黑龍江省諾敏河閣山水庫建設(shè)方案論證

曹振宇，吳明官

（黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

黑龍江省諾敏河閣山水庫建設(shè)方案論證

曹振宇，吳明官

（黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

閣山水庫在呼蘭河流域多庫（向陽山水庫、紅星水庫、泥河水庫、西山水庫）聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用中，作為龍頭控制性工程，為綏棱縣、蘭西縣和綏化市北林區(qū)、哈爾濱市呼蘭區(qū)（簡稱“兩縣兩區(qū)”），提供城市生活用水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。該水庫是一座以灌溉、城鎮(zhèn)供水為主，結(jié)合水力發(fā)電，兼顧防洪、森林防火等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。

呼蘭河；諾敏河；閣山水庫；東水西調(diào)；多庫聯(lián)合調(diào)度

1 閣山水庫建設(shè)的必要性

閣山水庫位于呼蘭河一級(jí)支流諾敏河中游，是呼蘭河流域水資源綜合開發(fā)利用關(guān)鍵性工程，又是歷次呼蘭河流域規(guī)劃中推薦的第一期工程，它在呼蘭河流域水資源綜合開發(fā)利用中的地位和作用十分突出。

呼蘭河流域位于松嫩高平原地區(qū)，該地區(qū)土地總面積9.83萬km2，其中耕地面積約440.68萬hm2，占全省耕地面積的39.4%。在耕地面積中，水田面積43.72萬hm2，占全省水田面積的24.8%。該地區(qū)多年平均地表水資源量約98.3億m3，占全省15%，每公頃平均占有地表水資源量為2235m3；地下水可開采量為32.44億 m3／a，占全省30.7%。

呼蘭河全流域面積31424km2，其中山區(qū)面積占37%，丘陵臺(tái)地面積占22%，平原區(qū)面積占41%。呼蘭河流域多年平均地表水資源量約40億m3，占松嫩高平原地區(qū)地表水資源量的40.7%，該流域的地表水資源總量并不少，但全流域內(nèi)的時(shí)空分布極不均勻，特別是呼蘭河中、下游地區(qū)，地多水少，水資源嚴(yán)重短缺，尤其是每年的5—6月份農(nóng)作物常出現(xiàn)渴水，給水田造成一定數(shù)量的絕產(chǎn)。因此，迫切需要興建具有多年調(diào)節(jié)能力的大型控制性蓄水工程，以調(diào)節(jié)徑流蓄豐補(bǔ)枯，緩解該流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水緊張的矛盾，以實(shí)現(xiàn)該流域水資源分布與生產(chǎn)力布局的平衡［1］。

長期以來，由于呼蘭河干流上修建大型控制性蓄水工程的條件較差，所以一直影響著該流域水資源綜合開發(fā)利用的進(jìn)程。本次為了解決呼蘭河中游地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺問題，緊密結(jié)合當(dāng)?shù)氐囊呀ㄐ钏こ糖闆r，提出以閣山水庫作為大型控制性龍頭工程，并與向陽山水庫（中型）、紅星水庫（中型）、泥河水庫（大型）和西山水庫（大型）聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用的總體方案，以達(dá)到充分發(fā)揮水庫群的作用，優(yōu)勢互補(bǔ)的總體目標(biāo)和鄰近流域及上下游水資源優(yōu)化配置的目的，有效緩解綏棱縣、蘭西縣和綏化市北林區(qū)、哈爾濱市呼蘭區(qū)（簡稱“兩縣兩區(qū)”，下同）城鎮(zhèn)生活用水及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水緊張的狀態(tài)。

閣山水庫工程的建設(shè)條件已經(jīng)成熟，前期工作基礎(chǔ)牢固，建設(shè)方案論證充分，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu)，生態(tài)環(huán)境效益和社會(huì)效益顯著。該工程的建設(shè)必將對(duì)兩縣兩區(qū)及本地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到較大的推動(dòng)作用。

