淺談下坂地水庫(kù)運(yùn)行方式及作用

鄒 濤

(新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)管理局 喀什 844000)

1 流域氣候特性

塔什庫(kù)爾干河位于喀喇昆侖山和昆侖山北坡葉爾羌河上游地帶，海拔高 3500～6000m，相對(duì)高差約1000m左右，主要由元古代、古生代變質(zhì)巖、侵入巖及碳酸巖、碎屑巖組成，山勢(shì)巍峨挺拔，層巒疊嶂，河谷侵蝕強(qiáng)烈，多呈“V”形峽谷，水系呈樹(shù)枝狀。高山區(qū)多年平均氣溫在0℃以下(據(jù)鄰近流域?yàn)跚】h托云氣象站觀測(cè)資料)，區(qū)域氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶愿珊禋夂?，山地氣候的垂直差異明顯。由于深居內(nèi)陸，周圍高山屏障，四周海洋上的水汽皆不可到達(dá)，造成該地區(qū)的降水量小、空氣干燥、日照時(shí)間長(zhǎng)、蒸發(fā)強(qiáng)烈。全年只有冷暖兩季，冷季長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月(11月～次年3月)，暖季7個(gè)月(4～10月)。多年平均氣溫3.4℃，極端最高氣溫32.5℃(1997年7月17日)，最低氣溫－39.1℃(1973年1月28日);多年平均降雨量68.9mm，年最大降雨量106.4mm(1957年)，最小降雨量20.1mm(1963年)，降水集中在5～9月，其降水量約占全年的75%，多年平均降雪日數(shù)14.1天;多年平均積雪日數(shù)34.8天，初終積雪日166天，年最長(zhǎng)連續(xù)積雪日數(shù)為79天(1958年12月13日～1959年3月1日)，最大一日積雪厚度24cm(1992年3月14日)，一般年份的最大積雪厚度不超過(guò)10cm。多年平均蒸發(fā)量2272mm，最大蒸發(fā)量2629mm，最小蒸發(fā)量1970mm。多年平均風(fēng)速1.99m/s，主要風(fēng)向?yàn)槠鞅憋L(fēng)，最大風(fēng)速23m/s(1985年3月6日～6月3日)。土層凍結(jié)期為9月～次年3月，最大凍結(jié)深度為177cm，融化期為6個(gè)月，無(wú)霜期102天。

2 流域洪水特性及校核洪水標(biāo)準(zhǔn)

塔什庫(kù)爾干河洪水主要由夏季流域氣溫持續(xù)升高時(shí)，冰川強(qiáng)烈消融形成的，但也會(huì)發(fā)生幾率較小的暴雨型洪水。對(duì)徑流的年際、年內(nèi)變化起著調(diào)節(jié)作用。根據(jù)塔什庫(kù)爾干河伊爾列黑水文站實(shí)測(cè)洪水資料統(tǒng)計(jì)，該河的較大洪水均屬于融雪型洪水，一般出現(xiàn)在6～8月，其中7～8月出現(xiàn)較多，洪水基本呈一日一峰，峰不高，量較大。緩漲緩落，連續(xù)出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)。11年實(shí)測(cè)洪峰流量最大值為397m3/s，最小值為186m3/s，平均值為279m3/s，最大值最小值分別為平均值的1.42倍和0.67倍。

冰川消融型洪水峰量的年際變化不大，不同時(shí)段的洪峰流量基本接近，暴雨型洪水一般規(guī)模、量級(jí)較小，出現(xiàn)的頻率也較低，但常伴隨泥石流的發(fā)生，造成的危害較大。

下坂地水庫(kù)校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇，其洪峰流量為1310m3/s，相應(yīng)最大24h、72h、120h洪量分別為0.838 億 m3、2.325 億 m3、3.563 億 m3。

