吉林西部供水工程引洪对洮儿河下游影响分析

章文杰，王 健

(1.吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130000；2.水利部建管司，北京 100053)

吉林西部供水工程引洪对洮儿河下游影响分析

章文杰1，王 健2

(1.吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130000；2.水利部建管司，北京 100053)

吉林西部供水工程充分利用现有供水工程体系，合理调配和利用洪水等资源，向吉林省西部地区的重要湖泡、湿地供水，回补地下水，恢复和改善区域生态环境。本文通过对引洪前后洮儿河典型断面的流量、水位、流速变化的分析，以及引洪后对下游用水户、河道内生态环境用水、河道外湿地的影响进行合理分析，为吉林省西部供水工程环境影响评价论证提供了有力技术支撑。

供水；流量；水位；流速；引洪

1 项目概况

吉林省西部地区属于我国北部半干旱气候区，多年平均径流深仅10～25 mm。该区域地势平坦，有大量的天然湖泡和退化湿地，其中向海、莫莫格、查干湖和波罗泡为国家级自然保护区及国际重要湿地。该区域还是《全国新增1000亿斤粮食生产能力规划》中的重要区域和战略后备区[1-2]。20世纪70年代以来，受人类活动及气候变化的影响，天然来水减少，区域内部分河道断流，地下水位下降，导致湖泡不断干涸，湿地严重萎缩，草地逐步退化，水土流失加剧，土壤沙化、盐碱化加重，已威胁到区域的生态安全[3]。为恢复湖泡湿地水源涵养空间，回补地下水，改善区域生态环境，开始建设西部供水工程，以达到综合利用该地区雨洪资源的目的[4-5]。西部供水工程规划范围为吉林省嫩江右岸、松花江左岸的西部平原区，涉及吉林省白城市、松原市和长春市的10个县(市、区)，总面积4.46万km2。2030年规划区多年平均引洪水量为3.39亿m3，其中，洮儿河引洪水15 439万m3。

蓄滞的洪水可以满足泡沼湿地自身的用水需求、补充地下水资源、缓解下游河道及月亮泡的防洪压力。但引洪对于洮儿河下游水文情势和用水户会造成不同程度的影响，因此着重对该影响进行分析。

2 对下游影响

2.1 对水文情势的影响

为了分析引洪对水文情势的影响，本次选择三个典型断面，分别为洮北区境内的镇西水文站所处断面、洮南市境内的洮南水文站所处断面，以及大安市境内的黑帝庙水文站所处断面。洮儿河引洪时段为7—10月，经分析多集中在7—9月。因此，洮儿河引洪对下游水文情势的影响分析只分析7—9月。

2.1.1 流量变化

各控制断面多年平均条件下7—9月月均流量及引水流量见表1。

引水后多年平均情况下，7—9月，镇西水文站断面、洮南水文站断面、黑帝庙水文站断面月均流量分别减少0.3 m3/s、12.2 m3/s和17.1 m3/s。减少流量分别占引水前月均流量的0.23%、10.19%和14.33%。

从7—9月引水过程来看，各控制断面的径流量7月平均流量最大。7月镇西水文站断面、洮南水文站断面和黑帝庙水文站断面月均减少流量分别为0.6 m3/s、17.6 m3/s和24.2 m3/s，分别占月均流量的0.40%、11.79%和16.21%。

不同来水频率下断面平均流量分析成果见表2。

表1 各控制断面多年平均7—9月径流过程

表2 不同来水频率下断面引水流量分析成果

根据长系列引水过程分析，镇西水文站断面1959年7月为有引水月份中最枯月，来水频率29%，引水前月均流量为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，为引水流量最大的月份，来水频率为10%，引水前月均流量为307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的1.03%。

洮南水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，来水频率30%，引水前月均流量为152.8 m3/s，断面以上引水11m3/s占引水前月均流量的7.20%，引水后下泄流量为141.8 m3/s，大于130 m3/s；1986年7月断面以上引水82.5 m3/s，为引水流量最大的月份，来水频率10%，引水前月均流量为307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的26.84%。

黑帝庙水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，来水频率30%，引水前月均流量为152.8 m3/s，断面以上引水16.4 m3/s占引水前月均流量的10.77%，引水后下泄流量为136.3 m3/s，大于130 m3/s；1986年7月引水115.6 m3/s，为引水流量最大的月份，来水频率10%，引水前月均流量为307.5 m3/s，引水流量占引水前流量的37.60%。

2.1.2 水位变化

多年平均条件下，7—9月引水后镇西水文站断面引水流量很少，月均水位没有下降，洮南水文站断面月均水位降低0.11～0.18 m，黑帝庙水文站断面月均水位降低0.21～0.27 m，从整体上看，各断面水位变化量较小。

