新疆哈密水库工程管理的擢升与对策

韩明海，齐润利，魏永刚，崔云龙

（1. 河南省陆浑水库管理局，河南 洛阳 471412；2. 哈密巴里坤县水利水电工程管理站，新疆 哈密 839299）

1 哈密概况

1.1 哈密市基情

哈密是中国新疆维吾尔自治区下辖的地级市，管辖“一区二县”，分别为伊州区、巴里坤哈萨克自治县和伊吾县，地理位置坐落于自治区的东疆，地跨天山南北，总面积14.21 万km2。哈密既是新疆向内地开放的门户，又是中国向西开放的桥头堡，具有东联、西出、南通、北拓的战略地缘优势，在自治区城镇规划发展体系中哈密被提升为“丝绸之路”经济带核心区的重要增长极、国家新型综合能源基地、新疆副中心城市、一级综合交通枢纽、新型工业化主战场。

1.2 地理气候环境

哈密市山体高大、戈壁广袤，地形为中间高南北低，地势差异巨大，地形轮廓可概括为四山夹三盆，山区面积占总面积的3/5。哈密市位于伊州区，是该区域最大的绿洲；中部最高峰喀尔里克山主峰托木尔提峰海拔4 886 m，淖毛湖盆地最低处海拔300 m。哈密深居内陆，远离海洋，境内荒漠广布，属温带大陆性干旱气候，特点主要表现为晴天多、干燥少雨。哈密市降水量稀缺，多年平均降水量为34.90 mm，但其年蒸发量巨大，最大淖毛湖年蒸发量达4 417 mm。

2 哈密水库基情

2.1 团结水库

团结水库位于大柳沟河中下游的巴里坤县大河镇境内，控制流域面积41 km2，总库容561 万m3，是一座兼顾防洪、灌溉、养殖及生态供水综合利用的小⑴型水库；大柳沟河水源来自东天山冰雪融水，水量补给稳定，至团结水库设坝拦蓄，向西流经高家湖湿地潺流28 km，最终汇入巴里坤湖，形成“东水西流”的自然奇观。水库通过调蓄，可向下游0.08 hm2耕地和牧区提供优质充足水源，对促进牧业发展作用巨大。

2.2 苏吉沟水库

苏吉沟水库位于巴里坤哈萨克自治县萨尔乔克乡，水库大坝紧邻东天山山脚，利用山前缓坡地带呈“凹”字形三面筑坝，自苏吉沟和加河沟两道沟埋设截潜管道，收集天山冰雪融水，自流进入水库蓄水。水库控制流域面积为9.80 km2，总库容为30.50 万m3，主要承担向下游400 hm2农牧区输水任务，灌溉效益显著。

2.3 峡沟水库

峡沟水库位于伊吾县城东北14 km处，位置居于伊吾河中游，是一座兼具农业灌溉、生态保护、工业供水、防洪等综合利用的小（1）型水利枢纽。峡沟水库是伊吾河控制性骨干调蓄工程，总库容964.51万m3，坝长216.31 m，坝高36.38 m，设计标准为50年一遇洪水设计，1 000年一遇洪水校核。水库控制灌溉面积0.36万hm2，年工业供水1 589万m3；通过峡沟水库调节供水，可为伊吾河下游工农业生产及生态用水提供强有力保障。

2.4 四道沟水库

四道沟水库位于哈密市得外里克乡二村四道沟出山口处，总库容672万m3，是一座以工业供水为主，兼顾农业灌溉、林牧业生态补水以及防洪的小（1）型水利枢纽工程。四道沟流域地处东天山末端巴里坤山南坡，属于暴雨和冰雪融水混合补给河流；水库设计年农业供水376万m3，工业供水1 000万m3，可为哈密西部工业矿区用水提供强力支撑，对哈密加快推进新型工业化建设具有重大意义。

3 工程管理擢升对策

3.1 绸缪桑土，超前规划

哈密地处中国广袤的西北内陆干旱地区，是中国降水最为稀缺的区域，其年降水量33.80 mm，域内河流少且多为季节性内河流。哈密市的水库多修建于年径流量稳定的河流出口峡谷处，水源为高山冰雪融水，这就决定了在规划设计时主要功能定位为灌溉和供水，防洪功能则退而居其次。

近些年，随着国家西部大开发战略实施和经济的发展，水已成为该区域工农业经济发展的限制因子。基于百年大计、百世之利，未来在国家宏大的战略规划下，实现跨区域调水、一劳永逸解决区域干旱缺水、改善生态环境的前景非常广阔。目前，中国已完成当今世界上最大的远距离、跨流域的“南水北调”工程，水利基建技术领军世界。哈密市所处中国地理区划地势三级阶梯中的第二阶梯带，紧邻三江源地区的“中华水塔”青藏高原第一阶梯，地理优势极佳，实现藏水入疆未来可期。基于此，在未来需水越来越紧张的境况下，除了研究如何高效利用本区水资源，提高水资源综合利用效率外，亦应积极研究和展开跨流域调水的可行性研究工作。据此建议，要把握国家加大水利基建投入和水利援疆有利契机，在对现有水库加固规划处理时，超前规划，对水库大坝“加高扩容”进行预研，为将来储蓄和调节外调水源做好准备。哈密市水库实施“加高扩容”的主要优势在于：大坝加高既扩大库容又增加水域面积，对改善局地小流域气候和提高水库调节性能是一个利好；第二个利好是不涉及上游库区范围扩大后淹没土地增加和移民安置问题。

