肯斯瓦特水库建成后对玛纳斯河灌区水资源的影响分析

(新疆玛纳斯河流域管理处，新疆 石河子 832000)

运行管理

肯斯瓦特水库建成后对玛纳斯河灌区水资源的影响分析

谢富东

(新疆玛纳斯河流域管理处，新疆 石河子 832000)

肯斯瓦特水库是玛纳斯河渠首上游在建的唯一一座水库，水库建成后将对上下游水文、水资源、水能资源等产生一定的影响，笔者从多方面分析了水库建成后对各方面的影响程度和利害关系，以期能对管好用好玛纳斯河水资源提供帮助。

肯斯瓦特水库；玛纳斯河；水资源；影响分析

1 玛纳斯河基本情况

玛纳斯河位于天山北坡经济开发区核心地带，东邻塔西河，西邻金沟河，南靠依连哈比尔尕山与和静县相隔，北接古尔班通古特沙漠与和布克赛尔县、福海县相望。在建的肯斯瓦特水利枢纽位于玛纳斯河中游的肯斯瓦特河段，该河段上至清水河支流汇入口，下至一级引水式电站引水渠首，全长约8km。水库位于玛纳斯河干流之上，坝址与肯斯瓦特水文站相邻，距下游出山口红山嘴约30km(见下页图)。多年平均年径流量为13.16亿m3(红山嘴断面)和12.21亿m3(肯斯瓦特断面)，肯斯瓦特、红山嘴两站区间多年平均产流量为0.95亿m3。

玛河流域水系示意图及水文测站分布图

2 玛纳斯河水利工程概况

目前玛纳斯河上已建成拦河引水枢纽2座，大、中型平原水库5座，小型水库9座，已建梯级电站5座，主要引水干渠有数十条，灌区总灌溉面积200多万hm2。玛纳斯河防洪工程比较单一，上游山区河段没有控制性工程，对洪水没有调蓄能力。下游的夹河子水库是玛纳斯河上唯一具有调洪能力的水库，水库总库容1亿m3，调洪库容0.48亿m3，调节能力十分有限(见表1)。

表1 玛纳斯河灌区目前主要平原水库统计情况 单位：亿m3

3 肯斯瓦特水库工程设计参数

肯斯瓦特水利枢纽是玛纳斯河流域一座具有防洪、蓄水、灌溉、发电等综合利用功能的工程，主要由拦河坝、右岸溢洪道、泄洪洞、发电厂房、发电引水系统等独立工程组成。工程建成后，水库总容量1.88亿m3，正常蓄水位990.00m，水库回水长度约13.3km，水库面积4.18km2。年设计发电量2.72亿kW·h，电站装机容量100MW。工程总投资15.98亿元，现状为在建工程。

4 水库建成后对灌区水资源的影响分析

4.1 对区域水资源时空分布的影响

由于流域水资源利用方式由无山区控制性工程改为肯斯瓦特水库调度控制，对区域水资源的利用影响较大，增加了调蓄能力，山区水库可实现与下游5座大中型平原水库联调，在不增加流域农业灌溉面积的情况下，使南部灌区供水保证率有较大提高，水资源将得到合理的分配。

a.改变了区域地表水和地下水的空间分布，可减少地下水开采量。工程改变了地表水资源在区域空间上的分布，增加了调蓄能力，不仅提高了南部灌区的保证率，而且河道下泄(夹河子断面)主要用于生态的水量略有增加。另外解决了流域内工程型缺水问题，充分利用区域水资源。

肯斯瓦特水库的修建，将会对地表和地下水资源量产生影响，通过拟建的山区水库与下游5座大中型平原水库联调，有利于下游自然生态环境的改善，而且使区域的水资源得到科学合理的使用。

b.改变水量时间分布，符合国民经济用水要求。玛纳斯河灌区主要提供农业用水，水库建成后，南部灌区和北部灌区都可以达到设计保证率，水资源利用的提高为灌区水资源分配提供了可利用资源，为流域用水量分配提供了更大的开发利用空间，进一步提高了水资源开发利用程度。

