楊曉玉，丁昌春，吳明官

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 建設項目概況

二甲溝水庫為跨流域引水工程，由水庫工程和引水樞紐工程組成。二甲溝水庫位于哈爾濱市通河縣境內(nèi)，松花江左岸一級支流富拉渾河中游，富林鄉(xiāng)所在地以北6.5 km，至哈肇公路6.5 km，距通河縣城西北23 km，壩址以上流域面積185 km2，占全流域面積的74.6%。

引水樞紐工程位于岔林河干流萬發(fā)屯附近，該工程地點以上流域面積1 307 km2，占全流域面積的71%，渠首進水閘位于岔林河右岸萬發(fā)屯對岸的凹岸處，引水渠道設計流量17 m3/s，經(jīng)進水閘引水入月牙泡后，沿廢棄鐵路至山前引水隧洞入口，引水線路總長度為9.695 km，其中:上游段渠道長度4.435 km，中游段隧洞長度2.6 km，下游段渠道長度2.66 km。

該水庫正常蓄水位為148.30 m，相應興利總庫容5651 ×104m3，調(diào)節(jié)庫容5344 ×104m3，庫容系數(shù)1.18;死水位為134.50 m，死庫容307 ×104m3;設計洪水位(P =1%)為148.31 m，設計總庫容5657 ×104m3;校核洪水位(P =0.05%)為149.80 m，校核總庫容7016 ×104m3。

本水庫工程總投資60 038.2萬元，其中:擬申請國家投資17 032.45萬元，占總投資的30%;黑龍江省政府投資17 032.45萬元，占總投資的30%;哈爾濱市政府投資11 354.96萬元，占總投資的20%;通河縣自籌資金11 354.96萬元，占總投資的20%。

2 前期工作情況

黑龍江省人民政府以黑政辦發(fā)［2012］33 號文批復的《黑龍江省水利發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中，二甲溝水庫列入到擬建重點水源工程之中。水利部松遼水利委員會于2012年12月以松遼規(guī)計［2012］340號文批復了《黑龍江省通河縣二甲溝水庫項目建議書審核材料》。

黑龍江省發(fā)展和改革委員會于2013年4月以黑發(fā)改農(nóng)經(jīng)函［2013］97 號文批復了《黑龍江省通河縣二甲溝水庫項目建議書》。

黑龍江省水利水電勘測設計研究院正在編制《黑龍江省通河縣二甲溝水庫工程可行性研究報告》和《黑龍江省通河縣二甲溝水庫工程水資源論證報告書》等。

3 二甲溝灌區(qū)概況

通過建設通河縣境內(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3 413 hm2，西部澇區(qū)新灌區(qū)灌溉面積為6 773 hm2。

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)度運用方式，合理配置通河縣西部地區(qū)的水資源，達到水資源可持續(xù)利用將支撐該地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的總體目標。

4 松遼委審核成果

2012年12月31日，水利部松遼水利委員會以松遼規(guī)計［2012］340 號文下發(fā)了《松遼委關(guān)于黑龍江省通河縣二甲溝水庫建設項目審核意見的函》，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4 352 萬m3(實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38 269 萬m3的11.37%;二甲溝水庫多年平均灌溉用水量(應該為供水量)5 062 萬m3，扣除岔林河流域多年平均引水入庫水量3 233 萬m3，水庫利用本流域(指富拉渾河)多年平均灌溉用水量1 829 萬m3，占壩址以上多年平均年徑流量4 520 萬m3的40%。

5 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。

5.1 岔林河取水樞紐工程

岔林河取水樞紐工程處，該工程地點以上流域面積1 307 km2，占全流域面積的71%，多年平均來水量38269 ×104m3，取水口引水能力17 m3/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)度運用圖，按系列法興利調(diào)節(jié)計算結(jié)果:引水口的多年平均實際取水量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 法標準衡量，該取水樞紐工程地點的引水比例29.2%，即岔林河剩余水量比例為70.8%，正位于Tennant 法對棲息地質(zhì)量和流量關(guān)系表中的最佳范圍(60% ～100%)。