3 徑流情況

根據(jù)伊爾列黑水文站數(shù)據(jù)，塔什庫(kù)爾干河多年平均年徑流量為9.98億m3。下坂地水庫(kù)是葉爾羌河流域山區(qū)唯一控制性多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，塔里木河流域葉爾羌河主要支流之一的塔什庫(kù)爾干河的特點(diǎn)是產(chǎn)水在上游區(qū)，用水在平原區(qū)，葉爾羌河流域灌溉面積355.53萬(wàn)hm2。季節(jié)變化大，水量主要集中在6～7月，夏洪災(zāi)害十分嚴(yán)重，春季水量很小，春旱嚴(yán)重，制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。在無(wú)山區(qū)水庫(kù)的情況下，葉爾羌河流域管區(qū)主要依靠總庫(kù)容為15.75億m3的40座平原水庫(kù)調(diào)節(jié)蓄地表徑流。由于平原水庫(kù)的庫(kù)盤面積大，水深淺，蒸發(fā)滲流損失很大，水量利用率僅為30% ～40%。葉河流域灌區(qū)雖然經(jīng)過(guò)十幾年的水利建設(shè)，水資源的利用程度有了很大的提高，但由于灌區(qū)狹長(zhǎng)、面積大等因素，目前灌溉水的利用系數(shù)僅為0.369，利用量只有2.73億m3，僅相當(dāng)于可利用量的50.6%。因此，造成管區(qū)地下水位升高，形成土地鹽堿化，使植被減少，土壤沙化，土地棄耕，氣候惡化，農(nóng)作物減產(chǎn)。

3.1 胡楊衰敗

新疆每年有800km2的綠州建設(shè)，其中有300km2是在沙漠地區(qū)，還有400km2的沙化土地;塔里木河斷流胡楊林面積驟減，20世紀(jì)50年代塔里木盆地有胡楊林23萬(wàn)hm2，到70年代只剩下5.8萬(wàn)hm2。有資料顯示:“不到40年時(shí)間喀什地區(qū)喀什河因縮短原始胡楊林從40萬(wàn)hm2銳減到今天的8萬(wàn)hm2”。準(zhǔn)噶爾盆地莫索灣植被覆蓋率由30%降至2%～3%。植物種類由108種降至68種;草地退化面積2133萬(wàn)hm2，嚴(yán)重退化面積 670 萬(wàn) hm2［1］。

3.2 土地沙漠化

葉河流域土地沙漠化十分嚴(yán)重，特別是古里沙漠河托乎拉克沙漠處于葉河綠洲上風(fēng)向，每年以5～10m的速度向綠洲推進(jìn)，存在綠洲沙化的嚴(yán)重危機(jī)［2］。土地沙化導(dǎo)致氣溫上升，旱情加重，大風(fēng)、沙塵暴日數(shù)增加，植被衰敗，交通道路、農(nóng)田及村莊埋沒(méi)，嚴(yán)重威脅綠洲的生存發(fā)展。

3.3 土地鹽堿化

由于過(guò)量灌溉，必然抬高地下水位，引起灌區(qū)次生鹽漬化。據(jù)1998年統(tǒng)計(jì)，新疆鹽堿地面積為101.6萬(wàn)hm2，占耕地面積400萬(wàn) hm2的24.5%，其中喀什、阿克蘇地區(qū)情況更為嚴(yán)重，土壤次生鹽堿化導(dǎo)致農(nóng)作物大面積的低產(chǎn)，嚴(yán)重制約了新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展［3］。

4 下坂地水庫(kù)調(diào)節(jié)原則

下坂地水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容為8.67億m3，調(diào)節(jié)原則是在洪水季節(jié)替代平原水庫(kù)蓄水，在保證葉爾羌河下放塔里木河多年平均生態(tài)需供水量的基礎(chǔ)上，利用減少的平原水庫(kù)蒸發(fā)滲漏損失向灌區(qū)供水，解決春旱用水問(wèn)題，下坂地水庫(kù)通過(guò)改變平原水庫(kù)的蓄水時(shí)間，利用下游平原的反調(diào)節(jié)作用，與下游灌區(qū)14座水庫(kù)一起進(jìn)行流域水資源調(diào)節(jié)。

