克孜尔水库防洪度汛调度运行方式分析

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　第 20 卷第 5 期 2014 年 5 月 水i f,0科技 与经济 W ater Conservancy Science and T echnology and E conomy V ol_2 O N o．5 M ay．，20 14 克 孜 尔 水 库 防 洪 度 汛 调 度 运 行 方 式 分 析 牛 群 (新疆克孜尔水库管理局 ，新疆 拜城 842313) [ 摘 要] 克孜 尔水库除险加 固工程 完工后 ，在防洪指标发 生变化情况下，结合 实际运行情况 对水库防洪度汛调度运行方式进行分析。结果显示 ，此调度运行 方式适合 水库的防洪和兴利 需要 ，同时也为水库防洪度 汛提供科学依据。

　[关键词] 分期洪水调度；调 洪演算；运行方式 ；克孜 尔水库 [ 中图分类号] TV 122 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1006 —7175(2014)05 —0052 —02 1 加 固后 水库概 况 克孜尔水库位于阿克苏地区拜城县境 内，是 目前塔 里木河水系渭干河流域上的一座以灌溉、防洪为主，兼有 水力发电、水产养殖和旅游等综合效益性的大型控制性 水 利 枢 纽 工 程。克 孜 尔 水 库 坝 址 以 上 流 域 面 积 17 000 km ，坝址处多年平均径流总量26．2 × 10 m ，多年 平均流量83．1 m ／s。水库运行 12 年后，从现场安全检查、 工程质量、防洪标准复核等方面进行综合评价 ，水库被鉴 定为三类坝。为解决水库出现的问题 ，确保克孜尔水库 安全运行，2009 年 5 月开始进行除险加固工程 ，2011年 5 月完工后工程规模为 I 等大( I ) 型工程，设计总库容为 7．25 × 10 m ，正 常高水 位 ( 1 149．6 m) 以下 的库 容为 4．28 X 10 m 。水库防洪标准：设计洪水标准为 500 年一 遇 ，洪峰流量7 210 m ／s，相应设计洪水位为1 152．72 m；

　校核洪水标准为5 000年一遇，洪峰流量1 1 156 m ／s，相应 校核洪 水位为 1 155。78 m。下 游 防洪 河道安全 泄量为 75 0 m ／s。

　除险加固后各项防洪指标发生变化，为 了能科学合 理地进行水库调度运行 ，同时最大限度地发挥水库在防 洪减灾、兴利除害方面的作用 ，本文将对克孜尔水库防洪 度汛调度方式进行确定分析 ，便于更好地指导水库 的防 洪度汛工作。

　2 流域基本情 况 渭干河流域位于新疆天山南麓中段 ，渭干河主源流 木 扎提河 沿 途接 纳 了发 源 于 哈尔 克他 乌 山 的卡 木 斯浪 河、台尔维其克河和卡拉苏河 3 条支流的来水，在木扎提 河控制站——托克逊水文站下游30 km处流入克孜尔水 库。渭干河另一支流黑孜河与卡拉苏河相邻，也发源于 哈尔克 他乌 山，直接 汇入 克孜 尔水 库。河 流 全长 约 452 km，流域总面积约72 420 km 。

　渭干河径流年内分配极不均匀，最大月径流约为最 [ 收稿日期] 2013 一l2 —09 [作者简介] 牛 群( 1985 一) ，男，甘肃武威人，助理工程师 一52 一 小月径流的5 倍 ，6 —9 月径流量占全年的58．8％，实测最 大流量1 840 m’／s( 1958 年) ，最小流量14．4 m ／s，最大 流量约为最小流量 的 128倍 。

　克孜尔水库坝址 以上 冰川面积 占总流域 面积 的 7．2％，为较典型的冰雪融水补给型河流。克孜尔水库水 文站多年平均年径流量为26．2 × 10 m ( 1961—2006 水文 年) ，径流年际变幅较小。渭干河干流 ，年最大洪水主要 发生在 7 —8 月，洪水成因主要是冰雪融水型和融水与暴 雨混合型洪水；支流黑孜河 ，则主要为暴雨型洪水。因此 ，

