四川省罐子坝灌区规模及水源方案初探

杨会龙，陈光洪，李奇，覃绍一，李学通

(1.四川省水利水电勘测设计研究院有限公司，成都，610072；2.四川省水利规划研究院，成都，610072)

1 引言

四川素称“千河之省”，水资源总量丰富，然而水资源时空分布与经济社会发展布局不相匹配，全年70%左右的降水量集中在5-10月，且大多以洪水形式流失。人口耕地集中、生产总值占全省约80%的盆地腹部区水资源量仅占全省总量的20%左右。为解决水资源时空分布不均问题，优化水资源配置，四川省规划了“五横六纵”引水补水生态水网，通过西水东调、北水南补等调水工程形成骨干补水网络将盆周丰富的水资源调入盆地腹部地区，解决盆地腹部地区社会经济发展的需水要求。

“五横六纵”骨干项目，“五横”中：都江堰供水区(毗河一期在建)和玉溪河供水区(已成)大部分建成受益，向家坝灌区北干渠一期一步在建，北干渠一期二步和二期拟于“十四五”期间开工建设，引大济岷和长征渠引水工程规划在编，预计在2023年左右开工建设；“六纵”中：武都(二期在建)、升钟(二期在建)和大桥供水区(二期在建)大部分建成受益，亭子口灌区一期工程于2020年12月开工，仅罐子坝和通口河引水工程前期工作进展缓慢。

罐子坝水库及灌区是《四川省水资源开发总体规划报告》等规划[1-5]确定的解决盆地腹部嘉渠地区灌溉供水问题的重要水资源配置工程，具有灌溉、供水、发电、防洪等综合效益。罐子坝灌区属于川陕革命老区，该区域是川东北经济区脱贫攻坚和乡村振兴战略的主战场。建设罐子坝灌区工程，是支撑保障四川省“一干多支”和全国“成渝地区双城经济圈”发展战略的需要，是水利工程补短板，促进川陕革命老区经济发展，全面推动乡村振兴战略、实现乡村产业兴旺的需要。罐子坝灌区工程从20世纪60年代提出到现在，前期研究基础薄弱，本文在灌区现状调查的基础上对灌区规模和水源方案进行初步分析，为罐子坝灌区规划提供思路。

2 灌区调查

2.1 自然地理和社会经济

规划的罐子坝水库工程位于广元市旺苍县境内东河干流，坝址下距旺苍县城12km，是东河干流上规划的大型骨干工程。水库灌区位于四川盆地中部，灌区形状呈葫芦状由西北向东南分布，幅员面积7102km2，灌区北部属盆地边缘低山区，中南部属川中丘陵灌区，灌区高程介于240m(流江河口)～1280m(大寺坪)之间。区域大地构造部位处于扬子准地台四川台坳之川中台拱、川北台陷，属四川盆地弱活动断裂构造区，区内地质构造主要由秦岭-米仓山构造带之曾家山-大两会构造区、川西褶断带和川中褶皱带之仪陇-巴中莲花状构造组成，区域构造稳定性好。区内主要河流有嘉陵江支流东河、苟溪河、渠江及其支流恩阳河、流江河、磴子河等。灌区土壤以紫色土为主，低山区分布有黄壤土，江河两岸阶地有水稻土分布，区域大多数土壤均开垦熟化为农耕土壤，尤以水耕熟化发育的水稻土为多，自然肥力高、保水保肥能力强，灌区农业生产条件好，是粮经作物主产区。

罐子坝灌区位于川陕革命老区，涉及川东北经济区的广元、南充、巴中、达州4市共12县(区)，幅员面积7102km2，占全省幅员面积的1.46%，区内自然资源丰富，但受历史、自然、地理等方面因素影响，经济社会发展依然面临许多突出困难，经济发展滞后，是四川省脱贫攻坚和乡村振兴重点区域。据统计，灌区范围内2017年常住人口256万人，城镇化率仅24.1%，比全省低26.7个百分点，比全国低34.4个百分点；灌区国内生产总值402.17亿元，三产业比值36∶34∶30，人均地区生产总值1.57万元，是全省平均的35.2%，是全国平均的26.3%；耕地面积35.8万hm2，占全省总耕地面积的5.3%，耕地灌溉率32%；牲畜751万头，占全省的14.1%。

