通河县二甲沟水库水资源配置成果分析

2015-03-22杨晓玉丁昌春吴明官

黑龙江水利科技 2015年5期

杨晓玉，丁昌春，吴明官

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 建设项目概况

二甲沟水库为跨流域引水工程，由水库工程和引水枢纽工程组成。二甲沟水库位于哈尔滨市通河县境内，松花江左岸一级支流富拉浑河中游，富林乡所在地以北6.5 km，至哈肇公路6.5 km，距通河县城西北23 km，坝址以上流域面积185 km2，占全流域面积的74.6%。

引水枢纽工程位于岔林河干流万发屯附近，该工程地点以上流域面积1 307 km2，占全流域面积的71%，渠首进水闸位于岔林河右岸万发屯对岸的凹岸处，引水渠道设计流量17 m3/s，经进水闸引水入月牙泡后，沿废弃铁路至山前引水隧洞入口，引水线路总长度为9.695 km，其中:上游段渠道长度4.435 km，中游段隧洞长度2.6 km，下游段渠道长度2.66 km。

该水库正常蓄水位为148.30 m，相应兴利总库容5651 ×104m3，调节库容5344 ×104m3，库容系数1.18;死水位为134.50 m，死库容307 ×104m3;设计洪水位(P =1%)为148.31 m，设计总库容5657 ×104m3;校核洪水位(P =0.05%)为149.80 m，校核总库容7016 ×104m3。

本水库工程总投资60 038.2万元，其中:拟申请国家投资17 032.45万元，占总投资的30%;黑龙江省政府投资17 032.45万元，占总投资的30%;哈尔滨市政府投资11 354.96万元，占总投资的20%;通河县自筹资金11 354.96万元，占总投资的20%。

2 前期工作情况

黑龙江省人民政府以黑政办发［2012］33 号文批复的《黑龙江省水利发展“十二五”规划》中，二甲沟水库列入到拟建重点水源工程之中。水利部松辽水利委员会于2012年12月以松辽规计［2012］340号文批复了《黑龙江省通河县二甲沟水库项目建议书审核材料》。

黑龙江省发展和改革委员会于2013年4月以黑发改农经函［2013］97 号文批复了《黑龙江省通河县二甲沟水库项目建议书》。

黑龙江省水利水电勘测设计研究院正在编制《黑龙江省通河县二甲沟水库工程可行性研究报告》和《黑龙江省通河县二甲沟水库工程水资源论证报告书》等。

3 二甲沟灌区概况

通过建设通河县境内的“北水南调”工程(即“引岔入富”——引岔林河水调入富拉浑河、拟建二甲沟水库、现有小型水库群及相应灌区)和“南水北调”工程(即拟建的太阳沟抽水泵站(松花江水)及太阳沟灌区)，把现有的灌区(浓河、富乡、红旗、铧子山)和拟建的太阳沟抽水灌区、西部涝区内的规划新灌区，将合并为多水源、多水库联合调度运用的大型灌区，统称为二甲沟灌区，总灌溉面积为2.33 万hm2，其中:二甲沟水库灌区灌溉面积为1.31 万hm2，太阳沟灌区灌溉面积为3 413 hm2，西部涝区新灌区灌溉面积为6 773 hm2。

该大型灌区具体采用水库群(拟建的二甲沟中型水库、已建的红旗小型水库、已建的二道沟子小型水库、已建的三道沟子小型水库、已建的四道沟子小型水库)和松花江过境水、区间径流、地下水等多水源、多水库联合调度运用方式，合理配置通河县西部地区的水资源，达到水资源可持续利用将支撑该地区经济社会可持续发展的总体目标。

