漳河水库灌溉调度运用与效益分析_王平章.pdf

2023 年第 3 期2023 Number 3水电与新能源HYDOPOWE AND NEW ENEGY第 37 卷Vol37DOI:10 13622/j cnki cn42 1800/tv 1671 3354 2023 03 003收稿日期:2022 04 07作者简介:王平章，男，正高级工程师，主要从事水利水电工程建设与管理工作。漳河水库灌溉调度运用与效益分析王平章，冯天权，陈祖梅(湖北省漳河工程管理局，湖北 荆门448156)摘要:漳河水库位于湖北省江汉平原西北部，总库容 21 13 亿 m3，是 1 座以农业灌溉为主，兼有防洪、城镇用水、发电供水、水产养殖、航运、旅游、生态补水等综合效益的大型水利工程。基于近 20 年水库管理单位精心调度，强化各项管理措施，精心调配水源，编制调度方案与应急预案，实行计划供水，充分利用信息化手段管水，注重用水计量，促进节约用水，保证了各部门的用水要求，充分发挥了水库抗御灾害和综合兴利的作用，取得了巨大的社会与经济效益。关键词:农业灌溉;调度运用;实践;漳河水库中图分类号:TV697文献标志码:A文章编号:1671 3354(2023)03 0010 04Agricultural Irrigation Dispatching Operation in Zhanghe eservoir:Practice and BenefitWANG Pingzhang;FENG Tianquan;CHEN Zumei(Hubei Zhanghe Project Administration Bureau，Jingmen 448156，China)Abstract:Zhanghe eservoir is located in the northwest of Jianghan Plain in Hubei Province，China，with a total stor-age capacity of 2 113 billion m3 It is a large comprehensive water conservancy project with major benefit in agriculturalirrigation and other benefits in flood control，urban water supply，power generation，aquaculture，shipping，tourism andecological water supply The practice and benefit of the agricultural irrigation dispatching operation in Zhanghe eservoirare summarized In the past 20 years，careful dispatching is performed and various management measures are strength-ened by the reservoir management bureau The water resources are carefully allocated with dispatching plans and emer-gency plans Planned water supply is implemented with the full usage of information technology The water usage mete-ring is emphasized to promote the water saving Thus，the water requirements of all parties are fulfilled The functions ofthe reservoir in both disaster prevention and benefit generation are fully employed and tremendous social and economicbenefits are achievedKey words:agricultural irrigation;dispatching operation;practice;Zhanghe eservoir漳河水库位于湖北省江汉平原西北部，总库容21 13 亿 m3，其中兴利库容9 24 亿 m3，调洪库容4 21亿 m3。