章文杰，王 健

(1.吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林 長春 130000；2.水利部建管司，北京 100053)

吉林西部供水工程引洪對洮兒河下游影響分析

章文杰1，王 健2

(1.吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林 長春 130000；2.水利部建管司，北京 100053)

吉林西部供水工程充分利用現(xiàn)有供水工程體系，合理調配和利用洪水等資源，向吉林省西部地區(qū)的重要湖泡、濕地供水，回補地下水，恢復和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。本文通過對引洪前后洮兒河典型斷面的流量、水位、流速變化的分析，以及引洪后對下游用水戶、河道內生態(tài)環(huán)境用水、河道外濕地的影響進行合理分析，為吉林省西部供水工程環(huán)境影響評價論證提供了有力技術支撐。

供水；流量；水位；流速；引洪

1 項目概況

吉林省西部地區(qū)屬于我國北部半干旱氣候區(qū)，多年平均徑流深僅10～25 mm。該區(qū)域地勢平坦，有大量的天然湖泡和退化濕地，其中向海、莫莫格、查干湖和波羅泡為國家級自然保護區(qū)及國際重要濕地。該區(qū)域還是《全國新增1000億斤糧食生產能力規(guī)劃》中的重要區(qū)域和戰(zhàn)略后備區(qū)[1-2]。20世紀70年代以來，受人類活動及氣候變化的影響，天然來水減少，區(qū)域內部分河道斷流，地下水位下降，導致湖泡不斷干涸，濕地嚴重萎縮，草地逐步退化，水土流失加劇，土壤沙化、鹽堿化加重，已威脅到區(qū)域的生態(tài)安全[3]。為恢復湖泡濕地水源涵養(yǎng)空間，回補地下水，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，開始建設西部供水工程，以達到綜合利用該地區(qū)雨洪資源的目的[4-5]。西部供水工程規(guī)劃范圍為吉林省嫩江右岸、松花江左岸的西部平原區(qū)，涉及吉林省白城市、松原市和長春市的10個縣(市、區(qū))，總面積4.46萬km2。2030年規(guī)劃區(qū)多年平均引洪水量為3.39億m3，其中，洮兒河引洪水15 439萬m3。

蓄滯的洪水可以滿足泡沼濕地自身的用水需求、補充地下水資源、緩解下游河道及月亮泡的防洪壓力。但引洪對于洮兒河下游水文情勢和用水戶會造成不同程度的影響，因此著重對該影響進行分析。

2 對下游影響

2.1 對水文情勢的影響

為了分析引洪對水文情勢的影響，本次選擇三個典型斷面，分別為洮北區(qū)境內的鎮(zhèn)西水文站所處斷面、洮南市境內的洮南水文站所處斷面，以及大安市境內的黑帝廟水文站所處斷面。洮兒河引洪時段為7—10月，經分析多集中在7—9月。因此，洮兒河引洪對下游水文情勢的影響分析只分析7—9月。

2.1.1 流量變化

各控制斷面多年平均條件下7—9月月均流量及引水流量見表1。

引水后多年平均情況下，7—9月，鎮(zhèn)西水文站斷面、洮南水文站斷面、黑帝廟水文站斷面月均流量分別減少0.3 m3/s、12.2 m3/s和17.1 m3/s。減少流量分別占引水前月均流量的0.23%、10.19%和14.33%。

從7—9月引水過程來看，各控制斷面的徑流量7月平均流量最大。7月鎮(zhèn)西水文站斷面、洮南水文站斷面和黑帝廟水文站斷面月均減少流量分別為0.6 m3/s、17.6 m3/s和24.2 m3/s，分別占月均流量的0.40%、11.79%和16.21%。

不同來水頻率下斷面平均流量分析成果見表2。

表1 各控制斷面多年平均7—9月徑流過程

表2 不同來水頻率下斷面引水流量分析成果

根據(jù)長系列引水過程分析，鎮(zhèn)西水文站斷面1959年7月為有引水月份中最枯月，來水頻率29%，引水前月均流量為158.3 m3/s，引水流量0.4 m3/s,占引水前月均流量的0.25%；1986年7月引水3.2 m3/s，為引水流量最大的月份，來水頻率為10%，引水前月均流量為307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的1.03%。

