張寶平
(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心,甘肅 景泰 730400)
隨著我國水管體制改革的不斷深入,大中型泵站更新改造推進的速度越來越快,為了推動水資源調用的科學性,各地區均需要結合實際應用情況及時地進行泵站設備的更新以及優化。除了優化泵站設備的性能之外,還可以有效減少設備維修方面投入的成本,充分發揮大中型泵站改造的作用。
景電工程是跨省區、高揚程、多梯級、大流量的大Ⅱ型電力提灌工程,灌區內干旱少雨,日照強,農業灌溉采用傳統的大水漫灌方式,水資源浪費嚴重。隨著現代化進程的不斷推進,要因時制宜地利用大中型泵站改造,改變大水漫灌的傳統方式,提高農業灌溉用水效率。因此,管理單位通過實地勘察調研,學習國內外先進灌區措施,調整灌區農作物種植結構等一系列舉措,一方面通過更新改造其中運行年限過長、性能老化的設備,保證水泵提水量滿足設計提水量要求;另一方面通過水價改革引導灌區人民減少大水漫灌造成水資源浪費以及土地鹽堿化等問題。而景電灌區主要存在以下幾個制約灌區高質量發展的因素:一是水價與工程運行成本難以成正比;二是工程調蓄能力不足;三是種植結構不合理,造成各灌季用水矛盾突出;四是工程末端管理維護不到位,地方政府與工程管理單位缺乏定額管理制度體系,加之現行供水管理制度與農業水價改革和高效節水發展不相適應,嚴重制約景電灌區高質量發展。因此,在泵站更新改造的同時,需做好水資源科學合理利用,不僅要做好工程建筑物的改造工作,還要嚴格遵循泵站更新改造后滿足水資源高效利用、節水增收的原則,堅定不移地加大水價改革力度,引導灌區人民增強節水灌溉、合理種植的意識,推動景電灌區經濟進一步發展。
景電灌區實行水價改革可發揮水價的杠桿作用,引導灌區人民節約用水,開展工程設施更新改造,優化調整農業種植結構,有效改善提水量與灌溉用水的矛盾。科學合理的水價調整,一方面避免了景電工程設備長時間大負荷運轉使得設備加速損毀,節約了工程運行成本;另一方面減少了灌區人民因種植結構單一導致用水矛盾突出的問題。針對景電工程更新改造現狀來說,泵站改造無論是在裝機容量還是干渠、支渠、前池等工程設施方面都獲得了很大程度地提升,灌溉水資源再次進行優化配置,農業灌溉總需水量精確計算,設計灌溉水量調節方案進一步優化,農業灌溉水量調節實現整體規劃,為灌區后期在農業灌溉中大力推行滴灌等節約用水方式打下了基礎。總之,工程水資源利用系數的提高,需要解決常規的農業灌溉水量調節技術,結合當前水價調整政策總體部署,提高灌區民眾節水意識,實現綠色灌溉,避免造成灌溉耗水量過多的問題。
景電工程有泵站43座,建成干、支、斗渠1391條2422 km,總投資8.56億元。工程原設計流量28.6 m3/s,加大流量33 m3/s,裝機容量25.97萬kW,設計灌溉面積5.50萬hm2。工程更新改造后,設計流量37.4 m3/s,加大流量43.89 m3/s,裝機容量30.6萬kW,設計灌溉面積7.64萬hm2。灌區農作物種植種類單一,用水矛盾突出[1]。夏灌期間為滿足農作物的生長用水量,管理單位只能滿負荷持續上水,工程運行風險成倍提高。
景電工程分不同的工期,以二期工程為例,1984年開工建設,于1997年上水,灌溉總面積3.47萬hm2,二期工程始于總干一泵站,沿著右側大沙河,途徑二至七泵站進入二期灌區,該灌區共涵蓋若干條渠道,修建了大小25座泵站。從水源泵站取水,利用泵站提水、渠道輸水、斗口配水等一系列工程設施把水送到所需灌溉的田間地頭,大水漫灌等粗放式的灌溉,看似滿足了當下農作物的用水需求,實際上造成了水資源浪費嚴重,灌溉周期長,無法滿足農作物適時適量的生長用水,而且灌溉高峰期無疑增加了管理單位與灌區人民的用水供需矛盾。近年來,隨著我國經濟的不斷發展,灌區民眾的生活水平也在不斷提高,農業灌溉用水量也在進一步增加,景電灌區農業灌溉用水抗旱保供情況越發嚴峻。
近年來,景電灌區區域性缺水問題突出。灌溉用水與種植結構問題并存,灌區的種植比例嚴重失調,結構極其不合理[2]。2020年、2021年灌區(以景泰縣為例)農民以玉米、洋蔥為主的單種面積占80%,以小麥、胡麻為主的單種面積占20%,造成灌區春灌時提水后無地可澆、夏灌時用水量嚴重不足的窘境。
景電工程自上水以來,為了使農作物灌上水,多次加大提水量,滿足灌區農業灌溉用水需求,但工程長期高水位、大流量的運行,存在安全隱患。近年來,農民為追求高回報,選擇洋蔥、玉米等農作物,致使種植比例更加不合理,分布更加不均衡,有的渠段種植比例為7∶2∶1,有的渠段已超過8∶2,因此管理單位在工程負荷允許的情況下,盡量大流量提水,使得工程運行更加艱難、配水更加困難的畸形狀態出現,灌區農作物灌溉用水分布不均,進而造成單位面積產出量及效益很低。
