希尼尔水库运行调度方案设计

胡 平

(新疆塔里木河流域希尼尔水库管理处，新疆库尔勒 841000)

1 工程概况

希尼尔水库位于新疆尉犁县境内,是塔里木河流域近期综合治理工程之一。水库是从孔雀河第一分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水的注入式大(2)型平原水库。一期设计库容为 0.98×108m3，最大坝高 20m,相应设计水位为 913.6m，水面面积16.74km2，死库容为 0.1×108m3，死水位 905.8m，相应水面面积5.9km2。

希尼尔水库工程包括：主、付坝、引水闸、引水渠、放水闸、分水闸、放水渠及附属设施等。坝体为砂砾石均质坝,坝顶宽 6m，上游坝坡 1:2.5，下游坝坡1:2；坝体防渗采取斜铺复合膜(两布一膜)结构，其中膜厚0.75mm，无纺布规格为200g/m2；坝上游护坡设计为混凝土板(C30F300W8)护坡,板厚15～22cm。

库区地处欧亚大陆中部，属暖温带大陆性荒漠气侯。多年平均降水量53.3～62.7mm，多年平均蒸发量2273～2788mm，平均相对湿度为45%～47%，多年平均气温11.48℃。夏季炎热，极端最高气温达43.6℃，冬季寒冷少雪，1月份平均气温-9.4℃。全年以晴天为主，日照时间长，太阳幅射能量多，昼夜温差大。年日照时数3036.2h，大于 10℃的年积温 4000℃以上，无霜期 191d，最大冻土深度80cm。

2 径流分析

2.1 地表径流

希尼尔水库为平原注入式水库,水源为孔雀河，自 1983年博斯腾湖西泵站建成投产以来，利用博斯腾湖作为多年调节水库，孔雀河的来水基本实现了人为控制，水量稳定。正常年份孔雀河来水量年内分配非常均匀，多年平均来水量为 11.77×108m3(见表1)。

表1 孔雀河各月多年平均来水量(塔什店水文站)

东泵站建成后，东、西两座泵站联合运行，孔雀河水源基本上在人为控制之下，可以满足孔雀河流域的用水要求，而且在正常来水年可向塔里木河下游年输水4.5×108m3。

2.2 洪水

2.2.1 孔雀河洪水

孔雀河洪水主要由铁门关峡谷哈满沟的暴雨径流形成，根据巴州水文水资源局所作的洪水调查分析，哈满沟洪水频率见表2。

表2 哈满沟洪水频率

铁门关水库位于哈满沟下游，总库容 500×104m3，经多年的运行，目前水库总库容为 250×104m3，调洪库容为 160×104m3，水库对哈满沟暴雨洪水有一定的滞洪能力。

2.2.2 水库东北岸洪水

水库洪水主要来自水库东北部山体洪积水。根据量算，东北部山体及冲积平原集水面积约105km2，历史一次暴雨量最大为24mm，折算成洪水径流量为252×104m3，此时正值农业灌水高峰期，水库处于低水位运行，因此对水库安全运行没有影响。

3 灌区需水量

3.1 工程任务

希尼尔水库工程作为塔里木河近期综合治理规划项目-博斯腾湖输水工程的子项目，其主要任务如下。

(1)承担孔雀河向塔里木河下游生态输水的任务。随着塔里木河流域近期综合治理项目的启动，实施博湖通过孔雀河向塔河下游输水，极大的加大博湖扬水站、孔雀河、铁门关、石灰窑两级电站、库塔干渠总干渠、东干渠的压力，特别是将造成铁门关、石灰窑两级电站用水高峰大量弃水、减少出力，随着希尼尔水库建设将大大缓解以上矛盾，并成为开都河-孔雀河流域(简称：开-孔河流域)改善塔里木河流域生态向塔河下游输水工程中不可缺少的重要调蓄工程，为适时、适量向塔里木河下游输送生态水创造了条件，水库年调节水量也由原规划的2.2亿m3水增加到每年7.0亿m3水，承担着向塔河下游输水4.5亿m3的重要任务。

(2)对铁门关、石灰窑两级电站进行反调节，解决发电与灌溉、输水的矛盾，充分提高水资源的利用率,发挥水资源的综合效益。

(3)进行径流调节解决来水与灌溉用水之间的矛盾，为农业生产服务。灌溉调节库塔干渠西干渠和东干渠所控制近2.667万hm2农田。对孔雀河灌区因种植作物的单一性而造成灌溉复播用水是产生用水高峰进行控制，减轻孔雀河灌区各引水建筑物在规模、时间上的压力。

