希尼尔水库防洪安全复核分析

吴新新

（新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆库尔勒841000）

希尼尔水库防洪安全复核分析

吴新新

（新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆库尔勒841000）

本文以希尼尔水库为例，围绕水库设计洪水复核、坝顶超高复核与水库溃坝影响3方面展开了论述，结果表明：水库在主汛期有839万m3库容富余，具备调蓄区间入库洪水能力，水库防洪安全性有保障；坝顶超高复核表明，防渗体顶高程（916.50m）满足规范要求；水库溃坝对大坝下游威胁极大，应加强水库安全管理，提高水库应急管理水平。

水利水电工程；大坝；防洪安全；希尼尔水库

1工程概况

希尼尔水库位于新疆库尔勒市西尼尔镇境内，是利用世界银行贷款与塔里木河流域近期综合治理资金建设的一座中型平原水库［1］，为塔里木河流域近期综合治理工程之一，同时也是开都-孔雀河流域骨干水利工程。水库从孔雀河第一分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水注入。水库以农业灌溉为主，兼顾下游生态输水、水产养殖与旅游等功能。

水库工程包括主坝、副坝、引水闸、放水闸、分水闸及附属设施等。坝顶宽6m，坝长7650m，上游坝坡1∶2.5，下游坝坡1∶2；坝体防渗采取斜铺复合膜，坝基防渗，根据地质情况的不同，分别采取PE塑膜、塑性混凝土防渗墙与水泥土搅拌桩防渗墙3种不同形式。

2设计洪水复核

2.1地表径流

希尼尔水库位于孔雀河流域中部的一个洼地中，是一座以灌溉为主并向塔里木河下游供给生态水的注入式反调节平原水库，从孔雀河第一分水枢纽引水并经库塔干渠总干渠输水。利用博斯腾湖作为多年调节水库，孔雀河水源基本在人工控制下，水量稳定。希尼尔水库蓄水期基本为冬季孔雀河流域上的铁门关、石灰窑2级电站“弃水”；孔雀河水质清澈，水库泥沙淤积小。水库处于山前削蚀平原区，因暴雨而形成的径流短暂，且大部分流失于山前第四系戈壁砂砾石层中，径流形成的搬运能力弱，不会对库盘造成淤积危害。因此，希尼尔水库无承担拦蓄孔雀河天然径流及洪水任务，仅受周边低山区的暴雨及春季融雪洪水影响。

2.2设计洪水分析

2.2.1初设阶段设计洪水计算

根据《希尼尔水库初步设计报告》，对水库东北部的鲁格塔格山区及冲洪积平原所产生的暴雨洪水进行计算，采用的参数为集水面积105km2、暴雨强度24mm，洪量计算值为252万m3。但暴雨产生季节为灌溉用水高峰期，水库处于低水位运行期，因此这对水库安全运行不会造成影响。

2.2.2蓄水安全鉴定阶段设计洪水计算

在2003年初的蓄水安全鉴定阶段，设计单位委托巴州水文水资源局对希尼尔水库东北部鲁格塔格山区的暴雨洪水重新进行了分析计算，其结果如下：

（1）按面积比拟法计算洪峰流量。巴州水文水资源局曾于1988年在希尼尔水库东北部的相邻流域进行了洪水调查，并发现了一条洪沟中的洪水遗址。该洪沟与希尼尔水库北部东西洪沟极为相似，而且2条沟出山口的距离仅8km。据当时调查，前者洪峰流量为27.1m3/s，并由此推算该沟100年一遇的洪峰流量为50.1m3/s，其洪沟的集水面积为47.7km2。东沟汇流面积为54km2，西沟汇流面积为32km2。希尼尔水库2条洪沟的洪峰流量可以东北部洪沟作为参证沟，按面积比拟法（按面积进行线性比拟）计算如下：Q东洪沟=（50.1/47.7）×54=56.6m3/s；Q西洪沟=（50.1/47.7）×32=33.6m3/s。

（2）按推理公式法计算洪峰流量。巴州水文水资源局采用推理公式法计算的参数及洪峰流量如下：东洪沟流域面积54km2，沟长8km，纵坡33%，Q东洪沟=55.0m3/s；西洪沟流域面积32km2，沟长3km，纵坡32%，Q西洪沟=36.0m3/s。巴州水文水资源局推荐的设计洪峰流量是取以上2种方法计算结果的平均值，即东、西洪沟100年一遇洪峰流量：Q东洪沟1%=（56.6+55.0）/2=55.8m3/s。Q西洪沟1%=（33.6+38.3）/2=36.0m3/s。因此，希尼尔水库的入库洪峰流量为91.8m3/s。

（3）洪量计算。按照《新疆维吾尔自治区中小流域设计暴雨洪水图集》计算，希尼尔水库可能遭遇100年一遇的暴雨洪量计算参数如下：24h点暴量为60mm；105km2流域面积中产流区域为86km2；山区暴雨点面关系系数为0.977，由此算出面雨量=60×0.977=58.6mm；尉犁县该洪沟地区产水系数为0.24；因此，洪量WP=1%=（F×P×0.24）×1000=（86×58.6×0.24）×1000=121万m3。

