開都河防洪調(diào)度與洪水資源利用探析

阿力木江·買買提

（新疆塔里木河流域巴音郭楞管理局，新疆 庫爾勒 841000）

開都河水利設(shè)施眾多，水資源時空分布不均，水資源緊缺，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。為保證開都河流域防洪安全，最大化地利用洪水資源，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求，需對開都河流域防洪調(diào)度與洪水資源利用進行探討。

1 開都河水利工程概況

開都河發(fā)源于天山南坡[1]，經(jīng)過博斯騰湖流到孔雀河，全長560 km[2]，多年平均年徑流量3.531×109m3，年平均流量111 m3/s。開都河主要水利設(shè)施為開都河第一、二、三分水樞紐，莫尕提引水樞紐，夏爾吾遜分洪閘，清水河?xùn)|西支泄洪閘等水利工程，這些水利設(shè)施也是開都河防汛抗洪和水資源調(diào)配的重要工程。

1.1 開都河第一分水樞紐

開都河第一分水樞紐位于和靜縣開都河大山口水電站下游約20 km 處，主要由閘體工程和土壩兩大部分組成，呈“一”字形布置。攔河總寬度891.4 m，最大壩高9.62 m，庫容為200 萬m3，屬調(diào)節(jié)水庫[3]。設(shè)計50 a 一遇洪水標準為1 266 m3/s，校核500 a 一遇洪水標準為1 900 m3/s。

1.2 開都河第二分水樞紐

開都河第二分水樞紐及兩岸干渠工程位于焉耆縣城以西12 km 的開都河北岸河灘地上，樞紐工程設(shè)計防洪標準為30 a 一遇（1 022 m3/s），校核防洪標準為100 a一遇（1 302 m3/s）[4]。

1.3 開都河第三分水樞紐

開都河第三分水樞紐位于博湖縣城西北開都河分支處，設(shè)計洪水標準為30 a一遇，設(shè)計洪水流量841 m3/s，其中東支分洪727 m3/s、西支分洪114 m3/s；校核洪水標準為100 a 一遇，校核洪水流量1 190 m3/s，其中東支分洪1 044 m3/s、西支分洪146 m3/s[5]。

1.4 莫尕提引水樞紐

莫尕提引水樞紐位于和靜縣境內(nèi)開都河支流——黃水溝出山口處，緊鄰黃水溝大橋。工程為開敞攔河式引水樞紐，設(shè)計洪水20 a 一遇455 m3/s，校核洪水50 a一遇591 m3/s。

1.5 夏爾吾遜分洪閘

夏爾吾遜分洪閘位于天山南麓的黃水溝溝口，和靜縣縣城西北側(cè)20 km 處。下泄洪水經(jīng)分洪閘分東西2 支，西支分洪閘穿過戈壁灘流入烏拉斯臺河，由烏拉斯臺河進入開都河，東支經(jīng)過溢流堰沿黃水渠匯入博斯騰湖的小湖。工程利用分洪閘調(diào)控溢洪堰和分洪閘的分洪比例，控制黃水溝入開都河的洪水流量和黃水溝東支（溢洪堰）下泄洪水流量，是和靜縣縣城及周邊師二十二團、二十三團、烏拉斯臺農(nóng)場等地區(qū)防洪的重點工程。夏爾吾遜分洪閘西支分洪閘設(shè)計防洪標準為5 a 一遇，設(shè)計流量為240 m3/s；校核防洪標準為20 a 一遇，校核流量為360 m3/s。東支為寬頂式溢洪堰，堰長60 m，設(shè)計流量為100 m3/s。

1.6 開都河引水工程分洪能力

開都河第一分水樞紐及南北沿河干渠、開都河第三分水樞紐翻身渠從洪水流量達到保證流量開始分洪，至汛期過后，洪水流量回落至保證流量以下時停止分洪。各水利工程設(shè)防標準及分水流量，詳見表1。

表1 攔河閘工程主要設(shè)計指標和引水閘分水流量

2 開都河洪水主要特性

開都河洪水主要是山區(qū)夏季冰雪融化形成的洪水或暴雨形成的洪水或二者兼有之洪水，主要類型有暴雨型洪水[6]、雨雪混合洪水[7]和遭遇型洪水[8]。

巴音布魯克山區(qū)氣候寒冷，雨雪較多，年平均降水量280.5 mm。降水集中于6—8月，暴雨中心在峽谷段，是開都河形成洪水的主要區(qū)域。開都河流域面積2.25萬km2。大山口水文站多年平均徑流35.31億m3，年均流量111 m3/s。主汛期6—8 月徑流量占全年的45.2%。

