新疆克孜爾水庫(kù)枯水期洪水分析計(jì)算

通過(guò)對(duì)頭屯河鄰近河流的歷史洪水調(diào)查資料的收集,確定了洪峰、洪量的重現(xiàn)期;運(yùn)用模數(shù)法、長(zhǎng)短系列比值法和地區(qū)綜合頻率曲線法,計(jì)算頭屯河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰和洪量,通過(guò)合理性分析確定設(shè)計(jì)洪峰、洪量值。

對(duì)新疆克孜爾水庫(kù)兩站參證站破城子和卡木魯克水文站50a(1957-2006年)系列徑流觀測(cè)資料的一致性、代表性、周期性進(jìn)行分析,計(jì)算入庫(kù)年徑流的年際變化、年內(nèi)分配,為克孜爾水庫(kù)運(yùn)行管理提供了第一手的基礎(chǔ)資料。

對(duì)克孜爾水庫(kù)入庫(kù)懸移質(zhì)泥沙資料進(jìn)行插補(bǔ)延長(zhǎng)統(tǒng)計(jì),就入庫(kù)泥沙年際變化、年內(nèi)變化做了簡(jiǎn)要分析。分析認(rèn)為,克孜爾水庫(kù)入庫(kù)水沙對(duì)應(yīng)關(guān)系相當(dāng)一致,豐水年基本對(duì)應(yīng)豐沙年,但沙量的變化幅度顯著大于水量的變化幅度,且沙量比水量更集中于汛期。了解和掌握這一水沙特性,可為水庫(kù)泥沙淤積規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)研究,尋求減緩水庫(kù)淤積的措施提供科學(xué)依據(jù)。

文章通過(guò)對(duì)懷化市銅信溪水電站的設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算,得出扎實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過(guò)不同的站點(diǎn)分析,充分證實(shí)分析成果的可靠性、準(zhǔn)確性。

為了滿(mǎn)足庫(kù)爾勒市不斷發(fā)展的農(nóng)業(yè)灌溉和麻扎溝防洪抗旱需要,規(guī)劃建設(shè)庫(kù)爾楚水庫(kù),需對(duì)麻扎溝洪水進(jìn)行分析。文章分析了麻扎溝概況,并對(duì)洪水的成因、類(lèi)型、特征進(jìn)行了探討。以克爾古提、大山口、黃水溝和迪那河水文站作為參證站,采用適線法和無(wú)資料區(qū)三種洪水計(jì)算法對(duì)水庫(kù)壩址處不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰和施工期洪水進(jìn)行了分析探討。經(jīng)對(duì)比,洪峰流量模比系數(shù)地區(qū)綜合頻率曲線法的計(jì)算結(jié)果最為可靠。由于施工期分為3~5、6~8、9~10月三段,為了安全起見(jiàn),提出采用迪那河水文站分期洪水為水庫(kù)壩址處設(shè)計(jì)洪水值?？晒┧畮?kù)設(shè)計(jì)建設(shè)進(jìn)行參考。

七星河流域有7座小一型梯級(jí)水庫(kù),這些水庫(kù)均修建于上世紀(jì)六七十年代,設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)低,滲漏嚴(yán)重,溢洪道設(shè)施不全,需對(duì)該流域各個(gè)梯級(jí)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。各個(gè)水庫(kù)洪水分析要納入統(tǒng)一的流域計(jì)算,入庫(kù)洪水計(jì)算的正確直接決定各個(gè)梯級(jí)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的規(guī)模。提出梯級(jí)水庫(kù)庫(kù)壩群設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算方法是由本級(jí)水庫(kù)與上級(jí)水庫(kù)區(qū)間洪水復(fù)核和上一級(jí)水庫(kù)下泄過(guò)程疊加而成,疊加時(shí),不考慮河道的傳播時(shí)間。以第二梯級(jí)祁家溝水庫(kù)為典型庫(kù)分析計(jì)算該庫(kù)入庫(kù)洪水,形成《七星河流域水文分析報(bào)告》,供各個(gè)梯級(jí)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)使用。

本文分析了2002年7月23日新疆渭干河流域發(fā)生的超百年一遇特大洪水的成因與特點(diǎn),并概述了克孜爾水庫(kù)對(duì)此次洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及調(diào)度的概況。

分析了2010年7月29日新疆渭干河流域發(fā)生的100年一遇特大洪水的成因與特點(diǎn),概述了克孜爾水庫(kù)對(duì)此場(chǎng)洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及調(diào)度的概況并對(duì)工程的防洪效益進(jìn)行了分析。

在分析2016年8月1日新疆渭干河流域發(fā)生的40年一遇洪水的成因與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，概述了克孜爾水庫(kù)防洪調(diào)度系統(tǒng)對(duì)此場(chǎng)洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及調(diào)度的情況，分析了該系統(tǒng)的防洪效益和社會(huì)效益。分析結(jié)果表明：合理的水庫(kù)調(diào)度可以最大限度地減輕下游河道的防洪壓力，充分發(fā)揮水庫(kù)的防洪功能。

分析了2010年7月29日新疆渭干河流域發(fā)生的100年一遇特大洪水的成因與特點(diǎn),概述了克孜爾水庫(kù)對(duì)此場(chǎng)洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及調(diào)度的概況并對(duì)工程的防洪效益進(jìn)行了分析.

