淺談墨玉縣總閘口斷面徑流計(jì)算

楊朝豐

（新疆和田地區(qū)墨玉縣水利局，新疆墨玉848100）

淺談墨玉縣總閘口斷面徑流計(jì)算

楊朝豐

（新疆和田地區(qū)墨玉縣水利局，新疆墨玉848100）

墨玉縣總閘口從喀拉喀什河引水，故而本文對(duì)與墨玉縣總閘口工程相似測(cè)站即喀拉喀什河烏魯瓦提站的長(zhǎng)期觀測(cè)資料進(jìn)行斷面徑流的設(shè)計(jì)計(jì)算。從喀拉喀什河樞紐墨玉縣引水之間有2個(gè)分水口，所以根據(jù)烏魯瓦提站徑流情況便可計(jì)算出墨玉縣總閘口不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配情況，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了修正，即進(jìn)行引洪閘閘址上游控制性節(jié)點(diǎn)斷面水位流量關(guān)系分析和復(fù)核計(jì)算，為同類型工程提供了一些借鑒。

斷面徑流；設(shè)計(jì)徑流；計(jì)算

引言

水閘工程一般由閘室、上游連接段和下游連接段3部分組成。新疆和田地區(qū)大中型水閘多數(shù)為20世紀(jì)90年代以前修建，由于歷史、資金、技術(shù)等原因，多數(shù)工程為“三邊工程”。本地區(qū)積極響應(yīng)黨和政府的要求，自2008年10月開始開展水閘安全鑒定工作，現(xiàn)已完成2座大型水閘、16座中型水閘的安全鑒定工作，仍在繼續(xù)推進(jìn)水閘安全鑒定工作。全地區(qū)統(tǒng)計(jì)有34座中型水閘，本次為墨玉縣的4座中型水閘進(jìn)行安全鑒定，4座水閘均為節(jié)制閘。

墨玉縣地處偏遠(yuǎn)，是國(guó)家及自治區(qū)重點(diǎn)貧困縣之一，其基礎(chǔ)設(shè)施落后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低下，遠(yuǎn)低于全疆的平均水平。工程區(qū)域所在的墨玉縣薩依巴格鄉(xiāng)，生態(tài)環(huán)境極其惡劣，主要以農(nóng)牧業(yè)為主，為少數(shù)民族聚居的地區(qū)，現(xiàn)狀少數(shù)民族人口占總?cè)藬?shù)的97%以上。本次水閘的鑒定工作，將推動(dòng)這些水閘除險(xiǎn)加固的實(shí)施，有利于改善灌區(qū)灌溉條件，促進(jìn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增加灌區(qū)農(nóng)民收入，激發(fā)農(nóng)牧民建設(shè)家園和熱愛祖國(guó)的熱情，對(duì)穩(wěn)定當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有積極意義。

1墨玉縣總閘口斷面徑流計(jì)算

1.1參證站徑流計(jì)算

本次徑流分析計(jì)算斷面為墨玉縣總閘口。墨玉縣總閘口計(jì)算斷面的設(shè)計(jì)徑流，系用推算的喀拉喀什河樞紐烏魯瓦提站設(shè)計(jì)徑流量減去各渠道最大引水流量150m3/s（包括皮墨墾區(qū)）后做為起算斷面，從而得到墨玉縣總閘口計(jì)算斷面的設(shè)計(jì)值。

參證站烏魯瓦提站設(shè)計(jì)徑流即為烏魯瓦提水庫(kù)入庫(kù)設(shè)計(jì)徑流。依據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》（SL278-2002），在采用矩陣對(duì)系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)估算的基礎(chǔ)上，再用適線選配P-Ⅲ型頻率曲線，對(duì)喀拉喀什河烏魯瓦提站1957～2008年52年實(shí)測(cè)年徑流系列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算過程如下：

