小浪底北岸灌區(qū)與西霞院灌區(qū)建設(shè)方案分析

□鄧 燕 高文強(qiáng)

（中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司）

1 項(xiàng)目基本情況

小浪底北岸灌區(qū)和西霞院灌區(qū)均位于河南省黃河北岸，分處小浪底水利樞紐下游的黃河左岸支流沁河與黃河干流匯流三角區(qū)，以及西霞院水庫樞紐左岸下游的黃河灘區(qū)，涉及濟(jì)源市和焦作市的沁陽、孟州、溫縣和武陟縣，共三市二縣。

小浪底北岸灌區(qū)從已建小浪底北岸灌溉洞引水，灌溉洞底部高程為223.00 m，設(shè)計(jì)引水流量30.00 m3/s。小浪底北岸灌區(qū)地處沁黃河沖擊平原區(qū)，整體地形北高南低、西高東低，地面平均縱坡0.30‰。設(shè)計(jì)灌溉面積3.45萬hm2，補(bǔ)水面積1.33萬hm2，灌區(qū)范圍內(nèi)地面高程為205.00～95.00 m。工程任務(wù)為城市供水和農(nóng)業(yè)灌溉。

西霞院灌區(qū)工程從西霞院水庫左岸壩下254.00 m處引水，引水閘及閘后50.00 m引水渠已隨西霞院水庫建成。西霞院灌區(qū)位于黃河左岸溫孟武灘區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積為2.22 萬hm2，為自流引水灌區(qū)。

2 項(xiàng)目建設(shè)方案分析

2.1 第一類方案（考慮西霞院輸水任務(wù)）

2.1.1 方案一

兩工程項(xiàng)目獨(dú)立建設(shè)，即：小浪底北岸灌區(qū)工程從小浪底水庫左岸已建灌溉洞引水，控制設(shè)計(jì)灌溉面積3.45萬hm2，并擔(dān)負(fù)給廣利灌區(qū)下游1.33萬hm2補(bǔ)源區(qū)補(bǔ)水任務(wù)；西霞院灌區(qū)工程從西霞院壩下254.00 m處已建引水閘引水，控制33.28萬hm2溫孟武黃河灘區(qū)，并向人民勝利渠灌區(qū)、武嘉灌區(qū)、大功灌區(qū)補(bǔ)水。

該方案工程總體布局為：小浪底北岸灌區(qū)總干渠始于濟(jì)源市郝家門渠首閘末端，在孟州市青龍溝村東北部結(jié)束，下設(shè)四條干渠、八條分干渠。西霞院灌區(qū)輸水總干渠從西霞院壩下已建取水口起，向東沿灌區(qū)和黃河濕地保護(hù)區(qū)北邊界至孟州王莊出灘地，最后沿武陟境內(nèi)黃河大堤向東穿沁河后在人民勝利渠總干渠1號(hào)跌水處接入人民勝利渠總干渠。

兩灌區(qū)共設(shè)骨干渠道十條，骨干線路建設(shè)總長(zhǎng)487.48 km，其中小浪底北岸灌區(qū)骨干線路建設(shè)總長(zhǎng)301.03 km；西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程骨干渠線總長(zhǎng)186.45 km；調(diào)蓄工程建設(shè)規(guī)模74.00萬m3；總引黃水量6.28億m3。

2.1.2 方案二

方案二相對(duì)于方案一，小浪底北岸灌區(qū)總干渠設(shè)計(jì)灌溉面積增加到5.66萬hm2，總干渠一分干分水口之后渠段和三干渠設(shè)計(jì)流量增加到30.00 m3/s；四干渠及四干一分干設(shè)計(jì)流量加大到9.00 m3/s。西霞院灌區(qū)總干渠匯流點(diǎn)以西部分渠長(zhǎng)調(diào)減為16.10 km，設(shè)計(jì)流量調(diào)減為1.00 m3/s；匯流點(diǎn)至原西霞院二分干引水口段輸水規(guī)模調(diào)減為9.00 m3/s；濟(jì)河與原輸水干渠交叉點(diǎn)以東41.54 km輸水干渠設(shè)計(jì)流量調(diào)減為30.00 m3/s。

