阿热勒托海河设计洪峰流量调查分析

张 庆

(新疆博尔塔拉水文勘测局，新疆 博乐 833400)

汇入博尔塔拉河流域的中下游、精河、大河沿子河的小流域都是以山洪沟为主，对博尔塔拉河流域上中游水土流失区及博河谷地两侧山地进行治理，逐步改良当地生态环境；加强防洪减灾工程建设，形成有效的防洪减灾体系，解决干流、支流、山洪沟发生5 年～20 年一遇洪水的洪患问题[1-3]。

阿热勒托海河河段防洪工程基本上均为临时性简易结构，经受不住洪水的冲击，加上人类活动对生态环境的影响，由暴雨引发的洪水灾害频繁，对当地群众的生命财产安全构成了极大的威胁。因此做好堤防建设、设计洪峰流量调查统计，对于阿热勒托海河防汛抗旱减灾具有重要意义。

1 流域概况

阿热勒托海河是博尔塔拉河右岸的一条较小支流。阿热勒托海河流域发源于天山北支北麓的别珍套山没吾斯达坂，河源高程约2100 m。阿热勒托海河是由泉水河沟（西支沟）和干沟（东支沟）汇合而成，泉水河道上游与博尔塔拉河没有相连，干沟上游主要为科克赛沟、其它河沟及集水区坡面汇流，是以降水补给为主、积雪融水补给为辅的河流。科克赛沟出山口以上为产流区，山口以下为散失区。在农业灌溉期，绝大部分的河流水量被引入灌区，仅有洪水散失于冲洪积扇及平原区。阿热勒托海河沿河仅有简易渠道，临时性简易结构的堤、坝，经受不住洪水的冲击，由暴雨引发的洪水灾害频繁发生，对当地群众的生命财产安全构成极大的威胁。

阿热勒托海河位于新疆博尔塔拉蒙古自治州博乐市天山北麓的别珍套山没吾斯达坂北坡，流向为由南到北，为博尔塔拉河南岸支流。阿热勒托海河流域南北长约14.3 km，东西宽约14.4 km。阿热勒托海河北靠博尔塔拉河，南望赛里木湖，西部与乌尔达克赛河相邻。阿热勒托海河设计洪水计算断面、防洪工程设计节点断面分布见图1。

图1 阿热勒托海河防洪工程设计洪水计算断面、防洪工程设计节点断面分布示意图

2 设计洪水计算断面及防洪工程设计节点断面

根据阿热勒托海河区域特征、洪水特性，治理河段保护对象主要为农田、水利工程、交通、通信等公共设施及沿河两岸村镇居民区。对重点防洪河段的7 处设计洪水计算断面及防洪工程设计节点断面进行全面踏勘及野外调查测量及洪水分析计算。按阿热勒托海河防洪治理工程技术要求和工作安排，对阿热勒托海河防洪治理工程设计（计算）主要河段西起上游泉水（渠）沟（即阿热勒托海河左支），南起上游为科克赛沟的干沟（即阿热勒托海河右支），左支与右支汇合后，下游至阿热勒托海牧场以北900 m 大桥（下）河段，全长10 km。

1）阿热勒托海河右支干沟河道A1 调查洪水断面

A1 调查洪水断面位于与左支泉水渠（沟）汇合口上游1.0 km处，河道较顺直，河底多为沙石，左右岸都为农田，植被覆盖良好，相对稳定。

2）阿热勒托海河右支干沟河道A2 调查洪水断面

A2 调查洪水计算断面位于与左支泉水渠（沟）汇合口上游400 m 处，左、右岸都为农田，河道河面宽阔，河道较顺直，河床比较稳定。

3）阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B1 调查洪水断面

该断面为拟建阿热勒托海河防洪堤岸工程的首部，位于与右支汇合口上游3.4 km 处，左岸为农田，右岸为居民区。断面上游为弯道，下游顺直，河道窄深，断面控制良好。

4）阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B2 调查洪水断面

该断面位于与右支河道汇合口上游0.3 km 处，左右岸都为农田。河道基本顺直，窄深，断面控制良好。河床组成为泥沙、细小三角粒卵石，分布有少量碎石，河床河岸基本稳定，河道内分布有部分树木。

5）阿热勒托海河右支干沟河道与左支泉水渠（沟）汇合口AB1 设计洪水断面

AB1 设计洪水计算断面位于干沟河道与泉水渠（沟）汇合口，左、右岸都为农田，河道河面宽阔，河床比降大，冲淤变化剧烈，极不稳定，断面控制较差。

6）阿热勒托海河下游AB2 调查洪水断面

AB2 调查洪水断面位于科克赛沟与泉水渠（沟）汇合之后第一个调查洪水断面，位于汇合口下游0.7 km 处，河道较顺直，左、右岸都为农田，距居民区不远，植被覆盖良好，相对稳定。

7）阿热勒托海河下游AB3 设计洪水断面

AB3 设计洪水断面为拟建阿热勒托海河防洪堤岸工程的末端，右岸为居民点，河道两岸坍塌显著。该河段也为居民区农民及山区牧民过河必经之路，河道河面宽阔，河床比降大，冲淤变化剧烈，极不稳定。

博乐市阿热勒托海河防洪治理工程设计洪水计算断面及防洪工程设计节点断面纵向分布图见图2。

图2 各河沟防洪工程设计节点断面与设计洪水计算断面纵向分布示意图

3 各断面设计洪水计算

依据SL44—2006《水利水电工程设计洪水计算规范》，对参证站温泉水文站1960 年～2016 年和阿合奇水文站1979 年～2015 年的年最大洪峰流量系列，在按连序系列采用距法估算其统计参数的基础上，通过适线法选配P-Ⅲ型频率曲线，推求洪峰流量系列的统计特征值。再通过参证站对阿热勒托海河各断面进行设计洪水计算。

