張衛(wèi)東

烏什塔拉河發(fā)源于新疆哈依都他烏山系南麓冰川區(qū)，是一條以降水補(bǔ)給為主，冰雪融水補(bǔ)給為輔的山溪性河流。烏什塔拉河全長(zhǎng)80.0 km，由東支敦達(dá)塔西哈溝和西支努雀肯郭勒溝組成，兩支流在八一水庫(kù)入庫(kù)口以上約500 m處匯合后流入八一水庫(kù)，八一水庫(kù)以下約9 km處為烏什塔拉河引水樞紐。烏什塔拉河現(xiàn)有水利工程主要為八一水庫(kù)和烏什塔拉河引水樞紐。為了擴(kuò)大烏什塔拉河水資源利用效益，規(guī)劃在下游曲惠鄉(xiāng)建設(shè)曲惠干渠引水工程。為確保灌溉工程順利進(jìn)行，需對(duì)烏什塔拉河曲惠干渠處年徑流情況進(jìn)行分析。

1 參證站確定

烏什塔拉河屬水文資料比較少的河流，茶汗通古水文站是烏什塔拉河上唯一的水文站，由新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)于1955年12月設(shè)立，設(shè)站位置位于八一水庫(kù)入庫(kù)口處，集水面積813 km2，觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、水溫，于1958年2月撤銷(xiāo)。本次分析計(jì)算共選用周邊大山口、黃水溝、克爾古提水文站作為參證站。大山口水文站處于開(kāi)都河出山口處，測(cè)站以上集水面積18827 km2，控制著開(kāi)都河的來(lái)水水量，有觀測(cè)資料54年。位于和靜縣黃水溝出山口處的黃水溝水文站，于1955年6月設(shè)立，測(cè)站以上集水面積4311 km2，控制著黃水溝來(lái)水量，有觀測(cè)資料53年。位于清水河出山口處的克爾古提水文站，于1956年5月由新疆維吾爾自治區(qū)水利廳設(shè)立，測(cè)站以上集水面積1016 km2，控制著清水河來(lái)水量，有觀測(cè)資料53年。

2 八一水庫(kù)入庫(kù)口多年平均年徑流推求

本次烏什塔拉河水文站的年徑流量分析計(jì)算，利用附近清水河克爾古提水文站的資料來(lái)進(jìn)行年徑流量分析計(jì)算，從而確定出八一水庫(kù)入庫(kù)年徑流。采用不同方法分析計(jì)算出八一水庫(kù)進(jìn)庫(kù)流量測(cè)驗(yàn)斷面處的多年平均年徑流量，通過(guò)合理性分析確定年徑流量的推求。

2.1 水文比擬法

選用參證站克爾古提水文站進(jìn)行多年平均年徑流的計(jì)算，根據(jù)參證站長(zhǎng)系列均值1.248億 m3，集水面積1016 km2，設(shè)計(jì)烏什塔拉河流八一水庫(kù)進(jìn)庫(kù)流量測(cè)驗(yàn)斷面以上集水面積813 km2，計(jì)算得烏什塔拉河八一水庫(kù)入庫(kù)口處的多年平均年徑流量0.999億 m3。

2.2 徑流深等值線圖法

利用新疆水文水資源局2001年繪制的1956～2000年多年平均徑流深等值線圖，同時(shí)根據(jù)清水河出山口處的克爾古提站1956～2000多年平均年徑流，對(duì)新疆水文水資源局2001年電子版圖中清水河流域區(qū)附近的徑流深等值線進(jìn)行加密及修正，計(jì)算得八一水庫(kù)入庫(kù)口處多年平均徑流量為0.594億m3。

2.3 實(shí)測(cè)資料長(zhǎng)系列對(duì)比分析法

用1957年和2005～2008年5年平均年徑流量，經(jīng)長(zhǎng)短系列展延訂正，計(jì)算得八一水庫(kù)入庫(kù)口處多年平均徑流量為0.449億m3。用茶汗通古水文站1957年年徑流量，經(jīng)長(zhǎng)短系列展延訂正，計(jì)算得八一水庫(kù)入庫(kù)口處多年平均徑流量為0.595億m3。

2.4 成果合理性分析

水文比擬法計(jì)算成果：雖然烏什塔拉河流域與清水河流域同處于中天山南坡，河流流向一致，下墊面條件等相似，烏什塔拉河八一水庫(kù)入庫(kù)口處集水面積與克爾古提水文站集水積相差不大，但兩河流主要產(chǎn)流區(qū)的面積、流域平均高度、降水條件和冰川覆蓋面積等相差較大，所以所得結(jié)果0.999億m3僅供參考。

