包廣來,王志興
(1.雞西市青龍山水庫建設管理局,黑龍江雞西158100;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院,哈爾濱150080)
虎口濕地自然保護區位于黑龍江省虎林市東部,位于穆棱河流域,青龍山水庫下游,烏蘇里江中游。虎口濕地保護區具有未被破壞的、保持完整的原始草甸沼澤生態系統。區內原始生態類型齊全,幾乎容納了東北三江平原所有的陸生、濕生、水生生物物種。它的主要保護對象是本區內水生、濕生和陸棲生物及其生態環境共同組成的濕地生態系統,還有丹頂鶴、天鵝、東方白鸛等珍禽。
青龍山水庫是穆棱河流域水資源綜合開發利用的關鍵性工程,是一座以防洪、城市供水和農田灌溉為主,結合水力發電、改善下游河道環境用水等綜合利用功能的大型水利樞紐工程。壩址位于雞西市西南12 km穆棱河干流上游處,控制面積為6 650 km2。
1)本次采用以“節流優先,治污為本、多渠道開源”的水資源開發利用新戰略。貫徹全面規劃、統籌兼顧、標本兼治、綜合利用的原則和興利除害結合,開源節流并舉方針。根據該地區水資源的特點,堅持水資源的開發與經濟建設和環境效益的協調一致,以尋求經濟、社會、環境等綜合效益較優的方案,為實現水資源統一管理和合理配置提供科學依據。
2)遵循確保重點,兼顧一般,工程措施與非工程措施相結合的原則,充分考慮水資源的時空分布不均勻的特點,充分發揮現有工程的潛力,統籌兼顧合理安排利用地表水和地下水,科學合理開采地下水,做到地表、地下水資源聯合調度運用。逐步改變過去一個水系、一個水庫、一條河道的單一水源向用戶供水的方式,采取“多庫串聯,水系聯網,地表水與地下水聯合調度,優化配置水資源”的多種方式,為地區經濟社會發展提供可靠、充足的水量。
3)水資源的開發堅持流域規劃和地區水利規劃相適應,區域水資源規劃服從所在流域的流域水資源規劃的原則。結合流域規劃,兼顧上下游、左右岸,避免重復建設,避免取水矛盾。
4)供水水源工程應確保生活用水,統籌兼顧工業、農業和生態環境用水,加強水源保護區保護和管理。首先滿足城鎮居民生活用水,其次是工業用水,再次是農業用水和生態環境用水。
5)確立保護環境和合理開發水資源的雙重目標,加快水污染防治和水土保持的步伐,提高污水處理和回用率。
6)加強水資源統一管理,建立適應經濟和社會發展的水資源管理體制和與市場經濟相配套的水價格(包括污水處理費)體系,促進水資源的綜合開發、合理利用、系統治理、優化配置、全面節約、有效保護和科學管理的進程。
1.2.1 目標
適應該區域經濟社會發展的需要,建立水資源合理配置與有效供給體系,逐步達到布局合理、功能齊備、調度優化、運行高效、服務優質、環境優美、行業興旺、隊伍文明的先進水平。
1.2.2 工程建設任務
青龍山水庫可為雞西、雞東、密山、虎林等市、縣和農場補水灌溉;為雞西市城區工業和居民生活供水;結合灌溉等用水發電;并改善水庫下游河道枯水期水環境。
1.2.2.1 下游防洪
穆棱河干流兩岸防洪對青龍山水庫的具體要求是:水庫和堤防聯合運用將雞西市區防洪標準由50 a一遇提高到100 a一遇,將水庫壩址處100 a一遇洪峰流量由4 733 m3/s削減到3 100 m3/s;并對下游農田城鎮及村屯起到一定的防洪作用,將水庫壩址處50 a一遇洪峰流量由3 692 m3/s削減到2 200 m3/s。
1.2.2.2 城市供水及灌溉補水
青龍山水庫建成后需滿足雞西市四區(雞冠、恒山、滴道及城子河)近遠期不足水量。農業供水是在合理利用青龍山~湖北閘區間地表徑流和地下水的基礎上,為下游灌區補償供水。
在現有工程情況下,雞西市需青龍山水庫城市供水近期(2015年)1.59億m3;遠期(2030年)1.94億m3。依據下游水量平衡成果,青龍山水庫~湖北閘區間農業需青龍山水庫補水量近期(2015年)1.17億m3;遠期(2030年)0.99億m3。
1.2.2.3 水力發電
青龍山水庫各業用水均放入原河道,可結合發電;因工、農業需水量大,且本區煤炭資源豐富,故不設發電專用庫容,僅利用灌溉補水、城鎮供水、汛期棄水和環境供水發電,裝機容量13.8 MW。
1.2.2.4 生態環境用水
一般都認為維持水生生態系統穩定所需最小水量不應小于河道控制斷面多年平均流量的10%,青龍山水庫壩址斷面多年平均流量的10%為2.95 m3/s左右。青龍山水庫建成后壩下徑流量發生大變化,根據水庫調度運行安排,每年的5~8月為灌溉期,水庫下泄流量均>2.95 m3/s,滿足生態需水要求;青龍山水庫修建后,為改善下游河道水域環境,在非灌溉期計8個月時間內泄放環境用水。根據水庫上游天然來水情況,結合水庫調度運行狀況和下游河道生態環境用水實際情況,進行分析相關水文歷史流量后,采用不同的方法進行計算并復核。經計算,生態環境用水量為0.625億m3,青龍山水庫下游河道生態環境需水量成果見表1。

