提高淠史杭灌區供水保障能力探討

夏周勝

一、淠史杭灌區基本情況

安徽省淠史杭灌區是淠河、史河、杭埠河3 個自成系統又相毗鄰灌區的合稱，地處安徽省中西部大別山余脈的丘陵地帶，跨淮河、長江兩大流域。受益范圍涉及2 省4 市17 個縣區，灌區控制面積14107km2，設計灌溉面積1198 萬畝，其中安徽省13130km2、1100 萬畝。是以防洪、灌溉、城鄉供水為主，兼有生態補水、水力發電等綜合功能的特大型水利工程。

灌區已建成龐大工程系統，六大水庫總庫容70.74 億m3，興利庫容32.4 億m3；橫排頭、紅石嘴和龍河口三大渠首引水樞紐設計流量600m3/s；灌區內有大型水庫2 座，中型水庫21 座，小型水庫1200 多座，塘壩21 萬多處；有外水補給站30 多處；七級固定渠道總長近2.5 萬km，灌區支渠以上建筑物22400 多座。

灌區以大別山區佛子嶺、響洪甸等六座大型水庫及水庫與渠首區間來水為主要水源；以灌區內當地徑流為調節水源；以灌區邊緣的淮河、瓦埠湖、巢湖等為提水位灌區補給水源。

灌區工程的建設運行，為皖西皖中地區水資源優化配置、綜合利用創造了工程基礎，解決了安徽省中西部江淮分水嶺地區的干旱問題，支撐了區域經濟社會的快速發展。隨著經濟社會的發展，特別是安徽融入長三角一體化發展，合肥經濟圈的形成，迎來了區域發展的新時代。灌區用水結構和需水形勢發生了較大變化，對灌區水資源的支撐保障功能要求更高，灌區水資源供需關系更加趨于緊張，特別是干旱年份供需矛盾加劇，在確保城鄉生活供水安全的前提下，農業灌溉和生態環境等用水受到很大制約。

二、典型干旱年份水資源利用情況

淠史杭灌區新建以來，出現過1978年最嚴重干旱年份，2019—2020年灌區發生了40 多年來最嚴重的連旱，2019年灌區4月1日開灌前蓄水比較充足，總蓄水量達44.6 億m3，其中六大水庫蓄水34.49 億m3，內部蓄水10.12 億m3。2019年灌區蓄引提總供水量53 億m3，其中渠首引水41 億m3，有效保障了合肥、六安城市用水及灌區內的城鄉生活用水安全和農業生產用水。但4—9月六大水庫來水僅15.6 億m3，只相當于多年平均35.5 億m3的44%。加之2020年春季降雨總量不多，六大水庫和灌區內部庫塘蓄水未得到有效補充，2020年4月1日，灌區總蓄水量26.48 億m3，比2019年同期少18.12 億m3，導致灌區春灌供水水源嚴重不足；至2020年6月中旬，灌區一直處于抗旱供水狀態，缺水矛盾十分突出。這次大旱充分顯現了灌區工程巨大的抗旱減災作用，也反應出供水保障能力不足的問題。

三、灌區用水需求變化及供水保障存在主要問題的原因分析

1．水資源總量受氣候影響時空分布不均總量不足

灌區所在江淮分水嶺地區為亞熱帶向暖溫帶過渡氣候區，南北氣流在此交匯，降水年際變化大、年內分配不均。一是灌區主要水源時空分布不均。多年平均降水量900～1100mm，灌區主要水源淠河、史河、杭埠河發源于大別山區，多年平均來水量49.66 億m3，最大1991年是最小1978年的5.5 倍，1978年僅18 億m3，由于灌區主要水源水庫興利庫容有限，豐水年份調蓄水量不足，干旱年份，特別是連續干旱年，因來水少，可供水量有限。二是灌區內水資源利用不足，灌區位于江淮分水嶺兩側，大多數河流短淺，不具備修建大中型控制性蓄水工程條件，灌區內徑流多年平均為42.6 億m3，豐枯變化更為明顯，降雨產生的徑流大多很快流走，多年平均調蓄利用量約10 億m3。三是外水補給在特大干旱年份受到制約。如2020年6月上旬，壽縣以淮河為水源的劉帝站、以瓦埠湖為水源的廟崗船閘臨時泵站均因水源水位低已無法提水。

