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摘要:文章分析了塔里木河干流基本情况以及水利工程现状,对干流洪水特性、洪水量级划分和水利工程分洪能力进行了探讨,按照超警、超量级、超灾害洪水情况和分级防控原则,提出充分利用沿河水库、输水渠、闸口对洪水实行先农业后生态再分洪的资源化利用方案,为新疆水利工程调度与洪水资源化利用提供了参考与借鉴。
塔里木河干流长1321km[1],为中国第一大内流河[2],洪水主要由冰雪融水组成。塔里木河上中游洪水频发,下游胡杨林干旱缺水,为了保障沿河群众生命财产安全,实现洪水资源最大化利用,需对塔里木河干流防洪调度和洪水资源利用方案进行探讨。
1概况
塔里木河干流起始于阿克苏河、叶尔羌河、和田河的交汇处肖夹克,归宿于台特玛湖[3],地跨新疆兵团第一师,阿克苏地区沙雅县、库车县,巴音郭楞蒙古自治州轮台县、尉犁县,库尔勒市普惠牧场、若羌县英苏以下及第二师塔里木垦区,人口有12.5万人,流域面积为1.76万km2,农田灌溉面积为97.0万亩,人工林草灌溉面积为33.1万亩。按河道特点,塔里木河干流分为三段:肖夹克至英巴扎为上游段,英巴扎至恰拉为中游段,恰拉以下至台特玛湖为下游段[4]。各河段河道特性见表1。
2塔里木河干流洪水特性
塔里木河干流洪水由阿克苏河、和田河和叶尔羌河山区暴雨及冰雪融水下泄形成[5-6],主要以冰雪融水为主,受热量条件的影响特别明显。
2.1三源流洪水汇流特点
由于来水频率不同步,所以下泄水量人为扰动因素较大,河道自然属性较差。当协合拉和沙里桂兰克合成流量在300m3/s以上时,1.5天以后阿克苏河水头到达塔里木河干流阿拉尔断面。当乌鲁瓦提出库和同古孜勒克合成流量在500m3/s以上时,5天以后和田河水头到达塔里木河干流阿拉尔断面。
2.2塔里木河干流洪水特点
塔里木河干流洪水主要发生在7—9月。洪水过程形式呈单峰型或连续多峰型,其特点是洪峰高、历时长、洪量大,且年内有多次洪峰[7]。一般每年夏季洪峰2~4次,流量大于300m3/s的时间是平均每年52天,大于600m3/s平均每年21天,一次洪水历时30天左右。(1)干流洪峰特点:相对而言,塔里木河干流阿拉尔断面,洪峰流量大,历时短,具有明显的尖峰型特点;洪水自阿拉尔断面向下游逐步坦化,到干流中游英巴扎断面以下,洪峰流量小,历时长,洪量大;到恰拉断面,基本不存在明显的洪峰。(2)历史最大洪峰流量:1956年阿拉尔断面洪峰流量达2520m3/s。干流两岸输水堤防自2004年建成运行以来的最大洪峰流量出现在2006年,为1940m3/s。(3)从洪峰传播时间来看,河道洪水自阿拉尔断面传播至恰拉断面需要9~25天,其中阿拉尔—新其满2~3天,新其满—英巴扎2~11天,英巴扎—乌斯满2~3天,乌斯满—恰拉3~8天。
3水利工程现状
3.1水库
塔里木河干流有平原水库8座,其中地方6座,兵团1座(恰拉水库),干流管理局1座(大西海水库);按区段分上游4座,中游2座,下游2座,总库容为4.9926亿m3,有效库容为4.3546亿m3。
3.2输水渠、闸
塔里木河干流沿岸建有输水堤649.45km,其中上游89.2km,中游431.95km,下游128.3km。闸(堰)引水口上游19座,中游41座,下游20座;分水枢纽4座,即乌斯满枢纽、阿其克河口分水枢纽、恰拉枢纽和东河滩枢纽。
3.3各河段现有工程分洪能力
塔里木河干流局部河势不稳,河道弯曲过度,抗冲能力差[8]。肖夹克—大西海子段现有65座引水闸口(含分项),闸口设计防洪标准为10~20年一遇。在汛期紧急情况下,可利用各引水闸口按加大流量引水分洪。各闸口实际过水能力见表2。
4塔里木河洪水量级划分
