广西百色市右江河谷台地区灌溉方案研究

李科杰

（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）

0 引言

广西百色市右江河谷台地区位于西江支流郁江上游的右江盆地，聚集了百色市城区及右江区、田阳县、田东县、平果市4县（区、市），是百色市人口最集中、耕地较连片、土地较肥沃的区域，为百色市重要经济发展区域。该区域地貌类型复杂多样，山地、台地是主要的地貌类型，尚有少量岩溶地貌分布。该区域与海南岛、西双版纳同为中国三大优势亚热带季风气候区，具有“大粮仓、大菜园、大果园”的美誉，是全国重要的“南菜北运”基地，也是国家授予的“芒果之乡”，建有“袁隆平东盟农业科技园”和“国家杂交水稻工程研究中心东盟分中心”，是国家级特色产业基地。由于区域降雨时空分布不均，灌区沿江田高水低，造成大部分农田、果园无可靠灌溉水源，属于广西三大旱片之一的桂西北旱片。灌区现状有效灌溉面积约0.67 万hm2，仅占灌区耕地、园地总面积的17%，部分区域旱灾频繁发生，严重影响了粮食、蔬菜、水果的生产和当地经济社会的可持续发展。2009—2010 年西南地区发生特大干旱，造成右江河谷内16.7 万人饮水困难，1.73 万hm2农作物受灾。

广西水利部门十分重视右江河谷的灌溉问题，曾多次进行规划和建设，在澄碧河水库及百色水利枢纽的设计中均提出了解决河谷内农田灌溉的方案，但是由于工程量巨大、运行费用高、管理难度大等原因均未能实施。纵观右江河谷各次灌溉工程规划及建设，无不是因为工程过于浩大，无法实施，或因小打小闹，设计标准偏低、配套不完善，而未能彻底解决右江河谷大面积灌溉问题。由于河谷地区独特的丘陵群峰地形及岩溶地貌分布，河谷中心耕地平坦，往两边呈阶梯状递增，缓坡比较多，山丘海拔高度110～260 m 之间，峰地起伏连片，大多数耕园地分布在缓坡群峰上，作物种植分布海拔跨度大，常规渠道灌溉较难控灌，仅能沿山脚灌溉谷地部分平坦耕地，坡地上果园现状均无水利设施灌溉，致使该地区耕园地灌溉成为一个较大的难题。

根据右江河谷内多年来抗旱的实践情况，由于河谷地高水低的自然条件，各种小型水利工程的建设难以解决区域的干旱缺水状况，经过调查和分析论证，只能依靠水量较丰富的控制性水源工程、通过大规模的有压引水灌溉才能较好地解决河谷的缺水问题。

1 灌溉范围及面积方案

1.1 确定原则

结合右江河谷历次灌溉规划，本次主要在百色水利枢纽原灌溉分析范围的基础上进行研究，包括从百色水库到平果市城区附近的右江河谷，基本包括了右江河谷两侧的所有耕地和园地。百色水库原设计灌溉方式是通过放水到河道，在已建灌区的基础上结合新建右江提水泵站进一步扩大灌溉，但受当时的社会经济条件限制，原有渠道之上有大量坡耕地未能纳入其中。目前，河谷内主要依靠已建的蓄、引工程灌溉水稻及部分经济作物。而且这些年来，河谷地区冬菜、水果等经济作物发展势头良好，右江河谷内进行了一系列土地平整及流转，发展了部分蔬菜种植基地、新增了大量规模化果园，土地利用情况发生了较大变化，百色水库原设计灌溉规模已远远不能适应当地种植业的发展需求。经本次调查发现，在河谷内还是存在有大量的旱地及果园未有灌溉设施覆盖，同时现有骨干灌溉水源的城市供水任务加重，灌溉用水日趋紧张。

根据右江河谷台地区的特点，结合区域土地利用、农业产业发展、城镇发展以及扶贫要求，针对河谷内水利基础设施存在的问题，从经济合理性角度分析灌溉范围，主要遵循以下原则：对区域内河谷两侧现状无灌溉设施且相对连片的旱地及果园，在一定经济性范围内，均可以考虑纳入灌溉范围；对河谷内有补水需求的现有灌片进行补水；充分考虑各片区种植基地发展、农村生活口粮需要、乡村振兴发展需要、饮水困难方面因素，重点向贫困人口较多的村屯以及扶贫移民集中安置点倾斜。

