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本文作者:劉茂祥單位:黑龍江農墾勘測設計研究院新疆生產建設兵團農十師水管處
1工程概況
烏倫古河發源于中國境內的阿爾泰山東段,年徑流量為10.7×108m3,流經青河、富蘊和福??h,全長821km,其中富蘊縣為中游,以上河段河長210km。烏倫古河主要是以降水和季節性融雪補給為主的河流,徑流的年際、年內變化較大。擬建黃泥灘水庫位于新疆維吾爾自治區烏倫古河中游富蘊縣喀拉布勒根鄉境內,是一座引水注入式水庫,水庫從已建成的恰拉恰海水利樞紐一期工程峽口水庫引水,是一項以灌溉為主的小型牧區水利工程。水庫為Ⅳ等小(Ⅰ)型工程,總庫容685×104m3,工程由水庫大壩、水庫進水建筑物及放水建筑物組成。工程解決富蘊縣黃泥灘灌區0.4×104hm2飼草料基地灌溉及856戶牧民定居用水。
2項目基本情況
2.1灌區社會經濟概況
黃泥灘灌區位于喀拉布勒根鄉境內,全鄉共轄12個行政村,鄉政府立于烏河中段河谷北岸,全鄉共有人口5706人。區內現狀已安置喀拉塑克水庫移民搬遷215戶共計1064人,牧民定居308戶,共計1540人。2008年年末,牲畜存欄總頭數19900頭,已有耕地0.27×104hm2。牧民定居區房、路、電已在2007年建設投入使用。
2.2灌區在流域規劃中的定位
2.2.1烏倫古河重點工程規劃
1)近期2020年新建恰庫爾圖水庫(總庫容0.76×108m3,興利調節庫容0.46×108m3,防洪庫容0.24×108m3)、配合已建的峽口水庫(總庫容0.47×108m3,興利調節庫容1296×108m3,防洪庫容0.24×108m3),解決烏倫古河中游1.67×104hm2的農田和草場灌溉。2)遠期2030年建設薩爾托海水利樞紐(總庫容2.97×108m3,調節庫容2.13×108m3,裝機14MW)和阿拉圖拜水利樞紐(總庫容1.31×108m3,調節庫容0.68×108m3,裝機6MW),調節烏倫古河全流域灌區的用水。
2.2.2額爾齊斯河流域灌區規劃
依據文獻[1-2],黃泥灘灌區近期(2020年)的灌溉面積0.4×104hm2和峽口南岸的0.53×104hm2的灌溉用水,由恰庫爾圖水庫進行調節供給;2030年黃泥灘灌區灌溉面積達0.67×104hm2,其用水由薩爾托海水利樞紐和阿拉圖拜水庫樞紐調節供給。因流域規劃中原本近期建設恰庫爾圖水庫,被取消或推遲建設,近期將建設薩爾托海水利樞紐。
2.3項目區工程現狀
2.3.1引水樞紐水利工程現狀
黃泥灘灌區從已建的峽口水庫引水,峽口水庫修建在烏倫古河上,是一攔河性樞紐,總庫容4700×104m3,工程任務為灌溉和發電。峽口水庫控制灌溉面積為水庫南岸0.53×104hm2耕地。峽口水庫通過6.2km長的輸水隧洞將水引至黃泥灘灌區,設計為無壓隧洞,斷面型式為城門洞型。隧洞后接15.5km長的引水干渠,輸水隧洞及引水干渠設計流量8.2m3/s,加大流量10.25m3/s,已于2008年建成。
2.3.2灌區工程現狀
由于烏倫古河從2007-2009年連續枯水,致使峽口水庫控制的南岸灌區自身水不夠用。因黃泥灘灌區無水庫調節,灌區目前已開發出0.27×104hm2耕地,無水可引,現狀耕地處于荒置狀態。
3可行性分析
