新疆无控制性调蓄工程渠首防洪措施探讨

白西辉 崔师胜

（新疆水利厅金沟河流域管理处 新疆沙湾县 832100）

1 流域概况

金沟河流域位于新疆塔城地区沙湾县境内，地处天山山脉北支依连哈比尔尕山北麓西侧，北望准噶尔盆地，东以玛纳斯河为邻，西与巴音沟河相伴，地理位置介于东径85º23′～85º52′、北纬44º11′～44º37′之间。流域面积2933km2。金沟河为冰川融雪型河流，多年平均径流量3.08亿m3，是北疆地区典型的山溪性河流。金沟河上游无控制性枢纽，河水受融雪及暴雨影响日流量变化大，是一条多泥沙河流。

2 金沟河水情变化特点

金沟河主要以冰雪融水、雨水混合补给为径流主要来源，径流年内分配很不均匀，变化较大。其分配不但与降水有关，而且与气温关系密切，全年径流集中于高温季节的6～9月。据统计，金沟河四季水量占年水量的比例分别为春季8.9%～10.7%，夏季67.1%～70.1%，秋季15.3%～15.4%，冬季5.7%～6.7%（见表1）。连续最大4个月水量占全年水量的74.9%～78.6%，实测最大洪峰流量564m3/s(2003年7月17日暴雨洪水)，多年平均洪峰流量106m3/s。不同频率洪峰流量见表2。

表1 金沟河流域主要水文站年径流年内分配表

表2 红山头水文站不同频率洪峰流量表

3 洪水成因及特性

金沟河发源于天山北坡的科尔达拉河及阿尔下提沟。流域内洪水与天山北坡大多数以冰川与永久性积雪为补给源的河流洪水特性相似，洪水成因、洪水类型有着较为普遍的共性。金沟河洪水从成因上划分，有冰川积雪消融成因洪水、暴雨成因洪水、积雪消融与暴雨混合成因洪水。因此，该流域洪水类型主要分三类：融雪型洪水、暴雨型洪水、混合型洪水。

3.1 融雪型洪水

金沟河融雪型洪水多发生于春、夏季，主要受到气温影响。该类洪水的特点是日变化明显，一日一峰，峰不高，量也不大，过程变化比较平缓。从年气温的变化过程可以看出，7月最高，6～8月次之。由此分析，金沟河洪水成因以高温期的冰川和永久性积雪消融为主，其他因素为辅。

3.2 暴雨型洪水

暴雨型洪水特征表现为：降雨强度大，洪水持续时间短，水势突涨突落，洪峰高，但洪量不大。该类洪水的形成与降雨笼罩面积、走向及降雨强度等因素有密切关系。如2003年7月17日凌晨，金沟河发生暴雨洪水。据石河子水文水资源勘测局洪水调查小组调查分析，这场洪水由山区大面积、高强度、短历时的降雨形成。红山头水文站断面暴雨洪峰流量564m3/s。这场洪水从涨洪到消落仅仅持续了半个小时左右，洪峰高、洪量小，具有典型的暴雨洪水特征。

3.3 混合型洪水

混合型洪水为前两类洪水的组合，此类洪水的形成一般是由于前期气温较高，流域内大量积雪融化，再加上大尺度的降雨天气过程，就会在融雪洪水基础上再叠加一个暴雨洪水。混合型洪水是金沟河历年发生的洪水频率最高的一类洪水。混合型洪水多发生于夏季，其特点是洪峰高、洪量大，历时也较长。如1999年7～8月，由于持续多日的高温和连续降雨，使金沟河流域遭受到历史特大洪水的袭击。7月17日以来，沙湾县境内沿天山一带主要河流相继进入主汛期，7月19日，金沟河最高洪峰流量达到168m3/s，到8月2日，洪峰骤增至378m3/s。这次洪水的典型特征是：峰值大，持续时间长。300m3/s 的流量持续近3 个小时，200m3/s 的流量持续近8 个小时，超过100m3/s 的流量达4日。

4 防洪措施

采取合理的防洪措施，不仅可以减少洪水带来的破坏性灾害，还可以有效地利用洪水排砂减淤，达到有效利用洪水的目的。

4.1 工程措施

4.1.1 泄洪冲砂闸

泄洪冲砂闸设计流量 147m3/s，校核流量220m3/s，共5 孔，每孔净宽5m。由于泥沙淤积，最大下泄流量仅为160m3/s。由于建筑物年久失修，冲砂闸定为IV 类闸，自治区防办批复最大下泄流量为125m3/s，属第一泄洪通道，在泄洪的同时还承担着排砂的任务，为下次泄洪清除障碍。因此，在安全泄洪的同时，怎样科学的进行运行尤显重要。

4.1.2 泄洪闸

泄洪闸位于自溃坝处，由1988年建成的叠梁闸改建而成，2001年建成。设计流量103m3/s，校核流量174m3/s，共3 孔，每孔净宽5m。目前最大安全下泄流量为74.27m3/s，属第二泄洪通道，当冲砂闸不能满足泄洪要求时开启泄洪闸，不承担排砂任务。

4.1.3 自溃坝

坝长67m，上部为8cm 厚c20 细砾砌筑预制板，高度为1m，下部为重力式浆砌石直墙。自溃坝后采用三排铅丝笼作为防冲材料。2003年7月17日（洪峰流量564m3/s）、2010年7月17日（洪峰流量384m3/s）的两次特大洪水，正是由于自溃坝及时溃坝，才保证了整个引水枢纽的安全。

