塔里木河干流防洪與洪水資源利用探析

孫 倩

(塔里木河流域工程建設(shè)處，新疆 庫爾勒 841000)

塔里木河干流長1321km[1]，為中國第一大內(nèi)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(fā)，下游胡楊林干旱缺水，為了保障沿河群眾生命財產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)洪水資源最大化利用，需對塔里木河干流防洪調(diào)度和洪水資源利用方案進(jìn)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(tuán)第一師，阿克蘇地區(qū)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(qū)，人口有12.5萬人，流域面積為1.76萬km2，農(nóng)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(diǎn)，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(qū)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(diǎn)

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(dāng)協(xié)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(dá)塔里木河干流阿拉爾斷面。當(dāng)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(dá)塔里木河干流阿拉爾斷面。

2.2 塔里木河干流洪水特點(diǎn)

塔里木河干流洪水主要發(fā)生在7—9月。洪水過程形式呈單峰型或連續(xù)多峰型，其特點(diǎn)是洪峰高、歷時長、洪量大，且年內(nèi)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(diǎn)：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(diǎn)；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(dá)2520m3/s。干流兩岸輸水堤防自2004年建成運(yùn)行以來的最大洪峰流量出現(xiàn)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?zhèn)鞑ブ燎±瓟嗝嫘枰?～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?jié)M2～3天，烏斯?jié)M—恰拉3～8天。

表1 塔里木河干流河道特性

3 水利工程現(xiàn)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(tuán)1座(恰拉水庫)，干流管理局1座(大西海水庫)；按區(qū)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?jié)M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(xiàn)有工程分洪能力

塔里木河干流局部河勢不穩(wěn)，河道彎曲過度，抗沖能力差[8]。肖夾克—大西海子段現(xiàn)有65座引水閘口(含分項)，閘口設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際過水能力見表2。

表2 各河段引水閘口實(shí)際分洪能力 單位:m3/s

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(xié)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(zāi)害流量為1800m3/s，超標(biāo)準(zhǔn)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(zāi)害流量為450m3/s，超標(biāo)準(zhǔn)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(zāi)害流量在750m3/s以上，超標(biāo)準(zhǔn)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(zāi)害流量在900m3/s以上，超標(biāo)準(zhǔn)洪水流量為1560m3/s。

為進(jìn)一步提高為中下游生態(tài)補(bǔ)水、生態(tài)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(shù)值作為參考，根據(jù)防洪實(shí)際情況、河道淤積等實(shí)際因素，確定塔河干流幾個主要斷面的災(zāi)害流量、防洪流量和警戒流量，見表3。

表3 各主要節(jié)點(diǎn)洪水流量量級劃分表 單位:m3/s

5 塔里木河干流洪水調(diào)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(diào)度首先根據(jù)洪水預(yù)報和實(shí)測水情，在可控制范圍內(nèi)充分利用水庫、閘口，以先農(nóng)業(yè)后生態(tài)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(tài)閘、天然河溝、洼地等其他分洪口全力分洪，向下游生態(tài)引水。

5.1 洪水調(diào)度方案

5.1.1警戒流量以下調(diào)度方案

當(dāng)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)向生產(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水量向下游輸送。

5.1.2警戒流量調(diào)度方案

根據(jù)塔里木河河道及沿岸工程設(shè)施的防洪標(biāo)準(zhǔn)，以及向塔里木河下游生態(tài)輸水的要求，塔里木河干流各斷面達(dá)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(diào)度方案

當(dāng)各斷面流量大于或等于警戒流量，小于防洪流量時，即當(dāng)預(yù)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(chǎn)引水口供水的同時，適當(dāng)打開部分生態(tài)引水口，給重要生態(tài)區(qū)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(zāi)害流量調(diào)度方案

當(dāng)預(yù)測各斷面流量大于等于防洪流量，小于災(zāi)害流量，即當(dāng)預(yù)測阿拉爾水文站的洪峰流量大于1000m3/s，小于災(zāi)害流量1400m3/s時，充分利用河道、現(xiàn)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(nèi)。當(dāng)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(nèi)。當(dāng)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?jié)M河口下泄最大洪峰流量控制在230m3/s以內(nèi)。當(dāng)英巴扎斷面來水量達(dá)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(tài)閘分洪，分水量200～230m3/s，同時保證烏斯?jié)M斷面來水量控制在250m3/s以內(nèi)，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(qiáng)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(zāi)害流量洪水調(diào)度方案

(1)當(dāng)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(xù)在1150m3/s以上時，充分利用現(xiàn)有的所有引水閘和生態(tài)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(xiāng)自然引水口20m3/s，其格里克15m3/s)，必要時可采取應(yīng)急分洪，分洪點(diǎn)在亞森依斯拉木渠，可分洪30m3/s；阿克雅蘇克堰，預(yù)計可分洪40m3/s(堰引水口在庫車縣塔里木鄉(xiāng)境內(nèi)，堰后屬尉犁縣喀爾曲克鄉(xiāng))。總計洪峰削減率可達(dá)15.5%。

(2)當(dāng)英巴扎斷面來水量達(dá)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(tài)閘分洪，分水量為200～400m3/s，同時保證烏斯?jié)M斷面來水量控制在260m3/s以內(nèi)，但不能少于190m3/s。