（4）春季洪水量分析。希尼尔水库附近的库鲁克山较低，无永久性冰川和积雪，冬季无较厚积雪。春季积雪融化速度较慢，难以形成洪峰汇入希尼尔水库。经复核认为，希尼尔水库因不受春季洪水威胁，且夏季复核洪量也仅为121万m3（小于初设阶段131万m3），因此，工程设计采用初设值是安全的。

（5）水库主汛期的防洪安全性分析。希尼尔水库是一座注入式反调节的平原水库，鉴于大坝已出现严重的渗漏问题，主汛期最高水位控制在913.00m以下，相应的主汛期最大蓄水库容8961万m3，与一期总库容相比，尚余839万m3库容。在希尼尔水库水源孔雀河的来水量受人工控制的情况下，能够容纳库区天然洪水量，具备调蓄区间入库洪水能力。可见，按目前主汛期水位的控制要求，现状情况下主汛期希尼尔水库的防洪安全性是有保障的。

3坝顶超高复核

希尼尔水库一期库容为0.98×108m3，正常蓄水位913.60m。根据现行《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶超高按下式计算［2-4］：

式中：Y—坝顶超高，m；R—最大波浪在坝坡上的爬高，m，采用莆田试验站公式计算波浪的平均波高和平均波周期；E—最大风壅水面高度，m；A—安全加高，m。

式中：K—综合摩阻系数，取3.6×10-6；W—风速，m/s；D—吹程，km；h—水深，m；β—风向和坝轴线的法线方向的夹角，°；g—重力加速度，取9.81m/s2。

设计阶段坝顶超高计算见表1。本次坝顶超高复核采用设计阶段的坝顶超高计算结果。

表1坝顶超高计算结果

根据以上计算，确定坝顶高程916.50m，对于超高不能满足要求的坝段，采取坝顶设防浪墙增加超高。因此，西副坝不设防浪墙，主坝2+436～3+100、东副坝7+100～7+650坝段设0.9m高防浪墙，主坝3+100～6+750坝段设1.4m高防浪墙，主坝6+750～7+100坝段设1.2m高防浪墙。在防浪墙高度变化处，采用渐变墙高连接。

从现场检查来看，主坝及东副坝坝顶所设防浪墙底未与上游面板防渗复合土工膜结构紧密结合。可见，防渗体顶高程（916.50m）满足规范的不低于正常运用静水位的要求，但现状情况坝顶防浪墙底未与防渗体结合，不满足规范要求。

4水库溃坝影响分析

希尼尔水库地理位置十分重要，一旦出现严重险情，将极大威胁下游安全。根据《希尼尔水库防洪应急预案》，水库主坝溃坝将会主要淹设下游西尼尔镇的西尼尔村、团结村、库尔勒市开发区排水复线以及218国道及兴平渠，对周边富利达粘聚纤维厂也会造成一定损失。兴平渠的冲毁将造成其所辖灌区0.67万hm2耕地农作物损失。

5防洪安全综合评价

对希尼尔水库设计洪水复核、坝顶超高复核与水库溃坝影响这3个方面进行论述，结果表明：

（1）希尼尔水库按现状工程规模属中型水库，设计批复工程等别为Ⅲ等，大坝为2级建筑物，其他主要建筑物级别为3级。由于水库是一座注入式反调节的平原水库，按目前主汛期水位的控制要求，主汛期最大蓄水库容8961万m3，与一期总库容相比，尚余839万m3库容，具备调蓄区间入库洪水能力，现状情况下做好主汛期库水位的控制，水库的防洪安全性是有保障的。

（2）坝顶超高复核表明，防渗体顶高程（916.50m）满足规范的不低于正常运用静水位的要求。

（3）希尼尔水库溃坝对大坝下游威胁极大，应加强水库安全管理，提高水库应急管理水平。

综上所述，根据文献［5］，希尼尔水库工程防洪安全性综合评定为“A级”。建议应按永久性挡水结构新建坝顶防浪墙，并解决坝顶防浪墙底与上游坝坡复合土工膜防渗体的结合问题。

［1］SL252-2000.水利水电工程等级划分及洪水标准［S］.

［2］梁新平.浅析新疆墨玉县防洪工程中的堤防设计［J］.水利规划与设计，2013（07）：53-56.

［3］贾瑞红.水库在防洪作业中实现水资源防洪系统的最优调度［J］.水利技术监督，2013（06）：13-15.

［4］贾瑞红.多目标风险模型在水库防洪调度中的应用研究［J］.水利技术监督，2014（01）：36-38.

［5］SL258-2000.水库大坝安全评价导则［S］.

TV122+.3

A

1008-1305（2016）03-0061-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.025

2016-04-01

吴新新（1975年—），女，会计师。