期灌區就發生停機事故20多起。每次停機事故都需要通過溢流泄水，造成大量溢流損失。最多的一次是在2008年5月2日，因沙塵暴導致供電部門跳閘，全線溢流約60萬m3。泄水溝道不暢，易造成水毀損失[3]。

由于灌區泄水溝道均為洪水或泄水溝道，溝道長期無水，部分段溝道下游溝內被開墾為農田。事故泄水時，容易沖毀農作物，引起賠償糾紛。部分溝道兩岸均為農田，長期沖刷，造成岸坡塌陷，侵蝕農田。2010年賠償農業損失最多達70萬元。因各溢流堰出口未設置事故泄水回收系統，事故泄水全部進入溝道。通過溝道，泄水匯入其它洪水溝道或滲入地下。景電灌區為高揚程電力提灌灌區，用水需要耗費大量電力，成本較高。事故停機泄水沒有回收利用系統，溢流水量只能全部泄入溝道，既消耗了電力，又浪費了水量。

2 工程建設的必要性

2.1 景電灌區實踐深度節水控水，優化水資源配置的重要支撐

通過田間調蓄設施的建設促進灌區種植結構的優化調整，形成以糧食作物為主，糧食作物、經濟作物協調發展的種植結構，在持續增加農民收入的同時，保證糧食生產，并使田間高效節水灌溉模式得以推廣，提高灌溉水利用率，使水資源利用效率、效益得到很大提高，為深度節約水資源提供基礎，也是灌區打破水資源季節性限制、優化水資源配置的先決條件[4]。

2.2 景電灌區深入推進農業供給側結構性改革的重要保障

在農業現代化的大趨勢下，景電灌區通過現代化改造升級，科學合理劃定玉米、小麥糧食生產功能區和枸杞、紅棗、梨和蘋果、文冠果和沙漠洋芋等重要農產品生產功能區，并增加反季節經濟作物種植，構建灌區多層次、多品種農作物供給體系，加快培育農業農村發展新動能，開創農業現代化建設新局面。受限于景電骨干工程運行方式，反季節經濟作物種植在景電灌區很難大范圍實現，通過灌區調蓄設施的建設，針對性地彌補灌區調蓄短板，打破供水的時間限制，滿足經濟作物對灌溉保證率的要求，是灌區順利推進農業供給側結構性改革的重要保障。

2.3 回收利用泵站事故泄水，實現節約水資源、保障農業生產安全的有效措施

景電灌區面積大，泵站多，運行時間長，易因各種情況發生停機事故，近年隨著景電工程所承擔的供水任務的疊加，事故停機頻發，造成事故泄水損失，不僅浪費了寶貴的水資源，還易造成水毀事故。通過本次事故泄水調節工程的建設，對事故泄水進行回收，既可以有效利用水資源，又可以保護其他農業生產設施免受水毀破壞，是實現節約利用水資源，同時保障農業生產安全的有效保障。

3 工程任務

景電灌區調蓄水池工程規劃興建調蓄水池保障4.73萬畝日光溫室冬季灌溉用水，回收利用泵站事故泄水，減少事故泄水損失，提高水資源利用效率。本次2022年度項目通過在景電二期工程總干十泵站配套建設調蓄水池，保障總二支、總三支所控制的7.72萬畝灌區范圍內的0.772萬畝日光溫室冬季灌溉用水；通過在二期總六泵、一期西一泵、一期西二泵設置三座事故調節池，回收利用泵站事故泄水，減少事故泄水損失，提高水資源利用效率。

4 建設規模及評價

4.1 設計水平年

本次設計現狀年為2018年，設計水平年與景電灌區續建配套與現代化改造遠期水平年一致，確定為2035年。

4.2 景電灌區需水量分析

景電灌區景泰川電力提灌工程供水對象基本全為農業灌溉，幾乎不涉及灌區內人飲、工業等，因此本次僅對灌區農業及生態林灌溉需水進行分析，且本次景電灌區灌溉面積、種植結構、灌溉制度設計及需水量預測均與《甘肅省景電灌區“十四五”續建配套與現代化改造可行性研究報告》2035水平年的相應內容保持一致。

4.3 灌區灌溉面積預測

景電灌區現狀灌溉面積達到原設計的82.47萬畝。2035年灌區灌溉面積維持原設計規模（表1）。

表1 2035年灌區設計灌溉面積表 單位：萬畝

灌區呈東西向弧形帶狀分布，北接騰格里沙漠，南倚長嶺山脈。土壤主要為灰鈣土，耕地為一、二等好地，土地集中連片，平坦，無切割，土層厚，但有機質含量較低，土壤潛在肥力不高。灌區總面積約193.09萬畝，主要灌溉范圍涉及景泰縣、古浪縣及民勤縣，現狀農田97.91萬畝，設計灌溉面積82.47萬畝；至2035水平年農田灌溉面積保持設計規模不變，仍為82.47萬畝。

4.4 灌區種植結構預測

景電灌區是景泰縣、古浪縣主要的糧、油、蔬菜生產基地，灌區現狀以糧食生產為主，糧食作物以小麥、玉米為主，經濟作物主要有洋芋、胡麻、油葵、瓜菜等。

景電灌區現狀種植結構以糧食作物為主，糧食作物種植比例達到60%，比例較高，在糧食安全上升為國家戰略的背景下，保障糧食安全成為灌區的首要任務。規劃期內糧食作物種植比例在現狀較高比例的基礎上有所上調，由現狀的60%上調至62%。

景電灌區生態林建設有效阻擋了北部沙漠的侵襲，承擔著防風固沙、保持水土的功能，對于灌區保護具有重要意義，現狀年景電灌區生態林面積10.58萬畝，至規劃水平年達到10.81萬畝。

4.5 節水灌溉模式

節水灌溉模式為渠管結合，適度推行大田和日光溫室滴灌等高效節灌模式。現狀景電一、二期灌區高效節灌占比為12%左右，根據《景泰縣“十四五”農業體制及現代絲路寒旱農業產業園規劃》以及《古浪縣2021-2025年高標準農田建設項目》，2025年景電灌區高標準農田建設面積發展至40萬畝，高效節灌比不低于30%、2035年不低于85%。據此，本次規劃至2035水平年，景電一、二期灌區高效節灌占比達到87%，糧食、經濟作物及林果均采用高效灌溉，僅生態林維持渠灌（見表2）。

表2 景電灌區設計節水灌溉面積表 單位：萬畝

5 總結

目前，景電工程運行過程中存在骨干工程運行受季節限制，調蓄設施不足制約農業高質量發展和景電灌區面積大，泵站多，運行時間長，易因各種情況發生停機事故等問題，同時景電灌區是實踐深度節水控水，優化水資源配置的重要支撐、是深入推進農業供給側結構性改革的重要保障、是回收利用泵站事故泄水，實現節約水資源、保障農業生產安全的有效措施，因此對調蓄水池改造工程的建設是必要的。本次設計現狀年為2018年，設計水平年與景電灌區續建配套與現代化改造遠期水平年一致，確定為2035年，規劃水平年景電灌區生態林面積達到10.81萬畝，2025年景電灌區高標準農田建設面積發展至40萬畝，高效節灌比不低于30%、2035年不低于85%。