3.2 减少蒸发，节约水源

哈密市深居内陆，地域广袤，境内荒漠广布，气候变化激烈，极端天气频繁发生，区内降水量稀缺，多年平均降水量仅为34.90 mm，但其年蒸发量巨大，接近3 000 mm，是其年降水量的80倍，是陆浑水库年蒸发量的5倍。水面蒸发是水循环过程的主要环节，是水体损失的重要部分；蒸发的规律是温度高、湿度小、风速大，则其水面蒸发量也就越大；由于哈密区内湖泊、水库较少，淡水资源极度稀缺，大量水源因蒸发损失，则实属可惜。随着全球气候变暖，蒸发量不断加大，从节约宝贵的冰雪融水水资源角度出发，采取措施减少水体蒸发则是大势所趋和未来发展方向；目前全球各行业都在尝试研究减少水体蒸发量，主要包括覆盖黑色塑料球体、遮阳篷、水上光伏等形式，其中水上光伏从能源的角度分析则更加合理。水上光伏电站的特点在于不占用土地资源，水体对光伏组件有冷却效应，可以抑制组件表面温度上升，从而获得更高的发电量；此外将太阳能电池板覆盖在水面上，还可以减少水体蒸发量，抑制藻类繁殖，保护水资源。由于哈密市气候干燥少雨、大风日数多、光照资源丰富，其日照时数平均在3 000 h以上，利用开阔的水域面积和良好的光照时数，采用水上光伏发电减少水体蒸发，既增加电力，又可节约水源扩大水源利用率。目前这种技术已日趋成熟，中国首座水面漂浮式光伏发电站试验项目，已在湖北省枣阳市熊河水库建成投产，在西北青海湖也已开展水上光伏减少水体蒸发量试点研究，其应用前景十分广阔。综上所述，建议在有条件的水库实施水上光伏发电，以减少水体蒸发。

3.3 完善工程管理基础设施

水库枢纽工程多建于山区，有天然峡谷包围的盆地，且地形天然呈口袋状，周围山体使气流受阻抬升，形成降雨概率大，雨水集中易形成河流，且落差大，可筑坝拦水，故适宜建造水库。哈密市多数水库即利用这样的天然地形，在径流量稳定的河流上筑坝蓄水，共性特征为地处偏远山区，与外界国道、省道通联不便，特别是坝址处地形复杂、“袋口”狭窄，左右岸均为陡峭山崖，故修建工程管理区交通道路困难巨大。以四道沟和峡沟水库为例，两座水库规划设计主要功能均以工农业供水为主，兼顾防洪。水库因坝址处左右岸山体余脉较长、岩壁陡峭、谷窄坡大等原因，上坝公路均采用在外坝坡坡面设“Z”形回转公路上坝，若车辆通行频率高，长远计可能对坝体造成扰动和变形，对大坝安全不利；此外，“Z”形回转公路受附属大坝所限，均为单行道，坡陡、回转半径小，存在交通隐患，在日常维修运送物料、设备，负载重型车辆无法上行，若遇超标准洪水，需要向坝上或内坝坡运送抢险物料，则无法在短时间内进行快速机动运输，时间和空间上具有潜在隐患。建议在各种条件允许的情况下，修建从左右坝肩上下的专用防汛通道，以替代坝坡“Z”形回转公路，不仅可消除隐患又可使外坝坡整洁美观。

3.4 擢升安全和运行管理技能

按照水利部《水利工程管理考核办法》《综合利用水库调度通则》《土石坝安全监测技术规范》等相关规定，制定和完善大坝安全管理组织体系、应急管理预案和更新改造计划；建立健全运行管理细则，起草制定防洪调度规程、观测规程和养护制度；此外，可通过年度维修养护计划，建立库区水文报汛系统、洪水预报模型，实现自动测报；在管理现代化方面，建议引进或联合高校和设计单位研发先进管理设施，建立库水位、渗流、变形监测、闸门自动化控制、水工机械智能运维等基础自动化监测和自动化控制系统，以整体擢升水库工程安全管理和运行管理技能。

4 结语

通过对新疆哈密市水利工程的考察学习，深刻认识到水利不仅是农业的命脉，更是人类的命脉。哈密地理位置独特而优越，为古西域襟喉和今新疆门户，但由于缺水制约了其发展。中国的淡水资源总量丰富，但空间分布极为不均，尤其西北内陆地区缺水极为严重，随着中国国民经济和水利科技的深入发展，未来一劳永逸解决新疆全疆以及西北内陆其他地区的干旱缺水问题，必定会有更科学、更先进的方案和思路，届时哈密乃至整个西北片区必将迎来前所未有的发展机遇。