尼尔基水库旱限水位确定初探

刘媛媛，孙启伟

（松辽水利委员会水文局（信息中心），吉林 长春 130021）

1 尼尔基水库概况

尼尔基水库位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流中游，坝址处于嫩江干流最后一个峡谷，控制面积66 382 km2，占嫩江流域面积的22.4%，右岸为内蒙古自治区莫力达瓦达斡尔族自治旗尼尔基镇，左岸为黑龙江省讷河市二克浅乡，距齐齐哈尔市130 km，距嫩江河口585 km。水库多年平均降水量475 mm，多年平均流量为332 m3/s，多年平均径流量109.7亿m3，径流年内分配不均匀，夏季占70%左右，年内分配与降水一致。水库总库容86.10亿m3，正常蓄水位216.00 m，兴利库容59.68亿m3，死水位195.00 m，相应库容4.88亿m3，为多年调节水库。

枢纽工程于2001年6月开工，2005年12月完成主体建设，是一座以防洪、城镇生活和工农业供水为主，结合发电，兼顾改善下游航运和水生态环境，并为松辽流域水资源的优化配置创造条件的大型控制性工程，有效灌溉面积2.02万hm2。

2 来水量与用水量分析

2.1 流域水资源情况

嫩江是松花江的北源，发源于大兴安岭伊勒呼里山，由北向南流经黑龙江省黑河市、大兴安岭地区、齐齐哈尔市、大庆市、内蒙古自治区呼伦贝尔市及吉林省白城市和松原市等地，在黑龙江省肇源县以上的三岔河与第二松花江汇合后，进入松花江，干流全长1 370 km，流域面积296 952 km2。嫩江流域行政区划涉及黑龙江省、内蒙古自治区和吉林省，主要城市有齐齐哈尔、大庆。2010年国内生产总值为3 894.66亿元，其中一产481.83亿元，二产2 424.06亿元，三产988.77亿元。人口1 635.53万人，其中城镇人口822.94万人，农村人口812.59万人。齐齐哈尔、大庆两市农田有效灌溉面积104.45万hm2，粮食产量1 339.65万t。

2010年，嫩江流域地表水供水总量为103.585亿m3，其中地表水供水量为54.523亿m3，地下水供水量为49.062 1亿m3。齐齐哈尔、大庆两市地表水供水量59.804 7亿m3，其中地表水供水量为40.925亿m3，地下水供水量为18.879 7亿m3。

2010年，嫩江流域用水总量10.358 5亿m3，其中农（林）业用水70.544 5亿m3，工业用水25.256 2亿m3，城镇公共用水1.254 2亿m3，居民生活用水4.729 4亿m3，生态与环境补水量1.800 7亿m3。齐齐哈尔、大庆两市用水总量59.804 7亿m3，其中农（林）业用水34.834 6亿m3，工业用水20.385 8亿m3，城镇公共用水0.602 2亿m3，居民生活用水2.607 5亿m3，生态与环境补水量1.373 6亿m3。

2.2 用水指标确定

尼尔基水利枢纽下游用水行业包括城镇居民生活、工业、农业、环境、航运、湿地等，水库以补偿调节的方式对下游各业供水，补偿供水的范围为尼尔基水利枢纽至哈尔滨断面的嫩江干流及松花江干流区间。4—10月为水库补偿供水期，11月至翌年3月为发电供水期。

1）城市供水

城市供水包括居民生活及工业生产用水。尼尔基以下城市供水主要引水口包括齐齐哈尔市区工业及生活用水，北引、中引、南引取水口，大唐长山电厂等。取水库2012年补偿供水过程线数据，各月供水量见表1。

2）农业灌溉

农业供水主要取水口为白沙滩灌区、四方坨子灌区、塔虎城灌区等。取水库2012年补偿供水过程线数据，各月供水量见表1。

3）环境及航运

河道内环境控制断面为富拉尔基断面、江桥断面、大赉断面及哈尔滨断面，其中富拉尔基断面、江桥断面、大赉断面环境流量为50 m3/s，哈尔滨断面环境流量为250 m3/s。哈尔滨断面的近期航运流量为550 m3/s，航运期为5—10月。取水库2012年补偿供水过程线数据，各月供水量见表1。

4）调水任务

《尼尔基水库初步设计报告》中以1998年作为水库下游需水现状年，以2010年为近期规划年，以2015年为远期规划年。但报告成文时间较早，近10年社会经济的飞速发展，使得远期规划已无法全面覆盖日益增长的用水需求。《尼尔基水利枢纽近期兴利调度运行方案》（2008年）以2010年为设计水平年，按照该方案编制的调度计划在一定程度上缓解了用水压力。作为嫩江流域干流唯一大型控制工程，在下游供水出现紧张时，尼尔基水库多次担负紧急补水任务，为保证流域用水安全，在考虑预留流域应急调水水量情况下，《尼尔基水利枢纽近期兴利调度运行方案》（2010年）兴利调度图编制原则中规定，流域应急调水预留5亿m3水量，该水量须经松花江防总下令方可动用。

