廣西河池市龍江河谷灌溉方案研究

占煒 唐珊

摘要：龍江河谷地區(qū)是河池市耕地最集中、土地資源最優(yōu)質(zhì)的區(qū)域，既是區(qū)域糧食生產(chǎn)基地，也是桑蠶、甘蔗、水果等特色產(chǎn)業(yè)的聚集區(qū)。由于龍江河谷地處桂西北大石山區(qū)、滇桂黔石漠化片區(qū)，河谷降雨時空分布極不均勻，現(xiàn)有供水工程以小型蓄引提為主，缺乏調(diào)節(jié)性的骨干水源工程，大部分耕地?zé)o灌溉設(shè)施，極易發(fā)生春旱和秋旱，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施及經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展。為解決該區(qū)域干旱缺水問題，文章在分析龍江流域水資源條件及區(qū)域獨特地形地貌的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興等需求，對區(qū)域發(fā)展灌溉面積、骨干水源方案進(jìn)行研究，提出灌溉發(fā)展面積、水源的意見和建議，以期為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：龍江河谷地區(qū)；灌溉范圍及面積；灌溉水源

中圖分類號：S274? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）04-0125-04

0 引言

龍江河谷位于珠江流域西江水系柳江的最大支流龍江的兩岸，從上游至下游主要涉及河池市南丹縣、金城江區(qū)、宜州區(qū)、環(huán)江毛南族自治縣、羅城仫佬族自治縣三縣兩區(qū)，耕地區(qū)域較為集中，土地資源和光熱條件優(yōu)良，具備發(fā)展大型節(jié)水灌區(qū)的自然條件。龍江河谷地處滇桂黔石漠化片區(qū)和桂西北大石山區(qū)，是集革命老區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)、大石山區(qū)、曾經(jīng)貧困地區(qū)和水庫淹沒影響區(qū)“五區(qū)一體”的特殊地區(qū)。其中，金城江區(qū)與宜州區(qū)是河池市的行政中心，環(huán)江毛南族自治縣是全國唯一的毛南族自治縣，羅城仫佬族自治縣是全國唯一的仫佬族自治縣，區(qū)域少數(shù)民族人口聚集；宜州區(qū)、環(huán)江縣為廣西50個重點建設(shè)糧食生產(chǎn)縣之一，并被列入國家糧食增產(chǎn)后備區(qū)，承擔(dān)著河池市及廣西全區(qū)的糧食安全重任；桑蠶是龍江河谷地區(qū)的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，其中宜州與環(huán)江均獲得“中國優(yōu)質(zhì)繭絲生產(chǎn)基地”稱號，宜州獲得“中國蠶桑之鄉(xiāng)”稱號。河池市提出把區(qū)域品牌桑蠶、優(yōu)質(zhì)特色糧食、“雙高”甘蔗作為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)農(nóng)村鞏固脫貧成果和鄉(xiāng)村振興的支柱產(chǎn)業(yè)，急需建設(shè)配套灌溉水利基礎(chǔ)設(shè)施。

受大石山區(qū)地形與大氣環(huán)流的影響，區(qū)域內(nèi)降雨時空分布極不均勻，枯水期為每年10月～次年3月，來水量不足全年的15%，并且因區(qū)域巖溶發(fā)育，地表河流少，現(xiàn)有供水工程以小型“蓄引提”為主，缺乏調(diào)節(jié)性骨干水源工程，水利工程供水能力不足。區(qū)域耕地灌溉率僅為19.4%，大部分耕地?zé)o灌溉設(shè)施，極易發(fā)生春旱和秋旱，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施及經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展。因此，研究龍江河谷地區(qū)灌溉供水保障方案，徹底解決長期以來困擾區(qū)域人飲及灌溉供水問題，是鞏固脫貧成果、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

1 灌區(qū)范圍及面積方案

1.1 確定原則

根據(jù)龍江河谷涉及5縣（區(qū)）土地利用、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)發(fā)展及鄉(xiāng)村振興發(fā)展對水資源保障的需求，針對河谷范圍內(nèi)供水、灌溉等水利基礎(chǔ)設(shè)施存在的問題，合理劃分灌區(qū)范圍，確定的原則如下。

