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摘要:文章分析了塔里木河干流基本情況以及水利工程現狀,對干流洪水特性、洪水量級劃分和水利工程分洪能力進行了探討,按照超警、超量級、超災害洪水情況和分級防控原則,提出充分利用沿河水庫、輸水渠、閘口對洪水實行先農業后生態再分洪的資源化利用方案,為新疆水利工程調度與洪水資源化利用提供了參考與借鑒。
塔里木河干流長1321km[1],為中國第一大內流河[2],洪水主要由冰雪融水組成。塔里木河上中游洪水頻發,下游胡楊林干旱缺水,為了保障沿河群眾生命財產安全,實現洪水資源最大化利用,需對塔里木河干流防洪調度和洪水資源利用方案進行探討。
1概況
塔里木河干流起始于阿克蘇河、葉爾羌河、和田河的交匯處肖夾克,歸宿于臺特瑪湖[3],地跨新疆兵團第一師,阿克蘇地區沙雅縣、庫車縣,巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣、尉犁縣,庫爾勒市普惠牧場、若羌縣英蘇以下及第二師塔里木墾區,人口有12.5萬人,流域面積為1.76萬km2,農田灌溉面積為97.0萬畝,人工林草灌溉面積為33.1萬畝。按河道特點,塔里木河干流分為三段:肖夾克至英巴扎為上游段,英巴扎至恰拉為中游段,恰拉以下至臺特瑪湖為下游段[4]。各河段河道特性見表1。
2塔里木河干流洪水特性
塔里木河干流洪水由阿克蘇河、和田河和葉爾羌河山區暴雨及冰雪融水下泄形成[5-6],主要以冰雪融水為主,受熱量條件的影響特別明顯。
2.1三源流洪水匯流特點
由于來水頻率不同步,所以下泄水量人為擾動因素較大,河道自然屬性較差。當協合拉和沙里桂蘭克合成流量在300m3/s以上時,1.5天以后阿克蘇河水頭到達塔里木河干流阿拉爾斷面。當烏魯瓦提出庫和同古孜勒克合成流量在500m3/s以上時,5天以后和田河水頭到達塔里木河干流阿拉爾斷面。
2.2塔里木河干流洪水特點
塔里木河干流洪水主要發生在7—9月。洪水過程形式呈單峰型或連續多峰型,其特點是洪峰高、歷時長、洪量大,且年內有多次洪峰[7]。一般每年夏季洪峰2~4次,流量大于300m3/s的時間是平均每年52天,大于600m3/s平均每年21天,一次洪水歷時30天左右。(1)干流洪峰特點:相對而言,塔里木河干流阿拉爾斷面,洪峰流量大,歷時短,具有明顯的尖峰型特點;洪水自阿拉爾斷面向下游逐步坦化,到干流中游英巴扎斷面以下,洪峰流量小,歷時長,洪量大;到恰拉斷面,基本不存在明顯的洪峰。(2)歷史最大洪峰流量:1956年阿拉爾斷面洪峰流量達2520m3/s。干流兩岸輸水堤防自2004年建成運行以來的最大洪峰流量出現在2006年,為1940m3/s。(3)從洪峰傳播時間來看,河道洪水自阿拉爾斷面傳播至恰拉斷面需要9~25天,其中阿拉爾—新其滿2~3天,新其滿—英巴扎2~11天,英巴扎—烏斯滿2~3天,烏斯滿—恰拉3~8天。
3水利工程現狀
3.1水庫
塔里木河干流有平原水庫8座,其中地方6座,兵團1座(恰拉水庫),干流管理局1座(大西海水庫);按區段分上游4座,中游2座,下游2座,總庫容為4.9926億m3,有效庫容為4.3546億m3。
3.2輸水渠、閘
塔里木河干流沿岸建有輸水堤649.45km,其中上游89.2km,中游431.95km,下游128.3km。閘(堰)引水口上游19座,中游41座,下游20座;分水樞紐4座,即烏斯滿樞紐、阿其克河口分水樞紐、恰拉樞紐和東河灘樞紐。
3.3各河段現有工程分洪能力
塔里木河干流局部河勢不穩,河道彎曲過度,抗沖能力差[8]。肖夾克—大西海子段現有65座引水閘口(含分項),閘口設計防洪標準為10~20年一遇。在汛期緊急情況下,可利用各引水閘口按加大流量引水分洪。各閘口實際過水能力見表2。
4塔里木河洪水量級劃分
