希尼爾水庫運(yùn)行調(diào)度方案設(shè)計

胡 平

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理處，新疆庫爾勒 841000)

1 工程概況

希尼爾水庫位于新疆尉犁縣境內(nèi),是塔里木河流域近期綜合治理工程之一。水庫是從孔雀河第一分水樞紐引水，經(jīng)庫塔干渠總干渠輸水的注入式大(2)型平原水庫。一期設(shè)計庫容為 0.98×108m3，最大壩高 20m,相應(yīng)設(shè)計水位為 913.6m，水面面積16.74km2，死庫容為 0.1×108m3，死水位 905.8m，相應(yīng)水面面積5.9km2。

希尼爾水庫工程包括：主、付壩、引水閘、引水渠、放水閘、分水閘、放水渠及附屬設(shè)施等。壩體為砂礫石均質(zhì)壩,壩頂寬 6m，上游壩坡 1:2.5，下游壩坡1:2；壩體防滲采取斜鋪復(fù)合膜(兩布一膜)結(jié)構(gòu)，其中膜厚0.75mm，無紡布規(guī)格為200g/m2；壩上游護(hù)坡設(shè)計為混凝土板(C30F300W8)護(hù)坡,板厚15～22cm。

庫區(qū)地處歐亞大陸中部，屬暖溫帶大陸性荒漠氣侯。多年平均降水量53.3～62.7mm，多年平均蒸發(fā)量2273～2788mm，平均相對濕度為45%～47%，多年平均氣溫11.48℃。夏季炎熱，極端最高氣溫達(dá)43.6℃，冬季寒冷少雪，1月份平均氣溫-9.4℃。全年以晴天為主，日照時間長，太陽幅射能量多，晝夜溫差大。年日照時數(shù)3036.2h，大于 10℃的年積溫 4000℃以上，無霜期 191d，最大凍土深度80cm。

2 徑流分析

2.1 地表徑流

希尼爾水庫為平原注入式水庫,水源為孔雀河，自 1983年博斯騰湖西泵站建成投產(chǎn)以來，利用博斯騰湖作為多年調(diào)節(jié)水庫，孔雀河的來水基本實(shí)現(xiàn)了人為控制，水量穩(wěn)定。正常年份孔雀河來水量年內(nèi)分配非常均勻，多年平均來水量為 11.77×108m3(見表1)。

表1 孔雀河各月多年平均來水量(塔什店水文站)

東泵站建成后，東、西兩座泵站聯(lián)合運(yùn)行，孔雀河水源基本上在人為控制之下，可以滿足孔雀河流域的用水要求，而且在正常來水年可向塔里木河下游年輸水4.5×108m3。

2.2 洪水

2.2.1 孔雀河洪水

孔雀河洪水主要由鐵門關(guān)峽谷哈滿溝的暴雨徑流形成，根據(jù)巴州水文水資源局所作的洪水調(diào)查分析，哈滿溝洪水頻率見表2。

表2 哈滿溝洪水頻率

鐵門關(guān)水庫位于哈滿溝下游，總庫容 500×104m3，經(jīng)多年的運(yùn)行，目前水庫總庫容為 250×104m3，調(diào)洪庫容為 160×104m3，水庫對哈滿溝暴雨洪水有一定的滯洪能力。

2.2.2 水庫東北岸洪水

水庫洪水主要來自水庫東北部山體洪積水。根據(jù)量算，東北部山體及沖積平原集水面積約105km2，歷史一次暴雨量最大為24mm，折算成洪水徑流量為252×104m3，此時正值農(nóng)業(yè)灌水高峰期，水庫處于低水位運(yùn)行，因此對水庫安全運(yùn)行沒有影響。

3 灌區(qū)需水量

3.1 工程任務(wù)

希尼爾水庫工程作為塔里木河近期綜合治理規(guī)劃項(xiàng)目-博斯騰湖輸水工程的子項(xiàng)目，其主要任務(wù)如下。

(1)承擔(dān)孔雀河向塔里木河下游生態(tài)輸水的任務(wù)。隨著塔里木河流域近期綜合治理項(xiàng)目的啟動，實(shí)施博湖通過孔雀河向塔河下游輸水，極大的加大博湖揚(yáng)水站、孔雀河、鐵門關(guān)、石灰窯兩級電站、庫塔干渠總干渠、東干渠的壓力，特別是將造成鐵門關(guān)、石灰窯兩級電站用水高峰大量棄水、減少出力，隨著希尼爾水庫建設(shè)將大大緩解以上矛盾，并成為開都河-孔雀河流域(簡稱：開-孔河流域)改善塔里木河流域生態(tài)向塔河下游輸水工程中不可缺少的重要調(diào)蓄工程，為適時、適量向塔里木河下游輸送生態(tài)水創(chuàng)造了條件，水庫年調(diào)節(jié)水量也由原規(guī)劃的2.2億m3水增加到每年7.0億m3水，承擔(dān)著向塔河下游輸水4.5億m3的重要任務(wù)。

(2)對鐵門關(guān)、石灰窯兩級電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)，解決發(fā)電與灌溉、輸水的矛盾，充分提高水資源的利用率,發(fā)揮水資源的綜合效益。