1.2 灌溉范围分析

考虑到右江河谷属河谷型台地性质，耕、园地主要沿河谷呈狭长带状分布，灌溉范围确定主要对河谷灌溉末端及河谷两侧高程较高的的坡地进行分析论证。

1.2.1 河谷末端范围的确定

本次结合地形及面积分布，重点对末端的平果市灌片进行分析论证。平果市在河谷一带的耕园地主要集中在右岸的果化灌片及左岸的布见—龙马灌片，根据本次现场调研，田东与平果之间有高坡分隔，使得平果市内的灌片相对独立。平果市右岸果化镇至平果铝工业园一带现有的大部分旱地已纳入工业园或城市建设用地，剩下相对成片的耕地已较少，主要分布在右江右岸支流达乐河两岸，可发展灌溉面积约1.3 万亩，如果考虑由本项目进行灌溉，则需从田东布设引水管，管长21 km，由于田东与平果之间有高坡分隔，因此需在该支管上布置一座提水泵站，经估算，输水至该灌片末端需投资1.43 亿元，亩均投资高达11 000 元/亩，从技术经济合理性看，果化灌片引水灌溉的投资成本过高，与就近从当地水源取水相比无优势可言。平果市布见—龙马灌片沿右江左岸支流布见河及濑江分布，由联合水库、布见水库、敢怀水库、龙马水库、那马水库等5 座中型水库联合灌溉，若百色水库灌区考虑控灌龙马—布见灌片，根据田东县至该灌片的沿线地形，线路布置受南百铁路和云桂高铁的影响，考虑该灌片从田东引水线路长约46 km，输水管道到达该灌片对应灌溉最低运行水位的水力坡度线高程为89.3 m，与该处右江水位基本相当，且通过分析，考虑灌区续建配套与节水改造后当地水源基本满足灌片用水要求，布见—龙马灌片宜维持现状灌溉体系。因此，本次灌溉规划范围不考虑到平果市。

1.2.2 河谷两侧范围确定

目前在右江河谷两侧的山坡上开发种植了大量水果，已成为全国有名的水果种植基地。考虑到河谷内果园主要分布在250 m 高程以下的山坡地上，而百色水库死水位达到203 m，因此将河谷两侧250～200 m高程以下相对成片的旱地及果园纳入灌区范围。

1.2.3 河谷内现有灌区的整合

河谷内现有万亩灌区共6个，分别为右江灌区、福禄、小梅、那孟、那音、露美灌区，其中右江灌区为大型灌区。本次对现有灌区的灌溉情况进行复核，以确定是否纳入灌区规划范围内。

（1）右江大型灌区。右江灌区为全国大型灌区之一，通过历年的骨干工程续建配套与节水改造，灌溉用水效率明显提高，然而灌区干旱缺水问题仍然存在，主要原因有3个方面：一是右江灌区原6座右江补水泵站主要在枯水季节进行补水，但目前这6座泵站因年久失修均已报废，无法发挥补水作用；二是右江灌区规划作物结构以双季稻为主，而随着百色秋冬菜产业的蓬勃发展，复种指数提高，进一步加剧了灌区的水资源供需矛盾；三是百东河水库原没有城镇供水任务，随着右江河谷内城镇建设加快，百东河水库开始向田阳县城供水。由于以上这些因素，使得右江灌区在枯水季节供水非常紧张。考虑通过更新改造沿江补水泵站的方式解决灌区缺水问题投资较大，且运行费用高，日后运行维护难度大。而百色输水干管从右江灌区经过，仅需引1.9 km 的补水管即可实现向百东河水库自流补水，不改变右江灌区续建配套与节水改造工程已经完成的水利设施，不会造成建设内容重复，反而会提高已建成的右江灌区续建配套与节水改造工程的灌溉效益。而且百色输水管道向右江灌区补水主要利用干管的空闲能力，可以在不扩大百色水库引水干管规模的情况下为百东河水库补水，补水经济性和效果更好，因此考虑右江灌区的补水需求。

