新疆石河子市河流山洪預警對策研究

(新疆石河子市巴音溝河流域管理處，新疆 沙灣 832116)

中小河流的山洪預警一直是山洪預警的難點，國內(nèi)山洪預報主要集中在兩個方向：一個是預警模型方向，一個是預警指標方向。山洪災害預警指標主要分兩類:一類為臨界雨量，另一類為臨界水位/流量。以臨界雨量作為預警指標，由于其實用性較強、準確度高，一直是確定臨界雨量閾值的首推方法。時間預報技術分為中長期預報和實時預報兩種，兩種技術相互關聯(lián)。

1 石河子市基本情況

1.1 石河子市水文地理概況

石河子地處天山北麓中段的古爾班通古特大沙漠南緣，地理坐標為東經(jīng)84°58′～86°24′，北緯43°26′～45°20′,位于準噶爾盆地南緣。東以瑪納斯河為界，與瑪納斯縣為鄰，南、西、北三面與沙灣縣環(huán)接。石河子水資源較為豐富，地表有河水、泉水，境內(nèi)有瑪納斯河、寧家河、金溝河、大南溝河、巴音溝河等五條河流，河水年徑流量15.3億m3，地下水可采量3億m3。

石河子境內(nèi)建有大中小型水庫11座，蓄水總量4.33億m3。全年總用水量中農(nóng)業(yè)灌溉用水量12.42億m3，工業(yè)、生活及城市綠化用水量0.98億m3。

1.2 石河子暴雨成因

石河子山區(qū)的暴雨既受天氣系統(tǒng)的影響，也受地形影響，使得石河子暴雨中心活動規(guī)律具有獨特性。暴雨的形成與其相對應的天氣系統(tǒng)有關，石河子5—8月暴雨對應的天氣系統(tǒng)以副熱帶天氣系統(tǒng)為主，其次是西伯利亞低槽。

歷史資料顯示，每場次的最大暴雨中心活動規(guī)律都與相對應的天氣系統(tǒng)相配合。同時，石河子暴雨還與地勢地形有密切的關系，南部高大的天山山脈大量攔蓄著從中緯度西風環(huán)流所帶來的新來的水汽，而且高差懸殊的地形有利于夏季強對流天氣的形成，從而產(chǎn)生頻繁的暴雨。比如迎風坡氣流的強迫抬升、山谷的狹管作用喇叭口效應等都容易形成大暴雨。

1.3 石河子洪水類型

石河子市洪水主要分為4種類型。春季季節(jié)性融雪型洪水，夏季暴雨型洪水，夏秋季冰川融雪型洪水，秋季混合型洪水。

石河子春季季節(jié)性融雪型洪水洪峰較小，對防洪工程的影響不大。夏秋季冰川融雪型洪水，有著一日一峰的特點，漲水落水時間也規(guī)律，洪量大卻洪峰少，現(xiàn)有水利工程能夠較好地防御。然而暴雨或者由暴雨形成的洪水，存在著洪水發(fā)生時間不可知、洪峰洪量不可知、洪水到達的時間不可知等未知因素，最為危險。

1999年7月20日瑪納斯河肯斯瓦特站出現(xiàn)了入汛以來第一次大洪峰，洪峰流量1041m3/s,洪水起漲迅速、回落也快(見圖1)。

圖1 瑪納斯河1999年7月暴雨型洪水過程線

2 石河子河流歷史洪澇災害記錄

1985年3月下旬，寧家河發(fā)生春洪，卡子灣水庫斷面洪峰流量133m3/s，洪量2203萬m3，G312國道K4333～K4339段被洪水沖毀中斷8天。

1993年7月23日，寧家河紫泥泉發(fā)生暴雨山洪，92戶民房倒塌，死亡3人，直接經(jīng)濟損失1409萬元。

1996年7月，瑪納斯河發(fā)生了200年一遇特大洪水，洪峰流量735m3/s，造成312國道瑪河公路橋沖毀、北疆鐵路中斷，直接經(jīng)濟損失1億多元。

1999年的7月20日、8月2日特大洪水，相距12天的兩次洪峰流量分別達到1045m3/s、1095m3/s，造成石河子市北疆鐵路、312國道瑪河公路橋、通信光纜相繼中斷，沿河村莊、防洪工程和水利設施嚴重受損；受災人口達1.5萬，損毀防洪堤防和護岸工程15km、閘涵2座、渠道6km，灌區(qū)最大輸水干渠西岸大渠潰堤，灌區(qū)7月底停水63天，損失達5億元。

同年，巴音溝河渠首遭遇大洪水，渠首發(fā)生水毀;金溝河遭遇特大洪水，下游石河子洪溝水庫和沙灣海子灣水庫相繼潰壩。

2007年8月3日，牛圈子溝最大流量120m3/s，淹沒農(nóng)田0.11萬hm2，直接經(jīng)濟損失1239萬元。

2019年7月10日14時—23時20分許,石河子氣象臺實測寧家河卡子灣攔洪壩氣象站4h降水量達64.5mm，寧家河最大流量120m3/s。

3 石河子河流山洪防御工作存在的主要問題

3.1 流域管理和區(qū)域管理關系不暢

在河流的開發(fā)和防洪管理工作上未形成統(tǒng)一的管理機構。兵團和地方雙方防洪信息不能相互通報；區(qū)域內(nèi)未建成完整的防洪預警預報系統(tǒng)；監(jiān)測系統(tǒng)不健全、災害報告制度不健全。信息傳遞不及時，存在漏報或誤報等現(xiàn)象，給災害防御和救災工作帶來很大困難。