4.2 对水文情势的影响

4.2.1 水库正常运行对库区水文情势的改变

肯斯瓦特水利枢纽为不完全年调节水库，库容1.88亿m3，正常蓄水位990.00m，水库回水长度约13.3km，水库面积4.18km2。

建成后的水库为深切峡谷型水库，改变了原河道形态，由河道型水体转向湖泊型水体，水流的主体流动方向为单向，库尾及库表水体的流速较平均值大；坝前水深增加，库区水体流速从库尾到坝前逐渐减少，水体流态由急流转为缓流。

肯斯瓦特水利枢纽具有防洪功能，通过肯斯瓦特水库的调节可以削峰滞洪，该工程洪水调节计算成果见表2。

表2 肯斯瓦特水利枢纽调洪计算成果 单位：m3/s

依据肯斯瓦特水利枢纽处设计条件下径流年内和建库前后下泄径流分配变化情况，结合拟建枢纽的调度运行库水位与洪水设计成果，经分析，建库后枢纽区水文情势变化如下：

a.水库低水位一般出现在4～7月，水库在低水位运行，到8月或9月水库才能蓄至较高水位，工程蓄水期主要在9月中旬至10月；11月至次年3月水库下泄水量比天然来水量大。

b.水库建成进行径流调节后，下泄量减少时间主要为9～10月。

c.建库后，汛期末在满足综合利用的前提下，水库尽可能蓄水。非灌溉季节在不影响次年灌溉供水的前提下，水库按发电要求运行，增加了12月至次年3月的下泄水量。因此，水库建成后枯水期的径流总量由3.59亿m3提高到4.32亿m3，净增幅为20%，可以提高枯水年下游河道的枯水期流量。

d.肯斯瓦特水利枢纽建成后，总库容1.88亿m3，防洪库容0.399亿m3，通过水库滞洪、削峰调节，下游河道的防洪标准得到有效提高。水库具有明显的削峰滞洪作用，通过肯斯瓦特水库的调节，可以把50年一遇洪峰流量由1085m3/s削减到500m3/s。玛纳斯河红山嘴渠首在1999年曾经来水达到1095m3/s，如消减至500m3/s，将进一步提高渠首安全运行保证率。

4.2.2 工程建成后对坝址以下河道的水文情势的影响分析

肯斯瓦特水利枢纽建成后，总库容达1.88亿m3，对玛纳斯河下游径流的滞留作用明显，尤其是平水期和枯水期，由拟建水利枢纽至夹河子水库段的河道径流条件将有所改变。肯斯瓦特水利枢纽通过河道放水至一级电站渠首，该段河道将不会出现断流现象，根据工程环评报告，肯斯瓦特断面生态基流10月至次年3月为1.01m3/s，4～9月为6.67m3/s。肯斯瓦特水利枢纽在洪水期可以蓄存一定水量，具有调节功能，以下河段8～9月为减水河段，减水21%～23%，过水量将减少，其余月份水量将增加0.5%～50.4%。肯斯瓦特水利枢纽建设后，在非洪水期一级电站引水渠首以下河段河水均被水电站引水渠引走，由玛纳斯河水文现状可知与工程实施前河道水文情势类似。

由于农业灌溉、发电等需要，在红山嘴渠首至夹河子水库段河道水量明显减少，根据工程环评报告，红山嘴断面生态基流10月至次年3月为1.29m3/s，4～9月为6.99m3/s，保证天然河道不断流，每月有一定的生态基流下泄。工程建设后，夹河子水库断面各月下泄流量均有不同程度的增加，总水量增加约为0.27亿m3。

