简述乌伦古湖入湖水量及湖水位情势分析

2013-04-16

中国水能及电气化 2013年6期

(新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院，新疆阿勒泰 836500)

1 概况

由于乌伦古河河川径流具有连续枯水年且枯水时段长的特点，由“73公里”大渠补充布伦托海的湖水位在长期高于吉力湖水位时，导致布伦托海的咸水灌入吉力湖淡水，致使淡水湖泊的含盐和矿化度显著升高，目前，吉力湖的咸化趋势较明显。乌伦古河的径流补给主要以季节性融雪补给为主，因河流水量受气温影响，汛期河水融雪水量集中，其它季节枯水期长，年内分配不均匀，年际变化较大，并具有连续丰枯年际变化特点，乌伦古河下游河段在连续枯水年时段，长期断流而引发的河谷林草退化、衰败，吉力湖鱼类上溯乌伦古河洄游产卵场河道水域减少，致使吉力湖及乌伦古河下游河段生物资源遭到了严重威胁，植被退化枯死;湖滨的防风固沙屏障受到破坏，沙化土地面积不断增加;鱼类繁殖产卵觅食的优良栖息地同样遭到了严重的破坏，湖泊鱼类资源衰竭，鱼种劣变，产量下降，且乌伦古河出现的断流情况处在连续枯水年份是一种不可抗拒的自然因素。因此，需要在流域综合规划指导下，根据乌伦古河流域水系生态环境和鱼类对水资源需求以及当地水资源实际利用条件，具体研究吉力湖和布伦托海入湖水量及水位变化情势。

2 方案拟定

根据《乌伦古湖生态保护及可持续利用规划》，为保障洄游性鱼类所需要的水深、流速及洄游通道要求，规划了乌伦古湖生态补水工程。在规划拟定的工程布局基础上，为尽可能恢复乌伦古河流域原有生态，显著减少布伦托海湖水向吉力湖倒灌发生的时间和倒灌水量，考虑了多种方案。

方案拟定原则如下:

(1)根据吉力湖联通布伦托海的库依尕河断面及实际情况分析，为保证吉力湖的水量能够自流到布伦托海，大小海子的水位差尽可能保持在0.4m以上。

(2)根据布伦托海周围发生灾害的位置分析，布伦托海最高水位适宜保持在482.0m左右。

(3)根据《乌伦古湖生态保护及可持续利用规划》确定的60cm左右水深、0.8～1.2m/s流速及不少于40km长洄游通道的要求，根据以往工程测量的河道横断面及本次补测的部分断面，通过水位流量关系计算出河道所需流量在15～35m3/s之间，大部分河道流量处于20～30m3/s，本次应尽可能保障鱼类洄游所需要的20m3/s流量需求。

(4)根据《乌伦古湖生态保护及可持续利用规划》确定的鱼类洄游在4月中旬～5月下旬，产卵期在5月中旬～6月下旬，而上游水库的弃水主要产生在6月和7月，为能够既满足鱼类洄游需求，又能够恢复乌伦古河原有生态，且不造成上游水库的较大调节压力，因此本次补水工程的补水时段选择在4月中旬～7月下旬。

按上述原则拟定了三组补水方案。方案一:流量20m3/s;方案二:流量25m3/s;方案三:流量30m3/s。

3 计算方法

(1)现状分析及近期规划水平年2020年三个计算方案，均采用上游水库长系列出库过程系列资料和乌伦古河多年平均入湖水量1.5亿m3，计算中乌伦古湖蒸发损失量按照所处地域多年平均大水体蒸发量减去多年平均降水量和库容面积曲线计算。初始年份假定湖面高程，第一个月初两湖水位差为0.4m，根据两湖容积—水位—面积曲线，分别确定两湖月初容积、水位和面积。分析可知通过二次迭代基本上可认为蒸发量与实际相差不大，因此根据两湖对应面积分别计算第一次蒸发量，在初始吉力湖容积增加乌伦古河入湖水量扣去一次蒸发量和初始布伦托海容积增加“73公里”大渠入湖水量扣去一次蒸发量后得出的两湖第一次容积，根据容积反算出对应的面积及第二次蒸发量，在初始吉力湖容积增加乌伦古河入湖水量扣去二次蒸发量和初始布伦托海容积增加“73公里”大渠入湖水量扣去二次蒸发量后得出的两湖第二次容积确定为第二个月初两湖容积，反算出两湖各自水位。

