開都河大山口水文站“7·26”洪峰流量還原分析

□史秀英(巴音郭楞水文水資源勘測局)

一、引言

開都河大山口水文站“7·26”洪水，7月26日20時42分洪峰最高水位9.73m，其中從20時35分至20時42分水位漲率為5.30m/h，整個洪峰峰頂過程呈暴漲暴落的過程近似于潰壩型流量過程，與天然河道洪峰過程不符。洪水過后經調查了解，此次洪水過程是大山口電廠大壩水庫蓄洪量逼近極限水位，為確保大壩安全緊急泄洪所致。

河道天然洪水過程是進行洪水分析計算時必需的水文資料，并且此次洪水是開都河有水文記載資料以來最大的一場洪水，對開都河水資源開發(fā)項目中洪水分析計算的影響程度很大，為今后開都河防洪規(guī)劃和水資源開發(fā)等項目提供較準確的洪水實際變化過程，本次利用河道時段水量平衡原理進行分析計算，用最大洪峰流量調查成果和電廠大壩泄洪運行記錄等資料對分析過程進行驗證，模擬出開都河大山口水文站“7·26”洪水變化過程。

二、“7·26”洪水概況及洪水調查

開都河大山口水文站1999年7月26日18時06分，水位從7.85m(相應流量580m3/s)漲至20時42分最高水位9.73m（相應流量1870m3/s），其中從20時35分至20時42分，整個洪峰峰頂過程呈暴漲暴落的過程，洪峰峰頂持續(xù)時間不到5min,見圖1。這與該河以前其他幾次大洪水(相應洪峰流量＞800m3/s)洪峰過程極不相似(1991年以前，開都河大山口水文站上游無任何水利工程，河道監(jiān)測斷面來水屬于天然河道水流過程)。

圖1 開都河大山口水文站“7·26”洪水實測水位過程線圖

據《大山口電廠通訊》中水工分廠的大壩泄洪運行記錄，從7月26日18時水庫水位陡漲下泄流量急速增大，到26日20時15分水位已達1406.70m，下泄流量1192m3/s、20時35分水位斷續(xù)上漲接近極限水位1407.15m，這時電廠計算這段的瞬時來水量為1409m3/s、20時40分水位逼近1407.15m，泄洪閘閘頂開始溢流，為確保大壩安全而開啟泄洪閘泄洪。

當時水面現象：18～19時河面漂浮物不多。19時48分至20時30分河面被漂浮物覆蓋。據調查是大山口電廠的攔物桶斷裂所致，電廠的職工說攔物桶斷裂后影響正常運行。

洪水調查：2004年，巴音郭楞水文水資源勘測局在開都河大山口電廠大壩上游20km處，對該河1999年7月26日發(fā)生洪水的最大洪峰流量進行了調查，調查到該處1999年7月26日最大洪峰流量為1480m3/s。

三、“7·26”洪水過程還原分析

根據以上調查情況來看，大山口水文站“7·26”洪水時記錄的洪峰流量過程有一定的人為因素影響，是一種蓄洪后急速開閘近似潰壩型洪峰過程，見圖1?，F根據大山口水文站7月26日記錄的洪峰過程和調查了解數據情況，分析“7·26”洪峰天然型洪峰峰量和過程。首先根據大山口水文站20時00分至20時35分的自記水位的流量過程，對照大山口電廠水工推算來水量及下泄量情況，從20時00分至22時30分假設一個洪峰過程。

（一）假定從18時06分至20時00分為洪峰上漲段，20時00分至20時35分為洪峰頂持續(xù)段，20時35分至22時00分為洪峰下落段，22時00分后為不受人為影響的自然下落。見圖2。

圖2 開都河大山口水文站“7·26”洪水實測及還原的流量過程線圖

（二）假設“7·26”洪水最大洪峰流量1520m3/s，持續(xù)時間20時00分至20時35分，計算這段時間假設的洪水量比實際洪量偏大45.86×104m3，而從20時35分至22時00分這段時間實際洪量比假定洪量偏大49.0×104m3(從20時35分假定1520m3/s落至22時00分的1280m3/s)假定洪量與實際洪量相近，本假定可行。

（三）將假設洪峰過程，按開都河大山口水文站1991年以前自然洪峰規(guī)律修訂(見表1)，計算得假定洪峰時段(19時48分至20時35分)蓄洪量為56.388×104m3。實際洪峰時段比假定洪峰過程多泄洪量55.92×104m3(20時35分至22時00分)，假定洪量與實際洪量略相等。

（四）根據大山口電廠大壩水庫特性：最大壩頂高程1407.000m防浪墻高程1408.000m。設計正常水位1405.000m，相應庫容2850×104m3，校核水位 (P=0.1%)為1406.000m，相應庫容3000×104m3。按當時電廠水工觀測的水庫水位和當時水庫水情現象來判斷開閘前壩前水位在1407.000m以上，1407.15m以下。也就是說20時00分至20時35分水為蓄積洪量在45.0×104m3和 67.5×104m3之間。

(五)用假設洪峰過程和實際洪峰的蓄洪量和超值泄洪量以及調查推算峰項段壩前蓄洪量分別為56.388×104m3，55.92×104m3以及45.0～67.5×104m3來判定，假設的洪峰峰頂過程成立。

（六）根據巴音郭楞水文水資源勘測局2004年在開都河大山口電廠大壩上游20km處，調查到該處1999年7月26日最大洪峰流量為1480m3/s，說明還原計算的最大洪峰流量1550m3/s是接近于河道實際天然洪峰流量。

因此，還原分析后“7·26”洪水自然情況下最大洪峰流量1550m3/s峰頂持續(xù)30min左右，還原洪峰過程見圖2。

開都河大山口水文站“7·26”洪水洪峰過程還原計算法表

四、結語

開都河出山以上流域集水面積為18827km2，多年平均年徑流量35×m3，是巴音郭楞蒙古自治州農牧業(yè)生產和主要灌溉水源之一。這關系著巴音郭楞蒙古自治州廣大人民群眾及各行各業(yè)的生存和發(fā)展。

開都河流域洪水危害頻繁，洪水對下游和靜、焉耆和博湖3個縣、新疆生產建設兵團的3個團場和十幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的威脅很大，每年州人民政府和各級防洪抗旱部門都要投入大量的人力和物資，進行開都河流域防洪備戰(zhàn)。因此，對于該河流域上洪水調控能力小的水力發(fā)電站，政府防洪部門應加強其安全度汛和防洪調度的管理工作，防止發(fā)生洪水潰壩等次生災害；同時應建立健全洪水災情的監(jiān)測、預警系統(tǒng)，對于防災、減災，合理開發(fā)區(qū)域經濟縣有重要意義。

[1]崔宗培，徐乾清，吳以整.中國水利百科全書（第一卷～第四卷）[M].北京水利水電出版社，1996.

[2]胡汝驥.中國天山自然地理.北京 ：中國環(huán)境科學出版社[M].2004年9月第一版.