齊齊哈爾市烏裕爾河流域水量調(diào)度計劃分析

張 勵

（齊齊哈爾市水資源中心，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 流域概況

1.1 自然地理

烏裕爾河發(fā)源于小興安嶺西麓山區(qū)，有大小支流數(shù)十條，烏裕爾河全河道長576km，流域總面積19370km2，其中龍安橋以上流域面積12345km2。多年平均地表水資源量為8.56億m3。河流自東北向西南流經(jīng)黑河市、齊齊哈爾市和大慶市。流域內(nèi)黑河市境內(nèi)屬于烏裕爾河流域上游段，流域內(nèi)面積為2759 km2，所占比重為14.2%，流域內(nèi)齊齊哈爾市轄范圍屬于中下游段，面積為12259km2，所占比重為63.3%；流域內(nèi)大慶市轄范圍屬于下游段，面積為4352km2，所占比重為22.5%[1]。

1.2 地形地貌

烏裕爾河是小興安嶺山脈與松嫩平原過渡地帶，北安市以上大部分屬于地丘陵區(qū)，中游以下兩岸由高平原過渡到低平原。其河源高程410m，尾閭最低高程120m。河道平均比降0.46%，下游低平地比降僅為0.04%。全河道長576km，流域平均寬度80km，其中流域面積寬度系數(shù)0.25。洪水期河道漫灘達1200m，而枯水期河寬僅有20～50m。

烏裕爾河干流流至中下游龍安橋以下（富?？h、林甸縣），無明顯河道，水流消散于濕地中，只有在大水年份有部分水量注入嫩江。大水時九道溝水面寬達20～30km，形成大面積濕地，蘆葦叢生，呈典型低洼地地貌。現(xiàn)為扎龍濕地自然保護區(qū)。

黑河市位于烏裕爾河流域上游段，位于松嫩高平原北部，大部分屬于低山丘陵區(qū)，流域平均寬度38km，高程315～240m，彎曲系數(shù)為1.75，比降為1/870；流域內(nèi)齊齊哈爾市境內(nèi)位于中下游段，由高平原丘陵區(qū)過渡到嫩左低平原區(qū)，流域平均寬度60km，高程240～156m，彎曲系數(shù)為1.80，比降為1/2220；流域大慶市境內(nèi)位于下游段，東升水庫以下段，河道進入沼澤地區(qū)，主槽與灘地無明顯區(qū)別，大洪水時一片汪洋，河道呈現(xiàn)出無尾河特性，流域平均寬度80km，高程156～142m，彎曲系數(shù)2.0，比降約為1/5430。

1.3 氣象水文

1.3.1 氣象

烏裕爾河流域?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L氣候。干旱年份降雨不足250mm，年平均風速4.4m/s，春季風沙大，四、五月份大風天數(shù)在16d以上，最大風速26m/s。年平均相對濕度約為60%。全年無霜期140d，日照2900h。地面解凍日期在4月中旬，上凍日期在10月下旬。平均凍土深度1.8～2.5m。

1.3.2 水文基本情況

烏裕爾河干流上先后設有水文站6處，但零號站、龍安橋站及濱州線都已經(jīng)停測多年，龍安橋站已于2011年恢復觀測，2008年增設克山大橋站，目前有北安站、克山大橋站、依安大橋站及龍安橋站4個水文站有觀測資料，其中僅有北安站、依安大橋站具有長系列觀測資料。

1.4 經(jīng)濟社會概況

齊齊哈爾市烏裕爾河流域內(nèi)現(xiàn)狀總?cè)丝?49.845萬人，其中農(nóng)業(yè)人口和非農(nóng)業(yè)人口分別為97.78萬人和52.06萬人。流域內(nèi)非農(nóng)業(yè)人口52.06萬人，占總?cè)丝诘?4.74%；農(nóng)業(yè)人口97.78萬人，占總?cè)丝诘?5.26%。流域內(nèi)城鎮(zhèn)化率為34.74%。

烏裕爾河流域土地資源比較豐富，而水資源相對不足，更缺乏大型控制性工程，用水以農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展為主。

1.5 流域水量分配方案

1）河道內(nèi)最小生態(tài)流量。依據(jù)《烏裕爾河流域水量分配方案》中成果，從流域上游至出口依次選擇北安站和龍安橋站共2處下泄水量控制斷面。

2）用水總量控制指標。根據(jù)2017年黑龍江省政府批復的《烏裕爾河流域水量分配方案》，在滿足生態(tài)環(huán)境用水的基礎上，統(tǒng)籌考慮烏裕爾河流域各縣市區(qū)各行業(yè)合理發(fā)展，實現(xiàn)水資源開發(fā)利用和經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的情況下，齊齊哈爾市烏裕爾河流域2020年分配水量為5.36億m3，其中地下水3.39億m3，地表水1.97億m3； 2030年分配水量為5.66億m3，其中地下水3.64億m3，地表水2.02億m3。