建設(shè)規(guī)模主要變化為：線路減少15.50 km；西霞院灌區(qū)新增0.16億m3調(diào)蓄工程；總引黃量增加0.50億m3；在武陟黃河灘區(qū)需要穿越一次黃河大堤；總投資增加2.39億元。

2.1.3 方案三

方案三為雙口引水合并方案，即合并建設(shè)后，水源取水口為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區(qū)仍由小浪底北岸灌溉洞供水，渠系布置和規(guī)模同方案一；西霞院灌區(qū)由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口聯(lián)合供水。

方案三與方案一相比，建設(shè)規(guī)模主要變化：西霞院總干渠取水口至交匯點(diǎn)段流量減少2.50 m3/s，交匯點(diǎn)以東渠段流量減少1.90 m3/s；北岸灌區(qū)四干一分干規(guī)模加大到4.70 m3/s；總引黃量增加528.00萬m3；總投資減少307.00萬元。

2.2 第二類方案（不考慮西霞院輸水任務(wù)）

第二類方案不考慮西霞院輸水任務(wù)，也分為三個(gè)比選方案，一是獨(dú)立方案，二是由小浪底北岸灌溉洞單口供水的合并方案，三是由小浪底北岸灌溉洞和西霞院引水口聯(lián)合供水的雙口合并方案。

2.2.1 方案四（獨(dú)立方案）

方案四為兩個(gè)灌區(qū)相互獨(dú)立，各自利用自己的引水口供水。此方案下，小浪底北岸灌區(qū)范圍內(nèi)的渠系布置和規(guī)模與第一類方案的獨(dú)立方案完全相同。

扣除輸水渠線外，方案四的西霞院灌區(qū)工程的渠系布置與第一類方案的獨(dú)立方案（即方案一）相同。與方案一相比，西霞院工程建設(shè)規(guī)模主要變化為：西霞院灌區(qū)渠道建設(shè)長(zhǎng)度調(diào)減到142.42 km；西霞院引黃總量調(diào)減為5 542.00萬m3。

2.2.2 方案五（單口引水合并方案）

方案五為兩個(gè)灌區(qū)合并，由小浪底北岸灌溉洞單口引水。該方案下，小浪底北岸灌區(qū)范圍和西霞院灌區(qū)范圍內(nèi)的渠系布置同第一類方案的方案二，其中小浪底北岸灌區(qū)范圍內(nèi)的渠系規(guī)模和工程建設(shè)規(guī)模均不變，僅西霞院灌區(qū)部分規(guī)模有變化。與方案二相比主要變化為：渠道建設(shè)長(zhǎng)度調(diào)減為427.95 km；總調(diào)蓄工程建設(shè)規(guī)模調(diào)減至74.00萬m3；引黃總量調(diào)減為3.18億m3。

2.2.3 方案六（雙口聯(lián)合引水合并方案）

方案六為小浪底北岸灌溉洞和西霞院灌區(qū)引水口聯(lián)合供水的合并方案。該方案下，小浪底北岸灌區(qū)和西霞院灌區(qū)范圍內(nèi)的渠系布置同第一類方案的方案三。主要變化為：骨干線路設(shè)計(jì)渠長(zhǎng)由方案三的491.68 km調(diào)減為447.65 km；引黃總量由方案三的6.33億m3調(diào)減到3.09億m3。

2.3 項(xiàng)目建設(shè)方案比較

西霞院灌區(qū)工程主要任務(wù)為輸水，灌溉為次要任務(wù)，第一類考慮西霞院水利樞紐工程有下游輸水任務(wù)的三個(gè)方案都能實(shí)現(xiàn)小浪底北岸灌區(qū)工程和西霞院灌區(qū)工程的任務(wù)；不考慮給下游輸水任務(wù)的三個(gè)方案均能滿足兩個(gè)灌區(qū)的供水任務(wù)。各建設(shè)方案規(guī)模對(duì)比見表1。