（1）遵循統(tǒng)一水源或統(tǒng)一管理單位的原則，只要在龍江河谷范圍內(nèi)，有灌溉發(fā)展迫切需求的片區(qū)，在經(jīng)濟整體合理的情況下均可考慮納入灌區(qū)發(fā)展范圍［1］。

（2）灌區(qū)以自流為主，局部提水為輔，提水揚程原則上控制在60 m以內(nèi)，對于需求迫切且無其他替代水源的區(qū)域可適當(dāng)考慮提高揚程。

（3）對河谷內(nèi)有補水需求的現(xiàn)有灌片補水［2］。

（4）充分考慮各片區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村飲水困難、鞏固扶貧成果及實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的需求，重點向近期脫貧地區(qū)及少數(shù)民族地區(qū)傾斜。

（5）發(fā)展灌溉面積用水總量和灌溉耗水量控制在水資源承載能力范圍內(nèi)［3］。

1.2 可發(fā)展灌溉面積分析

龍江河谷內(nèi)耕地主要分布在兩岸臺地，呈階梯狀分布，主要高程為150～250 m；臺地以上則過渡至丘陵地形，主要高程為250～350 m；上游河谷丘陵地形連片耕地高程相對較高，為350～550 m；高于550 m的地區(qū)以林地為主。本次龍江河谷灌區(qū)分析范圍以龍江流域流經(jīng)范圍為主要分析區(qū)域，若龍江與紅水河、柳江交界區(qū)域有發(fā)展條件較好的耕地可以適當(dāng)延展。

在分析土地利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方土地利用發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等資料，對龍江河谷內(nèi)的耕、園地宜灌面積進(jìn)行復(fù)核。由于龍江河谷地區(qū)山丘谷壑發(fā)育，很多耕地、園地零星分布在峽谷間，無法串聯(lián)成片，四周山峰林立，山丘耕作層普遍較薄，無法耕種，零星分散的耕地、園地灌溉難度大、成本高，考慮剔除此部分分散耕地后，灌溉條件較好、可發(fā)展集中灌溉的面積為73 370 hm2。

1.3 規(guī)劃灌溉面積分析

根據(jù)可發(fā)展灌溉面積分析，剔除現(xiàn)有六甲灌區(qū)、水任灌區(qū)等范圍，扣除涉及的生態(tài)敏感區(qū)域面積，結(jié)合少數(shù)民族群眾共同致富的戰(zhàn)略需求，對少數(shù)民族聚居、鞏固脫貧成果及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略需求大、現(xiàn)用水供水措施缺乏保障、供水成本較大、地方供水需求急切的區(qū)域進(jìn)行特殊考慮，在充分挖掘現(xiàn)狀水源工程的前提下，結(jié)合外引水源的供水能力，綜合考慮經(jīng)濟性及地方的實際用水需求。

根據(jù)耕地的灌溉難易程度、成本高低、當(dāng)?shù)匕l(fā)展需求、水源供水能力及灌溉效益等因素，推薦龍江河谷灌區(qū)發(fā)展灌溉面積為56 099 hm2，該方案耕地灌溉覆蓋率較為合理，能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展、鞏固扶貧攻堅成果及實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略需求，有效解決區(qū)域內(nèi)主要少數(shù)民族聚居區(qū)的用水安全問題，有利于民族穩(wěn)定團(tuán)結(jié)，且其單位公頃的投資和運行成本水價也在可接受范圍內(nèi)。

根據(jù)面積方案成果，龍江河谷灌區(qū)發(fā)展范圍如下：下橋水庫以下至河池市與柳州市交界龍江河谷地帶，向北以鳳凰山脈－九萬大山余脈－羅城縣融江流域分水嶺為界；向西、向南以紅水河流域分水嶺為界；向東考慮至柳州市交界。該方案涉及河池市金城江區(qū)、環(huán)江毛南族自治縣、宜州區(qū)、南丹縣、羅城仫佬族自治縣5縣（區(qū)）、24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、187個行政村。依據(jù)地形、地勢、河流水系、現(xiàn)有水利設(shè)施、原有灌區(qū)布置、作物種植結(jié)構(gòu)、行政區(qū)劃、方便管理以及工程布置等因素，將可發(fā)展灌溉面積劃分為11個片區(qū)（見表1）。

