鶴崗市水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用構(gòu)想

張志林，吳明官

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

1 城市供水水源地概況

鶴崗市現(xiàn)有城市供水水源工程，主要有五號(hào)水庫(kù)，設(shè)計(jì)供水能力3.5萬(wàn)m3/d，現(xiàn)狀實(shí)際供水能力4.0萬(wàn)m3/d，凈水廠實(shí)際供水能力8.6萬(wàn)m3/d；細(xì)鱗河水庫(kù)，設(shè)計(jì)供水能力6.5萬(wàn)m3/d，現(xiàn)狀實(shí)際供水能力7.0萬(wàn)m3/d；小鶴立河水庫(kù)，原設(shè)計(jì)供水能力2.0萬(wàn)m3/d，增容擴(kuò)建后現(xiàn)狀實(shí)際供水能力5萬(wàn)m3/d；還有煤礦疏干水等其它水源。

1.1 細(xì)鱗河水庫(kù)

細(xì)鱗河水庫(kù)在鶴崗市區(qū)北30km，位于梧桐河支流細(xì)鱗河上，為鶴崗礦務(wù)局所建，該水庫(kù)通過(guò)30km輸水管線，經(jīng)北山配水池凈化后為鶴崗礦區(qū)及興山區(qū)、東山區(qū)、向陽(yáng)區(qū)部分地區(qū)及興安區(qū)部分地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和居民生活供水。

水庫(kù)壩址以上集水面積564km2，多年平均年徑流量151×106m3。總庫(kù)容3200×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2129×104m3，設(shè)計(jì)年供水能力2373×104m3，現(xiàn)狀年供水量為2445×104m3。建設(shè)時(shí)間1984年，攔河壩頂長(zhǎng)度325m，溢流壩長(zhǎng)度103m。

1.2 小鶴立河水庫(kù)

小鶴立河水庫(kù)是全省第一座將除險(xiǎn)加固與擴(kuò)建相結(jié)合進(jìn)行的水庫(kù)。該水庫(kù)增容擴(kuò)建工程于2008年7月開(kāi)工，2012年7月竣工，是鶴崗市第二水源地，并且集養(yǎng)殖、觀光度假功能于一體。

小鶴立河水庫(kù)位于黑龍江省鶴崗市蔬園鄉(xiāng)西側(cè)3km處，松花江二級(jí)支流鶴立河的支流小鶴立河中上游，該水庫(kù)壩址以上集水面積183km2，占小鶴立河流域面積的63%，多年平均年徑流量52×106m3。

過(guò)去，小鶴立河水庫(kù)是一座以防洪、城市供水為主，兼顧養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫(kù)，日供水能力約2.5×104m3。該水庫(kù)1958年由鶴崗市礦務(wù)局興建，1962年投入使用，原由鶴崗市礦務(wù)局管理，現(xiàn)在歸鶴崗市水務(wù)局管理。

2007年12月，小鶴立河水庫(kù)增容擴(kuò)建工程可研在水庫(kù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上進(jìn)行，工程完工后，向鶴崗新華煤化工有限公司年產(chǎn)60萬(wàn)t合成氨、100萬(wàn)t尿素項(xiàng)目供水，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000a一遇。現(xiàn)有土壩長(zhǎng)1110m，工程總投資18753.98萬(wàn)元。

增容擴(kuò)建后，小鶴立河水庫(kù)工程任務(wù)是以防洪、工業(yè)供水為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用。通過(guò)三條輸水管線供水，具體供水目標(biāo)主要是向陽(yáng)區(qū)和興安區(qū),水庫(kù)壩址以上集水面積183km2，水庫(kù)原總庫(kù)容1150×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容530×104m3，設(shè)計(jì)年供水能力為548×104m3；現(xiàn)狀水庫(kù)總庫(kù)容為5789×104m3，設(shè)計(jì)年供水能力為1532×104m3，現(xiàn)狀年供水量為1673×104m3，供水年保證率為P=95%；可將下游小鶴立河沿岸防洪標(biāo)準(zhǔn)，由10a一遇提高到20a一遇；水庫(kù)多年養(yǎng)殖水面485hm2，年可產(chǎn)魚(yú)18.2×104kg。

1.3 五號(hào)水庫(kù)

