黑龙江省诺敏河阁山水库建设方案论证

曹振宇，吴明官

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080）

黑龙江省诺敏河阁山水库建设方案论证

曹振宇，吴明官

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080）

阁山水库在呼兰河流域多库（向阳山水库、红星水库、泥河水库、西山水库）联合调度运用中，作为龙头控制性工程，为绥棱县、兰西县和绥化市北林区、哈尔滨市呼兰区（简称“两县两区”），提供城市生活用水、工农业生产用水。该水库是一座以灌溉、城镇供水为主，结合水力发电，兼顾防洪、森林防火等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。

呼兰河；诺敏河；阁山水库；东水西调；多库联合调度

1 阁山水库建设的必要性

阁山水库位于呼兰河一级支流诺敏河中游，是呼兰河流域水资源综合开发利用关键性工程，又是历次呼兰河流域规划中推荐的第一期工程，它在呼兰河流域水资源综合开发利用中的地位和作用十分突出。

呼兰河流域位于松嫩高平原地区，该地区土地总面积9.83万km2，其中耕地面积约440.68万hm2，占全省耕地面积的39.4%。在耕地面积中，水田面积43.72万hm2，占全省水田面积的24.8%。该地区多年平均地表水资源量约98.3亿m3，占全省15%，每公顷平均占有地表水资源量为2235m3；地下水可开采量为32.44亿 m3／a，占全省30.7%。

呼兰河全流域面积31424km2，其中山区面积占37%，丘陵台地面积占22%，平原区面积占41%。呼兰河流域多年平均地表水资源量约40亿m3，占松嫩高平原地区地表水资源量的40.7%，该流域的地表水资源总量并不少，但全流域内的时空分布极不均匀，特别是呼兰河中、下游地区，地多水少，水资源严重短缺，尤其是每年的5—6月份农作物常出现渴水，给水田造成一定数量的绝产。因此，迫切需要兴建具有多年调节能力的大型控制性蓄水工程，以调节径流蓄丰补枯，缓解该流域内工农业生产用水紧张的矛盾，以实现该流域水资源分布与生产力布局的平衡［1］。

长期以来，由于呼兰河干流上修建大型控制性蓄水工程的条件较差，所以一直影响着该流域水资源综合开发利用的进程。本次为了解决呼兰河中游地区水资源严重短缺问题，紧密结合当地的已建蓄水工程情况，提出以阁山水库作为大型控制性龙头工程，并与向阳山水库（中型）、红星水库（中型）、泥河水库（大型）和西山水库（大型）联合调度运用的总体方案，以达到充分发挥水库群的作用，优势互补的总体目标和邻近流域及上下游水资源优化配置的目的，有效缓解绥棱县、兰西县和绥化市北林区、哈尔滨市呼兰区（简称“两县两区”，下同）城镇生活用水及工农业生产用水紧张的状态。

阁山水库工程的建设条件已经成熟，前期工作基础牢固，建设方案论证充分，技术经济指标较优，生态环境效益和社会效益显著。该工程的建设必将对两县两区及本地区的社会经济发展将起到较大的推动作用。

2 审批情况

阁山水库第1次早在1958年大跃进年代，曾列入国家计划后上马开工，后因国民经济调整于1961年末下马停建。第2次黑龙江省政府于1989年以黑政发［1989］167号文呈报过国务院，由国务院办公厅批转水利部处理：“按照基本建设程序，进行前期工作……”。第3次黑龙江省水利勘测设计院，于1992年编制了阁山水库工程预可研报告，1996年编制了阁山水库工程项目建议书，省计委以黑计农经［1997］344号文上报国家计委。第4次黑龙江省水利水电勘测设计研究院，于1999年12月，根据水利部水建［1998］15号文，重新编制了阁山水库工程项目建议书。第5次黑龙江省水利水电勘测设计研究院，于2005年又编制了阁山水库工程项目建议书，经过水利部水利水电规划设计总院多次审查，于2007年5月16日，水利部以水规计［2007］174号文上报国家发展和改革委员会；2008年11月24日，黑龙江省发展和改革委员会以黑发改农经［2008］1367号文上报国家发展和改革委员会；2008年12月中国水电顾问集团公司审查后，于2013年7月24日，国家发展和改革委员会以发改农经［2013］1429文批复了《黑龙江省诺敏河阁山水库工程项目建议书》。

因此，阁山水库当地老百姓称“四落五起”项目，为什么如此反复上报，归根到底就是当地的国民经济发展确实需要该工程，而且非常必要，这是当地老百姓的多年夙愿，又是民心工程，经几代人半个多世纪的不懈努力，终于2013年7月获得了国家发改委的批复，故现正继续进行《黑龙江省诺敏河阁山水库工程可行性研究报告》的编制工作。