2 灌溉水源方案

2.1 需外引水量分析

對龍江河谷11個片區(qū)進(jìn)行需水預(yù)測，規(guī)劃至2035年供水區(qū)范圍內(nèi)，年平均總需水量為26 981萬m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉需水量為23 185萬m3，城區(qū)需水量為2 185萬m3，村鎮(zhèn)人飲需水量為1 611萬m3。區(qū)域范圍內(nèi)現(xiàn)狀主要灌溉水源包括?。?）型以上蓄水工程共26座，其中中型水庫3座（土橋水庫、六坡水庫、洛西水庫），均分布在六坡片區(qū)，還有小（1）型水庫共23座，分布于11個片區(qū)，以上蓄水工程總有效庫容為11 811萬m3；此外區(qū)域范圍內(nèi)還有1處引水工程、3處提水工程。在加強節(jié)水、充分考慮區(qū)域現(xiàn)有灌溉水源工程挖潛的條件下，根據(jù)區(qū)域水資源的供需平衡分析，現(xiàn)有水源多年平均可供水量為18 241萬m3，比現(xiàn)狀增加7 926萬m3，但仍然無法滿足區(qū)域規(guī)劃水平年用水需求，需考慮外引水源進(jìn)行補充。為滿足灌區(qū)用水戶供水保證率要求，需外引水量為8 270萬m3，總外引流量為14.4 m3/s，區(qū)域各片區(qū)需補水量及補水流量成果見表 2。

2.2 外引骨干水源擬定與比選

根據(jù)各片區(qū)耕地高程分布，結(jié)合周邊水源建設(shè)情況，初擬各片區(qū)外引水源方案按以下考慮，拔貢－八圩片區(qū)、羅城片區(qū)、劉三姐片區(qū)相對獨立，高程比較高，單獨分析；其他8個片區(qū)面積集中，高程較低，適合發(fā)展統(tǒng)一灌溉，本次按以上擬定的四大片區(qū)進(jìn)行外引水源分析。

2.2.1 中心片區(qū)外引水源方案分析

龍江干流廣西境內(nèi)已建下橋、拉浪等10座梯級電站，均為徑流壩后式電站。其中上游下橋電站正常蓄水位為282 m，相對較高，具有明顯的水頭優(yōu)勢，壩址集水面積為4 630 km2，多年平均流量為107 m3/s，多年平均來水量為34億m3，水量較為豐富，但徑流年內(nèi)分配極不均勻，調(diào)節(jié)能力有限。根據(jù)灌區(qū)面積分布情況，雖然龍江干流下游拉浪等梯級電站蓄水位較低，但是來水較為充足，也具有一定的調(diào)蓄能力，亦可作為中心片區(qū)的外引水源。龍江鄰域紅水河干流已建有龍灘電站，是一個以發(fā)電為主，兼有防洪、航運和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用效益的工程，壩址以上流域面積為10.54萬km2，現(xiàn)狀正常蓄水位為375 m，有效庫容112億m3，來水量充沛、調(diào)節(jié)能力強，水頭高，可實現(xiàn)中心片區(qū)范圍內(nèi)大部分面積的自流灌溉，具備作為中心片區(qū)外引骨干水源的條件。綜上分析，本次規(guī)劃中心片區(qū)擬定 4 個骨干水源組合方案，即“下橋電站+拉浪電站”聯(lián)合供水方案、拉浪電站供水方案、“龍灘引水+拉浪補水方案、沿江分散提水方案，各方案基本情況詳見表3。

水量條件方面，方案二、方案三、方案四水量充足，可完全滿足引水需求；方案一需要通過下橋聯(lián)合拉浪補水才能滿足灌區(qū)需水要求。地質(zhì)條件方面，各方案均不存在制約性工程地質(zhì)因素，但方案三由于需新建總長為97 km的引水隧洞，工程地質(zhì)條件相對復(fù)雜；從工程投資的角度看，方案三長距離引水，總投資最大、運行成本最高，方案一前期投資略大，但運行成本最低；方案二投資較小，但需新建2座河道提水泵站，灌區(qū)除現(xiàn)有水源控灌范圍，其余均為提水灌溉，運行成本較大，后期管理投入較多；方案四前期投資最省成本，但需新建6個河道提水泵站，運行成本較大，后期管理投入較多。從實施難度的角度看，方案三需要修建總長97 km的隧洞，實施難度較大，而方案一隧洞短、實施難度相對較小，但也存在與電站原有管理單位、流域管理單位協(xié)調(diào)難度大的問題；方案三和方案四不存在較大的實施難度。各方案投資費用分析見表4。