1.6 流域內(nèi)調(diào)蓄工程概況

烏裕爾河干流上共有大型水庫一座東升水庫，位于干流下游扎龍濕地北部緩沖區(qū)內(nèi)，東升水庫主要引嫩江干流水入庫調(diào)節(jié)供給濕地需水，對流域中上游用水無法控制。干流上除了東升水庫外，并無其他控制性調(diào)蓄工程[2]。

東升水庫位于烏裕爾河下游扎龍濕地緩沖區(qū)內(nèi)，大壩下游緊鄰扎龍濕地核心區(qū)。2003年消險加固初步設計中將工程任務修改為濕地供水、灌溉、防洪及其它綜合利用。水庫在修建中部引嫩工程后，中引總干渠末端接至東升水庫，成為中引的反調(diào)節(jié)水庫。水庫設有三座泄洪閘、一座灌溉閘，其中灌溉閘位于東閘東側(cè)，最大引水流量25m3/s，下接蘆葦灌溉渠道，由渠系直接送入蘆葦葦田內(nèi)。

流域內(nèi)還有中型水庫8座，均位于支流，分別為支流轱轆滾溝子上的工農(nóng)水庫、鬧龍河上的鬧龍河水庫、折鐵河上的先鋒水庫、玉崗溝上的玉崗水庫、鰲龍溝上的宏偉水庫、泰西河上的上游水庫、寶泉河上的陽春水庫以及從烏裕爾河干流引水的躍進水庫。這8座中型水庫除鬧龍河水庫外均位于支流中上游位置，總庫容均在4000×104m3以下，僅對所在支流有一定的控制性，對干流的控制性差。鬧龍河水庫總庫容為9660×104m3，位于支流鬧龍河下游 ，是一座以城市供水和防洪為主的中型水庫。

2 水量調(diào)度計劃編制目的及原則

2.1 編制目的

為落實《烏裕爾河流域水量分配方案》成果，實行最嚴格水資源管理制度，保障齊齊哈爾市烏裕爾河流域的供水安全，協(xié)調(diào)我市主要用水戶的用水矛盾，結(jié)合黑龍江省水利廳組織編制的烏裕爾河流域水量調(diào)度計劃，齊齊哈爾市水務局組織編制了齊齊哈爾市烏裕爾河干流2021年度水量調(diào)度計劃，預期效果如下：

1）在省級烏裕爾河干流調(diào)節(jié)調(diào)度計劃的基礎上，服從流域的統(tǒng)一調(diào)度。

2）在滿足生活、工業(yè)用水需求，保證生態(tài)環(huán)境用水的基礎上，優(yōu)先分配農(nóng)業(yè)用水中的關(guān)鍵用水，盡量保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高農(nóng)業(yè)用水的整體效率。

3）在考慮流域整體用水需求和用水效率的同時，兼顧各縣、市、區(qū)的用水需求，保證各縣、市、區(qū)的基本用水需求。

2.2 編制原則

在烏裕爾河流域水量調(diào)度過程中，以《烏裕爾河流域水量分配方案》為依據(jù)，充分考慮各縣市區(qū)的用水需求，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游、左右岸用水關(guān)系，提高流域水資源利用效率和效益。主要遵循的調(diào)度原則為：

1）用水總量控制原則。堅持落實最嚴格的水資源管理制度，以批準的取水許可和用水總量控制指標為依據(jù)，合理確定年度用水需求。

2）重要斷面流量控制原則。實現(xiàn)流域供水保障的前提是保障河道生態(tài)安全，故保證控制斷面下泄流量滿足水量分配方案中制定的最小下泄流量控制指標，若低于該指標，則必須嚴格控制上游取水量。

3）豐增枯減的水量分配原則。以水量分配方案為基礎，根據(jù)年度實際來水情況按照“豐增枯減”的原則，同比例壓縮用水需求以達到水量分配的合理性。

4）流域統(tǒng)一調(diào)度與地市分級管理、分級負責的原則。各縣市區(qū)應按照分配的用水總量指標嚴格控制本區(qū)域用水，根據(jù)預測來水情況管理控制本地區(qū)各取水口取水量。