5 下坂地水庫(kù)運(yùn)行方式

7～9月下坂地水庫(kù)以蓄庫(kù)為主，代替平原水庫(kù)蓄水，減少平原水庫(kù)的蓄洪量，滿足葉爾羌河卡群斷面多年平均下放塔里木河的生態(tài)水量，以及灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的的工農(nóng)業(yè)需水量要求，按照不少于0.6億m3水量放水發(fā)電。

10月，下坂地水庫(kù)如蓄滿，則按照來(lái)水發(fā)電放水，滿足灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的工農(nóng)業(yè)需水量要求;未蓄滿，下游工農(nóng)業(yè)有蓄水要求，則按灌區(qū)蓄水要求放水發(fā)電。

11月～次年2月下坂地水庫(kù)補(bǔ)充灌區(qū)冬季缺水，按保證出力發(fā)電放水，多余水量充蓄卡群節(jié)點(diǎn)的平原水庫(kù)進(jìn)行發(fā)調(diào)節(jié)。

3～6月下坂地水庫(kù)按春旱灌溉需水要求放水發(fā)電。

6 下坂地水庫(kù)建成后調(diào)水情況

從以下圖表中可以看出:修建下坂地水庫(kù)前后多年平均卡群斷面生態(tài)水量的差值，即為下坂地水庫(kù)的生態(tài)補(bǔ)水量;節(jié)點(diǎn)春旱缺水量的差值，即為下坂地水庫(kù)的春旱供水量。

2010年1月25日水庫(kù)正式下閘蓄水，并結(jié)合大壩施工填筑及下游農(nóng)牧業(yè)春季需水要求，嚴(yán)格按照“電調(diào)服從水調(diào)”的原則，采取了“月小調(diào)、季中調(diào)、半年大調(diào)”的水量調(diào)度措施，加強(qiáng)了與下游各單位的協(xié)調(diào)與聯(lián)系，同時(shí)認(rèn)真做好水庫(kù)上游水情監(jiān)測(cè)、洪水計(jì)算、水量調(diào)度等工作?？茖W(xué)合理調(diào)度水量，保證工程度汛安全，力爭(zhēng)做到全年水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度不棄水，最大限度緩解下游灌區(qū)春、秋兩季灌溉需水矛盾，力爭(zhēng)灌溉、防洪、發(fā)電效益最大化。

修建下坂地水庫(kù)前后多年平均卡群斷面水資源分配圖

修建下坂地水庫(kù)前后多年平均卡群及艾力克塔木斷面水量變化對(duì)比情況表 單位:億m3

下坂地水庫(kù)建成后，與葉爾羌河流域的平原區(qū)水庫(kù)共同在調(diào)蓄徑流、緩解春旱缺水、保證塔里木河生態(tài)用水及灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。

7 結(jié)語(yǔ)

下坂地水利樞紐工程目前已基本建成，從2010年1月25日水庫(kù)正式下閘蓄起，到2011年8月，共向下游輸水18.85億m3，為下游葉爾羌河灌區(qū)春旱供水2次，共1.33億m3，控制夏洪7次。通過(guò)對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)，合理利用了水資源，解決了葉爾羌河灌區(qū)春旱缺水問(wèn)題，保證了灌區(qū)的灌溉用水，提高了供水保證率，還防止了過(guò)量洪水進(jìn)入灌區(qū)，對(duì)改善葉爾羌河流域的生態(tài)環(huán)境也具有十分重要的意義。同時(shí)向喀什、克州兩地共輸電4.23億kW·h，解決近年來(lái)兩地州的缺電問(wèn)題，為兩地州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力保證。

1 巴合提瓦爾·馬蘇爾.新疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的水問(wèn)題及其對(duì)策［J］.水資源與水利工程學(xué)報(bào)，2005(4):66－69.

2 李蘭奇，王新.新疆水資源利用與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展分析［J］.中國(guó)水利，2003，2(A):54 －55.