五號(hào)水庫(kù)位于鶴立河上游，水庫(kù)壩址以上集水面積為175km2，多年平均年徑流量4375×104m3?？値?kù)容3060×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1960×104m3，設(shè)計(jì)年供水能力1278×104m3，現(xiàn)狀年供水量1318×104m3。水庫(kù)為城市工業(yè)生產(chǎn)、居民生活供水，兼顧為下游農(nóng)田灌溉補(bǔ)水；城市供水通過(guò)15km輸水管線，經(jīng)南山配水池凈化后向工農(nóng)區(qū)、興安區(qū)供水。

鶴崗市五號(hào)水庫(kù)是一座以城市防洪、供水為主，結(jié)合灌溉及水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫(kù)。座落于鶴伊黃金旅游通道鶴崗段路邊的五號(hào)水庫(kù)，以自然生態(tài)資源為主，輔以人文資源；景區(qū)依山傍水，山秀水清，寬闊水域，田園風(fēng)光；湖面開(kāi)闊，水質(zhì)較好；同時(shí)還可以觀賞到自然紅松林。

五號(hào)水庫(kù)始建于1977年，1980年土壩合攏并開(kāi)始蓄水，1985年建成投入運(yùn)行。水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，壩頂長(zhǎng)度1090m，最大壩高約43m。水庫(kù)建成后，每年可向城市供水1500萬(wàn)m3，灌溉農(nóng)田1333hm2，保護(hù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)4個(gè)，人口5萬(wàn)人，保護(hù)農(nóng)田面積1.04萬(wàn)hm2、鐵路及高等級(jí)公路2條。

1.4 關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)

2020年4月1日，在全國(guó)疫情防控取得重大階段性成效，各地加快復(fù)工復(fù)產(chǎn)恢復(fù)正常生產(chǎn)生活秩序的關(guān)鍵時(shí)刻，國(guó)家172項(xiàng)重大水利工程、省“百大項(xiàng)目”之一的鶴崗市關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)工程在鶴北林業(yè)局向陽(yáng)林場(chǎng)舉行了簡(jiǎn)樸而隆重的開(kāi)工儀式，正式拉開(kāi)建設(shè)序幕。

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)位于鶴崗市區(qū)東北部的鶴北林業(yè)局境內(nèi)，是松花江流域梧桐河干流上的第一座控制性樞紐工程，是以城鎮(zhèn)供水為主，結(jié)合農(nóng)業(yè)灌溉，兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫(kù)，總庫(kù)容4.03億m3，工程估算總投資33.51億元。建設(shè)有效工期為36個(gè)月。

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)壩址位于梧桐河上游，距鶴崗市區(qū)北30km處，地理坐標(biāo)東經(jīng)130°23′，北緯47°34′，壩址以上流域面積1846km2，多年平均年徑流量562×106m3，是梧桐河干流上的首座控制性工程。

圖1

梧桐河位于黑龍江省東北部，是松花江一級(jí)支流，發(fā)源于小興安嶺南麓，由西北向東南匯入松花江，流域地理坐標(biāo)為E129°35′-130°48′，N47°13′-48°05′之間，東臨嘟嚕河，南瀕松花江，西與阿凌達(dá)河分水嶺為界，北與伊春、嘉蔭縣毗鄰。流域內(nèi)有鶴崗市、蘿北縣、鶴北鎮(zhèn)、湯原縣、鶴北林業(yè)局、寶泉嶺農(nóng)管局等6個(gè)市、縣、局的部分地區(qū)，流域面積4516km2，其中山區(qū)面積3636km2，占80.5%；平原區(qū)面積880km2，占19.5%。

匯入梧桐河較大支流自上而下有細(xì)鱗河、石頭河、鶴立河等，均從右側(cè)匯入。

迄今為止，在細(xì)鱗河、石頭河、鶴立河上，分別建有細(xì)鱗河水庫(kù)、五號(hào)水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、新一水庫(kù)、平原水庫(kù)、伏爾基河水庫(kù)等。

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)是以城鎮(zhèn)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電等綜合利用的大(2)型水利樞紐。本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)和鶴崗市輸水工程。

鶴崗市城市供水最后采用三庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用方案，即以細(xì)鱗河水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)為中間調(diào)節(jié)池，聯(lián)合三庫(kù)進(jìn)行供水。小鶴立河水庫(kù)原設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)供水量1532×104m3/a，除城鎮(zhèn)供水外，為下游新華灌區(qū)補(bǔ)水，在不影響新華灌區(qū)灌溉用水的基礎(chǔ)上，加大水庫(kù)棄水利用量為城鎮(zhèn)供水，不足部分由細(xì)鱗河水庫(kù)補(bǔ)充，細(xì)鱗河水庫(kù)也先利用區(qū)間徑流供水，不足部分由關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)供給。