3 阁山水库工程任务

本次可研的工程任务与项目建议书批复的工程任务相同，即工程以灌溉、供水为主，兼顾防洪等综合利用。但具体的内容适当修改为：该工程建成后，可发展水田灌溉面积5.59万hm2（近期为3.11万hm2）；与西山水库（大型已建）、红星水库（中型在建）、泥河水库（大型已建）联合调度运用，并置换向阳水库的灌溉任务，共同为绥棱县城（含绥棱林业局）、兰西县城和绥化市北林区、哈尔滨市呼兰区—（简称“一局两镇两区”）提供城镇生活与工业用水；可使下游诺敏河干流防洪标准由现状不足10a一遇提高到20a一遇，同时具有生态环境用水效益。

阁山水库在呼兰河流域多库（向阳山水库、红星水库、泥河水库、西山水库）联合调度运用中，作为龙头控制性工程，为“两县两区”，提供城市生活用水、工农业生产用水。该水库是一座以灌溉、城镇供水为主，结合水力发电，兼顾防洪、森林防火等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。

4 水库规摸

根据上级有关部门的审查和评估意见及复核后的水文分析成果，详细论证水库规模（重点为灌溉面积、城镇供水和电站装机容量等）。具体内容可能涉及城镇供水、下游防洪、农田灌溉、枢纽工程及水库淹没损失等。国家发展和改革委员会《关于黑龙江省诺敏河阁山水库工程项目建议书》审批文件——发改农经［2013］1429文中，在可行性研究阶段，要重点做好工作内容之一：“按照项目建议书阶段水利部的审查意见和中国水电工程顾问集团公司的评估意见，进一步论证降低正常蓄水位的经济合理性及工程分期蓄水的必要性和可行性，合理安排种植结构，优化灌区规模，复核供水规模，做好方案比选，尽量减少征地拆迁数量；进一步研究水库调度运用方式，优化防洪库容规模及设置方式”。

5 水库建设方案

为了全面贯彻落实国家发展和改革委员会发改农经［2013］1429文的审批意见，本次可行性研究阶段重点做以下水库建设方案比选工作。

为了减少方案比较工作量，而且要达到不同方案间相互比较的基础一致和相对优劣关系不变的目标，故本次方案比较阶段，在项目建议书推荐的水库规模、工程任务为前提和不同建设方案经济效益相同的条件下，进行水库建设方案比选工作。

5.1 引调水方案

该方案为东水西调方案（东侧伊春河水，调入西侧的诺敏河），又称引西入阁调水方案（西山水库水调入阁山水库）。

西山水库坝址以上流域面积1613km2，占伊春河流域面积的65%，多年平均年径流量4.8亿m3，保证率P＝95%相应的年径流量2.4亿m3。设计年城市供水量（P＝95%）13958万m3，设计年灌溉供水量（P ＝75%）1308万m3，合计年总供水量1.53亿m3，占多年平均年径流量的32%，占保证率P＝95%相应的年径流量的64%。因此，在满足西山水库城市供水和灌溉供水需求的前提下，西山水库可调水量约0.8亿 m3左右。

西山水库正常蓄水位284.7m，相应正常库容0.9亿 m3，调节库容0.6亿 m3，库容系数为0.125；死水位276.0m，相应死库容0.26亿m3。最大消落深度8.7m，取水口设计水位暂取平均水位280.0m。

引西入阁调水工程取水口及泵站位置初步选在西山水库库区内吆河和尖山河汇入口以上孤岛西侧尖山河左岸，该取水口距西山水库坝址约5km左右，约在水库回水中点附近。

东水西调工程有南北两个输水管线方案。西山水库取水口至尖山河林场的输水管线长度约14km左右，南北两个方案该段均相同。

南线方案：跨越诺敏河与伊春河分水岭的隧洞长度约3.0km左右，隧洞进出口高程约450m左右，分水岭高程约500m左右，高差约50m左右，隧洞进口至尖山河林场输水管线长度约10km左右，因此，南线方案输水长度（取水口—隧洞出口）约27km左右，高差约170m左右。

北线方案：跨越诺敏河与伊春河分水岭的隧洞长度约1.0km左右，隧洞进出口高程约460m左右，分水岭高程约500m左右，高差约40m左右，隧洞进口至尖山河林场输水管线长度约13km左右，因此，北线方案输水长度（取水口—隧洞出口）约28km左右，高差约180m左右。

总之，南北线输水方案通过技术经济等指标综合比较后，选择较优方案作为远期的推荐方案，即阁山水库按正常蓄水位229.0m修建后，近期只承担3.11万hm2水田灌溉面积和设计年城镇供水量4636万m3的供水任务。当下游水田灌区逐年配套后，可达到远期水田灌溉面积5.59万hm2时，择期实施东水西调工程即可［2］。

