陳紅媛

(新疆石河子水文勘測局，新疆 石河子 832000)

瑪納斯河流域水文特征與防洪工作面臨的難點解讀

陳紅媛

(新疆石河子水文勘測局，新疆 石河子 832000)

[摘要]洪水是危害程度較高的一類自然災(zāi)害，一旦發(fā)生洪災(zāi)，不但會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且還可能引起大量的人員傷亡。因此，必須對防洪工作予以足夠的重視。本文以瑪納斯河流域為背景，通過對該流域徑流及洪水特征的研究，分析了流域防洪工作的難點問題，并提出了有效的解決途徑。期望通過本文的研究能夠?qū)Μ敿{斯河流域洪水災(zāi)害防御能力的提升有所幫助。

[關(guān)鍵詞]瑪納斯河；洪水特征；防洪

1瑪納斯河流域的徑流及洪水特征

1.1徑流特征

(1)徑流年際變化特征。位于瑪納斯河流域(以下簡稱瑪河)出山口處的肯斯瓦特站的多年平均流量約為39.30 m3/s，多年平均徑流量約為12.41，歷年中最大和最小的年徑流量分別為20.08和9.39，兩者之間的比值為2.14，徑流的年際變差系數(shù)為0.18，由此說明瑪河流域內(nèi)的冰川是其徑流的主要補給源。通過對瑪河肯斯瓦特站以往49年的年徑流量變化過程進行分析可知，流域的年徑流量在年際間的變化并不明顯，在這49年里瑪河流域的年平均流量呈上升趨勢，這一特征與天山北麓的降水變化趨勢相一致。徑流在年內(nèi)的分配多集中于6-8月，徑流出現(xiàn)的過程滯后于氣溫及降水過程，隨著氣溫的升高，冰雪會出現(xiàn)大面積融化，加之暴雨徑流，很容易形成較大的洪水。

(2)徑流年內(nèi)分配特征。由于瑪河流域的徑流情況受氣溫和降水等因素的影響，從而使得徑流在年內(nèi)的變化極不均勻，河流水量多集中在全年的6-8月，這個時間段約占全年水量的70%以上，其中7月就占了28.75%左右，來源主要為山區(qū)的冰川和積雪融化，由此反映出了夏季汛期河流的特點?，敽恿饔虻亩緸榭菟?，徑流量相對比較穩(wěn)定，主要來源為地下水回歸補給。徑流的年內(nèi)變化情況受降水和氣溫的影響，其中降水的年內(nèi)分配集中在4-8月，可見，徑流的出現(xiàn)明顯滯后于降水過程?？菟诘膹搅鞔笮〕耸芸菟畾v時長短的影響之外，還受灌溉發(fā)電、供水等因素的影響。以流域水源由地下水補給作為確定枯水徑流期依據(jù)，則流域枯水期為前一年10月至翌年4月，該時期的水量約為1.88，約占全年水量的15.1%?；跀?shù)理統(tǒng)計的方法對流域內(nèi)的枯水期徑流進行分析，其年際變差系數(shù)在0.3以下，由此表明，流域枯水期的徑流量較為穩(wěn)定。

1.2流域洪水特征

相關(guān)資料顯示，瑪河流域的最大洪峰出現(xiàn)在1999年，為1 100 m3/s，暴雨和氣溫是最大洪峰年際值變化的主要影響因素。歷年洪水水量多集中于汛期，洪峰呈尖瘦形態(tài)，陡漲陡落且歷時較短是該流域洪水的典型特征。如圖1所示。

圖1　瑪河流域某年7月-8月洪水流量曲線

按照洪水的成因，可將瑪河流域的洪水分為以下幾種類型：

(1)冰雪消融型。此類洪水是由高山的冰川和積雪融化所致，它的特點是日間變化趨勢明顯，洪峰不高，豐谷變化具有一定的規(guī)律性，洪峰呈矮胖形態(tài)且持續(xù)時間較長，在整個洪水過程中所占的比重較大。