　克孜尔水库的入库洪水常兼有融水型洪水和暴雨型洪水 的特征 。

　3 克孜 尔水库 洪水调度运 用 3．1 水库洪水调度的任务和原则 1) 确保水库大坝设计标准和校核标准洪水的防洪 安全；承担下游河道设计标准内洪水的安全防洪。

　2) 在保证水库大坝安全 的前提下，按入库洪水标准 进行水库防洪调度 ，充分发挥防洪效益。

　3) 水库在初汛期的6 月下旬可将水库汛期限制水位 由1 144 m向1 142 m过渡 ，后汛期 8 月 21 日开始拦蓄部 分洪水 ，水库水位逐步向汛末限制水位1 14 4 ．0 m过渡。

　3．2 调洪泄洪原则与方式 为了有效利用洪水资源，最大限度发挥水库拦洪调 蓄功能 ，采用汛期分期设计洪水(6 —8 月)进行调洪计算 ，

　可充分利用初汛、汛末洪水相对较小的规律提高汛限水 位以缓解供需水矛盾 ；利用主汛期洪水较大的规律 ，在一 定程度上实现削峰调度、错峰调度、拦蓄洪水，达到减少、 减轻下游防洪压力与损失的目的。但各 阶段的调洪原则 仍按设计要求进行。

　1) 当洪水来临时，溢洪道、泄洪洞和发 电洞联合泄 洪，当库水位低于防洪高水位 ，并且入库流量小于安全泄 量750 m ／s时 ，来多少泄多少。

　2) 随着洪水 的增 大，当入库 流量大 于安全泄量

　牛 群 ：克孜尔水库防洪度汛调度运行方式分析 第 5 期 (750 m ／s) ，在库水位低于防洪高水位1 146．4 m时，按安 全 泄量750 m ／s下泄 。

　3) 随着入库洪水 的继续增加 ，库水位不断上升，当 库水位超过防洪高水位时，按泄洪建筑物泄流能力泄洪，

　下泄流量不受下游安全泄量的限制，但发电洞不再参与 泄洪 。

　3．3 水库分期洪水调度运行指标 1) 初汛期 ：6 月 1 日 一6 月 30 日，汛期 限制水位 1 144．0 m相应库容3．85 × 10 m 。

　2) 主汛期 ：7 月 1 日一8 月 20 日，汛期限制水位 ：

　1 142．0 m，相应库容3．18 ×10 m 。

　3) 后汛期 ：8 月21 日一9 月 10 日，水库拦蓄汛末部 分 洪 水 ，汛 期 限 制 水 位 为 1 144．0 m，相 应 库 容 3 ．85 × 10 。m。

　4 调洪演算分析 4．1 泄流演算 调洪计算洪水系列选用除险加 固后设计洪水系列 ，

　水位与库容关系曲线选用 2010 年 11 月由设计院提供的 水位库容关系曲线 ，选取起调水位根据动态汛限水位控 制采用两种不同的库水位，防洪高水位1 151．89 m，相应 库容4．61 × 10。m 。采用建筑物的泄流方式及计算公式进 行调洪演算。

　溢洪道全开时的过水能力计算公式 ：

　Q =M6o"B( 2g) n3 式 中 ：

　= 1；m =0．47 ；s =0．919。

　泄洪涵洞压力出流计算公式 ：

　Q = (2gH) 式中：／1, = 0．85；H 为孔 VI顶以上水深；B、h 分别为孔 口的 宽和高。

　1) 溢 洪 道：5 孑L，每 孔 净 宽 10 m，堰 顶 高 程 1 141．7 m，流量系数 m=0．47，侧收缩系数为 0．919，经水 工模型验证 。

　2) 泄洪涵洞：无压 2 孔，孔 口尺寸宽5．5 m，高6 m，

　进口底板高程1 117．0 m，流量系数为 0．85，经水工模型 验证 。

　3) 电站不参与泄洪。

　4．2 分期调度运行方式分析 根据泄洪涵洞和溢洪道的出流公式进行分期调洪演 算以后，便于了解可能发生洪水时的最高洪水位和水库 实际调洪能力。各期特征值表见表 1、表2、表 3。