通過(guò)比選，直供方案遠(yuǎn)期需關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)供水量9047×104m3(含損失)，且供水管道長(zhǎng)，占地投資大，管道規(guī)模和水庫(kù)規(guī)模均較大；補(bǔ)償方案(三庫(kù)聯(lián)合)由于利用了細(xì)鱗河水庫(kù)和小鶴立河水庫(kù)部分區(qū)間水，與水庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力相比，小鶴立河水庫(kù)利用區(qū)間水增加供水量1288×104m3，細(xì)鱗河水庫(kù)利用區(qū)間水增加供水量3260×104m3，關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)出庫(kù)水量為4409×104m3，降低了水庫(kù)規(guī)模和樞紐投資，且同樣能滿足鶴崗市區(qū)的近、遠(yuǎn)期需水要求。

1.5 擬建工程

規(guī)劃擬建的水源工程有細(xì)鱗河上游金頂山水庫(kù)和細(xì)鱗河支流上的筒子溝水庫(kù)。

金頂山水庫(kù)壩址以上控制面積174km2，多年平均年徑流量5220萬(wàn)m3，單庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力4.5萬(wàn)m3/d，多年平均出庫(kù)水量2160萬(wàn)m3(其中：含生態(tài)基流總量522萬(wàn)m3)，正常蓄水位210m，相應(yīng)庫(kù)容7474萬(wàn)m3；死水位186m，死庫(kù)容230萬(wàn)m3；調(diào)節(jié)庫(kù)容7244萬(wàn)m3，庫(kù)容系數(shù)1.39，毛調(diào)節(jié)系數(shù)0.51。

筒子溝水庫(kù)壩址以上控制面積188km2，多年平均年徑流量5640萬(wàn)m3，單庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力4.5萬(wàn)m3/d，多年平均出庫(kù)水量2200萬(wàn)m3(其中：含生態(tài)基流總量564萬(wàn)m3)，正常蓄水位199m，相應(yīng)庫(kù)容7288萬(wàn)m3；死水位176m，死庫(kù)容274萬(wàn)m3；調(diào)節(jié)庫(kù)容7014萬(wàn)m3，庫(kù)容系數(shù)1.24，毛調(diào)節(jié)系數(shù)0.49。

2 鶴崗市水源工程建設(shè)方案

2.1 近期

鶴崗市城市居民生活和煤電化基地供水，根據(jù)鶴崗市城市總體布局和水資源分布情況，采用南(松花江)北(關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù))雙向供水策略。

1)東水西調(diào)工程：該工程為關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)水調(diào)入細(xì)鱗河水庫(kù)的方案，簡(jiǎn)稱：東水西調(diào)工程。具體為采用補(bǔ)償調(diào)節(jié)的方式(先取五號(hào)水庫(kù)水和細(xì)鱗河水庫(kù)水，不足部分由關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)補(bǔ)水)，在細(xì)鱗河水庫(kù)壩下取水后，通過(guò)加壓泵站和輸水管道越過(guò)細(xì)鱗河分水嶺，直接給鶴崗礦務(wù)局供水的同時(shí)，再通過(guò)加壓泵站后，放入小鶴立河支流，并自流方式匯入已建的小鶴立河水庫(kù)，最終通過(guò)取水塔和輸水管道，自流供給鶴崗市北部區(qū)域的城市供水。

特注：按鶴崗市遠(yuǎn)期城市生活供水量，確定相應(yīng)的東水西調(diào)工程規(guī)模。

2)南水北調(diào)工程：該工程為松花江水調(diào)入已建的老龍崗水庫(kù)的方案，簡(jiǎn)稱：南水北調(diào)工程。鶴崗市煤電化基地很多企業(yè)均分布在鶴崗市南部新華鎮(zhèn)附近，而且距離松花江干流較近，約18km左右。

因此，鶴崗市南部區(qū)域的煤電化基地工業(yè)用水取自老龍崗水庫(kù)，而且通過(guò)輸水管道和加壓泵站，連接松花江取水泵站和各用水戶。

2.2 遠(yuǎn)期

鶴崗市城市供水格局，在近期工程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和調(diào)整。

1)東水西調(diào)工程：根據(jù)鶴崗市主城區(qū)的分布特點(diǎn)、已有城市供水系統(tǒng)和水質(zhì)情況，遠(yuǎn)期東水西調(diào)工程，在近期工程規(guī)模不變的前提下，主要承擔(dān)城市居民生活供水任務(wù)，而近期臨時(shí)承擔(dān)的煤電化基地部分工業(yè)供水任務(wù)，由北水南調(diào)工程來(lái)完成。