（2）中小型灌区。现有万亩以上中型灌区共计5处，以及一些小型灌区，这些中小型灌片大多数修建于二十世纪五六十年代，运行年代久远，损毁失修，灌溉效益较低，且灌片缺乏骨干控制工程，调节性能差，抵御干旱能力较低。百色水库灌区修建后，以百色水库为龙头水源对下游零星灌片进行统一规划灌溉，可提高灌片保证率，降低抽水成本。本次考虑纳入灌区进行续建配套与节水改造，从水源上进行优化，与百色水库实现水源互补，高水高用、优水优用。

1.2.4 推荐成果

综上所述，本次百色水库灌区规划灌溉范围主要为百色水库以下至田东县思林镇沿河两岸相对成片的耕地及果园，共涉及3个县（区）。同时，考虑右江灌区的补水需求，利用百色输水管道空闲期能力向右江灌区的龙头水源百东河水库自流补水。结合本次灌区范围分析成果，今后右江河谷区域的灌溉布局拟调整为百色水库灌区、右江灌区和平果市布见—龙马灌片三大片区（见图1）。

图1 右江河谷区域规划灌溉布局示意图

1.3 面积确定

根据1∶1万地形图，结合正摄影像图，对分析范围内适宜耕种的面积进行圈定，采用国土二调图对圈定范围内的土地地类进行提取，同时结合地方城市建设发展规划、土地利用发展规划、农业发展规划等资料，对地块进行规划分类调整。经统计，本次分析百色水库灌区规划灌溉面积3.95 万hm2，加上补水区右江灌区灌溉面积2.17 万hm2，供水区域合计灌溉面积为6.12 万hm2。依据行政区划、河流水系、现有水利设施，作物种植结构、方便管理等因素，分为12个片区及一个补水区（见表1和图2）。

图2 右江河谷区域灌溉分区示意图

表1 右江河谷台地区灌溉范围及面积成果表万hm2

2 灌溉水源方案

2.1 河谷需补水量分析

对河谷12个片区及补水区的需水进行分析，得河谷12个片区的需水量为15 992万m3，补水区的需水量为23 945万m3，合计为39 937万m3。区域内现状主要灌溉水源工程包括23 座水库、6 座引水工程、7座提水泵站，根据测算，得河谷12个片区的水源工程可供水量为9030万m3，补水区的可供水量为20 280万m3，合计为29 310万m3。根据各片区需水量及现有水源工程可供水量，得出12个片区的缺水量为6962万m3，补水区的缺水量为3665万m3，合计为10 627万m3。根据以上分析，说明当地现有主要水源工程无法满足灌溉需求，需要外引水源解决各片区需水问题，根据测算，各片区需补水量为10 627万m3，流量为11.16 m3/s。区域各片需补水量及补水流量成果见表2。

表2 区域各片需补水量及补水流量成果表

2.2 区域骨干灌溉水源拟定

根据右江河谷内多年来抗旱的实践情况，由于河谷地高水低的自然条件，各种小型水利工程的建设难以解决区域的干旱缺水状况，经过调查和分析论证，只能依靠水量较丰富的控制性水源工程进行引水灌溉、供水才能较好地解决河谷的缺水问题，因此骨干水源需从右江干流及大型水库中寻找。

郁江干?流右江段在区域范围内梯级由上往下有百色水利枢纽、东笋水电站、那吉航运枢纽、鱼梁航运枢纽。百色水利枢纽位于灌区上游，是以防洪为主，兼有发电、灌溉、航运、供水等综合利用的大型水利工程，集雨面积19 600 km2，多年平均来水量82.9亿m3，正常蓄水位228 m，死水位203 m，调节库容26.2亿m3，属不完全多年调节水库。区域内在右江支流澄碧河建有大型水库澄碧河水库，其余支流开发多为中小型水利设施。澄碧河水库目前是一座以发电、百色城区供水为主，结合防洪等综合利用的大（1）型水利枢纽工程，集雨面积2000 km2，多年平均来水量12.5 亿m3，正常蓄水位185.59 m，死水位165.59 m，调节库容6 亿m3，为多年调节水库。经水量平衡分析澄碧河水库无法独立满足灌区需水要求。

