新疆克孜爾水庫枯水期洪水分析計算

通過對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、長短系列比值法和地區(qū)綜合頻率曲線法,計算頭屯河水庫設(shè)計洪峰和洪量,通過合理性分析確定設(shè)計洪峰、洪量值。

對新疆克孜爾水庫兩站參證站破城子和卡木魯克水文站50a(1957-2006年)系列徑流觀測資料的一致性、代表性、周期性進(jìn)行分析,計算入庫年徑流的年際變化、年內(nèi)分配,為克孜爾水庫運(yùn)行管理提供了第一手的基礎(chǔ)資料。

對克孜爾水庫入庫懸移質(zhì)泥沙資料進(jìn)行插補(bǔ)延長統(tǒng)計,就入庫泥沙年際變化、年內(nèi)變化做了簡要分析。分析認(rèn)為,克孜爾水庫入庫水沙對應(yīng)關(guān)系相當(dāng)一致,豐水年基本對應(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,可為水庫泥沙淤積規(guī)律和發(fā)展趨勢研究,尋求減緩水庫淤積的措施提供科學(xué)依據(jù)。

文章通過對懷化市銅信溪水電站的設(shè)計洪水分析計算,得出扎實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過不同的站點分析,充分證實分析成果的可靠性、準(zhǔn)確性。

為了滿足庫爾勒市不斷發(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)庫爾楚水庫,需對麻扎溝洪水進(jìn)行分析。文章分析了麻扎溝概況,并對洪水的成因、類型、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,采用適線法和無資料區(qū)三種洪水計算法對水庫壩址處不同頻率的設(shè)計洪峰和施工期洪水進(jìn)行了分析探討。經(jīng)對比,洪峰流量模比系數(shù)地區(qū)綜合頻率曲線法的計算結(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,提出采用迪那河水文站分期洪水為水庫壩址處設(shè)計洪水值?？晒┧畮煸O(shè)計建設(shè)進(jìn)行參考。

七星河流域有7座小一型梯級水庫,這些水庫均修建于上世紀(jì)六七十年代,設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)低,滲漏嚴(yán)重,溢洪道設(shè)施不全,需對該流域各個梯級水庫進(jìn)行除險加固。各個水庫洪水分析要納入統(tǒng)一的流域計算,入庫洪水計算的正確直接決定各個梯級水庫除險加固的規(guī)模。提出梯級水庫庫壩群設(shè)計洪水分析計算方法是由本級水庫與上級水庫區(qū)間洪水復(fù)核和上一級水庫下泄過程疊加而成,疊加時,不考慮河道的傳播時間。以第二梯級祁家溝水庫為典型庫分析計算該庫入庫洪水,形成《七星河流域水文分析報告》,供各個梯級水庫除險加固設(shè)計使用。

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,并概述了克孜爾水庫對此次洪水進(jìn)行實時預(yù)報及調(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,概述了克孜爾水庫對此場洪水進(jìn)行實時預(yù)報及調(diào)度的概況并對工程的防洪效益進(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的基礎(chǔ)上，概述了克孜爾水庫防洪調(diào)度系統(tǒng)對此場洪水進(jìn)行實時預(yù)報及調(diào)度的情況，分析了該系統(tǒng)的防洪效益和社會效益。分析結(jié)果表明：合理的水庫調(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,概述了克孜爾水庫對此場洪水進(jìn)行實時預(yù)報及調(diào)度的概況并對工程的防洪效益進(jìn)行了分析.