2)北水南調(diào)工程：該工程為規(guī)劃擬建的金頂山水庫(kù)水通過(guò)約5km輸水洞自流調(diào)入小鶴立河水庫(kù)方案，簡(jiǎn)稱：北水南調(diào)工程。為了盡量降低每年泵站的抽水費(fèi)用，先取小鶴立河水庫(kù)水，不足部分全力由金頂山水庫(kù)供水，再不足部分由筒子溝水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)補(bǔ)水，剩余的不足部分由關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)補(bǔ)水解決。

3)南水北調(diào)工程：近期該方案的供水水源為松花江水，近期全年的工業(yè)供水量全部由松花江水提供。

為了減少每年的抽水費(fèi)用，到遠(yuǎn)期時(shí)可改善近期的調(diào)度運(yùn)行方式，即采用多水源供水方式聯(lián)合供水。具體操作如下：

每年5-10月份暢流期(6個(gè)月)，全力由金頂山水庫(kù)和小鶴立河水庫(kù)水(豐水期盡量不棄水)，通過(guò)小鶴立河、鶴立河干流天然河道和老龍崗水庫(kù)引水干渠，自流供給老龍崗水庫(kù)后，仍通過(guò)原供水工程，分別供給各用水戶。

冬季(6個(gè)月)仍利用松花江水，通過(guò)老龍崗水庫(kù)和原供水工程，分別供給各用水戶。這樣就可以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2.3 鶴崗市城市供水體系

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)修建后，通過(guò)擬建的東水西調(diào)輸水管道工程，連接已建的細(xì)鱗河水庫(kù)和小鶴立河水庫(kù)；通過(guò)擬建的北水南調(diào)工程(金頂山水庫(kù)、輸水洞)和已有的輸水明渠、天然河道，連接已建的老龍崗水庫(kù)；通過(guò)擬建的南水北調(diào)輸水管道工程，連接松花江和老龍崗水庫(kù)。將構(gòu)建水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用、多水源(水庫(kù)水、區(qū)間徑流、中水和松花江水)優(yōu)化配置、南(松花江水)北(關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)水)雙向供水的河湖連通水網(wǎng)體系。

總而言之，概括起來(lái)就是通過(guò)東水西調(diào)、北水南調(diào)和南水北調(diào)工程，連接多水源和水庫(kù)群，將構(gòu)建河湖連通的南北雙向供水體系。

2.4 可供水量

鶴崗市區(qū)現(xiàn)有水源為小鶴立河水庫(kù)、五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)，地下水源地及污水處理后再利用與煤礦疏干水。受煤礦疏干水的影響，地下水沒(méi)有擴(kuò)大開(kāi)采的余地，按現(xiàn)有水源供水能力，不計(jì)深層地下水供水量，市區(qū)地下水可供水量為可開(kāi)采量，根據(jù)水利部松遼委員會(huì)2004年完成的《松遼流域地下水資源量調(diào)查評(píng)價(jià)成果》和龍江水院2008年完成的《黑龍江省水資源及開(kāi)發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)》，鶴崗市區(qū)地下水可開(kāi)采量為830×104m3；小鶴立河水庫(kù)設(shè)計(jì)年供水能力1532×104m3,五號(hào)水庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力1278×104m3，細(xì)鱗河水庫(kù)設(shè)計(jì)供水能力2373×104m3，煤礦疏干水和污水處理后再生水供水量4336×104m3。

2.5 供需平衡

根據(jù)關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)初設(shè)預(yù)測(cè)的需水量和可供水量成果，對(duì)鶴崗市規(guī)劃區(qū)進(jìn)行供需平衡結(jié)果，在不增加新水源情況下鶴崗市區(qū)缺水比較嚴(yán)重：2025年缺水7589×104m3，2030年缺水1135×104m3，如鶴崗市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和煤電化基地建設(shè)按計(jì)劃進(jìn)行，即使在實(shí)施松花江引水工程后，近、遠(yuǎn)期鶴崗市仍缺水嚴(yán)重，近期2025年缺水5226×104m3，遠(yuǎn)期2030年缺水8475×104m3。缺水率分別為20.7%和32.2%；寶泉嶺管理局2025年缺水227×104m3，2030年缺水301×104m3，缺水率分別為33.5%和43.8%；鶴北鎮(zhèn)、鶴北林業(yè)局及寶泉嶺農(nóng)場(chǎng)在各水平年基本能滿足需水要求。