(2)暴雨匯聚型。這類洪水多出現(xiàn)在夏季，集中于7-8月，是由暴雨天氣所形成，它的特點為覆蓋面積小、強度高，多發(fā)生于中低山帶，洪水的來勢非常兇猛，洪峰高但洪量小，持續(xù)時間不長，峰型以尖瘦形態(tài)為主。

(3)混合型。這類洪水是由暴雨天氣和冰雪消融的共同作用所致，是引發(fā)特大洪水的主要原因，它兼具冰雪消融型洪水與暴雨匯聚型洪水的全部特點，一旦這種類型的洪水發(fā)生，將會給流域下游造成嚴(yán)重的威脅。

2瑪納斯河流域防洪工作的難點問題及解決途徑

依據(jù)相關(guān)資料的記載，瑪河流域曾經(jīng)發(fā)生過多次洪災(zāi)，如1985年3月，瑪河流域發(fā)生春洪，此次災(zāi)害造成下游大量農(nóng)田被淹沒，烏伊公路交通中斷，直接與間接經(jīng)濟損失達數(shù)百萬；1987和1988年發(fā)生了兩次較大的洪水災(zāi)害，由于洪災(zāi)的連續(xù)發(fā)生，使得夾河子水庫告急，為了保住堤壩采取了泄洪措施，此次水毀損失高達600余萬元。諸如此類災(zāi)害還有很多限于篇幅不一一介紹。下面重點對瑪河流域的防洪工作難點進行分析，并提出有效的解決途徑。

2.1防洪工作難點

通過對瑪河流域徑流量及洪水特征進行分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段，瑪河流域的防洪工作面臨以下難點：

(1)水利基礎(chǔ)設(shè)施抗洪能力偏低。水利基礎(chǔ)設(shè)施是抵御洪水的關(guān)鍵防線，為了有效解決瑪河流域內(nèi)的洪水問題，相關(guān)部門在原有堤防工程的基礎(chǔ)上，進行了拓展，但是在堤防擴展過程中，因受建設(shè)資金及配套設(shè)施等多方面因素的影響，致使大部分堤防工程被迫采用分期建設(shè)的方式，若是在這一過程中，出現(xiàn)混合型洪水，必將造成嚴(yán)重的后果。

(2)病險水庫多、治理難度大。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瑪河流域內(nèi)的大部分水庫均為上世紀(jì)60年代建造，受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，很多水庫的工程質(zhì)量和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)都不達標(biāo)，加之長期的使用，導(dǎo)致一些水庫出現(xiàn)了不同程度的問題，給防洪工作帶來了不利影響。國家雖然也投入了一定的資金對病險水庫進行維修加固，但由于病險水庫過多，加之流域內(nèi)無霜期時間較短，導(dǎo)致治理難度增大，水庫的防洪作用無法得到有效發(fā)揮。

(3)山洪地質(zhì)災(zāi)害突出。受瑪河流域周邊地質(zhì)條件的限制，使得山洪地質(zhì)災(zāi)害問題十分突出。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在瑪河流域范圍內(nèi)，有4條小型支流為山洪災(zāi)害一級防治區(qū)，6條小型支流為山洪災(zāi)害二級防治區(qū)。因距離長、面積大，所以在短期內(nèi)進行集中治理的難度較大，不利于支流防洪工作的開展。

2.2解決防洪難點問題的有效途徑

(1)科學(xué)設(shè)計洪水位，提升抗洪能力。可按照繪制的大斷面圖及實測的河床平均縱坡與糙率對各級防洪斷面的分級流量進行計算，水力參數(shù)及相關(guān)的計算方法如表1所示。

表1　瑪河流域防洪點斷面水力參數(shù)及計算方法

經(jīng)過洪水計算，蘭州灣站的斷面過水能力可確定為1 250 m3/s，雷莊處斷面的過水能力可確定為2 220 m3/s。同時建立水位流量關(guān)系，并制成水位流量對照表。除對洪水位進行科學(xué)設(shè)計外，還應(yīng)當(dāng)加快關(guān)鍵堤防工程的建設(shè)速度，加大防洪性控制工程的資金投入，建設(shè)一些抗洪能力能夠抵御100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的工程。

