新疆葉爾羌河新形勢下防洪減災(zāi)體系研究

馬蘇文

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 河流概況

葉爾羌河發(fā)源于喀喇昆侖山北脈冰川，是塔里木河流域主要源流之一，河流全長1281km，流域總面積為8.58萬km2，多年平均年徑流量66.06億m3，從徑流規(guī)?？词侨?大河。葉爾羌河涉及喀什地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、阿克蘇地區(qū)及兵團三師等多個行政單位。

葉爾羌河地形由南向東北急劇傾斜，喀群以上為昆侖山、喀喇昆侖山山區(qū)為主的徑流形成區(qū)，喀群以下為徑流散失區(qū)。根據(jù)河流特性，可將葉爾羌河干流劃分為3段，自上而下分別為葉爾羌河山區(qū)段(河源至喀群渠首河段)，河長約576km；葉爾羌河中游灌區(qū)段(喀群渠首至艾里克塔木渠首河段)，河長約325km；葉爾羌河下游荒漠區(qū)段(艾里克塔木渠首以下河段)，河長約380km。防洪保護對象主要集中在葉爾羌河中游灌區(qū)河段。葉爾羌河徑流組成以冰川消融為主要補給源，其它還包括少部分泉水和低山區(qū)季節(jié)性積雪、降雨補給，徑流年際變化幅度不大，徑流年內(nèi)變化十分劇烈，含沙量較高[1- 3]。

2 葉爾羌河洪水特點及防洪形勢

葉爾羌河地處歐亞大陸腹地，呈典型的干旱大陸性氣候，其主要特點是：氣溫年內(nèi)變化較大，日變化較大，空氣干燥，日照長，蒸發(fā)強烈，降水量小。葉爾羌河由于其獨特的補給特性造成其徑流年內(nèi)變化十分劇烈，葉爾羌河六、七、八月共3個月水量占全年總水量的65%以上，河流年內(nèi)分配極不均。葉爾羌河并存冰雪消融型洪水、冰川“潰壩型”洪水、暴雨型洪水、混合型洪水4種不同類型的洪水，汛期經(jīng)常發(fā)生暴雨洪水、融雪和暴雨疊加的混合型洪水及冰川堰塞湖潰決型洪水，洪水峰高流急，破壞性極大。葉爾羌河是新疆境內(nèi)洪峰流量最大的河流，洪災(zāi)發(fā)生頻率大，而且災(zāi)情嚴重，是重點災(zāi)害性河流[4- 6]。

3 防洪保護對象及防洪標準

3.1 防洪范圍

葉爾羌河干流灌區(qū)主要分布在喀群渠首至艾里克塔木渠首河段，河道長325km，因此以該河段為主要治理河段。艾里克塔木渠首以下部分河岸分布居民點和耕地，由于下游河道屬于游蕩性河道，對河岸淘刷嚴重，直接影響河岸居民點和耕地的防洪安全，因此艾里克塔木以下河段僅針對防洪保護河段進行防洪治理。

3.2 防洪保護對象

葉尓羌河干流沿線分布有眾多防洪保護對象，按照防洪保護能力可劃分為自保的防洪保護對象和無自保能力的防洪保護對象。葉尓羌河沿線分布的工礦企業(yè)、公路、鐵路、水利工程等均為防洪自保保護對象。無自保能力的防洪保護對象主要為沿線分布的城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、居民點及耕地，是河流防洪總體布局需關(guān)注的內(nèi)容。

針對無自保能力防洪保護對象按照保護的重要性，可劃分為重點保護對象和一般保護對象。其中葉尓羌河沿線分布有莎車縣、澤普縣、麥蓋提縣、巴楚縣及第三師圖木舒克市等主要縣城，是葉尓羌河干流重點保護對象；沿河分布的鄉(xiāng)村居民點和耕地為一般保護對象。

3.3 防洪標準

通過對葉尓羌河防洪保護對象進行分析，選擇重點防護保護對象防洪標準為50年一遇，一般保護對象防洪標準為20年一遇。

4 現(xiàn)狀防洪能力分析

為有效緩解葉尓羌河防洪壓力，近年來陸續(xù)興建了山區(qū)控制性工程和一大批河道防洪工程，極大地減少了洪災(zāi)損失和防洪投入，減輕了河道沿岸居民的防洪壓力，為提高沿岸居民生活質(zhì)量起到了巨大的推動作用。