5.2 大小库方案

大库方案为项目建议书中推荐方案，小库方案是为了减少库区淹没损失，在库区内修建围堤方案。

5.3 分期蓄水方案

按近期和远期的工程任务，分别确定相应的正常蓄水位后，水库的主体工程一次性建成，而库区淹没根据下游灌区的配套情况，分期蓄水，并且分期、分批进行水库淹没损失补偿。

5.4 推荐方案

上述的水库建设方案，经过技术经济等指标综合比较后，合理选定较优的方案。在此基础上，应该再比较如下的子方案。

1）方案1：通过试算方法确定最佳的引西入阁工程的引调水量（远期推荐）。

2）方案2：通过多种方案技术经济指标比较后，选定较优的水旱田比例。

3）方案3：在两镇一区城镇供水方案和满足泥河水库现状水田灌溉用水需求的基础上，增加哈尔滨市呼兰区城市供水方案。

4）方案4：在两镇一区城镇供水方案和满足泥河水库规划水田灌溉用水需求的基础上，增加哈尔滨市呼兰区城市供水方案。

5）方案5：多级控制新方法调洪。本次介绍的新方法与简化控泄法的具体洪水调度方法是完全一致的，只不过多增加一些控制级罢了，因此称防洪调度多级控制新方法。具体的计算方法详见《水库防洪调度多级控制新方法》论文即可。

方案6：阁山水库优化调度运用方案（远期泥河水库也应采用该调度运用方式）。引西入阁调水工程建成后，阁山水库和西山水库坝址以上诺敏河、伊春河的具体来水量是未知的、随机的，因此，阁山水库实际兴利调度运行时，采用试算法确定的引调水限制线Ht作为控制条件，为满足各行业的用水要求（上限为设计用水量），进行兴利调节计算，具体操作过程中，若各时段的库水位Hj≤Ht，则按实际可引调水能力全力蓄水，否则立即停止引调水。

具体的兴利调度运用时，首先满足西山水库城市供水需求的前提下，每年引水期（9—12月、翌年1—5月），尽量按实际可引调水能力，多蓄水，并要求到每年12月份左右时，水库尽量蓄满，供翌年枯水期用水。

具体的计算方法详见《引调水蓄水工程优化调度运用》论文即可。

5.5 总体实施方案

阁山水库项目建议书批复的方案：水库死水位222.5m，死库容0.225亿m3；正常蓄水位233.0m，相应正常库容4.105亿m3，调节库容3.88亿m3，库容系数0.61；汛期限制水位232.0m，校核洪水位（P＝0.05%）234.49m，校核总库容5.14亿m3。设计（P＝75%）水田灌溉面积5.59万hm2，其中：近期水田面积3.11万hm2；灌溉年用水总量6.01亿m3，其中：水库补偿水量2.9亿m3，占总用量的48.3%。设计（P＝95%）城镇供水量4636万m3，其中：北林区1318万m3，绥棱镇1819万m3，兰西镇1499万m3。因此，水库设计总供水量为3.3636亿m3，占多年平均坝址以上来水量（6.39亿m3）的52.6%，单位调节库容的供水量0.87m3。

阁山水库近期正常蓄水位229.0m时，相应的水田灌溉面积为3.11万hm2，灌溉年用水总量3.43亿 m3。

其中：水库补偿供水量2.13亿m3，占总用量的62.1%；设计城镇供水量4636万m3，同远期供水量。

因此，水库设计总供水量为2.5936亿m3，单位调节库容的供水量1.47m3，近远期水田灌溉补水量相差0.77亿m3，正常蓄水位相差4.0m，相应库容相差2.12亿m3，单位所增调节库容的供水量0.36m3。

总之，阁山水库正常蓄水位由229.0m提高至233.0m后，单位调节库容的供水量由1.47m3迅速降低至0.87m3，所增加库容的单位调节库容的供水量仅为0.36m3，故单纯从单方调节库容的供水量来看，正常蓄水位229.0m方案明显较优，但无法完成远期水田灌溉任务。

目前，正在实施的《黑龙江省征地区片综合地价实施办法》、《黑龙江省耕地占用税实施办法》等土地征用政策，对水库淹没补偿投资影响非常大。过去一般水库总投资中水库淹没补偿投资占30%左右，而如今相同条件的水库总投资中水库淹没补偿投资占70%左右。因此，按现状赔偿标准初步估算阁山水库正常蓄水位由229.0m提高至233.0m所增加的淹没补偿投资约20多亿元。

综上所述，既要完成项目建议书确定的工程任务，又要尽量降低正常蓄水位，减少水库淹没补偿投资，只能实施东水西调工程和水库群联合调度运用，才能达到上述的目的。因此，本次推荐的总体实施方案具体如下：

阁山水库工程规模由近期水田灌溉面积3.11万hm2，设计城镇（绥棱镇、兰西镇、北林区，简称：两镇一区）供水量4636万m3，确定的正常蓄水位为229.0m，即主体工程一次性建成，水库调度运用分近期常规调度和远期优化调度。

远期根据下游水田灌区的配套情况，择期实施东水西调（又称：引西入阁）工程建设方案，使水田灌溉面积达到5.59万hm2，并且在近期两镇一区城镇供水的基础上，增加哈尔滨市呼兰区城市供水，即达到两镇两区城镇供水的目标。

［1］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省诺敏河阁山水库工程项目建议书修订成果［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2006.

［2］黑龙江省诺敏河阁山水库工程可行性研究［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2014.

TV62

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1007－7596（2014）08－0080－03

2014－03－11

曹振宇（1976－），男，黑龙江哈尔滨人，工程师，从事水文水资源研究工作；吴明官（1955－），男，黑龙江哈尔滨人，教授级高级工程师。