目前灌區輸配水體系仍不能滿足農業灌溉,農田水利灌溉設施運行管護體系仍舊需要進一步改善,灌溉水利用系數偏低,管理仍有不科學之處,灌溉水利用系數(0.57)與先進灌區相比仍有較大差距,水資源利用系數與收益始終未得到改善,與水資源短缺現狀不相適應,農業種植結構又加劇了灌區缺水形勢。景電灌區供水計量設施老舊,甚至有些斗口沒有設置計量設施,簡單地利用閘板啟閉進行澆灌,對水量控制難度大,水資源浪費大,管理單位難以引導灌區人民適時適量灌溉。長時間大水漫灌已使得灌區部分地方出現鹽堿化,灌區工程建設現狀與生態良好的灌區相比,基礎設施需要進一步優化。
為了提高灌區水資源利用率,要合理利用現代化大中型泵站更新改造的機遇,加大投資,一方面改善工程基礎設施,配備先進計量設備,研發便民APP,方便農戶自主取水及繳費,解放管理單位人員配額,降低生產成本;另一方面按照水權證規劃面積、戶頭面積、確權面積及實灌面積定額配水,采取宣講督促的辦法,促進農戶調整種植結構,進而達到農作物單位面積產出量和經濟效益成倍增長。建立起水資源高效利用對現有農耕經濟促進體制,合理配置水資源,完善水價改革各方面工作,充分發揮水價的杠桿作用,實現水資源的優化配置。同時,大力發展農業灌溉水量調節技術,降低景電灌區的灌溉耗水量,滿足灌溉的綠色可持續發展需求,實現水資源的高效利用,更好地促進景電工程運管體系高質量發展。
為了提高景電工程灌溉性能,近年來管理單位實施了景電灌區續建配套與節水改造工程,更新改造大型泵站12處配套工程以及大規模的支渠、干渠,灌區工程設施網絡得到進一步完善,灌溉用水保障能力得到有效提升,灌溉水量調節力度得到了大幅度提高。采取了一定的渠道工程措施,如渠系配套、渠道防滲技術、噴灌、滴管技術的應用等,減少水資源浪費,提高了灌水效率[3]。在“十四五”計劃中,管理單位一方面實施灌區現代化改造,保證農田灌溉用水有效利用系數達到預期目標(0.59),對未改造灌區主干渠、支渠工程建設加快進度,全面研究解決供水流量“卡脖子”問題,保證水資源節約集約利用水平不斷提高,將景電灌區打造成高效節水灌溉工程;另一方面全面推進灌溉農業水價綜合改革,繼續加大計量設施建設,實施農業灌溉用水總量控制、定額管理,落實水權制度,促進農業節水工作有序開展。
考慮到灌區水資源短缺,生態脆弱,經濟實力不足,為了充分發揮工程及資源優勢,將單一種植經濟作物的落后模式轉換形成種植比例合理的模式,種植面積與工程運行協調,農業種植與經濟發展相互促進,結合水價調整,因地制宜,完善水利工程設施,明晰水權,定額管理,逐步建立農業灌溉用水總量控制和定額管理制度,建立健全農業水價機制,通過景電工程安全運行監管,實時監測工程運行情況,優化調度方案等措施,促進農業節水增效和景電工程的良性運行,助力農業現代化建設。到“十四五”末,基本實現農田灌溉用水便民、智能APP研發應用,逐漸形成灌區信息化技術平臺及運維監管一體化。
“十四五”水利規劃提出,以科技創新賦能水利現代化為導向,深化水利科技體制機制改革,圍繞貫徹落實黃河流域生態保護和高質量發展戰略。基于此,建立景電高質量發展研究辦公室(總工室),結合灌溉試驗站試點試驗,專題研究農田灌溉水資源在灌區中的應用,引導民眾大力發展高標準現代化農田,擴大灌區大棚蔬菜種植,提高農民收入水平,帶動灌區農民發家致富。加強農業種植結構、土地鹽堿化、節約用水等領域重大課題研究,加快科技成果推廣應用,為景電灌區高質量發展提供強有力的科技支撐。當下景電灌區現代化監測設施配置落后,基層專業技術人員匱乏,泵站“無人值守”處于試行期,數字化設施設備更新改造仍處于初級階段,灌區水資源高質量發展數字化應用有待進一步提升。為此,需加強職工專業化培訓,全面激發職工科技創新活力,將專業培訓常態化,促進全體職工學習新知識,了解新思想,掌握新技術,逐漸形成科技發展依靠人才,科技成果轉化經濟效益,工程效益致富灌區民眾的良好局面,充分體現科技在景電事業發展中的作用。
灌區水資源利用率偏低,為了客觀合理的改變灌區用水窘迫現狀,大力推進水價改革,從源頭上控制用水總量,大泵改造不能僅以簡單工程設施改造為目的,還應考慮科學有效的措施,充分利用現代化設施設備將人力支出代替,降低工程運行成本。根據景電灌區的具體情況,采取具有針對性、合理化的措施將水資源科學分配,完善工程改造范圍及管理措施,為當地經濟發展提供水保障。另外,合理利用水資源還可以實現對生態環境的有效保護,符合當下綠色環保的可持續發展理念。