3.2 设计来水

以《孔雀河流域规划》确定的孔雀河来水量14.81×108m3作为孔雀河远期来水量(见表3)。

表3 孔雀河远期各月来水量

3.3 需水量计算

希尼尔水库是以灌溉为主的水库，应根据灌区作物种植结构和灌溉定额确定灌溉用水量，而对工业和其它用水量则根据现状情况进行估算。对于向下游绿色走廊输水则根据双方达成的协议严格按照流域规划和地方政府的承诺即：近期输水 1.5×108m3，远期在农二师在焉耆盆地开采1.0×108m3地下水的前提下向塔里木河下游输水2.5×108m3。

东干渠渠首取水量主要由：塔里木河下游灌区、塔里木河下游生态输水、阿克苏甫灌区输水以及东干渠两岸防护林用水几个方面来确定。

3.3.1 塔里木河下游灌区、生态输水规模

由孔雀河向塔里木河输水过程见表4，1、2月份输水量最大为6000×104m3，折合到日平均流量为24.8m3/s，方可满足塔里木河下游输水要求，计算起点为阿恰龙口，考虑到渠道的输水利用系数为0.94，则推算到东干渠进水口处引水流量为26.38m3/s。

根据《塔里木河流域近期综合治理规划报告》，规划向塔里木河下游年输水 4.5×108m3，此水量的计算点为阿恰龙口，考虑到渠道的输水利用系数为0.94，则推算到东干渠引水口(希尼尔水库)处引水量 4.79×108m3。

3.3.2 阿克苏甫灌区输水规模

阿克苏甫灌区位于孔雀河下游，行政区域属尉犁县阿克苏甫乡，全灌区现有灌溉面积为1×104hm2,由阿克苏甫水库灌溉,由于该水库位于河道下游，受地形的限制，灌区灌溉基本为扬水灌溉，且水库为平原水库,蒸发、渗漏损失大，水利用率不高。希尼尔水库建成后将废弃阿克苏甫水库,灌区改由东干渠灌溉，不增加灌溉面积。对本灌区规划设计根据《博斯腾灌区续建配套与节水改造规划》进行，渠道设计流量3.5m3/s，加大流量4.2m3/s，灌区需水过程见表5。

表4 塔里木河下游灌区及生态需水过程表（单位：104m3 ）

表5 阿克苏甫灌区需水过程表（单位：104m3）

3.3.3 东干渠两岸防护林用水需求

由于渠道途经地区大多数属荒漠地段和连片沙丘的风蚀地带，土地松软，植被稀疏，生态脆弱，渠道施工后将会破坏沿途荒漠植被，渠道建成后风沙侵蚀，危及渠道的安全运行，为此规划渠道沿线种植防护林，布置于渠段9+000～13+000、18+000～27+000、33+400～35+000,长度为 14.6km，渠道每侧宽度为 50m,面积为 146hm2，采用沟灌。在渠道10+000、25+000处两侧分别设分水闸用于防护林的灌溉。

根据渠道沿线的林草设计灌溉制度及灌水率，计算出的需水过程和水量见表6。

3.4 水量平衡分析

（1）需水过程及需水量分析。根据东干渠规模，可推算出东干渠首端的引水量及其引水过程(见表7)。

表6 渠道沿线林、草需水过程表 （单位:104m3）

表7 东干渠首端引水过程表 （单位:104m3）

（2）供水可靠性分析。希尼尔水库自孔雀河第一分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水注入，经水库的调节,然后向东干渠分水。

库塔干渠总干渠前段哈拉苏渠首以上设计流量35.0m3/s，加大流量40.0m3/s，哈拉苏渠首以下设计流量30.0m3/s，加大流量35.0m3/s，设计流量下的月输水量7776×104m3，加大流量下的月输水量9072×104m3。

孔雀河第一分水枢纽来水通过博斯腾湖东、西泵站从博斯腾湖抽水满足，本输水系统的供水主要考虑充分发挥总干渠的引水能力，并通过希尼尔水库的调节以满足供水要求。库塔干渠总干渠及希尼尔水库一期在保证灌区农业灌溉供水的同时能够满足向塔里木河下游供水的要求。