极端干旱条件下对赣抚平原灌区供水的考量.pdf

工作交流 黄剑平 邓海龙 宗星宇 等 极端干旱条件下对赣抚平原灌区供水的考量 水利发展研究 ():():极端干旱条件下对赣抚平原灌区供水的考量黄剑平 邓海龙 宗星宇 付桃秀(江西省赣抚平原水利工程管理局 江西 南昌)摘要:针对赣抚平原灌区 年 月发生的极端气象干旱事件 结合灌区运行现状分析了灌区旱情特征 介绍了灌区旱情防御措施及效益 提出了提升灌区供水保灌能力的意见建议为指导灌区供水调度和防旱抗旱工作提供了科学依据关键词:赣抚平原灌区 极端干旱 供水调度 防旱抗旱:/开放科学(资源服务)标识码():中图分类号:()文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:江西省水利厅科技项目()江西省水利厅科技成果重点推广项目()作者简介:黄剑平()男 工程师 学士 主要从事灌区现代化管理以及灌区水资源优化配置研究:通信作者:邓海龙()男 教授级高级工程师 硕士 主要从事节水灌溉以及农业面源污染防治研究 :():水利发展研究第 卷 年第 期 引言气象干旱是指降水与蒸散发收支不平衡造成的水分异常短缺现象 近年来 由于气候变化和人类活动等因素的影响 气象干旱的发生频率和持续时间都有增加的趋势 给全球粮食安全和社会经济发展带来巨大挑战 我国是一个干旱频发的国家 尤其是长江中下游地区 由于受到季风气候和地形地貌的影响 经常出现不同类型以及不同等级的干旱 对农业灌溉用水的保障提出了严峻的考验 赣抚平原灌区地跨抚州、宜春、南昌 市 个县(市、区)个乡(镇)设计灌溉面积 万亩 有效灌溉面积 万亩 排渍面积 万亩 受益总人口 余万人 是一座以灌溉为主兼顾防洪、排涝、生活、工业、航运、发电、生态供水等多功能的大型综合开发水利工程 为长江以南最大的自流式引水灌区 灌区于 年 月动工兴建 年初建成受益 改变了赣抚平原地区昔日“十年九灾 非涝即旱”的自然面貌 给当地农业生产带来了翻天覆地的变化 成为了江西省重要的商品粮生产基地 为保障江西粮食安全提供了重要支撑 但是 在有的干旱年份 由于气象干旱带来的降雨量和可引水量的减少 灌区内地势较高的田块难以自流灌溉 需要通过提水措施才能进行灌溉 在灌区下游及末端存在较为严重的农业干旱问题 如何应对极端干旱灾害 提高灌区供水保灌能力 更好地展现灌区工程灌溉抗旱效益 助推灌区高质量发展 是当前灌区供水管理需要深入研究的课题灌区农业干旱分析 干旱年份回顾结合王少华提出的赣抚平原灌区干旱等级划分方法 分析 年赣抚平原灌区旱情资料 发现特旱、重旱、中旱年份均为 年 各占比 轻旱年份为 年 占比 正常年份为 年 占比 总体来说受旱年份占比 其中中旱及以上年份占比 赣抚平原灌区多年平均降雨量为 最大年降雨量为 最小年降雨量为 降雨在年内分布不均匀 春季夏初多雨 月降雨量均值达到 降雨量占年降雨量的 月水资源相对不足 个月平均降雨量为 仅占年降雨量的 具体如表 所列表 赣抚平原灌区 年分月降雨量描述统计月 份最小值中位数均 值最大值偏 度 变异系数 年总降水 年灌区降雨量为 从年降雨总量的角度来看属于正常年份 月累计降雨量为 占年雨量的 月降雨量为 月和 月降雨量均为 个月累计降雨量为 占年降雨量的 低于多年平均降雨量的 月、月、月份的降水量距平百分率分别为 、其旱情分别属于轻旱、特旱、特旱 其中 月、月份的降水量距平百分率均为 年期间的最低值 