1)從該工程歷史定位分析,黃泥灘水庫的建設是保證新疆重點工程———喀拉塑克水庫移民安置計劃順利實施及牧民定居的民生工程。依據文獻[1-2],烏倫古河開發條件最好的黃泥灘灌區,規劃2020年發展至0.4×104hm2,規劃新增灌溉面積0.13×104hm2。2000年,已獲批準實施的喀臘塑克水庫移民安置地點為黃泥灘灌區,現已安置搬遷移民215戶,共計1064人。黃泥灘灌區現狀已開發出0.27×104hm2灌溉面積,其中0.15×104hm2為喀臘塑克水庫移民安置新開發的灌溉面積,原有0.12×104hm2灌溉面積已安置當地牧民定居308戶,共計1540人。現狀黃泥灘灌區輸水干渠及田間工程雖已實施,但由于灌區灌溉水源無調蓄工程,枯水年份及枯水季節不能保證灌溉需求,部分耕地處于荒置狀態,未能實現移民安置設計目標。因此,對喀拉塑克水庫移民搬遷村的定居牧民造成很大的損失,幾年的缺水減產、絕收造成牧民連年進行各級行政單位的上訪,富蘊縣政府財政每年需支付700余萬元對定居牧民進行補償、安置,對當地社會穩定造成了一定的影響,富蘊縣人民政府面對的各方面壓力非常大。因此,該工程的盡快投建是確保喀拉塑克水庫移民安置計劃順利實施的基礎性工程和先導性工程,對安置區居民安居樂業、社會穩定起到至關重要的作用。
2)從整個烏倫古河流域分析,黃泥灘水庫是已建黃泥灘灌區作為灌溉保障的基本前提,可分擔薩爾托海水庫在烏倫古河中游無調節水庫灌區部分繁重的灌溉任務。黃泥灘灌區是烏倫古河中游富蘊縣4個灌區之一,其中除峽口南岸灌區由已建峽口水庫可進行灌溉調節外,恰庫爾圖灌區、溫都哈拉灌區和黃泥灘灌區均無水庫調節。根據烏倫古河二臺水文站1957-2009年實測53a水文徑流資料,烏倫古河曾發生7a和10a兩個較長時段的連續枯水期,兩個較長時段的連續豐水期(7a和11a),一個長達11a的平水期,河道年來水量小于多年平均值的年份占50%以上,最小年來水量僅為3.398×108m3,僅為多年平均水量的1/3,而最大年來水量為21.26×108m3,為多年平均水量的2.04倍,其中豐及平偏豐年有15a。烏倫古河是以降水和季節性融雪補給為主的河流,5~7月徑流最為集中,占年徑流量的66.1%。新疆絕大部分河流年內來水變化大,農業灌溉均需要具有調節性能的水庫作為灌溉保障的基本前提。因此,對于烏倫古河而言,除河道來水年內變化大之外,年際變化也十分突出,因而在烏倫古河建設多個具有調節性能的水庫滿足灌溉設計保證率則顯得更加突出。烏倫古河中游已建的峽口水庫興利庫容僅為1296×104m3,該水庫主要承擔峽口南岸0.53×104hm2灌區的灌溉調節任務。根據烏倫古河徑流特性,該水庫在遇枯水年份尚不能完全滿足峽口南岸灌區的灌溉調節。因此,峽口水庫無力承擔黃泥灘灌區的水量調節。擬建的烏倫古河控制性水庫—薩爾托海水庫可調節烏倫古河中、下游的各業用水需求,但烏倫古河以南分布有豐富的煤炭資源(富蘊縣喀姆斯特煤田控制儲量158×108t,預測儲量466×108t),隨著阿勒泰地區產業結構調整的需要和工業發展對烏倫古河水資源需求增大,薩爾托海水庫將在工業供水方面發揮重要的調節作用。烏倫古河中游分布有11個灌區(中游富蘊縣6個,下游福??h5個),流域內已建水庫15座,其中中游灌區現有灌溉面積1.52×104hm2,已建水庫興利庫容僅為1636×104m3,下游灌區現有灌溉面積3.50×104hm2,已建水庫興利庫容27150×104m3。因此,薩爾托海水庫將要解決烏倫古河中、下游無調節水庫灌區的灌溉任務十分繁重。因此,該工程的盡快投建可緩解烏倫古河流域中游灌區水資源供需矛盾。