葉尓羌河興建山區(qū)控制性工程主要包括干流阿爾塔什水利樞紐和支流塔什庫爾干河上的下坂地水利樞紐。其中阿爾塔什是葉尓羌河干流控制性水利樞紐工程，在保證向塔里木河干流生態(tài)供水目標的前提下，承擔(dān)防洪、灌溉、發(fā)電等綜合利用，工程已基本建成，初步發(fā)揮綜合利用任務(wù)；下坂地位于支流塔什庫爾干河上，工程開發(fā)任務(wù)以生態(tài)補水及春旱供水為主，結(jié)合發(fā)電，具有不完全多年調(diào)節(jié)能力，通過水庫削峰滯洪，對緩解下游防洪風(fēng)險發(fā)揮了重要作用。此外，為有效保障下游防洪保護對象防洪安全，2016—2018年針對葉爾羌河干流分期實施了79段河道防洪工程，建設(shè)長度約350km，以堤防和護岸工程為主，工程投資約43億元。截至目前葉尓羌河已基本形成“堤庫結(jié)合”的防洪工程總體布局，大大提高了河道防洪能力。

5 新形勢下的葉爾羌河防洪減災(zāi)體系研究

5.1 流域面臨的新形勢

5.1.1氣候變暖，水資源不穩(wěn)定

近60年來，新疆區(qū)域氣溫和降水總體呈增加趨勢，每10年分別增加0.3℃和10mm，增速均高于全國。預(yù)計未來30年，不同溫室氣體排放強度情景下氣溫將會升高，降水將繼續(xù)增加，并且隨著溫室氣體排放強度的加大，氣溫升高、降水增加的速率越大。冰川和積雪融水是葉尓羌河的主要補給來源，河川徑流總量增加趨勢的持續(xù)，取決于未來氣候變化及流域上游冰川融雪及降水的響應(yīng)；隨著冰川加劇退縮和較小冰川消失，冰雪融水短期內(nèi)會增加內(nèi)陸河河川徑流量，冰川融水對河川徑流的調(diào)節(jié)作用減弱，長期會增加河川徑流量的不確定性，加劇水資源的不穩(wěn)定性與供需矛盾。

5.1.2極端天氣頻發(fā)，河道洪峰和山洪風(fēng)險加劇

氣候變化和變異使降雨變化增大，將加大極端水文氣候事件發(fā)生的頻次和強度，引發(fā)超標準洪水。氣候變暖情況下冰川融化加快，短時期冰川湖水位迅速上漲，汛險陡增，甚至?xí)┌l(fā)山洪，山區(qū)洪水、泥石流發(fā)生頻率增大，也使小河小溝大洪水增多。同時春天融雪量和速度加快，可能產(chǎn)生春季洪水泛濫。在極端天氣影響下，河流洪峰流量呈現(xiàn)增大趨勢，大洪水、特大洪水發(fā)生次數(shù)增多，洪水年際變化增大。氣候變化引起的冰川融化、變化使得洪水峰、量變化增大，對防洪工程體系也提出更高要求。

5.1.3河道行洪是穩(wěn)定生態(tài)格局的重要保障

葉爾羌河作為塔里木河的主要源流之一，根據(jù)2001年6月國務(wù)院以“國函〔2001〕74號”文批復(fù)的《塔里木河近期綜合治理規(guī)劃報告》中對葉爾羌河流域下泄塔里木河干流生態(tài)水的要求，葉爾羌河在黑尼亞孜水文站斷面需向塔里木河輸水3.3億m3，相應(yīng)艾里克塔木斷面、喀群斷面下泄塔河生態(tài)水量分別為8.26億、9.71億m3。葉爾羌河作為重要的生態(tài)輸水通道，葉爾羌河針對兩岸有防洪保護對象的河段，不僅要保證防洪保護對象的防洪安全，還肩負著汛期向下游河道行洪，對下游河岸胡楊林進行淹灌，保障葉爾羌河綠色生態(tài)廊道的穩(wěn)定，即河道具有防洪安全和生態(tài)輸水的雙重任務(wù)，在“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)環(huán)境保護要求下，河道防洪和生態(tài)輸水的雙重作用需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