降雨的年内分布极不均衡因此结合水稻需水高峰期和月度、季度降雨总量来看 年为特旱年份 灌区干旱特点据江西省灌溉试验中心站多年水稻需水量统计数据分析来看 月需水量最大 月需水量次之其中 月和 月需水量均值分别为 和 月需水量均远高于其降水量 表现出容易受旱状况 月需水量为 上旬为早稻黄熟期 田面为落干状态 需水量小 但中下旬为晚稻整田栽插和返青阶段 泡田用水量大用水集中 且田面需保持一定水层以利返青 该时期用水量大 为灌溉用水高峰期 遇降雨量少时容易出现受旱状况工作交流 据统计 年期间 月份特旱年份为 年 占比 无重旱年份 中旱年份为 年占比为 轻旱年份为 年 占比 受旱年份为 年 其中中旱及以上年份为 年占比 月份特旱年份为 年 占比 无重旱年份 中旱年份为 年 占比为 轻旱年份为 年 占比 受旱年份为 年 其中中旱及以上年份为 年 占比 月份特旱年份为 年 占比 重旱年份为 年占比为 中旱年份为 年 占比为 轻旱年份为 年 占比 受旱年份为 年 其中中旱及以上年份为 年 占比 总体来说 月份旱情以中旱和轻旱为主 重旱和特旱情况占比少(见表)表 赣抚平原灌区 年 月份干旱程度统计干旱程度 月 月 月年份数占比/年份数占比/年份数 占比/特 旱 重 旱 中 旱 轻 旱 正 常 合 计 年灌区旱情原因分析造成灌区旱灾的主要因素包括气象、降雨、水资源、灌溉工程输 水 能 力、灌 区 管 理 水 平 等 因素 抚河水位创历史新低 来水偏少 年 抚河娄家村水文站出现有水文记录以来新低水位 月 日:抚河娄家村水文站水位 、较常年偏低约 比历史最低水位低 (历史最低水位 )实测流量 /较常年偏少 抚河廖家湾水文站出现 年最低水位 月 日:抚河廖家湾水文站水位 、较常年偏低约 比历史最低水位高 (历史最低水位)实测流量/较常年偏少 灌区范围局部区域供水能力偏低通过实地调查 分析了灌区部分地区在 月份和 月份的干旱状况及其影响因素 结果表明 四干渠下游的沙港河、乐圩河等调蓄水设施在 月份出现淤塞现象 导致蓄水能力显著下降 泾口乡泥湾村渠道被人为占用养鱼 闸口被堵塞 影响了近 亩农田的灌溉 总干新一支末端的白土镇、东干一分渠末端的架桥镇等地区在 月份遭遇了用水困难 约 万亩农田受到影响 此外 渠道内还存在枯树枝、水浮莲等杂物 进一步降低了渠道的输水能力 工程维护覆盖不全 输水效率低赣抚平原灌区实行统一管理和分级管理、专业管理与群众管理相结合的管理体制 但在不同级别的渠系建筑物上存在差异 东总干渠、西总干渠及主要建筑物等省管工程实行了物业化维护 部分支(分)渠、中小型建筑物等县管工程实行了标准化管理 但还有一部分支斗渠未实行标准化管理 据统计 灌区共有配水口 个 支渠以上渠系建筑物基本完善 但斗渠以下建筑物配套率不足 斗渠及以下末级渠系以及渠系建筑物工程完好率低 输水效率低下灌区供水保灌措施与效益分析 加快水资源配置工程建设 输水效率明显提高自 年 月以来 赣抚平原灌区先后开展了 批次的续建配套与节水改造工程建设 截至 年 灌区续建配套与节水改造项目累计投资 亿元 改造骨干渠道 建筑物 座 兴建量测水设施 处、工程视频采集点 处、信息监控中心 个、监控站点 个、水质监测点 个 灌区有效灌溉面积增加了 万亩 灌溉水有效利用系数从 提高到 骨干渠系水利用系数从 提高到 新增节水 万 干渠及以上渠道和主要工程建筑物的现状得到改善 众多中小型建筑物得到配套改造 骨干渠道衬砌率得到较大提高 节水效果较为明显 为扩大非农业供水创造了条件 