三江平原挠力河地区水资源分配研究

三江平原挠力河地区水资源分配研究

1发展与建设的关系不够协调得很好,影响三江平原建设进程的因素分析20世纪70年代至80年代，三江平原的水资源保护主要集中在农业发展上，为耕地的恢复和灾害创造了防洪和除湿工程。前期规划和研究工作也以防洪和排涝为主要方向。进入90年代,随着我国经济的快速发展,当地的经济实力也得到较大的增强,区域内各行各业都得到了迅猛发展。但是,由于基础建设资金投入不足等客观原因和前期规划研究没有得到足够的重视等主观原因,发展与建设的关系没有协调得很好。一方面,行业规模发展速度很快,水利工程等基础设施建设速度慢,无法满足行业可持续发展的需求。另一方面,由于缺乏统一的规划,水资源的开发利用、黑土地的开发、城市和工业废水的排放、以及湿地的保护等工程的建设秩序较混乱,一些工程的规模不合理,没有经过认真论证、统一协调,给本地区的生态环境造成了不同程度的危害。挠力河是三江平原最大的内河,地处三江平原的腹地,区域内水资源缺乏,大部分地区远离外江,调水困难;该地区近些年水田灌溉面积发展速度很快,而流域又没有统一的水资源开发利用规划,致使水资源利用出现了混乱现象。地表水的利用各自为政,上下游、左右岸争水、抢水,地下水严重超采,生态用水得不到保证。三江平原全区的问题在挠力河流域都有所体现。无论是挠力河地区的地位,还是其自然条件,都是整个三江平原的标志和代表,挠力河流域的建设和发展,直接影响三江平原建设的进程。因此,挠力河地区的水资源分配是目前本地区农业经济发展和水利工程建设的首要课题。2水土流失地情况挠力河流域总面积24529km2,占三江平原总面积的14。挠力河干流地区总面积13055km2,耕地面积44万hm2。现有水田灌溉面积12.79万hm2。其中,利用地表水灌溉的水田面积为5.00万hm2,占水田灌溉面积的39%,地下水灌溉的水田面积7.79万hm2,占水田灌溉面积的61%。2.1河流水文年次规划设计上游区自龙头桥水库开始,至内七星河汇入口炮台亮子为止,控制面积为5165km2。该分区现有水源包括:龙头桥水库、蛤蟆通水库、大索伦水库、小索伦水库、水库以下区间径流和地下水。区内今后可能建设的具有调蓄能力的水源工程较少,只在支流上有其可能性,但规模和作用都很小。而蛤蟆通水库、大索伦水库、小索伦水库的库容和控制水量有限,只能满足各自支流现有水田面积的灌溉。中游区自内七星河汇入口炮台亮子开始,至外七星河汇入口菜嘴子为止,控制面积为3537km2。该分区现有水源包括:上游区的径流、各支流自然径流、清河水库和地下水。区内今后可能建设的具有调蓄能力的水源工程有支流七里沁水库。该水库规划为大型水库具有较大的调节径流能力,可作为中下游区的后备水源。今后有条件或急需时,可开发建设。清河水库位于支流宝清河上,是一座中型水库,库容和控制水量较小,只能为本流域的部分水田灌溉供水,无潜力可挖。下游区自外七星河汇入口菜嘴子开始,至乌苏里江为止,控制面积为2623km2。该分区现有水源包括:上游的径流、各支流自然径流和地下水。区内今后可能建设的具有调蓄能力的水源工程较少,且规模和作用都很小。挠力河干流地区主要的天然河道径流包括:上游区间径流(龙头桥水库~万金山渠首)139×106m3,中游区间径流(内七星河、七里沁河)287×106m3,下游区间径流(外七星河)164×106m3。挠力河干流地区除天然河道的径流和地下水可作为各行业的用水水源外,近期竣工的龙头桥水库和拟建的七里沁水库可作为全流域的控制性水源工程,调节天然径流,蓄丰补枯,满足流域内各行业用水的用水需求。龙头桥水库控制流域面积1730km2。该水库是一座以灌溉、防洪为主,兼顾发电、治涝、养鱼等综合利用的大型水利枢纽工程。水库总库容6.146亿m3,兴利总库容3.248亿m3,净调节水量2.13亿m3。水库每年能为下游提供2.13亿m3的水量,用于工农业生产及改善生态环境。七里沁水库是以防洪,灌溉为主,兼顾养鱼、旅游业综合利用的大型水利枢纽工程。水库控制面积1130km2,七里沁水库可调节水量为1.35亿m3。总库容1.72亿m3,兴利库容0.74亿m3。2.2细胞系统根据三江平原近期规划成果,挠力河干流平原区地下水开采模数为7.76×104m3km2a。干流地区多年平均地下水总补给量为430×106m3a。其中,多年平均地下水可开采量为341.44×106m3a,为多年平均地下水总补给量的79%。3所有行业都需要水流量预测3.1工业和居民的生活需要水3.2下游区2.2.3m挠力河干流总耕地面积44万hm2,其中,上游区13.37万hm2,中游区11.84万hm2,下游区18.79万hm2。