2 審批情況

閣山水庫第1次早在1958年大躍進(jìn)年代，曾列入國家計(jì)劃后上馬開工，后因國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整于1961年末下馬停建。第2次黑龍江省政府于1989年以黑政發(fā)［1989］167號(hào)文呈報(bào)過國務(wù)院，由國務(wù)院辦公廳批轉(zhuǎn)水利部處理：“按照基本建設(shè)程序，進(jìn)行前期工作……”。第3次黑龍江省水利勘測設(shè)計(jì)院，于1992年編制了閣山水庫工程預(yù)可研報(bào)告，1996年編制了閣山水庫工程項(xiàng)目建議書，省計(jì)委以黑計(jì)農(nóng)經(jīng)［1997］344號(hào)文上報(bào)國家計(jì)委。第4次黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，于1999年12月，根據(jù)水利部水建［1998］15號(hào)文，重新編制了閣山水庫工程項(xiàng)目建議書。第5次黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，于2005年又編制了閣山水庫工程項(xiàng)目建議書，經(jīng)過水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院多次審查，于2007年5月16日，水利部以水規(guī)計(jì)［2007］174號(hào)文上報(bào)國家發(fā)展和改革委員會(huì)；2008年11月24日，黑龍江省發(fā)展和改革委員會(huì)以黑發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2008］1367號(hào)文上報(bào)國家發(fā)展和改革委員會(huì)；2008年12月中國水電顧問集團(tuán)公司審查后，于2013年7月24日，國家發(fā)展和改革委員會(huì)以發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2013］1429文批復(fù)了《黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項(xiàng)目建議書》。

因此，閣山水庫當(dāng)?shù)乩习傩辗Q“四落五起”項(xiàng)目，為什么如此反復(fù)上報(bào)，歸根到底就是當(dāng)?shù)氐膰窠?jīng)濟(jì)發(fā)展確實(shí)需要該工程，而且非常必要，這是當(dāng)?shù)乩习傩盏亩嗄曩碓?，又是民心工程，?jīng)幾代人半個(gè)多世紀(jì)的不懈努力，終于2013年7月獲得了國家發(fā)改委的批復(fù)，故現(xiàn)正繼續(xù)進(jìn)行《黑龍江省諾敏河閣山水庫工程可行性研究報(bào)告》的編制工作。

3 閣山水庫工程任務(wù)

本次可研的工程任務(wù)與項(xiàng)目建議書批復(fù)的工程任務(wù)相同，即工程以灌溉、供水為主，兼顧防洪等綜合利用。但具體的內(nèi)容適當(dāng)修改為：該工程建成后，可發(fā)展水田灌溉面積5.59萬hm2（近期為3.11萬hm2）；與西山水庫（大型已建）、紅星水庫（中型在建）、泥河水庫（大型已建）聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，并置換向陽水庫的灌溉任務(wù)，共同為綏棱縣城（含綏棱林業(yè)局）、蘭西縣城和綏化市北林區(qū)、哈爾濱市呼蘭區(qū)—（簡稱“一局兩鎮(zhèn)兩區(qū)”）提供城鎮(zhèn)生活與工業(yè)用水；可使下游諾敏河干流防洪標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)狀不足10a一遇提高到20a一遇，同時(shí)具有生態(tài)環(huán)境用水效益。

閣山水庫在呼蘭河流域多庫（向陽山水庫、紅星水庫、泥河水庫、西山水庫）聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用中，作為龍頭控制性工程，為“兩縣兩區(qū)”，提供城市生活用水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。該水庫是一座以灌溉、城鎮(zhèn)供水為主，結(jié)合水力發(fā)電，兼顧防洪、森林防火等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。