灌区人均土地面积0.28hm2，相当于全省平均水平的46.3%；耕地资源丰富，人均耕地0.14hm2，高于全省平均0.08hm2和全国平均0.1hm2的水平；土地利用率高达99.6%，以农业用地为主(耕地35.8万hm2，占50.4%；园地2.27万hm2，占3.2%；林地25.8万hm2，占36.3%；草地0.07万hm2，占0.1%；低山区多林地，丘陵区多果园，平坝浅丘地区耕地资源丰富)，其次是城镇村及工矿用地、交通用地和水域用地，分别占6.4%、0.4%和2.8%，未利用地仅占0.4%。

2.2 灌区气象特征及干旱情况

灌区属亚热带湿润季风气候区，气候温和、湿润多雨、蒸发量大。受季风活动及盆地特殊自然地理环境的影响，形成四季分明、春季少雨多旱、夏季炎热降水集中、秋多绵雨日照少、冬无严寒降水量小、全年无霜期长的气候特点。灌区内多年平均年降水量在1021mm～1211mm之间，雨量丰沛，山区大于丘陵区，5-9月降水量占全年降水量的68%～75%；区内多年平均气温14.7℃～17.6℃，极端最低气温-7.2℃～-2.6℃，极端最高气温37.1℃～42.1℃，气温由北向南递增；区内多年平均日照1249h～1575h，多年平均蒸发量908mm～1299mm，多年平均相对湿度72%～83%。

灌区处于四川省冬、春、夏伏旱交错地区，干旱频繁，具有“十年一大旱，三年一中旱，小旱年年现”的干旱特点。灌区内尤以春旱、夏旱、伏旱比较频繁，约占各种干旱出现总次数的80%，其中夏伏旱占50%以上，且常常连续几年出现春夏连旱，以伏旱对农业生产危害最为严重，其次是夏旱及春旱。灌区西北部多以冬、春、夏旱为主，东南部以伏旱为主。2006年的特大夏伏旱给灌区人民的生产、生活造成了极为严重的危害。

2.3 当地水资源开发利用现状及规划

罐子坝灌区属四川省径流深较为偏低的地区，多年平均径流深495m。灌区当地水资源由地表径流和地下水两部分组成，多年平均当地水资源总量35.2亿m3，其中地下水4.35亿m3(是与地表水重复计算量)，占水资源总量的12.3%，可开采量0.97亿m3。区域人均水资源量1375m3，为四川省人均的46%，为全国人均的61.9%，属于较为缺水地区。

灌区属于丘陵低山区，田高水低，水资源利用难度相对较大，水利基础设施薄弱。经调查统计，截止2017年底，灌区内水利设施36.7万处，蓄水工程4.82万处，总容积3.69亿m3(其中中型水库4座，分别为渠县柏林水库、平昌县友谊水库、仪陇县思德水库和油房沟水库，总库容0.95亿m3，调节库容0.49亿m3；小(1)型水库29座，总库容0.56亿m3，调节库容0.41亿m3；小(2)型水库227座，总库容0.49亿m3，调节库容0.36亿m3；塘坝、窖池4.80万处，容积1.69亿m3。)，引提水工程583处，地下水供水工程31.86万眼，灌区现状总有效灌面6.8万hm2，现状水利设施多年平均可净供水量2.59亿m3。

根据灌区各市水资源综合规划，至2035年，罐子坝灌区内共规划新建中型水库5座，分别为渠县大义水库和白兔水库、营山县金鸡沟水库、恩阳区双河水库及苍溪县大店沟水库，增加有效库容4869万m3；新建小型水库48座，扩建小型水库10座，增加有效库容5898万m3；塘坝窖池有效容积较现状增加768万m3。规划建设的水利设施可增加供水能力0.45亿m3，新增灌面1.78万hm2，当地水利设施可供水量将达到3.14亿m3。