4.3 对区域水资源利用的影响

水库在下泄农业灌溉期的灌溉用水时结合发电，在非灌溉期通过河道下泄发电水量，进入下游平原水库，运行过程为调节水量，因此水库整个放水过程均大于河道内生态基流的要求。经过水库调蓄后，将玛纳斯河下游红山嘴—夹河子段的防洪标准由目前的5～10年一遇提高到50年一遇，下游河道安全泄量为500m3/s；水库为玛纳斯河流域全灌区提供P=75%的供水保证率，尤其对南部7.652万hm2农业灌溉提供稳定、可靠的水源， 对12.333万hm2膜下滴灌的供水保证率达到95%；同时利用坝后电站，为石河子电网增加100MW的水电装机，并承担调峰任务，发电引水流量为112.4m3/s，电站退水对提高下游已建五级引水式水电站的发电保证率具有明显的积极作用。肯斯瓦特水库的修建，对区域水资源利用不产生影响。

4.4 对水能资源的影响

肯斯瓦特水利枢纽工程位于玛纳斯河支流清水河汇入口以下约500m处，距下游红山嘴引水枢纽29.34km，距石河子市约70km。坝址至红山嘴引水枢纽之间已建有两级引水式水电站，一级电站取水口位于拟建肯斯瓦特水利枢纽下游3km，一级电站装机50MW，二级电站取水口接一级电站尾水，二级电站装机12.8MW；红山嘴引水枢纽以下建有三至五级水电站，三级电站装机26.25MW，四级和五级水电站装机均为13MW。红山嘴引水渠首沉沙池后一部分经跨河渡槽投入石河子区的六浮渠、洞子渠，另一部分直接进入东岸大渠，经三至五级水电站发电后的尾水也可投入东岸大渠。工程实施后，河流水资源量没有减少，水库运行方式不会对下游电站的取水及引水水位造成影响，因此对水能资源没有产生不利影响。水库的兴建改变了天然径流的时空分布，水库冬季加大放水保证发电，经玛纳斯河一级水电站前池的调蓄提高了下游梯级电站的保证出力和发电量。

4.5 对河流生态系统和生态水量的影响

4.5.1 对淹没区的生态环境影响分析

工程正常运行后水域面积将大大增加，库区原为荒漠草场、灌木林，多为耐旱植被，常年蓄水后土壤水分条件发生改变，土壤类型将向水成型发展，植被种类将随之变化，喜湿性，甚至水生植物将出现，并成为淹没区优势种。工程建成后大坝前形成一个回水距离约20km的山谷型水库和自然河道。库区将有大面积的静水区，水流较缓，表层水温相对较高，水的透明度增大，无机盐的浓度有所增加，这些因素将有利于库区初级生产者的发展，从而有利于消费者包括鱼类的生长。

4.5.2 运行期对枢纽至一级电站引水枢纽之间河段的影响分析

根据现场调查，在肯斯瓦特至玛纳斯河一级电站渠首段河谷中零星生长榆树、杨树，河谷低地和河漫滩上生长早熟禾、苔草和蒿草等荒漠植被。工程建成后，拟建枢纽仍然通过河道向一级电站引水渠首输水，依然为河谷植被的生长提供水源。对于该段河谷两侧岸坡和坡角堆积物上生长的灌木蔷薇、半灌木驼绒藜等耐旱植被，经过调查这些天然植被生长主要依赖春季融雪水、夏季降雨，河道输水量的变化对其影响甚微[1]。

4.5.3 对玛纳斯河一级电站至夹河子水库段河谷生态环境的影响分析

玛纳斯河一级电站渠首至红山嘴站段河谷低地生长早熟禾、苔草和蒿草等荒漠植被，在二级电站与三级电站之间、山区泉水溢出带下游的河床中心滩地有榆树等天然植被，分布在泉水沟和地下水位较浅的地带，可以依靠地下水生长。工程运行后，每年汛期洪水仍从河道走，而且洪水量变化不大，可以给河滩草地植被补水，根据植被生长习性可以认为工程运行对该段河谷生态影响甚轻[1]。另外，在入玛纳斯河的各小洪沟口有少量榆树和芦苇，分布高程在过水河床之上，现状调查其生长不依赖玛纳斯河水，而是依靠各小洪沟的洪水。

