新疆寧家河流域下游洪水成因分析及防治措施

武國棟

(新疆石河子一四三團(tuán)水電公司，新疆 石河子832021)

1 寧家河概況

寧家河是瑪納斯河流域的一支較大支流，該河發(fā)源于天山北坡的依連哈比爾尕山的橋勒溝和吉臘薩依，最高點(diǎn)海拔4 631 m，水流由南向北流經(jīng)山區(qū)、沖洪積平原區(qū)。徑流補(bǔ)給以冰川消融為主，降水為輔。山區(qū)是徑流形成區(qū)，平原是徑流散失區(qū)。寧家河上游有5 條支流，其中最大的一條支流是水溝又稱紫泉河。

寧家河還有許多沖洪溝，較大的有駱駝溝、大西坪溝和三個(gè)泉子溝，位于寧家河左側(cè)，統(tǒng)稱寧家河西線河段。20 世紀(jì)50年代前，寧家河匯入瑪納斯河，最終流入尾閭瑪納斯湖。20 世紀(jì)50年代后，經(jīng)開發(fā)建設(shè)，寧家河水大部分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉。

寧家河和紫泉河上游，植被較為發(fā)育，森林以云杉為主，植被覆蓋率70% ～90%，河谷狹窄，兩岸陡峭，河床縱坡大，水流湍急，一遇暴雨，山洪暴發(fā)，陡漲陡落，歷時(shí)短暫。下游三個(gè)泉子、大西坪溝、野駱駝溝發(fā)源于寧家河出山口左側(cè)的低山地區(qū)，表層覆蓋第四系黃土及礫石，植被覆蓋率＜50%，以低矮旱生作物為主。

寧家河屬冰雪融水及降水補(bǔ)給為主的河流，徑流的年內(nèi)分配極不均勻，其分配不但與降水有關(guān)，而且與熱量同步。

經(jīng)流域氣溫、降水關(guān)系密切，全年徑流量集中在高溫季節(jié)7—8月，寧家河流域東、西分別與瑪納斯河和金溝河為鄰，南與天山分水嶺界，北至兵團(tuán)農(nóng)八師143 團(tuán)，地理坐標(biāo)介于E85°27'～85°58'，N43°39'～44°13'。

寧家河河源至西干渠渠首站32.4 km，西干渠渠首以上集水面積254.29 km2，寧家河卡子灣攔洪壩水庫以上集水面積1 098 km2，其中山區(qū)面積700 km2，河流至卡子灣攔洪壩水庫78.76 km。

2 河流現(xiàn)狀

兵團(tuán)農(nóng)八師寧家河近期治理建設(shè)規(guī)劃范圍內(nèi)有寧家河(干流)、寧家河的支流紫泉河、三個(gè)泉子溝(牛圈子水庫以下稱牛圈子溝)、大西坪溝、野駱駝溝。

紫泉河位于寧家河右側(cè)，是寧家河最大的支流，最高點(diǎn)雪澇壩，由水溝(紫泉河上段稱為水溝)、二道溝(紅石溝)、人頭溝、黑溝在紫泥泉鎮(zhèn)匯聚而成。紫泉河下段稱為清水河，在寧家河出山口以上25.7 km處匯入寧家河干流。

寧家河出山口位于卡子灣攔洪壩水庫，出山口以下是寧家河中線河段，沿岸均為糧棉生產(chǎn)基地，中線河段末端匯入蘑菇湖水庫。

寧家河西線河段是位于其左側(cè)的野駱駝溝、大西坪溝和三個(gè)泉子溝。野駱駝溝和大西坪溝的洪水部分可以進(jìn)入獻(xiàn)禮水庫，部分自西流向東與三個(gè)泉子溝洪水匯合，進(jìn)入牛圈子溝，牛圈子溝末端與中線河段會(huì)合后，洪水匯入蘑菇湖水庫。

3 工程現(xiàn)狀

寧家河經(jīng)過40 多年的開發(fā)治理，已形成一定規(guī)模的水利工程引、蓄、輸、配水系統(tǒng)，寧家河水資源開發(fā)利用程度較高，但寧家河的水利工程，大多修建于80年代之前，受當(dāng)時(shí)條件的限制，工程標(biāo)準(zhǔn)低，配套不全。經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，受洪水、泥沙、冰凍等因素的破壞，工程老化和損壞已十分嚴(yán)重。

3.1 蓄水工程

在防洪區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有水庫6 座，分別是獻(xiàn)禮水庫、卡子灣攔洪壩水庫、卡子灣水庫、牛圈子水庫、大石碑水庫和四大灘水庫。

由于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，受洪水危害和泥沙淤積，這6座水庫均被鑒定為三類壩，屬于險(xiǎn)庫，目前完成了除險(xiǎn)加固。6 座水庫雖然完成除險(xiǎn)加固，但由于淤積嚴(yán)重，實(shí)際有效庫容約在500萬m3(設(shè)計(jì)總庫容1 558萬m3)。