4 水庫規(guī)摸

根據(jù)上級(jí)有關(guān)部門的審查和評(píng)估意見及復(fù)核后的水文分析成果，詳細(xì)論證水庫規(guī)模（重點(diǎn)為灌溉面積、城鎮(zhèn)供水和電站裝機(jī)容量等）。具體內(nèi)容可能涉及城鎮(zhèn)供水、下游防洪、農(nóng)田灌溉、樞紐工程及水庫淹沒損失等。國家發(fā)展和改革委員會(huì)《關(guān)于黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項(xiàng)目建議書》審批文件——發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2013］1429文中，在可行性研究階段，要重點(diǎn)做好工作內(nèi)容之一：“按照項(xiàng)目建議書階段水利部的審查意見和中國水電工程顧問集團(tuán)公司的評(píng)估意見，進(jìn)一步論證降低正常蓄水位的經(jīng)濟(jì)合理性及工程分期蓄水的必要性和可行性，合理安排種植結(jié)構(gòu)，優(yōu)化灌區(qū)規(guī)模，復(fù)核供水規(guī)模，做好方案比選，盡量減少征地拆遷數(shù)量；進(jìn)一步研究水庫調(diào)度運(yùn)用方式，優(yōu)化防洪庫容規(guī)模及設(shè)置方式”。

5 水庫建設(shè)方案

為了全面貫徹落實(shí)國家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2013］1429文的審批意見，本次可行性研究階段重點(diǎn)做以下水庫建設(shè)方案比選工作。

為了減少方案比較工作量，而且要達(dá)到不同方案間相互比較的基礎(chǔ)一致和相對(duì)優(yōu)劣關(guān)系不變的目標(biāo)，故本次方案比較階段，在項(xiàng)目建議書推薦的水庫規(guī)模、工程任務(wù)為前提和不同建設(shè)方案經(jīng)濟(jì)效益相同的條件下，進(jìn)行水庫建設(shè)方案比選工作。

5.1 引調(diào)水方案

該方案為東水西調(diào)方案（東側(cè)伊春河水，調(diào)入西側(cè)的諾敏河），又稱引西入閣調(diào)水方案（西山水庫水調(diào)入閣山水庫）。

西山水庫壩址以上流域面積1613km2，占伊春河流域面積的65%，多年平均年徑流量4.8億m3，保證率P＝95%相應(yīng)的年徑流量2.4億m3。設(shè)計(jì)年城市供水量（P＝95%）13958萬m3，設(shè)計(jì)年灌溉供水量（P ＝75%）1308萬m3，合計(jì)年總供水量1.53億m3，占多年平均年徑流量的32%，占保證率P＝95%相應(yīng)的年徑流量的64%。因此，在滿足西山水庫城市供水和灌溉供水需求的前提下，西山水庫可調(diào)水量約0.8億 m3左右。

西山水庫正常蓄水位284.7m，相應(yīng)正常庫容0.9億 m3，調(diào)節(jié)庫容0.6億 m3，庫容系數(shù)為0.125；死水位276.0m，相應(yīng)死庫容0.26億m3。最大消落深度8.7m，取水口設(shè)計(jì)水位暫取平均水位280.0m。

引西入閣調(diào)水工程取水口及泵站位置初步選在西山水庫庫區(qū)內(nèi)吆河和尖山河匯入口以上孤島西側(cè)尖山河左岸，該取水口距西山水庫壩址約5km左右，約在水庫回水中點(diǎn)附近。

東水西調(diào)工程有南北兩個(gè)輸水管線方案。西山水庫取水口至尖山河林場的輸水管線長度約14km左右，南北兩個(gè)方案該段均相同。

南線方案：跨越諾敏河與伊春河分水嶺的隧洞長度約3.0km左右，隧洞進(jìn)出口高程約450m左右，分水嶺高程約500m左右，高差約50m左右，隧洞進(jìn)口至尖山河林場輸水管線長度約10km左右，因此，南線方案輸水長度（取水口—隧洞出口）約27km左右，高差約170m左右。

北線方案：跨越諾敏河與伊春河分水嶺的隧洞長度約1.0km左右，隧洞進(jìn)出口高程約460m左右，分水嶺高程約500m左右，高差約40m左右，隧洞進(jìn)口至尖山河林場輸水管線長度約13km左右，因此，北線方案輸水長度（取水口—隧洞出口）約28km左右，高差約180m左右。