　表 1 克孜尔水库初汛期(6 月 1 日一7 月9 日)调洪计算成果表 表2 克孜尔水库主汛期(7 月 10 日一8 月20 日)调洪计算成果表 表 3 克孜尔水库后汛期(8 月 21 日～9 月 10 日)调洪计算成果表 从以上成果表中分析 ，经调洪计算后 ，初汛期、主汛 期和后汛期分别从1 14 4 ．0、1 142．0、1 14 4 ．0 m起调入库 洪水 ，水库各挡水建筑物均满足安全度汛要求 ：①初汛期 如果 发 生 洪水 频率 P = 0．02％ 的设 计 洪水 ，水 库从 1 14 4 ．0 m起调 ，最大 下泄 流量 控 制 在下 游安 全 泄 量 750 m ／s，坝前可能达到的最高洪水位1 146．32 m，低于 防洪高水位1 151．89 m；②主汛期如果发生洪水频率 P = 0．02％的设计洪水，水库从1 142．0 in起调 ，根据调洪原则 进行调洪计算 ，坝前可能达到的最高洪水位1 155．07 m， 低于校核洪水位1 155．78 m，最大泄量为6 078．55 m。／s；

　③后汛期如果发生洪水频率 P =0．02％的设计校核洪水 ，

　水库从1 14 4 ．0 m起调，根据调洪原则进行调洪计算 ，坝前 可能达 到 的最 高洪水 位 1 14 4 ．48 m，低 于 防洪 高水位 1 151．89 m，最大泄量控制在下游安全泄量750 m ／s。

　5 调度运行情况总结 除险加固工程完工以后，2012 和 2013 年安全成功度 汛验证了新的度汛调度方式的合理性和正确性。汛期进 行动态调度运行方式，合理蓄泄 ，既有效利用了洪水资 源，增加水库蓄水量 ，又成功防洪度汛。在 2012 和 2013 年初汛和后汛期汛限水位抬高到1 144．0 m以后，分别增 加了蓄水量1．1 × 10 和1．3 × 10 m 。洪水调度方面，2012 年 8 月 2 日发生洪水洪峰流量为939 m ／s，超过 5 年一遇 ( 下转第57 页) 一53 —

　阿斯亚 · 阿布都客迪 尔，等 ：叶尔羌河流域水资源及水文特性 第 5 期 间 ，可以占到全年降水量的70％以上；每年中降水量最少 的月份在 11 —1月，降水只有 2％。叶尔羌河流域的降水 在不 同年份也会有很大的差异，降水最多时比降水最少 时要高出3 倍以上 ，海拔越高的地区年际变化越小。

　2．4 蒸 发 叶尔羌河流域非常干旱 ，每年的蒸发量都很大，每年 平均蒸发在 1 500 mm以上。蒸发变化情况和降水不 同， 在一般情况下 ，降水多的地区，蒸发不多；降水较少 的地 区，蒸发量大；在每一年的5 —8 月蒸发量最大。

　2．5 径 流 2．5．1 径 流 组成 叶尔羌河的水主要有 3 种来 源：① 山峰中的冰雪融 水；②岩石缝中的泉水；③雨水。所以，叶尔羌河的水质优 良，可以给人们提供丰富的生活用水。依据中国科学研 究院研究发现 ，叶尔羌河 的水量来 源分别 是 ：冰川 融水 占 总量的 64％，泉水 占总量 的 22％ ，雨水 占总量的 14％。

　在一年当中，夏季的水流最为丰富，经过测量得出，夏季 水流量占总量的 70％。所以可以得出，叶尔羌河的水主 要来 自于冰川融水。

　2．5．2 径 流 的年 内分 配和年 际变化 由于冰川具有丰富的藏水，不但可以调节叶尔羌河 的水流量，从而使叶尔羌河的水流量在不同年份当中比 较稳定。并且还可以看到，一年当中的融水受季节的影 响较大，在夏季供给的融水较多，流量最大的月份集 中在 6 —9 月，占全年总流量的80％以上；径流量最小的 3 个月 只能占到总流量的 5％；一年当中最为集中的两个月可以 占到全年径流量的 60％。所以可以看出，在一年当中，径 流量分配严重不均。因为雪水融化具有一定的调节作 用 ，所以径流在不 同年份间的变化不大。由于叶尔羌河 的水来源较多丰富多样 ，所以叶尔羌河在不 同的年份之 间没有太大的径流变化，但在一年当中变化较大 ，并且还 会有季节性洪水的危害。