4.1.4 进水闸

设计流量35m3/s，校核流量45m3/s，共3 孔，每孔净宽4m。在泄洪冲砂闸、泄洪闸饱和状态而溃坝没垮之前，进水闸强行分洪，洪水经 0#闸泄出。

4.1.5 及时疏通泄洪设施

在闸门运行实际操作中，由于泥沙主要排入泄洪一孔所属的泄洪道，每年大量的泥沙就会淤积在此，造成泄洪道河床抬高。为了确保泄洪道工程的稳固畅通，闸管处在每年的4～10月会有计划的安排机械进行防洪堤工程尾部的疏通清淤，确保泄洪道的安全畅通。

4.1.6 防洪堤加高加固

2011年对防洪堤进行了加高加固，取得了很好的效果。以前由于资金缺乏等原因，防洪堤一直都是薄弱环节，特别是2010年7月11日384m3/s 瞬时洪峰之后，防洪通道高程大幅降低，防洪堤问题暴露明显，一个多月出现大小问题6次，不得不24 小时派人值班。2011年防洪堤加高加固之后，再没有出现任何问题。

4.2 非工程措施

4.2.1 信息化建设初现成效

（1）完成了通信系统的更新改造。共计铺设通信光缆41 公里，完成1 处局端及15 处远端设备的安装，更换了已运行近10年的无线转有线电话交换系统，确保防洪调度中心能够及时准确的收集各种数据，为领导的决策提供了有力的依据。

（2）遥测雨量站。利用太阳能发电，把野外的降雨情况自动记录，并转化为数字信号，通过无线传输系统传输到中心。无需人员守候，操作方便、准确无误、安全快捷。目前已建了4 个雨量站，即鹿角湾、博尔通古、渠首站等四个覆盖整个汇流口的全方位雨量监测系统。调度中心及渠首站通过分析上游四个主要集雨区（八家户、鹿角湾、博尔通古、渠首站）各个雨量站传输的数据，掌握上游降雨情况，估计汇流大小，增强了预测预判能力，即可采取与之相应的防洪措施。

（3）视频监测站。所有监控摄像点都采用高清晰彩色黑白互转式摄像机，保证系统在白天和夜晚都能进行监视。保证了工程的安全高效运行，减轻了值班人员的工作强度。2010～2011年陆续在在自溃坝上游200 米东喇叭口处、自溃坝上游大板沟 2.5km 处安装了监控摄像头等多级洪水早期预警系统，进行24 小时实时监控。2011年6月23日15 时30 分金沟河渠首发生了120m3/s 的洪水，由于在值班室的监控视频上，发现东喇叭口处洪水涨势很快的迹象，为洪水顺利及时下泄赢得了8～10 分钟的宝贵时间。

（4）洪水预报系统。洪水预报系统可快速、准确地收集、存储和处理水情、雨情，通过各种专业数学模型进行洪水预报和河道洪水演进，从而及时、准确地作出洪水流量过程的预报，提高了洪水预报的时效性和精确度。目前此系统正在试运行之中。

4.2.2 水情预报和气象预报相结合

金沟河流域管理处和石河子水文局、沙湾气象站签订合同，石河子水文局八家户水文站（离渠首站60km）在洪水期（6～8月）每日报20 时、22 时、24 时流量，遇到变化大的流量时加报，出现雨情时加报雨情。调度中心根据所报流量可以大致计算出渠首站的来水量。沙湾气象局负责全年气候预测，每季度气象分析，特殊气象预报。在洪水期每日除报气象外还加报零度层、3000m、5500m 高空气温，为分析来水量提供有力的依据。

4.2.3 看云识天气

由于山区的特殊地形，天气预报只能进行大范围的预报。在实际的工作中，我们养成了看天气的习惯。看云层的方向、厚度，看云层离我们的远近，从而判断雨量的大小，进而判断来水量，起到了很重要的作用。

4.2.4 加强培训，科学运行

渠首防洪设施的日常运行，直接关系到防洪的成败。由于金沟河是多泥沙河流，如果运行不当，很容易造成泥沙淤积，直接影响泄洪通道的畅通。所以我们请处里的业务骨干给职工进行业务培训，在每周的班会上大家各抒己见，共同提高运行水平。目前我们有一支高素质职工队伍，为渠首枢纽的运行起到了重要的作用。

4.2.5 开展防洪演练

近10年来，每年开展一次防洪演练，提高全站人员抗洪抢险意识，熟悉各岗位工作人员的工作内容，提高全站人员在洪水到来时的协调、协作能力及对大洪水处置能力，提高后勤保障人员的后勤保障能力，以及洪水到来时同抗洪人员的协作配合能力。从近几年的运行情况来看，效果十分明显。

4.2.6 加强防洪意识教育

通过防洪意识思想教育，树立一个适合本单位实际情况的理念指导防洪。金沟河渠首牢固树立“人等洪水”的防洪理念，“宁可白等10 次，不能错过1 次”的决心。金沟河渠首从2002年之后所有的暴雨型洪水都是在防洪人员的等候下处置的，效果十分明显。

5 结束语

经过多年的运行，金沟河渠首站摸索出了一条适合自己的防洪经验，但仍存在不少的问题。如一遇到下雨天，全站人员就要全部到值班室待命。由于没有控制性工程，我们必须执行24 小时3 人值班，对人员的素质要求高。目前我们的技术骨干工作都在15年以上，换岗愿望比较迫切。因此，建设控制性工程才能从根本上解决这一问题。

1 孙显忠.金沟河引水渠首防洪措施探索.黑龙江水利科技.2011，(2).

2 肖冰洁.浅议金沟河引水枢纽的防洪措施.广东水利水电.2011，(10).