2.3 水库来水和应供水量

1）水库来水

根据水库1956—2000年45年天然径流系列逐月（旬）资料（水库建成前取阿彦浅站资料），水库多年平均径流量为109.7亿m3，尼尔基水利枢纽为多年调节水库，按偏旱年景75%和干旱年景95%设计频率，得出水库各月来水量见表1。

2）水库应供水量

按3个月进行滑动，计算后，各月水库应供水量为滑动用水总量与当月来水量之差。当来水量大于用水总量时，表示水库可以满足用水需求。计算结果见表1，其中，按75%年份供水时，水库最大应供水量出现在1月份的3.85亿m3，按95%年份为7月份的4.72亿m3。

3 旱限水位确定及合理性检查

考虑水库所承担的城乡供水、企业生产、农业灌溉、交通航运或环境生态等主要供水任务，结合一定设计来水情况，以逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和最大值所对应的水库水位作为依据，并考虑库内取水设施高程等因素，综合分析确定。

表1 尼尔基水库应供水量逐月滑动计算结果 亿m3

3.1 旱限水位确定

尼尔基水利枢纽为多年调节水库，根据《旱限水位（流量）确定办法》，水库旱限水位逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和最大值所对应的水库水位作为依据，并考虑库内取水设施高程等因素，综合分析确定。按75%偏旱年景来水量计算的最大应供水量为1月份的3.85亿m3，加上死库容4.88亿m3，相应库容为8.73亿m3，库水位为198.17 m。按95%干旱年景来水量计算的最大应供水量为7月份的4.72亿m3，加上死库容4.88亿m3，相应库容为9.6亿m3，库水位为198.75 m。

尼尔基水库在进行兴利调度时，在综合流域抗旱需求和水库自身调节能力的情况下，预留了近5亿m3应急水量，相应水位为199.00 m，使水库可应急加大供水，该部分水量由松花江防总调度。以上各水位均高于水库左右岸灌溉输水建筑物底坎高程189.80，188.50 m。综合考虑尼尔基水利枢纽旱限水位，取上述水位最高值199.00 m。

3.2 合理性检查

东北区干旱灾害频繁，据统计，平均每2～3年发生一次一般以上旱灾，每4～7年发生一次严重以上旱灾，每10～20年发生一次特大旱灾，历史旱灾总受灾面积为洪灾的3倍，且具有连续性。东北区旱灾主要成因为高温、降水不足及水质不良，主要发生在中西部地区，嫩江沿岸的内蒙古盟（市）和黑龙江省齐齐哈尔地区均在此列。尼尔基水利枢纽下游的齐齐哈尔地区为流域较重旱区，干旱年发生率为67%，春旱发生率为70%，夏旱发生率为38%（数据截止1990年）。自1998年嫩江流域大洪水后，嫩江流域进入枯水年，气候干旱使得水源补给偏枯，随着经济社会的快速发展，城市化程度不断提高，生活生产用水急剧增加，各产业争水情况加剧，地表水水量减少水质恶化的同时，地下水资源也面临超能力开发的局面，对本身就处于干旱地区的城市的经济发展和社会稳定造成一定程度的影响。

尼尔基水库2006—2010年各月最低水位发生低于旱限水位的5，6月各1次，从年最低水位低于旱限水位的情况来看，有1年水库年最低水位低于旱限水位，以上情况均发生在水库蓄水初始年份2006年。尼尔基水库建成后仅有5年资料，难以计算干旱年出现频率。因此，尼尔基水库旱限水位合理性需积累足够资料后进一步分析。

4 存在的问题

《旱限水位（流量）确定办法》中以逐月水库应供水量为主要参考值进行计算，未加入水库蓄水能力指标，水库来水量可能大于水库可蓄水量。目前，水库兴利调度并不完全依据逐月滑动供水量进行评估，部分水库依据当年来水情况及上一年蓄水情况，参考下游农田种植面积及作物种类情况、取水口增减情况等，与下游用水单位进行会商，调整水库年度供水总量及供水过程。特别对于地处干旱区的水库，或下游需水情况复杂、水库沿程河道渗漏损失严重的水库，需要多参数的评估方案。

［1］国家防汛抗旱指挥部办公室，旱限水位（流量）确定办法，办旱一[2011]32号.

［2］水利部松辽水利委员会，松辽流域水资源公报2010及附件，2010.

［3］水利部松辽水利委员会，尼尔基水利枢纽近期兴利调度运行方案，2010.

［4］尼尔基水利枢纽兴利调度计划（2010—2012年度）.

［5］吉林松辽水利水电咨询有限责任公司，察尔森水库兴利调度运行方案和2008年度兴利调度计划，2008.

［6］察尔森水库兴利调度计划（2010—2011年度）.