(3)當(dāng)英巴扎斷面來水量達(dá)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(tài)閘分洪，分水量為200～400m3/s，并采取應(yīng)急分洪，分洪點(diǎn)為胡楊林公園區(qū)域及麻扎布龍，必要時，亦可打開LG341處分洪口進(jìn)行分洪(具體位置在輪臺縣輪南鎮(zhèn)胡楊林景區(qū))，同時保證烏斯?jié)M斷面來水量控制在270m3/s以內(nèi)，但不能少于200m3/s。

(4)當(dāng)英巴扎來水量超過900m3/s，并持續(xù)2～3天時，采取應(yīng)急破堤分洪，分洪點(diǎn)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(xiāng)境內(nèi))。

(5)當(dāng)英巴扎斷面來水量在1000m3/s以上時，協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)卣?、武警、消防部隊全力以赴做好防洪?yīng)對工作，將洪災(zāi)損失降到最低。

5.2 水利工程防洪調(diào)度

塔里木河流域干流管理局樞紐工程有烏斯?jié)M樞紐、阿其克河口分水樞紐、恰拉樞紐工程[10]，為了充分發(fā)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(lǐng)導(dǎo)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(lǐng)導(dǎo)為副組長，各水利(務(wù))局領(lǐng)導(dǎo)為成員的塔里木河干流防汛抗旱協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，開展干流內(nèi)防汛抗旱協(xié)調(diào)、調(diào)度和監(jiān)督管理工作。

5.2.1烏斯?jié)M樞紐洪水調(diào)度

烏斯?jié)M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(dǎo)流堤、上下游溝通渠及飲水連接渠等部分組成。烏斯?jié)M斷面總來水災(zāi)害流量為280m3/s，警戒流量為190m3/s，下泄災(zāi)害流量為230m3/s。當(dāng)發(fā)生超過防洪流量的洪水時，嚴(yán)格按照調(diào)度指令加大引洪、分洪流量給生態(tài)供水，要求各用水單位按照責(zé)任區(qū)分工，組織人員加強(qiáng)對險工險段、引水閘口等工程的巡查、守護(hù)工作。

5.2.2阿其克河口分水樞紐洪水調(diào)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(dāng)烏斯?jié)M斷面洪水流量在230m3/s以上時，阿其克河口分水樞紐應(yīng)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(diào)度

恰拉攔河樞紐工程由塔里木河泄洪閘和恰鐵干渠進(jìn)水閘、上下游整治段等組成，其主要任務(wù)是向塔里木河下游大西海子水庫及下游綠色走廊生態(tài)輸水，并為農(nóng)二師塔里木墾區(qū)五個團(tuán)場補(bǔ)充灌溉用水。當(dāng)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(jié)制閘應(yīng)敞開泄洪，保證建筑物的安全。當(dāng)阿其克斷面洪水流量達(dá)到140m3/s時，恰拉、東河灘樞紐防汛工作進(jìn)入警戒狀態(tài)，對所轄的樞紐、閘口、輸水堤建筑物等進(jìn)行檢查；當(dāng)阿其克斷面洪水流量達(dá)到170m3/s時，恰拉、東河灘樞紐防汛工作進(jìn)入防洪狀態(tài)；當(dāng)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(jìn)入災(zāi)害狀態(tài)，隨時安排搶險防守工作。

5.2.4大西海子水庫防洪調(diào)度

位于庫爾勒市尉犁縣境內(nèi)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(tài)供水為主、兼有養(yǎng)殖等綜合利用的大(2)型平原水庫，原設(shè)計總庫容為1.68億m3，汛限水位為848.57m。當(dāng)庫水位超過汛限水位時，可開啟泄洪設(shè)施泄水。當(dāng)水庫接近或達(dá)到正常蓄水位849.60m后，出、入庫流量保持平衡，根據(jù)實(shí)際操作，使水庫蓄水保持在8500萬m3左右。當(dāng)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(jīng)批準(zhǔn)可在一庫中心壩和二庫西壩適當(dāng)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(tài)輸水中，先經(jīng)老塔河阿拉干以上段向臺特瑪湖輸水，使水流到達(dá)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(tài)閘口向兩岸供給生態(tài)水。第二階段從大西海子水庫泄洪閘經(jīng)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(tài)閘開始放水，并盡可能向兩岸漫溢，滿足橫向岔流的生態(tài)用水。

6 結(jié)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(dāng)上游發(fā)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(shí)現(xiàn)洪水資源化利用是個錯綜復(fù)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(yōu)先工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)再生態(tài)的原則，對洪水調(diào)度方案進(jìn)行了探討，得出在塔里木河段出現(xiàn)不同警戒量級洪水時，可根據(jù)水利工程防洪標(biāo)準(zhǔn)和引洪能力，分級分段進(jìn)行引洪、分洪灌溉，攔、蓄洪水進(jìn)行削峰，盡最大能力往下游引洪，化害為利，實(shí)現(xiàn)工程聯(lián)合調(diào)度、洪水資源最大化利用，增加下游生態(tài)水。其調(diào)度方案有序有力，為塔里木河的防汛與防洪調(diào)度提供了技術(shù)支撐。