徑流深等值線圖法：采用編制好的1956～2000年多年平均年徑流深等值線圖，是根據(jù)周邊水文站點(diǎn)多年平均徑流資料繪制的，并且利用克爾古提站多年平均徑流量資料，對(duì)新疆水文水資源局2001年電子版圖中清水河流域區(qū)附近的徑流深等值線進(jìn)行加密及修正，充分考慮到繪制區(qū)域內(nèi)的降水、流域高度、下墊面植被和流域坡降等因素，尤其是考慮到八一水庫(kù)及周邊一百平方公里的山間盆地區(qū)域，地勢(shì)平坦基本不產(chǎn)流的實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果較科學(xué)可靠，所以推薦采用徑流深等值線圖量算值0.594億m3。

實(shí)測(cè)資料長(zhǎng)短系列對(duì)比分析法：用1957年和2005～2008年，5年平均年徑流量，經(jīng)長(zhǎng)短系列展延訂正所得結(jié)果0.449億m3僅供參考。用茶汗通古水文站1957年年徑流量，經(jīng)長(zhǎng)短系列展延訂正所得結(jié)果，雖然實(shí)測(cè)資料通過(guò)參證站克爾古提水文站年徑流量長(zhǎng)短系列展延訂正，但計(jì)算的水庫(kù)進(jìn)庫(kù)斷面以上流域平均徑流深不一定符合水庫(kù)進(jìn)庫(kù)斷面至引水樞紐之間區(qū)域的平均徑流深，直接采用進(jìn)庫(kù)斷面以上流域平均徑流深，推算引水樞紐處多年平均徑流量的計(jì)算結(jié)果有所偏大，計(jì)算的0.595億m3結(jié)果僅供參考。

3 烏什塔拉河引水樞紐處多年平均年徑流量和不同頻率下的年徑流量

3.1 多年平均年徑流量

采用編制修正好的徑流深等值線圖，在1∶25萬(wàn)地形圖上量得烏什塔拉河引水樞紐以上集水面積973 km2，然后量算出集水面積上各徑流深等值線間的面積，以面積為權(quán)重，計(jì)算得烏什塔拉河引水樞紐以上流域的多年平均年徑流深為59.5 mm，換算成徑流量為0.579億m3。由于等值線圖資料系列截止到2000年，需要用克爾古提水文站長(zhǎng)系列多年平均徑流量進(jìn)行長(zhǎng)短系列展延訂正，經(jīng)統(tǒng)計(jì)克爾古提水文站1957～2000年短系列平均徑流量為1.203億m3，1957～2008年長(zhǎng)系列平均徑流量1.248億m3，經(jīng)過(guò)訂正公式計(jì)算，得烏什塔拉河引水樞紐多年平均徑流量為0.601億m3。

3.2 不同頻率下的年徑流量

參證站克爾古提水文站徑流觀測(cè)系列長(zhǎng)，徑流補(bǔ)給類型與設(shè)計(jì)流域基本相同，都屬于以冰川積雪融水及降雨補(bǔ)給為主的雨雪混合補(bǔ)給型河流，在烏什塔拉河引水樞紐處實(shí)測(cè)資料少的情況下，統(tǒng)計(jì)參數(shù)直接移用參證站克爾古提水文站的年徑流CV=0.460，CS=1.84，根據(jù)烏什塔拉河引水樞紐處年徑流均值0.601億m3、參數(shù)CV=0.460和CS=1.84求得烏什塔拉河引水樞紐處不同保證率下的年徑流量成果，見(jiàn)表1。

表1 烏什塔拉河引水樞紐處不同保證率下的年徑流量成果表

3.3 經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后引水樞紐處多年平均年徑流量和設(shè)計(jì)年徑流量

