开都河大山口水文站“7·26”洪峰流量还原分析

□史秀英(巴音郭楞水文水资源勘测局)

一、引言

开都河大山口水文站“7·26”洪水，7月26日20时42分洪峰最高水位9.73m，其中从20时35分至20时42分水位涨率为5.30m/h，整个洪峰峰顶过程呈暴涨暴落的过程近似于溃坝型流量过程，与天然河道洪峰过程不符。洪水过后经调查了解，此次洪水过程是大山口电厂大坝水库蓄洪量逼近极限水位，为确保大坝安全紧急泄洪所致。

河道天然洪水过程是进行洪水分析计算时必需的水文资料，并且此次洪水是开都河有水文记载资料以来最大的一场洪水，对开都河水资源开发项目中洪水分析计算的影响程度很大，为今后开都河防洪规划和水资源开发等项目提供较准确的洪水实际变化过程，本次利用河道时段水量平衡原理进行分析计算，用最大洪峰流量调查成果和电厂大坝泄洪运行记录等资料对分析过程进行验证，模拟出开都河大山口水文站“7·26”洪水变化过程。

二、“7·26”洪水概况及洪水调查

开都河大山口水文站1999年7月26日18时06分，水位从7.85m(相应流量580m3/s)涨至20时42分最高水位9.73m（相应流量1870m3/s），其中从20时35分至20时42分，整个洪峰峰顶过程呈暴涨暴落的过程，洪峰峰顶持续时间不到5min,见图1。这与该河以前其他几次大洪水(相应洪峰流量＞800m3/s)洪峰过程极不相似(1991年以前，开都河大山口水文站上游无任何水利工程，河道监测断面来水属于天然河道水流过程)。

图1 开都河大山口水文站“7·26”洪水实测水位过程线图

据《大山口电厂通讯》中水工分厂的大坝泄洪运行记录，从7月26日18时水库水位陡涨下泄流量急速增大，到26日20时15分水位已达1406.70m，下泄流量1192m3/s、20时35分水位断续上涨接近极限水位1407.15m，这时电厂计算这段的瞬时来水量为1409m3/s、20时40分水位逼近1407.15m，泄洪闸闸顶开始溢流，为确保大坝安全而开启泄洪闸泄洪。

当时水面现象：18～19时河面漂浮物不多。19时48分至20时30分河面被漂浮物覆盖。据调查是大山口电厂的拦物桶断裂所致，电厂的职工说拦物桶断裂后影响正常运行。

洪水调查：2004年，巴音郭楞水文水资源勘测局在开都河大山口电厂大坝上游20km处，对该河1999年7月26日发生洪水的最大洪峰流量进行了调查，调查到该处1999年7月26日最大洪峰流量为1480m3/s。

三、“7·26”洪水过程还原分析

根据以上调查情况来看，大山口水文站“7·26”洪水时记录的洪峰流量过程有一定的人为因素影响，是一种蓄洪后急速开闸近似溃坝型洪峰过程，见图1。现根据大山口水文站7月26日记录的洪峰过程和调查了解数据情况，分析“7·26”洪峰天然型洪峰峰量和过程。首先根据大山口水文站20时00分至20时35分的自记水位的流量过程，对照大山口电厂水工推算来水量及下泄量情况，从20时00分至22时30分假设一个洪峰过程。

（一）假定从18时06分至20时00分为洪峰上涨段，20时00分至20时35分为洪峰顶持续段，20时35分至22时00分为洪峰下落段，22时00分后为不受人为影响的自然下落。见图2。

图2 开都河大山口水文站“7·26”洪水实测及还原的流量过程线图

（二）假设“7·26”洪水最大洪峰流量1520m3/s，持续时间20时00分至20时35分，计算这段时间假设的洪水量比实际洪量偏大45.86×104m3，而从20时35分至22时00分这段时间实际洪量比假定洪量偏大49.0×104m3(从20时35分假定1520m3/s落至22时00分的1280m3/s)假定洪量与实际洪量相近，本假定可行。

（三）将假设洪峰过程，按开都河大山口水文站1991年以前自然洪峰规律修订(见表1)，计算得假定洪峰时段(19时48分至20时35分)蓄洪量为56.388×104m3。实际洪峰时段比假定洪峰过程多泄洪量55.92×104m3(20时35分至22时00分)，假定洪量与实际洪量略相等。

（四）根据大山口电厂大坝水库特性：最大坝顶高程1407.000m防浪墙高程1408.000m。设计正常水位1405.000m，相应库容2850×104m3，校核水位 (P=0.1%)为1406.000m，相应库容3000×104m3。按当时电厂水工观测的水库水位和当时水库水情现象来判断开闸前坝前水位在1407.000m以上，1407.15m以下。也就是说20时00分至20时35分水为蓄积洪量在45.0×104m3和 67.5×104m3之间。

(五)用假设洪峰过程和实际洪峰的蓄洪量和超值泄洪量以及调查推算峰项段坝前蓄洪量分别为56.388×104m3，55.92×104m3以及45.0～67.5×104m3来判定，假设的洪峰峰顶过程成立。

（六）根据巴音郭楞水文水资源勘测局2004年在开都河大山口电厂大坝上游20km处，调查到该处1999年7月26日最大洪峰流量为1480m3/s，说明还原计算的最大洪峰流量1550m3/s是接近于河道实际天然洪峰流量。

因此，还原分析后“7·26”洪水自然情况下最大洪峰流量1550m3/s峰顶持续30min左右，还原洪峰过程见图2。

开都河大山口水文站“7·26”洪水洪峰过程还原计算法表

四、结语

开都河出山以上流域集水面积为18827km2，多年平均年径流量35×m3，是巴音郭楞蒙古自治州农牧业生产和主要灌溉水源之一。这关系着巴音郭楞蒙古自治州广大人民群众及各行各业的生存和发展。

开都河流域洪水危害频繁，洪水对下游和静、焉耆和博湖3个县、新疆生产建设兵团的3个团场和十几个乡镇的威胁很大，每年州人民政府和各级防洪抗旱部门都要投入大量的人力和物资，进行开都河流域防洪备战。因此，对于该河流域上洪水调控能力小的水力发电站，政府防洪部门应加强其安全度汛和防洪调度的管理工作，防止发生洪水溃坝等次生灾害；同时应建立健全洪水灾情的监测、预警系统，对于防灾、减灾，合理开发区域经济县有重要意义。

[1]崔宗培，徐乾清，吴以整.中国水利百科全书（第一卷～第四卷）[M].北京水利水电出版社，1996.

[2]胡汝骥.中国天山自然地理.北京 ：中国环境科学出版社[M].2004年9月第一版.