他拉哈灌區用水控制因素分析

徐彥峰，崔國玉，夏 杰

(杜蒙農業綜合開發辦，黑龍江，杜爾伯特162200)

1 水源概況

1.1 水源自然概況

杜蒙縣他拉哈灌區水源為嫩江干流下游江段，匯流面積很大，水量有保障。嫩江徑流主要由大氣降水形成，受大氣環流和地形因素影響，流域降雨量年內分布不均，6～9月降雨量占全年降雨量的80%左右，暴雨常常出現在7～8月份，一般歷時3 d左右。嫩江多年平均過境流量為210.35億m3，多年平均流量667 m3/s?？菟诙嗄昶骄钚×髁?33 m3/s，80%保證率的最小流量157 m3/s。

1.2 氣象

杜蒙他拉哈灌區地處高緯度，屬溫帶大陸性季風氣候，春季多風少雨，夏季炎熱，降雨集中，秋季早霜，冬季漫長，嚴寒少雪。年平均氣溫3.6℃ ～4.4℃，7月份最高月平均氣溫23.3℃，歷史最高氣溫39.5℃，1月份最低氣溫 －19.9℃，歷史實測最低氣溫－35.4℃。年平均降雨量420 mm，年平均蒸發量1 739.8 mm。年平均日照時數2 852 h，無霜期151 d，＞10℃的活動積溫為2 860℃，11月上旬土壤開始封凍，至次年4月上旬開始解凍，平均最大凍土深度為2.2 m。

1.3 灌區用水控制因素分析

他拉哈灌區渠首泵站工程建于1978年，該工程是渠首閘引洪和泵站提水相結合的工程，渠首泵站設有28ZLB－70型軸流泵6臺(5用1備)，裝機容量1 000 kW。單泵設計流量1.5 m3/s，則 5臺供水能力7.5 m3/s。灌區規模近4 000 hm2，設計凈灌溉定額8 250 m3/hm2，設計毛灌溉定額為12 405 m3/hm2，設計毛灌水率為0.0018 m3/hm2，總需水量約4 896萬m3，最大毛流量為7.21 m3/s，嫩江枯水流量157 m3/s，引入7.21 m3/s，只占4.59%，因此控制灌區用水的主要因素不是枯水期的最小流量，即使發生歷史上最小流量，其來水量也可以滿足灌區用水要求，則最低水位成為控制灌區用水的主要因素。

2 水位分析

2.1 水位資料

在灌區引渠進口上游92.5 km有江橋水文站，有1952～2000年完整的水位及流量資料，水位為大連高程，可換算成黃海高程。在灌區引渠進口上游30.5 km處有白沙灘水位站，1959年起開始觀測水位，1976年前為大連基面，有1976～2000年共25 a水位資料。在引渠進口下游127.00 km有大賚控制站，其間無支流匯入。

2.2 江橋～白沙灘水位相關分析

水位相關采用江橋與白沙灘站，選取兩站均為黃海高程的1976～2000年記錄中每年暢流期5、6月各旬最低水位特征值，點繪江橋～白沙灘水位關系，如下圖1。經計算其相關系數為0.97。

圖1 江橋、白沙灘水位相關曲線

2.3 白沙灘站水位分析

灌溉臨界期枯水位分析采用1976～2000年系列，每年選取5、6月份的6個旬中的旬最低水位平均值以及兩個月共61 d的日最低水位值進行頻率分析。頻率曲線見圖2、3。

此曲線與經驗點據配合尚好，故可采用。

圖2 白沙灘站旬平均水位頻率曲線

圖3 白沙灘站最低日平均水位頻率曲線

3 枯水位分析

3.1 設計枯水位

現運行的他拉哈灌區南引渠首泵站工程建設時間是1978年，由于該工程是渠首閘引洪和泵站提水相結合的工程，設計標準低。渠首閘引洪保證率為50%，相應水位為132.00 m;泵站提水保證率為80%，設計枯水位為127.50。

3.2 最低運行水位分析

由白沙灘站水位頻率曲線、江橋～白沙灘站水位相關曲線、引渠進口相對于兩站的位置，推算出引渠進口水位。即由白沙灘某種保證率的水位，利用水位相關曲線，求得上游江橋站相應的水位，計算兩站間河段平均比降(1/18 700)，按此比降推算出引渠進口水位(引渠進口距上游白沙灘水位站30.5 km)。

利用東北院推算的枯水水面線作校核。該枯水水面線由下游大賚控制水文站(引渠進口距下游大賚水位站127.00 km)。嫩江大斷面資料，逐個斷面推算到上游江橋站，推算的水位與水文站水位流量關系相吻合。因其間無支流匯入，故可利用江橋～白沙灘站水位相關曲線來代替白沙灘～大賚站水位相關曲線(基本為直線)。另外，白沙灘與引渠進口之間河底的平均坡降為1/16 700，與1/18 700的水面比降基本吻合，故可用白沙灘與引渠進口之間河底的平均坡降為1/16 700來推算引渠引水口水位。

最低運行水位:取歷年灌溉期水源保證率為P=90%日平均最低水位，由白沙灘水位站按比降1/16 700推算至引渠進口水位為127.37 m。由引渠進口水位127.37 m水位按非均勻流推算水面線推算至泵站站址處為127.14 m。結果見表1。

表1 平均和日最低水位計算表m

3.3 設計洪水位的推求

采用黑龍江省水利設計研究院完成的《嫩江干流堤防工程設計水面線計算》報告中的成果:南引渠首泵站位于嫩CS 79～嫩CS 80范圍內，兩斷面距離為5 500 m，渠首泵站位于嫩CS 79下游910 m處。嫩干79號斷面10 a一遇洪水位為135.21 m，5 a一遇洪水位為134.73 m;嫩干80號斷面10 a一遇洪水位為134.90 m，5 a一遇洪水位為134.40 m。經計算南引渠首泵站10 a一遇洪水位為135.16 m;南引渠首泵站5 a一遇洪水位為134.67 m，詳見表2。

表2 設計洪水位成果表

最高運行水位:當P=10%時，南引渠首泵站水位為135.16 m。

防洪水位:當 P=5%時，南引渠首泵站水位為135.50 m。

4 他拉哈灌區最枯水位分析結論

綜合上述分析，他拉哈灌區位于嫩江干流的引渠進口90%的設計枯水位127.37 m，推算至泵站站址處為127.14 m。引渠進口97%的最枯水位126.95 m，推算至泵站前池為126.72 m，比泵站90%的設計水位低0.42 m，該水位即為控制他拉哈灌區用水的極限水位。

［1］郝成春，郭麗紅，楊麗娟.淺論灌區用水管理［J］.黑龍江水利科技，2000，27(2):75 －76.