阿克苏河托什干河警戒流量为500m3/s,防洪流量为800m3/s,库玛拉克河协合拉警戒流量为1200m3/s,防洪流量为1700m3/s,汇合后西大桥(新大河)警戒流量为1200m3/s,保证流量为1500m3/s。源流叶尔羌河喀群水文站警戒流量为800m3/s,防洪流量为1200m3/s,灾害流量为1800m3/s,超标准洪水流量为4050m3/s。提孜那甫河玉孜门勒克水文站警戒流量为300m3/s,防洪流量为350m3/s,灾害流量为450m3/s,超标准洪水流量为650m3/s。源流和田河喀拉喀什河渠首警戒流量为400m3/s,防洪流量为750m3/s,灾害流量在750m3/s以上,超标准洪水流量为1159m3/s。玉龙喀什河渠首警戒流量为500m3/s,防洪流量为900m3/s,灾害流量在900m3/s以上,超标准洪水流量为1560m3/s。为进一步提高为中下游生态补水、生态输水的能力,综合考虑多年泥沙淤积,河床抬升幅度较大,以洪水频率20%的数值作为参考,根据防洪实际情况、河道淤积等实际因素,确定塔河干流几个主要断面的灾害流量、防洪流量和警戒流量,见表3。
5塔里木河干流洪水调度方案
塔里木河干流多年平均年径流量为2.567×1010m3[9]。洪水调度首先根据洪水预报和实测水情,在可控制范围内充分利用水库、闸口,以先农业后生态顺序逐级开闸引洪灌溉。其次,利用河道排洪,对超过河道排洪能力的部分,利用生态闸、天然河沟、洼地等其他分洪口全力分洪,向下游生态引水。
5.1洪水调度方案
5.1.1警戒流量以下调度方案
当各断面流量在警戒流量以下时,只在各单位的用水限额以内向生产引水口供水,在基本满足各单位生产用水的情况下尽可能将水量向下游输送。
5.1.2警戒流量调度方案
根据塔里木河河道及沿岸工程设施的防洪标准,以及向塔里木河下游生态输水的要求,塔里木河干流各断面达到警戒流量时不易采取分洪措施。
5.1.3大于警戒流量,小于防洪流量调度方案
当各断面流量大于或等于警戒流量,小于防洪流量时,即当预测阿拉尔水文站的洪峰流量大于警戒流量800m3/s,小于防洪流量1000m3/s时,在给生产引水口供水的同时,适当打开部分生态引水口,给重要生态区供水,使各断面流量保持在防洪流量以下。
5.1.4大于防洪流量,小于灾害流量调度方案
当预测各断面流量大于等于防洪流量,小于灾害流量,即当预测阿拉尔水文站的洪峰流量大于1000m3/s,小于灾害流量1400m3/s时,充分利用河道、现有渠道和水库排泄洪水,使洪水传播到新其满最大洪峰流量控制在700m3/s以内。当新其满洪峰流量在防洪流量700m3/s以上时,采取分洪措施,使洪水传播到英巴扎最大洪峰流量控制在550m3/s以内。当英巴扎洪峰流量在防洪流量500m3/s以上时,采取分洪措施,使洪水传播到乌斯满河口下泄最大洪峰流量控制在230m3/s以内。当英巴扎断面来水量达到600m3/s时,充分利用英巴扎断面以下所有(包括南北岸)引水闸和生态闸分洪,分水量200~230m3/s,同时保证乌斯满断面来水量控制在250m3/s以内,但不能少于180m3/s。非常情况下,利用天然河沟、洼地分洪;同时加强河势、工情、水情的巡查、观测,随时安排抢险防守。
5.1.5大于灾害流量洪水调度方案
(1)当阿拉尔断面来水量在1500m3/s以上,同时新其满断面来水量3天持续在1150m3/s以上时,充分利用现有的所有引水闸和生态闸分洪,其中阿拉尔至英巴扎断面所有引水闸可分洪240~330m3/s(包括恰阳河10m3/s,吐江以下闸涵20m3/s,托喀依乡自然引水口20m3/s,其格里克15m3/s),必要时可采取应急分洪,分洪点在亚森依斯拉木渠,可分洪30m3/s;阿克雅苏克堰,预计可分洪40m3/s(堰引水口在库车县塔里木乡境内,堰后属尉犁县喀尔曲克乡)。总计洪峰削减率可达15.5%。(2)当英巴扎断面来水量达到700m3/s时,充分利用英巴扎断面以下所有(包括南北岸)引水闸和生态闸分洪,分水量为200~400m3/s,同时保证乌斯满断面来水量控制在260m3/s以内,但不能少于190m3/s。(3)当英巴扎断面来水量达到800m3/s时,充分利用英巴扎断面以下所有(包括南北岸)引水闸和生态闸分洪,分水量为200~400m3/s,并采取应急分洪,分洪点为胡杨林公园区域及麻扎布龙,必要时,亦可打开LG341处分洪口进行分洪(具体位置在轮台县轮南镇胡杨林景区),同时保证乌斯满断面来水量控制在270m3/s以内,但不能少于200m3/s。(4)当英巴扎来水量超过900m3/s,并持续2~3天时,采取应急破堤分洪,分洪点为英巴扎以下南岸输水堤43km处,可分洪水量30m3/s(具体位置在尉犁县喀尔曲尕乡境内)。(5)当英巴扎断面来水量在1000m3/s以上时,协调当地政府、武警、消防部队全力以赴做好防洪应对工作,将洪灾损失降到最低。