2.3 調(diào)度方法

烏裕爾河干流上僅有下游扎龍濕地北部緩沖區(qū)內(nèi)的東升水庫，其位于流域下游，對干流主要用水，起不到控制作用。干流地表水取水戶主要為農(nóng)業(yè)灌溉，根據(jù)預測的2021年來水情況及已批準的水量分配方案，結(jié)合省烏裕爾河2021年調(diào)度計劃，在保證河道內(nèi)生態(tài)流量基礎上，確定各縣市區(qū)河道外用水份額。依據(jù)豐增枯減的水量分配原則，確定各縣市區(qū)在不同來水情況下的水量份額，以及用水的滿足程度。

3. 烏裕爾河流域2021年需水分析

3.1 需水量

按照地市管理權(quán)限范圍的取水口需水以地市數(shù)據(jù)為準、取水口需水以取水許可為準的原則，同時依據(jù)烏裕爾河流域水量分配方案。本次根據(jù)各地上報需水資料統(tǒng)計，該流域地表總需水已突破烏裕爾河流域用水總量控制指標。但是原則上地表總需水不應超出用水總量分配成果。故本次需水成果原則上以用水總量分配指標為上限值[3]。

3.2 供需分析

1）供需分析原則。供需分析的原則是先支流后干流，先上游后下游，先生活后生產(chǎn)。首先進行各支流供需分析計算，下泄水量匯入對應的干流區(qū)間，支流缺水干流不補。干流區(qū)間根據(jù)各支流的下泄水量及本區(qū)的來水及需水，進行本區(qū)的供需分析。

2）供需分析成果。以用水總量控制指標作為供水量上限，經(jīng)過供需分析后，根據(jù)2021年的來水預測，今年烏裕爾河流域來水基本接近50%頻率，但年內(nèi)分配不均且流域內(nèi)無控制性調(diào)蓄工程，在滿足各控制斷面生態(tài)基流的基礎上，供水量僅為25680×104m3，缺水1515×104m3，缺水時段為6月份，主要原因是流域內(nèi)80%用水為農(nóng)業(yè)灌溉用水，干流上的農(nóng)業(yè)需水主要集中在5、6月份，而根據(jù)預測6月份來水偏少，僅為7月份來水的16%，再加上干流上游無調(diào)蓄工程進行來水重新分配，故6月份難以達到灌溉保證率。根據(jù)供需平衡結(jié)果可知，不同區(qū)間缺水率不同，供水量占需水量比例不同。

3.3 放流目標確定

《烏裕爾河流域水量分配方案》中控制斷面為北安站和龍安橋站，再加上依安大橋站，確定烏裕爾河2021年控制斷面為三個，分別是北安站、依安大橋站和龍安橋站。

在滿足各斷面生態(tài)基流基礎上，根據(jù)本次供需平衡分析結(jié)果，最終確定烏裕爾河干流上北安站、依安大橋站和龍安橋站三個控制斷面的2021年放流目標，其中，枯水期維持河道天然狀態(tài)，來多少泄多少，因此未設定放流目標。

4 烏裕爾河水量調(diào)度情況

烏裕爾河干流中上游無任何控制性的調(diào)蓄工程，故不能對地表水進行有效調(diào)蓄，加上氣象預測的準確性不高等原因，水量依時間段控制，無法從數(shù)量上實現(xiàn)對用水戶用水總量的控制。因此要實現(xiàn)流域水資源的統(tǒng)一配置與管理有較大的難度。目前，該流域內(nèi)的水量控制也只是從管理上限制約束各地市取水戶取用各自指標范圍內(nèi)的取水量，但是當來水偏枯或用水集中時操作性很難，導致中游、下游分水時段內(nèi)取水量不能滿足其要求，未達到高效用水。此外，除了干流沒有大型調(diào)蓄工程外，流域水資源管理信息化建設基礎較弱，現(xiàn)在還在起步階段。流域水資源水量、水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)、流域水資源綜合管理業(yè)務系統(tǒng)等還未建成，水資源管理信息化保障能力有效，影響和制約流域水資源預測調(diào)配管理水平的提高。根據(jù)每年年初匯總的各用水戶的需水時間、需水量以及預測的河道各時段的來水量，然后依據(jù)供水優(yōu)先級別制定各種切實可行的中長期供水計劃及緊急情況防洪抗旱預案。

