新疆塔里木河流域防洪体系探析

张 靓，李 江，陈红川，王露阳，魏光辉

(新疆塔里木河流域管理局，新疆 库尔勒 841000)

洪水灾害是全球发生频率最高、损失最严重的自然灾害之一[1-2]。在全球变暖背景下，塔里木河主要源流区由于地形陡峭、积雪较多而易形成雨雪冰混合洪水，并携带大量砂石，冲蚀平原地区的积雪。因塔里木河流域主要源流区气象、积雪和洪水等监测薄弱，融雪洪水形成机理研究相对匮乏，洪水演变过程模拟基础差，洪水预报、预警精度较低，这给洪水灾害高精度预报和预警带来了极大的困难。随着塔里木河主要源流径流显著增加、中上游绿洲规模扩大、支流控制性水库日渐完善，如何做好洪水灾害预防，平衡洪水漫溢与流域资源性缺水之间的矛盾，实现流域经济社会高质量发展是一个亟待解决的问题。

1 流域防洪工程建设情况

1.1 和田河流域

和田河流域防洪主要在玉龙喀什河和喀拉喀什河两支流，其中，玉龙喀什河山区控制性工程玉龙喀什水利枢纽于2020年开工建设，工程建成后将下游河道防洪能力由10年一遇提高到30年一遇，河道已建永久性防洪工程约56.0km，建设标准10～50年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；喀拉喀什河已建山区控制性工程乌鲁瓦提水利枢纽，将下游河道防洪能力由10年一遇提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程约30.0km，建设标准10～50年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇。

1.2 阿克苏河流域

阿克苏河流域防洪主要在两支流托什干河、库玛拉克河和阿克苏干流，其中，托什干河山区控制性工程阿合奇水利枢纽于2021年开工建设，工程建成后将下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程约74.0km，建设标准10～30年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；库玛拉克河山区控制性工程大石峡水利枢纽于2018年开工建设，工程建成后将下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程约35.0km，建设标准10～30年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；阿克苏河干流已建永久性防洪工程约22.0km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇。

1.3 叶尔羌河流域

叶尔羌河流域主要指叶尔羌河和提孜那甫河，其中，叶尔羌河山区控制性工程阿尔塔什水利枢纽于2016年开工建设，目前已建成运行，将一般保护对象防洪能力提高到20年，重要保护对象防洪能力提高到50年一遇，同时叶尔羌河防洪治理工程于2016—2018年分3年建设，建设河道防洪工程共计290.5km，但近年来随着部分河段河道游荡，产生了新的险工险段，洪水期对河岸保护对象造成洪灾损失；提孜那甫河在建山区控制性工程莫莫克水利枢纽，将河道防洪能力提高到20年，河道已建永久性防洪工程约55.4km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇。

1.4 开都一孔雀河流域

开都河已建山区控制性工程察汗乌苏水库，将下游河道防洪能力由5年一遇提高到30年一遇，河道已建永久性防洪工程约66.0km，建设标准10～30年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；孔雀河在一些险工险段已形成一些堤防工程，河段现状防洪能力约为20年一遇。

1.5 喀什噶尔河流域

喀什噶尔河流域防洪主要在克孜河、盖孜河、库山河、恰克玛克河、布谷孜河，其中，克孜河已建山区控制性工程卡拉贝利水利枢纽，将下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程约37.5km，建设标准10～50年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；盖孜河已建山区控制性工程布仑口水库，将下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程约29.3km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状功洪能力约5年一遇；库山河在建山区控制性工程库尔干水利枢纽，将下游河道防洪能力提高到20年一遇，河道已建永久性防洪工程约59.1km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；恰克玛克河在建山区控制性工程托帕水库，将下游河道防洪能力提高到20年一遇；布谷孜河已建山区控制性工程阿湖水库，将下游河道防洪能力提高到50年一遇。

1.6 渭干一库车河流域

渭干河已建山区控制性工程克孜尔水库，将下游河道防洪能力提高到100年一遇，河道已建永久性防洪工程约38.2km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇；库车河已建山区控制性工程铜场水库，将下游河道防洪能力提高到30年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状河道防洪能力约5年一遇。

1.7 迪那河

迪那河已建山区控制性工程五一水库，将下游河道防洪能力提高到30年一遇，现状河道防洪能力约5年一遇。

1.8 车尔臣河

车尔臣河已建山区控制性工程大石门水利枢纽，将下游河道防洪能力提高到20年一遇。河道已建永久性防洪工程约21.0km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇。

1.9 克里雅河

克里雅河已建山区控制性工程吉音水利枢纽，将下游河道防洪能力提高到20年一遇。河道已建永久性防洪工程约21.6km，建设标准10～20年一遇，其余防洪河段均为临时性防洪工程，现状防洪能力约5年一遇。

