北极村灌区水系调度运用原则及运行方法
2014-04-02韩松
韩 松
(黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)
北极村灌区水系调度运用原则及运行方法
韩 松
(黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)
北极村灌区位于黑龙江省漠河县北极镇北部,承担引水灌溉、排涝、改善生态环境和旅游等的综合利用任务,具有一渠三用的工程特点。为了满足灌溉、防洪排涝和景观用水目的,文章对水系的调度运用原则及运行方法进行研究及制定。
水系调度;运用原则;运行方法;北极村灌区;一渠三用
1 工程位置
漠河县位于黑龙江省西北部,黑龙江南岸为我国的最北端。北极村位于漠河县北极镇北部,为北极洲、北极新村、观光农业区和黑龙江环绕,有传统的村落格局,完善村房古朴、静谧的整体风貌,是旅游资源开发的一大亮点,有着中国北极村落浓厚的北方情调[1-2]。
北极村灌区位于北极村境内,承担引水灌溉、改善生态环境、排涝和旅游等综合利用任务。北极村总控制面积13.40 km2,灌区设计灌溉面积1 040 hm2,主要种植小麦、大豆、玉米及蓝梅等经济作物。工程任务为农田灌溉和排水,并为北极村旅游名镇滨水景观用水、防治山洪灾害、排涝减灾等生态水利建设服务[3]。
灌溉水源为黑龙江,提水灌溉,同时引水注入景区泡沼,满足北极村旅游景区景观用水需求,是打造生态农业、发展生态水利的试点灌区。
2 总体布局
北村村灌区渠系骨干工程主要由渠首工程、灌溉渠道(含天然泡沼)及配套的水工建筑物等几部分组成。
灌区骨干工程渠系布置是新建渠道将天然泡沼串连,尽量以天然泡沼替代渠道,即节省了新开渠道工程量,减少工程占地,又可形成较大天然水面供城区景观用水[4-5]。
新建北极村灌溉站自黑龙江右岸提水,设计流量2 m3/s;设计干渠7 487 m,由西向东布置,起点为北极村灌溉站,终点与十里长湖相连接。北极村防洪工程中的截流沟与北极村灌区的总干渠位置相同,因此干渠为灌排两用渠道,输送灌溉用水的同时承接灌区南侧坡水,同时承担北极村旅游名镇景观用水任务,即一渠三用[6]。
干渠下设2条支渠,总长度4 203 m,均以天然泡沼代替,其中1支渠2+900-3+640段拟结合城区景观设计,修建酒吧一条街。渠道中间以节制闸或拦河坝控制上游水位以形成天然水面,供城区景观用水。
洪水期干渠承接的坡水经泄洪沟泄入北侧天然泡泽后由黑干堤防排水闸排入黑龙江。
3 工程任务
工程以农业灌溉及生态环境供水为主要任务,兼顾排涝和发展旅游业,建设北极村灌区骨干工程,为北极村农业发展及环境改善创造条件。
充分利用黑龙江这一充足水源条件,统筹兼顾相关部门的现状及发展规划需求,疏通整合北极村现有水利工程,通过实施增加灌排能力,协调灌溉及防洪排涝调度,引江水促流动,连湿地复生态,拓水面添美景等综合治理措施,建设具有引水灌溉、改善生态环境、排涝和旅游等综合利用功能的灌排体系[7]。
3.1 引水灌溉
改善制约当地经济发展的水资源条件,为北极村1 040 hm2现代农业提供供水条件,春、夏、秋季适时对天然泡沼进行供水。
3.2 排涝减灾
北极村干渠同时承担南侧坡地的排涝任务,规划排涝面积31.17 km2,全部为坡地排水。
3.3 生态环境
增加区内天然泡沼水面,促进区域生物多样性的发展,吸收CO2、SO2及释放O2,促进CO2和O2平衡,防尘灭菌,吸收有害气体等[8]。
塑造一个以水生态景观为绿色背景,人与自然环境相和谐的生存空间,满足人们轻松愉快的生活要求。
3.4 旅游
发展低碳经济,规划景观带,岸边可散布自然和园林景观艺术小品,开发冬季冰雪运动、夏季水上运动及湿地观光等娱乐活动增加旅游项目。
4 水系调度运用原则和运行方式
4.1 水系调度运用原则
水系调度运用的原则主要有以下3点:
1)正常运行时,要保证渠系正常的水深和流速,要引得进、流得动、排得出,确保水系水质安全[9]。
2)遇大雨需排涝时,控制合理的渠系水位,确保排水畅通。
3)尽量使水系运行成本最低。
4.2 水系调度运行方式
水系调度运行方法主要有灌溉及环境用水运用和排涝运用。
4.2.1 灌溉及环境用水运用
从北极村灌溉站引入黑龙江水,灌溉期在5—8月,以泵站为动力形成常流水,干、支渠水深以节制闸及雍水坝控制,一支渠自干渠1+846处分流,二支渠自干渠5+113处连接干渠和一支渠,作用为引坡水入一支渠酒吧一条街渠段,结合该段景观用水,降低泵站运行成本。冬季封冻期(11月—翌年4月中旬)泵站停止供水,尽量放干渠道水,泡沼保持冰面高程[10]。
4.2.2 排涝运用
干渠为灌排两用渠道,右侧地势较高,汇入坡水,因此右侧堤顶高程以灌溉渠道定,由干渠加大水位加超高确定;左侧堤顶需防洪,以排水沟道定,由10 a一遇洪水水位加1 m超高。
遇大雨需排涝水时,关闭一、二支渠进水闸,支渠不行洪,由干渠尾端7+217处三支泄洪沟上的泄洪闸排洪,必要时可开启末端退水闸同时向十里长湖泄洪。
泄洪闸启用条件:由于本地区大暴雨主要发生在7、8月份,考虑最不利条件,即泵站仍按2 m3/s流量供水未能及时关闭,干渠天然泡沼调节部分洪水,可减少洪水下泄流量,排涝时只要适时控制渠首泵站及泄洪闸,即可保证排涝安全。
初拟排涝运行方式为:经泡沼调蓄后,按设计流量持续排水,当暴雨使干渠末端水位超过293.0 m,且预测未来降水使渠道水位还将上涨时,关闭北极村灌溉站;当干渠末端排涝水位降至292.5 m时且降水结束水位还将下落时,开启灌溉站引水。
[1]赵玲,魏光辉,李树岭,张春梅.中国北极村气候变暖特征[J]. 气象科技,2009,37(02):32-35.
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[4]周钧迪,马锦,宋密,等.河套灌区排水网络集水面积阈值研究[J]. 水利科技与经济,2012,18(02):25-27.
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[7]周维博,李佩成.干旱半干旱地域灌区水资源综合效益评价体系研究[J]. 自然资源学报,2003,18(03):288-293.
[8]邵东国,刘武艺,张湘隆.灌区水资源高效利用调控理论与技术研究进展[J].农业工程学报,2007,23(05):251-257.
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TV213.4
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1007-7596(2014)06-0123-02
2014-01-08
韩松(1968-),女,黑龙江哈尔滨人,高级工程师。
水源为黑龙江,规划水平年引水期取水口处来水量远远大于本工程取水量,引水口取水过程不受来水过程影响。