小浪底北岸灌区与西霞院灌区建设方案分析

□邓 燕 高文强

（中水北方勘测设计研究有限责任公司）

1 项目基本情况

小浪底北岸灌区和西霞院灌区均位于河南省黄河北岸，分处小浪底水利枢纽下游的黄河左岸支流沁河与黄河干流汇流三角区，以及西霞院水库枢纽左岸下游的黄河滩区，涉及济源市和焦作市的沁阳、孟州、温县和武陟县，共三市二县。

小浪底北岸灌区从已建小浪底北岸灌溉洞引水，灌溉洞底部高程为223.00 m，设计引水流量30.00 m3/s。小浪底北岸灌区地处沁黄河冲击平原区，整体地形北高南低、西高东低，地面平均纵坡0.30‰。设计灌溉面积3.45万hm2，补水面积1.33万hm2，灌区范围内地面高程为205.00～95.00 m。工程任务为城市供水和农业灌溉。

西霞院灌区工程从西霞院水库左岸坝下254.00 m处引水，引水闸及闸后50.00 m引水渠已随西霞院水库建成。西霞院灌区位于黄河左岸温孟武滩区，设计灌溉面积为2.22 万hm2，为自流引水灌区。

2 项目建设方案分析

2.1 第一类方案（考虑西霞院输水任务）

2.1.1 方案一

两工程项目独立建设，即：小浪底北岸灌区工程从小浪底水库左岸已建灌溉洞引水，控制设计灌溉面积3.45万hm2，并担负给广利灌区下游1.33万hm2补源区补水任务；西霞院灌区工程从西霞院坝下254.00 m处已建引水闸引水，控制33.28万hm2温孟武黄河滩区，并向人民胜利渠灌区、武嘉灌区、大功灌区补水。

该方案工程总体布局为：小浪底北岸灌区总干渠始于济源市郝家门渠首闸末端，在孟州市青龙沟村东北部结束，下设四条干渠、八条分干渠。西霞院灌区输水总干渠从西霞院坝下已建取水口起，向东沿灌区和黄河湿地保护区北边界至孟州王庄出滩地，最后沿武陟境内黄河大堤向东穿沁河后在人民胜利渠总干渠1号跌水处接入人民胜利渠总干渠。

两灌区共设骨干渠道十条，骨干线路建设总长487.48 km，其中小浪底北岸灌区骨干线路建设总长301.03 km；西霞院水利枢纽输水及灌区工程骨干渠线总长186.45 km；调蓄工程建设规模74.00万m3；总引黄水量6.28亿m3。

2.1.2 方案二

方案二相对于方案一，小浪底北岸灌区总干渠设计灌溉面积增加到5.66万hm2，总干渠一分干分水口之后渠段和三干渠设计流量增加到30.00 m3/s；四干渠及四干一分干设计流量加大到9.00 m3/s。西霞院灌区总干渠汇流点以西部分渠长调减为16.10 km，设计流量调减为1.00 m3/s；汇流点至原西霞院二分干引水口段输水规模调减为9.00 m3/s；济河与原输水干渠交叉点以东41.54 km输水干渠设计流量调减为30.00 m3/s。

建设规模主要变化为：线路减少15.50 km；西霞院灌区新增0.16亿m3调蓄工程；总引黄量增加0.50亿m3；在武陟黄河滩区需要穿越一次黄河大堤；总投资增加2.39亿元。

2.1.3 方案三

方案三为双口引水合并方案，即合并建设后，水源取水口为小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口。

此方案下原小浪底北岸灌区仍由小浪底北岸灌溉洞供水，渠系布置和规模同方案一；西霞院灌区由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口联合供水。

方案三与方案一相比，建设规模主要变化：西霞院总干渠取水口至交汇点段流量减少2.50 m3/s，交汇点以东渠段流量减少1.90 m3/s；北岸灌区四干一分干规模加大到4.70 m3/s；总引黄量增加528.00万m3；总投资减少307.00万元。

2.2 第二类方案（不考虑西霞院输水任务）

第二类方案不考虑西霞院输水任务，也分为三个比选方案，一是独立方案，二是由小浪底北岸灌溉洞单口供水的合并方案，三是由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口联合供水的双口合并方案。

