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，故而本文對與墨玉縣總閘口工程相似測站即喀拉喀什河烏魯瓦提站的長期觀測資料進(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)家園和熱愛祖國的熱情，對穩(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入庫設(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，對喀拉喀什河烏魯瓦提站1957～2008年52年實(shí)測年徑流系列進(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下游，其來水過程受水庫調(diào)節(jié)影響。工程斷面設(shè)計(jì)徑流由烏魯瓦提水庫調(diào)節(jié)計(jì)算后演算。烏魯瓦提水庫運(yùn)行方式為：汛期6～7月結(jié)合下游綜合用水要求，水庫維持在死水位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月水庫蓄至正常蓄水位1962.0m逐漸消落至死水位1924.0m；水庫以灌溉需水量結(jié)合發(fā)電，枯水期水庫下泄水量需保證發(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出庫水量計(jì)算，區(qū)間河道水量損失按2006～2008年2站同期實(shí)測水量資料計(jì)算。根據(jù)2站實(shí)測資料分析計(jì)算，烏魯瓦提水庫至喀拉喀什河樞紐區(qū)間河段水量損失率約占水庫下泄水量的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、損失率相對正常的月份，對水量損失率異常進(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，二號閘口。引洪閘口灌溉面積為8343.53hm2，二號閘口灌溉面積為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設(shè)計(jì)出庫年徑流及其年內(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

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)是否有具備長期觀測資料的若干測站，如果有則必須將這些測站都考慮進(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。