新疆無控制性調蓄工程渠首防洪措施探討

白西輝 崔師勝

（新疆水利廳金溝河流域管理處 新疆沙灣縣 832100）

1 流域概況

金溝河流域位于新疆塔城地區沙灣縣境內，地處天山山脈北支依連哈比爾尕山北麓西側，北望準噶爾盆地，東以瑪納斯河為鄰，西與巴音溝河相伴，地理位置介于東徑85o23′～85o52′、北緯44o11′～44o37′之間。流域面積2933km2。金溝河為冰川融雪型河流，多年平均徑流量3.08億m3，是北疆地區典型的山溪性河流。金溝河上游無控制性樞紐，河水受融雪及暴雨影響日流量變化大，是一條多泥沙河流。

2 金溝河水情變化特點

金溝河主要以冰雪融水、雨水混合補給為徑流主要來源，徑流年內分配很不均勻，變化較大。其分配不但與降水有關，而且與氣溫關系密切，全年徑流集中于高溫季節的6～9月。據統計，金溝河四季水量占年水量的比例分別為春季8.9%～10.7%，夏季67.1%～70.1%，秋季15.3%～15.4%，冬季5.7%～6.7%（見表1）。連續最大4個月水量占全年水量的74.9%～78.6%，實測最大洪峰流量564m3/s(2003年7月17日暴雨洪水)，多年平均洪峰流量106m3/s。不同頻率洪峰流量見表2。

表1 金溝河流域主要水文站年徑流年內分配表

表2 紅山頭水文站不同頻率洪峰流量表

3 洪水成因及特性

金溝河發源于天山北坡的科爾達拉河及阿爾下提溝。流域內洪水與天山北坡大多數以冰川與永久性積雪為補給源的河流洪水特性相似，洪水成因、洪水類型有著較為普遍的共性。金溝河洪水從成因上劃分，有冰川積雪消融成因洪水、暴雨成因洪水、積雪消融與暴雨混合成因洪水。因此，該流域洪水類型主要分三類：融雪型洪水、暴雨型洪水、混合型洪水。

3.1 融雪型洪水

金溝河融雪型洪水多發生于春、夏季，主要受到氣溫影響。該類洪水的特點是日變化明顯，一日一峰，峰不高，量也不大，過程變化比較平緩。從年氣溫的變化過程可以看出，7月最高，6～8月次之。由此分析，金溝河洪水成因以高溫期的冰川和永久性積雪消融為主，其他因素為輔。

3.2 暴雨型洪水

暴雨型洪水特征表現為：降雨強度大，洪水持續時間短，水勢突漲突落，洪峰高，但洪量不大。該類洪水的形成與降雨籠罩面積、走向及降雨強度等因素有密切關系。如2003年7月17日凌晨，金溝河發生暴雨洪水。據石河子水文水資源勘測局洪水調查小組調查分析，這場洪水由山區大面積、高強度、短歷時的降雨形成。紅山頭水文站斷面暴雨洪峰流量564m3/s。這場洪水從漲洪到消落僅僅持續了半個小時左右，洪峰高、洪量小，具有典型的暴雨洪水特征。

3.3 混合型洪水

混合型洪水為前兩類洪水的組合，此類洪水的形成一般是由于前期氣溫較高，流域內大量積雪融化，再加上大尺度的降雨天氣過程，就會在融雪洪水基礎上再疊加一個暴雨洪水。混合型洪水是金溝河歷年發生的洪水頻率最高的一類洪水。混合型洪水多發生于夏季，其特點是洪峰高、洪量大，歷時也較長。如1999年7～8月，由于持續多日的高溫和連續降雨，使金溝河流域遭受到歷史特大洪水的襲擊。7月17日以來，沙灣縣境內沿天山一帶主要河流相繼進入主汛期，7月19日，金溝河最高洪峰流量達到168m3/s，到8月2日，洪峰驟增至378m3/s。這次洪水的典型特征是：峰值大，持續時間長。300m3/s 的流量持續近3 個小時，200m3/s 的流量持續近8 個小時，超過100m3/s 的流量達4日。

4 防洪措施

采取合理的防洪措施，不僅可以減少洪水帶來的破壞性災害，還可以有效地利用洪水排砂減淤，達到有效利用洪水的目的。

4.1 工程措施

4.1.1 泄洪沖砂閘

泄洪沖砂閘設計流量 147m3/s，校核流量220m3/s，共5 孔，每孔凈寬5m。由于泥沙淤積，最大下泄流量僅為160m3/s。由于建筑物年久失修，沖砂閘定為IV 類閘，自治區防辦批復最大下泄流量為125m3/s，屬第一泄洪通道，在泄洪的同時還承擔著排砂的任務，為下次泄洪清除障礙。因此，在安全泄洪的同時，怎樣科學的進行運行尤顯重要。

4.1.2 泄洪閘

泄洪閘位于自潰壩處，由1988年建成的疊梁閘改建而成，2001年建成。設計流量103m3/s，校核流量174m3/s，共3 孔，每孔凈寬5m。目前最大安全下泄流量為74.27m3/s，屬第二泄洪通道，當沖砂閘不能滿足泄洪要求時開啟泄洪閘，不承擔排砂任務。

4.1.3 自潰壩

壩長67m，上部為8cm 厚c20 細礫砌筑預制板，高度為1m，下部為重力式漿砌石直墻。自潰壩后采用三排鉛絲籠作為防沖材料。2003年7月17日（洪峰流量564m3/s）、2010年7月17日（洪峰流量384m3/s）的兩次特大洪水，正是由于自潰壩及時潰壩，才保證了整個引水樞紐的安全。