灌区的硬件基础进一步夯实 保障国家粮食安全 服务农业和经济社会及改善人民生活质量的功能进一步增强 防灾减灾和为农民减负、帮农民增收效果明显 加强灌区农业灌溉有序调度 有旱无灾 年受抚河来水较少影响 赣抚平原灌区东、西总干渠首进水闸前抚河水位偏低 江西省赣抚平原水利工程管理局(以下简称赣管局)迅速水利发展研究第 卷 年第 期 落实全省防旱抗旱应急响应 第一时间组织召开灌区防旱抗旱工作会 对灌区防旱抗旱工作进行专项部署 启动灌区防旱抗旱 值班和领导带班制度、防旱抗旱工作信息日报 编制三个“天”水稻需水预报 和 赣抚平原灌区防旱抗旱工作简报 为灌区乃至全省农田灌溉、防旱抗旱提供技术指导 全力以赴保障供水安全和灌溉用水需求 在农业“双抢”用水高峰时期出现灌溉缺水或旱情情况下 实施灌区抗旱供水应急调度 以渠系为单位 做到“先灌高田 后灌低田 先灌下游后灌上游 先灌远田 后灌近田”的原则 采取轮灌方式供水 在各基层站、灌区各县(市、区)水资源保护中心、管理站、各乡镇有关人员共同做好小型分水涵闸放水控制的同时 辅以水稻间歇灌溉制度的推广应用 实现了灌区大旱之年有旱无灾灌区粮食生产喜获十八连丰 加大工程维养力度 确保供水安全大力实施灌区水利工程物业化管理改革 将灌区省直管工程全面推行物业化管理 对局直管的各类水闸、分水涵闸开展了设备油漆、上油保养、清淤清杂工作 对 渠道进行水面保洁 对 渠堤进行打草清杂等环境管理工作 在春灌前 广泛听取渠道沿线群众意见 及时进行清淤除塞、维修加固、闸门及启闭机保养工作 全力蓄水抗旱 落实轮灌工作措施 购买 多套水泵等抗旱设备 支援灌区各县(市、区)灌片 组建抗旱服务队和抗旱突击队 打通 田间沟渠 灌区城市供水保障有力 效益显现根据江西省赣抚平原灌区管理条例 视抚河上游下泄流量条件 统筹灌区生活、生态、生产供水分配 按照精准范围、精准对象、精准措施的抗旱工作要求 优先满足城乡居民生活用水 保障基本生态用水 并统筹农业、工业用水以及航运精确算好水量 精细化供水调度 覆盖南昌范围内的 座水厂、余处环境用水、处工业园区用水等 年实施的一系列用水调度方案 使宝贵的水资源发挥了更大作用 有力保障了灌区生活、基本生态、生产等用水需求 据灌区城市供水计量点数据统计分析:年供水量累计达到 亿 其中 环境用水、工业用水和高校园区用水分别为 亿、万、万 思考与建议灌区供水保灌能力是灌区水资源优化配置格局中的重要组成部分 能充分体现以人民为中心的思想 体现灌区水资源的公益性、社会性和基础性为此 提出以下几点思考与建议“抓工程改造”提高灌区抗旱保灌能力加大灌区续建配套与节水改造项目投入 增加输配水建筑物 赣抚平原灌区骨干渠道控制灌溉面积大、渠道长、坡度缓、易淤堵 尤其是在用水高峰期间 灌区渠道中下游大部分地势高的地块无法自流灌溉 亟需配套完善节制闸、分水闸等配水建筑物 以有效控制渠道中水位流量 满足各级渠道(段)的用水需求 同时 利用信息监测系统科学确定合适的灌溉时间和灌溉水分 实现精准用水、精准控水、高效节水目标 全面提升灌区输配水系统的整体效率 全力推动灌区高质量发展“抓供水调度”提高供水效率效益灌区各县(市、区)水资源管理中心参照省赣管局制定的农业配水标准 上报农业灌溉用水计划 非农用水户根据自身用水需求 合理申报用水量 并签订供水合同 省赣管局根据用水户需求核定供水量 编制供水计划 雨洪期 按照“统筹蓄泄 雨洪资源化利用”的调度原则 在确保度汛安全的前提下 