水庫配置水資源論文

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1二甲溝灌區(qū)概況

通過建設(shè)通河縣境內(nèi)的“北水南調(diào)”工程(即“引岔入富”———引岔林河水調(diào)入富拉渾河、擬建二甲溝水庫、現(xiàn)有小型水庫群及相應(yīng)灌區(qū))和“南水北調(diào)”工程(即擬建的太陽溝抽水泵站(松花江水)及太陽溝灌區(qū))，把現(xiàn)有的灌區(qū)(濃河、富鄉(xiāng)、紅旗、鏵子山)和擬建的太陽溝抽水灌區(qū)、西部澇區(qū)內(nèi)的規(guī)劃新灌區(qū)，將合并為多水源、多水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用的大型灌區(qū)，統(tǒng)稱為二甲溝灌區(qū)，總灌溉面積為2.33萬hm2，其中:二甲溝水庫灌區(qū)灌溉面積為1.31萬hm2，太陽溝灌區(qū)灌溉面積為3413hm2，西部澇區(qū)新灌區(qū)灌溉面積為6773hm2。該大型灌區(qū)具體采用水庫群(擬建的二甲溝中型水庫、已建的紅旗小型水庫、已建的二道溝子小型水庫、已建的三道溝子小型水庫、已建的四道溝子小型水庫)和松花江過境水、區(qū)間徑流、地下水等多水源、多水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用方式，合理配置通河縣西部地區(qū)的水資源，達(dá)到水資源可持續(xù)利用將支撐該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)。

2松遼委審核成果

2012年12月31日，水利部松遼水利委員會(huì)以松遼規(guī)計(jì)［2012］340號(hào)文下發(fā)了《松遼委關(guān)于黑龍江省通河縣二甲溝水庫建設(shè)項(xiàng)目審核意見的函》，其中:水資源配置方案中的二甲溝水庫建成后，從岔林河流域多年平均引水量4352萬m3(實(shí)際為多年平均引水量的水資源利用量)，占引水口以上多年平均年徑流量38269萬m3的11.37%;二甲溝水庫多年平均灌溉用水量(應(yīng)該為供水量)5062萬m3，扣除岔林河流域多年平均引水入庫水量3233萬m3，水庫利用本流域(指富拉渾河)多年平均灌溉用水量1829萬m3，占?jí)沃芬陨隙嗄昶骄陱搅髁?520萬m3的40%。

3分析與討論

二甲溝水庫近期灌溉面積1.31萬hm2，該水庫多年平均供水量6111×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062×104m3，多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3。

3.1岔林河取水樞紐工程

岔林河取水樞紐工程處，該工程地點(diǎn)以上流域面積1307km2，占全流域面積的71%，多年平均來水量38269×104m3，取水口引水能力17m3/s。該取水樞紐處在首先滿足岔林河灌區(qū)和生態(tài)環(huán)境用水量的前提下，剩余的流量，采用二甲溝水庫近期調(diào)度運(yùn)用圖，按系列法興利調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果:引水口的多年平均實(shí)際取水量11189×104m3，占總來水量的29.2%;考慮輸水損失水量10%后，進(jìn)入二甲溝水庫的多年平均入庫水量為10070×104m3，占總來水量的26.3%。由于該工程地點(diǎn)引水期為每年的暢流期，一般情況下，每年灌溉期結(jié)束后(9月—10月)引水，故按Tennant法標(biāo)準(zhǔn)衡量，該取水樞紐工程地點(diǎn)的引水比例29.2%，即岔林河剩余水量比例為70.8%，正位于Tennant法對(duì)棲息地質(zhì)量和流量關(guān)系表中的最佳范圍(60%～100%)。