5.1.4防洪薄弱環(huán)節(jié)問題突顯

隨著流域水土資源的開發(fā)，流域水利工程、涉河、跨河、臨河建筑物已形成一定規(guī)模。部分建設(shè)年代較為久遠的工程，在多年運行情況下出現(xiàn)了防洪能力不足、運行安全不滿足要求等問題，形成了防洪的薄弱環(huán)節(jié)，對下游防洪保護對象產(chǎn)生了一定的防洪風(fēng)險。此外部分涉河、跨河、臨河建筑物在建設(shè)工程未充分考慮河道行洪安全，限制了河道行洪斷面，產(chǎn)生一定的阻隔，形成行洪通道薄弱點。

5.2 新形勢下的防洪減災(zāi)體系

針對葉爾羌河面臨新形勢，按照“補短板、提標準、消隱患、強監(jiān)管”的要求，在已有防洪工程體系的基礎(chǔ)上，形成針對以有“堤庫結(jié)合”總體布局補齊防汛短板為重點，以提質(zhì)升級和標準提升為核心，以消除薄弱環(huán)節(jié)和風(fēng)險隱患為關(guān)鍵，完善防洪減災(zāi)工程體系，即形成“山區(qū)庫蓄+城鄉(xiāng)設(shè)防+消除隱患”的防洪工程體系布局；以強化監(jiān)測預(yù)警為基礎(chǔ)，河道行洪空間管控為支撐，防洪風(fēng)險控制為保障，構(gòu)建防洪減災(zāi)非工程體系，即形成“監(jiān)測預(yù)警+空間管理+風(fēng)險控制”的防洪工程體系布局；著力打造葉爾羌河安全型、生態(tài)型河流水系，構(gòu)建“工程措施+非工程措施”相結(jié)合的防洪減災(zāi)安全保障體系[7- 10]，全面提升葉爾羌河防洪減災(zāi)能力。

5.2.1山區(qū)庫蓄

以葉爾羌河已建下坂地和阿爾塔什水利樞紐工程為依托，充分發(fā)揮水庫防洪功能，削減天然洪峰，以下游河道不同防洪保護對象安全泄量進行下泄，與下游河道防洪工程聯(lián)合運行，共同滿足河道防洪保護對象防洪安全。

5.2.2城鄉(xiāng)設(shè)防

結(jié)合葉爾羌河重點城鎮(zhèn)和一般鄉(xiāng)村的防洪保護對象，按照上游山區(qū)水庫調(diào)蓄后相應(yīng)標準洪峰流量修建河道防洪工程，滿足防洪河道防洪按照過洪能力。針對葉爾羌河大部分屬于游蕩性的沙質(zhì)河床，洪水特點是洪峰高量不大，但流速快，嚴重沖刷河岸，極易成災(zāi)的特點，以護岸為主的工程措施，固定河岸，穩(wěn)定河道行洪空間。針對不同河段防洪保護要求的差異性，河流出山口河段以防治河岸淘刷為主，以護岸工程為主進行治理；平原區(qū)河段以淹沒和淘刷治理為主，需因地制宜，采用“堤防+護岸”的生態(tài)型防護型式。

5.2.3消除隱患

葉爾羌河灌區(qū)歷史悠久，形成了相對較為完善的灌區(qū)供水體系。灌區(qū)內(nèi)部分水庫、水閘、河道防洪工程建設(shè)時間早，存在防洪標準低，建筑物老化、水毀嚴重、機電設(shè)備陳舊等諸多問題，工程安全隱患突出，嚴重威脅下游人民生命財產(chǎn)安全。病險水庫、水閘和不達標防洪工程，嚴重制約著農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟的發(fā)展，并對灌區(qū)防洪造成應(yīng)對防洪分析，亟待除險加固，以確保其安全和正常運用，對提高區(qū)域防洪能力和生產(chǎn)能力，促進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