从7—9月引水过程来看，镇西水文站断面、洮南水文站断面7月份引水量最大，水位降低幅度也最大，水位降低分别为0 m、0.18 m；黑帝庙水文站断面9月份水位降低幅度最大，为0.27 m。各断面多年平均条件下7—9月水位降幅见表3。

表3 各控制断面多年平均7—9月水位过程 m

不同来水频率下断面平均水位分析成果见表4。

表4 不同来水频率下断面平均水位

根据长系列引水过程分析，镇西水文站断面1959年7月为有引水月份中最枯月，引水前月均水位为214.71 m，引水后水位降低0 m；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均水位为215.16 m，引水后水位降低0.01 m。

洮南水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，引水前月均水位为147.07 m，引水后水位降低0.11 m；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均水位为148.43 m，引水后水位降低0.68 m。

黑帝庙水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，引水前月均水位为140.01 m，引水后水位降低0.16 m；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均水位为141.25 m，引水后水位降低0.64 m。

2.1.3 流速变化

统计镇西、洮南、黑帝庙水文站多年实测流量成果表中不同量级的流量、流速成果，并分析建立各站流量～流速关系曲线；根据镇西、洮南、黑帝庙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～流速关系进行直线内插，从而计算出不同流量所对应的流速成果。不同来水频率下断面月平均流速分析成果见表5。

表5 洮儿河不同来水频率下断面流速变化

根据长系引水过程分析，镇西水文站断面1959年7月为有引水月份中最枯月，引水前月均流速为1.23 m/s，引水后流没有减少；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均流速为1.47 m/s，引水后流速没有变化。

洮南水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，引水前月均流速为0.49 m/s，引水后流速降低0.02 m/s；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均流速为0.66 m/s，引水后流速减小了0.08 m/s。

黑帝庙水文站断面1958年9月为有引水月份中最枯月，引水前月均流速为0.59 m/s，引水后流速降低0.03 m/s；1986年7月为引水流量最大的月份，引水前月均流速为0.72 m/s，引水后流速减小了0.09 m/s。

2.2 对下游用水户的影响

洮儿河下游除洮儿河灌区和永兴灌区外，无其他用水户。洮儿河流域灌区灌溉最大用水流量为43 m3/s。洮儿河引洪预留流量为130 m3/s，可以保障洮儿河下游灌区的用水需求。洮儿河灌区在洮儿河上的取水主要利用满洲代渠首枢纽工程和庆友渠首枢纽工程。永兴灌区靠泵站提水灌溉，并且取水口处修建了拦河坝，取水有保障。

2.3 取水对河道内生态环境用水的影响

洮儿河洮南站5—10月份平均径流量为97.7 m3/s，参考汛期最小生态流量要求，考虑到洮儿河流域生态环境实际情况，洮儿河常态引水应预留流量为25 m3/s，以满足洮儿河下游河道内生态环境用水要求。

本工程取水是在预留生态基流的情况下进行的，引洪时段内最小下泄流量为130 m3/s，满足洮儿河下游最小生态环境用水要求，取水基本不会对洮儿河下游河道内生态环境用水产生不利影响。

2.4 取水对河道外湿地的影响

2.4.1 对莫莫格湿地的影响

莫莫格湿地范围南边到月亮泡水库边缘，北边到五棵树镇树北屯，东侧以嫩江主河道，西侧以二龙涛河右岸为界，总面积1440 km2，共规划3个核心区(哈尔绕、哈拉塔、胡家窝棚)260 km2。莫莫格湿地应急补水区确定为哈拉塔核心区和胡家窝棚核心区，补水区位于平齐铁路以东15～30 km，二龙涛河下游滩地上，分别在莫莫格乡西北和东南，核心区面积161 km2，其中胡家窝棚核心区面积约占75%，即121 km2。根据吉林省水利厅关于西部地区河湖连通工程莫莫格湿地常态补水应急工程初步设计报告的批复(吉水技〔2013〕1639号)，莫莫格核心区(哈拉塔和胡家窝棚核心区)多年平均常态补水量为0.76亿m3，按面积比例可知，胡家窝棚核心区多年平均常态补水量约为0.57亿m3。胡家窝棚核心区位于洮儿河河道内，根据调查分析，该区域内洮儿河平槽流量为530 m3/s。

本次河湖连通洮儿河主要取水口有：引洮分洪入向干渠取水口、幸福干渠取水口、新洮渠取水口、团结干渠取水口、二龙苇场取水口，以及二龙渔场取水口等，最大取水能力可达200 m3/s。

洮儿河流域主要用水户有洮儿河灌区及永兴灌区，为满足灌区用水需要，在洮儿河流量大于45 m3/s时才开始引水。所以本次取水影响分析，首先将洮儿河45 m3/s流量扣除，然后分析引水前后洪水出槽天数与出槽水量，具体分析结果见表6。