總之，南北線輸水方案通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)綜合比較后，選擇較優(yōu)方案作為遠(yuǎn)期的推薦方案，即閣山水庫按正常蓄水位229.0m修建后，近期只承擔(dān)3.11萬hm2水田灌溉面積和設(shè)計(jì)年城鎮(zhèn)供水量4636萬m3的供水任務(wù)。當(dāng)下游水田灌區(qū)逐年配套后，可達(dá)到遠(yuǎn)期水田灌溉面積5.59萬hm2時(shí)，擇期實(shí)施東水西調(diào)工程即可［2］。

5.2 大小庫方案

大庫方案為項(xiàng)目建議書中推薦方案，小庫方案是為了減少庫區(qū)淹沒損失，在庫區(qū)內(nèi)修建圍堤方案。

5.3 分期蓄水方案

按近期和遠(yuǎn)期的工程任務(wù)，分別確定相應(yīng)的正常蓄水位后，水庫的主體工程一次性建成，而庫區(qū)淹沒根據(jù)下游灌區(qū)的配套情況，分期蓄水，并且分期、分批進(jìn)行水庫淹沒損失補(bǔ)償。

5.4 推薦方案

上述的水庫建設(shè)方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)綜合比較后，合理選定較優(yōu)的方案。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該再比較如下的子方案。

1）方案1：通過試算方法確定最佳的引西入閣工程的引調(diào)水量（遠(yuǎn)期推薦）。

2）方案2：通過多種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較后，選定較優(yōu)的水旱田比例。

3）方案3：在兩鎮(zhèn)一區(qū)城鎮(zhèn)供水方案和滿足泥河水庫現(xiàn)狀水田灌溉用水需求的基礎(chǔ)上，增加哈爾濱市呼蘭區(qū)城市供水方案。

4）方案4：在兩鎮(zhèn)一區(qū)城鎮(zhèn)供水方案和滿足泥河水庫規(guī)劃水田灌溉用水需求的基礎(chǔ)上，增加哈爾濱市呼蘭區(qū)城市供水方案。

5）方案5：多級(jí)控制新方法調(diào)洪。本次介紹的新方法與簡化控泄法的具體洪水調(diào)度方法是完全一致的，只不過多增加一些控制級(jí)罷了，因此稱防洪調(diào)度多級(jí)控制新方法。具體的計(jì)算方法詳見《水庫防洪調(diào)度多級(jí)控制新方法》論文即可。

方案6：閣山水庫優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用方案（遠(yuǎn)期泥河水庫也應(yīng)采用該調(diào)度運(yùn)用方式）。引西入閣調(diào)水工程建成后，閣山水庫和西山水庫壩址以上諾敏河、伊春河的具體來水量是未知的、隨機(jī)的，因此，閣山水庫實(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。

具體的興利調(diào)度運(yùn)用時(shí)，首先滿足西山水庫城市供水需求的前提下，每年引水期（9—12月、翌年1—5月），盡量按實(shí)際可引調(diào)水能力，多蓄水，并要求到每年12月份左右時(shí)，水庫盡量蓄滿，供翌年枯水期用水。

具體的計(jì)算方法詳見《引調(diào)水蓄水工程優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用》論文即可。

5.5 總體實(shí)施方案

閣山水庫項(xiàng)目建議書批復(fù)的方案：水庫死水位222.5m，死庫容0.225億m3；正常蓄水位233.0m，相應(yīng)正常庫容4.105億m3，調(diào)節(jié)庫容3.88億m3，庫容系數(shù)0.61；汛期限制水位232.0m，校核洪水位（P＝0.05%）234.49m，校核總庫容5.14億m3。設(shè)計(jì)（P＝75%）水田灌溉面積5.59萬hm2，其中：近期水田面積3.11萬hm2；灌溉年用水總量6.01億m3，其中：水庫補(bǔ)償水量2.9億m3，占總用量的48.3%。設(shè)計(jì)（P＝95%）城鎮(zhèn)供水量4636萬m3，其中：北林區(qū)1318萬m3，綏棱鎮(zhèn)1819萬m3，蘭西鎮(zhèn)1499萬m3。因此，水庫設(shè)計(jì)總供水量為3.3636億m3，占多年平均壩址以上來水量（6.39億m3）的52.6%，單位調(diào)節(jié)庫容的供水量0.87m3。