设计灌溉面积 17 37 万 hm2，多年平均来水量8 16 亿 m3，是1 座以农业灌溉为主，兼有防洪、城镇用水、发电供水、水产养殖、航运、旅游、生态补水等综合效益的大型水利工程。漳河水库灌区渠道分为总干、干、支干、分干、支、分、斗、农、毛 9 级，共 13 990 条，总长 7 167 km;建有渡槽、隧洞、水闸等各类渠系建筑物17 547 座。灌区内除漳河水库外，还建有中小型水库314 座，总库容 8 45 亿 m3;塘堰 70 208 口，蓄水容积1 73 亿 m3;灌区边缘沿江、沿湖、沿河带建有10 m3/s以上的电灌站 34 座。经过几十年的建设、发展，形成了以漳河水库为骨干，中小型水利设施为基础，电灌站作补充的大、中、小、微相结合，蓄、引、提、排相配合的水利灌溉系统。为确保供水区域内社会经济的可持续发展奠定了坚实的基础。01王平章，等:漳河水库灌溉调度运用与效益分析2023 年 3 月1漳河水库农业灌溉调度运用11漳河水库农业灌溉调度运用实践1)编制兴利调度方案与应急预案。结合中长期天气预报与水库来水预报通报，灌区内中小型蓄水设施的蓄水情况及国民经济各部门的用水要求;在满足农业灌溉、城市供水与生态环境用水要求后，利用多余的水量发电;编制应急预案，确保出现不同情况均有不同预案;水库调度运用必须确保供水区域内社会经济持续、稳定、发展1。农业灌溉渠系概化见图 1。图 1农业灌溉渠系概化图2)实行计划供水、合同供水及公开供水。灌区各工程管理单位在下达的供水计划内与各用水户签订供用水合同，明确双方的权利、义务和水价标准，明确收费时间、有效灌溉面积和按灌溉用水定额核定的年度供水量。同时，各单位和农民用水户协会继续实行水量、水价、水费“三公开”制度2。3)精心调配水源。按照逐级申报审批模式(见图 2)，采取预调轮灌等方式统筹兼顾渠系工程上下游、左右岸的关系，满足灌区用水在时间、流量、水量等方面的要求。4)注重用水计量。采用 ADCP(见图 3)、流速仪(见图 4)、超声波管道、超声波时差法、标准断面及量水堰槽等设备设施测流，做到了“每日 8 时定时测，闸门变动加密测，监测专班来回测”，确保灌溉水量精准调配。5)充分利用信息化手段管水。利用灌区综合管理系统实时监测各节点雨量、水位及流量、图片信息;利用水超市需水模块通过卫星红外遥感监测灌区温度(见图 5)、湿度及种植结构(见图 6)，计算作物耗水量，结合农作物生长周期及气象部门天气预报，实时预报未来 7 d 灌溉预报以指导灌溉调度。图 2兴利调度用水审批流程图图 3ADCP 测流图图 4流速仪测流图图 5漳河灌区遥感旱情监测图11水 电 与 新 能 源2023 年第 3 期图 6漳河灌区农业种植结构图6)注重旱情调研。各级调度人员深入田间地头，摸清农作物种植结构及生长状况、土地缺墒情况、当地中小型水库及塘堰蓄水情况、农户用水需求及灌溉水源调配情况。倾听用水户需求，适时调整灌溉流量，帮助用水户算好水帐，切实做好灌溉供水服务工作(见图 7)。7)强化养护与巡堤查险。按照工程标准化规范化管理要求开展水利设施设备日常养护，做到泄洪闸、图 7旱情调研图灌溉闸随调随开。灌溉期间，各工程管理单位强化工程巡查力度，加大巡渠查险，对险工险段、渠系建筑物等重点部位进行监测，并及时排解用水中的矛盾。确保用水秩序有条不紊，确保工程安全运行。8)限制发电供水量。当水库水位在 118 m 以下，为确保城镇生活、农业灌溉及水库下游生态用水，适时调整电站发电方式3。9)做好生态供水调度工作。遵照省水利厅调度令，适时开启漳河水库陈家冲溢洪道闸、总干渠车桥泄洪闸、以及其他干、支渠为下游沮漳河、新埠河、竹皮河沿线提供生态生活、环境用水，改善当地生态环境和人口的饮水困难。10)依法管水，维护正常供水秩序。管理单位始终坚持以政策法规作为行动的依据，认真贯彻执行水法 、防洪法 等，加大灌溉期间的水政执法力度，严厉打击水事违法行为，切实做到依法管水4。11)加大节水宣传，促进节约用水。管理单位多措并举，加强节水知识宣传，呼吁全社会增强节水惜水爱水护水意识，营造了良好氛围，大力推动全社会形成节约用水良好风尚。