阿克蘇河托什干河警戒流量為500m3/s,防洪流量為800m3/s,庫瑪拉克河協合拉警戒流量為1200m3/s,防洪流量為1700m3/s,匯合后西大橋(新大河)警戒流量為1200m3/s,保證流量為1500m3/s。源流葉爾羌河喀群水文站警戒流量為800m3/s,防洪流量為1200m3/s,災害流量為1800m3/s,超標準洪水流量為4050m3/s。提孜那甫河玉孜門勒克水文站警戒流量為300m3/s,防洪流量為350m3/s,災害流量為450m3/s,超標準洪水流量為650m3/s。源流和田河喀拉喀什河渠首警戒流量為400m3/s,防洪流量為750m3/s,災害流量在750m3/s以上,超標準洪水流量為1159m3/s。玉龍喀什河渠首警戒流量為500m3/s,防洪流量為900m3/s,災害流量在900m3/s以上,超標準洪水流量為1560m3/s。為進一步提高為中下游生態補水、生態輸水的能力,綜合考慮多年泥沙淤積,河床抬升幅度較大,以洪水頻率20%的數值作為參考,根據防洪實際情況、河道淤積等實際因素,確定塔河干流幾個主要斷面的災害流量、防洪流量和警戒流量,見表3。
5塔里木河干流洪水調度方案
塔里木河干流多年平均年徑流量為2.567×1010m3[9]。洪水調度首先根據洪水預報和實測水情,在可控制范圍內充分利用水庫、閘口,以先農業后生態順序逐級開閘引洪灌溉。其次,利用河道排洪,對超過河道排洪能力的部分,利用生態閘、天然河溝、洼地等其他分洪口全力分洪,向下游生態引水。
5.1洪水調度方案
5.1.1警戒流量以下調度方案
當各斷面流量在警戒流量以下時,只在各單位的用水限額以內向生產引水口供水,在基本滿足各單位生產用水的情況下盡可能將水量向下游輸送。
5.1.2警戒流量調度方案
根據塔里木河河道及沿岸工程設施的防洪標準,以及向塔里木河下游生態輸水的要求,塔里木河干流各斷面達到警戒流量時不易采取分洪措施。
5.1.3大于警戒流量,小于防洪流量調度方案
當各斷面流量大于或等于警戒流量,小于防洪流量時,即當預測阿拉爾水文站的洪峰流量大于警戒流量800m3/s,小于防洪流量1000m3/s時,在給生產引水口供水的同時,適當打開部分生態引水口,給重要生態區供水,使各斷面流量保持在防洪流量以下。
5.1.4大于防洪流量,小于災害流量調度方案
當預測各斷面流量大于等于防洪流量,小于災害流量,即當預測阿拉爾水文站的洪峰流量大于1000m3/s,小于災害流量1400m3/s時,充分利用河道、現有渠道和水庫排泄洪水,使洪水傳播到新其滿最大洪峰流量控制在700m3/s以內。當新其滿洪峰流量在防洪流量700m3/s以上時,采取分洪措施,使洪水傳播到英巴扎最大洪峰流量控制在550m3/s以內。當英巴扎洪峰流量在防洪流量500m3/s以上時,采取分洪措施,使洪水傳播到烏斯滿河口下泄最大洪峰流量控制在230m3/s以內。當英巴扎斷面來水量達到600m3/s時,充分利用英巴扎斷面以下所有(包括南北岸)引水閘和生態閘分洪,分水量200~230m3/s,同時保證烏斯滿斷面來水量控制在250m3/s以內,但不能少于180m3/s。非常情況下,利用天然河溝、洼地分洪;同時加強河勢、工情、水情的巡查、觀測,隨時安排搶險防守。
5.1.5大于災害流量洪水調度方案
(1)當阿拉爾斷面來水量在1500m3/s以上,同時新其滿斷面來水量3天持續在1150m3/s以上時,充分利用現有的所有引水閘和生態閘分洪,其中阿拉爾至英巴扎斷面所有引水閘可分洪240~330m3/s(包括恰陽河10m3/s,吐江以下閘涵20m3/s,托喀依鄉自然引水口20m3/s,其格里克15m3/s),必要時可采取應急分洪,分洪點在亞森依斯拉木渠,可分洪30m3/s;阿克雅蘇克堰,預計可分洪40m3/s(堰引水口在庫車縣塔里木鄉境內,堰后屬尉犁縣喀爾曲克鄉)。總計洪峰削減率可達15.5%。(2)當英巴扎斷面來水量達到700m3/s時,充分利用英巴扎斷面以下所有(包括南北岸)引水閘和生態閘分洪,分水量為200~400m3/s,同時保證烏斯滿斷面來水量控制在260m3/s以內,但不能少于190m3/s。(3)當英巴扎斷面來水量達到800m3/s時,充分利用英巴扎斷面以下所有(包括南北岸)引水閘和生態閘分洪,分水量為200~400m3/s,并采取應急分洪,分洪點為胡楊林公園區域及麻扎布龍,必要時,亦可打開LG341處分洪口進行分洪(具體位置在輪臺縣輪南鎮胡楊林景區),同時保證烏斯滿斷面來水量控制在270m3/s以內,但不能少于200m3/s。(4)當英巴扎來水量超過900m3/s,并持續2~3天時,采取應急破堤分洪,分洪點為英巴扎以下南岸輸水堤43km處,可分洪水量30m3/s(具體位置在尉犁縣喀爾曲尕鄉境內)。(5)當英巴扎斷面來水量在1000m3/s以上時,協調當地政府、武警、消防部隊全力以赴做好防洪應對工作,將洪災損失降到最低。
