头屯河流域防洪工程对水库的重要性

张金铸

(新疆水利厅头屯河流域管理处，新疆昌吉831100)

1 流域的基本情况

头屯河是新疆天山北麓的一条河流，干流源出于天山山脉哈拉乌成山北坡的吾鲁特达板，河水大体流向东北，经乌鲁木齐市与昌吉市的接壤地带后，注入准葛尔盆地，全长190 km。流域面积2 885 km2。头屯河水库位于干流出山口的上游，控制流域面积1417 km2。流域内较大支流来自头屯河水库的上游，右岸支流较多，左岸支流较少。见图1:

图1 头屯河流域水系图

2 头屯河河道现状基本情况

2.1 主要支流及有关水文站分布情况

头屯河上游存在着几条较大的汇流，如东南沟、庙尔沟、谢家沟、小渠子、黑家沟、浅水河等。其中制材厂水文站设在庙尔沟制材厂附近，海拔高程1 430 m，集水面积840 km2，1955年设立。哈地坡水文站设在河流出山口，位于头屯河水库下游，距头屯河水库约800 m远，海拔高程966 m，集水面积1 562 km2，1957年设立。两站相距约为38.2 km。

2.2 河流坡降及不良地质地貌现象

2.2.1 河流坡降

头屯河上游的河床比降较大，达11%。中下游的坡降较小，约2%，庙尔沟以上，坡降较大，河流深切谷地，而庙尔沟以下，河谷变宽，坡降锐减。

2.2.2 不良地质地貌现象

头屯河流域山体破碎，切割强烈，山峰河谷高差较大，且气候干燥，昼夜温差大，物理风化剥蚀强烈，岩屑锥、倒石堆随处可见。沿头屯河两岸，可见有许多风化、崩塌形成的巨大的碎石堆，呈三角锥状，高达十几米。在暴雨作用下，泥石流活动频繁，泥石流堆积体随时可见。这些不良地质现象常常危及公路的安全，并向河道输入大量泥砂石块，加速了不良地质现象的生成和发育。

2.3 河道基本形态

头屯河水库以上河长82.5 km，流域面积1 562 km2，其东西分别为乌鲁木齐河和三屯河，其河道形态主要有以下2方面特征。

2.3.1 河流两岸不对称

头屯河水库以上河段为山区性河道，河床较稳定。河流阶地发育有明显的三级阶地。河流两岸阶地性质及物质组成明显不同，左岸多为基岩，且坡度陡峭，为侵蚀性阶地;右岸阶地多由松散堆积物组成，坡度缓，为河流堆积阶地。由于左岸基岩较坚硬，不易侵蚀，右岸为松散第四纪堆积物，易侵蚀，因此河床多偏向于右岸，右岸的阶地大多都保存不完整。

2.3.2 河道宽窄沿程不一

头屯河中游河床，大多为砾石河床和坚硬的基岩，坡度较缓，而且两岸组成物质相对较疏松，因此河道大多都宽浅，宽深比(Σ =B/h)约3.5左右。但河道在两岸皆基岩的矶头处宽深比＜3.0;在两岸皆松散堆积的河段，宽深比＞5。河道的平面形态，受地质地貌和水力两种因素的控制，但局部河段水力因素对其形态形成具有很大的作用，河道呈现很自然的弯曲形态，接近正弦曲线。

3 现有防洪工程

3.1 现状年头屯河流域内主要防洪工程

头屯河水库是一座山区拦河水库，水库工程等别为三等中型水库，工程主要建筑物3级，次要建筑物4级，设计洪水标准P=1%，校核洪水标准P=0.1%。水库最大坝高51 m，坝型为黏土心墙、土石混合坝。原设计库容2 030万m3，设计水位991.2 m时最大泄量384.6 m3/s。头屯河水库在整个流域中发挥着重要的作用，担负着下游2.67万hm2农田灌溉及工矿企业和生活用水，年用水量超过2.0亿m3，占多年平均径流量的85%以上，反映了头屯河水库水资源利用率已相当高。同时，头屯河水库也是全流域内现有的唯一一座调蓄型工程，对全流域的灌溉、供水、防洪起着决定性的作用。

3.2 头屯河水库汛期调控运用主要任务

1)首先必须保证水库大坝的绝对安全，在此前提下保证下游渠首的防洪度汛安全及河道行洪安全。

2)汛期调度一致服从区防汛抗旱总指挥部的指挥和监督，不擅自更改调度方案、提高汛限水位和加大下泄流量，特别要及时了解和掌握下游猛进水库的水情态势，以保证头屯河水库和猛进水库的安全运行，保证两个水库严格按照批准的度汛方案进行控制运行。

3)进入主汛期后，八钢供水调节池水位要控制在995.0～996.0 m，浮船泵站进入待工作状态，保证随时能够启用。在保证工业供水的前提下，结合农业用水及河道来水情况多排泥砂减少库区泥砂淤积，逐步扩大有效库容。