(3)進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)解決來水與灌溉用水之間的矛盾，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。灌溉調(diào)節(jié)庫塔干渠西干渠和東干渠所控制近2.667萬hm2農(nóng)田。對孔雀河灌區(qū)因種植作物的單一性而造成灌溉復(fù)播用水是產(chǎn)生用水高峰進(jìn)行控制，減輕孔雀河灌區(qū)各引水建筑物在規(guī)模、時間上的壓力。

3.2 設(shè)計來水

以《孔雀河流域規(guī)劃》確定的孔雀河來水量14.81×108m3作為孔雀河遠(yuǎn)期來水量(見表3)。

表3 孔雀河遠(yuǎn)期各月來水量

3.3 需水量計算

希尼爾水庫是以灌溉為主的水庫，應(yīng)根據(jù)灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)和灌溉定額確定灌溉用水量，而對工業(yè)和其它用水量則根據(jù)現(xiàn)狀情況進(jìn)行估算。對于向下游綠色走廊輸水則根據(jù)雙方達(dá)成的協(xié)議嚴(yán)格按照流域規(guī)劃和地方政府的承諾即：近期輸水 1.5×108m3，遠(yuǎn)期在農(nóng)二師在焉耆盆地開采1.0×108m3地下水的前提下向塔里木河下游輸水2.5×108m3。

東干渠渠首取水量主要由：塔里木河下游灌區(qū)、塔里木河下游生態(tài)輸水、阿克蘇甫灌區(qū)輸水以及東干渠兩岸防護(hù)林用水幾個方面來確定。

3.3.1 塔里木河下游灌區(qū)、生態(tài)輸水規(guī)模

由孔雀河向塔里木河輸水過程見表4，1、2月份輸水量最大為6000×104m3，折合到日平均流量為24.8m3/s，方可滿足塔里木河下游輸水要求，計算起點(diǎn)為阿恰龍口，考慮到渠道的輸水利用系數(shù)為0.94，則推算到東干渠進(jìn)水口處引水流量為26.38m3/s。

根據(jù)《塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃報告》，規(guī)劃向塔里木河下游年輸水 4.5×108m3，此水量的計算點(diǎn)為阿恰龍口，考慮到渠道的輸水利用系數(shù)為0.94，則推算到東干渠引水口(希尼爾水庫)處引水量 4.79×108m3。

3.3.2 阿克蘇甫灌區(qū)輸水規(guī)模

阿克蘇甫灌區(qū)位于孔雀河下游，行政區(qū)域?qū)傥纠缈h阿克蘇甫鄉(xiāng)，全灌區(qū)現(xiàn)有灌溉面積為1×104hm2,由阿克蘇甫水庫灌溉,由于該水庫位于河道下游，受地形的限制，灌區(qū)灌溉基本為揚(yáng)水灌溉，且水庫為平原水庫,蒸發(fā)、滲漏損失大，水利用率不高。希尼爾水庫建成后將廢棄阿克蘇甫水庫,灌區(qū)改由東干渠灌溉，不增加灌溉面積。對本灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計根據(jù)《博斯騰灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃》進(jìn)行，渠道設(shè)計流量3.5m3/s，加大流量4.2m3/s，灌區(qū)需水過程見表5。

表4 塔里木河下游灌區(qū)及生態(tài)需水過程表（單位：104m3 ）

表5 阿克蘇甫灌區(qū)需水過程表（單位：104m3）

3.3.3 東干渠兩岸防護(hù)林用水需求

由于渠道途經(jīng)地區(qū)大多數(shù)屬荒漠地段和連片沙丘的風(fēng)蝕地帶，土地松軟，植被稀疏，生態(tài)脆弱，渠道施工后將會破壞沿途荒漠植被，渠道建成后風(fēng)沙侵蝕，危及渠道的安全運(yùn)行，為此規(guī)劃渠道沿線種植防護(hù)林，布置于渠段9+000～13+000、18+000～27+000、33+400～35+000,長度為 14.6km，渠道每側(cè)寬度為 50m,面積為 146hm2，采用溝灌。在渠道10+000、25+000處兩側(cè)分別設(shè)分水閘用于防護(hù)林的灌溉。

根據(jù)渠道沿線的林草設(shè)計灌溉制度及灌水率，計算出的需水過程和水量見表6。

3.4 水量平衡分析

（1）需水過程及需水量分析。根據(jù)東干渠規(guī)模，可推算出東干渠首端的引水量及其引水過程(見表7)。

表6 渠道沿線林、草需水過程表 （單位:104m3）

表7 東干渠首端引水過程表 （單位:104m3）

（2）供水可靠性分析。希尼爾水庫自孔雀河第一分水樞紐引水，經(jīng)庫塔干渠總干渠輸水注入，經(jīng)水庫的調(diào)節(jié),然后向東干渠分水。

庫塔干渠總干渠前段哈拉蘇渠首以上設(shè)計流量35.0m3/s，加大流量40.0m3/s，哈拉蘇渠首以下設(shè)計流量30.0m3/s，加大流量35.0m3/s，設(shè)計流量下的月輸水量7776×104m3，加大流量下的月輸水量9072×104m3。

孔雀河第一分水樞紐來水通過博斯騰湖東、西泵站從博斯騰湖抽水滿足，本輸水系統(tǒng)的供水主要考慮充分發(fā)揮總干渠的引水能力，并通過希尼爾水庫的調(diào)節(jié)以滿足供水要求。庫塔干渠總干渠及希尼爾水庫一期在保證灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉供水的同時能夠滿足向塔里木河下游供水的要求。