5.2水利工程防洪调度
塔里木河流域干流管理局枢纽工程有乌斯满枢纽、阿其克河口分水枢纽、恰拉枢纽工程[10],为了充分发挥水利工程的拦、蓄、削洪作用,成立由塔里木河流域干流管理局主要领导任组长,阿拉尔市、沙雅县、库车县、轮台县、尉犁县、库尔勒市和第一师、第二师、阿克苏及巴州水文局等单位的分管领导为副组长,各水利(务)局领导为成员的塔里木河干流防汛抗旱协调领导小组,开展干流内防汛抗旱协调、调度和监督管理工作。
5.2.1乌斯满枢纽洪水调度
乌斯满枢纽工程采用拦河闸布置形式,由泄洪冲砂闸、左岸引水闸和上下游左右岸导流堤、上下游沟通渠及饮水连接渠等部分组成。乌斯满断面总来水灾害流量为280m3/s,警戒流量为190m3/s,下泄灾害流量为230m3/s。当发生超过防洪流量的洪水时,严格按照调度指令加大引洪、分洪流量给生态供水,要求各用水单位按照责任区分工,组织人员加强对险工险段、引水闸口等工程的巡查、守护工作。
5.2.2阿其克河口分水枢纽洪水调度
阿其克河口分水枢纽工程由老塔里木河泄洪闸、渭干塔里木河分水闸和前后引渠、喇叭口连接段等部分组成。当乌斯满断面洪水流量在230m3/s以上时,阿其克河口分水枢纽应敞开泄洪,保证建筑物的安全。泄流时要求均匀、逐次增加泄流量,泄洪闸上下游水位不能差得过大,泄水流量不得陡涨陡落,避免对泄洪闸下游造成集中冲刷,危及建筑物的安全。
5.2.3恰拉、东河滩枢纽防洪调度
恰拉拦河枢纽工程由塔里木河泄洪闸和恰铁干渠进水闸、上下游整治段等组成,其主要任务是向塔里木河下游大西海子水库及下游绿色走廊生态输水,并为农二师塔里木垦区五个团场补充灌溉用水。当恰拉断面洪水流量在110m3/s以上时,在全力确保向恰拉水库、恰铁干渠供水的同时,恰拉枢纽泄洪闸、东河滩枢纽节制闸应敞开泄洪,保证建筑物的安全。当阿其克断面洪水流量达到140m3/s时,恰拉、东河滩枢纽防汛工作进入警戒状态,对所辖的枢纽、闸口、输水堤建筑物等进行检查;当阿其克断面洪水流量达到170m3/s时,恰拉、东河滩枢纽防汛工作进入防洪状态;当阿其克断面洪水流量大于190m3/s时,恰拉、东河滩枢纽防汛工作进入灾害状态,随时安排抢险防守工作。
5.2.4大西海子水库防洪调度
位于库尔勒市尉犁县境内的大西海子水库,属塔里木河下游拦河水库,是一座以防洪、生态供水为主、兼有养殖等综合利用的大(2)型平原水库,原设计总库容为1.68亿m3,汛限水位为848.57m。当库水位超过汛限水位时,可开启泄洪设施泄水。当水库接近或达到正常蓄水位849.60m后,出、入库流量保持平衡,根据实际操作,使水库蓄水保持在8500万m3左右。当塔里木河来水超过136m3/s,水库泄洪闸、新放水闸及二库放水闸泄水不及时或闸门启闭失灵时,经批准可在一库中心坝和二库西坝适当位置人为开口,将水泄放至缩库后废弃的原库盘中。在向下游生态输水中,先经老塔河阿拉干以上段向台特玛湖输水,使水流到达台特玛湖。待水流至台特玛湖后,从下往上依次打开沿线生态闸口向两岸供给生态水。第二阶段从大西海子水库泄洪闸经其文阔尔河流向阿拉干,待水流至阿拉干以后,打开阿拉干以上生态闸开始放水,并尽可能向两岸漫溢,满足横向岔流的生态用水。
6结语
塔里木河干流水资源时空分布不均,各河段情况差异较大,当上游发生洪水时,下游可能正干旱急需灌溉。塔里木河沿途水利工程近百个,实现洪水资源化利用是个错综复杂的过程,通过分析塔里木河干流各水利工程防洪能力、过洪能力、拦蓄能力,按照优先工农业生产再生态的原则,对洪水调度方案进行了探讨,得出在塔里木河段出现不同警戒量级洪水时,可根据水利工程防洪标准和引洪能力,分级分段进行引洪、分洪灌溉,拦、蓄洪水进行削峰,尽最大能力往下游引洪,化害为利,实现工程联合调度、洪水资源最大化利用,增加下游生态水。其调度方案有序有力,为塔里木河的防汛与防洪调度提供了技术支撑。
作者:孙倩 单位:塔里木河流域工程建设处