根据天气预报提前预判水情、工情适当控制各进水闸和泄水闸的闸门开度 在雨水或洪水末期 东各干渠蓄水至设计水位 充分发挥各级渠道具有的调蓄能力 实现雨洪资源最大化利用 以减少抚河引水量 保障正常灌溉用水或旱涝急转时灌溉用水“抓工程管护”促进运行维护保水畅按照“属地负责 预防为主”的原则 建立完整的工程运行、维养、管护和监督台账 规范工程管护办法和考核办法 提高农田水利设施管护水平 做好各类抗旱设备设施及启闭机、闸门的维修养护和调试 确保关键时刻能随需随用 沿渠各基层管理站人员对渠道开展地毯式排查 对沿途渠道内、分水涵闸、桥洞的垃圾、杂物、水浮莲等阻挡物进行清理 有效解决输水“卡脖子”问题 改善渠道输水条件 提高输水能力 缩短输水周期 提工作交流 高农田灌溉供水效率“抓灌溉试验”提升保灌保供能力系统总结江西省灌溉试验中心站研究成果 提炼出先进实用的农业节水灌溉技术 促进水稻间歇灌溉、农业面源污染防控等技术成果在灌区的推广应用 在农业生产的环境、条件等发生了很大变化 特别是在水资源供需矛盾日趋尖锐 必须大力发展节水灌溉的新形势下 都亟需开展灌溉试验研究 为灌区水资源优化配置 高效供水调度提供数据支撑 建立灌区作物灌溉需水月度预报和应急预报制度 平时每月发布灌区作物灌溉需水预报 旱情严重时启动“三个 天”作物灌溉需水预报等应急预报结语()面对 年极端干旱气象条件 灌区通过启动应急响应 强化旱情研判预警和需水预报加强蓄水、供水、用水的优化调度 加大工程管护力度和水稻间歇灌溉制度的推广应用等应对措施使灌区供水保灌经受住了考验 有效降低了本次极端气象干旱带来的灾害()针对本次灌区防旱抗旱暴露出的短板 如灌区种植结构信息不准确 灌区信息化程度不高供水调度精准度不高 水资源管理能力还不能适应现代化灌区的要求等问题 建议强化灌区供水调度与用水管理方面的研究()以深化农业水价综合改革推进灌区现代化建设为契机 充分结合灌区“十四五”续建配套和现代化改造项目和数字孪生灌区先行先试建设项目 进一步摸清灌区内种植结构 结合种植面积、用水需求 合理编制供水调度方案 提升灌区供水保灌能力 提高灌区供水效率效益 助力灌区高质量发展参考文献:袁文平 周广胜 干旱指标的理论分析与研究展望 地球科学进展():万文华 变化环境下的干旱演变与水库适应性调度策略北京:清华大学 许凯 我国干旱变化规律及典型引黄灌区干旱预报方法研究 北京:清华大学 汪铎 张镡 历史时期“大型环流天气气候作物年景”系统低频振动的模拟试验 大气科学():王兵 高鹏 郭浩 等 江西大岗山林区樟树年轮对气候变化的响应 应用生态学报 ():刘剑宇 张强 邓晓宇 等 气候变化和人类活动对鄱阳湖流域径流过程影响的定量分析 湖泊科学 ():娄帅 王慧敏 牛文娟 等 基于区间直觉模糊集的水资源配置群决策研究 长江流域资源与环境 ():李桓 杨玉龙 赣抚平原灌区农业水价综合改革的实践与探索 江西水利科技 ():袁国荣 抢抓机遇 提速增效 建设生态文明赣抚平原灌区节水灌溉():杨方福 赣抚平原灌区信息化现状及高质量发展思路探讨 中国水利():王少华 江西省赣抚平原灌区降雨分布及干旱等级划分中国农村水利水电():蒲蕊 淠史杭灌区农业干旱现状与抗旱对策 现代农业科技():江西省水文监测中心 抚河水文水资源监测中心/:/熊金 吴潇远 科学调查算“水账”密切监测解民忧 南昌日报 雷声 全智平 王能耕 年江西省极端干旱回顾与思考 中国防汛抗旱 ():(责任编辑韩丽宇)