5.2 二甲溝水庫

二甲溝水庫壩址處總集水面積1492 km2(實際集水面積約567 km2)，其中:本流域富拉渾河水庫壩址以上流域面積185 km2，占總集水面積的12.4%(實際集水面積的32.6%);岔林河引水口以上流域面積1 307 km2(分流面積約382 km2)，占總集水面積的87.6%(實際集水面積的67.4%)。多年平均總來水量為14591 ×104m3(多年平均年徑流深約257.3 mm)，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263.6 mm)，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，相應的損失率為2.93%;多年平均棄水量8053 ×104m3，相應的棄水率為55.19%。

該水庫遠期: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，相應的損失率為2.93%;多年平均棄水量2985 ×104m3，相應的棄水率為20.46%。在近期多年平均棄水量8053 ×104m3中，遠期利用了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)度運用后，二甲溝水庫的灌溉供水效益翻一番［1］。

5.3 水資源利用量

為了滿足水資源論證的需要，下面重點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)方法計算，應該采用多種方法，綜合分析后，合理選用。具體的計算方法簡單介紹如下:

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)度運用圖，按系列法興利調(diào)節(jié)計算后，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。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。

該方法雖然較準確，但前提條件不同(來水量和灌溉保證率等)，計算過程復雜，環(huán)節(jié)較多，計算工作量較大，方法復雜，不易掌握［2］。

采用方法1，本次系列法興利調(diào)節(jié)計算后，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，相應的損失率為5.57%;多年平均棄水量137 ×104m3，相應的棄水率為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魄罂紤]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。該方法簡單易用，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，計算相應的灌溉供水量，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。該方法典型年的代表性直接影響計算精度，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，應該為3592 ×104m3)，相應的水資源利用率為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%。

5.4 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:多年平均實際引水量的水資源利用量4352 ×104m3，考慮輸水損失后進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%。

6 實際興利調(diào)度運用

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際來水量是未知的，而且是隨機的，因此，引調(diào)水蓄水工程實際興利調(diào)度運行時，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(上限為設計用水量)，進行興利調(diào)節(jié)計算，具體操作過程中，若各時段的庫水位Hj≤Ht，則按實際可引調(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間初定為4月中旬、下旬、8月下旬、9月、10月，共92 d。

具體的興利調(diào)度運用時，一般情況下，每年灌溉期結(jié)束后(9月—10月)，盡量按實際可引調(diào)水能力，多蓄水，并要求到每年10月15日左右時，水庫盡量蓄滿，供翌年枯水期用水;當遭遇特枯年時，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。

在實際的水庫調(diào)度運用過程中，當庫水位落在洪水控制區(qū)(A)時，按各行業(yè)的設計用水量及補充地下水要求全力供水的同時，立即停止引調(diào)水，而且打開泄洪閘進行控制泄洪，使庫水位始終保持在汛限水位附近，并隨時承擔攔蓄洪水的任務。

當庫水位落在停止引調(diào)水區(qū)(B)時，按各行業(yè)的設計用水量要求正常供水。

當庫水位落在正常引調(diào)水區(qū)的正常灌溉供水區(qū)(C)時，按實際可引調(diào)水能力盡量多蓄水，而且按各行業(yè)的設計用水量要求正常供水。

當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，仍按實際可引調(diào)水能力盡量多蓄水，而且城鎮(zhèn)供水按設計用水量要求正常供水，灌溉用水在一般情況下，按設計用水量的50%供水。

當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，繼續(xù)按實際可引調(diào)水能力盡可能多蓄水，而且城鎮(zhèn)用水在一般的情況下，按設計用水量的80%供水，并停止灌溉供水。

當庫水位繼續(xù)降落至死水位H死以下時，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，采取其他應急措施，盡量解決城鎮(zhèn)居民生活用水需求。

7 結(jié)論與建議

7.1 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際取水量11189 ×104m3，考慮輸水損失水量10%后，進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，占實際總引水量的34.7%。

7.2 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間確定為4月中旬、下旬、8月下旬、9月、10月，共92 d。

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)度運用圖，按典型年法興利調(diào)節(jié)計算結(jié)果與原成果進行比較。

［1］劉曉霞. 促進地方經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的水資源配置探討—以山西省水資源配置為例［J］. 生產(chǎn)力研究，2009(10):81.

［2］白天民. 平頂山市南水北調(diào)受水區(qū)水資源配置規(guī)劃方案初探［J］. 河南水利與南水北調(diào)，2008(01):12 －14.