新疆克孜尔水库2016年“8·1”洪水水情分析及水库调度实况

(克孜尔水库管理局，新疆 拜城　842313)

1　工程概况

克孜尔水库位于新疆阿克苏地区拜城县境内渭干河上，由主坝、副坝、溢洪道、泄洪排沙涵洞与发电站组成，水库坝址在渭干河干流木扎提河与支流黑孜河汇合口以下约500m处，水库控制集水面积16637km2。水库灌溉控制下游库车、沙雅、新和三县，设计灌溉面积为21.3万hm2，水库设计总库容6.4亿m3，是以灌溉、防洪为主，兼有发电综合利用的大(1)型水利枢纽工程。

1985年工程开工，1995年全面竣工。2014年水库完成除险加固工程并通过竣工验收，经水利部大坝安全管理中心鉴定、黄河水利委员会审查批准，除险加固工程规模为Ⅰ等大(1)型工程，设计总库容为7.25亿m3，除险加固后主坝加高3.60m,副坝加高4.20m，水库除险加固前后防洪设计标准见表1。

表1　克孜尔水库工程除险加固前后防洪设计标准对比

2　“8·1”洪水概述

7月31日21时—8月1日14时，渭干河流域山区发生了强度高、面积广的暴雨天气过程，7日31日21时50分木扎提河(破城子站)开始涨水，流量达377m3/s，超警戒流量(警戒流量为350m3/s)。8月1日0时流量达479m3/s，超保证流量(保证流量为450m3/s)，5时最大洪峰流量达649m3/s,为有实测资料以来的第二位洪水；此时卡普斯浪河、卡拉苏河相继开始涨水，8月1日2时40分卡普斯浪河(卡木鲁克站)流量为412m3/s，超警戒流量(警戒流量为400m3/s)。6时卡普斯浪河(卡木鲁克站)流量涨至600m3/s，已达保证流量(保证流量600m3/s)。7时最大洪峰流量达803m3/s,为有实测资料以来的第二位洪水；卡拉苏河(卡拉苏站)1日6时流量为650m3/s，超过保证流量(保证流量350m3/s)，9时最大洪峰流量达910m3/s,为有实测资料以来的第一位洪水。与此同时台勒维丘克河和克孜尔河也开始涨水，到1日9时10分入库站:托克逊站流量已达1400.0m3/s,超过保证流量(保证流量1000m3/s)。上述四条支流的洪水遭遇叠加,于1日14时30分在木扎提河托克逊水文站(克孜尔水库进库站)出现有实测资料以来的第一位洪水,最大洪峰流量达2180m3/s。8月1日11时，黑孜河流量已达560m3/s，超过危险流量(危险流量为450m3/s)。随着降雨中心东移,黑孜河黑孜水文站(克孜尔水库进库站)1日14时出现了1020m3/s洪峰流量,超过保证流量(保证流量800m3/s)，14时18分最大洪峰流量达1240m3/s,为有实测资料以来的第三位洪水，致使克孜尔水库入库洪峰流量猛增至3420m3/s(见图1、表2)。

图1　“8·1”洪水托克逊、黑孜水文站及入库洪水过程线

表2　渭干河流域各河“8·1”洪峰流量统计

3　洪水成因分析

由于受西南暖湿气流与北方冷空气的影响，从7月31日21时开始渭干河流域山区发生强度高、面积广的暴雨过程，加之前期持续高温，零度层持续偏高，导致山区积雪融化，致使克孜尔水库发生“8·1”暴雨融雪型洪水。根据克孜尔水库防洪调度系统水、雨情监测站点采集到的雨量信息表明：7月31日21时—8月1日14时，最大累计降雨量为57mm，发生于公安煤矿站(累计降雨情况见表3)。

表3　渭干河流域7月31日8月1日降雨统计　单位:mm

4　“8·1”洪水特征

“8·1”洪水洪峰流量高。洪峰流量为3420m3/s,洪峰流量按克孜尔水库除险加固后设计洪水标准计算为40年一遇洪水标准，小于渭干河50年一遇的设计洪水标准洪峰值3586m3/s。