閣山水庫近期正常蓄水位229.0m時(shí)，相應(yīng)的水田灌溉面積為3.11萬hm2，灌溉年用水總量3.43億 m3。

其中：水庫補(bǔ)償供水量2.13億m3，占總用量的62.1%；設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)供水量4636萬m3，同遠(yuǎn)期供水量。

因此，水庫設(shè)計(jì)總供水量為2.5936億m3，單位調(diào)節(jié)庫容的供水量1.47m3，近遠(yuǎn)期水田灌溉補(bǔ)水量相差0.77億m3，正常蓄水位相差4.0m，相應(yīng)庫容相差2.12億m3，單位所增調(diào)節(jié)庫容的供水量0.36m3。

總之，閣山水庫正常蓄水位由229.0m提高至233.0m后，單位調(diào)節(jié)庫容的供水量由1.47m3迅速降低至0.87m3，所增加庫容的單位調(diào)節(jié)庫容的供水量僅為0.36m3，故單純從單方調(diào)節(jié)庫容的供水量來看，正常蓄水位229.0m方案明顯較優(yōu)，但無法完成遠(yuǎn)期水田灌溉任務(wù)。

目前，正在實(shí)施的《黑龍江省征地區(qū)片綜合地價(jià)實(shí)施辦法》、《黑龍江省耕地占用稅實(shí)施辦法》等土地征用政策，對(duì)水庫淹沒補(bǔ)償投資影響非常大。過去一般水庫總投資中水庫淹沒補(bǔ)償投資占30%左右，而如今相同條件的水庫總投資中水庫淹沒補(bǔ)償投資占70%左右。因此，按現(xiàn)狀賠償標(biāo)準(zhǔn)初步估算閣山水庫正常蓄水位由229.0m提高至233.0m所增加的淹沒補(bǔ)償投資約20多億元。

綜上所述，既要完成項(xiàng)目建議書確定的工程任務(wù)，又要盡量降低正常蓄水位，減少水庫淹沒補(bǔ)償投資，只能實(shí)施東水西調(diào)工程和水庫群聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，才能達(dá)到上述的目的。因此，本次推薦的總體實(shí)施方案具體如下：

閣山水庫工程規(guī)模由近期水田灌溉面積3.11萬hm2，設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)（綏棱鎮(zhèn)、蘭西鎮(zhèn)、北林區(qū)，簡稱：兩鎮(zhèn)一區(qū)）供水量4636萬m3，確定的正常蓄水位為229.0m，即主體工程一次性建成，水庫調(diào)度運(yùn)用分近期常規(guī)調(diào)度和遠(yuǎn)期優(yōu)化調(diào)度。

遠(yuǎn)期根據(jù)下游水田灌區(qū)的配套情況，擇期實(shí)施東水西調(diào)（又稱：引西入閣）工程建設(shè)方案，使水田灌溉面積達(dá)到5.59萬hm2，并且在近期兩鎮(zhèn)一區(qū)城鎮(zhèn)供水的基礎(chǔ)上，增加哈爾濱市呼蘭區(qū)城市供水，即達(dá)到兩鎮(zhèn)兩區(qū)城鎮(zhèn)供水的目標(biāo)。

［1］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項(xiàng)目建議書修訂成果［R］.哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2006.

［2］黑龍江省諾敏河閣山水庫工程可行性研究［R］.哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2014.

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1007－7596（2014）08－0080－03

2014－03－11

曹振宇（1976－），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，從事水文水資源研究工作；吳明官（1955－），男，黑龍江哈爾濱人，教授級(jí)高級(jí)工程師。