金溝河引水樞紐防洪庫(kù)容的確定探討

李滿晶

(新疆金溝河流域管理局，新疆 沙灣 832100)

1 金溝河引水樞紐概況及防洪蓄泄原則

金溝河引水樞紐樞紐位于沙灣縣西南約28km的金溝河上，行政區(qū)劃隸屬于沙灣縣，地理坐標(biāo)為：E85°27′19″，N44°11′01″，從沙灣縣城至沙灣縣水泥廠6km為公路，從水泥廠至工程區(qū)22km為便道或引水渠道伴行路，交通較為方便。金溝河引水樞紐除險(xiǎn)加固工程主要承擔(dān)灌溉工程任務(wù)，灌區(qū)總土地面積7.73萬(wàn)hm2，控制灌溉面積3.53萬(wàn)hm2，是自治區(qū)糧食和棉花的主產(chǎn)區(qū)?，F(xiàn)狀引水樞紐工程位于金溝河中游河段出山口，始建于1959年，于1960年竣工投入運(yùn)行，是一個(gè)以灌溉為主的費(fèi)爾干式引水建筑物，正面引水，側(cè)面沖砂。工程現(xiàn)狀由進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘、泄洪閘、自潰壩、上游整治段組成。引水樞紐運(yùn)行已55a，工程已嚴(yán)重老化，防洪能力下降，工程存在嚴(yán)重的安全隱患，引水樞紐分別與1988年、2001年兩次進(jìn)行加高處理。

金溝河引水樞紐防洪蓄泄的原則主要包括以下4項(xiàng)：①當(dāng)沙灣縣洪水QM0.2%

2 金溝河引水樞紐防洪庫(kù)容的確定

《新疆金溝河流域規(guī)劃報(bào)告》和《新疆金溝河金溝河引水樞紐工程項(xiàng)目建議書(shū)》指出，金溝河流域應(yīng)該以防洪、發(fā)電、供水、灌溉為主，進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)與綜合治理。沙灣縣防洪防御可以提高到50a一遇的標(biāo)準(zhǔn)，而金溝河引水樞紐建成后防洪防御標(biāo)準(zhǔn)可以提高到1000a一遇，不同河段的防洪必須根據(jù)區(qū)域重要性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際水平分別確定。金溝河流域防洪體系的建設(shè)主要是在上游興建控制性的防洪樞紐工程，下游興建堤防，通過(guò)庫(kù)堤結(jié)合共同承擔(dān)起流域中下游防洪重任。金溝河引水樞紐是當(dāng)前金溝河流域唯一的控制性防洪工程，金溝河引水樞紐的興建應(yīng)結(jié)合上游準(zhǔn)備修建的紅山水庫(kù)(原設(shè)計(jì)庫(kù)容為 0.6200×108m3，現(xiàn)狀實(shí)測(cè)庫(kù)容為0.4758×108m3，季節(jié)性調(diào)節(jié)水庫(kù))，實(shí)現(xiàn)堤防的結(jié)合利用。

根據(jù)《新疆金溝河流域規(guī)劃報(bào)告》和《新疆金溝河金溝河引水樞紐工程項(xiàng)目建議書(shū)》，綜合分析流域防洪工程體系和典型年設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，在暫不考慮現(xiàn)階段洪水預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，按照上、下游和沙灣縣的水文情勢(shì)，采用金溝河引水樞紐防洪調(diào)度模式，經(jīng)反復(fù)調(diào)洪演算，所計(jì)算出的滿足下游防洪要求的金溝河引水樞紐防洪蓄泄規(guī)則詳見(jiàn)表1。

表1 金溝河引水樞紐防洪蓄泄規(guī)則

將金溝河引水樞紐調(diào)洪蓄泄量從紅山水庫(kù)壩址到沙灣縣劃分成5個(gè)河段，并運(yùn)用馬斯京干法持續(xù)向下游演進(jìn)，并通過(guò)將沙灣縣斷面總區(qū)間洪水進(jìn)行循時(shí)疊加從而得出金溝河引水樞紐攔洪蓄泄后沙灣縣斷面洪水流量過(guò)程，據(jù)此進(jìn)行金溝河引水樞紐防洪庫(kù)容的確定。

2.1 設(shè)計(jì)水平防洪庫(kù)容

從沙灣縣1965-2016年連續(xù)50a洪水系列實(shí)測(cè)資料中篩選10場(chǎng)對(duì)自治州造成嚴(yán)重災(zāi)害的洪水(流量>15800m3/s)過(guò)程為防洪庫(kù)容設(shè)計(jì)的典型，并運(yùn)用同倍比、同頻率、變時(shí)段同倍比等方法，將其擴(kuò)大為500a一遇和1000a一遇的洪水過(guò)程，按現(xiàn)有的防洪調(diào)蓄規(guī)則進(jìn)行擴(kuò)大后洪水過(guò)程線所對(duì)應(yīng)防洪庫(kù)容的確定，結(jié)果詳見(jiàn)表2[1]。

2.2 實(shí)際年防洪庫(kù)容

根據(jù)1965-2016年洪水系列實(shí)測(cè)資料，并結(jié)合金溝河引水樞紐調(diào)度規(guī)劃，在非主汛期嚴(yán)格按照調(diào)度規(guī)劃運(yùn)行，主汛期則按照防洪調(diào)蓄規(guī)則進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行。由此便可求得1965-2016年連續(xù)50a實(shí)測(cè)洪水系列，以1965年為代表年，該年沙灣縣15d洪量接近500a一遇，洪峰未達(dá)到500a一遇，金溝河引水樞紐壩址洪峰流量略>500a一遇，按照金溝河引水樞紐防洪任務(wù)的要求可以求得其防洪庫(kù)容為213×108m3。這一結(jié)果僅表示在水文系列周期重復(fù)情況下金溝河引水樞紐所需的防洪庫(kù)容，而無(wú)法代表設(shè)計(jì)水平[2]。

表2 設(shè)計(jì)洪水?dāng)U大后的防洪庫(kù)容

由上表結(jié)果可以看出，沙灣縣防洪標(biāo)準(zhǔn)為1000a一遇洪水，出于安全的考慮，金溝河引水樞紐防洪庫(kù)容應(yīng)為285×108m3。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，金溝河引水樞紐為完成沙灣縣及金溝河流域防洪任務(wù)，防洪庫(kù)容至少為285×108m3?？紤]到金溝河引水樞紐距離防洪對(duì)象——沙灣縣368km，洪水傳播時(shí)間約為55h，所以按照現(xiàn)階段金溝河引水樞紐防洪蓄泄規(guī)則操作難度較大，應(yīng)當(dāng)盡快建立以沙灣縣為中心的金溝河流域防洪自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)，盡快完善樞紐及金溝河流域預(yù)報(bào)警報(bào)系統(tǒng)。通過(guò)水利樞紐和流域自動(dòng)調(diào)度優(yōu)化充分發(fā)揮金溝河引水樞紐對(duì)金溝河流域洪水的調(diào)蓄作用，從而實(shí)現(xiàn)水利樞紐最佳綜合效益。