　2．5．3 洪 水 叶尔羌河属于明显的内陆干旱河 流，是新疆地 区流 量较为丰富的河流，洪水期大概在每年的 5 —9 月之间。

　由于地形非常特殊 ，气候条件复杂多样 ，所以也具有不 同 类型的洪水 ：暴雨型、冰雪消融型、冰川溃坝型、混合型。

　暴雨型洪水一般都发生在每年的7 —8 月，具有明显的季 节性特征 ，这种类型的洪水历时时间较短 ，危害性不大。

　而冰雪消融洪水是 出现最多的洪水 ，出现这类洪水和气 温的变化具有紧密的关系，在一天当中也会有很大的变 化，这种洪水经历的时间较长，来势比较平缓。冰川溃坝 型洪水具有突然发生的特点，令人感到防不胜防，所 以具 有很大的危害性。通过研究 叶尔羌河的冰川洪水 ，危害 最为严重的洪水就是冰川湖突发洪水 ，在 1880 年发生过 一起最大的突发性洪水。这种洪水的暴发时间一般在 8 —9 月，但在冬季也会出现。根据研究资料显示，在过去 的 50 年 间 ，这类突发性洪水一共发 生过 18 次。

　3 结 论 通过上述研究资料可以看出，叶尔羌河的水量丰富，

　并且 可 以为人们 饮用 ，缺点是 在一 年 当中径流 变化太 明 显，丰水期和枯水期差别过大 ，季节分配过于鲜明，在每 年的春季径流量只有 6％，而夏季却占到总量的 70％，秋 季径流量可以占到总量的 18％。截止 目前为止，叶尔羌 河的上游地 区没有大型蓄水工程，所 以在春季农业灌溉 区不能得到充足的水量，很多土地无法耕种。但到了丰 水期 ，又由于水量过大，出现洪水，防洪设备较差 ，不能有 效阻挡洪水 的侵害，所以给农业灌溉区造成严重的洪涝 灾害，使大量的农作物遭到毁坏，水土沙漠化现象严重， 给农业灌溉区带来 了严重的经济损失。因此，希望能多 方筹措，解决春季缺水而夏季水害的现象，在叶尔羌河的 上游地区修建大型蓄水工程，使地表水得以有效控制，保 证农业灌溉区的农业生产正常发展。

　[ 参考文献] [ 1] 李平 ．新疆叶尔羌河流域水资源优化管理的初步研 究[J ]．内蒙古水利 ，2007(3) ：102 —104．

　[2] 牧振伟 ，赵涛，任江龙 ．新疆叶尔羌河中游河段水沙 运动的数值模拟[ J] ．水力发电，2008(3) ：28 —30．

　[3] 张玉平 ．阿尔塔什水库水资源配置节点模型探讨 [J ]．水利规划与设计 ，2009(3) ：13 —15 ，52． ( 编辑 ：杨 文 ) ( 上接 第 53 页) 洪水809 m ／s。“8．2” 洪水历时60 h( 1 日20 时至 4 日8 时) ，入 库 洪 水 总 量 为 1．11 × 10 m ，一 日洪 量 为 0．59 × 10。m 。超过入库警戒流量(700 m ／s) 以上的时间 长为7 h，洪水持续时间较长。在调度时由于“ 8．2” 洪水起 涨时库水位1 142．08 m( 8 月 1 日08 时) ，超汛限水位运 行，并且气象部门预测降雨天气过程持续时间较长 ( 1—6 日降雨明显) ，根据预报洪水持续时间，水库最终将下泄 流量最大控制在380 m ／s，成功拦蓄洪水0．4 × 10 m ，削 峰率达 59．5％。

　6 结 语 通过对除险加固后克孜尔水库度汛调度方式的分析 及运行后 的实践证明，目前的度汛运行方式有利于水库 的防洪和兴利。除险加固以后，在各项防洪指标发生变 化后，重新分析度汛调度运行方式，对水库以后防洪度汛 运行提供科学依据 ，同时也为其它病险水库完工后在确 定防洪度汛调度运行方式方面的分析提供借鉴。

　[ 参考文献] [ 1] 汪洋 ．新疆渭干河克孜尔水库除险加固工程初步设 计报告[R ]．乌鲁木齐 ：新疆水利水电勘测设计研究 院，2008．

　[2] GB／T 50587 —2010，水库调度设计规范[s ]．

　[3] 詹寿根 ．石虎塘航电枢纽工程洪水调度运行方式探 讨[J ] ．人民长江，2008(8) ：7 —8，44．

　( 编辑 ：杨 文) 一57 —

　淡然于心，从容于表

　在我们的人生里有许多无法预测的事情会发生，有些是好事，有些是不好的事，我们既无法控制也无力阻止，但随着时间的积累，你会发现在人生中发生的好事有时会变成不好的事，有些不好的事最后竟然是...