淠史杭灌区抗旱供水调度研究

王代林

【摘 要】文章对淠史杭灌区干旱成因进行分析,通过水量平衡计算,提出了按单元供水的抗旱供水调度模式.

【期刊名称】《安徽水利水电职业技术学院学报》 【年(卷),期】2017(017)003 【总页数】5页(P1-5)

【关键词】淠史杭;灌区;抗旱;优化调度 【作 者】王代林

【作者单位】安徽省淠史杭灌区管理总局,安徽六安 237005 【正文语种】中 文 【中图分类】TV21

Abstract :The causes of the drought in the Pishihang irrigation are were analyzed.Based on the calculation of the water balance,a model of drought-resistant water supply is proposed in this paper. Key words:Pishihang; irrigation area;combat drought;optimal

淠史杭灌区承担着安徽、河南73.3×104hm2亩的农田灌溉和六安、合肥两座城市及沿途城镇供水任务，由于灌区水资源总量有限，近年来，随着城乡生活和工业用水快速增长，水资源趋于紧张。大旱年份，因降雨量和可供灌溉的水量不足，严重影响灌区农业正常灌溉，威胁区域内粮食生产用水安全。通过优化调度，可提高

灌区水资源利用效率，增强灌区抗旱减灾能力。 1.1 灌区旱灾状况

(1)历史旱灾。灌区建设以来大旱年份有1966、1978、1994、2001年等。1978年04～09月降水量340mm，五大水库06月下旬放空，后期无水抗旱，水稻受旱面积超过50%，减产5成以上成灾面积超过20%，旱灾历年最大。

(2)干旱。主要发生在夏秋季。因05～08月水稻需水量大，极易受旱。干旱频次高，有连续出现干旱及水旱交错发生的特点。重旱频次为12年，平均3年就有1次干旱。多连续干旱，如1965～1968年，1978～1979年，1994～1995年，2000～2001年等。而1991、1998年等又涝旱急转。 1.2 旱灾的因素

包括气象、降水、水资源、工程能力与管理等因素。灌区位于江淮梅雨地带，年季及年内雨量变化较大，极易发生空梅伏旱，降水量直接影响到水稻的灌溉需水量和灌区径流量，降水量少和灌区工程对水资源的利用程度是造成 旱灾主要原因。 1.3 灌区抗旱能力分析

淠史杭灌区已基本形成引、蓄、提3种水源联合供水、综合利用的抗旱工程体系。以灌区各级政府和抗旱指挥部门为指挥体系，水行政主管部门及所属灌区管理单位为抗旱主体和灌区水量分配方案、调度规程、协调机制的非工程体系。

造成灌区干旱缺水的主要因素有：灌溉期降水、六大水库来水，灌前六大水库蓄水量。综合以上因素制定标准，如表1所列。

降水量指标，采用降水距平法，取值范围为水稻泡田栽插及本田期生育需水时段，时段降水量比多年平偏少5～7成。淠河、史河灌区以中稻为主，取05～08月降水量距平；杭埠河灌区双季稻为主，取04～09月降水量距平。降水量主要用来计算生育期需要灌溉水量，是确定灌区干旱等级的主要指标。

六大水库蓄水指标，由于灌溉供水一般于04月中下旬开始，水库蓄水量按04月

01日为初始水量，以80%年作为典型年。六大水库来水量指标，根据近年来灌溉利用情况，淠河、史河灌区以04～07月份来水80%年份作为典型年，杭埠河灌区以04～08月份来水80%年份作为典型年。以蓄水量和来水量计算灌区中等干旱年灌区可供水量。

按标准选取中等干旱年进行水量平衡计算，淠史杭灌区中旱年份，淠河、史河、杭埠河灌区都存在不同程度的缺水。

灌区骨干渠系为框架，主要考虑工程能够控制，上下游关系的明确，相邻单元之间灌溉水利用系数存在差异，对有的干渠在一个县域境内的，不在细分供水单元，共分为27个供水单元。