3 灌区规模初步分析

根据四川省地形分区和水利规划分区，渠江及恩阳河左岸北部区域为盆周山区，水系密布，水资源丰富，用水需求相对较少，可完全依托当地径流解决区域供水；南部为平行岭谷区，是褶皱山地带，地形地质条件复杂。《四川省水资源开发总体规划报告》根据嘉渠地区的自然条件和水系分布特点，将该片以流江河为界分为流江河左岸片和流江河右岸片，分别规划由罐子坝水库和亭子口水库覆盖供水，故罐子坝灌区范围可限定在渠江及恩阳河右岸区域，西邻亭子口灌区。本次根据区域周边已成和规划的灌区边界，复核拟定罐子坝灌区范围：北抵南江及其支流恩阳河，西至东河(邻亭子口灌区)，南至流江河，东临巴河(东边从上往下分别与红鱼洞灌区、天星桥水库灌区、化成水库灌区、双桥水库灌区等相邻)，涉及广元市的旺苍县、苍溪县，巴中市的巴州区、恩阳区、南江县、平昌县，南充市的阆中市、仪陇县、营山县和达州市渠县、达川区、通川区共4市12县(区)。

罐子坝灌区工程的开发任务为农业灌溉、城乡供水和生态环境保护。采用GIS空间分析工具对灌区1∶50000DEM和土地利用现状图叠加统计分析供水对象的数量。灌区主要用水对象和水库有效库容高程分布比例见图1。

图1 主要用水对象和水库有效库容高程分布比例

灌溉面积包括耕地和果茶园地。经统计分析，灌区耕园地分布高程连续，无明显高程分界；北部低山区(旺苍县、苍溪县、南江县)耕地率44%，且其86%的耕地分布在500m以上；中南部丘陵区耕地率56%，其中68%的耕地分布在500m以下。区域灌溉用水需求主要分布在中南部500m以下的丘陵区，灌区500m以上区域以雨养农业为主。从区域现状水库工程分布来看，死水位在500m以下的水库有效库容占区域水库总有效库容的70%，区域周边较大的水源点经济供水高程亦在500m以下。因此，灌区灌溉高程宜控制在500m左右。灌区500m以下耕园地面积22.4万hm2，考虑建设用地等占用后，灌区设计灌溉面积21.27万hm2，其中耕地20万hm2(含基本农田16.4万hm2)，园地1.27万hm2。新增灌面12.67万hm2，改善灌面8.6万hm2。灌区500m高程以下居民点面积占灌区居民点总面积的62%，800m以下占97%，表明绝大部分居民点分布在800m高程以下，考虑到未来城乡供水一体化发展，充分保障区域城乡供水安全，城乡供水范围为全灌区，现状人口256万人，规划人口278万人。

经预测分析，现状年灌区综合净需水量3.34亿m3(灌溉1.62亿m3，乡镇生活0.26亿m3，农村人畜0.85亿m3，二三产0.60亿m3，生态环境0.0049亿m3)，现状水利设施可供水量2.59亿m3，缺水率22.5%。规划水平年2035年强化节水方案下灌区综合净需水量6.90亿m3(灌溉4.08亿m3，乡镇生活0.65亿m3，农村人畜1.23亿m3，二三产0.91亿m3，生态环境0.03亿m3)，充分考虑当地径流挖潜、优化水源配置，当地水利设施可供水量3.14亿m3，仅占灌区总需水量的36%，难以支撑未来用水需求，需考虑外流域引水。

4 水源方案初探

罐子坝灌区地势由西北向东南倾斜，为灌区工程自流灌溉创造了有利的自然地形条件。2035年灌区设计灌面21.27万hm2，规划供水人口278万人，多年平均净需水6.90亿m3，当地水利设施供水后多年平均需毛补水量5.70亿m3。灌区内的河流多为源于嘉渠分水岭的中小河流，河流切割深，水量少，开发利用条件有限。灌区周边较大的河流有灌区西边的嘉陵江及其支流东河，灌区东边的渠江(南江、巴河)及其支流恩阳河、通江河等。经初步分析，灌区周边有水源点15处，各水源点水源条件复杂。