表6 引水前后洪水出槽天数及出槽水量对比表

由表6可知，当洮儿河发生25 a一遇及以上洪水时，引水前后洪水出槽天数变化不大，引水前后出槽水量均可以满足胡家窝棚核心区的用水需要，即洮儿河取水不会影响下游胡家窝棚核心区的生态用水；当洮儿河发生10 a一遇及以下洪水时，引水前后洪水出槽天数及出槽水量无较大差别。

当洮儿河发生15～25 a一遇洪水时，引水前后洪水出槽天数及出槽水量均有一定影响，引水后出槽水量无法满足胡家窝棚核心区的生态用水需要，但是考虑到这些年份嫩江水量丰富，可以利用嫩江给莫莫格核心区的常态补水量来补充胡家窝棚核心区的生态用水需要，因此，洮儿河取水不会对胡家窝棚核心区产生较大影响。

2.4.2 对镇赉棉西片湿地的影响

镇赉县棉西片湿地位于莫莫格湿地边缘，主要由棉西泡、白家泡、月牙泡、二道岗泡、河宝吐泡的水面以及周边湿地组成，当洮儿河洪水大于400 m3/s时，才能自流引水，引水条件很差。来水流量大于400 m3/s年份，洮儿河引洪在会减小洮儿河洪水出槽水量，对棉西片湿地产生一定影响；在来水流量小于400 m3/s年份，洮儿河洪水无法自流为棉西片湿地补水，洮儿河引洪对棉西片湿地没有影响。

棉西片湿地可利用嫩江洪水作为补水水源，多年平均可以引洪234.4万m3，可以形成水面面积3.733 km2，恢复湿地面积9.33 km2。因此，洮儿河引洪对棉西片湿地的影响较小。

2.4.3 对月亮泡水库的影响

月亮泡水库是一座以灌溉、养鱼为主的综合利用大型水利枢纽工程，集水面积4.3万km2，水库正常蓄水位131.0 m，设计总库容11.99亿m3，兴利库容4.59亿m3，死库容0.25亿m3。月亮泡水库水位-库容-面积曲线如表7所示。

表7 月亮泡水库水位-库容-面积曲线

分别考虑洮儿河引水和不引水两种情况，对月亮泡水库进行长系列调节计算，最低蓄水位以及多年平均蓄水位调节成果见表8。

表8 月亮泡水库多年平均蓄水位及最低蓄水位对比 m

洮儿河引水对月亮泡多年平均蓄水位影响很小，仅为0.003 m。对月亮泡最低蓄水位没有影响。

根据长系列调节计算成果，本工程多年平均可引洮儿河洪水15 439万m3，即本工程多年平均减少月亮泡水库入库水量15 439万m3，年最大可减少月亮泡入库水量73 013万m3。

3结 论

洮儿河引洪后下游河道流量、水位和流速的变化较大，洮儿河引洪后最下游黑帝庙水文站断面，水文情势最大变化发生在1986年7月份，引水后洮儿河流量减小115.6 m3/s，占来水流量的37.60%，水位降低0.64 m，流速减小0.11 m/s；最枯月引水发生在1958年9月，引水前流量为152.8 m3/s，引水后该断面流量减小16.4 m3/s，为136.3 m3/s，不小于引洪判别条件130 m3/s。洮儿河引洪对月亮泡水位变化影响很小，最大影响发生在1986年7月份，引洪后月亮泡水位降低了0.18 m，这对缓解月亮泡防洪压力有较大帮助。洮儿河引洪控制各断面最小下泄流量为130 m3/s，可以保障洮儿河下游用水户的用水需求和基本不会对下游河道内生态环境用水产生不利影响。洮儿河下游莫莫格湿地的重要补水水源为嫩江，洮儿河引洪对莫莫格湿地补水的影响也较小。通过以上分析，洮儿河引洪对洮儿河下游水文情势、下游河道内用水户、河道内生态环境、河道外湿地以及月亮泡蓄水位均有一定的影响，但影响均在可接受范围内，不会产生不利影响。

[1] 吉林省水利水电勘测设计研究院.吉林省西部地区雨洪资源综合利用河湖连通供水工程规划[R].长春：吉林省水利水电勘测设计研究院，2015.

[2] 吉林省水利水电勘测设计研究院.吉林西部供水工程引水对下游水文情势影响分析专题报告[R].长春：吉林省水利水电勘测设计研究院，2016.

[3] 林岚,贺石良.吉林省西部地区雨洪资源综合利用河湖连通供水工程引洪影响研究[J].东北水利水电,2016(7):37-39.

[4] 谢洪伟.吉林省西部河湖连通工程生态需水量分析计算[J].吉林水利，2016(7)：38-40.

[5] 宋继林.建设吉林西部河湖连通工程增强地区水利支撑保障能力[J].水利规划与设计,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，吉林长春人，助理会计师，主要从事水利水电工程及财务工作。E-mail:353543064@qq.com。

TV122

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2096-0506(2017)05-0034-06