洪水量级大。“8·1”洪水一日洪量为1.69亿m3，洪水总量2.04亿m3。

洪水持续时间较短。“8·1”洪水起涨速度快，退水也快。入库流量1000～2000m3/s的持续时段为9h，洪水流量2000～3000m3/s的持续时段为12h，3000～3360m3/s的持续时段1h。

5　“8·1”洪水实时预报

利用克孜尔水库防洪调度系统实时监测到的渭干河上游区域雨情信息及上游6个水文站的实测水文数据，提前5个小时采用马斯京根法实时修正预报洪水洪峰流量为3475m3/s，洪峰入库时间在8月1日14时，预测一日洪量1.82亿m3，预测洪水总量2.25亿m3；而实测最大洪峰流量3420m3/s,峰现时间8月1日15时，实测一日洪量1.69亿m3，实测洪水总量2.04亿m3，预报精度92%(见图2)。

6　“8·1”洪水实时调度

6.1　水库预报调度

采用马斯京根法实时修正预报洪水洪峰流量为3475m3/s，1日洪量1.82亿m3，入库时间8月1日14时。

方案1：泄流550m3/s预测坝前最高水位1146.25m，出现时间为2日18时。

方案2：泄流650m3/s坝前最高水位为1146.02m，出现时间为2日15时。

方案3：泄流750m3/s (水库下游河道安全下泄流量为750m3/s)，坝前最高水位1145.81m，出现时间为2日14时(见表4)。

图2　“8·1”洪水实测与预报流量对比过程线

表4　“8·1”洪水预报结果及调度方案概况

6.2　水库实时调度

克孜尔水库根据天气预报和实时入库洪水进行了分析会商，经自治区防办批准后，决定自8月1日12时起水库下泄流量按350m3/s进行预泄,每隔1h逐步增加出库泄量, 总泄量初步按调度方案1控制在550m3/s左右。随着河道来水回落，至2日16时水库基本达到进出库平衡，此后水库继续维持泄流不变，确保库水位回落至主汛期汛限水位1143.00m以下运行(水库实时调度概况见表5、图3)。

表5　“8·1”洪水克孜尔水库实时调度概况

7　效益分析

7.1　防洪效益

克孜尔水库洪水预报调度系统充分发挥了在水库防灾减灾中的作用，为科学调度“8·1”大洪水提供决策依据，采取积极有效的水库预泄方案，成功拦蓄了40年一遇的大洪水，在“8·1”40年一遇大洪水中,入库洪峰流量为3420m3/s,最大下泄流量为550m3/s,入库洪水总量2.04亿m3,水库拦蓄洪水1.51亿m3,削峰率达83.90%。

7.2　社会效益

图3　克孜尔水库 “8·1”洪水调度过程线

在抵御 “8·1”40年一遇洪水中，水库不仅保护了渭干河下游库车、新和、沙雅3县27.3万hm2农田、塔河油田、74万人及大量牲畜等生命财产不受洪水侵害，而且确保了314国道、南疆铁路、南疆通讯光缆的畅通，库车机场的正常通航，可见水库防洪效益十分显著。

8　“8·1”洪水调度考评

依据《水库洪水调度考评规定》(SL 224—98)，对克孜尔水库“8·1” 40年一遇洪水调度结果进行了考评, 考评涉及基础性工作、经常性工作、洪水预报、洪水调度等四个方面20个考评项目，对照各项目相应的指标进行评价，综合评分结果为91.70分，为优。

9　结　语

渭干河流域“8·1” 40年一遇洪水防洪调度工作，实现了“精确预报，预泄调度，科学决策”的目标；由于对水库实施了除险加固，相应防洪标准得到提高，调度预泄方式较之前更加可控，在遭遇同量级洪水的情况下，水库泄量相应减少，最大限度地减轻了下游河道的防洪压力，充分发挥了水库的防洪功能。