2.2.1 方案四（独立方案）

方案四为两个灌区相互独立，各自利用自己的引水口供水。此方案下，小浪底北岸灌区范围内的渠系布置和规模与第一类方案的独立方案完全相同。

扣除输水渠线外，方案四的西霞院灌区工程的渠系布置与第一类方案的独立方案（即方案一）相同。与方案一相比，西霞院工程建设规模主要变化为：西霞院灌区渠道建设长度调减到142.42 km；西霞院引黄总量调减为5 542.00万m3。

2.2.2 方案五（单口引水合并方案）

方案五为两个灌区合并，由小浪底北岸灌溉洞单口引水。该方案下，小浪底北岸灌区范围和西霞院灌区范围内的渠系布置同第一类方案的方案二，其中小浪底北岸灌区范围内的渠系规模和工程建设规模均不变，仅西霞院灌区部分规模有变化。与方案二相比主要变化为：渠道建设长度调减为427.95 km；总调蓄工程建设规模调减至74.00万m3；引黄总量调减为3.18亿m3。

2.2.3 方案六（双口联合引水合并方案）

方案六为小浪底北岸灌溉洞和西霞院灌区引水口联合供水的合并方案。该方案下，小浪底北岸灌区和西霞院灌区范围内的渠系布置同第一类方案的方案三。主要变化为：骨干线路设计渠长由方案三的491.68 km调减为447.65 km；引黄总量由方案三的6.33亿m3调减到3.09亿m3。

2.3 项目建设方案比较

西霞院灌区工程主要任务为输水，灌溉为次要任务，第一类考虑西霞院水利枢纽工程有下游输水任务的三个方案都能实现小浪底北岸灌区工程和西霞院灌区工程的任务；不考虑给下游输水任务的三个方案均能满足两个灌区的供水任务。各建设方案规模对比见表1。

表1 建设方案规模对比表

根据上表结果，比较分析如下：

2.3.1 考虑西霞院灌区工程给下游灌区补水

从工程规模上来看，两灌区合并后，渠道总长度和规模略有缩减，但是因输水距离的增加，加上错峰引水，输水历时增加，水量损失加大，相同需水量情况下总引黄水量均比方案一有所增加，方案二和方案三比方案一引黄水量增幅分别为7.90%和0.80%。

从工程投资来看，合并方案需增加渠道规模或新增调蓄工程库容来实现灌区供需水平衡，因此合并后方案的工程量及投资均比独立方案有所增加，方案二和方案三比方案一投资变浮分别为7.50%和0.10%。

从后期的管理运行难易程度来看，方案一水源和灌溉渠系各自独立，便于后期管理；方案二和方案三两水源混合，管理相对复杂。

三个建设方案相比，方案二总投资最多，并且建设较大规模的调蓄工程涉及移民和征迁范围广、难度较大，引黄水量最多及建设审批流程最复杂、工程建后管理最难，为最差方案。方案三和方案一各项工程特征指标相当，方案一相对于方案三具有如下优点：引黄总量最少，更符合河南省引黄指标紧缺的现状；经济效益指标相对优，建设融资难度更小；独立水源系统、项目建后管理最方便。

统筹考虑以上分析中引黄规模、工程布置、工程投资、运行管理等方面的比选结果，方案一（独立方案）各项指标均最优。

2.3.2 不考虑西霞院灌区给下游灌区补水

在西霞院引水枢纽输水工程及灌区工程不担负下游灌区输水任务的三个方案中，通过小浪底北岸灌区北岸灌溉洞单口控制小浪底北岸灌区和西霞院灌区的方案，即方案五为最优方案。

2.4 比较结果

对于有下游灌区输水任务的情况，独立建设方案一最优；对于无下游灌区补水任务的情况，单口引水的合并方案五最优。

3 结论

①两灌区范围均为国家粮食生产核心区，在国家及河南省粮食生产核心区建设中均具有举足轻重的作用。作为全国172项重点水利工程和河南省重要水利工程项目，这两个工程项目均是必须要建设的。②小浪底北岸灌区工程和西霞院水利枢纽输水及灌区工程各自工程任务明确，作为独立工程项目建设综合各项指标优，因此作为两个独立的工程项目建设是合适的。③以蟒河和黄河大堤为界，界限以北的3.45万hm2区域为小浪底北岸灌区范围，以南的2.22万hm2温孟武黄河滩区为西霞院灌区范围。