大型灌区“长藤结瓜”式水资源联合调度机制及效益优化研究

在气候变化与经济社会快速发展的背景下，大型灌区面临着日益严峻的水资源挑战，水资源供需失衡、调度效率不高等问题制约着区域的可持续发展[1]。“长藤结瓜”模式作为我国灌区建设中的传统智慧，以骨干水利工程为“藤”、中小型水源为“瓜”，通过网络化布局实现多水源协同调控，在众多大型灌区的实践中展现出显著成效。

耿马灌区地处滇西南边疆民族地区，是国务院确定的 150 项重大水利工程之一，其水资源配置直接关系到30.71 万亩耕地的灌溉、16.39 万居民的生活用水以及区域工业的发展。该工程通过新建翁结水库、贯通干支渠网络，联合现有38 座水源工程，形成了“长藤结瓜”供水体系，设计年供水量达12507 万立方米，成为解决边疆地区水资源分布不均、保障水安全的关键工程。基于此，本文结合耿马灌区的工程实践，深入剖析“长藤结瓜”式联合调度的内在机制与效益优化路径，旨在为西南边疆地区大型灌区的水资源管理提供理论与实践参考。

一、耿马灌区“长藤结瓜”机制的结构与运行逻辑

耿马灌区“长藤结瓜”机制通过“骨干水源—渠系网络—节点调蓄”的三级架构，实现了多水源的时空耦合与高效利用，其结构特征与运行逻辑紧密相连，形成有机统一的整体。

（一）水源节点的层级化配置

水源节点的层级化配置是“长藤结瓜”机制的基础。耿马灌区以 6 座中型水库为核心骨干，其中新建的翁结水库总库容达2608 万立方米，作为调控中枢，联合团结水库、十八道河水库等构成“主瓜”；7 座小（一）型水库与13 座小（二）型水库及12 座塘坝作为“次瓜”，总库容达11016 万立方米，共同形成“大中小结合、蓄引提并举”的水源集群。

上述配置充分发挥了不同类型水源的优势，中型水库具备较强的多年调节能力，能够保障稳定供水；小型水源则具有灵活调度的特性，能快速响应局部区域的用水需求。二者协同作用，使灌区灌溉保证率提升至 85%以上，实现了丰枯互补的水资源调配效果。

（二）渠系网络的网络化联通

渠系网络的网络化联通是“长藤结瓜”机制的关键纽带。耿马灌区新建了4 条干渠（总长64.165 公里）与19 条支渠（总长96.614 公里），构建起“总干渠—南北干渠—支渠”三级输水体系，并配套934 座渠系建筑物，形成了贯通全域的“藤脉”。

总干渠设计流量4.64 立方米每秒，向南连接南干渠（3.29-0.346 立方米每秒），覆盖耿马县城灌片；向北通过北干渠（1.295-0.065 立方米每秒）延伸至勐撒西片；十八道河水库延伸段（0.891-0.025 立方米每秒）则补充勐撒北片用水。这种布局打破了行政区域与水系的分割，使翁结水库、团结水库等水源能够通过渠系实现跨区域调配，有效解决了历史上“守着水源缺水用”的困境。

（三）多目标调度的协同化逻辑

多目标调度的协同化逻辑是“长藤结瓜”机制的运行核心。耿马灌区建立了“生活优先、农业保灌、工业适配”的调度准则，依据不同用水类型的时空需求动态分配水资源[2]。

在灌溉季（5-10 月），优先保障 9884 万立方米的农业用水，通过支渠分水口精准供给30.71 万亩耕地，其中新增灌面22.81 万亩主要依靠翁结水库与团结水库的联合供水；在枯水期（11-4 月），适当压缩农业用水占比，将2623 万立方米水量优先分配给城乡生活与工业园区，例如通过弄巴泵站提水保障耿马绿色食品工业园区的稳定供水。这种调度逻辑既满足了粮食安全的刚性需求，又为区域经济转型提供了支撑，充分体现了“多目标协同”的管理智慧[3]。