新疆克孜爾水庫(kù)是目前塔里木河水系渭干河流域上的唯一一座以灌溉、防洪為主,兼有水力發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合效益的大型水利樞紐工程?？俗螤査畮?kù)建成后,渭干河水量得到有效控制,渭干河的水資源綜合效益顯著提高,渭干河灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉面積已由建庫(kù)前的10.933萬(wàn)hm2增加到目前的23.851萬(wàn)hm2,同時(shí)渭干河洪水也得到了有效的控制,克孜爾水庫(kù)在2002年"7.23"超百年一遇特大洪水、2010年"7.28"百年一遇特大洪水期間發(fā)揮了巨大的防洪及生態(tài)效益?？俗螤査畮?kù)的建成帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,所帶來(lái)的綜合效益十分顯著。

通過(guò)克孜爾水庫(kù)歷年實(shí)測(cè)資料及對(duì)排沙結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)控制克孜爾水庫(kù)排沙比的主要因素包括以下三方面:第一,壩前水位;第二,入庫(kù)含沙量;第三,水庫(kù)泄流強(qiáng)度?？俗螤査畮?kù)為減緩水庫(kù)泥沙淤積的速率,從2006年開(kāi)始嘗試采取汛期逐步降低庫(kù)水位運(yùn)行,利用異重流排沙,取得了一定的經(jīng)驗(yàn),提高了排沙效率。

應(yīng)用庫(kù)區(qū)多項(xiàng)形變觀測(cè)資料，對(duì)克孜爾水庫(kù)蓄水后出現(xiàn)的形變異常及誘發(fā)水庫(kù)地震的危險(xiǎn)性進(jìn)行了研究。結(jié)果認(rèn)為：①穿過(guò)水庫(kù)大壩的f2活斷層在蓄水后出現(xiàn)水平和垂直形變的特大異常變化主要是前期水庫(kù)施工開(kāi)挖土石方、填筑土石方及水庫(kù)蓄水引起地面負(fù)荷變化的綜合效應(yīng)所致；②克孜爾水庫(kù)雖然存在誘發(fā)水庫(kù)地震的潛在因素，但從庫(kù)容、壩高、f2活斷層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造背景、水文地質(zhì)條件、巖性以及世界各國(guó)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的成因、特點(diǎn)等多方面綜合分析表明，克孜爾水庫(kù)不具備發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的充分條件；③由庫(kù)區(qū)各項(xiàng)形變觀測(cè)資料分析表明，庫(kù)區(qū)地殼形變已由施工-蓄水初期時(shí)的反向異常變化恢復(fù)到了施工蓄水前的正常變化狀態(tài)，各種受力因素經(jīng)過(guò)調(diào)整達(dá)到了新的平衡，已進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的繼承性運(yùn)動(dòng)期，因此今后因蓄水誘發(fā)水庫(kù)地震的可能性不大。

克孜爾水庫(kù)位于新疆阿克蘇地區(qū)渭干河上，是渭干河開(kāi)發(fā)的最大一座控制性綜合利用水利樞紐工程：克孜爾水庫(kù)的任務(wù)是灌溉、防洪、發(fā)電。水庫(kù)總庫(kù)容6．4億m^3，興利庫(kù)容4．77億m^3，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。近期灌溉面積170萬(wàn)畝，遠(yuǎn)期發(fā)展至320萬(wàn)畝。下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)從現(xiàn)狀的四年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)提高到百年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。電站裝機(jī)容量為26mw，保證出力6．4mw，年發(fā)電量1.43kw·h。

梯級(jí)水庫(kù)施工洪水分析

錫林河錫林浩特城區(qū)段洪水一部分來(lái)源于上游錫林河水庫(kù)下泄洪水,一部分來(lái)源于支流那仁塔拉渾迪,還有一部分來(lái)源于城區(qū)周邊的山洪溝;三部分洪水發(fā)生時(shí)間、產(chǎn)匯流情況差異很大,而除錫林河水庫(kù)下泄洪水有實(shí)測(cè)資料外,另外兩部分均屬于無(wú)資料地區(qū),設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算難度較大,通過(guò)分析三部分下墊面、暴雨情況,并結(jié)合2012年調(diào)查洪水成果,從多方面角度來(lái)分析設(shè)計(jì)洪水,使計(jì)算成果可靠、符合實(shí)際。

錫林河錫林浩特城區(qū)段洪水一部分來(lái)源于上游錫林河水庫(kù)下泄洪水,一部分來(lái)源于支流那仁塔拉渾迪,還有一部分來(lái)源于城區(qū)周邊的山洪溝;三部分洪水發(fā)生時(shí)間、產(chǎn)匯流情況差異很大,而除錫林河水庫(kù)下泄洪水有實(shí)測(cè)資料外,另外兩部分均屬于無(wú)資料地區(qū),設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算難度較大,通過(guò)分析三部分下墊面、暴雨情況,并結(jié)合2012年調(diào)查洪水成果,從多方面角度來(lái)分析設(shè)計(jì)洪水,使計(jì)算成果可靠、符合實(shí)際。

