提高淠史杭灌区供水保障能力探讨

夏周胜

一、淠史杭灌区基本情况

安徽省淠史杭灌区是淠河、史河、杭埠河3 个自成系统又相毗邻灌区的合称，地处安徽省中西部大别山余脉的丘陵地带，跨淮河、长江两大流域。受益范围涉及2 省4 市17 个县区，灌区控制面积14107km2，设计灌溉面积1198 万亩，其中安徽省13130km2、1100 万亩。是以防洪、灌溉、城乡供水为主，兼有生态补水、水力发电等综合功能的特大型水利工程。

灌区已建成庞大工程系统，六大水库总库容70.74 亿m3，兴利库容32.4 亿m3；横排头、红石嘴和龙河口三大渠首引水枢纽设计流量600m3/s；灌区内有大型水库2 座，中型水库21 座，小型水库1200 多座，塘坝21 万多处；有外水补给站30 多处；七级固定渠道总长近2.5 万km，灌区支渠以上建筑物22400 多座。

灌区以大别山区佛子岭、响洪甸等六座大型水库及水库与渠首区间来水为主要水源；以灌区内当地径流为调节水源；以灌区边缘的淮河、瓦埠湖、巢湖等为提水位灌区补给水源。

灌区工程的建设运行，为皖西皖中地区水资源优化配置、综合利用创造了工程基础，解决了安徽省中西部江淮分水岭地区的干旱问题，支撑了区域经济社会的快速发展。随着经济社会的发展，特别是安徽融入长三角一体化发展，合肥经济圈的形成，迎来了区域发展的新时代。灌区用水结构和需水形势发生了较大变化，对灌区水资源的支撑保障功能要求更高，灌区水资源供需关系更加趋于紧张，特别是干旱年份供需矛盾加剧，在确保城乡生活供水安全的前提下，农业灌溉和生态环境等用水受到很大制约。

二、典型干旱年份水资源利用情况

淠史杭灌区新建以来，出现过1978年最严重干旱年份，2019—2020年灌区发生了40 多年来最严重的连旱，2019年灌区4月1日开灌前蓄水比较充足，总蓄水量达44.6 亿m3，其中六大水库蓄水34.49 亿m3，内部蓄水10.12 亿m3。2019年灌区蓄引提总供水量53 亿m3，其中渠首引水41 亿m3，有效保障了合肥、六安城市用水及灌区内的城乡生活用水安全和农业生产用水。但4—9月六大水库来水仅15.6 亿m3，只相当于多年平均35.5 亿m3的44%。加之2020年春季降雨总量不多，六大水库和灌区内部库塘蓄水未得到有效补充，2020年4月1日，灌区总蓄水量26.48 亿m3，比2019年同期少18.12 亿m3，导致灌区春灌供水水源严重不足；至2020年6月中旬，灌区一直处于抗旱供水状态，缺水矛盾十分突出。这次大旱充分显现了灌区工程巨大的抗旱减灾作用，也反应出供水保障能力不足的问题。

三、灌区用水需求变化及供水保障存在主要问题的原因分析

1．水资源总量受气候影响时空分布不均总量不足

灌区所在江淮分水岭地区为亚热带向暖温带过渡气候区，南北气流在此交汇，降水年际变化大、年内分配不均。一是灌区主要水源时空分布不均。多年平均降水量900～1100mm，灌区主要水源淠河、史河、杭埠河发源于大别山区，多年平均来水量49.66 亿m3，最大1991年是最小1978年的5.5 倍，1978年仅18 亿m3，由于灌区主要水源水库兴利库容有限，丰水年份调蓄水量不足，干旱年份，特别是连续干旱年，因来水少，可供水量有限。二是灌区内水资源利用不足，灌区位于江淮分水岭两侧，大多数河流短浅，不具备修建大中型控制性蓄水工程条件，灌区内径流多年平均为42.6 亿m3，丰枯变化更为明显，降雨产生的径流大多很快流走，多年平均调蓄利用量约10 亿m3。三是外水补给在特大干旱年份受到制约。如2020年6月上旬，寿县以淮河为水源的刘帝站、以瓦埠湖为水源的庙岗船闸临时泵站均因水源水位低已无法提水。