二、耿马灌区多水源协同的效益优化路径

“长藤结瓜”机制的效益优化需要技术创新、管理改革与经济杠杆的协同发力，以实现水资源利用效率与综合效益的最大化。耿马灌区在实践中探索出了多维度的优化路径。

（一）技术层面的智能调控

技术层面的智能调控可为效益提升提供有力支撑。对此，耿马灌区引入数字孪生技术，构建了完善的水情监测网络，实时采集 38 座水源工程的来水数据、160 公里渠系的输水损失及田间墒情信息，建立起“来水—需水—输水”动态模型，借助该模型，能够精准预测灌溉需水量，并通过闸门远程控制实现输水过程的动态调节。

（二）管理层面的制度创新

管理层面的制度创新为效益优化提供了坚实保障。耿马灌区建立了“政府主导、企业参与、用水户协同”的三方管理机制：政府负责制定调度规则与监管水市场，项目法人承担工程运维，用水户协会参与水量分配监督。在调度规则中，明确了不同水源的优先级序，中型水库承担基础供水，小型水源作为应急补充。

（三）经济层面的水价杠杆

经济层面的水价杠杆为效益平衡提供了有效的调节手段。耿马灌区实行分类水价政策：城乡生活供水 2.00元/立方米、工业供水3.10 元/立方米、农业灌溉1.45 元/立方米，既反映了水资源的稀缺性，又兼顾了农业的弱质性。通过成本核算，工业生活供水的运行成本为 0.73 元/立方米，农业灌溉为 0.34 元/立方米，价差部分形成的收益反哺农业节水设施建设。

综合效益评估显示，“长藤结瓜”机制使耿马灌区的综合效益显著提升：农业方面，新增灌面 22.81 万亩带动甘蔗、水稻等作物亩产提高 20%，年增收约4500 万元；工业方面，稳定供水使园区入驻企业从12 家增至 28家，年产值增长12 亿元；社会效益上，解决了16.39 万居民的饮水安全问题，少数民族聚居区的用水矛盾减少60%，为边疆民族团结奠定了基础。

三、结论与展望

耿马灌区的实践充分证明，“长藤结瓜”式水资源联合调度机制通过多水源整合、网络化输水与协同化管理，成功破解了边疆地区水资源分布不均的难题。 其核心经验在于：以层级化水源节点构建供水保障基底，以网络化渠系形成调度通道，以智能化技术提升调控精度，以多元化机制平衡各方利益。该机制不仅实现了 12507 万立方米水资源的高效利用，更在保障粮食安全、促进产业升级与维护边疆稳定中发挥了战略作用。

未来，耿马灌区需要在三个方向进一步优化：一是深化数字孪生系统的应用，融合卫星遥感与无人机巡检技术，提高预报精度；二是探索水权交易制度，允许农业节余水量向工业转让，提升水资源的经济价值；三是建立生态补偿机制，从水费中提取专项基金用于南碧河流域的生态修复，实现水资源开发与生态保护的协同发展。这些优化路径将推动“长藤结瓜”机制从“工程协同”向“生态—经济—社会”复合系统协同升级，为西南边疆大型灌区的可持续发展提供更完善的解决方案。

参考文献：

[1] 杨家亮. 基于 NSPSO 算法涔天河灌区长藤结瓜灌溉系统的水资源优化配置研究[J]. 湖南水利水电，2021（6）：26-29.

[2] 吴彩丽，师志刚，刘洪玲，等. 长藤结瓜灌溉系统中渠道输配水系统可行域研究[J]. 水利与建筑工程学报，2024，22（5）：87-92.

[3] 吴刚. “ 长藤结瓜” 式在山区 高效节水 灌溉系统中 的应用[J]. 水利科学与寒区工程，2019，2（1）：98-101.