2．灌區工程基礎仍然存在短板

一是灌區主要水源水庫興利庫容有限，汛期洪水資源化總體能力不強。除響洪甸和梅山水庫外，其余均為年調節水庫，佛子嶺、磨子潭、白蓮崖三庫總庫容13 億m3，現狀汛限水位蓄水量5.2 億m3，扣除死庫容，有效調蓄能力3 億m3。二是灌區外水補給站提水能力和配套渠系溝通能力不足，抗旱供水范圍有限。現狀1 個流量以上的外水補給站30 座，一級提水能力約160m3/s，設計灌溉面積174 萬畝。三是灌區工程于1958年開始建設到1972年骨干工程基本建成，受限于建設時期的經濟和技術水平，建設標準低；1996—2020年實施的大型灌區續建配套與節水改造，時間跨度超20 多年，現狀有的渠道存在滑坡、滲漏、建筑物漏水、險工險段等現象，部分渠道過流能力達不到設計要求；灌溉水利用系數約為0.53，與灌區規劃目標0.56 還有較大差距；四是灌區工程排洪系統不完善，特別是淠河總干渠等骨干渠道位于大別山余脈及江淮分水嶺兩側，有大量天然河溝平交，已建泄水閘下游天然河溝大多沒有經過治理，渠道泄水閘無法按設計運行，威脅工程防洪安全。

3．持續增長的生活用水

隨著城鎮化的不斷發展，生活供水的占比在不斷增加，同時來自大別山的優質水源是合肥、六安兩座中心城市生活水源首選。通過保持淠河總干渠羅管節制閘以上渠段的常年蓄水，保證了六安市城區水廠取水安全；優質原水通過淠河總干渠輸送到合肥市的董鋪、大房郢水庫進行調蓄，充分保障合肥城市生活供水。灌區內的大部分縣城、鄉鎮及農村安全飲水供水以渠道直接取水或灌區內中小型水庫供水。隨著城鄉生活供水一體化推進，灌區城鄉生活覆蓋范圍和供水量占比持續攀升。

據統計，目前依托灌區水源的水廠50 多座，灌區城鄉生活供水由2010年約4 億m3增加到2020年約8 億m3。

4．現代農業結構調整帶來的用水變化

灌區興建時的主要功能定位是農業灌溉。進入新時期，隨著傳統農業向現代農業發展，灌區農業種植發生顯著變化：一是種植結構和種植方式變化，灌區主要灌溉作物水稻面積穩中有增，約占灌區設計面積的80%，旱作物減少；水稻種植由傳統手工栽插方式向水直播、旱直播、機插秧等方式變化；稻蝦共生種養結合等新型生態農業范圍不斷擴大。二是農業種植區域調整特征更加明顯，淠河灌區壽縣、史河灌區的霍邱等農業大縣水稻種植面積增加，城市周邊區域水稻種植面積減少，特色農業增加。三是農業生產方式發生變化，土地流轉向種糧大戶、專業合作社等規模生產方式轉變，部分縣區土地流轉比例超過60%。這些變化對灌區農業用水量和灌溉供水時間上都提出更高的保障要求。

5．區域生態環境用水需要統籌保障

灌區建成后，改變了原有的區域水系，構建成區域新的水生態系統。近年來，灌區大部分城鎮依托灌區工程，因地制宜，實施了水生態工程，推進水生態文明建設。合肥市利用大蜀山分干渠建成西南部生態補水工程，六安市實施淠河總干渠城區段堤防綠化和水環境保護，開展城市生態補水。各地均依托灌區工程開展了水生態文明建設。灌區主要水源淠河、史河、杭埠河均已開展生態流量保障工作，這都需要灌區在水資源配置調度過程中加大對生態用水的統籌保障。