4.1 調(diào)蓄工程調(diào)度

烏裕爾河流域要實現(xiàn)水量調(diào)度，首先利用好流域內(nèi)現(xiàn)有調(diào)蓄工程，做好調(diào)蓄工程的調(diào)度計劃，提高水資源利用率。流域內(nèi)的中型水庫有8座，根據(jù)本次各地上報的主要取水口需水要求，涉及到的中型水庫有鬧龍河水庫、上游水庫、躍進水庫。其中鬧龍河水庫給北安城鎮(zhèn)供水1009×104m3，上游水庫需供農(nóng)業(yè)灌溉水1217×104m3，躍進水庫需供農(nóng)業(yè)灌溉水3380×104m3。該流域內(nèi)中型水庫并無水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，故無法單獨預測各水庫來水情況進行興利計算。鬧龍河水庫原設計供水量1600×104m3，供水保證率為95%，參照本次預測北安站來水頻率接近50%，若鬧龍河水庫來水頻率接近50%，則本次北安城鎮(zhèn)需水1009×104m3的要求能夠滿足。躍進水庫為引水水庫，引烏裕爾河干流水，設計灌溉水田面積0.67萬hm2，供水量為2978×104m3，設計保證率為75%，本次預測依安大橋站來水頻率接近50%，水庫引水口位于依安大橋水文站附近，本次考慮保證依安大橋站生態(tài)基流需水要求下，能滿足2978×104m3的需水要求。上游水庫興利庫容為1500×104m3，設計灌溉水田面積0.12萬hm2，設計保證率為75%，上游水庫位于烏裕爾河下游段支流泰西河上，故本次預測來水頻率按依安大橋站來水頻率，能滿足本次需水1109×104m3要求。根據(jù)各水庫的實際情況蓄水，盡量在灌溉高峰期前蓄水，此外，根據(jù)需水預測成果，在用水高峰期可利用地下水削峰，以充分發(fā)揮水庫調(diào)蓄作用。流域內(nèi)的其它小型水庫及小塘壩等調(diào)蓄工程，都要充分發(fā)揮其調(diào)蓄作用，來滿足其設計灌溉面積的需水要求。

4.2 干流渠首工程調(diào)度

預測各引提水工程渠首斷面來水，增強預判能力，提高科學調(diào)配水的能力。根據(jù)多年各時段河道來水規(guī)律，利用流域內(nèi)現(xiàn)有北安站、依安大橋站等水文站實時水情，結(jié)合河流沿途滲漏、蒸發(fā)、降水及匯流等規(guī)律，分析并準確判斷各渠首斷面河道來水情況，微調(diào)水量分配比例，提高水資源利用率。烏裕爾河干流上共有5個較大的攔河閘壩，分別為趙光農(nóng)場攔河閘、北安市東勝渠首攔河閘、克東縣新生渠首攔河閘、依安縣躍進水庫引水渠攔河閘、富?？h小泉子灌區(qū)攔河壩。根據(jù)預測成果及各地的需水過程，供需平衡過程中發(fā)現(xiàn)中下游主要的缺水時段為5月份和6月份，尤其是預測6月份來水僅為7月份來水的16%，為8月份來水的10%。這導致這一時段中下游段的渠首可引水量非常少，這時可以通過流域調(diào)度管理部門協(xié)調(diào)上游取水口減少取水量，不要按保證率取水，以免下游出現(xiàn)斷流，下游取水口取不上水無法灌溉的情況發(fā)生。此外，由于下游控制斷面龍安橋站已恢復水文監(jiān)測，可隨時監(jiān)測該斷面來水，以判斷烏裕爾河入扎龍濕地水量。如遇特殊情況，烏裕爾河入扎龍濕地的水量極少，則可通過引嫩工程引入嫩江水量補充扎龍濕地生態(tài)用水。當北安站、依安大橋站監(jiān)測流量低于設置的生態(tài)基流時，應立即上報省水利廳，停止上游各取水口取水，以保證河道內(nèi)生態(tài)流量。建議在上游水文站與渠首斷面之間建立水文監(jiān)測系統(tǒng)，提高渠首斷面來水量預測預報精度，可以通過采用遙感、自動預測等現(xiàn)代化監(jiān)測手段獲取渠首斷面的水情信息，做到調(diào)度工作有準備有計劃。

