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)利用的進程。本次為了解決呼蘭河中游地區(qū)水資源嚴重短缺問題，緊密結(jié)合當?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)度運用的總體方案，以達到充分發(fā)揮水庫群的作用，優(yōu)勢互補的總體目標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)濟指標較優(yōu)，生態(tài)環(huán)境效益和社會效益顯著。該工程的建設(shè)必將對兩縣兩區(qū)及本地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展將起到較大的推動作用。

2 審批情況

閣山水庫第1次早在1958年大躍進年代，曾列入國家計劃后上馬開工，后因國民經(jīng)濟調(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號文呈報過國務(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，進行前期工作……”。第3次黑龍江省水利勘測設(shè)計院，于1992年編制了閣山水庫工程預可研報告，1996年編制了閣山水庫工程項目建議書，省計委以黑計農(nóng)經(jīng)［1997］344號文上報國家計委。第4次黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，于1999年12月，根據(jù)水利部水建［1998］15號文，重新編制了閣山水庫工程項目建議書。第5次黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，于2005年又編制了閣山水庫工程項目建議書，經(jīng)過水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院多次審查，于2007年5月16日，水利部以水規(guī)計［2007］174號文上報國家發(fā)展和改革委員會；2008年11月24日，黑龍江省發(fā)展和改革委員會以黑發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2008］1367號文上報國家發(fā)展和改革委員會；2008年12月中國水電顧問集團公司審查后，于2013年7月24日，國家發(fā)展和改革委員會以發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2013］1429文批復了《黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項目建議書》。

因此，閣山水庫當?shù)乩习傩辗Q“四落五起”項目，為什么如此反復上報，歸根到底就是當?shù)氐膰窠?jīng)濟發(fā)展確實需要該工程，而且非常必要，這是當?shù)乩习傩盏亩嗄曩碓福质敲裥墓こ蹋?jīng)幾代人半個多世紀的不懈努力，終于2013年7月獲得了國家發(fā)改委的批復，故現(xiàn)正繼續(xù)進行《黑龍江省諾敏河閣山水庫工程可行性研究報告》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)與項目建議書批復的工程任務(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準由現(xiàn)狀不足10a一遇提高到20a一遇，同時具有生態(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)上級有關(guān)部門的審查和評估意見及復核后的水文分析成果，詳細論證水庫規(guī)模（重點為灌溉面積、城鎮(zhèn)供水和電站裝機容量等）。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《關(guān)于黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項目建議書》審批文件——發(fā)改農(nóng)經(jīng)［2013］1429文中，在可行性研究階段，要重點做好工作內(nèi)容之一：“按照項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公司的評估意見，進一步論證降低正常蓄水位的經(jīng)濟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，復核供水規(guī)模，做好方案比選，盡量減少征地拆遷數(shù)量；進一步研究水庫調(diào)度運用方式，優(yōu)化防洪庫容規(guī)模及設(shè)置方式”。

5 水庫建設(shè)方案

為了全面貫徹落實國家發(fā)展和改革委員會發(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，而且要達到不同方案間相互比較的基礎(chǔ)一致和相對優(yōu)劣關(guān)系不變的目標，故本次方案比較階段，在項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)濟效益相同的條件下，進行水庫建設(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%相應的年徑流量2.4億m3。設(shè)計年城市供水量（P＝95%）13958萬m3，設(shè)計年灌溉供水量（P ＝75%）1308萬m3，合計年總供水量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，相應死庫容0.26億m3。最大消落深度8.7m，取水口設(shè)計水位暫取平均水位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，約在水庫回水中點附近。

東水西調(diào)工程有南北兩個輸水管線方案。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)濟等指標綜合比較后，選擇較優(yōu)方案作為遠期的推薦方案，即閣山水庫按正常蓄水位229.0m修建后，近期只承擔3.11萬hm2水田灌溉面積和設(shè)計年城鎮(zhèn)供水量4636萬m3的供水任務(wù)。當下游水田灌區(qū)逐年配套后，可達到遠期水田灌溉面積5.59萬hm2時，擇期實施東水西調(diào)工程即可［2］。

5.2 大小庫方案

大庫方案為項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

按近期和遠期的工程任務(wù)，分別確定相應的正常蓄水位后，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、分批進行水庫淹沒損失補償。

5.4 推薦方案

上述的水庫建設(shè)方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟等指標綜合比較后，合理選定較優(yōu)的方案。在此基礎(chǔ)上，應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（遠期推薦）。

2）方案2：通過多種方案技術(shù)經(jīng)濟指標比較后，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罷了，因此稱防洪調(diào)度多級控制新方法。具體的計算方法詳見《水庫防洪調(diào)度多級控制新方法》論文即可。

方案6：閣山水庫優(yōu)化調(diào)度運用方案（遠期泥河水庫也應采用該調(diào)度運用方式）。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、隨機的，因此，閣山水庫實際興利調(diào)度運行時，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)計用水量），進行興利調(diào)節(jié)計算，具體操作過程中，若各時段的庫水位Hj≤Ht，則按實際可引調(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)度運用時，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），盡量按實際可引調(diào)水能力，多蓄水，并要求到每年12月份左右時，水庫盡量蓄滿，供翌年枯水期用水。

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

5.5 總體實施方案

閣山水庫項目建議書批復的方案：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（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：水庫補償水量2.9億m3，占總用量的48.3%。設(shè)計（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，相應的水田灌溉面積為3.11萬hm2，灌溉年用水總量3.43億 m3。

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

因此，水庫設(shè)計總供水量為2.5936億m3，單位調(diào)節(jié)庫容的供水量1.47m3，近遠期水田灌溉補水量相差0.77億m3，正常蓄水位相差4.0m，相應庫容相差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)，但無法完成遠期水田灌溉任務(wù)。

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

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

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)度運用分近期常規(guī)調(diào)度和遠期優(yōu)化調(diào)度。

遠期根據(jù)下游水田灌區(qū)的配套情況，擇期實施東水西調(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，即達到兩鎮(zhèn)兩區(qū)城鎮(zhèn)供水的目標。

［1］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省諾敏河閣山水庫工程項目建議書修訂成果［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)計研究院，2014.

TV62

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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，教授級高級工程師。