阿尔塔什水利枢纽修建对下游河段水文特性的影响

卡斯木江·买买提

（新疆喀什噶尔河流域管理局，新疆 喀什 844000）

1 阿尔塔什水利枢纽概况

叶尔羌河流域地理坐标为东经74°28′～80°45′，北纬34°50′～40°30′，其在中国境内流域面积约3.48 万km2，是新疆境内洪峰流量最大的河流，流域内地形呈现出北低南高态势，山峦巍峨险峻，出山口以下平原平坦宽阔，河汊较多，洪灾频繁。阿尔塔什水利枢纽修建于新疆叶尔羌河流域，位于莎车县和克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县交界处的库斯拉甫乡，与莎车县直线距离110 km，与叶城县相距128 km，与喀什市相距310 km。阿尔塔什水利枢纽属于大（I）型工程，对叶尔羌河干流下游河段起到控制性作用，枢纽工程主要由拦河坝、泄水建筑物、引水发电系统、电站厂房、放水涵洞等组成，正常蓄水位可达 1820 m，总库容 22.49 亿 m3，调节库容 12.54 亿 m3，工程建成后将使叶尔羌河下游一般防洪标准提高至20 a 一遇，重点防洪对象标准提高至50 a 一遇。叶尔羌河干流的四十八团渡口水文站高程1100 m，集水面积985500 km2，测站以上河长959 km，水文资料序列为1972 年～2017 年。根据1972 年～2017 年叶尔羌河流域下游多年运行情况，流域丰水期为6 月～10 月，枯水期为11 月～次年4 月，其中3 月为最枯月份。

阿尔塔什水利枢纽于2017 年底建成运行，为进行阿尔塔什水利枢纽建设对下游水文情势影响的对比分析，以位于枢纽工程下游的四十八团渡口水文站为典型测站，选取1972 年～2017 年实测平均流量、水位及流速等水文特征值（表1），以 2018 年为水平年。

表1 四十八团渡口水文测站1972 年～2017 年水文特征实测值统计

2 阿尔塔什水利枢纽修建对下游河段水文情势的影响

2.1 水沙特性的变化

2.1.1 输沙量

选取叶尔羌河干流阿尔塔什水利枢纽修建前后四十八团渡口水文站1972 年～2018 年实测水文资料，系列较长，具有较好的代表性。四十八团渡口水文站以下河段输沙量沿程增大，测站多年平均输沙量见表2。

表2 四十八团渡口水文站不同时段悬移质输沙量统计

2.1.2 拦沙率

阿尔塔什水利枢纽位于叶尔羌河流域，流域支流众多，最大的支流是位于乔戈里峰和阿克勤达坂以下的库勒钦河，以及位于阿卡勒克博依的塔什库尔于河，所以，阿尔塔什水利枢纽修建后的拦沙量按照主要支流入汇沙量+ 其他支流入汇沙量- 四十八团渡口输沙量估算，综合拦沙率为枢纽工程拦沙量与主要和其他支流总入汇沙量之比计算，结果见表3。

表3 阿尔塔什水利枢纽拦沙量

由上表结果可知，阿尔塔什水利枢纽修建后，对于叶尔羌河流域主要支流及其他支流入汇流量输沙量能起到有效拦截作用，综合拦沙率达25.12%。

2.1.3 颗粒级配

为获取阿尔塔什水利枢纽修建前后下游四十八团渡口水文站悬沙含沙量及颗粒级配分布特征，采取收集实测资料并进行实验分析的方法，在下游四十八团渡口水文站采集5 份床沙样品。取样后先烘干样品至凝结成块，并研磨成细小颗粒，采用NSY-2光电颗分仪测量，为增强分析结果的代表性，在各份试样中取样三次，统计出三次取样结果颗粒粒径的平均值，见表4。

表4 阿尔塔什水利枢纽修建前后四十八团渡口水文站床沙样品颗粒极配

将上表统计结果与《水库水文泥沙观测规范》（SL 339-2006）对比可知，阿尔塔什水利枢纽修建前四十八团渡口水文站河床表层泥沙的平均粒径与中值粒径较大（＞规范所规定的16.65 μm）。枢纽修建后下游四十八团渡口水文站河床表层泥沙粒径明显减小，低于规范所规定标准。

2.2 水位特性的变化

阿尔塔什水利枢纽修建前四十八团渡口水文站1972 年～2017 年多年平均水位778 m，最高水位833 m，出现在9 月份，最低水位734 m，出现在3 月份。2017 年底水利枢纽建成运行后，最高水位795 m 出现在9 月，最低水位754 m 出现在3月，水位变动幅度从99 m 下降为41 m，枢纽运行后，最高水位与最低水位出现时间并无明显变化。

2.3 水温特性的变化

阿尔塔什水利枢纽2017 年底完工运行前后，水温变化并不明显（见表5），库区水温和上游的来水温度主要受环境温度影响较大[1]，与枢纽工程的建设并无直接关系，而且枢纽工程修建后也并未引起水温分层[2]，对工农业生产、居民生活用水以及小生物生存环境并无不利影响。

表5 阿尔塔什水利枢纽建成运行前后四十八团渡口水文站月平均水温统计 单位：℃

与水利枢纽修建以前的水文情势资料进行对比发现，阿尔塔什水利枢纽于2017 年底建成后的运营过程中，叶尔羌河流域下游经水库各项功能发挥并调节后，水文特性发生了较大变化。水利枢纽修建前叶尔羌河流域年径流量集中于7 月～8 月份，枯水期径流量（1.34 亿 m3）与丰水期（5.87 亿 m3）相差巨大。水利枢纽建成运行后，叶尔羌河流域径流年内分配状况发生改变，通过削峰补低作用，汛期径流量减小为3.99 亿m3；年平均水位变动幅度也比水利枢纽运行前减少了0.89 m；各月平均水位比枢纽工程运行前降低0.58 m。充分表明，叶尔羌河流域下游水文情势与阿尔塔什水利枢纽的调节作用有直接关系。

3 水文情势影响预测

3.1 年平均流量、水位、流速下降

由四十八团渡口水文站1972 年～2017 年实测水文资料（图1～图2）可知，年平均水位在778 m 的基础上下降至水平年2018 年的724 m；年平均流速由实测值1.056 m/s 下降至1.870 m/s。根据预测，阿尔塔什水利枢纽建成运行后，将引起叶尔羌河流域水位、流速下降。

图1 四十八团渡口水文站实测月平均水位变动趋势图

图2 四十八团渡口水文站实测月平均流速变动趋势图

3.2 水文过程均化

由图1 和图2 可以看出，在阿尔塔什水利枢纽工程的作用下，叶尔羌河流域下游呈现出较为明显的年内以丰补歉效应，从年平均数据来看，每年6 月～10 月份水位、流速等水文特征值增大较为明显。从实际情况可以看出，阿尔塔什水利枢纽运行对流域下游中高水流量产生影响较大。

4 结论

叶尔羌河流域下游支流水文特性虽然与当地气候条件、人类生产生活等活动有密切关系，但是阿尔塔什水利枢纽工程的修建运行也是改变流域下游水文特性的重要原因。2017 年阿尔塔什水利枢纽工程建成运营后，使得水文要素总体呈现出下降趋势，充分表明，水利枢纽发挥了一定的调节作用。本文对阿尔塔什水利枢纽工程建设对下游河段水文要素影响的分析结果能为科学评价该水利工程修建对叶尔羌河流域下游生态环境影响提供客观依据，从而为有关部门制定合理的防护与恢复对策提供决策建议。