2．灌区工程基础仍然存在短板

一是灌区主要水源水库兴利库容有限，汛期洪水资源化总体能力不强。除响洪甸和梅山水库外，其余均为年调节水库，佛子岭、磨子潭、白莲崖三库总库容13 亿m3，现状汛限水位蓄水量5.2 亿m3，扣除死库容，有效调蓄能力3 亿m3。二是灌区外水补给站提水能力和配套渠系沟通能力不足，抗旱供水范围有限。现状1 个流量以上的外水补给站30 座，一级提水能力约160m3/s，设计灌溉面积174 万亩。三是灌区工程于1958年开始建设到1972年骨干工程基本建成，受限于建设时期的经济和技术水平，建设标准低；1996—2020年实施的大型灌区续建配套与节水改造，时间跨度超20 多年，现状有的渠道存在滑坡、渗漏、建筑物漏水、险工险段等现象，部分渠道过流能力达不到设计要求；灌溉水利用系数约为0.53，与灌区规划目标0.56 还有较大差距；四是灌区工程排洪系统不完善，特别是淠河总干渠等骨干渠道位于大别山余脉及江淮分水岭两侧，有大量天然河沟平交，已建泄水闸下游天然河沟大多没有经过治理，渠道泄水闸无法按设计运行，威胁工程防洪安全。

3．持续增长的生活用水

随着城镇化的不断发展，生活供水的占比在不断增加，同时来自大别山的优质水源是合肥、六安两座中心城市生活水源首选。通过保持淠河总干渠罗管节制闸以上渠段的常年蓄水，保证了六安市城区水厂取水安全；优质原水通过淠河总干渠输送到合肥市的董铺、大房郢水库进行调蓄，充分保障合肥城市生活供水。灌区内的大部分县城、乡镇及农村安全饮水供水以渠道直接取水或灌区内中小型水库供水。随着城乡生活供水一体化推进，灌区城乡生活覆盖范围和供水量占比持续攀升。

据统计，目前依托灌区水源的水厂50 多座，灌区城乡生活供水由2010年约4 亿m3增加到2020年约8 亿m3。

4．现代农业结构调整带来的用水变化

灌区兴建时的主要功能定位是农业灌溉。进入新时期，随着传统农业向现代农业发展，灌区农业种植发生显著变化：一是种植结构和种植方式变化，灌区主要灌溉作物水稻面积稳中有增，约占灌区设计面积的80%，旱作物减少；水稻种植由传统手工栽插方式向水直播、旱直播、机插秧等方式变化；稻虾共生种养结合等新型生态农业范围不断扩大。二是农业种植区域调整特征更加明显，淠河灌区寿县、史河灌区的霍邱等农业大县水稻种植面积增加，城市周边区域水稻种植面积减少，特色农业增加。三是农业生产方式发生变化，土地流转向种粮大户、专业合作社等规模生产方式转变，部分县区土地流转比例超过60%。这些变化对灌区农业用水量和灌溉供水时间上都提出更高的保障要求。

5．区域生态环境用水需要统筹保障

灌区建成后，改变了原有的区域水系，构建成区域新的水生态系统。近年来，灌区大部分城镇依托灌区工程，因地制宜，实施了水生态工程，推进水生态文明建设。合肥市利用大蜀山分干渠建成西南部生态补水工程，六安市实施淠河总干渠城区段堤防绿化和水环境保护，开展城市生态补水。各地均依托灌区工程开展了水生态文明建设。灌区主要水源淠河、史河、杭埠河均已开展生态流量保障工作，这都需要灌区在水资源配置调度过程中加大对生态用水的统筹保障。

