阿克苏河流域并联水库防洪工程布局探讨

马苏文

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 概况

（1）流域概述

阿克苏河是新疆天山南坡第一大河， 由上游支流托什干河及库玛拉克河在阿克苏市西大桥以上12.4km 的喀拉都维处汇合而成，分别流经克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿合奇县及阿克苏地区的乌什县、温宿县、阿克苏市、阿瓦提县、柯坪县以及新疆生产建设兵团第一师。 阿克苏河两支流和干流河道流程长，沿岸分布保护对象众多，其中两支流防洪保护对象主要为县城和乡村， 其中县城防洪标准为30 年一遇， 乡村段防洪标准为10—20年一遇； 流域重点防洪保护对象阿克苏市位于两支流汇合口下游干流河道， 防洪标准为50 年一遇。

（2）存在的问题

阿克苏河两支流洪水为融雪型洪水、 暴雨型洪水及融雪暴雨混合型洪水，洪水多发，两支流沿岸防洪保护对象洪水威胁大。 阿克苏河干流洪水由上游两大支流洪水汇集而成，峰高量大，且由于地区洪水组成的复杂性， 使得干流重要保护对象阿克苏市面临更大的防洪风险。

阿克苏河流域目前未建成山区控制性工程承担流域的综合利用任务，巨大的洪峰不能被调控削减，一泄千里，直扑平原灌区，对平原灌区形成频繁的、大范围的洪水灾害。 同时由于防洪资金投入有限， 两支流及干流沿线河道防洪工程建设滞后，河道防洪能力有限。 因此，阿克苏河流域防洪工程体系不健全， 严重威胁流域保护对象的防洪安全，限制了流域经济社会安全、稳定、可持续发展，工程体系亟待修缮。

图1 阿克苏河流域防洪工程布局节点图

2 流域防洪治理思路

国内针对多支流、 分布有重要保护对象的大江大河开展了多支流山区水库的防洪工程总体布局研究，结合流域自身防洪特点，工程实践多采用“堤库结合”的防洪工程总体布局，能够有效的削减洪峰，提高河道防洪能力，同时结合预警预报系统下的防洪联合调度， 充分有效发挥防洪水库功能，保障下游保护对象防洪安全[1-2]。

针对阿克苏河流域两支流汇合后形成干流为代表，考虑到防洪保护对象主要分布在干、支流沿线，干流防洪保护对象由两支流洪水的遭遇，对干流防洪保护对象的影响相对较大， 流域防洪主要以干流防洪保护对象为主要研究对象， 可采取全段修建防洪工程来满足防洪保护要求， 亦可通过修建山区水库和河道防洪堤防， 形成堤库结合的总体布局来满足流域防洪保护要求[3]。

全堤防和堤库结合的防洪总体布局均能够满足流防洪保护对象的防洪保护要求， 但在调度运行管理、运行维护费用、工程投资等方面存在一定差异[4]，需要以下游防洪保护对象防洪标准及安全泄量要求，综合洪水特点，进行工程总体布局的方案比选， 最终合理确定适宜流域自身特点的防洪总体布局。

3 流域防洪工程布局比选

为保证阿克苏市的防洪安全， 需建立流域防洪总体布局， 可考虑针对阿克苏市防洪河段修建堤防来保证阿克苏市的防洪安全， 亦可通过两支流修建山区水库与下游堤防联合运行， 共同满足阿克苏市的防洪保护安全。 如何合理确定流域防洪工程布局， 使得流域的防洪工程既满足防洪要求，且技术可行、经济合理，将是流域防洪工程总体布局中需要重点研究的问题[5]。

3.1 流域防洪工程现状

阿克苏市所在阿克苏河河道总长71km， 目前已建7 处防洪工程， 其中20 年一遇防洪工程共4处，建设总长度为16.8km；10 年一遇防洪工程共3处，建设总长度为5.5km，现状不满足阿克苏市城区段50 年一遇防洪标准要求；两支流河段分布有温宿县城、阿合奇县城和乌什县城，目前两支流县城河段已建永久性防洪工程分布为18.5km 和11.3km，建设标准均达到30 年一遇，满足设计防洪标准要求；乡村防护区主要分布在两支流上，多修建临时性工程，防洪能力仅能达到5 年一遇，不满足10 年一遇防洪保护要求，灌区防洪压力大。