红山嘴至夹河子水库段为砾质河床，无河谷天然植被，工程运行后，该河段不存在对野生植被的影响。

4.5.4 对夹河子水库以下河道的影响分析

该工程的实施仅对玛纳斯河流域中的玛纳斯河的水文情势产生影响，其产生变化的控制断面为夹河子水库。夹河子水库是位于玛纳斯河中下游河段的拦河式平原水库，设计库容1亿m3，水库设有东、西放水涵洞，分别向莫索湾灌区和下野地灌区供水。从溢洪道泄水闸下泄至下游河道的水量，灌区无法引用，主要用于河道下游的生态需水。

肯斯瓦特水利枢纽建成后，对下游生态不会产生不利影响。

4.6 对地下水的影响

4.6.1 对玛纳斯河肯斯瓦特水利枢纽至一级水电站渠首段河谷潜流的影响

肯斯瓦特水利枢纽通过水电站发电退水入河道后，放水至一级电站渠首，该段3km长的河道将不会出现断流现象，但在8～9月下泄水量将减少21%～23%，其余月份水量将增加0.5%～50.4%。工程建成后，拟建枢纽仍然通过河道向一级电站引水渠首输水，该段河道不会出现断流现象。对拟建的玛纳斯河肯斯瓦特水利枢纽至一级水电站渠首段河谷潜流的影响很小。

4.6.2 对已建一、二级水电站引水渠首下段河谷出露泉水的影响

肯斯瓦特—红山嘴区间并没有大的支流汇入，红山嘴径流量却增加了0.95亿m3，说明该段河道有地下水补给地表水，据分析，该段出露泉水主要来自宁家河、金沟河及塔西河河水的侧向补给，因此该项目建设后不影响下游的泉水出露。

4.7 对玛纳斯河水资源行政管理的影响

玛纳斯河在管理方面历来都存在纷争，自成立灌区委员会以来， 1964年制定了《玛河章程》，由自治区玛管处按照《玛河章程》统一进行水量分配、调度，自治区玛管处定期组织召开灌委会协调用水问题。目前参与玛纳斯河管理的有自治区玛河流域管理处、石河子玛河流域管理处、玛纳斯县玛河管理处三家单位。玛纳斯河红山嘴渠首目前由自治区玛管处管理，位于红山谷出山口处，上游既无控制性防洪工程，下游也无蓄水调节工程，但却行使着流域管理的职能。随着肯斯瓦特水库建成发电，该渠首的防洪功能将大大减弱，既受制于水库对水量的调节、调峰，又处于水量不得不下放的尴尬局面，同时由于该单位为准公益性事业单位，既要收取水费，又要行使流域管理职能，加之历史遗留问题繁多，多家单位交叉管理，因此对于加强自治区、兵团、玛纳斯县行使水行政管理、协调相互之间的关系问题，无疑显得更为复杂，因此需自上而下，多方牵头，统一管理，才能兴利除害，造福人民。

[1]新疆生产建设兵团石河子水利局.玛纳斯河肯斯瓦特水利枢纽工程可研报告[R].2008.10.

[2]新疆玛纳斯河流域管理处.新疆玛纳斯河流域管理处处志[Z].2006.8.

[3]新疆玛纳斯河灌区委员会.玛河章程[Z].1993年(修订版).

AnalysisoftheImpactonWaterResourceofManasiRiverIrrigationAreaAftertheCompletionofKensiwateReservoir

XIE Fu-dong

(XinjiangManasiRiverDrainageAreaAdministration,Shihezi832000,China)

Kensiwate Reservoir is the only reservoir being constructed in the upper reaches of Manasi River, which will generate certain impact on hydrology, water resources and water energy resources in the lower and upper reaches after completion. The author analyzes the impact level and advantages and disadvantages to various aspects after the reservoir is completed, in order to provide helps for better managing water resources of Manasi River.

Kensiwate reservoir; Manasi River; water resource; impact analysis

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A

1673-8241(2014)09-0028-05