方案一充分利用下橋電站水頭與水量，最大限度地發(fā)揮下橋電站的綜合功能和效益，相較于方案二，前期投資略大，但運行成本及運行費用現(xiàn)值最低，同時保證自流灌溉率高達(dá)94.2%，從方便管理、經(jīng)營成本低、實施難度小角度方面考慮，方案一更優(yōu)。此外，從構(gòu)建區(qū)域水網(wǎng)的角度，下橋電站位于龍江干流上游，正常蓄水位為282 m，來水較為豐富，具備全面改善龍江河谷兩岸集中連片耕地灌溉條件的能力，方案一可為加快構(gòu)建以下橋電站控制性調(diào)蓄工程為結(jié)、以本灌區(qū)骨干輸配水通道為綱、以支渠田間工程為目的“系統(tǒng)完備、安全可靠，集約高效、綠色智能、循環(huán)通暢、調(diào)控有序”［4］區(qū)域水網(wǎng)創(chuàng)造有利條件，可全面增強區(qū)域內(nèi)水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力、供水保障能力、戰(zhàn)略儲備能力。考慮方便管理、經(jīng)營成本低、實施難度小等方面，本階段推薦方案一。

2.2.2 拔貢－八圩片區(qū)外引水源方案分析

拔貢－八圩片區(qū)位于龍江與紅水河刁江分水嶺區(qū)域，周邊水源有天生橋水庫，直線距離約為35 km。由于天生橋水庫擴容后在滿足自身原有灌區(qū)及南丹縣城區(qū)、車河鎮(zhèn)區(qū)供水后，已無多余水量，因此推薦利用下橋水庫右岸預(yù)留的灌溉放水口取水，輸水灌溉南丹縣八圩鄉(xiāng)附近的片區(qū)，解決區(qū)域人飲、灌溉嚴(yán)重缺水的問題。

2.2.3 羅城片區(qū)外引水源方案分析

羅城片區(qū)與龍江河谷中心片區(qū)之間有高山阻隔，片區(qū)相對獨立，但距離東小江上的賓村梯級較近。如采用方案一，需提水14 m，新增管線長度83 km，投資成本較大，因此本次推薦采用當(dāng)?shù)厮礀|小江提水灌溉方案。

2.2.4 劉三姐片區(qū)外引水源方案分析

劉三姐片區(qū)耕地高程主要為200～2 600 m，沿山丘兩岸呈狹長狀分布，耕地面積成片但地勢較高，與中心片區(qū)隔東小江相望，沿山丘兩岸呈狹長狀分布。如采用方案一，需新增管線長度34 km，投資較大，因此本次推薦采用龍江洛東電站提水灌溉方案。

3 結(jié)語

本文通過分析龍江流域水資源稟賦條件及區(qū)域獨特地形地貌，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及鄉(xiāng)村振興等需求，對區(qū)域發(fā)展灌溉面積、外引水源方案進(jìn)行研究，從技術(shù)及經(jīng)濟出發(fā)，初步確定龍江河谷臺地區(qū)的灌溉面積，經(jīng)外引水源方案比選龍江河谷灌溉方案擬定如下：以下橋電站+拉浪電站聯(lián)合供水，輔以尾部的龍江、東小江提水。工程建成后，可改善灌溉面積12 321 hm2，新增和恢復(fù)灌溉面積43 688 hm2，有效提高灌區(qū)的灌溉保證程度和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，保障糧食安全和蔗糖業(yè)發(fā)展。該研究為灌區(qū)內(nèi)農(nóng)村人飲提供可靠水源，對發(fā)展區(qū)域特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、促進(jìn)革命老區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展、鞏固拓展脫貧攻堅成果及促進(jìn)石漠化片區(qū)治理等具有重要作用。

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