3.1.1 瑪納斯河流域管理情況

瑪納斯河流域，上游隸屬于新疆水利廳瑪管局，中游瑪納斯河左岸歸石河子市管理，中游瑪納斯河右岸歸瑪納斯縣管理。石河子在瑪納斯河上游肯斯瓦特水文站附近建有1座庫容1.88億m3的肯斯瓦特水庫(屬高山水庫)，使得瑪納斯河的防洪標準從5年一遇提升到50年一遇?，敿{斯河從東向西依次建有白土坑、新戶坪、大海子、夾河子、豐收、花橋、大泉溝和蘑菇湖8座水庫，這8座水庫分別歸瑪納斯縣和石河子市管理，而肯斯瓦特水文站又隸屬于新疆石河子水文水資源局。

3.1.2 金溝河流域管理情況

金溝河流域(包括大南溝河)，上游八家戶灌區(qū)紅旗渠首、大南溝灌區(qū)(博爾通古鄉(xiāng)和142團33連、32連)的團結渠引水渠首歸于沙灣縣管理，中游灌區(qū)的金溝河引水渠首及其下游5km河道隸屬于新疆水利廳金管局。從南向北依次建有獻禮、柳樹溝、洪溝、海子灣4座水庫，這4座水庫分別歸沙灣縣和石河子市管理。河道大部分歸沙灣縣管理，小部分歸石河子管理，而八家戶水文站又隸屬于新疆石河子水文水資源局。

3.1.3 巴音溝河流域管理情況

巴音溝河流域，上游洞子渠渠首歸于沙灣縣管理，中游灌區(qū)的巴音溝河引水渠首及其下游5km河道歸于新疆石河子巴管處管理。從南向北依次建有安集海一庫和安集海二庫，這兩座水庫歸于石河子市管理。上游河道大部分歸烏蘇市管理，中下游河道大部分歸沙灣縣管理小部分歸石河子管理，而喇嘛廟水文站隸屬于新疆烏蘇水文水資源局。

3.1.4 寧家河流域管理情況

寧家河流域，歸于新疆石河子巴管處管理。在防洪區(qū)域內(nèi)建有卡子灣攔洪壩和卡子灣、牛圈子、大石碑和四大灘水庫。河道大部分歸石河子管理,小部分歸沙灣縣管理，而八家戶水文站又隸屬于新疆石河子水文水資源局。

3.2 工程維修經(jīng)費嚴重不足

巴音溝河、金溝河渠首為20世紀60年代建設，運行近60年。寧家河渠首為20世紀80年代建設，經(jīng)過了幾十年的運行，受洪水、泥沙、冰凍等因素的破壞，工程老化和損壞已十分嚴重，特別是巴音溝河泥沙含量高，渠道磨損和水庫淤積情況嚴重。4條河流的維修主要采取以水養(yǎng)水的模式，為保證運行人員工資和運行費用，盡量壓縮養(yǎng)護經(jīng)費。

3.3 預警設施利用率低

水利部投資在石河子各個河流建設了一大批自動雨量站和視頻監(jiān)控、量水設施，但這些設施沒有發(fā)揮作用。

瑪納斯河采用肯斯瓦特水文站向紅山嘴渠首進行洪水預警方式，金溝河采用上游渠首向下游渠首進行洪水預警和上游5km視頻監(jiān)控預警方式，巴音溝河采用人工預警方式，寧家河無預警方式。這些預警和信息傳遞手段落后，山洪預報預見期短，時效性和預報精度都不能滿足災害防治要求，更無法進行中長期預報。

4 措施建議

4.1 統(tǒng)一管理體系

建議采用新疆塔里木流域管理局將各河源和干流河道集中統(tǒng)一管理模式，將石河子市、瑪納斯縣、沙灣縣河流管理權統(tǒng)一交付新疆水利廳，將現(xiàn)有流域管理單位進行整合。建設山洪預警系統(tǒng)和平臺，聘用有資質的公司建設自動化山洪預警系統(tǒng)，對山區(qū)河流及隱患部位進行預警，并對石河子市、沙灣縣、瑪納斯縣進行山洪預警。

建議采用瑪納斯河建設管理模式，在石河子各山區(qū)上游建設山區(qū)水庫，提高河流的防洪標準；解決泥沙含量高、平原水庫淤積嚴重問題；健全災害報告制度，信息傳遞及時，避免漏報或誤報等現(xiàn)象。通過降雨和洪水數(shù)據(jù)不斷完善，逐漸完善洪水預報的精度。

4.2 徹底進行水管體制改革

石河子正在進行農(nóng)業(yè)水價改革，計劃采用收支兩條線，同時，進一步深化石河子水管單位水管體制改革，徹底改善以水養(yǎng)水的現(xiàn)狀，從根本上解決水利工程維修養(yǎng)護經(jīng)費不足問題。

4.3 多途徑提高山洪災害預警手段

瑪納斯河由于肯斯瓦特水庫的存在，有效控制了山洪災害的發(fā)生。金溝河、寧家河、巴音溝河，采用新疆氣象臺氣象預警和中國山洪災害防治網(wǎng)的山洪災害氣象預警，進行中、長尺度的山洪預警；利用新疆氣象臺自動雨量站的實時降雨進行實時預警。通過多種途徑、多種手段有效提高山洪災害預警的精準度、及時性，確保區(qū)域人民群眾生命財產(chǎn)安全。

5 結 語

將氣象預警和山洪災害氣象預警與實時降雨預警相結合，通過多種信息比對洪水發(fā)生概率，可提高山洪預報的準確性和時效性。

2019年，石河子巴管處為巴音溝河山洪預警6次，發(fā)生洪水4次，提前時間為3～7h；石河子巴管處為寧家河山洪預警2次，發(fā)生山洪2次，提前時間為1～5h；石河子巴管處為金溝河山洪預警2次，發(fā)生山洪0次。