式中：R—多年平均年徑流深，m；F—流域面積，m2；T—庫(kù)容，m3；Q平均—多年平均流量，m3/s。

計(jì)算出多年平均流量Q平均值后，查P-Ⅲ型曲線模比系數(shù)KP值表得到KP值，然后通過Qp=KpQ平均求得斷面設(shè)計(jì)年徑流量。

不同保證率設(shè)計(jì)年徑流成果見表1。

1.2喀拉喀什河樞紐斷面徑流計(jì)算

喀拉喀什河樞紐位于烏魯瓦提水庫(kù)下游，其來水過程受水庫(kù)調(diào)節(jié)影響。工程斷面設(shè)計(jì)徑流由烏魯瓦提水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算后演算。烏魯瓦提水庫(kù)運(yùn)行方式為：汛期6～7月結(jié)合下游綜合用水要求，水庫(kù)維持在死水位1924.0m，泄洪排砂運(yùn)行，采用低水位運(yùn)行的方式：8月初開始蓄水，汛末8～9月水庫(kù)蓄至正常蓄水位1962.0m逐漸消落至死水位1924.0m；水庫(kù)以灌溉需水量結(jié)合發(fā)電，枯水期水庫(kù)下泄水量需保證發(fā)電量20m3/s。

表1烏魯瓦提水文站設(shè)計(jì)年徑流成果

喀拉喀什河樞紐斷面設(shè)計(jì)徑流由烏魯瓦提水庫(kù)出庫(kù)水量計(jì)算，區(qū)間河道水量損失按2006～2008年2站同期實(shí)測(cè)水量資料計(jì)算。根據(jù)2站實(shí)測(cè)資料分析計(jì)算，烏魯瓦提水庫(kù)至喀拉喀什河樞紐區(qū)間河段水量損失率約占水庫(kù)下泄水量的10%。其中個(gè)別月份水量損失率比較異常，達(dá)25%之多。本次根據(jù)下泄水量接近、損失率相對(duì)正常的月份，對(duì)水量損失率異常進(jìn)行了修正。

喀拉喀什河樞紐不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配由烏魯瓦提水庫(kù)不同保證率下泄水量及水量損失率計(jì)算，喀拉喀什河樞紐P=50%保證率設(shè)計(jì)年徑流為18.88億m3，P=75%保證率為16.44億m3。計(jì)算結(jié)果見表2。

表2喀拉喀什河樞紐不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配億m3

1.3墨玉縣總閘口斷面徑流計(jì)算

1.3.1墨玉縣總閘口從喀拉喀什河引水

墨玉縣總閘口在喀拉喀什河樞紐以下15km處，喀拉喀什河樞紐為墨玉縣、和田縣、皮墨墾區(qū)

分水樞紐，分配比為：墨玉縣為2/3，和田縣為1/3，從這個(gè)分配比例當(dāng)中抽調(diào)1億m3分給皮墨墾區(qū)。

墨玉縣引水渠設(shè)計(jì)引水流量為100m3/s，和田縣引水渠設(shè)計(jì)引水流量為50m3/s。從喀拉喀什河樞紐引水到墨玉縣總閘口之間有2個(gè)引水閘口，分別為引洪閘口，二號(hào)閘口。引洪閘口灌溉面積為8343.53hm2，二號(hào)閘口灌溉面積為499.3hm2。從2007～2009年引水情況見表3。

表3喀拉喀什河樞紐與墨玉總閘口之間2個(gè)閘口總引水量統(tǒng)計(jì)億m3

喀拉喀什河樞紐首先給皮墨墾區(qū)分水，然后將剩下的河道來水的2/3分給墨玉縣。經(jīng)計(jì)算，喀拉喀什河樞紐墨玉縣引水渠P=50%保證率設(shè)計(jì)年徑流為9.05億m3，P=75%保證率為7.89億m3。從喀拉喀什河樞紐墨玉縣引水之間有2個(gè)分水口，根據(jù)表3計(jì)算出墨玉縣總閘口不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配，見表4。

表4墨玉縣總閘口不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配億m3

1.3.2墨玉縣總閘口從河道可引水量

喀拉喀什河樞紐從河道來水量中首先給皮墨墾區(qū)分水，將剩下河道來水2/3的水量分給墨玉，1/3的水量分給和田縣，而且每年給下游塔里木河輸水。經(jīng)計(jì)算，喀拉喀什河樞紐P=50%保證率設(shè)計(jì)下泄年徑流為4.59億m3，P=75%保證率為4.32億m3。