3.3.1 水庫(kù)出庫(kù)前設(shè)計(jì)年徑流量

采用編制修正好的徑流深等值線圖，在1∶25萬(wàn)地形圖上量得烏什塔拉河八一水庫(kù)出庫(kù)斷面以上集水面積940.9 km2，然后量算出集水面積上各徑流深等值線間的面積，以面積為權(quán)重，計(jì)算出八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上流域的多年平均年徑流深為61.3 mm，換算成徑流量為0.577億 m3；八一水庫(kù)出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間集水面積32.1 km2，區(qū)間的多年平均年徑流深為7.5 mm，換算成徑流量為0.0024億 m3；由于等值線圖資料系列截止到2000年，需要用克爾古提水文站長(zhǎng)系列多年平均徑流量進(jìn)行長(zhǎng)短系列展延訂正，經(jīng)統(tǒng)計(jì)克爾古提水文站1957～2000年短系列平均徑流量為1.203億 m3，1957～2008年長(zhǎng)系列平均徑流量1.248億 m3，采用訂正公式計(jì)算，得八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上多年平均年徑流量為0.599億 m3，八一水庫(kù)出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間多年平均年徑流量為0.0025億 m3。

移用參證站克爾古提水文站的年徑流統(tǒng)計(jì)參數(shù)CV=0.460，CS=1.84。根據(jù)烏什塔拉河八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上天然進(jìn)庫(kù)年徑流量均值0.599億m3和八一水庫(kù)出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間天然匯入年徑流量均值0.0025億m3，求得烏什塔拉河八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上天然進(jìn)庫(kù)不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量，和八一水庫(kù)出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間的天然不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量，見(jiàn)表2。

表2 不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 單位：106 m3

3.3.2 水庫(kù)年徑流調(diào)節(jié)計(jì)算

八一水庫(kù)為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，總庫(kù)容1870萬(wàn)m3，其中，死庫(kù)容250萬(wàn)m3，興利庫(kù)容1400萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水條件下的調(diào)洪庫(kù)容為330萬(wàn)m3，校核洪水條件下的調(diào)洪庫(kù)容500萬(wàn) m3，防洪與興利重復(fù)庫(kù)容400萬(wàn)m3。根據(jù)八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上多年平均徑流量和設(shè)計(jì)年徑流量、水庫(kù)控制灌區(qū)現(xiàn)狀年灌溉用水量和水庫(kù)水面蒸發(fā)強(qiáng)度及滲漏損失率（根據(jù)勘察，水庫(kù)滲漏損失率按當(dāng)月平均蓄水量的1%計(jì)算），經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算得到水庫(kù)多年平均徑流量下泄水量見(jiàn)表3。

4 曲惠干渠處設(shè)計(jì)年徑流量

烏什塔拉河曲惠干渠處引水樞紐以上來(lái)水量由兩部分組成，同時(shí)，出庫(kù)閘至引水樞紐以上區(qū)間，有部分徑流匯入。因此，烏什塔拉河曲惠干渠處的設(shè)計(jì)典型年徑流量，是由八一水庫(kù)出庫(kù)閘以上天然進(jìn)庫(kù)年徑流量經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后的下泄水量及過(guò)程，與出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間年徑流量相疊加而得，即曲惠干渠引水樞紐處的多年平均年徑流量為0.5691億 m3。

根據(jù)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果分析，出庫(kù)閘以上天然進(jìn)庫(kù)年徑流設(shè)計(jì)頻率20%以上的來(lái)水年份，水庫(kù)天然來(lái)水過(guò)程均能滿足下游灌區(qū)的用水要求，水庫(kù)對(duì)年徑流過(guò)程的調(diào)節(jié)不大，此時(shí)水庫(kù)按預(yù)定的正常蓄水和汛限蓄水時(shí)，水庫(kù)蒸發(fā)和滲漏損失量在350萬(wàn) m3，所以設(shè)計(jì)頻率為5%、10%的水庫(kù)天然徑流量減去損失量水（350萬(wàn) m3）為庫(kù)調(diào)節(jié)后的年徑流量。通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)后的水庫(kù)下泄水量過(guò)程與出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間天然匯入的年徑流量過(guò)程相疊加，引水樞紐處的設(shè)計(jì)年徑流量，見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)引水樞紐處不同保證率年徑流量表單位：10億 m3

5 結(jié)語(yǔ)

烏什塔拉河引水樞紐以上來(lái)水量由兩部分組成，由于缺乏監(jiān)測(cè)資料，采用多種計(jì)算方法，分別計(jì)算出經(jīng)八一水庫(kù)調(diào)節(jié)后的下泄水量年徑流量，出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間年徑流量。通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)后的水庫(kù)下泄水量過(guò)程與出庫(kù)閘至引水樞紐區(qū)間天然匯入的年徑流量過(guò)程相疊加，得到曲惠干渠引水樞紐處的多年平均年徑流量為0.5512億m3，滿足曲惠鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)灌溉用水需求，可以進(jìn)行建設(shè)。