3.2 堤防工程

在寧家河干流沿線，143 團(tuán)的村鎮(zhèn)和農(nóng)田基本處于不設(shè)防狀態(tài)。近幾年在南豐產(chǎn)渠南側(cè)修有臨時(shí)土堤10.3 km，攔截沖洪溝暴雨洪水，由于堤的臨水坡沒有護(hù)砌，一遇洪水就潰堤。工程是多次改建成的，實(shí)際設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到5 a一遇。

3.3 河道整治工程

為解決寧家河河道被擠占，洪水無出路問題，1986年在寧家河卡子灣水庫下游修建寧家河中線排洪通道11.7 km，設(shè)計(jì)流量50.5 m3/s，混凝土結(jié)構(gòu)。1993年3月下旬被春洪沖毀，以后又遭遇多次洪水襲擊，該排洪通道已完全被洪水沖毀。

4 防洪區(qū)域現(xiàn)狀

兵團(tuán)農(nóng)八師143 團(tuán)地處天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，其經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略地位非常重要。區(qū)域內(nèi)有西氣東輸天然氣管道、石油管線、歐亞光纜等重要能源通訊管線，有北疆的主要交通干線歐亞大陸橋—北疆鐵路、國道G312、烏奎高速公路、省道石南公路和石西公路。

區(qū)域洪水災(zāi)害頻繁，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，1985年3月下旬寧家河發(fā)生春洪，卡子灣水庫斷面洪峰流量133 m3/s，洪量2 203萬m3，G312 國道K4333 至K4339 段被洪水沖毀中斷交通8 d。

1993年7月23日紫泥泉發(fā)生暴雨山洪，92 戶民房倒塌，死亡3 人，直接經(jīng)濟(jì)損失1 408.9萬元。2002年7月6日，牛圈子溝最大流量60 m3/s，持續(xù)2 h，淹沒農(nóng)田104.6 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失237.9萬元。

2007年8月3日，牛圈子溝最大流量120 m3/s，淹沒農(nóng)田0.11萬hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失1 239萬元。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，從2003年到2008年6年中，寧家河流域共發(fā)生12 起洪澇災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)損失1.3 億元。

5 洪水災(zāi)害成因分析

寧家河洪水一般發(fā)生在春季和夏季。春季洪水以積雪消融洪水或積雪消融水與降水形成的混合洪水為主;夏季洪水主要是山區(qū)暴雨、高山冰川消融以及這兩種洪水遭遇后形成的混合型洪水。

5.1 季節(jié)積雪融水洪水

季節(jié)積雪融水洪水主要指中、低山帶的積雪隨著春季氣溫的迅速回升，形成融雪洪水。其洪水出現(xiàn)時(shí)間和規(guī)模取決于熱量條件、積雪厚度與面積等因素。其洪水過程主要有以下特征:

1)洪水大小與氣溫和前期中、低山區(qū)降水量有關(guān)。

2)洪水過程具有明顯的日變化特征。

3)洪峰流量小，時(shí)段洪量不小，且歷時(shí)較長。

5.2 暴雨洪水

暴雨洪水主要是區(qū)域內(nèi)持續(xù)性降水和局部地區(qū)暴雨發(fā)生時(shí)，當(dāng)雨強(qiáng)較大，流域超滲產(chǎn)流，就會(huì)形成暴雨洪水。暴雨是形成山洪的主要因素，新疆的暴雨歸納為2 類:

1)大尺度天氣系統(tǒng)形成的大范圍的暴雨，暴雨中心多落在山區(qū)，移動(dòng)慢，降雨歷時(shí)較長。

2)局部暴雨，一般發(fā)生在低山區(qū)、丘陵地帶或盆地邊緣，暴雨強(qiáng)度大，匯流速度較快。

寧家河位于天山北坡中段，是天山北坡暴雨的路經(jīng)點(diǎn)，一般由巴爾喀什湖附近的低壓分裂出來的短波在東移過程中受天山山脈阻擋由安集海鄉(xiāng)到博爾通古鄉(xiāng)經(jīng)過寧家河，在牛圈子附近經(jīng)石場以上的水溝到瑪納斯河流域的大小白楊溝一帶向東移去，通常在這個(gè)區(qū)域突降暴雨造成峰高量大的洪水。其洪水過程主要有以下特征:

1)暴雨洪水大多由局部暴雨形成。

2)暴雨洪水大多出現(xiàn)在夏季6—8月。

3)洪峰流量大，時(shí)段洪量小，來勢兇猛，洪水過程陡漲陡落。

4)挾沙量大，礦化度高。

5.3 混合型洪水

混合型洪水指季節(jié)積雪融水與暴雨洪水疊加而形成的洪水。混合型洪水因其組合不同而兼有前兩種洪水的特征。

危害最大的是春季融雪洪水與降水疊加而形成的春洪和夏季暴雨洪水。

6 存在主要問題

寧家河流域工程存在的問題主要包括5個(gè)方面:

1)寧家河上游山區(qū)無控制性水庫樞紐，寧家河出山口的卡子灣攔洪壩水庫和卡子灣水庫，竣工庫容500萬m3，水庫嚴(yán)重淤積，現(xiàn)實(shí)際庫容151萬m3，寧家河洪水不能調(diào)蓄，對(duì)下游造成極大的防洪壓力。

2)寧家河出山口下游的河道被村鎮(zhèn)和農(nóng)田擠占，洪水沒有出路。隨著寧家河兩岸經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展、河道自然條件的變化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、人口和工礦企業(yè)的增加，洪水對(duì)防洪對(duì)象造成極大威脅。

3)原有設(shè)計(jì)洪水系列較短，設(shè)計(jì)洪峰流量偏小，直接影響了工程規(guī)模。加之治理規(guī)劃區(qū)內(nèi)防洪工程修建已久，經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，老化和破損十分嚴(yán)重，受資金等多方面的原因，目前一些工程已是帶病運(yùn)行，部分已到了報(bào)廢的程度。

4)以往寧家河開發(fā)重水資源利用輕防洪，防洪工程又重建輕管，防洪工程屬公益性事業(yè)，沒有維修、管理經(jīng)費(fèi)，堤防工程被洪水沖毀后，因無資金不能及時(shí)修復(fù)，又成為新的隱患。

5)在河流的開發(fā)和防洪管理工作上還未形成統(tǒng)一的管理機(jī)構(gòu)。兵團(tuán)和地方雙方各自為政，防洪信息不能相互通報(bào)，造成不必要的損失;區(qū)域內(nèi)還未建成完整的防洪預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)不健全。

7 防治措施

防治措施可采用工程措施和非工程措施2 種辦法:

7.1 工程措施

一般包括修筑堤壩、整理河道、修建水庫、修建分洪區(qū)(或滯洪、蓄洪區(qū))等，河流中上游的植被保護(hù)、植樹種草等［1］。

工程措施具體包括3個(gè)方面:

1)治理要堅(jiān)持全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧、標(biāo)本兼治、綜合治理、興利除害結(jié)合，開發(fā)與保護(hù)并重，防洪與抗旱并舉。兵團(tuán)和地方要加強(qiáng)合作，共同協(xié)商制定流域內(nèi)的防洪規(guī)劃、工程建設(shè)與管理、信息化建設(shè)等;努力降低災(zāi)害損失。

2)要處理好資源開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，使防洪與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)，達(dá)到人與水和諧共處，人與自然和諧共處。在采取工程措施開發(fā)利用水資源，建設(shè)防洪工程控制洪水的同時(shí)，要規(guī)范人類活動(dòng)，避免不合理的土地開發(fā)利用和擠占河道的行為，要適應(yīng)自然保護(hù)、改善生態(tài)環(huán)境，以減少洪水發(fā)生和減輕洪水發(fā)生時(shí)的災(zāi)害。

3)防洪減災(zāi)要采取工程措施與非工程措施相結(jié)合，既要按規(guī)范規(guī)定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)修建工程，通過蓄、滯、泄、導(dǎo)等手段防治洪水;又要依靠非工程措施應(yīng)對(duì)洪水威脅、防治洪水［2］。

7.2 非工程措施

非工程措施主要包括4個(gè)方面:

1)在春季、夏季暴雨多發(fā)月份加強(qiáng)值班管理，保證洪水信息的溝通。

2)在春季、夏季加強(qiáng)對(duì)區(qū)域內(nèi)水利工程、防洪堤巡邏檢查，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)處理。

3)建立和完善各座水庫防洪應(yīng)急預(yù)案和管理應(yīng)急預(yù)案;制定和完善防洪預(yù)案。制定和完善防御洪水方案、水利工程調(diào)度方案和調(diào)度規(guī)程，完善蓄滯洪區(qū)、分洪區(qū)撤退預(yù)案。

4)加強(qiáng)水管人員業(yè)務(wù)技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)，建立洪水預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)。把實(shí)測或利用雷達(dá)遙感收集到的水文、氣象、降雨、洪水等數(shù)據(jù)，通過通訊系統(tǒng)傳遞到預(yù)報(bào)部門分析，或直接輸入微機(jī)進(jìn)行處理，作出洪水預(yù)報(bào)，提供具有一定預(yù)見期的洪水信息，必要時(shí)發(fā)出警報(bào)，以便提前為抗洪搶險(xiǎn)和居民撤離提供信息，以減少洪災(zāi)損失。提高對(duì)暴雨洪水預(yù)測能力。最大限度地減少災(zāi)害，保障人民和財(cái)產(chǎn)的生命安全。

［1］水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.GB50286—96 堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京:中國水利水電出版社，1998.

［2］長江水利委員會(huì)長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL252—2000水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)［S］. 北京:中國水利水電出版社，2000.