淠河灌区共划分为18个供水单元，淠河总干渠直灌区从罗管闸分为上下游2个单元；淠东干渠由于金安区和寿县有上下游关系，分为4个供水单元；淠杭、瓦西跨县输水，各分2个单元；潜南干渠在肥西县境内，为1个单元；瓦东干渠寿县、长丰交叉用水，上游为肥西县，划分为4个供水单元；滁河干渠大蜀山1个单元，将军岭闸下根据跨县和管理情况，分为2个单元。史河灌区共划分为5个供水单元，史河总干渠和汲东干渠看花楼闸上作为1个供水单元，汲东干渠看花楼闸下分为2个供水单元，主要为裕安和霍邱；沣东、沣西主要在霍邱境内，各作为1个供水单元。杭埠河灌区共划分4个单元，根据上下游关系，舒庐干渠和杭北干渠各分为2个单元。

对各单元渠系水利用系数进行评估；按照渠系水利用系数相近原则，结合抗旱供水实践，将单元分为保障单元、影响单元、控制单元。保障单元，以上游水库供水为主，供水能力强，面积相对较小，渠系水利用系数高；影响单元，渠系水利用系数处于相对中间水平，供水能力不足，或面积过大，主要位于灌区中部；控制单元，位于灌区尾部，渠系水利用系数低，供水难度大。如表2所列。 4.1 抗旱供水优化调度方案

灌区干旱供水调配原则，灌区在缺水情况下，确保城镇用水，采用预留的办法；一般不考虑生态用水的配置；农业灌溉，利用节水的灌溉制度下的定额供水，尽可能扩大抗旱供水面积，减少因灌溉缺水而造成的农作物减产损失。

关于引、蓄、提3种水源的配置，灌区上游六大水库的水量控制利用程度高；灌区内部蓄水控制程度较低，一定范围内部蓄水灌溉面积基本上是确定的。外水补给站供水范围较为有限，在发生严重干旱缺水时，补给站将会开机提水。因此，在实际抗旱中，可以通过控制六大水库的供水范围来实现引蓄提3种水源的合理配置。因此，本次对抗旱供水的优化调度研究，核心是干旱缺水情况下，对六大水库可供灌溉水源的优化配置问题。

抗旱供水化配置目标：当灌区干旱水源短缺时，在有效的抗旱时间内，利用节水定额供水，有限水量抗旱灌溉面积最大，使农业干旱损失最小。

抗旱供水优化调度方案。淠史杭灌区抗旱供水主要是对水稻灌溉供水，在灌溉定额确定情况下，输水损失越小，灌溉面积越大。优化配置方案是，在干旱供水时，首先确定各单元内部蓄水灌溉面积后，再计算各单元需要渠首供水量。然后根据供水时间、供水能力、单元渠首需水量，按利用系数顺序对逐单元进行供水平衡，对灌区上游大型水库可供水量优化配置到各单元，水量配置流程如图1所示。其中确定有限水源合理最长的抗旱供水时间，因干旱发生和持续难以预测，供水时间确定是一个风险决策过程，一般用模型来确定或根据经验来确定。 4.2 抗旱供水优化调度方式

在非灌溉期，灌区管理总局要求各县区加强蓄水保水，根据各单元的蓄水能力不同，利用上游水库非调度发电尾水和降雨产生的区间径流向影响单元和控制单元供水，补充内部中小型水库和塘坝蓄水，提高内部蓄水的反调节能力。灌溉开始前，根据灌区的蓄水和农作物种植结构，制订供水计划，根据蓄水和前期降雨确定开灌时间。灌溉供水过程中，针对上游保障单元用水条件好，水量浪费严重的现象，加强对上

游的管理，实行“水量包干，流量包段”，控制上游用水量和用水强度，保证下游农作物得到适时灌溉。供水高峰阶段要求灌区各地合理利用内部蓄水进行灌溉，以缓解上游水库供水压力。灌区下游利用外水补给站开机补水，解决下游供水不足的矛盾。在干旱紧张时期，划定区域要求当地利用内部蓄水和提外水灌溉，上游水库原则上不向这些区域供水。 4.3 优化调度方案评价

在项目研究过程中，方案对中旱年可供水量进行模拟配置，充分考虑各渠道的实际过水能力，优化配置结果与相近年型实际供水结果比较，总体趋势相近，结果优化。实际情况是灌区上游以输水功能为主的骨干渠道各单元实际用水量普遍超过配置水量，有较大管理节约空间；受影响区域水量较配置量普遍偏少，可增加水量扩大灌溉面积；控制单元实际供水量较配置多，但仍然处于缺水情况。通过比较，反映灌区现状上游工程输水能力仍然需要加强，部分渠道输水损耗过大，需要加强用水管理。