2.1 洪水特征

開都河形成于山區(qū)，從時間上分為春洪和夏洪。從洪水成因上分為融雪和融雪與暴雨混合型。融雪型洪水主要受氣溫的影響，上游山區(qū)冰雪強烈消融，洪水日峰變化明顯，洪水過程平穩(wěn)，多出現(xiàn)在4—5月。暴雨洪水主要集中在中游河段峽谷區(qū)，匯流較快，一般在3 d以內(nèi)，與暴雪洪水相互疊加，形成混合型洪水。較大的洪水常常是混合型洪水，該洪水起漲快，峰高量大，多出現(xiàn)在6—7月。

開都河洪峰流量年際變化非常大。大山口水文站年最大洪峰流量系列中，1999 年最大洪峰為1 870 m3/s，為歷年之首；1967年最大洪峰僅274 m3/s，為歷年最小值。年最大洪峰流量均出現(xiàn)在5—8月。

2.2 典型洪水流量標準

各水文站預(yù)警標準，詳見表2。

表2 開都河、黃水溝、清水河水文站點洪水預(yù)警標準 m3/s

2.3 洪水傳播時效

各水利工程之間洪水傳播時效，詳見表3。

表3 各水利工程之間洪水傳播時效

3 洪水調(diào)度方案

3.1 洪水調(diào)度原則及權(quán)限

開都河防洪調(diào)度實行分段分區(qū)負責；流域協(xié)調(diào)，集中會商，統(tǒng)一下達分洪指令；汛期洪水調(diào)度應(yīng)遵循“三條紅線”的要求，執(zhí)行塔里木河流域限額用水指標；實行電調(diào)服從水調(diào)。開都河防汛搶險工作由巴州防汛抗旱指揮部統(tǒng)一指揮調(diào)度。當洪水流量達到警戒流量，由巴州防汛抗旱指揮部指揮長（或授權(quán)的副指揮長）組織副指揮長及成員單位做好防汛的各項準備工作，巴音郭楞管理局（以下簡稱巴音管理局）作為巴州防汛抗旱成員單位接受巴州防汛抗旱指揮部統(tǒng)一指揮，負責管理范圍內(nèi)水利工程度汛，執(zhí)行巴州防汛抗旱指揮部發(fā)出的分洪指令，并采取緊急措施，進行分洪搶險。

3.2 洪水演進過程

洪水的到來有一個過程，灌區(qū)可以利用行洪的時間差做好防洪搶險工作。根據(jù)多年的防洪經(jīng)驗，在各水文站發(fā)出洪水預(yù)報后，水文站及水庫洪水到達開都-孔雀河重要水利工程的行洪時間如下。

3.2.1 警戒流量以下洪水調(diào)度方案

當開都河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(nèi)給生產(chǎn)引水口供水，在基本滿足各單位生產(chǎn)用水的情況下盡可能將洪水量向下游輸送，以滿足下游生態(tài)用水和灌溉。各水利工程之間的洪水行洪時間，詳見表4。

表4 各水利工程警戒洪水行洪時間h

3.2.2 大于警戒流量，小于保證流量洪水調(diào)度方案

當大山口水文站測報洪峰流量達到650 m3/s或焉耆水文站達到550 m3/s 時，開都河防汛工作進入警戒狀態(tài)；當黃水溝水文站測報洪峰流量達到250 m3/s 時，黃水溝防汛工作進入警戒狀態(tài)；當克爾古提水文站測報洪峰流量達到120 m3/s、清水河?xùn)|支閘前水位達到2.2 m 時，東西支泄洪閘即開始泄洪。各引水設(shè)施按塔里木河流域限額用水指標正常引水，其余水量退入河道。

當開都河洪水流量達到警戒流量時，局分管領(lǐng)導(dǎo)趕赴現(xiàn)場指揮防汛工作，局屬單位應(yīng)對所轄的河道、渠道、樞紐、閘涵、渡槽、倒虹吸等設(shè)施進行檢查，發(fā)現(xiàn)險情及時處置。同時，將檢查情況及時上報，并落實防汛抗洪物資，確保工程安全度汛。