從喀拉喀什河樞紐到墨玉縣總閘口河道引水處有15km，由表4及區(qū)間水量損失計(jì)算墨玉縣總閘口河道引水處不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配。經(jīng)計(jì)算，墨玉縣總閘口河道引水處P=50%的保證率設(shè)計(jì)徑流為4.45億m3，P=75%保證率為4.20億m3。

2計(jì)算結(jié)果的修正

在進(jìn)行了墨玉縣總閘口斷面徑流計(jì)算之后，應(yīng)進(jìn)行引洪閘閘址上游控制性節(jié)點(diǎn)斷面水位流量關(guān)系分析和復(fù)核計(jì)算。上游控制性節(jié)點(diǎn)斷面應(yīng)在閘前壅水區(qū)及整治段以外就近布設(shè)。對(duì)計(jì)算斷面水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，應(yīng)詳列大斷面勘測(cè)成果及大斷面圖，說明分析計(jì)算方法、公式、參數(shù)取用情況及依據(jù)或理由，以及采用水位基面情況。采用假定基面的，應(yīng)設(shè)置基本水準(zhǔn)點(diǎn)（BM點(diǎn)），說明該點(diǎn)具體位置、地理坐標(biāo)及特征標(biāo)志，以便設(shè)計(jì)運(yùn)用中進(jìn)行高程銜接。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀渠道高水水面線調(diào)查成果，對(duì)控制性節(jié)點(diǎn)斷面水位流量關(guān)系曲線計(jì)算成果進(jìn)行合理性分析和修正。

徑流分析計(jì)算是本水閘工程水文分析計(jì)算的核心內(nèi)容，在進(jìn)行了總閘口斷面徑流計(jì)算和引洪閘閘址上游控制性節(jié)點(diǎn)斷面水位流量關(guān)系分析和復(fù)核之后，還應(yīng)進(jìn)行以下方面的修正：

（1）應(yīng)以烏魯瓦提水文站為代表，對(duì)徑流樣本可靠性、一致性、代表性進(jìn)行詳細(xì)分析論證，詳列樣本“三性”分析論證方法、過程、技術(shù)圖表。烏魯瓦提水文站受烏魯瓦提水利樞紐影響存在徑流樣本一致性問題，應(yīng)做相應(yīng)技術(shù)處理。

（2）應(yīng)根據(jù)烏魯瓦提水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告成果，提出不同來水保證率水庫(kù)設(shè)計(jì)出庫(kù)年徑流及其年內(nèi)分配。

（3）應(yīng)在調(diào)查了解喀拉喀什河引水樞紐上游各控制性水利水電工程水量調(diào)度原則的基礎(chǔ)上，充分利用烏魯瓦提水文站、喀河渠首水文站實(shí)測(cè)徑流資料，多方案分析計(jì)算喀拉喀什河引水樞紐河道斷面設(shè)計(jì)來水工況下的設(shè)計(jì)年徑流量及其年內(nèi)分配。

（4）應(yīng)在調(diào)查了解喀拉喀什河引水樞紐水量調(diào)度原則的基礎(chǔ)上，明確提出總干渠引水閘設(shè)計(jì)來水工況及設(shè)計(jì)可引水量及其年內(nèi)分配。

（5）應(yīng)在調(diào)查了解墨玉縣總干渠引水閘水量調(diào)度原則的基礎(chǔ)上，基于水量平衡原理，演算推求阿其馬克閘口設(shè)計(jì)來水工況及設(shè)計(jì)可引水量及其年內(nèi)分配。

3結(jié)語(yǔ)

總之，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與徑流設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，不僅要充分考慮流域內(nèi)外是否有足夠的枯水量流量資料，而且要考慮相似區(qū)與相關(guān)區(qū)內(nèi)是否有具備長(zhǎng)期觀測(cè)資料的若干測(cè)站，如果有則必須將這些測(cè)站都考慮進(jìn)去，在墨玉縣總閘口斷面徑流設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，考慮到墨玉縣總閘口從喀拉喀什河引水的情況，所以根據(jù)喀河烏魯瓦提站徑流情況去計(jì)算墨玉縣總閘口不同保證率設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配情況。

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TV121

A

1008-1305（2016）03-0064-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.026

2016-04-01

楊朝豐（1976年—），男，工程師。