3.2二甲溝水庫

二甲溝水庫壩址處總集水面積1492km2(實(shí)際集水面積約567km2)，其中:本流域富拉渾河水庫壩址以上流域面積185km2，占總集水面積的12.4%(實(shí)際集水面積的32.6%);岔林河引水口以上流域面積1307km2(分流面積約382km2)，占總集水面積的87.6%(實(shí)際集水面積的67.4%)。多年平均總來水量為14591×104m3(多年平均年徑流深約257.3mm)，其中:本流域富拉渾河多年平均年徑流量為4521×104m3(多年平均年徑流深約244.4mm)，占總來水量的31%;岔林河入庫水量為10070×104m3(多年平均年徑流深約263.6mm)，占總來水量的69%。該水庫近期:多年平均水庫供水量為6111×104m3(其中:多年平均灌溉供水量5062×104m3，占總供水量的82.8%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，占總供水量的17.2%)，相應(yīng)的水資源利用率為41.88%;多年平均水庫蒸發(fā)滲漏損失水量為427×104m3，相應(yīng)的損失率為2.93%;多年平均棄水量8053×104m3，相應(yīng)的棄水率為55.19%。該水庫遠(yuǎn)期:多年平均水庫供水量為11178×104m3(其中:多年平均灌溉供水量10129×104m3，占總供水量的90.6%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，占總供水量的9.4%)，相應(yīng)的水資源利用率為76.61%;多年平均水庫蒸發(fā)滲漏損失水量為428×104m3，相應(yīng)的損失率為2.93%;多年平均棄水量2985×104m3，相應(yīng)的棄水率為20.46%。在近期多年平均棄水量8053×104m3中，遠(yuǎn)期利用了5068×104m3，占近期多年平均棄水量的62.9%，該棄水利用量相當(dāng)于近期灌溉供水量，也就是說，在工程投資不增加的情況下，經(jīng)過多水源、多水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用后，二甲溝水庫的灌溉供水效益翻一番［1］。

3.3水資源利用量

為了滿足水資源論證的需要，下面重點(diǎn)分析本流域富拉渾河和岔林河引水量的水資源利用量。二甲溝水庫總來水量由壩址以上本流域富拉渾河年徑流量和岔林河干流取水口處引水量，共兩個(gè)部分組成，故二甲溝水庫的本流域富拉渾河水資源利用量和岔林河干流引水量的水資源利用量，不能按常規(guī)方法計(jì)算，應(yīng)該采用多種方法，綜合分析后，合理選用。具體的計(jì)算方法簡(jiǎn)單介紹如下:

1)方法1:單一水源估算法。具體為只考慮本流域富拉渾河來水情況下，采用二甲溝水庫近期調(diào)度運(yùn)用圖，按系列法興利調(diào)節(jié)計(jì)算后，推求多年平均水庫供水量、多年平均水庫蒸發(fā)滲漏損失水量、多年平均棄水量等有關(guān)指標(biāo)。然后，再推求考慮岔林河引水情況下的多年平均岔林河水資源利用量和多年平均棄水量。該方法雖然較準(zhǔn)確，但前提條件不同(來水量和灌溉保證率等)，計(jì)算過程復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多，計(jì)算工作量較大，方法復(fù)雜，不易掌握［2］。采用方法1，本次系列法興利調(diào)節(jié)計(jì)算后，求得的二甲溝水庫多年平均水庫供水量4130×104m3(其中:灌溉供水量3081×104m3，生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3)，相應(yīng)的水資源利用率為91.4%，灌溉保證率為P=65%;多年平均水庫蒸發(fā)滲漏損失水量為252×104m3，相應(yīng)的損失率為5.57%;多年平均棄水量137×104m3，相應(yīng)的棄水率為3.03%。

2)方法2:入庫水量比例法。具體為按總?cè)霂焖恐兴急壤?，推求考慮岔林河引水情況下的多年平均岔林河水資源利用量和多年平均棄水量等有關(guān)指標(biāo)。該方法簡(jiǎn)單易用，概念清楚，比較直觀。二甲溝水庫壩址處，多年平均總來水量為14591×104m3，其中:本流域富拉渾河多年平均來水量占總來水量的31%，岔林河入庫水量占總來水量的69%。二甲溝水庫近期灌溉面積1.31萬hm2，該水庫多年平均供水量6111×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062×104m3(本流域水資源利用量為1569×104m3，岔林河入庫水量的水資源利用量為3493×104m3，岔林河引水口的水資源利用量為3881×104m3)，相應(yīng)的水資源利用率為34.7%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，綜合的水資源利用率為41.88%。

