新疆轮台县红桥河防洪工程洪水探析

陈 强

（新疆巴音郭楞水文勘测局，新疆 库尔勒 841000）

1 概况

发源于科克铁克山南坡的轮台县迪那河，属降雨补给为主、雨雪混合补给为辅的河流，河源至山口河长95 km。出山口后，水量自北向南主要消耗于轮台灌区。根据《新疆轮台县迪那河流域防洪规划报告》（2008 年），轮台县迪那河2018 年防洪工程建设范围为：北起迪那河流域的分支红桥河内K2+250（起点位置距迪那河流域规划中分洪口2250 m），南至红桥河下游K6+350 处。工程主要保护对象为居民及耕地，涉及塔尔拉克乡阿克布拉村和阿克萨来乡人口1.3万人、耕地4.63 万亩。工程涉及河道长4.1 km，其中左岸防护河岸长1.5 km，右岸防护河岸长4.1 km，防护总长度为5.6 km，为确保防洪工程顺利建设，需对工程处洪水进行分析计算。

2 洪水资料分析

2.1 洪水特性

工程区位于迪那河流域红桥河段，迪那河河源分布有永久积雪和冰川，所以常年有稳定的基流补给，在夏季，流域内降水较频繁，常形成灾害性洪水。迪那河洪水从成因和发生时间上可以分为积雪融水型洪水（4 月～6 月）、暴雨洪水和降雨（7 月～8 月）、融雪混合型洪水（6 月底～7 月初）。洪水具有突发性强、峰高量大和危害性大特点。

2.2 洪水“三性”分析

资料选取迪那河水文站1959 年～1993 年实测资料及轮台县水利局迪那河水文站1994 年～2014 年在原水文站基本断面实测的灌溉引水期流量资料。经复核，资料均较可靠。洪水计算以迪那河水文站作为参证站分析洪水系列代表性。

2.2.1 可靠性审查

迪那河水文站主要观测项目有水位、流量、悬移质泥沙、水温、冰情、降水、水面蒸发、水质等，具有1959 年～1969 年、1973 年～1992 年完整的年径流资料和1959 年～1993 年完整的洪水资料。该站1993 年9 月22 日停测，1993 年之前的水文资料均以水利部部颁刊印资料标准进行计算、审查、验证，资料精度可靠。1994 年以后，轮台水利局水管站在原水文站基本断面继续观测，主要监测灌溉引水期的引水量，冬季非引水期基本停测，主汛期兼测河道洪水。除1996 年和2001 年采用洪水调查值外，1994 年～2014 年迪那河水文站原基本断面处的其他年份的年最大洪峰流量资料是由水管站提供的，洪峰流量是采用天然漂浮物用中弘浮标法推算而得，资料“较可靠”。对迪那河2000 年～2004 年洪水资料，经调查确认，5 年的年最大洪峰流量资料同样是水管站采用天然漂浮物，用中弘浮标法推算而得，资料“较可靠”。

2.2.2 一致性分析

迪那河水文站自1959 年设立以来，基本断面未变动，具有1959 年～1993 年连续完成的实测洪水资料。1994 年以后，轮台水利局水管站在原水文站基本断面继续观测，具有1994 年～2014 年连续完成的实测洪水资料。另外，迪那河引水枢纽在水文站基本断面上游0.5 km 处，由于发生洪水时，迪那河含沙量很大，引水闸关闭不引洪。由此确定迪那河出山口洪峰流量系列具有一致性。

2.2.3 代表性分析

由表1 可见，随着系列长度的增长，洪峰流量平均值及CV值逐步趋于稳定。当系列长度超过50 年时，CV值逐渐趋于稳定，相对误差小于2.0%，均值在280～288 范围波动，相对误差小于2.2%，这说明迪那河水文站56 年洪峰流量系列已具有一定的代表性。

表1 迪那河出山口年最大洪峰流量长短系列统计参数对照表

迪那河出山口洪峰流量及年最大洪峰流量模比系数差积曲线见图1、图2。

图1 迪那河出山口洪峰流量模比系数差积曲线图

图2 迪那河出山口年最大洪峰流量模比系数累积平均曲线

由图1 可知，年最大洪峰流量系列包含洪水的大洪水期、小洪水期及接近正常洪水的完整周期过程。因此，该站的年最大洪峰流量系列可以覆盖一个比较完整的丰、平、枯水周期，系列具有较好的完整性，即系列具有一定的代表性。

由图2 可知，从2014 年向前分析，大约在系列长度达到48 年以上时，曲线开始在平均值附近跳动，说明系列在此长度已具有一定的相对代表性。而当系列长度达到50 年以上时，累积曲线已稳定趋近于1，说明当系列长度达到50 年时，系列具有相对较好的代表性。这与用长短系列统计参数分析方法分析的结果是一致的。

综上所述，迪那河出山口洪峰流量系列较长，且具有一定的可靠性、一致性和代表性。

2.3 洪水合理性分析

迪那河具有1959 年～2014 年56 年年最大洪峰流量资料，由于没有漏测现象，也没有历史洪水特大值处理，因此洪水系列是连续的。采用P-Ⅲ型曲线按照连续系列进行适线，求得20 年一遇洪峰流量为825 m3/s。在迪那河56 年的长系列洪水资料中，1994 年以后年最大洪峰值中1996 年和2001 年为洪水调查值，其他年份最大洪峰值采用中泓浮标法实测，资料精度较高，符合洪水设计规范。

3 洪水结果分析

防洪工程河段上游已有水利工程依次为五一水库、迪那河龙口以及中心闸口。因迪那河含沙量较大，且迪那河龙口以及中心闸口均不承担分洪任务，因此在发生较大洪水时，迪那河龙口及中心闸口均不开启，故在计算本次防洪工程河段的设计洪水时仅需要重点考虑五一水库的调、蓄洪能力对拟建工程设计标准的影响。根据以上情况可知：在上游来水小于574 m3/s（10 年一遇）时，水库不改变天然来水状况，水库不起调节作用，当上游来水大于574 m3/s（10 年一遇）、小于1270 m3/s（50年一遇）时，水库才会起调节作用，并按574 m3/s（10 年一遇）洪水下泄。

防洪工程位于红桥河上，根据调查，红桥河占迪那河水量的40%，卡尔塔河占迪那河水量的60%。考虑到卡尔塔河和红桥河在分叉口处没有相关水利工程设施，又此次拟建防洪工程也没有计划建设相关分洪、引洪等水利设施，其分叉口上游河段仍然处于自然状态，其分洪状况实际上直接受河道断面形态变化影响。考虑工程安全运行，卡尔塔河和红桥河上的防洪工程设计洪水值均不考虑分洪现象，均以全部这种极端不利情况汇入计算。

由于防护河段涉及河道长4.1 km，根据现场调查，防洪河段无分水口、无汇入口，因此，只需考虑防洪河段设计洪水沿程损失。洪峰沿程衰减率的确定对工程节点处的设计洪水计算尤为重要，参考沿线工程衰减率确定为1.4%，防洪标准为20 年一遇，迪那河水文站的设计洪水流量为825 m3/s。根据五一水库调洪成果，推算到红桥河防洪段首的洪峰流量为3573 m3/s。

4 结语

红桥河属于迪那河支流，缺乏水文监测资料，又经五一水库进行调节，使得防洪工程区洪水变的复杂，为确保防洪工程跨汛期施工顺利进行，以迪那河水文站为参证站，对洪水特性及洪水资料“三性”进行详细探讨，对洪水水库调节、沿程损失情况进行分阶段探讨，最后求出防洪标准为20 年一遇时洪峰流量为357 m3/s，可供工程设计参考。