4)猛进水库汛期调节与头屯河水库调控同步进行，树立“一盘棋”的思想，统一调度指挥，且应提前2～3 d腾出猛进水库库容调节头屯河洪水。

5)猛进水库2002年汛期运用计划报送头屯河管理处，以头屯河水库汛期调控运用方案为主导，发挥上下游水库联调作用。

6)汛末要抓紧时机适时多蓄水量，解决下游灌区秋季供水不足问题和冬季工业供水对水质水量的需求问题。

4 现有防洪工程体系存在的主要问题

4.1 头屯河流域缺乏防洪总体规划

由于没有整个流域内的总体防洪规划，防洪工程建设盲目性大，往往是头痛医头，脚痛医脚，常出现治了左岸冲了右岸，或治了上游，损害了下游，防止措施缺乏整体性。

4.2 部分重要河段防洪标准低

头屯河河道上游人口较为集中的地段主要有硫磺沟镇、庙儿沟镇(小渠子)以及金涝坝等几个地方。硫磺沟镇地段由于地处各家煤矿较为集中的地带，现已由各受益单位开始在河道两岸修筑防洪堤坝。金涝坝由于地处制材厂水文站以上，区域内下垫面因素较好，并且，居民住宅区高程相对河床较高，也不需要进行单独的工程措施进行处理。而庙儿沟镇由于地处流域中上游位置，作为人口较为集中的地带之一，是中上游区域的重要经济集中地带(制材厂水文站也在该区域内)，但该区尚没有较为完整的防洪工程措施，严重影响城市及沿河各生产单位的防洪安全。

4.3 沿河各生产单位的废弃物对河道的安全存在着极大的隐患

头屯河上游两岸有着丰富的矿产资源，由于多年的非正常采用，不仅使资源无法正常发挥效益，还造成了资源的极大浪费。同时，由于流域上游单位众多，各种煤矿林立(尤以硫磺沟镇附近的河段较为明显)，废水、废液、废渣等废弃物的治理仍存在一定的问题，一旦发生不可预计的洪水，这些企业、工厂将成为下游防洪安全的极大隐患。

4.4 部分工程老化，年久失修，带病运转

1964年始，头屯河有了较为完整的灌溉引水系统，水的利用率得到了较大的保证，流域内各单位也获得了较为稳妥的水的利益，开始在沿河各段河道内修筑一定的防洪工程。这些工程对流域的防洪安全起了非常巨大的作用。但是由于年久失修，部分工程已经冲毁，部分工程还在带病运行。

4.5 上游控制性工程防洪能力较弱，无法对洪水起到正常的削峰滞洪作用

头屯河水库自1971年工程未竣工时即蓄水，供应八钢用水，起调水位965 m。以后，为满足生活、工业供水对水质的要求(含沙量＜5 kg/m3)，水库被迫高水位蓄浑排清运行，改变了原设计规定的蓄清排浑运行方式，造成水库泥砂淤积十分严重，防洪库容被大幅度削减，导致防洪能力严重不足，不仅危及水库本身防洪安全，而且兴利能力也日益降低。

4.6 中低山区的泥石流是重要的影响因素

山区林区过度采伐，更新缓慢，水源涵养遭到一定破坏，并且上游草场长期超载放牧，导致退化，产草量下降，有沙化现象，浅山丘陵因开荒造田，水土流失加剧，使原本脆弱的生态进一步恶化。在头屯河制材厂水文站以下至水库实验站的中游地带，由于植被覆盖率低，河道两侧山体破碎，支沟纵横，边坡稳定性较差，且覆盖着较厚的松散堆积物。此间降水较少，又多是暴雨形式，因此环境质量较差，尤其是楼庄子以下流域，生态环境更为脆弱，河谷两侧坡体上，植被无几。

4.7 下游泄洪通道不通畅

头屯河下游的河道受到鱼塘、耕地的侵占，河道断面狭窄，无法满足正常的安全行洪要求。六工镇头屯河河道两岸有诸多当地群众自行修建的鱼塘，大大小小共约100多个。这些鱼塘有些修建在河岸上，但大部分修建在河道内，在局部地段，两岸的鱼塘相距不足50 m，这些都成为了河道安全行洪的障碍。

5 结语

下游水库调节能力对头屯河水库汛期调控有直接影响，下游猛进水库为一平原水库，坝高10 m，原设计库容6000×104m3，现根据“2000年猛进水库春汛工程管理及抢险预案”，猛进水库设计水位487.23 m时，相应库容为3749.5×104m3，仅为原设计库容的62.5%，涵洞安全泄量为20 m3/s，没有溢洪道，仅3月份头屯河、乌河、老龙河汇集河道，来水总量(P=2%)就达到4557.4×104m3，可见其防洪标准较低，泄洪能力不足。猛进水库汛期调节与头屯河水库的调控各自独立，配合不密切，没有充分发挥上下游水库联調作用，影响头屯河水库汛期调控运用方案的实施。

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