3.1 阿热勒托海河右支干沟河道A1 断面

根据洪水资料，阿热勒托海河右支干沟河道A1 断面设计洪峰流量采用以下方法进行计算：选用相邻流域的水文站的设计洪水成果进行综合，采用区域洪峰流量模比系数综合频率曲线法计算设计洪峰流量。

选取精河山口水文站、乌尔达克赛河阿合奇水文站、沙尔托海水文站作为参证站，根据参证站实测资料和历史洪水资料，采用地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法，推求设计断面不同设计频率洪峰流量。在综合频率曲线上查得不同频率的KP值见表 1。

表1 地区洪峰流量模比系数不同设计频率KP 值查算表

设计洪峰流量计算公式如下：

式中：QP为设计洪峰流量（m3/s）；KP为设计洪峰流量模比系数；Qd为调查历史洪水洪峰流量（m3/s）；Kd为调查历史洪水洪峰流量模比系数。

根据综合频率曲线不同频率的KP值和重现期，由以上计算方法即可得到阿热勒托海河右支干沟河道A1 断面的设计洪峰流量。

阿热勒托海河调查到2012 年洪水洪峰流量56.8 m3/s，洪水重现期为57 年，利用地区洪峰流量模比系数综合频率曲线，计算设计洪峰流量，其成果见表2。

表2 阿热勒托海河右支干沟河道A1 断面设计洪峰流量计算成果表

3.2 阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B1 断面

阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B1 断面设计洪水计算同样采用区域洪峰流量模比系数综合频率曲线法，阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B1 断面调查历史洪水洪峰流量为29.7 m3/s，重现期为57 年，计算得其不同频率设计洪峰流量，计算成果见表3。

表3 阿热勒托海河左支泉水渠（沟）B1 断面设计洪峰流量成果表

3.3 阿热勒托海河各河（沟）下游河段

阿热勒托海河共有3 处设计洪水计算节点断面，5 处调查洪水断面。由于该区属无资料地区，由左支泉水渠（沟）和右支干沟河道洪水汇合而成，依据2017 年12 月5 日～8 日洪水调查结果，计算左支和右支两段河道的沿程每公里相对衰减率。

3.3.1 右支干沟河道A1、A2、A3 断面衰减率分析计算及设计洪水计算

A1 断面洪峰流量为56.8 m3/s，A2 断面洪峰流量为50.8 m3/s，A1至A2 断面区间间距0.6 km，A2 断面至A3 断面区间间距0.4 km。

A1 至A2 洪峰流量沿程每公里相对衰减率计算公式如下：

式中：K12i为洪峰流量沿程每公里相对衰减率；Qms为上断面洪峰流量，m3/s；Qmx为下断面洪峰流量，m3/s；Lsx为上、下断面间距离，km。

洪水沿程变化计算成果：K12i=0.1761。

各个节点计算公式如下：

式中：Qgp 为设计断面设计洪峰流量，m3/s；Qsp 为上断面设计洪峰流量，m3/s；Ki为洪峰流量沿程平均每公里相对衰减率；Lsg为上、下断面间距离，km。

由上式计算得到A2 及A3 断面的设计洪峰流量。A2、A3断面不同频率设计洪峰流量成果见表4。

表4 A2 及A3 节点断面洪水计算成果表 单位：m3/s

3.3.2 左支泉水渠（沟）B1、B2、B3 断面衰减率分析计算及设计洪水计算

B1 断面洪峰流量为29.7 m3/s，B2 断面洪峰流量为21.9 m3/s，B1 至B2 区间间距3.1 km，B2 断面至B3 断面区间间距0.3 km。

根据公式，B1 至B2 洪峰流量沿程每公里相对衰减率计算成果：K12i=0.0847。

由公式计算得到B3 断面设计洪峰流量为21.3 m3/s。B2、B3 不同频率设计洪峰流量成果见表5。

表5 B2 及B3 节点断面洪水计算成果表 单位：m3/s

3.3.3 阿热勒托海河AB1、AB2、AB3 断面衰减率分析计算及设计洪水计算

由左支泉水渠（沟）A 和右支干沟河道B 汇合后称阿热勒托海河AB。汇合口AB1 断面设计洪水采用最大值叠加法，即A3 与B3 断面同频率设计洪水进行相加，推算得AB1 设计洪水成果，见表6。

表6 AB1 节点断面洪水计算成果表 单位：m3/s

阿热勒托海河AB1 断面调查洪水洪峰流量为67.1 m3/s，AB2 断面调查洪水洪峰流量为62.2 m3/s，AB1 至AB2 区间间距0.7 km，AB2 至AB3 区间间距2.9 km。

根据公式，AB1 至AB2 洪峰流量沿程每公里相对衰减率计算成果：K12i=0.1043。

由公式计算得到AB2、AB3断面不同频率设计洪峰流量，见表7。

表7 AB2 及AB3 节点断面洪水计算成果表 单位：m3/s

阿热勒托海河防洪治理工程各河沟设计洪水计算断面及防洪工程设计节点断面设计洪峰流量计算成果汇总表，见表8。

表8 各河沟计算断面设计洪峰流量成果汇总表 单位：m3/s

4 结论

通过调查计算得出阿热勒托海河各河沟断面的洪峰流量计算成果。要以像阿热勒托海河小流域为单元，加强全流域防洪体系建设和管理的研究，制定符合实际情况的、具可操作性的防洪减灾河堤建设预案，协调好防洪减灾与国土治理、城镇规划、水资源保护、水电开发等各方面的关系，群策群力，才能建设一个全方位的防洪减灾体系，更好的服务于博州经济社会。