5.2.4監(jiān)測預(yù)警

對葉爾羌河現(xiàn)有國家基本水文站完善標準化建設(shè)，通過設(shè)施改造和現(xiàn)代化儀器設(shè)備配置，實現(xiàn)水文測報能力提檔升級。完善山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)，與自治區(qū)系統(tǒng)相銜接，建立區(qū)域暴雨頻率圖、山洪頻率圖、山洪淹沒圖、山洪風(fēng)險圖共享應(yīng)用。基于已有水文、氣象站點的實測資料，開展葉爾羌河進行中長期水文預(yù)報方案及預(yù)報模型開發(fā)，包含預(yù)報方案的編制，預(yù)報模型構(gòu)建、適用性研究、參數(shù)率定、平臺構(gòu)建等工作，實現(xiàn)水文、氣象資料的統(tǒng)計、實時洪水預(yù)報預(yù)警、水文、氣象數(shù)據(jù)聯(lián)動等功能。預(yù)報系統(tǒng)主要功能包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理、預(yù)報方案構(gòu)建、洪水作業(yè)預(yù)報、模型參數(shù)率定、人機交互分析、預(yù)報精度評定、系統(tǒng)管理等。

5.2.5空間管理

完善流域以防洪減災(zāi)體系為重點，控制性樞紐、堤防、河道治理、蓄滯洪區(qū)、分洪等防洪工程布局為基礎(chǔ)，對工程體系空間布局進行劃定，針對規(guī)劃工程需考慮工程建設(shè)預(yù)留用地并劃定空間管理范圍，提出保障防洪體系工程安全可靠、功能正常發(fā)揮條件下的管控措施和保護要求，形成工程安全運行評價及管理體系、涉水工程洪水影響評價制度，構(gòu)建河道行蓄洪空間管控體系，保障河道防洪安全。

全面開展葉爾羌河防洪保護區(qū)及風(fēng)險區(qū)劃定工作，加大洪水風(fēng)險圖應(yīng)用的宣傳力度，通過洪水風(fēng)險圖把防洪、避洪、風(fēng)險和減災(zāi)意識傳播到各行各業(yè)、千家萬戶，提升全社會洪水風(fēng)險和防災(zāi)減災(zāi)意識，努力為經(jīng)濟社會發(fā)展提供安全保障。

5.2.6風(fēng)險控制

在對水庫開展汛期調(diào)度及設(shè)計校核洪水情況下水庫調(diào)度方案研究的基礎(chǔ)上，制定水庫聯(lián)合調(diào)度規(guī)則，提出超標準洪水防御方案，加強實時精準調(diào)度，提高水庫風(fēng)險管理能力，降低洪水風(fēng)險。建立完善應(yīng)急管理體系，避免或減少洪水災(zāi)害可能造成生命和財產(chǎn)損失，提高社會、公眾及行政(管理)單位應(yīng)對突發(fā)洪水災(zāi)害事件能力。進一步完善葉爾羌河涉及市、縣、鄉(xiāng)、村的應(yīng)急管理體系，確定應(yīng)急響應(yīng)級別、劃定洪水應(yīng)急避難場所，制定應(yīng)急轉(zhuǎn)移路線和撤退方案。

6 結(jié)語

葉尓羌河是新疆南疆重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟帶，作為塔里木河重要源流之一，對維護新疆南疆高質(zhì)量發(fā)展和永續(xù)發(fā)展具有重要意義。葉爾羌河洪水問題突出，有效保障河流防洪安全是維持流域社會穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文在葉爾羌河初步形成“堤庫結(jié)合”工程總體布局的基礎(chǔ)上，結(jié)合流域面臨的洪水災(zāi)害頻發(fā)、防洪薄弱環(huán)節(jié)突出等新形勢，提出建立“山區(qū)庫蓄+城鄉(xiāng)設(shè)防+消除隱患”的防洪工程體系布局和“監(jiān)測預(yù)警+空間管理+風(fēng)險控制”的防洪非工程體系布局，形成流域防洪減災(zāi)總體布局，為提高流域防洪安全保障提供理論借鑒。