洮南水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，來水頻率30%，引水前月均流量為152.8 m3/s，斷面以上引水11m3/s占引水前月均流量的7.20%，引水后下泄流量為141.8 m3/s，大于130 m3/s；1986年7月斷面以上引水82.5 m3/s，為引水流量最大的月份，來水頻率10%，引水前月均流量為307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的26.84%。

黑帝廟水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，來水頻率30%，引水前月均流量為152.8 m3/s，斷面以上引水16.4 m3/s占引水前月均流量的10.77%，引水后下泄流量為136.3 m3/s，大于130 m3/s；1986年7月引水115.6 m3/s，為引水流量最大的月份，來水頻率10%，引水前月均流量為307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的37.60%。

2.1.2 水位變化

多年平均條件下，7—9月引水后鎮(zhèn)西水文站斷面引水流量很少，月均水位沒有下降，洮南水文站斷面月均水位降低0.11～0.18 m，黑帝廟水文站斷面月均水位降低0.21～0.27 m，從整體上看，各斷面水位變化量較小。

從7—9月引水過程來看，鎮(zhèn)西水文站斷面、洮南水文站斷面7月份引水量最大，水位降低幅度也最大，水位降低分別為0 m、0.18 m；黑帝廟水文站斷面9月份水位降低幅度最大，為0.27 m。各斷面多年平均條件下7—9月水位降幅見表3。

表3 各控制斷面多年平均7—9月水位過程 m

不同來水頻率下斷面平均水位分析成果見表4。

表4 不同來水頻率下斷面平均水位

根據(jù)長系列引水過程分析，鎮(zhèn)西水文站斷面1959年7月為有引水月份中最枯月，引水前月均水位為214.71 m，引水后水位降低0 m；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均水位為215.16 m，引水后水位降低0.01 m。

洮南水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，引水前月均水位為147.07 m，引水后水位降低0.11 m；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均水位為148.43 m，引水后水位降低0.68 m。

黑帝廟水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，引水前月均水位為140.01 m，引水后水位降低0.16 m；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均水位為141.25 m，引水后水位降低0.64 m。

2.1.3 流速變化

統(tǒng)計鎮(zhèn)西、洮南、黑帝廟水文站多年實測流量成果表中不同量級的流量、流速成果，并分析建立各站流量～流速關系曲線；根據(jù)鎮(zhèn)西、洮南、黑帝廟各站引水前和引水后的逐月平均流量，利用已建立的本站流量～流速關系進行直線內插，從而計算出不同流量所對應的流速成果。不同來水頻率下斷面月平均流速分析成果見表5。

表5 洮兒河不同來水頻率下斷面流速變化

根據(jù)長系引水過程分析，鎮(zhèn)西水文站斷面1959年7月為有引水月份中最枯月，引水前月均流速為1.23 m/s，引水后流沒有減少；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均流速為1.47 m/s，引水后流速沒有變化。

洮南水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，引水前月均流速為0.49 m/s，引水后流速降低0.02 m/s；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均流速為0.66 m/s，引水后流速減小了0.08 m/s。

黑帝廟水文站斷面1958年9月為有引水月份中最枯月，引水前月均流速為0.59 m/s，引水后流速降低0.03 m/s；1986年7月為引水流量最大的月份，引水前月均流速為0.72 m/s，引水后流速減小了0.09 m/s。

2.2 對下游用水戶的影響

洮兒河下游除洮兒河灌區(qū)和永興灌區(qū)外，無其他用水戶。洮兒河流域灌區(qū)灌溉最大用水流量為43 m3/s。洮兒河引洪預留流量為130 m3/s，可以保障洮兒河下游灌區(qū)的用水需求。洮兒河灌區(qū)在洮兒河上的取水主要利用滿洲代渠首樞紐工程和慶友渠首樞紐工程。永興灌區(qū)靠泵站提水灌溉，并且取水口處修建了攔河壩，取水有保障。

2.3 取水對河道內生態(tài)環(huán)境用水的影響

洮兒河洮南站5—10月份平均徑流量為97.7 m3/s，參考汛期最小生態(tài)流量要求，考慮到洮兒河流域生態(tài)環(huán)境實際情況，洮兒河常態(tài)引水應預留流量為25 m3/s，以滿足洮兒河下游河道內生態(tài)環(huán)境用水要求。