现状水田灌溉面积已达12.79万hm2,如果近期灌溉水田达到总耕地面积的50%,则需水总量将达到19.2亿m3,远超过流域内的水资源可利用量,所以区内农业灌溉的发展应根据水资源的总量和水资源开发利用的速度来确定。3.3正常降水和河道水量本次研究生态环境需水只考虑河道内生态需水和流域内重要湿地保护区的需水。这部分用水目前国内外尚无准确的理论计算,环境用水参照国内其他地区类似情况来确定。河道内用水一般应不小于p=90%频率的最枯月平均流量。湿地需水量并不是很严格,在尽可能不改变河道历史运行状态下,正常的降水和河道内的水量丰枯变化一般能维持湿地或草地的需要。只有流域内蓄水工程规模较大,水资源的控制率过高,河道内大量的洪水也调蓄引走时,河道内滩地没有正常的洪水淹没,湿地多年平均来水量大量减少,这种情况下,湿地的用水就需要人工干预。根据计算,挠力河干流的生态环境需水总量为140×106m3,其中,上游区为45×106m3,中游区为50×106m3,下游区为45×106m3。4重力河主断面的水资源配置方案4.1灌溉期主要灌溉方式的确定龙头桥水库作为流域内目前唯一的具有较大调节能力的控制性枢纽工程,其水量还没有进行详细的分配,而是全部供给了上游地区。水库的水量是可以进行人工调控的,能与效益区的用水过程相吻合,其水资源利用率接近100%,而区间天然径流的来水过程与用水过程相差较大,水资源的利用率很低。以水田灌溉为例,整个灌溉期内,5~6月份是灌溉用水高峰,而此时的天然径流最少,8月份灌溉需水量较小,而天然河流的径流却很大。从本区的情况看,75%频率的年份,天然径流的灌溉可利用水量占灌溉期径流量的40%左右,只占全年径流总量的25%。可以看出,当补给水量较小时,水库给下游补1m3的水量,就可多利用1m3的区间水量,相当于水库供水的效益系数增加1倍。但是,当水库补给的水量逐渐加大时,下游区间水量的利用率也逐渐降低。经初步测算,当水库补给量达到区间总来水量的14时,水库的供水效益系数降低为直接灌溉时的水平。计算表明,龙头桥水库的全部可调节水量213×106m3中,分配给中下游80×106m3时,水库的供水效益最大。该方案这些水源的配置方案为:地下水源供给近期和远期居民生活、工业用水,剩余水量发展农田灌溉;环境用水由区间径流供给,其余供给农田灌溉;水库水量全部供给农田。该方案可灌溉水田面积:2003年为8.74万hm2、2010年为8.48万hm2、2030年为8.07万hm2。4.2高效水资源合理配置远期建设七里沁水库。流域内的水源工程,在近期方案的基础上,增加了七里沁水库的调节水量,但中下游的区间径流也做相应的调整。七里沁水库地处中游区,可调节水量135×106m3,完全能够承担中下游的水量调节的任务。中下游的区间径流扣除七里沁河后,剩余261×106m3水量,分配给下游水量为×63。远期中游七里沁水库建成后,可替代上游龙头桥水库为中下游农业灌溉供水。虽然水资源总量没有增加,但全流域的水资源可利用量却有较大提高。该方案这些水源的配置方案为:地下水源供给近期和远期居民生活、工业用水,剩余水量发展农田灌溉;环境用水由区间径流供给,其余供给农田灌溉;水库水量全部供给农田。该方案可灌溉水田面积:2003年为8.74万hm2、2010年为9.48万hm2、2030年为9.07万hm2。远期每年增加有效水量87.5×106m3,多灌溉水田面积1.0万hm2。5建设地表水源工程,发展农业水资源量挠力河干流地区是水资源相对缺乏的区域,目前流域内用水以农业为主,占总用水量的88%,工业与居民用水量较少,也很分散,便于开采地下水。环境用水要求不是很严格,可以与农业灌溉错峰,利用汛期来水量大、灌溉用水少的时期的区间径流量,提高水资源的利用率。流域内地下水不丰富,地下水的开采模数较小,单位面积可开采的水量有限,不足以供给水田灌溉,因此,区内大部分地区不能以地下水为主要水源大面积发展水田灌溉,只能以地表水利用为主,缺水期由地下水补充,即采取井渠结合的灌溉方式。否则,将使地下水位持续下降,引起水环境的恶化。也可以利用地下水作为旱田灌溉水源和抗旱水源,发展一定规模的旱灌。目前本流域内的水田灌溉面积较大,地表水源工程规模有限,60%的水田是以地下水为主要水源的。因此,现在挠力河地区的地下水严重超采,今后必须严格控制区内水田的发展面积,尽快建设地表水源工程,逐步利用地表水源代替地下水,使区内的地下水用量接近于可开采量,保证水环境的良性发展。水库枢纽工程,一般有条件时,应该与下游区间的天然径流联合调度,充分发挥水库的蓄丰补枯的功能,最大限度的利用下游区间的天然径流,才能增加整个