右江河谷内具备向灌区供水条件的外部水源主要有百色水库、澄碧河水库及右江。右江河谷作物分布延伸至90～250 m，如果仍沿用沿江分散提水方式方案，需新建或恢复右江提水泵站22 处，且大部分提水扬程达到120～200 m，将来运行管理难度较大。考虑到百色水库建成后为灌区的自流引水灌溉提供了较好的条件，水头优势较明显，通过百色水库水头高的条件，还可以利用灌溉空闲时间补水进当地水源工程进行调蓄，减少输水系统的投资规模，因此全分散提水方案就不再作为本次供水水源的比选方案。本阶段考虑以自流灌溉为主，适当辅以局部右江提水的思路，对百色水库、澄碧河水库、右江干流等主要水源，按水库自流引水、自流+提水等不同灌溉方式进行组合，形成3 个主要外引水源方案，包括：百色水库方案（方案一）、百色水库+田东县林逢～英竹灌片右江提水（方案二）、百色水库+澄碧河水库+田东县林逢～英竹灌片右江提水（方案三）。各方案均考虑向右江灌区内的百东河水库补水，且按等效益面积进行经济合理性比较。各方案基本情况见表3。

表3 各外引水源方案基本情况表

2.3 外引水源方案比选

从工程地质条件、工程布置和施工条件看，方案一、方案二建筑物受构造影响小，不存在制约性工程地质问题，建筑物种类少和简单，建筑物施工难度不大，这2 个方案的工程布置和施工条件基本相当。方案三除从百色水库取水外，尚需从澄碧河水库取水，在工程布置及施工条件上较方案一、方案二有一定的劣势。综合工程投资及年运行费用考虑，各方案按投资费用从小到大排序依次为：方案二、方案三、方案一。各方案投资费用分析见表4。

表4 灌区水源方案投资费用分析表

方案一从百色水库引水，全程采用有压重力流管道输水，其自流面积较大，干管上无需设置提水泵站，视实际情况在输水工程末端进行局部加压，年运行费用最高。方案三与方案二比，百色水库引水部分拆分为百色水库引水+澄碧河水库引水，此方案较方案二节约了二次跨江部分的工程布置，但需增加长约12.85 km的长隧洞，其投资较方案二更大，隧洞工程的施工难度也较百色水库引水管道跨越右江的难度更大，加之澄碧河水库水头较百色水库低，该方案自流供水面积小，加压能耗大；增加澄碧河取水口，后期运行管理维护的难度均较方案二更大。从方案的整体经济合理性角度，推荐静态总投资最省，后期运行维护成本最低的方案二，即百色水库引水+田东县林逢～英竹灌片独立提水方案。

3 输水方式选择

3.1 作物灌溉方式

现状区域内的水田主要是种植水稻，农民基本上还是按老习惯用水，甚至串灌漫灌；果树灌溉方式主要为浇灌，少数灌片采用低压管灌方式；灌区旱作物以蔬菜、热带水果、春植蔗及玉米种植为主，现状灌溉方式主要为浇灌和沟灌等需水量较大的传统灌溉方式。目前我区通过整合节水灌溉示范项目、小农水重点县、农业综合开发、国土整治项目以及社会投资等积极发展高效节水示范灌溉工程，通过这些示范工程建设，不仅带动周边地区群众发展高效节水灌溉工程的积极性，也为发展具有广西特色的高效节水灌溉工程打下基础。