因此，需要修建其它水源工程，才能滿足未來(lái)用水需求，否則會(huì)嚴(yán)重制約鶴崗市國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。考慮輸水損失3%，鶴崗市設(shè)計(jì)水平年(遠(yuǎn)期)需增加供水量9047×104m3。

3 水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用

鶴崗市城市供水水源工程，由上述的現(xiàn)有水源工程、增容擴(kuò)建后水源工程、在建工程和擬建水源工程組成，即由五號(hào)水庫(kù)(已建)、細(xì)鱗河水庫(kù)(已建)、小鶴立河水庫(kù)(增容擴(kuò)建)、關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)(正在建設(shè))、金頂山水庫(kù)(擬建)和筒子溝水庫(kù)(擬建)，共6座水庫(kù)組成水庫(kù)群。

上述的水庫(kù)群中，現(xiàn)有水源工程五號(hào)水庫(kù)和細(xì)鱗河水庫(kù)，可以按現(xiàn)狀供水能力盡量多供水，剩余的四座水庫(kù)，其中：近期有小鶴立河水庫(kù)和關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)，遠(yuǎn)期有金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù)。

近期以小鶴立河水庫(kù)為供水出口，需要4庫(kù)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用，遠(yuǎn)期仍以小鶴立河水庫(kù)為供水出口，需要6庫(kù)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用。下面具體介紹五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)、金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù)等多庫(kù)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用構(gòu)想，僅供同行們今后編制水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用規(guī)程中參考。

3.1 五號(hào)水庫(kù)

五號(hào)水庫(kù)位于鶴立河上游，水庫(kù)壩址以上集水面積為175km2，多年平均年徑流量4375×104m3?？値?kù)容3060×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1960×104m3，庫(kù)容系數(shù)0.45，屬于多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，設(shè)計(jì)年供水能力1278×104m3，現(xiàn)狀年供水量1318×104m3，平均日供水量3.6萬(wàn)m3/d。水庫(kù)為城市工業(yè)生產(chǎn)、居民生活供水，兼顧為下游農(nóng)田灌溉補(bǔ)水；城市供水通過(guò)15km輸水管線，經(jīng)南山配水池凈化后向工農(nóng)區(qū)、興安區(qū)供水。

正常情況下，五號(hào)水庫(kù)先完成農(nóng)田灌溉任務(wù)的前提下，盡量按設(shè)計(jì)供水能力全力為鶴崗市區(qū)(工農(nóng)區(qū)、興安區(qū))供水。當(dāng)遭遇特枯年時(shí)，五號(hào)水庫(kù)向農(nóng)田灌溉削減供水的前提下，盡量按設(shè)計(jì)供水能力的80%給鶴崗市區(qū)(工農(nóng)區(qū)、興安區(qū))供水后，不足部分由小鶴立河水庫(kù)補(bǔ)水。

3.2 細(xì)鱗河水庫(kù)

細(xì)鱗河水庫(kù)位于細(xì)鱗河下游，水庫(kù)壩址以上集水面積564km2，多年平均年徑流量151×106m3。總庫(kù)容3200×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2129×104m3，庫(kù)容系數(shù)0.14，屬于不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)，設(shè)計(jì)年供水能力2373×104m3，現(xiàn)狀年供水量為2445×104m3，平均日供水量6.7萬(wàn)m3/d。該水庫(kù)通過(guò)30km輸水管線，經(jīng)北山配水池凈化后為鶴崗礦區(qū)及興山區(qū)、東山區(qū)、向陽(yáng)區(qū)部分地區(qū)及興安區(qū)部分地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和居民生活供水。

該水庫(kù)壩址以上來(lái)水量較大，庫(kù)容相對(duì)較小，而且無(wú)閘控制，故近期在小鶴立河水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用的前提下，不足部分盡量多利用細(xì)鱗河水庫(kù)水，為了降低抽水費(fèi)用，盡可能不用或少利用關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)水。遠(yuǎn)期充分發(fā)揮細(xì)鱗河上游的金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù)調(diào)蓄作用，盡量減少細(xì)鱗河水庫(kù)棄水的前提下，盡可能少用關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)水，因此，細(xì)鱗河水庫(kù)主要涉及到四庫(kù)(金頂山水庫(kù)、筒子溝水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù))優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用問(wèn)題。

