簡(jiǎn)述烏倫古湖入湖水量及湖水位情勢(shì)分析

(新疆阿勒泰地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，新疆阿勒泰 836500)

1 概況

由于烏倫古河河川徑流具有連續(xù)枯水年且枯水時(shí)段長(zhǎng)的特點(diǎn)，由“73公里”大渠補(bǔ)充布倫托海的湖水位在長(zhǎng)期高于吉力湖水位時(shí)，導(dǎo)致布倫托海的咸水灌入吉力湖淡水，致使淡水湖泊的含鹽和礦化度顯著升高，目前，吉力湖的咸化趨勢(shì)較明顯。烏倫古河的徑流補(bǔ)給主要以季節(jié)性融雪補(bǔ)給為主，因河流水量受氣溫影響，汛期河水融雪水量集中，其它季節(jié)枯水期長(zhǎng)，年內(nèi)分配不均勻，年際變化較大，并具有連續(xù)豐枯年際變化特點(diǎn)，烏倫古河下游河段在連續(xù)枯水年時(shí)段，長(zhǎng)期斷流而引發(fā)的河谷林草退化、衰敗，吉力湖魚類上溯烏倫古河洄游產(chǎn)卵場(chǎng)河道水域減少，致使吉力湖及烏倫古河下游河段生物資源遭到了嚴(yán)重威脅，植被退化枯死;湖濱的防風(fēng)固沙屏障受到破壞，沙化土地面積不斷增加;魚類繁殖產(chǎn)卵覓食的優(yōu)良棲息地同樣遭到了嚴(yán)重的破壞，湖泊魚類資源衰竭，魚種劣變，產(chǎn)量下降，且烏倫古河出現(xiàn)的斷流情況處在連續(xù)枯水年份是一種不可抗拒的自然因素。因此，需要在流域綜合規(guī)劃指導(dǎo)下，根據(jù)烏倫古河流域水系生態(tài)環(huán)境和魚類對(duì)水資源需求以及當(dāng)?shù)厮Y源實(shí)際利用條件，具體研究吉力湖和布倫托海入湖水量及水位變化情勢(shì)。

2 方案擬定

根據(jù)《烏倫古湖生態(tài)保護(hù)及可持續(xù)利用規(guī)劃》，為保障洄游性魚類所需要的水深、流速及洄游通道要求，規(guī)劃了烏倫古湖生態(tài)補(bǔ)水工程。在規(guī)劃擬定的工程布局基礎(chǔ)上，為盡可能恢復(fù)烏倫古河流域原有生態(tài)，顯著減少布倫托海湖水向吉力湖倒灌發(fā)生的時(shí)間和倒灌水量，考慮了多種方案。

方案擬定原則如下:

(1)根據(jù)吉力湖聯(lián)通布倫托海的庫(kù)依尕河斷面及實(shí)際情況分析，為保證吉力湖的水量能夠自流到布倫托海，大小海子的水位差盡可能保持在0.4m以上。

(2)根據(jù)布倫托海周圍發(fā)生災(zāi)害的位置分析，布倫托海最高水位適宜保持在482.0m左右。

(3)根據(jù)《烏倫古湖生態(tài)保護(hù)及可持續(xù)利用規(guī)劃》確定的60cm左右水深、0.8～1.2m/s流速及不少于40km長(zhǎng)洄游通道的要求，根據(jù)以往工程測(cè)量的河道橫斷面及本次補(bǔ)測(cè)的部分?jǐn)嗝?，通過(guò)水位流量關(guān)系計(jì)算出河道所需流量在15～35m3/s之間，大部分河道流量處于20～30m3/s，本次應(yīng)盡可能保障魚類洄游所需要的20m3/s流量需求。

(4)根據(jù)《烏倫古湖生態(tài)保護(hù)及可持續(xù)利用規(guī)劃》確定的魚類洄游在4月中旬～5月下旬，產(chǎn)卵期在5月中旬～6月下旬，而上游水庫(kù)的棄水主要產(chǎn)生在6月和7月，為能夠既滿足魚類洄游需求，又能夠恢復(fù)烏倫古河原有生態(tài)，且不造成上游水庫(kù)的較大調(diào)節(jié)壓力，因此本次補(bǔ)水工程的補(bǔ)水時(shí)段選擇在4月中旬～7月下旬。

按上述原則擬定了三組補(bǔ)水方案。方案一:流量20m3/s;方案二:流量25m3/s;方案三:流量30m3/s。

3 計(jì)算方法

(1)現(xiàn)狀分析及近期規(guī)劃水平年2020年三個(gè)計(jì)算方案，均采用上游水庫(kù)長(zhǎng)系列出庫(kù)過(guò)程系列資料和烏倫古河多年平均入湖水量1.5億m3，計(jì)算中烏倫古湖蒸發(fā)損失量按照所處地域多年平均大水體蒸發(fā)量減去多年平均降水量和庫(kù)容面積曲線計(jì)算。初始年份假定湖面高程，第一個(gè)月初兩湖水位差為0.4m，根據(jù)兩湖容積—水位—面積曲線，分別確定兩湖月初容積、水位和面積。分析可知通過(guò)二次迭代基本上可認(rèn)為蒸發(fā)量與實(shí)際相差不大，因此根據(jù)兩湖對(duì)應(yīng)面積分別計(jì)算第一次蒸發(fā)量，在初始吉力湖容積增加烏倫古河入湖水量扣去一次蒸發(fā)量和初始布倫托海容積增加“73公里”大渠入湖水量扣去一次蒸發(fā)量后得出的兩湖第一次容積，根據(jù)容積反算出對(duì)應(yīng)的面積及第二次蒸發(fā)量，在初始吉力湖容積增加烏倫古河入湖水量扣去二次蒸發(fā)量和初始布倫托海容積增加“73公里”大渠入湖水量扣去二次蒸發(fā)量后得出的兩湖第二次容積確定為第二個(gè)月初兩湖容積，反算出兩湖各自水位。