5.2水利工程防洪調度
塔里木河流域干流管理局樞紐工程有烏斯滿樞紐、阿其克河口分水樞紐、恰拉樞紐工程[10],為了充分發揮水利工程的攔、蓄、削洪作用,成立由塔里木河流域干流管理局主要領導任組長,阿拉爾市、沙雅縣、庫車縣、輪臺縣、尉犁縣、庫爾勒市和第一師、第二師、阿克蘇及巴州水文局等單位的分管領導為副組長,各水利(務)局領導為成員的塔里木河干流防汛抗旱協調領導小組,開展干流內防汛抗旱協調、調度和監督管理工作。
5.2.1烏斯滿樞紐洪水調度
烏斯滿樞紐工程采用攔河閘布置形式,由泄洪沖砂閘、左岸引水閘和上下游左右岸導流堤、上下游溝通渠及飲水連接渠等部分組成。烏斯滿斷面總來水災害流量為280m3/s,警戒流量為190m3/s,下泄災害流量為230m3/s。當發生超過防洪流量的洪水時,嚴格按照調度指令加大引洪、分洪流量給生態供水,要求各用水單位按照責任區分工,組織人員加強對險工險段、引水閘口等工程的巡查、守護工作。
5.2.2阿其克河口分水樞紐洪水調度
阿其克河口分水樞紐工程由老塔里木河泄洪閘、渭干塔里木河分水閘和前后引渠、喇叭口連接段等部分組成。當烏斯滿斷面洪水流量在230m3/s以上時,阿其克河口分水樞紐應敞開泄洪,保證建筑物的安全。泄流時要求均勻、逐次增加泄流量,泄洪閘上下游水位不能差得過大,泄水流量不得陡漲陡落,避免對泄洪閘下游造成集中沖刷,危及建筑物的安全。
5.2.3恰拉、東河灘樞紐防洪調度
恰拉攔河樞紐工程由塔里木河泄洪閘和恰鐵干渠進水閘、上下游整治段等組成,其主要任務是向塔里木河下游大西海子水庫及下游綠色走廊生態輸水,并為農二師塔里木墾區五個團場補充灌溉用水。當恰拉斷面洪水流量在110m3/s以上時,在全力確保向恰拉水庫、恰鐵干渠供水的同時,恰拉樞紐泄洪閘、東河灘樞紐節制閘應敞開泄洪,保證建筑物的安全。當阿其克斷面洪水流量達到140m3/s時,恰拉、東河灘樞紐防汛工作進入警戒狀態,對所轄的樞紐、閘口、輸水堤建筑物等進行檢查;當阿其克斷面洪水流量達到170m3/s時,恰拉、東河灘樞紐防汛工作進入防洪狀態;當阿其克斷面洪水流量大于190m3/s時,恰拉、東河灘樞紐防汛工作進入災害狀態,隨時安排搶險防守工作。
5.2.4大西海子水庫防洪調度
位于庫爾勒市尉犁縣境內的大西海子水庫,屬塔里木河下游攔河水庫,是一座以防洪、生態供水為主、兼有養殖等綜合利用的大(2)型平原水庫,原設計總庫容為1.68億m3,汛限水位為848.57m。當庫水位超過汛限水位時,可開啟泄洪設施泄水。當水庫接近或達到正常蓄水位849.60m后,出、入庫流量保持平衡,根據實際操作,使水庫蓄水保持在8500萬m3左右。當塔里木河來水超過136m3/s,水庫泄洪閘、新放水閘及二庫放水閘泄水不及時或閘門啟閉失靈時,經批準可在一庫中心壩和二庫西壩適當位置人為開口,將水泄放至縮庫后廢棄的原庫盤中。在向下游生態輸水中,先經老塔河阿拉干以上段向臺特瑪湖輸水,使水流到達臺特瑪湖。待水流至臺特瑪湖后,從下往上依次打開沿線生態閘口向兩岸供給生態水。第二階段從大西海子水庫泄洪閘經其文闊爾河流向阿拉干,待水流至阿拉干以后,打開阿拉干以上生態閘開始放水,并盡可能向兩岸漫溢,滿足橫向岔流的生態用水。
6結語
塔里木河干流水資源時空分布不均,各河段情況差異較大,當上游發生洪水時,下游可能正干旱急需灌溉。塔里木河沿途水利工程近百個,實現洪水資源化利用是個錯綜復雜的過程,通過分析塔里木河干流各水利工程防洪能力、過洪能力、攔蓄能力,按照優先工農業生產再生態的原則,對洪水調度方案進行了探討,得出在塔里木河段出現不同警戒量級洪水時,可根據水利工程防洪標準和引洪能力,分級分段進行引洪、分洪灌溉,攔、蓄洪水進行削峰,盡最大能力往下游引洪,化害為利,實現工程聯合調度、洪水資源最大化利用,增加下游生態水。其調度方案有序有力,為塔里木河的防汛與防洪調度提供了技術支撐。
作者:孫倩 單位:塔里木河流域工程建設處