4.3 取水戶合理安排用水時間

該流域內(nèi)主要是農(nóng)業(yè)用水，雖然根據(jù)來水預測2021年該流域來水接近50%，但是由于該流域缺乏大型控制性調(diào)蓄工程，所以用水矛盾還是很突出的，因此干流沿岸各取水戶應合理安排好灌水時間。根據(jù)作物不同的需水要求，確定適時的灌水時間，讓部分可以適當早灌水的作物提前進水，因地制宜、合理安排好作物的灌水時間。此外，6月份地表水缺水時段可適度開采地下水以補充地表水的不足，緩解作物需水高峰時供需矛盾。但開發(fā)地下水應統(tǒng)籌兼顧，科學檢測，正確開發(fā)，合理運用。根據(jù)本次烏裕爾河來水分析，預測的2021年來水過程及供需平衡分析成果，2021年來水滿足不了流域內(nèi)各地市的取水戶需水要求，尤其是農(nóng)業(yè)灌溉需水要求。如遇到實際來水偏枯或用水集中時，各地市一定要控制好取水總量不要超過用水指標，依據(jù)本次增加的依安大橋站控制斷面來水監(jiān)測情況，不能低于河道生態(tài)基流要求。并依據(jù)依安大橋站實測流量來限制河道外取用水量。總之，烏裕爾河流域目前只是從管理上限制約束各地市取水戶取用各自指標范圍內(nèi)的取水量，其真正的調(diào)度操作性很難，只能通過現(xiàn)有的工程及非工程措施來優(yōu)化水量調(diào)度，提高灌區(qū)灌溉管理水平，來稍微緩解因水資源時空分布不均及上游無調(diào)蓄性工程所造成的的供需矛盾突出的問題。若要真正實現(xiàn)水資源的科學調(diào)配、高效利用、按需供水，最終需要興建控制性的調(diào)蓄工程，加強防洪抗旱硬件設施建設，才能保證各業(yè)需水要求。

4.4 下游供水滿足程度分析

在滿足河道內(nèi)主要控制斷面北安站、依安大橋站、龍安橋站的生態(tài)流量要求下，2021年烏裕爾河干流供水無法滿足各縣市區(qū)上報的用水需求，主要缺口為上中游的農(nóng)業(yè)用水，體現(xiàn)在6月份缺口最大。因此，干流沿岸各地要控制作物需水、進行井渠結(jié)合等措施，原則上按照各取水口取水過程表取水，其中上游灌區(qū)取水口、宏偉水庫灌區(qū)取水口按需水100%滿足，新生灌區(qū)取水口、古城村灌區(qū)取水口、河北灌區(qū)、躍進水庫干流取水口6月份按需水的75%取水，其余月份全部滿足；龍安橋灌區(qū)東、西干渠取水口及小泉子泵站取水口5月份按照100%取水，6月份按照需水的81%取水。

5 保障措施

1） 實行最嚴格的水資源管理制度：為加強用水總量和用水效率控制，嚴格實行建設項目水資源論證、取水許可和水資源有償使用制度，以黑龍江省已頒布的行業(yè)用水定額標準為主要依據(jù)，按照總量控制和定額管理的要求，實行最嚴格的水資源管理制度。

2）制定中長期供水計劃及防洪抗旱預案：該流域主要是農(nóng)業(yè)用水，可以根據(jù)灌區(qū)作物種植面積、種植結(jié)構(gòu)、各種作物需水時間、需水量及預測河道各時段來水量，做出各時段來水與灌區(qū)需水預測分析，然后依據(jù)供水優(yōu)先級別制定切實可行的中長期供水計劃及防洪抗旱預案，通過已制定的供水計劃，合理調(diào)配水量，避免重復灌溉，提高水利用率，根據(jù)供水計劃，進行適時適量灌溉，實現(xiàn)以供定需。

3）建立健全取水管理制度：以流域綜合規(guī)劃為基礎，各地市應依據(jù)確定的用水總量控制指標，上報的需水量不應超過各地市的用水總量控制指標。建立規(guī)范完善的取水計劃、水量備案、完善相應的管理機制，建設完善流域水資源監(jiān)控系統(tǒng)，建立流域各地市界斷面、主要水文站斷面的水資源信息及重要用水戶取水信息管理系統(tǒng)，為水資源監(jiān)控和取水許可總量控制管理提供依據(jù)，逐步建立用水計量與統(tǒng)計制度，加強用水計量管理。

4）建立監(jiān)控系統(tǒng)：在各取水口及重要的控制斷面建立監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)有水文站實時水情，增強預測、預判能力，為取水許可總量控制提供依據(jù)，提高科學調(diào)配水的能力。

5）建立烏裕爾河水量調(diào)度會商機制：根據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)確定的水量調(diào)度權(quán)限，明確烏裕爾河水量調(diào)度中各縣市區(qū)水行政管理部門、有關(guān)工程管理單位的管理權(quán)限。建立完善的烏裕爾河干流水資源調(diào)度會商機制，包括聯(lián)席會議、首席代表、信息共享及監(jiān)督管理等制度等，明確烏裕爾河干流水量調(diào)度管理中各級人民政府、流域機構(gòu)及其所屬調(diào)度管理機構(gòu)、有關(guān)工程管理單位的責任制。