4 松辽委审核成果

2012年12月31日，水利部松辽水利委员会以松辽规计［2012］340 号文下发了《松辽委关于黑龙江省通河县二甲沟水库建设项目审核意见的函》，其中:水资源配置方案中的二甲沟水库建成后，从岔林河流域多年平均引水量4 352 万m3(实际为多年平均引水量的水资源利用量)，占引水口以上多年平均年径流量38 269 万m3的11.37%;二甲沟水库多年平均灌溉用水量(应该为供水量)5 062 万m3，扣除岔林河流域多年平均引水入库水量3 233 万m3，水库利用本流域(指富拉浑河)多年平均灌溉用水量1 829 万m3，占坝址以上多年平均年径流量4 520 万m3的40%。

5 分析与讨论

二甲沟水库近期灌溉面积1.31 万hm2，该水库多年平均供水量6111 ×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062 ×104m3，多年平均生态环境供水量1049×104m3。

5.1 岔林河取水枢纽工程

岔林河取水枢纽工程处，该工程地点以上流域面积1 307 km2，占全流域面积的71%，多年平均来水量38269 ×104m3，取水口引水能力17 m3/s。该取水枢纽处在首先满足岔林河灌区和生态环境用水量的前提下，剩余的流量，采用二甲沟水库近期调度运用图，按系列法兴利调节计算结果:引水口的多年平均实际取水量11189 ×104m3，占总来水量的29.2%;考虑输水损失水量10%后，进入二甲沟水库的多年平均入库水量为10070 × 104m3，占总来水量的26.3%。由于该工程地点引水期为每年的畅流期，一般情况下，每年灌溉期结束后(9月—10月)引水，故按Tennant 法标准衡量，该取水枢纽工程地点的引水比例29.2%，即岔林河剩余水量比例为70.8%，正位于Tennant 法对栖息地质量和流量关系表中的最佳范围(60% ～100%)。

5.2 二甲沟水库

二甲沟水库坝址处总集水面积1492 km2(实际集水面积约567 km2)，其中:本流域富拉浑河水库坝址以上流域面积185 km2，占总集水面积的12.4%(实际集水面积的32.6%);岔林河引水口以上流域面积1 307 km2(分流面积约382 km2)，占总集水面积的87.6%(实际集水面积的67.4%)。多年平均总来水量为14591 ×104m3(多年平均年径流深约257.3 mm)，其中:本流域富拉浑河多年平均年径流量为4521 ×104m3(多年平均年径流深约244.4mm)，占总来水量的31%;岔林河入库水量为10070 ×104m3(多年平均年径流深约263.6 mm)，占总来水量的69%。

该水库近期:多年平均水库供水量为6111 ×104m3(其中:多年平均灌溉供水量5062 ×104m3，占总供水量的82.8%;多年平均生态环境供水量1049 ×104m3，占总供水量的17.2%)，相应的水资源利用率为41.88%;多年平均水库蒸发渗漏损失水量为427×104m3，相应的损失率为2.93%;多年平均弃水量8053 ×104m3，相应的弃水率为55.19%。

该水库远期:多年平均水库供水量为11178 ×104m3(其中:多年平均灌溉供水量10129 ×104m3，占总供水量的90.6%;多年平均生态环境供水量1049×104m3，占总供水量的9.4%)，相应的水资源利用率为76.61%;多年平均水库蒸发渗漏损失水量为428 ×104m3，相应的损失率为2.93%;多年平均弃水量2985 ×104m3，相应的弃水率为20.46%。在近期多年平均弃水量8053 ×104m3中，远期利用了5068 ×104m3，占近期多年平均弃水量的62.9%，该弃水利用量相当于近期灌溉供水量，也就是说，在工程投资不增加的情况下，经过多水源、多水库联合调度运用后，二甲沟水库的灌溉供水效益翻一番［1］。

5.3 水资源利用量

为了满足水资源论证的需要，下面重点分析本流域富拉浑河和岔林河引水量的水资源利用量。二甲沟水库总来水量由坝址以上本流域富拉浑河年径流量和岔林河干流取水口处引水量，共两个部分组成，故二甲沟水库的本流域富拉浑河水资源利用量和岔林河干流引水量的水资源利用量，不能按常规方法计算，应该采用多种方法，综合分析后，合理选用。具体的计算方法简单介绍如下:

1)方法1:单一水源估算法。

具体为只考虑本流域富拉浑河来水情况下，采用二甲沟水库近期调度运用图，按系列法兴利调节计算后，推求多年平均水库供水量、多年平均水库蒸发渗漏损失水量、多年平均弃水量等有关指标。然后，再推求考虑岔林河引水情况下的多年平均岔林河水资源利用量和多年平均弃水量。

该方法虽然较准确，但前提条件不同(来水量和灌溉保证率等)，计算过程复杂，环节较多，计算工作量较大，方法复杂，不易掌握［2］。

采用方法1，本次系列法兴利调节计算后，求得的二甲沟水库多年平均水库供水量4130 ×104m3(其中:灌溉供水量3081 ×104m3，生态环境供水量1049×104m3)，相应的水资源利用率为91.4%，灌溉保证率为P=65%;多年平均水库蒸发渗漏损失水量为252 ×104m3，相应的损失率为5.57%;多年平均弃水量137 ×104m3，相应的弃水率为3.03%。

2)方法2:入库水量比例法。

具体为按总入库水量中所占比例，推求考虑岔林河引水情况下的多年平均岔林河水资源利用量和多年平均弃水量等有关指标。该方法简单易用，概念清楚，比较直观。

二甲沟水库坝址处，多年平均总来水量为14591×104m3，其中:本流域富拉浑河多年平均来水量占总来水量的31%，岔林河入库水量占总来水量的69%。

二甲沟水库近期灌溉面积1.31 万hm2，该水库多年平均供水量6111 ×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062 ×104m3(本流域水资源利用量为1569×104m3，岔林河入库水量的水资源利用量为3493 ×104m3，岔林河引水口的水资源利用量为3881 ×104m3)，相应的水资源利用率为34.7%;多年平均生态环境供水量1049 × 104m3，综合的水资源利用率为41.88%。

3)方法3:灌溉供水典型年法。

具体为先选择某一年型作为典型年后，计算相应的灌溉供水量，再推求考虑岔林河引水情况下的多年平均岔林河水资源利用量和多年平均弃水量等有关指标。该方法典型年的代表性直接影响计算精度，而且选择的典型年不同，求得的灌溉供水量就不同，故任意性较大，不易掌握。

二甲沟水库坝址处，多年平均总来水量为14591×104m3。二甲沟水库近期灌溉面积1.31 万hm2，该水库多年平均供水量6111 ×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062 ×104m3(本流域水资源利用量为1829 ×104m3，岔林河入库水量的水资源利用量为3233 ×104m3，岔林河引水口的水资源利用量为4352×104m3，应该为3592 ×104m3)，相应的水资源利用率为34.7%;多年平均生态环境供水量1049 ×104m3，综合的水资源利用率为41.88%。

5.4 成果比较

上述的松辽委审核成果可以写成:岔林河引水口以上多年平均来水量38269 ×104m3，其中:多年平均实际引水量的水资源利用量4352 ×104m3，考虑输水损失后进入二甲沟水库的多年平均入库水量3233×104m3，多年平均输水损失水量1119 ×104m3，占多年平均实际水资源利用量的25.7%。

该成果中二甲沟水库的多年平均入库水量3233×104m3，就是上述的方法3 成果，但是输水损失率方法3 取10%，故岔林河引水口的水资源利用量为3592 ×104m3，符合可研的采用成果，而松辽委审核成果中的输水损失率为25.7%，偏大较多，与实际情况不符。

本次分析成果(方法2):岔林河引水口以上多年平均来水量38269 ×104m3，其中:多年平均实际引水量的水资源利用量3881 ×104m3，比松辽委审核成果小10.8%;考虑输水损失后进入二甲沟水库的多年平均入库水量3493 ×104m3，比松辽委审核成果大8%;多年平均输水损失水量388 ×104m3，比松辽委审核成果小65.3%。