3.2.3 大于保證流量洪水調(diào)度方案

當大山口水文站測報洪峰流量達到850 m3/s 或焉耆水文站達到800 m3/s 時，開都河防汛工作進入抗洪狀態(tài)，進行洪水調(diào)度，開都河第一、第二、第三分水樞紐應(yīng)敞開泄洪，保證建筑物的安全；當黃水溝水文站測報洪峰流量達到350 m3/s 時，黃水溝防汛工作進入抗洪狀態(tài)；克爾古提水文站測報洪峰流量達220 m3/s 時，按東支不超過75 m3/s、西支不超過125 m3/s進行泄洪。

開都河洪水流量達到保證流量時，巴音管理局防汛抗旱領(lǐng)導(dǎo)小組接受巴州防汛抗旱指揮部的調(diào)度指揮。巴音管理局按照《開都河防洪預(yù)案》職責和分工到達巴音管理局管理的水利工程現(xiàn)場開展工作；防洪搶險隊伍待命，物料和機械進入險工險段；加強河勢、工情、水情的巡查、觀測，隨時安排搶險防守，全力以赴抗洪搶險。巴音管理局防汛抗旱領(lǐng)導(dǎo)小組及時收集相關(guān)信息分析、匯總，上報巴州防汛抗旱指揮部和塔里木河流域防汛抗旱協(xié)調(diào)工作領(lǐng)導(dǎo)小組。

3.3 各樞紐調(diào)度情況

3.3.1 開都河第一分水樞紐洪水調(diào)度方案

開都河第一分水樞紐工程北岸干渠22.9 km，實際引水流量30 m3/s；南岸干渠27.2 km，實際引水流量28 m3/s。當河道（大山口水文站）來水量小于保證流量850 m3/s 時，開都河第一分水樞紐工程按照塔里木河流域限額用水指標引水，最大引水流量58 m3/s（含南岸進水閘最大分洪流量28 m3/s、北岸進水閘最大分洪流量30 m3/s），剩余的洪水經(jīng)泄洪閘退入開都河。當河道（大山口水文站）來水量大于保證流量850 m3/s 時，按分洪調(diào)度指令引水分洪，剩余的洪水經(jīng)泄洪閘退入開都河。若開都河第一分水樞紐南、北干渠承擔分洪任務(wù)時，同時遭遇霍拉山洪水或坡積洪水進入渠道，則開都河第一分水樞紐南、北干渠分洪流量相應(yīng)減少或不分洪。

3.3.2 開都河第二分水樞紐洪水調(diào)度方案

開都河第二分水樞紐工程北岸干渠16.64 km，實際引水流量19.4 m3/s；南岸干渠12.58 km，實際引水流量14.6m3/s。當河道（焉耆水文站）來水量小于保證流量800 m3/s時，開都河第二分水樞紐工程按照塔里木河流域限額用水指標引水，引水流量34 m3/s（含南岸進水閘分洪流量14.6 m3/s、北岸干渠分洪流量19.4 m3/s），剩余的洪水經(jīng)泄洪閘退入開都河。當河道（焉耆水文站）來水量大于保證流量800 m3/s時，按分洪調(diào)度指令引水分洪，剩余的洪水經(jīng)泄洪閘退入開都河。

3.3.3 開都河第三分水樞紐洪水調(diào)度方案

當河道（焉耆水文站）來水量小于保證流量800 m3/s時，開都河第三分水樞紐工程按照塔里木河流域限額用水指標引水，剩余的洪水經(jīng)東支閘、西支閘退入開都河。當河道（焉耆水文站）來水量大于保證流量800 m3/s 時，按分洪調(diào)度指令引水分洪，剩余的洪水經(jīng)泄洪閘退入開都河。

3.3.4 博斯騰湖洪水調(diào)度方案

汛期前，配合巴音管理局努力將進水池運行水位控制在泵站廠房及附屬建筑物安全運行水位以下，在達到或者接近此水位時博斯騰湖東西泵站在巴音管理局指導(dǎo)下開始泄洪。

4 結(jié)語

為了平衡防汛與水資源利用關(guān)系，通過分析探討可知，當各斷面出現(xiàn)警戒以下洪水時，各引水單位在滿足正常用水情況下，盡量將洪水往下游引；當各斷面出現(xiàn)大于警戒小于保證洪水時，清水河?xùn)|西支泄洪閘開始泄洪，各引水設(shè)施按塔里木河流域限額用水指標正常引水，其余水量退入河道；當大于保證流量時，開都河第一、第二、第三分水樞紐應(yīng)敞開泄洪，清水河按東支不超過75 m3/s、西支不超過125 m3/s進行泄洪。通過聯(lián)防調(diào)度在防汛安全情況下，達到洪水最大資源化利用。