北極村灌區(qū)水系調(diào)度運(yùn)用原則及運(yùn)行方法

韓 松

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

北極村灌區(qū)水系調(diào)度運(yùn)用原則及運(yùn)行方法

韓 松

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

北極村灌區(qū)位于黑龍江省漠河縣北極鎮(zhèn)北部，承擔(dān)引水灌溉、排澇、改善生態(tài)環(huán)境和旅游等的綜合利用任務(wù)，具有一渠三用的工程特點(diǎn)。為了滿足灌溉、防洪排澇和景觀用水目的，文章對水系的調(diào)度運(yùn)用原則及運(yùn)行方法進(jìn)行研究及制定。

水系調(diào)度;運(yùn)用原則;運(yùn)行方法;北極村灌區(qū);一渠三用

1 工程位置

漠河縣位于黑龍江省西北部，黑龍江南岸為我國的最北端。北極村位于漠河縣北極鎮(zhèn)北部，為北極洲、北極新村、觀光農(nóng)業(yè)區(qū)和黑龍江環(huán)繞，有傳統(tǒng)的村落格局，完善村房古樸、靜謐的整體風(fēng)貌，是旅游資源開發(fā)的一大亮點(diǎn)，有著中國北極村落濃厚的北方情調(diào)［1-2］。

北極村灌區(qū)位于北極村境內(nèi)，承擔(dān)引水灌溉、改善生態(tài)環(huán)境、排澇和旅游等綜合利用任務(wù)。北極村總控制面積13.40 km2，灌區(qū)設(shè)計灌溉面積1 040 hm2，主要種植小麥、大豆、玉米及藍(lán)梅等經(jīng)濟(jì)作物。工程任務(wù)為農(nóng)田灌溉和排水，并為北極村旅游名鎮(zhèn)濱水景觀用水、防治山洪災(zāi)害、排澇減災(zāi)等生態(tài)水利建設(shè)服務(wù)［3］。

灌溉水源為黑龍江，提水灌溉，同時引水注入景區(qū)泡沼，滿足北極村旅游景區(qū)景觀用水需求，是打造生態(tài)農(nóng)業(yè)、發(fā)展生態(tài)水利的試點(diǎn)灌區(qū)。

2 總體布局

北村村灌區(qū)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幾部分組成。

灌區(qū)骨干工程渠系布置是新建渠道將天然泡沼串連，盡量以天然泡沼替代渠道，即節(jié)省了新開渠道工程量，減少工程占地，又可形成較大天然水面供城區(qū)景觀用水［4-5］。

新建北極村灌溉站自黑龍江右岸提水，設(shè)計流量2 m3/s;設(shè)計干渠7 487 m，由西向東布置，起點(diǎn)為北極村灌溉站，終點(diǎn)與十里長湖相連接。北極村防洪工程中的截流溝與北極村灌區(qū)的總干渠位置相同，因此干渠為灌排兩用渠道，輸送灌溉用水的同時承接灌區(qū)南側(cè)坡水，同時承擔(dān)北極村旅游名鎮(zhèn)景觀用水任務(wù)，即一渠三用［6］。

干渠下設(shè)2條支渠，總長度4 203 m，均以天然泡沼代替，其中1支渠2+900-3+640段擬結(jié)合城區(qū)景觀設(shè)計，修建酒吧一條街。渠道中間以節(jié)制閘或攔河壩控制上游水位以形成天然水面，供城區(qū)景觀用水。

洪水期干渠承接的坡水經(jīng)泄洪溝泄入北側(cè)天然泡澤后由黑干堤防排水閘排入黑龍江。

3 工程任務(wù)

工程以農(nóng)業(yè)灌溉及生態(tài)環(huán)境供水為主要任務(wù)，兼顧排澇和發(fā)展旅游業(yè)，建設(shè)北極村灌區(qū)骨干工程，為北極村農(nóng)業(yè)發(fā)展及環(huán)境改善創(chuàng)造條件。

充分利用黑龍江這一充足水源條件，統(tǒng)籌兼顧相關(guān)部門的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃需求，疏通整合北極村現(xiàn)有水利工程，通過實(shí)施增加灌排能力，協(xié)調(diào)灌溉及防洪排澇調(diào)度，引江水促流動，連濕地復(fù)生態(tài)，拓水面添美景等綜合治理措施，建設(shè)具有引水灌溉、改善生態(tài)環(huán)境、排澇和旅游等綜合利用功能的灌排體系［7］。

3.1 引水灌溉

改善制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源條件，為北極村1 040 hm2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供供水條件，春、夏、秋季適時對天然泡沼進(jìn)行供水。

3.2 排澇減災(zāi)

北極村干渠同時承擔(dān)南側(cè)坡地的排澇任務(wù)，規(guī)劃排澇面積31.17 km2，全部為坡地排水。

3.3 生態(tài)環(huán)境

增加區(qū)內(nèi)天然泡沼水面，促進(jìn)區(qū)域生物多樣性的發(fā)展，吸收CO2、SO2及釋放O2，促進(jìn)CO2和O2平衡，防塵滅菌，吸收有害氣體等［8］。