罐子坝灌区周边水源点基本情况详见表1。

表1 罐子坝灌区周边水源点基本情况统计

从水源点控灌条件来看，要满足灌区灌溉供水要求，以罐子坝水库为水源，灌区工程从罐子坝水库自流取水，渠首取水水位530.0m，渠系输水至仪陇县金城镇水位约490.00m，输水至灌区中部仪陇县思德镇水位约470.00m；其它水源中仅红鱼洞水库可自流，其余水库提水扬程在75m～255m之间，供水成本高；嘉陵江干流上在建的亭子口水库灌区工程渠首设计水位436.00m，输水至仪陇县金城镇水位约410.00m，理论上可控灌罐子坝灌区400m高程以下的区域，但控灌面积仅占全灌区耕园地的1/3，控灌条件差，且灌面分布零散，渠系布置难度大，给灌区当地水利设施充水条件也差，不易实施。

从水源点水资源量来看，和平和红鱼洞2座水库坝址来水不足，径流量小于罐子坝灌区需供水量；高桥、黄石盘、皇柏林、青峪口、江家口、泥溪等6座水库坝址来水也不充沛，罐子坝灌区需供水量占坝址径流量的45.2%～95.5%；罐子坝、张华、亭子口、三江口、兰草、双滩、风滩等7座水库坝址来水较为丰沛，罐子坝灌区需供水量占坝址径流量的3.0%～30.8%，以亭子口、风滩、双滩等3座水库水资源最为丰沛。

综上分析，初步分析的15处水源点中，控灌条件较好的仅有罐子坝水库和红鱼洞水库，但是红鱼洞水库来水量少；来水较为丰沛的水源点除罐子坝水库外有张华、亭子口、三江口、兰草、双滩、风滩等6座水库，但高程低、控灌条件差。罐子坝水库坝址来水较为丰沛，水库位置高、控灌条件好，可在经济合理范围内满足灌区灌溉供水要求，是灌区唯一可靠外引水源。

20世纪70年代，罐子坝水库查勘选址的推荐坝址位于立溪岩，下距旺苍县城7km，上距高阳镇4km，该坝址处河底高程约468.00m，坝址集水面积2635km2，多年平均径流量18.9亿m3，1983年该坝址建设了东河电站，电站正常蓄水位488.00m，装机3MW。2012年以来，在开展渠江、东河流域综合规划过程中，考虑到原规划的立溪岩坝址已建东河电站，同时结合城镇发展现状，为避免建坝对高阳镇的影响，规划选址倾向于推荐位于高阳镇上游约1km处的上坝址，该坝址下距旺苍县城12km，上距双汇镇8km，坝址处河底高程488m，坝址集水面积2590km2，水量丰沛(多年平均径流量18.6亿m3，其中5-10月径流量占82%)，库容条件好(600m高程以下库容达到6.80亿m3)，完全满足灌区用水调蓄需求。为尽量减小罐子坝水库枢纽规模和干渠设计流量以节省投资，以及减轻对枢纽坝址下游已建8座梯级水电站影响，可考虑在灌区选点建设骨干囤蓄水库，利用汛期时段(5-10月)引罐子坝来水充囤，增强灌区调蓄能力，提高水安全保障水平。

5 结论与建议

(1)罐子坝灌区范围北抵南江及其支流恩阳河，西至东河，南至流江河，东临巴河，幅员面积7102km2，灌溉高程宜控制在500m左右，设计灌溉面积21.27万hm2；城乡供水范围为全灌区，规划供水人口278万人。规划水平年2035年灌区综合净需水量6.90亿m3，扣除当地水利设施供水后，供水区多年平均需外补水量5.70亿m3。

(2)罐子坝供水区内的河流多为源于嘉渠分水岭的中小河流，开发利用条件有限，当地径流可供水量仅占灌区总需水量的36%，不足以解决区域用水需求；嘉陵江支流东河上的罐子坝水库坝址来水较为丰沛，水库位置高、控灌条件好，可在经济合理范围内满足灌区其余64%的灌溉供水要求，是灌区唯一可靠外引水源。

(3)罐子坝灌区工程虽然提出于20世纪60年代，但深入开展的实质性分析工作很少，本文也仅对灌区规模、灌区需求和水源方案进行了初步分析。为进一步深入研究论证本项目可行性，推动项目早日实施，建议尽快启动罐子坝水库枢纽和灌区工程规划编制工作。