1.10 塔里木河干流

塔里木河干流近期治理工程实施后，在塔里木河洪水漫溢、跑水严重的河段两岸共修建输水堤649.45km，防洪能力10年一遇，目前部分堤防已被冲毁，已失去防护作用。

2 防洪体系现状与存在问题

2.1 流域防洪体系建设现状

2.1.1以防洪堤为主的工程体系

叶尔羌河是新疆境内洪峰流量最大的河流，是新疆重点灾害性河流之一，沿河各县市、团场深受其害，直接受到洪水威胁的人口约60万人，耕地150万亩。2015年4月，国家发改委批复了《叶尔羌河防洪工程可行性研究报告》(发改农经〔2015〕719号)，工程治理河长500km，共建防洪工程77处(地方67处，兵团10处)，涉及喀什地区泽普县、莎车县、麦盖提县、巴楚县4县以及新疆生产建设兵团第三师。工程估算总投资29.1亿元(地方213017万元，兵团78075万元)。2015年开工建设，截至2017年底，工程全部完成。工程建成后，叶尔羌河雀热玛—艾里克塔木段沿岸防洪标准提高至10～20年一遇，在阿尔塔什水利枢纽工程尚未蓄水削洪情况下，通过流域管理机构合理调度，河道引洪分洪设施的有序调节，叶尔羌河沿岸防洪堤防发挥了极大的防洪减灾作用，有效保护灌区人民群众生命财产安全。叶尔羌河汛期洪水高达2000m3/s左右时，叶尔羌河沿岸未出现组织大规模人力、物力进行防洪抢险的状况，极大减轻了当地群众的防洪负担。据统计，年均减免防洪投入和洪灾损失达3亿元左右，每户每年减轻防洪投入700元左右。

2.1.2 以库堤结合为主的工程体系

通过修建山区水库，拦蓄河道洪水，结合平原区河道堤防建设，可以极大程度上减少洪水对下游绿洲带来的危害。以叶尔羌河为例，据统计，1949—2013年的64年间共发生洪水灾害41次，洪灾损失及频繁程度在新疆居第一位，每年投入防洪人员达到1000万人次、防洪物资1亿元，给流域内各族群众造成了沉重的负担。阿尔塔什水利枢纽工程建成后，通过库堤结合方式，可将叶尔羌河20年一遇洪水流量由5590m3/s消减至1750m3/s，消减率69%；100年一遇洪水流量由8786m3/s消减至4932m3/s，消减率达44%。通过阿尔塔什水库调蓄消峰作用并结合下游防洪工程建设，有效调控了山区洪水，将叶尔羌河下游防护对象提高到了20～50年一遇。此外，工程建设也使得灌区农业灌溉保证率从工程建设前的不足50%提高到75%。近22年来已建和在建的30座大中型山区水库大部分都是综合利用的水利枢纽，对于遏制洪患、保障灌溉起到了极其显著的作用。

2.1.3 中小河流治理工程体系

(1)中小河流治理工程。塔里木河流域有防洪治理任务的中小河流85条，有防洪任务的河长为1607km。自2016年以来，通过中央水利发展资金对列入国家中小治理规划的中小河流进行治理。同时，自治区及各级通过补助或整合及自筹资金也进行了局部治理。

(2)山洪沟治理工程。自2010年开展县级山洪灾害防治项目建设以来，通过10余年的山洪灾害治理，已基本建立了覆盖山洪灾害防治区的监测预警系统：一是实现降雨和河道洪水水位实时监控，及时发布水旱灾害防御预警信息；二是通过三级监测预警平台建设，实现了县、乡(镇)、村暴雨、洪水等实时监测信息发布预警。三是建设完成水利信息网和异地视频会议系统，为全疆水利信息化奠定了良好基础。四是通过开展山洪灾害调查评价，基本摸清了73个县山洪灾害防治区基本情况。

2.1.4 数字孪生工程建设体系

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度的仿真过程，通过在虚拟空间中完成映射反映实体对象的全生命周期过程[3-5]。随着云计算、物联网、大数据、移动互联网和人工智能AI等高新技术的逐步成熟，“智慧水利”从理论研究走向实际应用并在塔里木河流域初步发展。例如，2023年5月，塔里木河流域管理局启动了数字孪生塔河试点建设项目，一是开展了数字孪生平台构建。选取开都-孔雀河作为数字孪生塔河试点，在塔河一个库和塔河一张图的基础上完善开都-孔雀河数据底板，构建开都河水量调度模型、开都-孔雀河流域水资源调配模型、库塔干渠智慧水量调度模型、博斯腾湖泵站安全运行暨设备故障预测预警模型，建设数字孪生平台，利用模型平台和知识平台实现水利业务“四预(预报、预警、预演、预案)”流程的智慧模拟、仿真推演，支撑水利业务应用。二是构建了智能业务应用。开展开都-孔雀河流域水资源调配预演典型应用、开都河防洪调度预演典型应用、孔雀河一枢纽安全运行管理典型应用，建设博斯腾湖泵站预知预判系统与水位智能识别系统，率先实现试点流域重点区域水资源管理与调配、水旱灾害防御的“四预”、工程安全运行功能，支撑调度方案优选和科学决策。