本工程取水是在預留生態(tài)基流的情況下進行的，引洪時段內最小下泄流量為130 m3/s，滿足洮兒河下游最小生態(tài)環(huán)境用水要求，取水基本不會對洮兒河下游河道內生態(tài)環(huán)境用水產生不利影響。

2.4 取水對河道外濕地的影響

2.4.1 對莫莫格濕地的影響

莫莫格濕地范圍南邊到月亮泡水庫邊緣，北邊到五棵樹鎮(zhèn)樹北屯，東側以嫩江主河道，西側以二龍濤河右岸為界，總面積1440 km2，共規(guī)劃3個核心區(qū)(哈爾繞、哈拉塔、胡家窩棚)260 km2。莫莫格濕地應急補水區(qū)確定為哈拉塔核心區(qū)和胡家窩棚核心區(qū)，補水區(qū)位于平齊鐵路以東15～30 km，二龍濤河下游灘地上，分別在莫莫格鄉(xiāng)西北和東南，核心區(qū)面積161 km2，其中胡家窩棚核心區(qū)面積約占75%，即121 km2。根據(jù)吉林省水利廳關于西部地區(qū)河湖連通工程莫莫格濕地常態(tài)補水應急工程初步設計報告的批復(吉水技〔2013〕1639號)，莫莫格核心區(qū)(哈拉塔和胡家窩棚核心區(qū))多年平均常態(tài)補水量為0.76億m3，按面積比例可知，胡家窩棚核心區(qū)多年平均常態(tài)補水量約為0.57億m3。胡家窩棚核心區(qū)位于洮兒河河道內，根據(jù)調查分析，該區(qū)域內洮兒河平槽流量為530 m3/s。

本次河湖連通洮兒河主要取水口有：引洮分洪入向干渠取水口、幸福干渠取水口、新洮渠取水口、團結干渠取水口、二龍葦場取水口，以及二龍漁場取水口等，最大取水能力可達200 m3/s。

洮兒河流域主要用水戶有洮兒河灌區(qū)及永興灌區(qū)，為滿足灌區(qū)用水需要，在洮兒河流量大于45 m3/s時才開始引水。所以本次取水影響分析，首先將洮兒河45 m3/s流量扣除，然后分析引水前后洪水出槽天數(shù)與出槽水量，具體分析結果見表6。

表6 引水前后洪水出槽天數(shù)及出槽水量對比表

由表6可知，當洮兒河發(fā)生25 a一遇及以上洪水時，引水前后洪水出槽天數(shù)變化不大，引水前后出槽水量均可以滿足胡家窩棚核心區(qū)的用水需要，即洮兒河取水不會影響下游胡家窩棚核心區(qū)的生態(tài)用水；當洮兒河發(fā)生10 a一遇及以下洪水時，引水前后洪水出槽天數(shù)及出槽水量無較大差別。

當洮兒河發(fā)生15～25 a一遇洪水時，引水前后洪水出槽天數(shù)及出槽水量均有一定影響，引水后出槽水量無法滿足胡家窩棚核心區(qū)的生態(tài)用水需要，但是考慮到這些年份嫩江水量豐富，可以利用嫩江給莫莫格核心區(qū)的常態(tài)補水量來補充胡家窩棚核心區(qū)的生態(tài)用水需要，因此，洮兒河取水不會對胡家窩棚核心區(qū)產生較大影響。

2.4.2 對鎮(zhèn)賚棉西片濕地的影響

鎮(zhèn)賚縣棉西片濕地位于莫莫格濕地邊緣，主要由棉西泡、白家泡、月牙泡、二道崗泡、河寶吐泡的水面以及周邊濕地組成，當洮兒河洪水大于400 m3/s時，才能自流引水，引水條件很差。來水流量大于400 m3/s年份，洮兒河引洪在會減小洮兒河洪水出槽水量，對棉西片濕地產生一定影響；在來水流量小于400 m3/s年份，洮兒河洪水無法自流為棉西片濕地補水，洮兒河引洪對棉西片濕地沒有影響。

棉西片濕地可利用嫩江洪水作為補水水源，多年平均可以引洪234.4萬m3，可以形成水面面積3.733 km2，恢復濕地面積9.33 km2。因此，洮兒河引洪對棉西片濕地的影響較小。