塑造一個以水生態(tài)景觀為綠色背景，人與自然環(huán)境相和諧的生存空間，滿足人們輕松愉快的生活要求。

3.4 旅游

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，規(guī)劃景觀帶，岸邊可散布自然和園林景觀藝術(shù)小品，開發(fā)冬季冰雪運(yùn)動、夏季水上運(yùn)動及濕地觀光等娛樂活動增加旅游項目。

4 水系調(diào)度運(yùn)用原則和運(yùn)行方式

4.1 水系調(diào)度運(yùn)用原則

水系調(diào)度運(yùn)用的原則主要有以下3點(diǎn):

1)正常運(yùn)行時，要保證渠系正常的水深和流速，要引得進(jìn)、流得動、排得出，確保水系水質(zhì)安全［9］。

2)遇大雨需排澇時，控制合理的渠系水位，確保排水暢通。

3)盡量使水系運(yùn)行成本最低。

4.2 水系調(diào)度運(yùn)行方式

水系調(diào)度運(yùn)行方法主要有灌溉及環(huán)境用水運(yùn)用和排澇運(yùn)用。

4.2.1 灌溉及環(huán)境用水運(yùn)用

從北極村灌溉站引入黑龍江水，灌溉期在5—8月，以泵站為動力形成常流水，干、支渠水深以節(jié)制閘及雍水壩控制，一支渠自干渠1+846處分流，二支渠自干渠5+113處連接干渠和一支渠，作用為引坡水入一支渠酒吧一條街渠段，結(jié)合該段景觀用水，降低泵站運(yùn)行成本。冬季封凍期(11月—翌年4月中旬)泵站停止供水，盡量放干渠道水，泡沼保持冰面高程［10］。

4.2.2 排澇運(yùn)用

干渠為灌排兩用渠道，右側(cè)地勢較高，匯入坡水，因此右側(cè)堤頂高程以灌溉渠道定，由干渠加大水位加超高確定;左側(cè)堤頂需防洪，以排水溝道定，由10 a一遇洪水水位加1 m超高。

遇大雨需排澇水時，關(guān)閉一、二支渠進(jìn)水閘，支渠不行洪，由干渠尾端7+217處三支泄洪溝上的泄洪閘排洪，必要時可開啟末端退水閘同時向十里長湖泄洪。

泄洪閘啟用條件:由于本地區(qū)大暴雨主要發(fā)生在7、8月份，考慮最不利條件，即泵站仍按2 m3/s流量供水未能及時關(guān)閉，干渠天然泡沼調(diào)節(jié)部分洪水，可減少洪水下泄流量，排澇時只要適時控制渠首泵站及泄洪閘，即可保證排澇安全。

初擬排澇運(yùn)行方式為:經(jīng)泡沼調(diào)蓄后，按設(shè)計流量持續(xù)排水，當(dāng)暴雨使干渠末端水位超過293.0 m，且預(yù)測未來降水使渠道水位還將上漲時，關(guān)閉北極村灌溉站;當(dāng)干渠末端排澇水位降至292.5 m時且降水結(jié)束水位還將下落時，開啟灌溉站引水。

［1］趙玲，魏光輝，李樹嶺，張春梅.中國北極村氣候變暖特征［J］. 氣象科技，2009，37(02):32-35.

［2］張慶輝，王貴，趙捷，等.包頭市四道沙河流域污灌區(qū)稀土元素的分布特征［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2012，40(05):186-190.

［3］吳英，于海波，蔣俊麗.葉爾羌河灌區(qū)混凝土防滲渠凍脹破壞的觀測研究［J］.塔里木大學(xué)學(xué)報，2005，17(03):70-73.

［4］周鈞迪，馬錦，宋密，等.河套灌區(qū)排水網(wǎng)絡(luò)集水面積閾值研究［J］. 水利科技與經(jīng)濟(jì)，2012，18(02):25-27.

［5］袁國語，周密.水情、工況遙測計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在鳳臺灌區(qū)管理自動化中的應(yīng)用［J］.水利水電科技進(jìn)展1999，19(01):55-57.

［6］趙丹，邵東國，劉丙軍.灌區(qū)水資源優(yōu)化配置方案及應(yīng)用［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2004，20(04):69-73.

［7］周維博，李佩成.干旱半干旱地域灌區(qū)水資源綜合效益評價體系研究［J］. 自然資源學(xué)報，2003，18(03):288-293.

［8］邵東國，劉武藝，張湘隆.灌區(qū)水資源高效利用調(diào)控理論與技術(shù)研究進(jìn)展［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007，23(05):251-257.

［9］向麗，顧培亮董新光，郭西萬.大型灌區(qū)水資源優(yōu)化分配模型研究［J］.西北水資源與水工程，1999，10(01):1-8.

［10］王立正.人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模式探討［J］.人民黃河，2004，26(09):26-28.

TV213.4

B

1007-7596(2014)06-0123-02

2014-01-08

韓松(1968-)，女，黑龍江哈爾濱人，高級工程師。

水源為黑龍江，規(guī)劃水平年引水期取水口處來水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本工程取水量，引水口取水過程不受來水過程影響。