2.2 流域防洪工程体系存在问题

近年来随着塔里木河流域一批山区控制性工程的陆续开工建设，以及重点河道防洪工程的逐步实施，塔里木河主要源流初步形成了“堤库结合”的防洪工程总体布局，为提升流域防洪减灾能力发挥了一定的作用。但流域防洪工程体系仍存在不完善的问题，一是流域防洪规划体系不完备。一些重点流域防洪工程总体布局及区域经济社会发展水平不相适应，特别是在重要河段和城市及人口集中的乡镇和农田，缺少水库加提防共同抵御洪水的工程，需修建山区控制性水库，通过山区水库调蓄提升河流防洪能力。同时，针对分布广泛的一般农防保护河段工程建设滞后，存在较大范围的临时性堤防工程，需加大开展河道防洪工程建设，提高河道防洪能力、保障河道行洪安全。二是“四预”体系不完善。流域内水利部门资源整合不够，缺乏共享机制，在不同业务和不同层级之间存在许多“重采、重存，轻整理、轻分析”的现象。水利行业之外的相关部门资源共享不足，尤其是防洪所需要的气象数据、空间数据等，还未能实现实时共享；对互联网数据抓取收集仍处于起步阶段[6]。三是流域蓄滞洪区建设滞后。据调查，塔河流域“三源一干”未建立相应的蓄滞洪区，尤其是在暖湿气候影响下，面对丰水年，受限于当前水利工程，造成分洪引洪能力不足，同时流域(尤其是塔河干流)蓄滞洪区规划、建设与管理滞后，既不利于洪水资源化利用，也成为流域防洪体系的薄弱环节，一旦发生流域性洪水，难以利用蓄滞洪区分蓄洪水，不利于流域防洪能力提升[7-8]；四是中小河流治理工程管护亟待加强、管理存在难度。中小河流治理工程完成后，一般交于当地水管部门管理，当前基层水管站所受人员编制、资金、技术以及管理体制等方面制约，水管部门仅能对供水设施进行临时性修补，难以承担防洪工程的管理维护，致使防洪工程管护不到位，工程损坏情况无法修复情况时有发生。同时，由于自然资源、生态环境、林草等部门将部分河道划入基本农田、生态红线、森林公园、林草保护区等范围，影响了中小河流工程治理、防汛抢险和防洪管理等工作。

3 未来思考

(1)突出规划引领作用。当下，流域防洪减灾工作面临新形势、新要求、新挑战，按照水利部《关于开展七大流域防洪规划修编工作的通知》要求，合理规划布局由河道及堤防、水库等组成的现代化防洪工程体系，提升水灾害防御能力。源流上游以护岸、稳固滑坡体为主；中游在现有防洪格局的基础上，加强有防洪要求河段堤防建设，通过合理调度现状已在建和规划的具有防洪任务的水库，提高防洪能力，并与下游堤防共同构成流域防洪工程体系。

(2)实施流域水网工程建设，以重大引调水工程和骨干输配水通道为“纲”、以区域河湖水系连通工程和供水渠道为“目”、以控制性调蓄工程为“结”，加强互联互通，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。开展塔河数字孪生试点工作，以时空数据为底座、以数学模型为核心、以水利知识为驱动，物理流域同步仿真运行、虚实交互和迭代，为推进塔河流域数字孪生奠定基础。

(3)加大防洪工程建后管护资金投入、强化中小河流防洪管理。多渠道筹集管护资金，争取中央资金支持，各级财政每年拿出部分预算，按照《防洪法》和《自治区实施<防洪法>办法》，适当收取保护区盈利性机构单位防洪费用等方式筹集运行管护经费，用于防洪工程维修养护、管护人员、堤防抢险物资人员等方面支出和政府购买服务，确保防洪工程建后管护到位，最大限度发挥工程效益；进一步明确自然资源、生态环境、林草等部门在制定基本农田、生态红线、森林公园、林草保护区等规划涉及河道管理和保护范围的，以水利部门管理为主，各部门共同配合水利部门主导的联合执法，全面强化中小河流防洪管理。

4 结语

塔里木河流域土地、光热和石油天然气资源丰富，是我国实施西部大开发战略的重点地区。洪水漫溢与资源性缺水并存一直是流域水资源管理面临的主要问题之一。由于塔里木河源流以冰川融水补给为主，径流年内分配严重不均，3—5月灌溉季节水资源紧缺，6—9月洪涝灾害频发。开展流域防洪工程建设现状评价，指出当前防洪工程体系存在的问题，提出未来流域防洪工程建设的思考建议，对于持续推进塔里木河流域综合治理，着力建设“三个塔河”，实现流域高质量发展意义重大。