對(duì)長(zhǎng)江上游枯季降雨洪水特性和分期設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明：１月下旬至２月中旬降水量和流量雖均接近最小，但從二期圍堰施工的緊迫性和圍堰度汛的重要性考慮，大江截流時(shí)間宜早不宜晚。由于導(dǎo)流明渠的提前分流通水，使大江截流時(shí)間可由原來(lái)的１１月下旬至１２月上旬提前至１１月上、中旬，相應(yīng)１１月中旬２０年一遇標(biāo)準(zhǔn)的截流設(shè)計(jì)流量為１９４００ｍ３／ｓ。１０～５月降雨洪水主要來(lái)自烏江和上干區(qū)間，１１月上、中旬三峽區(qū)間沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)日雨量≥２５ｍｍ的面暴雨，因而不易形成區(qū)間大洪水。三斗坪壩區(qū)１１月上旬多年平均旬雨量為２７．８ｍｍ，降水日數(shù)平均為３．８天，而日降水量≥１０ｍｍ的降水日數(shù)少，平均為１天，最多為３天。這樣的降水背景對(duì)大江截流和二期圍堰施工有利。本成果及１９９７年實(shí)際水情，為決策部門(mén)提供了確定大江截流恰當(dāng)時(shí)間的依據(jù)

地震工程學(xué)的發(fā)展是依賴(lài)強(qiáng)震監(jiān)測(cè)工作。強(qiáng)震監(jiān)測(cè)的根本任務(wù)是利用強(qiáng)震加速度儀來(lái)監(jiān)測(cè)地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程以及在其作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)情況。這是取得地震破壞作用和抗震性能認(rèn)識(shí)的來(lái)源。它不僅為確定設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和采取工程措施提供定量數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，同時(shí)又可檢驗(yàn)抗震設(shè)計(jì)理論和工程措施是否符合實(shí)際，加深人們對(duì)抗震客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，不斷推動(dòng)地震工程學(xué)的發(fā)展。

應(yīng)用庫(kù)區(qū)多項(xiàng)形變觀測(cè)資料,對(duì)克孜爾水庫(kù)蓄水后出現(xiàn)的形變異常及誘發(fā)水庫(kù)地震的危險(xiǎn)性進(jìn)行了研究。結(jié)果認(rèn)為:1穿過(guò)水庫(kù)大壩的f2活斷層在蓄水后出現(xiàn)水平和垂直形變的特大異常變化主要是前期水庫(kù)施工開(kāi)挖土石方、填筑土石方及水庫(kù)蓄水引起地面負(fù)荷變化的綜合效應(yīng)所致;2克孜爾水庫(kù)雖然存在誘發(fā)水庫(kù)地震的潛在因素,但從庫(kù)容、壩高、f2活斷層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造背景、水文地質(zhì)條件、巖性以及世界各國(guó)發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的成因、特點(diǎn)等多方面綜合分析表明,克孜爾水庫(kù)不具備發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的充分條件;3由庫(kù)區(qū)各項(xiàng)形變觀測(cè)資料分析表明,庫(kù)區(qū)地殼形變已由施工—蓄水初期時(shí)的反向異常變化恢復(fù)到了施工蓄水前的正常變化狀態(tài),各種受力因素經(jīng)過(guò)調(diào)整達(dá)到了新的平衡,已進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的繼承性運(yùn)動(dòng)期,因此今后因蓄水誘發(fā)水庫(kù)地震的可能性不大

克孜爾水庫(kù)實(shí)際運(yùn)行20年,泥沙淤積量已超過(guò)設(shè)計(jì)淤積量的2倍,水庫(kù)有效庫(kù)容損失嚴(yán)重。異重流排沙是山區(qū)高含沙水流水庫(kù)的重要排沙方式,尤其是對(duì)克孜爾水庫(kù)這樣以防洪、灌溉為主的蓄水水庫(kù)。水庫(kù)年內(nèi)來(lái)水量集中在6―9月,來(lái)沙量更是集中在洪水期的幾次沙峰,來(lái)沙細(xì),易形成高含沙水流。另庫(kù)區(qū)河床比降大,汛期來(lái)流量大,渾水潛入時(shí)有一定的單寬流量,都有利于異重流的形成。初步探討異重流運(yùn)動(dòng)特性,并以克孜爾水庫(kù)2011年"7.21"次異重流為例,分析此次異重流的形成和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由異重流非恒定方程初步推求出克孜爾水庫(kù)異重流的挾沙能力方程式。

泥沙不斷淤積,有效庫(kù)容逐年減少,是克孜爾水庫(kù)長(zhǎng)期運(yùn)行主要的問(wèn)題.文中通過(guò)剖析水庫(kù)敞泄排沙、低水位排沙、壅水排沙運(yùn)行機(jī)理,針對(duì)克孜爾水庫(kù)運(yùn)行現(xiàn)狀,為提高水庫(kù)的排沙能力,提出了合理的運(yùn)行管理措施.