6．供水调度与用水管理仍存在不足

灌区水资源配置调度涉及蓄引提多水源，生活、农业、生态等多用水需求，以及复杂多变的水旱形势。淠史杭灌区运行以来，逐步建立了统一管理，分级负责的管理体系，形成了 “统一调度、计划供水、总量控制、综合利用”等为主要特征的水资源配置调度模式，但仍然存在不足之处。一是现状统一调度主要是对大型水库的供水调度，灌区各市县区管理的中小型水库、塘坝和外水补给站由各县区分级调度，制约水资源统一调度效率。二是用水管理不精细，支渠及以下放水涵用水管理、控制和计量不到位；上游仍然存在用水无序和浪费现象，造成下游用水紧张，如瓦西上段在金安区，下段在寿县，上下游用水矛盾大，直接影响了水资源的合理调度和灌区整体效益发挥。三是水量配置调度与用水管理信息化程度较低。

四、提高灌区供水保障能力的措施

1．构建节水农业，提高水资源利用效率

淠史杭灌区供水结构虽然发生了很大变化，但农业供水仍然占总供水量的80%左右，农业节水潜力巨大。按照节水优先的原则，一是要在规划上调整农业供水结构，根据灌区不同的水资源状况，调整农业种养结构，减少高岗水稻种植面积，提高高附加值旱作物的种植面积，合理布局高耗水的稻虾范围。二是要推进土地流转，因地制宜组建新型农业合作组织，推广节水农业示范片建设，以点带面，形成示范效应；进一步完善节水制度体系，强化节水管理机制，夯实农业节水管理基础，提高农业用水效率。

2．建立引江济淮沟通调水和提高灌区尾部外水补给能力

一是引江济淮工程建成以后，淮河、瓦埠湖干旱年份水量将得到补充，能增加灌区外水补给能力、扩大供水范围。在此基础上，利用淠河总干渠与引江济淮河道立体交叉建设连通工程，利用引江济淮补充水量置换淠史杭灌区优质水源，完善合肥、六安等城镇生活供水保障体系，灌区从“蓄、引、提”三种水源转变成“蓄、引、提、调”四种水源保障。

二是根据不同区域水资源和农业产业布局特点，在灌区中下部以低扬程区域，瓦埠湖、城东湖、城西湖、巢湖等周边，改造和新建外水补给泵站及提水泵站建设，扩大补水范围，解决农业灌溉保障和干旱缺水问题，继续提升外水补给保障能力，支撑新型农业发展。

3．加大投资、增强灌区工程基础保障能力

一是继续加大对灌区续建配套与现代化改造投资规模，消除影响灌区骨干工程安全运行的病险隐患，完成支渠配套和节水改造，弥补灌区信息化投入不足、建设滞后等问题，解决工程运行安全问题，提高渠道输水能力，使灌溉水利用系数提高到0.56。二是构建安全可靠的工程防汛体系，着力解决灌区骨干工程的行洪问题，将行洪系统纳入灌区续建配套和中小河流治理等项目实施，保障工程的防汛安全。

4．完善统一调度分级负责的运行管理体系

随着灌区需水结构和供水形势的变化，灌区工程支撑保障条件的提高，特别是引江济淮工程的建成与运行，区域水资源状况将得到较大改善，但同时配置与调度也更加复杂，需要进一步完善统一调度、分级负责的运行管理体系。一方面要强化灌区水资源统一调度，建立完善高效的统一调度体制和机制；另一方面要强化分级负责的责任落实，灌区各级管理单位需要在总体调度下，做好具体的用水安排和运行管理，做到用水有计划、有控制、有计量，保障合理的用水需求，落实最严格水资源管理制度。

5．努力提升水资源配置调度智能化管理水平

通过数字化灌区建设，系统提升灌区水资源优化配置、科学调度和用水管理的信息化水平，进一步提高灌区供水保障能力。根据水资源配置调度、防汛抗旱和用水管理需要，依托淠史杭灌区量测水信息化工程建设，实现对蓄引提各类水源、渠首枢纽、骨干渠道及建筑物的水情（水位、流量），各类用水户取水流量、区域雨情等数据自动采集，为水资源配置、调度和用水管理提供系统的数据支撑；研究开发水资源优化配置智能化系统，利用采集的各类动态信息，建立供需水量实时平衡分析、水量调度计划、供水方案等调度模型，精准及时优化水量调度运行方案，高效地满足灌区生活、生产、生态用水需求，推进灌区水资源集约安全利用