漳河灌区于 2019 年获湖北省第一批节水型灌区称号。12)灌区干渠级渠道多为半挖半填的盘山渠道，经常遭遇超强降雨袭击，入渠洪水超渠道设计水位后及时开启沿渠泄洪闸及涵管泄洪，降低渠道水位确保渠道工程安全度汛。12漳河水库农业灌溉调度运用效益1)水库多年调节功能显著。如 2011 年水库来水量4 05 亿 m3，比多年平均少 47 0%;当年水库实际供水量7 05 亿 m3，比多年平均多 9 98%;多年调节库容2 99 亿 m3，供水量是来水量的 1 74 倍。如 2011 年 2014 年，连续 4 年干旱，水库总来水量 19 79 亿 m3，而实际供水量 20 96 m3，多年调节库容 1 17 亿 m3，供水量是来水量的 1 06 倍。水库多年调节效益显著。2)水库调度运用主次关系明确。在漳河水库调度运用中，农业灌溉、城市供水与生态环境用水等摆在主要位置，必须优先满足，同时再考虑满足水库调节要求后，将多余的水量进行发电供水。如 2011 年 2014年，在连续 4 年水库来水量偏少的情况下，为保证主要用水户的供水要求，年均减少自身直接经济收入 0 12亿元左右。3)水库兴利部门用水有序。灌区自开灌以来，一直遵循先小型水利设施供水，再中型水利设施供水，漳河水库水量用在关键的时候。几十年来，管理部门优化配置，科学调度，主体用水户供水需要基本上都得到了保证。同时水事纠纷近年来基本没有出现，灌区灌溉秩序呈逐年好转的态势。4)促进了区域社会稳定和可持续发展。除农业21王平章，等:漳河水库灌溉调度运用与效益分析2023 年 3 月灌溉受气象因素影响变化较大外，其他兴利用水均呈稳定增长的趋势，说明区域内经济社会的发展、进步与漳河水库供水量越来越密切5。5)社会效益显著。近 20 年来，漳河水库供水满足了农业灌溉、城镇供水、生态补水等需水要求，促进了区域内社会经济的发展与持续进步，区域内 GDP年均以 10 2%的速度递增。有效灌溉面积达 15 57万 hm2，占设计灌溉面积的89 6%;灌溉水有效利用系数高于本省同类型灌区灌溉水有效利用系数平均值7%。近 20 年来水稻平均单产量比前 20 年(1980年 2000 年)增长了 19 28%。2漳河水库农业灌溉调度运用实例212011 年典型年农业灌溉调度1)2011 年旱情。2011 年漳河水库灌区内出现了罕见的冬、春、夏三季连旱，1 至 8 月，灌区平均降雨量405 7 mm，与历年同期平均降雨量 722 6 mm 相比偏少 43 8%，为灌区开灌以来同期最低，干旱频率为 50年一遇。春播时，灌区内中小型水库及塘堰蓄水严重不足，部分水库及塘堰几近干涸，以致旱情发展迅猛。不仅中稻田无水泡田插秧，而且部分地区人畜饮水也出现了困难。2)2011 年农业灌溉。2011 年漳河水库农业灌溉自 4 月 24 日开始至 8 月 23 日结束，其中灌溉历时95 d，向灌区农业灌溉输水为全年计划的 162%。3)启用非灌溉设施供水。为缓解灌区人、畜饮水困难，在调度中打破常规，启用非灌溉引水设施供水，如利用总干渠泄洪闸向新埠河补水，利用漳河水库溢洪道闸向下游长湖补水，利用大型厂矿供水管道向灌区内其他中小型水利设施补水，解决了灌区部分河道、湖泊沿岸 30 多万人口的生活和 50 多万头牲畜用水的燃眉之急。4)灌溉流量较大。2011 年 4 月至 6 月，受长时间干旱的影响，5 月 30 日 8 时，各渠首闸农业灌溉流量加大至 93 1 m3/s，其中:一干渠 5 03 m3/s、二干渠21 89 m3/s、三干渠 45 4 m3/s、四干渠 13 01 m3/s、西干渠 0 68 m3/s，各干渠基本处于满负荷运行状态，灌溉用水之多、流量之大、历时之长、为多年来之最，满足了灌区农业生产需水要求。5)水库库容量变化较大。2011 年年度库容量变化在 1 8 0 35 亿 m3之间，年初、年末库容量变化在 14 75 11 76 亿 m3之间，年度库容量减少 2 99亿 m3，由此可见，年中库容变化就更大了。说明水库调度兴利运用效果明显。22近 20 年来水库调度运用1)供水资料统计。近 20 年漳河水库主要部门用水量按连续 5 年计算平均值(见图 8)。图 8漳河水库供水量变化图2)供水调度分析。从图 8 可以看出:近 20 年来，农业灌溉变化起伏波动较大，主要与农作物生长期气象因素有关。