3)方法3:灌溉供水典型年法。具體為先選擇某一年型作為典型年后，計(jì)算相應(yīng)的灌溉供水量，再推求考慮岔林河引水情況下的多年平均岔林河水資源利用量和多年平均棄水量等有關(guān)指標(biāo)。該方法典型年的代表性直接影響計(jì)算精度，而且選擇的典型年不同，求得的灌溉供水量就不同，故任意性較大，不易掌握。二甲溝水庫壩址處，多年平均總來水量為14591×104m3。二甲溝水庫近期灌溉面積1.31萬hm2，該水庫多年平均供水量6111×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062×104m3(本流域水資源利用量為1829×104m3，岔林河入庫水量的水資源利用量為3233×104m3，岔林河引水口的水資源利用量為4352×104m3，應(yīng)該為3592×104m3)，相應(yīng)的水資源利用率為34.7%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，綜合的水資源利用率為41.88%。

3.4成果比較

上述的松遼委審核成果可以寫成:岔林河引水口以上多年平均來水量38269×104m3，其中:多年平均實(shí)際引水量的水資源利用量4352×104m3，考慮輸水損失后進(jìn)入二甲溝水庫的多年平均入庫水量3233×104m3，多年平均輸水損失水量1119×104m3，占多年平均實(shí)際水資源利用量的25.7%。該成果中二甲溝水庫的多年平均入庫水量3233×104m3，就是上述的方法3成果，但是輸水損失率方法3取10%，故岔林河引水口的水資源利用量為3592×104m3，符合可研的采用成果，而松遼委審核成果中的輸水損失率為25.7%，偏大較多，與實(shí)際情況不符。本次分析成果(方法2):岔林河引水口以上多年平均來水量38269×104m3，其中:多年平均實(shí)際引水量的水資源利用量3881×104m3，比松遼委審核成果小10.8%;考慮輸水損失后進(jìn)入二甲溝水庫的多年平均入庫水量3493×104m3，比松遼委審核成果大8%;多年平均輸水損失水量388×104m3，比松遼委審核成果小65.3%。

4實(shí)際興利調(diào)度運(yùn)用

擬建引調(diào)水工程建成后，水庫壩址以上及引調(diào)水口控制斷面以上實(shí)際來水量是未知的，而且是隨機(jī)的，因此，引調(diào)水蓄水工程實(shí)際興利調(diào)度運(yùn)行時(shí)，采用試算法確定的引調(diào)水限制線Ht作為控制條件，為滿足各行業(yè)的用水要求(上限為設(shè)計(jì)用水量)，進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算，具體操作過程中，若各時(shí)段的庫水位Hj≤Ht，則按實(shí)際可引調(diào)水能力全力蓄水，否則立即停止引調(diào)水。為了不影響岔林河灌區(qū)及生態(tài)環(huán)境用水量，引岔入富工程在灌溉期(5月—8月)不引水，故每年具體的引水時(shí)間初定為4月中旬、下旬、8月下旬、9月、10月，共92d。具體的興利調(diào)度運(yùn)用時(shí)，一般情況下，每年灌溉期結(jié)束后(9月—10月)，盡量按實(shí)際可引調(diào)水能力，多蓄水，并要求到每年10月15日左右時(shí)，水庫盡量蓄滿，供翌年枯水期用水;當(dāng)遭遇特枯年時(shí)，若到了11月份水庫仍然蓄不滿，則翌年的4月份繼續(xù)引水，一直到水庫盡量蓄滿為止。在實(shí)際的水庫調(diào)度運(yùn)用過程中，當(dāng)庫水位落在洪水控制區(qū)(A)時(shí)，按各行業(yè)的設(shè)計(jì)用水量及補(bǔ)充地下水要求全力供水的同時(shí)，立即停止引調(diào)水，而且打開泄洪閘進(jìn)行控制泄洪，使庫水位始終保持在汛限水位附近，并隨時(shí)承擔(dān)攔蓄洪水的任務(wù)。當(dāng)庫水位落在停止引調(diào)水區(qū)(B)時(shí)，按各行業(yè)的設(shè)計(jì)用水量要求正常供水。當(dāng)庫水位落在正常引調(diào)水區(qū)的正常灌溉供水區(qū)(C)時(shí)，按實(shí)際可引調(diào)水能力盡量多蓄水，而且按各行業(yè)的設(shè)計(jì)用水量要求正常供水。當(dāng)庫水位落在正常引調(diào)水區(qū)的正常城鎮(zhèn)供水區(qū)(D)時(shí)，仍按實(shí)際可引調(diào)水能力盡量多蓄水，而且城鎮(zhèn)供水按設(shè)計(jì)用水量要求正常供水，灌溉用水在一般情況下，按設(shè)計(jì)用水量的50%供水。當(dāng)庫水位落在正常引調(diào)水區(qū)的城鎮(zhèn)供水破壞區(qū)(E)時(shí)，繼續(xù)按實(shí)際可引調(diào)水能力盡可能多蓄水，而且城鎮(zhèn)用水在一般的情況下，按設(shè)計(jì)用水量的80%供水，并停止灌溉供水。當(dāng)庫水位繼續(xù)降落至死水位H死以下時(shí)，全力以赴盡可能多引調(diào)水，并停止灌溉供水，然后按城鎮(zhèn)居民最低基本生活用水需要，控制供水的同時(shí)，采取其他應(yīng)急措施，盡量解決城鎮(zhèn)居民生活用水需求。

