他拉哈灌区用水控制因素分析

徐彦峰，崔国玉，夏 杰

(杜蒙农业综合开发办，黑龙江，杜尔伯特162200)

1 水源概况

1.1 水源自然概况

杜蒙县他拉哈灌区水源为嫩江干流下游江段，汇流面积很大，水量有保障。嫩江径流主要由大气降水形成，受大气环流和地形因素影响，流域降雨量年内分布不均，6～9月降雨量占全年降雨量的80%左右，暴雨常常出现在7～8月份，一般历时3 d左右。嫩江多年平均过境流量为210.35亿m3，多年平均流量667 m3/s。枯水期多年平均最小流量333 m3/s，80%保证率的最小流量157 m3/s。

1.2 气象

杜蒙他拉哈灌区地处高纬度，属温带大陆性季风气候，春季多风少雨，夏季炎热，降雨集中，秋季早霜，冬季漫长，严寒少雪。年平均气温3.6℃ ～4.4℃，7月份最高月平均气温23.3℃，历史最高气温39.5℃，1月份最低气温 －19.9℃，历史实测最低气温－35.4℃。年平均降雨量420 mm，年平均蒸发量1 739.8 mm。年平均日照时数2 852 h，无霜期151 d，＞10℃的活动积温为2 860℃，11月上旬土壤开始封冻，至次年4月上旬开始解冻，平均最大冻土深度为2.2 m。

1.3 灌区用水控制因素分析

他拉哈灌区渠首泵站工程建于1978年，该工程是渠首闸引洪和泵站提水相结合的工程，渠首泵站设有28ZLB－70型轴流泵6台(5用1备)，装机容量1 000 kW。单泵设计流量1.5 m3/s，则 5台供水能力7.5 m3/s。灌区规模近4 000 hm2，设计净灌溉定额8 250 m3/hm2，设计毛灌溉定额为12 405 m3/hm2，设计毛灌水率为0.0018 m3/hm2，总需水量约4 896万m3，最大毛流量为7.21 m3/s，嫩江枯水流量157 m3/s，引入7.21 m3/s，只占4.59%，因此控制灌区用水的主要因素不是枯水期的最小流量，即使发生历史上最小流量，其来水量也可以满足灌区用水要求，则最低水位成为控制灌区用水的主要因素。

2 水位分析

2.1 水位资料

在灌区引渠进口上游92.5 km有江桥水文站，有1952～2000年完整的水位及流量资料，水位为大连高程，可换算成黄海高程。在灌区引渠进口上游30.5 km处有白沙滩水位站，1959年起开始观测水位，1976年前为大连基面，有1976～2000年共25 a水位资料。在引渠进口下游127.00 km有大赉控制站，其间无支流汇入。

2.2 江桥～白沙滩水位相关分析

水位相关采用江桥与白沙滩站，选取两站均为黄海高程的1976～2000年记录中每年畅流期5、6月各旬最低水位特征值，点绘江桥～白沙滩水位关系，如下图1。经计算其相关系数为0.97。

图1 江桥、白沙滩水位相关曲线

2.3 白沙滩站水位分析

灌溉临界期枯水位分析采用1976～2000年系列，每年选取5、6月份的6个旬中的旬最低水位平均值以及两个月共61 d的日最低水位值进行频率分析。频率曲线见图2、3。

此曲线与经验点据配合尚好，故可采用。

图2 白沙滩站旬平均水位频率曲线

图3 白沙滩站最低日平均水位频率曲线

3 枯水位分析

3.1 设计枯水位

现运行的他拉哈灌区南引渠首泵站工程建设时间是1978年，由于该工程是渠首闸引洪和泵站提水相结合的工程，设计标准低。渠首闸引洪保证率为50%，相应水位为132.00 m;泵站提水保证率为80%，设计枯水位为127.50。

3.2 最低运行水位分析

由白沙滩站水位频率曲线、江桥～白沙滩站水位相关曲线、引渠进口相对于两站的位置，推算出引渠进口水位。即由白沙滩某种保证率的水位，利用水位相关曲线，求得上游江桥站相应的水位，计算两站间河段平均比降(1/18 700)，按此比降推算出引渠进口水位(引渠进口距上游白沙滩水位站30.5 km)。

利用东北院推算的枯水水面线作校核。该枯水水面线由下游大赉控制水文站(引渠进口距下游大赉水位站127.00 km)。嫩江大断面资料，逐个断面推算到上游江桥站，推算的水位与水文站水位流量关系相吻合。因其间无支流汇入，故可利用江桥～白沙滩站水位相关曲线来代替白沙滩～大赉站水位相关曲线(基本为直线)。另外，白沙滩与引渠进口之间河底的平均坡降为1/16 700，与1/18 700的水面比降基本吻合，故可用白沙滩与引渠进口之间河底的平均坡降为1/16 700来推算引渠引水口水位。

最低运行水位:取历年灌溉期水源保证率为P=90%日平均最低水位，由白沙滩水位站按比降1/16 700推算至引渠进口水位为127.37 m。由引渠进口水位127.37 m水位按非均匀流推算水面线推算至泵站站址处为127.14 m。结果见表1。

表1 平均和日最低水位计算表m

3.3 设计洪水位的推求

采用黑龙江省水利设计研究院完成的《嫩江干流堤防工程设计水面线计算》报告中的成果:南引渠首泵站位于嫩CS 79～嫩CS 80范围内，两断面距离为5 500 m，渠首泵站位于嫩CS 79下游910 m处。嫩干79号断面10 a一遇洪水位为135.21 m，5 a一遇洪水位为134.73 m;嫩干80号断面10 a一遇洪水位为134.90 m，5 a一遇洪水位为134.40 m。经计算南引渠首泵站10 a一遇洪水位为135.16 m;南引渠首泵站5 a一遇洪水位为134.67 m，详见表2。

表2 设计洪水位成果表

最高运行水位:当P=10%时，南引渠首泵站水位为135.16 m。

防洪水位:当 P=5%时，南引渠首泵站水位为135.50 m。

4 他拉哈灌区最枯水位分析结论

综合上述分析，他拉哈灌区位于嫩江干流的引渠进口90%的设计枯水位127.37 m，推算至泵站站址处为127.14 m。引渠进口97%的最枯水位126.95 m，推算至泵站前池为126.72 m，比泵站90%的设计水位低0.42 m，该水位即为控制他拉哈灌区用水的极限水位。

［1］郝成春，郭丽红，杨丽娟.浅论灌区用水管理［J］.黑龙江水利科技，2000，27(2):75 －76.