优化调度措施如下：

(1)明确抗旱工作主体。政府是抗旱工作的指挥和组织主体，灌区各级政府、防汛抗旱指挥部门及灌区水管单位要明确抗旱工作职责。省防指批准抗旱供水优化调度方案并指导实施；灌区所在市、县、乡镇落实抗旱职责，协调好用水矛盾，维护好抗旱秩序。水管单位作为供水主体，要制定优化合理方案，负责具体实施。 (2)旱情监测评估和优化抗旱供水方案。利用现有的天气预报及水文预报条件，密切注视全灌区旱情变化，加强旱情监测，充分了解掌握水稻需水情况，做好灌区旱情分析工作。灌前根据水源情况，合理编制年度供水计划，严格按照栽插期与保收期的水量分配比例组织供水，控制水稻栽插面积。干旱发生期间，加强旱情监测评估，及时制定抗旱供水方案，优化配置上游水库向各单元的供水量。

(3)坚持多水源综合利用与合理供水方式。加强对抗旱水源的统一管理，做到引、

蓄、提3种水源综合利用。控制渠首引水；内部蓄水控制运用；及时提外水，扩大外水补给灌溉面积。在优化调度方案实施过程中，坚持合理的供水方式，淠河灌区水库供水能力强，采用高水位大流量运行。史河灌区受梅山水库供水流量限制，开灌前应先向有蓄水能力的沣西干渠灌区充蓄，错开用水高峰；在抗旱用水高峰时采用干渠轮灌。

(4)加强输水和用水管理。加强输水、用水管理，减少上游损耗，是保证优化调度方案目标实现的关键。坚持“水量包干、流量包段”；减少输水过程中的跑水、漏水，缩短总干、干渠上段直灌区用水时间；集中水权，计划用水，严肃用水纪律；大力推广水稻节水灌溉制度。

(5)提高灌区工程保障能力。通过工程建设与管理增强抗旱能力。续建配套与节水改造扩大有效灌溉面积，提高灌溉水利用系数，提高灌溉保证率；实施内容包括，水源工程，渠道与建筑物工程等。 通过研究，得到的结论如下：

(1)完成淠史杭灌区干旱现状系统分析。灌区存在较为严重的农业干旱问题，工程发挥了重要抗旱减灾效益，但在大旱年份，仍然有较大的农业干旱损失。灌区干旱主要与降水量和蓄水量有关，对水稻生长影响很大。灌区形成了引蓄提3种水源综合利用，完整的抗旱工程体系和抗旱供水管理体系，在实践中形成有效的抗旱供水模式。

(2)建立了淠史杭灌区农业干旱等级标准体系。标准体系是确定是否发生干旱和旱情评估主要依据；干旱时水量平衡分析是抗旱供水优化调度的基础工作，利用标准选取的中等干旱年并计算缺水量，能够较好地反映灌区干旱整体缺水状况，也是计算整体供水时间的主要依据。

(3)完成灌区抗旱供水优化调度方案。根据灌区工程体系、行政区域与供水管理实际，将灌区划分为可以调度控制的27个抗旱供水单元；利用系数是各抗旱供水单

元水利用效率的主要指标，按系数进行评估排序，根据系数并结合单元的实际情况对相近供水单元进行分类，分成供水保障单元、影响单元和控制供水单元。各单元内部蓄水利用后，计算到渠首需水情况，在总供水时间和各单元供水能力约束下，按照利用系数顺序对渠首抗旱水源进行优化配置，形成优化供水方案，通过与历史典型干旱年实际供水量进行对比分析，结果是优化方案合理，可操作性强。 (4)提出优化调度方案目标实现的保障措施。政府是抗旱工作的指挥和组织主体；灌区管理单位作为供水管理主体，需要做好决策和实施；在抗旱供水过程中要坚持3种水源综合利用与合理供水方式，加强渠道输水和面上用水管理；在工程措施方面加大灌区抗旱供水保障力度，重点是加大灌区续建配套与节水改造力度，做实工程管理与维护，保证渠道正常输水能力。

【相关文献】

[1] 姜枝庆.淠史杭灌区典型中旱年水量平衡分析与抗旱措施[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2006,(3):8-10.

[2] 安徽省水利厅.安徽省中西部重点区域及淠史杭灌区水量分配方案[R].2011.

[3] 黄义德，周银平，陈来宝，等.淠史杭灌区水资源优化配置的研究[J].安徽农业科学，2006,(14)：3554-3557.