5結(jié)論與建議

5.1結(jié)論

二甲溝水庫近期灌溉面積1.31萬hm2，該水庫多年平均供水量6111×104m3，其中:多年平均灌溉供水量5062×104m3，占總供水量的82.8%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，占總供水量的17.2%。二甲溝水庫遠(yuǎn)期灌溉面積2.33萬hm2，該水庫多年平均供水量11178×104m3，其中:多年平均灌溉供水量10129×104m3，占總供水量的90.6%;多年平均生態(tài)環(huán)境供水量1049×104m3，占總供水量的9.4%。在近期多年平均棄水量8053×104m3中，遠(yuǎn)期利用了5068×104m3，占近期多年平均棄水量的62.9%，該棄水利用量相當(dāng)于近期灌溉供水量，也就是說，在工程投資不增加的情況下，經(jīng)過多水源、多水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用后，二甲溝水庫的灌溉供水效益翻一番。岔林河取水樞紐工程處的多年平均實(shí)際取水量11189×104m3，考慮輸水損失水量10%后，進(jìn)入二甲溝水庫的多年平均入庫水量為10070×104m3。二甲溝水庫壩址處多年平均總來水量為14591×104m3，其中:本流域富拉渾河多年平均年徑流量為4521×104m3，占總來水量的31%;岔林河入庫水量為10070×104m3，占總來水量的69%。該水庫近期:多年平均水庫供水量為6111×104m3，多年平均水庫蒸發(fā)滲漏損失水量為427×104m3，多年平均棄水量8053×104m3。該水庫近期:多年平均總供水量6111×104m3，多年平均灌溉供水量5062×104m3，其中:本流域水資源利用量為1569×104m3，岔林河入庫水量的水資源利用量為3493×104m3。岔林河引水口的水資源利用量為3881×104m3，占實(shí)際總引水量的34.7%。

5.2建議

為了不影響岔林河灌區(qū)及生態(tài)環(huán)境用水量，引岔入富工程建議在灌溉期(5月—8月)不引水，并建議每年具體的引水時(shí)間確定為4月中旬、下旬、8月下旬、9月、10月，共92d。建議下階段岔林河引水口處選擇豐、平、枯水年逐日流量過程線后，在首先滿足岔林河灌區(qū)和生態(tài)環(huán)境用水量的前提下，剩余的流量，采用二甲溝水庫近期調(diào)度運(yùn)用圖，按典型年法興利調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果與原成果進(jìn)行比較。

作者：楊曉玉 丁昌春 吳明官 單位：黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院