2.4.3 對月亮泡水庫的影響

月亮泡水庫是一座以灌溉、養(yǎng)魚為主的綜合利用大型水利樞紐工程，集水面積4.3萬km2，水庫正常蓄水位131.0 m，設計總庫容11.99億m3，興利庫容4.59億m3，死庫容0.25億m3。月亮泡水庫水位-庫容-面積曲線如表7所示。

表7 月亮泡水庫水位-庫容-面積曲線

分別考慮洮兒河引水和不引水兩種情況，對月亮泡水庫進行長系列調節(jié)計算，最低蓄水位以及多年平均蓄水位調節(jié)成果見表8。

表8 月亮泡水庫多年平均蓄水位及最低蓄水位對比 m

洮兒河引水對月亮泡多年平均蓄水位影響很小，僅為0.003 m。對月亮泡最低蓄水位沒有影響。

根據(jù)長系列調節(jié)計算成果，本工程多年平均可引洮兒河洪水15 439萬m3，即本工程多年平均減少月亮泡水庫入庫水量15 439萬m3，年最大可減少月亮泡入庫水量73 013萬m3。

3結 論

洮兒河引洪后下游河道流量、水位和流速的變化較大，洮兒河引洪后最下游黑帝廟水文站斷面，水文情勢最大變化發(fā)生在1986年7月份，引水后洮兒河流量減小115.6 m3/s，占來水流量的37.60%，水位降低0.64 m，流速減小0.11 m/s；最枯月引水發(fā)生在1958年9月，引水前流量為152.8 m3/s，引水后該斷面流量減小16.4 m3/s，為136.3 m3/s，不小于引洪判別條件130 m3/s。洮兒河引洪對月亮泡水位變化影響很小，最大影響發(fā)生在1986年7月份，引洪后月亮泡水位降低了0.18 m，這對緩解月亮泡防洪壓力有較大幫助。洮兒河引洪控制各斷面最小下泄流量為130 m3/s，可以保障洮兒河下游用水戶的用水需求和基本不會對下游河道內生態(tài)環(huán)境用水產生不利影響。洮兒河下游莫莫格濕地的重要補水水源為嫩江，洮兒河引洪對莫莫格濕地補水的影響也較小。通過以上分析，洮兒河引洪對洮兒河下游水文情勢、下游河道內用水戶、河道內生態(tài)環(huán)境、河道外濕地以及月亮泡蓄水位均有一定的影響，但影響均在可接受范圍內，不會產生不利影響。

[1] 吉林省水利水電勘測設計研究院.吉林省西部地區(qū)雨洪資源綜合利用河湖連通供水工程規(guī)劃[R].長春：吉林省水利水電勘測設計研究院，2015.

[2] 吉林省水利水電勘測設計研究院.吉林西部供水工程引水對下游水文情勢影響分析專題報告[R].長春：吉林省水利水電勘測設計研究院，2016.

[3] 林嵐,賀石良.吉林省西部地區(qū)雨洪資源綜合利用河湖連通供水工程引洪影響研究[J].東北水利水電,2016(7):37-39.

[4] 謝洪偉.吉林省西部河湖連通工程生態(tài)需水量分析計算[J].吉林水利，2016(7)：38-40.

[5] 宋繼林.建設吉林西部河湖連通工程增強地區(qū)水利支撐保障能力[J].水利規(guī)劃與設計,2014(4):1-4，30.

Analysis on effect of flood diversion in Western Jilin water supply project on Taoer River downstream

ZHANG Wenjie1，WANG Jian2

(1.JilinWaterConservancyandHydropowerSurveyandDesignInstitute,Changchun130000,China;2.ConstructionandManagementDepartmentofWaterResourcesMinistry,Beijing100053,China)

The water supply project in western Jilin Province supplies water to important lakes and wetlands in the western part to recharge groundwater, restore and improve the regional ecological environment by making full use of the existing water supply engineering system, rationally deploying and using flood resources. In this paper, changes of flow rate, water level and velocity before and after the flood diversion are analyzed, effects on downstream water user, ecological water use in the river and wetland out of river are analyzed reasonably. It provides powerful technical support to environmental impact assessment of water supply project in the western Jilin Province.

water supply；flow；water level；velocity；flood diversion

章文杰(1974-)，女，吉林長春人，助理會計師，主要從事水利水電工程及財務工作。E-mail:353543064@qq.com。

TV122

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2096-0506(2017)05-0034-06