3.2 流域防洪工程布局

（1）流域防洪工程布局方案拟定

结合流域洪水特点及防洪保护对象分布情况， 流域可通过修建河段防洪工程满足防洪保护要求； 此外流域规划提出阿克苏流域两支流分别修建山区控制性水利枢纽工程， 承担流域综合利用任务，可结合流域防洪保护要求，考虑以山区水库承担流域防洪任务， 与下游河道防洪工程构建库堤结合总体布局。 本文在防洪总体布局要求的基础上， 采用不同的防洪库容与不同建设标准防洪工程的组合方案， 共拟定了三组防洪总体布局方案进行比选。

①方案一：全堤防方案，即流域防洪以修建河道防洪工程为主， 在现有堤防、 护岸工程的基础上，进行大规模堤防和护岸工程扩建和新建，使全流域达到设计防洪标准。

②方案二：库堤结合方案1，以阿克苏市防洪工程现状防洪能力20 年一遇为基础，两支流修建山区水库承担防洪任务，确定山区水库防洪规模，补充完善河道防洪工程建设， 通过库堤结合方式使全流域达到设计防洪标准。

③方案三：库堤结合方案2，将阿克苏市防洪工程由现状20 年一遇扩建到30 年一遇， 两支流修建山区水库承担防洪任务， 确定山区水库防洪规模，并按照山区水库调蓄后的30 年一遇洪水对阿克苏市防洪工程进行扩建和新建， 通过库堤结合方式使全流域达到设计防洪标准。

（2）流域防洪工程布局方案选择

针对不同的流域防洪总体布局方案， 山区水库承担的防洪库容不同， 山区水库在承担综合利用任务的基础上，增加防洪库容的投资不相同；同时库堤结合方案考虑山区水库调蓄后下游河道防洪工程的防洪标准亦不相同。 流域不同防洪总体布局方案建设内容成果及工程投资成果见表1。

表1 流域防洪工程布局方案建设内容及工程投资方案成果表

上述三组方案均能满足阿克苏河流域防洪保护要求，其中方案三工程投资最小。 对不同方案进行对比分析如下；

①全堤防方案与库堤方案对比分析

从不同防洪工程方案比较情况来看， 全堤防方案设计范围较广 （改扩建长度达上百公里），工程量和投资相对较大， 且后期运行维护成本也相对较高； 库堤结合方案可充分利用水库调蓄作用削峰滞洪，从而对上游洪峰进行有效控制，大幅减轻下游灌区防洪压力，降低防洪风险，从工程技术难度和工程经济等方面分析相对较优； 库堤结合方案优于全堤防方案。

②库堤结合方案对比分析

两组库堤结合方案主要区别在于山区水库防洪库容和下游防洪工程标准不同，直接影响到工程投资， 两组方案中库堤结合方案2 工程投资较小，方案相对较优。

4 思考与建议

（1） 通过对流域两支流并联水库防洪总体布局方案比较分析， 在支流修建山区水库不仅能够削减支流天然洪峰流量， 还能够有效降低干流防洪控制断面的洪峰流量， 在保障支流防洪保护对象防洪安全的基础上， 对干流重点防洪保护对象防洪安全的作用较为突出，防洪能力显著提升。

（2）在采用库堤结合方案时，需综合考虑山区水库防洪库容的设定及河道防洪工程建设长度等因素，对库堤结合方案进行技术经济比选，选择经济较优的库堤结合方案。

（3）从河流泥沙淘刷对河岸稳定等方面考虑，防洪保护河段沿线分布的防洪保护对象会因受到洪水淘沙而产生洪水灾害， 通过河道修建防洪工程能够有效稳固河岸， 保护河道两岸防洪保护对象， 因此防洪总体布局应充分考虑库堤结合的型式， 由山区水库和河道防洪工程共同组成稳定的防洪工程体系。

（4）从应对极端天气的不利因素考虑，采用库堤结合方式在充分发挥预警预报系统功能的基础上，可提高流域防洪调度的灵活性，减少极端灾害性天气对流域防洪造成损失[6]。

（5）从防洪总体布局建设角度考虑，建议强化预警预报系统、增强水库防洪调度运行管理能力、涉水工程防洪影响评价、 应急抢险风险保障等非工程措施完善流域防洪布局体系， 提高流域防洪保障能力。