(2)两湖水位差在0.4m时保持平衡，高于0.4m时小湖向大湖流动，大湖水位高于小湖时大湖倒灌小湖。计算中根据长系列资料具体计算各年份、各月份倒灌的次数和水量。

(3)因河道中游部分地方属产水区，考虑河道损失与产水量基本相当，整个计算过程中不考虑河道损失。

4 现状入湖水量及湖水位情势分析

本次现状年分析通过乌伦古河多年平均入湖水量1.5亿m3的基础上，在上游水库现状放水过程下扣除中游供水后，分析乌伦古河入吉力湖后和“73公里”入布伦托海后两湖之间的水位关系。

根据入湖水量及湖水位情势计算分析，现状年乌伦古湖多年平均入湖水量为8.0亿m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量为1.5亿m3，布伦托海多年平均入湖水量为6.5亿m3。由于乌伦古河入湖水量系列年际变化较大，虽然多年平均入吉力湖水量符合流域规划要求，但是按年份分析，45年长系列资料中有39年发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象;按月份分析，540月长系列资料中有239月发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象，总倒灌水量为14.4亿m3，其中最大倒灌水量发生在1994年，倒灌水量为1.4亿m3。为尽可能恢复乌伦古河流域原有生态，保障洄游性鱼类所需要的流量要求，缩小布伦托海湖水向吉力湖倒灌的现象，应尽可能将补湖用水通过补水工程补入乌伦古河流域。

5 规划年入湖水量及湖水位情势分析

5.1 方案比选分析

近期设计水平年本次规划拟定了三个方案进行分析。各方案的特性见下表。

补水方案特性分析表

根据入湖水量及湖水位情势计算分析，流量与多年平均补水量呈线性增长关系，基本上在可补水年份方案一至三流量均可满补，因此水量对本次规划确定的流量无制约性因素。通过两湖水位分析，方案一乌伦古湖多年平均入湖水量为8.0亿m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量为2.45亿m3，布伦托海多年平均入湖水量为5.55亿m3。按年份分析，45年长系列资料中有23年发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象;按月份分析，540月长系列资料中有135月发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象，总倒灌水量为3.53亿m3，其中最大倒灌水量发生在1981年，倒灌水量为0.44亿m3。通过补水后，能够尽可能恢复乌伦古河流域原有生态，保障洄游性鱼类所需要的流量要求，缩小布伦托海湖水向吉力湖倒灌的现象。方案二乌伦古湖多年平均入湖水量为8.0亿m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量为2.68亿m3，布伦托海多年平均入湖水量为5.32亿m3。按年份分析，45年长系列资料中有23年发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象;按月份分析，540月长系列资料中有137月发生了布伦托海向吉力湖倒灌现象，总倒灌水量为3.58亿m3，其中最大倒灌水量发生在1996年，倒灌水量为0.45亿m3。

由于增加引水流量对两湖倒灌问题没有大的改善，且方案二和方案三的补水流量由于较大，有可能对上游水库的联合调节运行过程造成较大压力，故本次规划推荐方案一的20m3/s补水量。

5.2 规划水平年入湖水量及湖水位情势分析

通过调整上游水库的运行方案，可将上游水库4～7月的部分弃水量通过调节下放来补充本次规划新增的补水量，补水后乌伦古湖多年平均入湖水量为8.0亿m3，其中，吉力湖多年平均入湖水量为2.45亿m3，布伦托海多年平均入湖水量为5.55亿m3，540月长系列资料中布伦托海向吉力湖倒灌现象从239月降低到135月，总倒灌水量从14.4亿m3降低到3.53亿m3，最大倒灌水量从1.4亿m3降低到0.44亿m3。