3.3 小鶴立河水庫(kù)

小鶴立河水庫(kù)位于鶴立河的左側(cè)支流小鶴立河中上游，水庫(kù)壩址以上集水面積183km2，多年平均年徑流量52×106m3。增容擴(kuò)建后，水庫(kù)總庫(kù)容為5236×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容4800×104m3，庫(kù)容系數(shù)0.92，屬于多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，設(shè)計(jì)年供水能力為1532×104m3，現(xiàn)狀年供水量為1673×104m3，平均日供水量4.6萬(wàn)m3/d，供水年保證率為P=95%。通過(guò)三條輸水管線供水給向陽(yáng)區(qū)和興安區(qū)。

從上述的水庫(kù)供水范圍來(lái)看，近期五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)和小鶴立河水庫(kù)均可以供水給鶴崗市興安區(qū)，因此，重點(diǎn)研究三庫(kù)(五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù))優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。遠(yuǎn)期金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù)建成后，為了盡量降低抽水泵站的年運(yùn)行費(fèi)用，首先充分利用金頂山水庫(kù)自流供水能力的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究六庫(kù)(五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、老龍崗水庫(kù)、金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù))優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。

小鶴立河水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用方法，詳見(jiàn)黑龍江水利科技2011年第3期上，吳明官等發(fā)表的《引調(diào)水蓄水工程優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用》論文[1]和黑龍江水利科技2016年第7期上，吳明官等發(fā)表的《蓄水工程引調(diào)水限制線簡(jiǎn)便計(jì)算方法》論文[2]即可。

3.4 關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)

鶴崗市城市供水水源工程，現(xiàn)狀有已建的五號(hào)水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、增容擴(kuò)建后的小鶴立河水庫(kù)；近期有正在建設(shè)中的關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)，遠(yuǎn)期有擬建的金頂山水庫(kù)和筒子溝水庫(kù)等。

1)現(xiàn)狀興利調(diào)度：現(xiàn)狀小鶴立河水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、五號(hào)水庫(kù)均只單獨(dú)承擔(dān)城鎮(zhèn)供水任務(wù)，現(xiàn)狀水庫(kù)興利調(diào)度運(yùn)用采用“一線二區(qū)”調(diào)度制，只設(shè)一條城鎮(zhèn)供水調(diào)度線。當(dāng)庫(kù)水位落在調(diào)度線以上時(shí)(I區(qū))，水庫(kù)正常供水，當(dāng)庫(kù)水位落到調(diào)度線以下時(shí)(II區(qū))，城鎮(zhèn)供水按需水的80%供水，當(dāng)庫(kù)水位低于死水位時(shí)，水庫(kù)啟動(dòng)應(yīng)急供水預(yù)案。

2)三庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用：當(dāng)關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)建成后，小鶴立河水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)，采用聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用方式，給鶴崗市城區(qū)生活和工業(yè)供水，三庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用原則如下：

小鶴立河水庫(kù)現(xiàn)狀主要為工業(yè)供水，在三庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用中仍只為工業(yè)供水，在完成工業(yè)供水任務(wù)(“一線二區(qū)”)的同時(shí)，所有工業(yè)缺水均由小鶴立河水庫(kù)承擔(dān)，增加部分供水無(wú)保證率要求，小鶴立河水庫(kù)缺水部分由細(xì)鱗河水庫(kù)補(bǔ)給。

細(xì)鱗河水庫(kù)除保證本身供水任務(wù)外，承擔(dān)小鶴立河水庫(kù)供水后的所有工業(yè)缺水及城鎮(zhèn)生活用水，在確保本身供水任務(wù)的前提下，盡可能多供水，缺水部分由關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)補(bǔ)給。

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)興利調(diào)度主要考慮城鎮(zhèn)供水和農(nóng)田灌溉供水，電站結(jié)合灌溉用水、生態(tài)環(huán)境用水及棄水發(fā)電，發(fā)電量較小，故水庫(kù)興利調(diào)度運(yùn)用不專設(shè)發(fā)電調(diào)度線。