3)從黃泥灘灌區分析,依據文獻[3-4],黃泥灘灌區現狀節水灌溉面積50%,常規灌溉面積50%。設計水平年節水灌溉面積發展至90%,常規灌溉面積10%,灌區作物主要以牧草為主,根據種植作物的重要性,工程設計保證率不低于80%。考慮烏倫古河徑流年際、年內變化懸殊,常出現連續枯水年的情況,年內分配很不均勻。薩爾托海水利樞紐設計保證率為75%,若薩爾托海水利樞紐實施后與黃泥灘水庫聯合調度,可進一步提高黃泥灘灌區的供水保證率,增強特枯年份該灌區抗旱能力。經長系列徑流調節計算,按照歷史徑流52a計算,破壞8a,實際保證率84.6%。滿足設計保證率需要的凈調節庫容不低于358×104m3,由于二臺水文站實測水文資料已經反映了上游人類活動的影響,分析長系列徑流成果看出,近10a(1999-2009)需要水庫調節的年份共有5a,說明:①近10a偏枯年份較多;②上游人類活動對天然徑流的影響較大。因此,黃泥灘水庫興建是十分必要和迫切的,也是開發黃泥灘土地資源最為有效的工程措施。
4)從該水庫工程本身分析,黃泥灘水庫具有筑壩簡單、無需進行防滲處理和當地筑壩料豐富等難得的建設水庫的自然條件。工程擬建庫址位于烏倫古河中游北岸黃泥灘洼地,具有優越的蓄水地形條件,洼地呈東西條帶狀分布有3個自然坑,底部地層為第三系上新統昌吉河組泥質砂巖和砂質泥巖,其抗滲性較好。依據工程區地形條件,庫區附近的料場分布、儲量、材料物理特性指標、施工條件及降雨量小的特點,結合擬建水庫大壩壩高較低,最大壩高5.2m。本工程壩型采用當地材料壩中非常成熟的塑膜斜墻壩,該壩型施工工藝簡單、可控、施工速度快,可就地取材,充分利用水庫周邊砂礫料及土料,土工膜鋪設與壩體填筑同步進行。水庫大壩上游壩坡坡比1∶2,采用15cmC25F200W4混凝土板護坡,下設0.5mm兩布一膜防滲,下游壩坡坡比1∶2.0。壩基設截水槽,采用黏性土料防滲。壩體填筑選取砂礫料,采用13.5t自行式振動碾碾壓。該工程為低壩平原型水庫,庫區出露地層均為第三系軟巖地層,地質條件良好。設計及施工沒有技術難題,簡單、可行。
5)從項目單位分析,黃泥灘水庫工程的建設是興建富蘊縣飼草料基地建設的關鍵工程之一,是廣大農牧民定居、脫貧需要,經濟效益及社會效益明顯。黃泥灘水庫工程是一項以農牧業灌溉為主的引水注入式水庫,起補充灌溉及增加灌溉作用,解決喀拉塑克水庫移民牧民215戶及喀拉布勒根鄉、杜熱鄉641戶的牧民安置。黃泥灘水庫與峽口水庫將共同完成目前0.93×104hm2飼草飼料基地的供水灌溉任務,其中黃泥灘灌區每年將提供飼草3.36×104t。這將極大地緩解牲畜嚴重缺草缺料的問題,極大地削弱自然災害給牲畜帶來的威脅和危害。同時,大規模人工草場、林帶的建設,將減輕天然草地的生態壓力,恢復、改善草原生態,使日益惡化的生態環境得到有效地控制和改善,其經濟效益及社會效益明顯。
4結語
黃泥灘水庫工程可行性分析實事求是地從工程定位、灌區水土資源、工程區難得的建庫條件結合灌區所處的特殊流域特性綜合分析,該工程的建設是必要的,技術上是合理可行的,經濟效益及社會效益明顯,給該工程項目立項提供了充足的技術支持,得到各級專家及領導的認可,可為同類工程設計提供參考。