农业灌溉与发电用水量呈相互反作用，即灌溉用水量多，则发电用水量少;反之，灌溉用水量少，则发电用水量多。其他如城镇供水、生态补水，则呈现平稳并持续增长的趋势。3)从表 1 可以看出，在水库多年平均来水量中:农业灌溉、城镇供水、发电用水、泄洪、生态补水、蒸发渗漏 等 比 重 分 别 为 14 40%、13 48%、46 20%、5 63%、4 19%、16 10%。在兴利用水中:农业灌溉、城镇供水、发电用水、泄洪、生态补水等比重分别为17 16%、16 07%、55 07%、6 71%、4 99%。由此可见，发电用水是水库兴利用水大户，其次是农业灌溉与城镇供水。表 1近 20 年漳河水库兴利供水比重平均农业灌溉发电用水城镇供水泄洪生态补水兴利供水小计蒸发渗漏合计兴利用水平均值/亿 m31 103 531 030 430 326 411 237 64占兴利用水量比重/%17 16550716 076 714 99100占水库来水量比重/%14 40462013 485 634 1983 916 10100(下转第 17 页)31樊春喜，等:超深竖井衬砌混凝土施工技术与配合比试验研究2023 年 3 月图 2井口处放料中的混凝土图图 3到达分料平台漏斗的混凝土图4结语1)巴基斯坦 NJ 工程竖井衬砌混凝土已施工完成，衬砌混凝土采用 CP 2 配合比，混凝土各项性能满足施工要求，未出现堵管和质量问题，并且实际施工速度达到 4 5 5 0 m/d，说明 CP 2 配合比性能完全满足施工要求。2)竖井滑模配合比在室内设计试验时，应充分考虑现场混凝土凝结时间与室内标准状态下的差异，同环境条件下现场混凝土初凝时间比贯入阻力法测得的短 1 2 h，环境不同差异更大。3)混凝土坍落度 140 180 mm 和 180 220 mm时，通过高竖直溜筒时，性能无明显差异，因此配合比设计时可依据施工需求确定。4)当前规程规范未能明确竖井滑模衬砌混凝土性能指标，本文中配合比设计供类似工程参考。参考文献:1 王建国，李建彬 深井衬砌混凝土施工技术的研究与应用 J 建筑施工，2018，40(10):1 758 1 759 2 余成行 超高泵送混凝土的配制与顶升施工 C/全国特种混凝土技术及工程应用学术交流会暨 2008 年混凝土质量专业委员会年会论文集 2008:68 72 3 余金水 溪洛渡水电站竖井液压滑模施工技术研究J 水电与新能源，2012(2):17 19 4 余鑫 两河口水电站引水竖井滑模混凝土施工质量控制 J 云南水力发电，2020，36(4):157 161 5 严定成，方勇锋 周宁水电站引水竖井混凝土施工技术 J 隧道建设，2007，27(5):48 53，78 6 赵智辉，杨双锁，马耀荣，等 基于温度影响下早期变形特征的混凝土凝结时间的确定J 科学技术与工程，2018，18(22):266 272 7 谭华，唐明酉 溪洛渡水电站左岸引水压力管道深竖井混凝土施工技术J 水利建设与管理，2012，32(10):16 19 8 杨荣俊，隗功辉，张春林，等 掺矿粉混凝土配制技术研究 J 混凝土，2004(10):46 50 9 王立钢，施惠生，张惠金 现场混凝土凝结时间测试方法的探讨 J 建筑技术开发，2009，36(3):18 19，52(上接第 13 页)4)在兴利调度中，发电用水必须无条件服从灌溉等其他部门用水需求，即满足灌溉等其他部门的用水要求后，利用多余的水发电。3结语漳河水库农业灌溉调度运用取得的效益显著，但从调度运用的情况来看，仍存在用水浪费、工程设施配套不完善等问题，同时，管理中现代化新技术的研究与应用、先进计量设施的引进、管理人才的培养等还不适应灌区持续发展的需要，应引起有关部门的重视并采取有效实施措施。参考文献:1 陈祖梅，胡小梅，陈崇德 多年调节大型水库在连续干旱中的运用与评价 J 三峡大学学报:自然科学版，2015，37(5):26 29 2 胡小梅，李鹏，李丹，等 漳河水库在连续多年干旱中的运用及效益 J 水资源保护，2015，31(1):110 113 3 韩振中 我国灌溉发展历程与新时代发展对策J 中国农村水利水电，2020(3):1 3 4 王永兵，陈祖梅，胡小梅 漳河水库生态环境保护的探索 J 中国水利，2019(7):46 48 5 陈金水，丁强 灌区现代化的发展思路和顶层设计 J 水利信息化，2013(6):11 14，3871