由于城鎮(zhèn)供水和農(nóng)田灌溉供水保證率不同，故設(shè)不同的供水調(diào)配線。采用“兩線三區(qū)”調(diào)度制，城鎮(zhèn)供水與農(nóng)業(yè)灌溉各設(shè)一條調(diào)度線。農(nóng)業(yè)灌溉調(diào)度線以上為正常供水區(qū)(I區(qū))，當(dāng)庫(kù)水位在此區(qū)上下浮動(dòng)時(shí)各部門(mén)按需水正常供水；農(nóng)業(yè)灌溉調(diào)度線以下至城鎮(zhèn)供水調(diào)度線之間為農(nóng)業(yè)縮減供水區(qū)(II區(qū))，當(dāng)庫(kù)水位落到此區(qū)間時(shí)，城鎮(zhèn)供水按需水正常供水，農(nóng)業(yè)灌溉削減供水，農(nóng)業(yè)破壞期供水系數(shù)取0.6；城市供水調(diào)度線以下為工業(yè)縮減供水區(qū)(Ⅲ)，當(dāng)庫(kù)水位落到此區(qū)間時(shí)，農(nóng)業(yè)灌溉停止供水，工業(yè)破壞期供水系數(shù)取0.8[3]。

3)水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用：鶴崗市城市供水水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用中，為了盡量降低抽水泵站的年運(yùn)行費(fèi)用，區(qū)域水資源時(shí)空配置的先后順序?yàn)辁Q立河上游的五號(hào)水庫(kù)(已建)、小鶴立河中上游的小鶴立河水庫(kù)(已建)、細(xì)鱗河上游的金頂山水庫(kù)(擬建)、筒子溝下游的筒子溝水庫(kù)(擬建)、細(xì)鱗河下游的細(xì)鱗河水庫(kù)(已建)和梧桐河上游的關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)(在建)。

上述的水庫(kù)群中，優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用的重點(diǎn)排序?yàn)樾→Q立河中上游的小鶴立河水庫(kù)(已建)、細(xì)鱗河下游的細(xì)鱗河水庫(kù)(已建)、梧桐河上游的關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)(在建)、細(xì)鱗河上游的金頂山水庫(kù)(擬建)、筒子溝下游的筒子溝水庫(kù)(擬建)、五號(hào)水庫(kù)(已建)。

水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用的目標(biāo)函數(shù)分析如下：每座水庫(kù)在完成各自所承擔(dān)的工程任務(wù)前提下，鶴崗市總體供水量保持不變的情況下，總棄水量越少越優(yōu)(與水資源利用率越高越好等價(jià))，供水保證率越高越好。另外，每座水庫(kù)在完成各自所承擔(dān)的工程任務(wù)前提下，鶴崗市城市供水保證率確定的情況下，城市總供水量越多越優(yōu)(與總棄水量越少越優(yōu)等價(jià))。

3.5 老龍崗水庫(kù)

老龍崗水庫(kù)位于湯原縣東部鶴立鎮(zhèn)境內(nèi)，松花江北岸，是一座以灌溉為主的引水式平原性小型水庫(kù)(已建)。總庫(kù)容190×104m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容53×104m3，防洪庫(kù)容93×104m3，死庫(kù)容42×104m3。發(fā)展灌溉面積266.67hm2，改善灌溉面積400hm2，淹沒(méi)耕地面積100hm2(P=20%)?，F(xiàn)狀水庫(kù)土壩長(zhǎng)度約2.7km，庫(kù)面面積約2.69km2。

遠(yuǎn)期金頂山水庫(kù)建成后，老龍崗水庫(kù)作為鶴崗市煤電化基地(南區(qū)，新華鎮(zhèn)附近)工業(yè)供水蓄水池，將與五號(hào)水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、金頂山水庫(kù)和松花江抽水泵站，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用。具體方式為暢流期在完成已建工程任務(wù)的基礎(chǔ)上，先利用鶴立河來(lái)水量給南區(qū)工業(yè)供水，不足部分由五號(hào)水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、金頂山水庫(kù)，先后利用天然河道和灌溉渠道自流補(bǔ)水；冬季枯水期仍由松花江抽水泵站供水，這樣就可以節(jié)省一半左右抽水泵站的年運(yùn)行費(fèi)用。

3.6 擬建水庫(kù)

1)總供水量與輸水時(shí)間：金頂山水庫(kù)單庫(kù)的平均供水能力4.5萬(wàn)m3/d，全年供水量1642.5萬(wàn)m3；筒子溝水庫(kù)和金頂山水庫(kù)兩庫(kù)的平均供水能力9萬(wàn)m3/d，全年供水量3285萬(wàn)m3。