新疆克孜爾水庫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?？俗螤査畮旖ǔ珊?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)灌溉面積已由建庫前的10.933萬hm2增加到目前的23.851萬hm2,同時渭干河洪水也得到了有效的控制,克孜爾水庫在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?？俗螤査畮斓慕ǔ蓭恿讼嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,所帶來的綜合效益十分顯著。

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

應(yīng)用庫區(qū)多項形變觀測資料，對克孜爾水庫蓄水后出現(xiàn)的形變異常及誘發(fā)水庫地震的危險性進(jìn)行了研究。結(jié)果認(rèn)為：①穿過水庫大壩的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施工開挖土石方、填筑土石方及水庫蓄水引起地面負(fù)荷變化的綜合效應(yīng)所致；②克孜爾水庫雖然存在誘發(fā)水庫地震的潛在因素，但從庫容、壩高、f2活斷層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造背景、水文地質(zhì)條件、巖性以及世界各國發(fā)生水庫誘發(fā)地震的成因、特點等多方面綜合分析表明，克孜爾水庫不具備發(fā)生水庫誘發(fā)地震的充分條件；③由庫區(qū)各項形變觀測資料分析表明，庫區(qū)地殼形變已由施工-蓄水初期時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)過調(diào)整達(dá)到了新的平衡，已進(jìn)入相對穩(wěn)定的繼承性運(yùn)動期，因此今后因蓄水誘發(fā)水庫地震的可能性不大。

克孜爾水庫位于新疆阿克蘇地區(qū)渭干河上，是渭干河開發(fā)的最大一座控制性綜合利用水利樞紐工程：克孜爾水庫的任務(wù)是灌溉、防洪、發(fā)電。水庫總庫容6．4億m^3，興利庫容4．77億m^3，為年調(diào)節(jié)水庫。近期灌溉面積170萬畝，遠(yuǎn)期發(fā)展至320萬畝。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。

梯級水庫施工洪水分析

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

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

對長江上游枯季降雨洪水特性和分期設(shè)計洪水進(jìn)行了分析計算，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，使大江截流時間可由原來的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)計流量為１９４００ｍ３／ｓ。１０～５月降雨洪水主要來自烏江和上干區(qū)間，１１月上、中旬三峽區(qū)間沒有出現(xiàn)過日雨量≥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。這樣的降水背景對大江截流和二期圍堰施工有利。本成果及１９９７年實際水情，為決策部門提供了確定大江截流恰當(dāng)時間的依據(jù)

地震工程學(xué)的發(fā)展是依賴強(qiáng)震監(jiān)測工作。強(qiáng)震監(jiān)測的根本任務(wù)是利用強(qiáng)震加速度儀來監(jiān)測地震時地面運(yùn)動的全過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)識的來源。它不僅為確定設(shè)計地震動參數(shù)和采取工程措施提供定量數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，同時又可檢驗抗震設(shè)計理論和工程措施是否符合實際，加深人們對抗震客觀規(guī)律的認(rèn)識，不斷推動地震工程學(xué)的發(fā)展。

應(yīng)用庫區(qū)多項形變觀測資料,對克孜爾水庫蓄水后出現(xiàn)的形變異常及誘發(fā)水庫地震的危險性進(jìn)行了研究。結(jié)果認(rèn)為:1穿過水庫大壩的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施工開挖土石方、填筑土石方及水庫蓄水引起地面負(fù)荷變化的綜合效應(yīng)所致;2克孜爾水庫雖然存在誘發(fā)水庫地震的潛在因素,但從庫容、壩高、f2活斷層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造背景、水文地質(zhì)條件、巖性以及世界各國發(fā)生水庫誘發(fā)地震的成因、特點等多方面綜合分析表明,克孜爾水庫不具備發(fā)生水庫誘發(fā)地震的充分條件;3由庫區(qū)各項形變觀測資料分析表明,庫區(qū)地殼形變已由施工—蓄水初期時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)過調(diào)整達(dá)到了新的平衡,已進(jìn)入相對穩(wěn)定的繼承性運(yùn)動期,因此今后因蓄水誘發(fā)水庫地震的可能性不大

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

泥沙不斷淤積,有效庫容逐年減少,是克孜爾水庫長期運(yùn)行主要的問題.文中通過剖析水庫敞泄排沙、低水位排沙、壅水排沙運(yùn)行機(jī)理,針對克孜爾水庫運(yùn)行現(xiàn)狀,為提高水庫的排沙能力,提出了合理的運(yùn)行管理措施.