(2)加大治理力度。根據(jù)瑪河流域的水文特征和實際情況，將小河流山洪災(zāi)害的治理作為洪水治理工作的重點內(nèi)容之一。當(dāng)?shù)厮块T要在掌握洪水治理工作重心的基礎(chǔ)上，全面制定全流域重點河流、山洪災(zāi)害的防治規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃開展河流和山洪災(zāi)害的防治工作，持續(xù)加大對瑪河流域洪水的治理力度。對存在病險的水庫，積極爭取國家資金支持，制定水庫修復(fù)方案，以各水庫在瑪河流域防洪工程中的重要性程度為依據(jù)進行區(qū)分，按照分重點、分批次治理的原則實現(xiàn)對所有病險水庫的修復(fù)，恢復(fù)水庫功能，切實保障廣大農(nóng)牧區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全。

(3)強化河道保護。為了保障瑪河流域洪水災(zāi)害防治工作的持續(xù)開展，不僅要重視河流治理，加快堤防建設(shè)，而且還要健全河道保護制度，推進河道保護工作規(guī)范化開展。水利部門要嚴(yán)格執(zhí)行河道保護制度，具體包括：若已建工程嚴(yán)重危害防洪安全，則必須在限期內(nèi)將該建筑工程拆除；若現(xiàn)有耕地對泄洪通道造成擠占，則必須退耕恢復(fù)通道原狀。此外，加大河道生態(tài)環(huán)境保護力度，一方面加強河道采砂和采礦管理，要求采砂人員嚴(yán)格按照河道管理部門批準(zhǔn)的范圍進行開采，防止河道受阻。另一方面，在河道灘地上種植樹木，建設(shè)護堤林，重視沿岸植被保護，增強沿岸的防洪減災(zāi)能力，避免因河道生態(tài)環(huán)境遭到破壞對河道行洪安全構(gòu)成威脅。

3結(jié)語

綜上所述，本文從瑪納斯河流域的徑流及洪水特征研究入手，分析了該流域內(nèi)防洪工作面臨的主要難點問題，并提出幾點解決防洪難點的有效措施，以期能夠?qū)Μ敽恿饔蚍篮闇p災(zāi)工作的有序進行提供幫助。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)重點加大對該流域生態(tài)水利工程的建設(shè)力度，借此來恢復(fù)流域的生態(tài)環(huán)境，提升流域本身抵御洪水災(zāi)害的能力。

參考文獻

[1]王文圣,朱浩天.單變量核密度估計模型及其在徑流隨機模擬中的應(yīng)用[J].水科學(xué)進展.2012(10):74-76.

[2]呂孫云,陳金鳳.基于BP網(wǎng)絡(luò)的隨機模擬技術(shù)在區(qū)域洪水地區(qū)組成分析中的應(yīng)用[J].水利水電學(xué)報.2012(5):48-50.

[3]丁晶,朱宏江,對現(xiàn)行設(shè)計洪水過程線方法適用性的統(tǒng)計試驗研究[J].四川水力發(fā)電.2013(12):88-91.

[4]鄧育仁.水庫防洪安全設(shè)計時設(shè)計洪水過程線法適用性的探討[J].水科學(xué)進展.2013(2):121-124.

[5]馬金鳳,楊廣.基于自動回歸滑動平均模型的瑪納斯河洪水預(yù)報[J].石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2014(11):78-80.

[6]陳元芳,王文鵬.一種新的洪水隨機模擬模型的應(yīng)用[J].河海大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版.2013(8):59-62.

[收稿日期]2016-02-01

[作者簡介]陳紅媛(1973-)，女，陜西西安人，工程師，主要從事水文勘測方面的研究。

[中圖分類號]P331.1

[文獻標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0150-02