北極村灌區水系調度運用原則及運行方法

韓 松

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

北極村灌區水系調度運用原則及運行方法

韓 松

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

北極村灌區位于黑龍江省漠河縣北極鎮北部，承擔引水灌溉、排澇、改善生態環境和旅游等的綜合利用任務，具有一渠三用的工程特點。為了滿足灌溉、防洪排澇和景觀用水目的，文章對水系的調度運用原則及運行方法進行研究及制定。

水系調度;運用原則;運行方法;北極村灌區;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北部，為北極洲、北極新村、觀光農業區和黑龍江環繞，有傳統的村落格局，完善村房古樸、靜謐的整體風貌，是旅游資源開發的一大亮點，有著中國北極村落濃厚的北方情調［1-2］。

北極村灌區位于北極村境內，承擔引水灌溉、改善生態環境、排澇和旅游等綜合利用任務。北極村總控制面積13.40 km2，灌區設計灌溉面積1 040 hm2，主要種植小麥、大豆、玉米及藍梅等經濟作物。工程任務為農田灌溉和排水，并為北極村旅游名鎮濱水景觀用水、防治山洪災害、排澇減災等生態水利建設服務［3］。

灌溉水源為黑龍江，提水灌溉，同時引水注入景區泡沼，滿足北極村旅游景區景觀用水需求，是打造生態農業、發展生態水利的試點灌區。

2 總體布局

北村村灌區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景觀用水［4-5］。

新建北極村灌溉站自黑龍江右岸提水，設計流量2 m3/s;設計干渠7 487 m，由西向東布置，起點為北極村灌溉站，終點與十里長湖相連接。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南側坡水，同時承擔北極村旅游名鎮景觀用水任務，即一渠三用［6］。

干渠下設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段擬結合城區景觀設計，修建酒吧一條街。渠道中間以節制閘或攔河壩控制上游水位以形成天然水面，供城區景觀用水。

洪水期干渠承接的坡水經泄洪溝泄入北側天然泡澤后由黑干堤防排水閘排入黑龍江。

3 工程任務

工程以農業灌溉及生態環境供水為主要任務，兼顧排澇和發展旅游業，建設北極村灌區骨干工程，為北極村農業發展及環境改善創造條件。

充分利用黑龍江這一充足水源條件，統籌兼顧相關部門的現狀及發展規劃需求，疏通整合北極村現有水利工程，通過實施增加灌排能力，協調灌溉及防洪排澇調度，引江水促流動，連濕地復生態，拓水面添美景等綜合治理措施，建設具有引水灌溉、改善生態環境、排澇和旅游等綜合利用功能的灌排體系［7］。

3.1 引水灌溉

改善制約當地經濟發展的水資源條件，為北極村1 040 hm2現代農業提供供水條件，春、夏、秋季適時對天然泡沼進行供水。

3.2 排澇減災

北極村干渠同時承擔南側坡地的排澇任務，規劃排澇面積31.17 km2，全部為坡地排水。

3.3 生態環境

增加區內天然泡沼水面，促進區域生物多樣性的發展，吸收CO2、SO2及釋放O2，促進CO2和O2平衡，防塵滅菌，吸收有害氣體等［8］。

塑造一個以水生態景觀為綠色背景，人與自然環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

發展低碳經濟，規劃景觀帶，岸邊可散布自然和園林景觀藝術小品，開發冬季冰雪運動、夏季水上運動及濕地觀光等娛樂活動增加旅游項目。

4 水系調度運用原則和運行方式

4.1 水系調度運用原則

水系調度運用的原則主要有以下3點:

1)正常運行時，要保證渠系正常的水深和流速，要引得進、流得動、排得出，確保水系水質安全［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)盡量使水系運行成本最低。

4.2 水系調度運行方式

水系調度運行方法主要有灌溉及環境用水運用和排澇運用。

4.2.1 灌溉及環境用水運用

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，結合該段景觀用水，降低泵站運行成本。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 排澇運用

干渠為灌排兩用渠道，右側地勢較高，匯入坡水，因此右側堤頂高程以灌溉渠道定，由干渠加大水位加超高確定;左側堤頂需防洪，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，關閉一、二支渠進水閘，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:由于本地區大暴雨主要發生在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閉，干渠天然泡沼調節部分洪水，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。

初擬排澇運行方式為:經泡沼調蓄后，按設計流量持續排水，當暴雨使干渠末端水位超過293.0 m，且預測未來降水使渠道水位還將上漲時，關閉北極村灌溉站;當干渠末端排澇水位降至292.5 m時且降水結束水位還將下落時，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稀土元素的分布特征［J］.西北農林科技大學學報:自然科學版，2012，40(05):186-190.

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

［4］周鈞迪，馬錦，宋密，等.河套灌區排水網絡集水面積閾值研究［J］. 水利科技與經濟，2012，18(02):25-27.

［5］袁國語，周密.水情、工況遙測計算機網絡系統在鳳臺灌區管理自動化中的應用［J］.水利水電科技進展1999，19(01):55-57.

［6］趙丹，邵東國，劉丙軍.灌區水資源優化配置方案及應用［J］. 農業工程學報，2004，20(04):69-73.

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

［8］邵東國，劉武藝，張湘隆.灌區水資源高效利用調控理論與技術研究進展［J］.農業工程學報，2007，23(05):251-257.

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

［10］王立正.人民勝利渠灌區水資源優化配置模式探討［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，規劃水平年引水期取水口處來水量遠遠大于本工程取水量，引水口取水過程不受來水過程影響。