因此，金頂山水庫(kù)單庫(kù)全年供水量1642.5萬(wàn)m3，按金頂山水庫(kù)與小鶴立河水庫(kù)輸水洞最小輸水能力14.6萬(wàn)m3/d估算，輸水時(shí)間需要約112.5d；按最大輸水能力73萬(wàn)m3/d估算，輸水時(shí)間需要約22.5d；按平均輸水能力52.6萬(wàn)m3/d估算，輸水時(shí)間需要約31.2d。

2)金頂山水庫(kù)供水調(diào)度運(yùn)用：每年9月初開(kāi)始，根據(jù)小鶴立河水庫(kù)水位變化情況，集中時(shí)間按金頂山水庫(kù)輸水能力全力為小鶴立河水庫(kù)補(bǔ)水，一直補(bǔ)水至達(dá)到小鶴立河水庫(kù)正常蓄水位170.09m為止，冬季封凍期不供水。

每年5月初開(kāi)始至汛前，金頂山水庫(kù)向小鶴立河水庫(kù)補(bǔ)水時(shí)，盡量避免汛期7月、8月份來(lái)水較大而棄水。因此，5月初開(kāi)始，根據(jù)小鶴立河水庫(kù)水位實(shí)際變化情況，進(jìn)行循序漸進(jìn)地補(bǔ)水，具體的操作方法如下：

當(dāng)小鶴立河水庫(kù)水位高于死水位155m，低于保證水位(1)160m時(shí)，集中時(shí)間按金頂山水庫(kù)輸水能力全力補(bǔ)水；

當(dāng)小鶴立河水庫(kù)水位高于保證水位(1)160m，低于保證水位(2)165m時(shí)，集中時(shí)間按金頂山水庫(kù)平均輸水能力或最小輸水能力補(bǔ)水；

當(dāng)小鶴立河水庫(kù)水位高于保證水位(2)165m時(shí)， 為了迎接汛期來(lái)水，金頂山水庫(kù)停止補(bǔ)水。

3)筒子溝水庫(kù)供水調(diào)度運(yùn)用：由于金頂山水庫(kù)正常蓄水位210m、死水位186m，高于筒子溝水庫(kù)正常蓄水位199m、死水位176m。所以，筒子溝水庫(kù)的水先自流放入細(xì)鱗河水庫(kù)后，通過(guò)細(xì)鱗河加壓泵站和輸水管道再送入小鶴立河水庫(kù)。

為了節(jié)省抽水費(fèi)用，首先把金頂山水庫(kù)水自流調(diào)入小鶴立河水庫(kù)后，不足部分由筒子溝水庫(kù)補(bǔ)水至細(xì)鱗河水庫(kù)，再由細(xì)鱗河水庫(kù)提水調(diào)入小鶴立河水庫(kù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

為了便于掌握水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用要點(diǎn)和確保鶴崗市城市供水安全，最大限度地發(fā)揮控制性工程的作用，優(yōu)化配置水資源和高效利用水資源，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境等綜合效益的總體目標(biāo)，把綜上所述的鶴崗市城市供水多水源水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用構(gòu)想簡(jiǎn)單歸納如下：

近期在已建水庫(kù)(五號(hào)水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù))和在建水庫(kù)(關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù))的基礎(chǔ)上，完成現(xiàn)有和近期工程任務(wù)的前提下，通過(guò)多水源(梧桐河、細(xì)鱗河、小鶴立河、鶴立河)、水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用方式，盡量減少抽水泵站的年運(yùn)行費(fèi)用，增加經(jīng)濟(jì)效益。將建立四河四庫(kù)城市供水體系，簡(jiǎn)稱：44城市供水體系。

遠(yuǎn)期在已建水庫(kù)(五號(hào)水庫(kù)、小鶴立河水庫(kù)、細(xì)鱗河水庫(kù)、老龍崗水庫(kù))、在建水庫(kù)(關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù))和規(guī)劃擬建水庫(kù)(金頂山水庫(kù)、筒子溝水庫(kù))的基礎(chǔ)上，完成現(xiàn)有和遠(yuǎn)期工程任務(wù)的前提下，將建立一縱(梧桐河)、三橫(細(xì)鱗河、鶴立河、松花江)或一江(松花江)、三河(梧桐河、細(xì)鱗河、鶴立河)多水源七庫(kù)城市供水體系?？傊?，一縱三橫七庫(kù)城市供水體系或一江三河七庫(kù)城市供水體系，簡(jiǎn)稱：137城市供水體系。