结合区域内水土资源条件以及农业种植业特点，在灌区内发展高效节水灌溉工程具有以下优势：①灌区以果、蔬、蔗、优质稻为发展重心，特别是秋冬菜和芒果在全国均占重要的市场份额，初步形成了产业规模，符合当前国家“在经济作物种植和农业规模化经营等地区，积极推广喷灌、微灌、膜下滴灌等高效节水灌溉和水肥一体化技术”的相关政策；②灌区内地形条件复杂，既有相对平坦的河谷阶地，又有起伏的丘陵，采用管道灌溉不仅能下坡也可以上坡布置，在地形复杂情况下工程量少；③随着右江河谷城镇带的发展，灌区的土地资源也是日趋紧张，管道可以埋于地下，可减少占用耕地，提高土地利用率，减少对交通和耕作的影响；④右江河谷地区蒸发量大，而管道工程在完好的情况下可以基本没有输水损失，节约了用水，大大提高了灌溉水利用系数；⑤管道灌溉既可以适应地面灌溉，又可适应滴灌、微喷等局部灌溉方式，可以灵活地应用于灌区多样化的农作物种植；⑥管道使用方便，便于控制，便于与施肥施药等相结合，便于实现自动化，减少劳动量；⑦管道灌溉便于用水总量控制，对灌区用水实行精准管理，也便于计量和收费。

综合上述，高效节水灌溉是现代农业发展的趋势所在，右江河谷区具有发展高效节水灌溉的自身优势，本次将利用百色水库高水头优势，采用管道输配水方式，因地制宜地对蔬菜、甘蔗、水果等经济作物推广低压管灌、滴灌、微喷等现代节水灌溉技术。因此，结合灌区地形、土壤、作物需水特点和当地农民的财力，水稻全部采用“薄、浅、湿、晒”的科灌制度，现有灌片中旱作物采用沟灌、浇灌等传统灌溉方式，新增灌片中的旱作物则采用以微灌为主结合管灌的高效节水灌溉方式，果树均采用高效节水方式。

3.2 输水方式比选

在明确了灌区作物的灌溉方式及需外引水源后，需对水源到作物的输水方式进行探讨。随着社会的发展，施工技术的进步，不论是管道输水灌溉或渠道输水灌溉均不存在技术障碍，但投资规模、施工难度、灌溉效果等却有着很大的差异。经分析，拟定两个输水方案为管道输水方案（方案一）和渠道输水方案（方案二），从引水流量、线路和建筑物布置、施工、用地、输水安全和运行管理、能耗、高效节水现代化灌区建设、工程投资等方面进行输水方案比选（见表5）。

表5 输水方式比选分析

从表5 可知，因输水线路受灌区丘陵地形地貌的影响，渠道输水方案线路上需布置的渠系建筑物多，且以隧洞、渡槽、倒虹吸为主，工程量大，永久用地面积及投资均较大，而管道输水线路布置在平坦地或坡脚处，建筑物类型少，永久征地面积少；另受管（渠）道水利用系数的影响，渠道输水方案的设计流量和规模均比管道输水方案大，使得干线渠道输水的骨干工程总投资比管道输水投资偏大，投资差为4.4亿元。并且渠道输水方案隧洞多处位于山坡或山上，再加上渡槽、倒虹吸等施工难度均相对大，施工进度不易控制，渠系建筑物数量庞大，也增加了今后运行管理的难度；同时管道输水方案可以使各受水点获得的水头更高，更有利于自流灌溉，降低用水成本。综合以上各种因素，本次研究认为对于右江河谷台地区而言管道输水方案是较为经济合理和安全可靠的，故推荐采用管道输水方式。

4 结论

本文通过总结右江河谷台地区历年来灌溉存在的主要问题，找出根源，在充分考虑区域特点，结合区域相关诉求，从技术及经济出发，初步确定了右江河谷台地区的灌溉范围和面积，经区域补水水源及输水方式方案比选，右江河谷台地区灌溉方案拟定为：以百色水库为龙头水源，辅以尾部的右江提水，通过管道灌溉工程建设，联合下游现有中小型灌片灌溉渠网，在右江河谷构建一个大型现代化灌区，同时，考虑河谷内现有另一个大型灌区右江灌区的补水需求，利用百色输水管道空闲期能力向右江灌区的龙头水源百东河水库自流补水，将大大改善河谷地区的灌溉条件，灌区建成后规划灌溉面积可达3.95 万hm2，其中新增灌溉面积3.28 万hm2，改善灌溉面积0.67万hm2。右江河谷台地区的灌溉方案模式具有很大的推广价值，目前已应用到广西其他类似新建大型灌区的设计之中。