6 实际兴利调度运用

拟建引调水工程建成后，水库坝址以上及引调水口控制断面以上实际来水量是未知的，而且是随机的，因此，引调水蓄水工程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。

为了不影响岔林河灌区及生态环境用水量，引岔入富工程在灌溉期(5月—8月)不引水，故每年具体的引水时间初定为4月中旬、下旬、8月下旬、9月、10月，共92 d。

具体的兴利调度运用时，一般情况下，每年灌溉期结束后(9月—10月)，尽量按实际可引调水能力，多蓄水，并要求到每年10月15日左右时，水库尽量蓄满，供翌年枯水期用水;当遭遇特枯年时，若到了11月份水库仍然蓄不满，则翌年的4月份继续引水，一直到水库尽量蓄满为止。

在实际的水库调度运用过程中，当库水位落在洪水控制区(A)时，按各行业的设计用水量及补充地下水要求全力供水的同时，立即停止引调水，而且打开泄洪闸进行控制泄洪，使库水位始终保持在汛限水位附近，并随时承担拦蓄洪水的任务。

当库水位落在停止引调水区(B)时，按各行业的设计用水量要求正常供水。

当库水位落在正常引调水区的正常灌溉供水区(C)时，按实际可引调水能力尽量多蓄水，而且按各行业的设计用水量要求正常供水。

当库水位落在正常引调水区的正常城镇供水区(D)时，仍按实际可引调水能力尽量多蓄水，而且城镇供水按设计用水量要求正常供水，灌溉用水在一般情况下，按设计用水量的50%供水。

当库水位落在正常引调水区的城镇供水破坏区(E)时，继续按实际可引调水能力尽可能多蓄水，而且城镇用水在一般的情况下，按设计用水量的80%供水，并停止灌溉供水。

当库水位继续降落至死水位H死以下时，全力以赴尽可能多引调水，并停止灌溉供水，然后按城镇居民最低基本生活用水需要，控制供水的同时，采取其他应急措施，尽量解决城镇居民生活用水需求。

7 结论与建议

7.1 结论

二甲沟水库近期灌溉面积1.31 万hm2，该水库多年平均供水量6111 ×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062 ×104m3，占总供水量的82.8%;多年平均生态环境供水量1049 × 104m3，占总供水量的17.2%。

二甲沟水库远期灌溉面积2.33 万hm2，该水库多年平均供水量11178 ×104m3，其中:多年平均灌溉供水量10129 ×104m3，占总供水量的90.6%;多年平均生态环境供水量1049 × 104m3，占总供水量的9.4%。在近期多年平均弃水量8053 ×104m3中，远期利用了5068 ×104m3，占近期多年平均弃水量的62.9%，该弃水利用量相当于近期灌溉供水量，也就是说，在工程投资不增加的情况下，经过多水源、多水库联合调度运用后，二甲沟水库的灌溉供水效益翻一番。

岔林河取水枢纽工程处的多年平均实际取水量11189 ×104m3，考虑输水损失水量10%后，进入二甲沟水库的多年平均入库水量为10070 ×104m3。

二甲沟水库坝址处多年平均总来水量为14591×104m3，其中:本流域富拉浑河多年平均年径流量为4521 ×104m3，占总来水量的31%;岔林河入库水量为10070 ×104m3，占总来水量的69%。

该水库近期:多年平均水库供水量为6111 ×104m3，多年平均水库蒸发渗漏损失水量为427 ×104m3，多年平均弃水量8053 ×104m3。

该水库近期:多年平均总供水量6111 ×104m3，多年平均灌溉供水量5062 ×104m3，其中:本流域水资源利用量为1569 ×104m3，岔林河入库水量的水资源利用量为3493 ×104m3。岔林河引水口的水资源利用量为3881 ×104m3，占实际总引水量的34.7%。