表1 建設(shè)方案規(guī)模對(duì)比表

根據(jù)上表結(jié)果，比較分析如下：

2.3.1 考慮西霞院灌區(qū)工程給下游灌區(qū)補(bǔ)水

從工程規(guī)模上來看，兩灌區(qū)合并后，渠道總長(zhǎng)度和規(guī)模略有縮減，但是因輸水距離的增加，加上錯(cuò)峰引水，輸水歷時(shí)增加，水量損失加大，相同需水量情況下總引黃水量均比方案一有所增加，方案二和方案三比方案一引黃水量增幅分別為7.90%和0.80%。

從工程投資來看，合并方案需增加渠道規(guī)?；蛐略稣{(diào)蓄工程庫容來實(shí)現(xiàn)灌區(qū)供需水平衡，因此合并后方案的工程量及投資均比獨(dú)立方案有所增加，方案二和方案三比方案一投資變浮分別為7.50%和0.10%。

從后期的管理運(yùn)行難易程度來看，方案一水源和灌溉渠系各自獨(dú)立，便于后期管理；方案二和方案三兩水源混合，管理相對(duì)復(fù)雜。

三個(gè)建設(shè)方案相比，方案二總投資最多，并且建設(shè)較大規(guī)模的調(diào)蓄工程涉及移民和征遷范圍廣、難度較大，引黃水量最多及建設(shè)審批流程最復(fù)雜、工程建后管理最難，為最差方案。方案三和方案一各項(xiàng)工程特征指標(biāo)相當(dāng)，方案一相對(duì)于方案三具有如下優(yōu)點(diǎn)：引黃總量最少，更符合河南省引黃指標(biāo)緊缺的現(xiàn)狀；經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)相對(duì)優(yōu)，建設(shè)融資難度更??；獨(dú)立水源系統(tǒng)、項(xiàng)目建后管理最方便。

統(tǒng)籌考慮以上分析中引黃規(guī)模、工程布置、工程投資、運(yùn)行管理等方面的比選結(jié)果，方案一（獨(dú)立方案）各項(xiàng)指標(biāo)均最優(yōu)。

2.3.2 不考慮西霞院灌區(qū)給下游灌區(qū)補(bǔ)水

在西霞院引水樞紐輸水工程及灌區(qū)工程不擔(dān)負(fù)下游灌區(qū)輸水任務(wù)的三個(gè)方案中，通過小浪底北岸灌區(qū)北岸灌溉洞單口控制小浪底北岸灌區(qū)和西霞院灌區(qū)的方案，即方案五為最優(yōu)方案。

2.4 比較結(jié)果

對(duì)于有下游灌區(qū)輸水任務(wù)的情況，獨(dú)立建設(shè)方案一最優(yōu)；對(duì)于無下游灌區(qū)補(bǔ)水任務(wù)的情況，單口引水的合并方案五最優(yōu)。

3 結(jié)論

①兩灌區(qū)范圍均為國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)，在國家及河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)中均具有舉足輕重的作用。作為全國172項(xiàng)重點(diǎn)水利工程和河南省重要水利工程項(xiàng)目，這兩個(gè)工程項(xiàng)目均是必須要建設(shè)的。②小浪底北岸灌區(qū)工程和西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程各自工程任務(wù)明確，作為獨(dú)立工程項(xiàng)目建設(shè)綜合各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)，因此作為兩個(gè)獨(dú)立的工程項(xiàng)目建設(shè)是合適的。③以蟒河和黃河大堤為界，界限以北的3.45萬hm2區(qū)域?yàn)樾±说妆卑豆鄥^(qū)范圍，以南的2.22萬hm2溫孟武黃河灘區(qū)為西霞院灌區(qū)范圍。