(2)兩湖水位差在0.4m時(shí)保持平衡，高于0.4m時(shí)小湖向大湖流動(dòng)，大湖水位高于小湖時(shí)大湖倒灌小湖。計(jì)算中根據(jù)長(zhǎng)系列資料具體計(jì)算各年份、各月份倒灌的次數(shù)和水量。

(3)因河道中游部分地方屬產(chǎn)水區(qū)，考慮河道損失與產(chǎn)水量基本相當(dāng)，整個(gè)計(jì)算過(guò)程中不考慮河道損失。

4 現(xiàn)狀入湖水量及湖水位情勢(shì)分析

本次現(xiàn)狀年分析通過(guò)烏倫古河多年平均入湖水量1.5億m3的基礎(chǔ)上，在上游水庫(kù)現(xiàn)狀放水過(guò)程下扣除中游供水后，分析烏倫古河入吉力湖后和“73公里”入布倫托海后兩湖之間的水位關(guān)系。

根據(jù)入湖水量及湖水位情勢(shì)計(jì)算分析，現(xiàn)狀年烏倫古湖多年平均入湖水量為8.0億m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量為1.5億m3，布倫托海多年平均入湖水量為6.5億m3。由于烏倫古河入湖水量系列年際變化較大，雖然多年平均入吉力湖水量符合流域規(guī)劃要求，但是按年份分析，45年長(zhǎng)系列資料中有39年發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象;按月份分析，540月長(zhǎng)系列資料中有239月發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象，總倒灌水量為14.4億m3，其中最大倒灌水量發(fā)生在1994年，倒灌水量為1.4億m3。為盡可能恢復(fù)烏倫古河流域原有生態(tài)，保障洄游性魚類所需要的流量要求，縮小布倫托海湖水向吉力湖倒灌的現(xiàn)象，應(yīng)盡可能將補(bǔ)湖用水通過(guò)補(bǔ)水工程補(bǔ)入烏倫古河流域。

5 規(guī)劃年入湖水量及湖水位情勢(shì)分析

5.1 方案比選分析

近期設(shè)計(jì)水平年本次規(guī)劃擬定了三個(gè)方案進(jìn)行分析。各方案的特性見下表。

補(bǔ)水方案特性分析表

根據(jù)入湖水量及湖水位情勢(shì)計(jì)算分析，流量與多年平均補(bǔ)水量呈線性增長(zhǎng)關(guān)系，基本上在可補(bǔ)水年份方案一至三流量均可滿補(bǔ)，因此水量對(duì)本次規(guī)劃確定的流量無(wú)制約性因素。通過(guò)兩湖水位分析，方案一烏倫古湖多年平均入湖水量為8.0億m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量為2.45億m3，布倫托海多年平均入湖水量為5.55億m3。按年份分析，45年長(zhǎng)系列資料中有23年發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象;按月份分析，540月長(zhǎng)系列資料中有135月發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象，總倒灌水量為3.53億m3，其中最大倒灌水量發(fā)生在1981年，倒灌水量為0.44億m3。通過(guò)補(bǔ)水后，能夠盡可能恢復(fù)烏倫古河流域原有生態(tài)，保障洄游性魚類所需要的流量要求，縮小布倫托海湖水向吉力湖倒灌的現(xiàn)象。方案二烏倫古湖多年平均入湖水量為8.0億m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量為2.68億m3，布倫托海多年平均入湖水量為5.32億m3。按年份分析，45年長(zhǎng)系列資料中有23年發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象;按月份分析，540月長(zhǎng)系列資料中有137月發(fā)生了布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象，總倒灌水量為3.58億m3，其中最大倒灌水量發(fā)生在1996年，倒灌水量為0.45億m3。

由于增加引水流量對(duì)兩湖倒灌問(wèn)題沒有大的改善，且方案二和方案三的補(bǔ)水流量由于較大，有可能對(duì)上游水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)節(jié)運(yùn)行過(guò)程造成較大壓力，故本次規(guī)劃推薦方案一的20m3/s補(bǔ)水量。

5.2 規(guī)劃水平年入湖水量及湖水位情勢(shì)分析

通過(guò)調(diào)整上游水庫(kù)的運(yùn)行方案，可將上游水庫(kù)4～7月的部分棄水量通過(guò)調(diào)節(jié)下放來(lái)補(bǔ)充本次規(guī)劃新增的補(bǔ)水量，補(bǔ)水后烏倫古湖多年平均入湖水量為8.0億m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量為2.45億m3，布倫托海多年平均入湖水量為5.55億m3，540月長(zhǎng)系列資料中布倫托海向吉力湖倒灌現(xiàn)象從239月降低到135月，總倒灌水量從14.4億m3降低到3.53億m3，最大倒灌水量從1.4億m3降低到0.44億m3。

6 結(jié)語(yǔ)

補(bǔ)水后能夠盡可能恢復(fù)烏倫古河流域原有生態(tài)，保障洄游性魚類所需要的流量要求，顯著減少布倫托海湖水向吉力湖倒灌發(fā)生的時(shí)間和倒灌水量，使烏倫古湖和周邊生態(tài)系統(tǒng)有所好轉(zhuǎn)。