6．供水調度與用水管理仍存在不足

灌區水資源配置調度涉及蓄引提多水源，生活、農業、生態等多用水需求，以及復雜多變的水旱形勢。淠史杭灌區運行以來，逐步建立了統一管理，分級負責的管理體系，形成了 “統一調度、計劃供水、總量控制、綜合利用”等為主要特征的水資源配置調度模式，但仍然存在不足之處。一是現狀統一調度主要是對大型水庫的供水調度，灌區各市縣區管理的中小型水庫、塘壩和外水補給站由各縣區分級調度，制約水資源統一調度效率。二是用水管理不精細，支渠及以下放水涵用水管理、控制和計量不到位；上游仍然存在用水無序和浪費現象，造成下游用水緊張，如瓦西上段在金安區，下段在壽縣，上下游用水矛盾大，直接影響了水資源的合理調度和灌區整體效益發揮。三是水量配置調度與用水管理信息化程度較低。

四、提高灌區供水保障能力的措施

1．構建節水農業，提高水資源利用效率

淠史杭灌區供水結構雖然發生了很大變化，但農業供水仍然占總供水量的80%左右，農業節水潛力巨大。按照節水優先的原則，一是要在規劃上調整農業供水結構，根據灌區不同的水資源狀況，調整農業種養結構，減少高崗水稻種植面積，提高高附加值旱作物的種植面積，合理布局高耗水的稻蝦范圍。二是要推進土地流轉，因地制宜組建新型農業合作組織，推廣節水農業示范片建設，以點帶面，形成示范效應；進一步完善節水制度體系，強化節水管理機制，夯實農業節水管理基礎，提高農業用水效率。

2．建立引江濟淮溝通調水和提高灌區尾部外水補給能力

一是引江濟淮工程建成以后，淮河、瓦埠湖干旱年份水量將得到補充，能增加灌區外水補給能力、擴大供水范圍。在此基礎上，利用淠河總干渠與引江濟淮河道立體交叉建設連通工程，利用引江濟淮補充水量置換淠史杭灌區優質水源，完善合肥、六安等城鎮生活供水保障體系，灌區從“蓄、引、提”三種水源轉變成“蓄、引、提、調”四種水源保障。

二是根據不同區域水資源和農業產業布局特點，在灌區中下部以低揚程區域，瓦埠湖、城東湖、城西湖、巢湖等周邊，改造和新建外水補給泵站及提水泵站建設，擴大補水范圍，解決農業灌溉保障和干旱缺水問題，繼續提升外水補給保障能力，支撐新型農業發展。

3．加大投資、增強灌區工程基礎保障能力

一是繼續加大對灌區續建配套與現代化改造投資規模，消除影響灌區骨干工程安全運行的病險隱患，完成支渠配套和節水改造，彌補灌區信息化投入不足、建設滯后等問題，解決工程運行安全問題，提高渠道輸水能力，使灌溉水利用系數提高到0.56。二是構建安全可靠的工程防汛體系，著力解決灌區骨干工程的行洪問題，將行洪系統納入灌區續建配套和中小河流治理等項目實施，保障工程的防汛安全。

4．完善統一調度分級負責的運行管理體系

隨著灌區需水結構和供水形勢的變化，灌區工程支撐保障條件的提高，特別是引江濟淮工程的建成與運行，區域水資源狀況將得到較大改善，但同時配置與調度也更加復雜，需要進一步完善統一調度、分級負責的運行管理體系。一方面要強化灌區水資源統一調度，建立完善高效的統一調度體制和機制；另一方面要強化分級負責的責任落實，灌區各級管理單位需要在總體調度下，做好具體的用水安排和運行管理，做到用水有計劃、有控制、有計量，保障合理的用水需求，落實最嚴格水資源管理制度。

5．努力提升水資源配置調度智能化管理水平

通過數字化灌區建設，系統提升灌區水資源優化配置、科學調度和用水管理的信息化水平，進一步提高灌區供水保障能力。根據水資源配置調度、防汛抗旱和用水管理需要，依托淠史杭灌區量測水信息化工程建設，實現對蓄引提各類水源、渠首樞紐、骨干渠道及建筑物的水情（水位、流量），各類用水戶取水流量、區域雨情等數據自動采集，為水資源配置、調度和用水管理提供系統的數據支撐；研究開發水資源優化配置智能化系統，利用采集的各類動態信息，建立供需水量實時平衡分析、水量調度計劃、供水方案等調度模型，精準及時優化水量調度運行方案，高效地滿足灌區生活、生產、生態用水需求，推進灌區水資源集約安全利用