表1 水庫下游河道生態環境需水量成果表 m3/s
對湖北閘水文站2004~2006年閘下實測徑流與湖北閘來量進行對比分析可知,湖北閘閘下非暢流期(1~3月、12月)不泄流;暢流期內的灌溉期(5~8月)泄流量占來水的2%~13%,泄量多少取決于下游灌區渠首到湖北閘區間徑流的豐枯,泡田期及汛期下泄量占來量的比例相對其它各月較高;暢流期內的非灌溉期(4月、9~11月)泄量較少,平均值為3%。湖北閘現狀暢流期內泄量比較見表2。

表2 湖北閘現狀暢流期內泄量比較表
由表2可見,湖北閘下泄到穆棱河老河道水量年值約占湖北閘來量的5%~7%,湖北閘下泄到老河道的水量較少,穆棱河徑流量大部分由穆興分洪道泄入小興凱湖。
2.2.1 湖北閘斷面來水量
湖北閘現狀多年平均來水量17.70億m3,建庫后近期水平年來水量12.39億m3。近期規劃水平年來水量相對現狀減少了5.31億m3,減少的水量主要用于穆棱河流域內農業發展用水(含青龍山以上區間)、流域內城鎮生活及發展的工業用水(含穆棱市、雞西市及農場)和擬建大型水利工程的蒸發損失水量。

表3 湖北閘斷面多年平均來水量成果表 億m3
2.2.2 湖北閘下泄水量分析
依據湖北閘興利調度原則、青龍山水庫水量平衡原則及湖北閘近幾年實際調度運用資料,對暢流期內湖北閘下泄到穆棱河老河道的水量進行分析。非灌溉期按湖北閘興利調度方式運行,下泄水量占湖北閘來水量的5%;灌溉期直接采用青龍山水量平衡中成果。下泄流量過程見表4。

表4 建庫前后湖北閘多年平均下泄水量成果表 億m3
由表4可知,湖北閘現狀水平年多年平均下泄0.48億m3,青龍山水庫建成后湖北閘規劃水平年下泄0.47億m3,下泄量減少了91萬m3,約占現狀水平年下泄量的1.9%。從年內分配角度分析,在灌溉期下泄水量建庫后要大于建庫前;在非灌溉期下泄量要小于建庫前。湖北閘斷面來水量遠大于湖北閘下泄量,因此,湖北閘下泄量主要受下游段需水和湖北閘調度方式控制。青龍山水庫集水面積為6 650 km2,占湖北閘控制面積16 218 km2的41%,區間匯流面積尚有9 568 km2。區間匯流面積大也是青龍山水庫建設對湖北閘影響較小的一個主要原因。
虎口濕地自然保護區內地勢低平,平均海拔50 m左右,平均水深<0.5 m。虎口濕地自然保護區屬沼澤濕地生態系統保護區,其入境水量來源于烏蘇里江、松阿察河、穆棱河、小穆棱河、北大通河。其中穆棱河干流上現建有湖北閘。
在穆棱河湖北閘于1969年復建后,湖北閘以上穆棱河流域水量大部分已改道由穆興分洪道匯入興凱湖,為滿足虎林市及慶豐農場灌區需水要求,僅有不足10%的徑流由湖北閘下泄進入穆棱河老河道。這部分水量與湖北閘以下至烏蘇里江區間徑流匯合后進入虎口自然保護區。由于湖北閘的興建,穆棱河改道匯入興凱湖,改變了穆棱河下游段天然徑流的分配過程,并減少了下泄水量。穆棱河老河道已日益狹窄彎曲,河槽淤積嚴重,平槽泄量變小。因此,湖北閘的興建對虎口自然保護區影響較大,湖北閘的調度運行方式直接影響虎口保護區吸納穆棱河上中流區域來水量。
青龍山水庫建成后,虎林市抽水灌區與慶豐灌區的灌溉保證率提高,遠期規劃灌區面積得到保證,湖北閘下泄水量與現狀相比僅減少了1.9%。青龍山水庫集水面積僅為湖北閘控制面積的41%,區間匯流面積尚有9 568 km2,占湖北閘控制面積的59%。虎口濕地自然保護區可利用水源較多,地表水源如烏蘇里江、穆棱河、小穆棱河、松阿察河及北大通河等,穆棱河僅是其補水水源中的一支。因此,青龍山水庫的建設對虎口濕地自然保護區的影響很小。
虎口濕地自然保護區位于穆棱河下游匯入烏蘇里江的沖積平原處,區內湖澤密布,河流眾多,為多水源補水的濕地自然保護區。穆棱河雖然是虎口濕地自然保護區的一個重要的補水水源,但因湖北閘的興建,控制了穆棱河的下泄水量并改變了徑流分配過程,對保護區造成了一定的影響。
青龍山水庫修建后,湖北閘建庫前后多年平均下泄量僅減少1.9%,因此,青龍山水庫的建設對虎口自然保護區的影響很小。
1)虎口濕地自然保護區是我省重要的自然保護區之一,為保護濕地,建議對虎口濕地自然保護區進行水資源規劃設計,通過優化調度配置當地水資源,保證濕地補水量,加強濕地保護工作力度。
2)目前穆棱河水質較差,應加大污水治理力度,加強流域水質管理,開展水資源保護規劃,防止虎口濕地水質惡化。
[1]黑龍江省水利水電勘測設計研究院.雞西市青龍山水庫可行性研究報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院,2006.
[2]黑龍江省水利水電勘測設計研究院.穆棱河流域規劃修訂報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計院,1993.