4.1.4 進水閘

設計流量35m3/s，校核流量45m3/s，共3 孔，每孔凈寬4m。在泄洪沖砂閘、泄洪閘飽和狀態而潰壩沒垮之前，進水閘強行分洪，洪水經 0#閘泄出。

4.1.5 及時疏通泄洪設施

在閘門運行實際操作中，由于泥沙主要排入泄洪一孔所屬的泄洪道，每年大量的泥沙就會淤積在此，造成泄洪道河床抬高。為了確保泄洪道工程的穩固暢通，閘管處在每年的4～10月會有計劃的安排機械進行防洪堤工程尾部的疏通清淤，確保泄洪道的安全暢通。

4.1.6 防洪堤加高加固

2011年對防洪堤進行了加高加固，取得了很好的效果。以前由于資金缺乏等原因，防洪堤一直都是薄弱環節，特別是2010年7月11日384m3/s 瞬時洪峰之后，防洪通道高程大幅降低，防洪堤問題暴露明顯，一個多月出現大小問題6次，不得不24 小時派人值班。2011年防洪堤加高加固之后，再沒有出現任何問題。

4.2 非工程措施

4.2.1 信息化建設初現成效

（1）完成了通信系統的更新改造。共計鋪設通信光纜41 公里，完成1 處局端及15 處遠端設備的安裝，更換了已運行近10年的無線轉有線電話交換系統，確保防洪調度中心能夠及時準確的收集各種數據，為領導的決策提供了有力的依據。

（2）遙測雨量站。利用太陽能發電，把野外的降雨情況自動記錄，并轉化為數字信號，通過無線傳輸系統傳輸到中心。無需人員守候，操作方便、準確無誤、安全快捷。目前已建了4 個雨量站，即鹿角灣、博爾通古、渠首站等四個覆蓋整個匯流口的全方位雨量監測系統。調度中心及渠首站通過分析上游四個主要集雨區（八家戶、鹿角灣、博爾通古、渠首站）各個雨量站傳輸的數據，掌握上游降雨情況，估計匯流大小，增強了預測預判能力，即可采取與之相應的防洪措施。

（3）視頻監測站。所有監控攝像點都采用高清晰彩色黑白互轉式攝像機，保證系統在白天和夜晚都能進行監視。保證了工程的安全高效運行，減輕了值班人員的工作強度。2010～2011年陸續在在自潰壩上游200 米東喇叭口處、自潰壩上游大板溝 2.5km 處安裝了監控攝像頭等多級洪水早期預警系統，進行24 小時實時監控。2011年6月23日15 時30 分金溝河渠首發生了120m3/s 的洪水，由于在值班室的監控視頻上，發現東喇叭口處洪水漲勢很快的跡象，為洪水順利及時下泄贏得了8～10 分鐘的寶貴時間。

（4）洪水預報系統。洪水預報系統可快速、準確地收集、存儲和處理水情、雨情，通過各種專業數學模型進行洪水預報和河道洪水演進，從而及時、準確地作出洪水流量過程的預報，提高了洪水預報的時效性和精確度。目前此系統正在試運行之中。

4.2.2 水情預報和氣象預報相結合

金溝河流域管理處和石河子水文局、沙灣氣象站簽訂合同，石河子水文局八家戶水文站（離渠首站60km）在洪水期（6～8月）每日報20 時、22 時、24 時流量，遇到變化大的流量時加報，出現雨情時加報雨情。調度中心根據所報流量可以大致計算出渠首站的來水量。沙灣氣象局負責全年氣候預測，每季度氣象分析，特殊氣象預報。在洪水期每日除報氣象外還加報零度層、3000m、5500m 高空氣溫，為分析來水量提供有力的依據。

4.2.3 看云識天氣

由于山區的特殊地形，天氣預報只能進行大范圍的預報。在實際的工作中，我們養成了看天氣的習慣。看云層的方向、厚度，看云層離我們的遠近，從而判斷雨量的大小，進而判斷來水量，起到了很重要的作用。

4.2.4 加強培訓，科學運行

渠首防洪設施的日常運行，直接關系到防洪的成敗。由于金溝河是多泥沙河流，如果運行不當，很容易造成泥沙淤積，直接影響泄洪通道的暢通。所以我們請處里的業務骨干給職工進行業務培訓，在每周的班會上大家各抒己見，共同提高運行水平。目前我們有一支高素質職工隊伍，為渠首樞紐的運行起到了重要的作用。

4.2.5 開展防洪演練

近10年來，每年開展一次防洪演練，提高全站人員抗洪搶險意識，熟悉各崗位工作人員的工作內容，提高全站人員在洪水到來時的協調、協作能力及對大洪水處置能力，提高后勤保障人員的后勤保障能力，以及洪水到來時同抗洪人員的協作配合能力。從近幾年的運行情況來看，效果十分明顯。

4.2.6 加強防洪意識教育

通過防洪意識思想教育，樹立一個適合本單位實際情況的理念指導防洪。金溝河渠首牢固樹立“人等洪水”的防洪理念，“寧可白等10 次，不能錯過1 次”的決心。金溝河渠首從2002年之后所有的暴雨型洪水都是在防洪人員的等候下處置的，效果十分明顯。

5 結束語

經過多年的運行，金溝河渠首站摸索出了一條適合自己的防洪經驗，但仍存在不少的問題。如一遇到下雨天，全站人員就要全部到值班室待命。由于沒有控制性工程，我們必須執行24 小時3 人值班，對人員的素質要求高。目前我們的技術骨干工作都在15年以上，換崗愿望比較迫切。因此，建設控制性工程才能從根本上解決這一問題。

1 孫顯忠.金溝河引水渠首防洪措施探索.黑龍江水利科技.2011，(2).

2 肖冰潔.淺議金溝河引水樞紐的防洪措施.廣東水利水電.2011，(10).