排孜拉·牙生

（新疆巴音郭楞水文勘測局，新疆 庫爾勒 841000）

黃水溝發(fā)源于中天山的天格爾山南坡，屬雨雪混合補給河流，山口以上集水面積4311 km2。烏拉斯臺河發(fā)源于中天山支脈的艾爾賓山南坡，山口以上為產(chǎn)流區(qū)，山口以下為徑流散失區(qū)，屬于典型的大陸性氣候，冬冷夏熱，日溫差較大。流域內(nèi)年平均降水量為64.2 mm，6月～8月降水量占年降水量的60.9%，年平均蒸發(fā)量2177.0 mm。和靜縣烏拉斯臺河協(xié)比乃爾布呼渠位于黃水溝水文站下游24.18 km處，烏拉斯臺河老河道進水閘口以下9.30 km處。協(xié)比乃爾布呼渠引水閘是1969年由和靜縣水利局設計，1971年5月完工并投入運行，經(jīng)過45年運行，老化失修嚴重，需對其除險加固，需對引水渠處的徑流情況進行分析。

1 沿河引水工程及水文資料

1.1 沿途引水工程分布情況

黃水溝流域中部巴侖臺鎮(zhèn)以上有兩條支流，西支巴音溝，東支為烏拉斯臺溝，后者為黃水溝的主流。水文站下游1.22 km處左岸為黃水溝毛拉提干渠引水閘，設計引水量8 m3/s；右岸為團結渠引水閘，設計引水量1 m3/s。此處再往下10.6 km至黃水溝防洪閘，防洪閘將黃水溝河道分為東西兩條支流，東支最后注入博斯騰湖大湖；西支最后匯入烏拉斯臺河老河道（現(xiàn)在變?yōu)槭芄こ炭刂频墓喔群洼斔拥溃?。在烏拉斯臺河老河道和黃水溝西支匯合口下游0.38 km處為烏拉斯臺河協(xié)比乃爾布呼渠進水閘，水流被引入灌區(qū)。

烏拉斯臺河是匯入開都河的一條河流，1966年在烏拉斯臺河分叉口老河道上修建攔河閘（協(xié)米爾渠龍口閘），為烏拉斯臺農(nóng)場和協(xié)比乃爾布呼鄉(xiāng)引水，在協(xié)米爾渠龍口閘后20 m的河道右岸有新農(nóng)辦草原總站引水閘又將部分水量引出。從協(xié)米爾渠龍口引水閘向下游沿烏拉斯臺河老河道行進8.92 km后，與黃水溝西支匯合口，匯合口下游0.38 km處為烏拉斯臺河協(xié)比乃爾布呼渠進水閘，引水量進入灌區(qū)，下泄水量經(jīng)過3.95 km后匯入開都河。

1.2 水文資料

黃水溝水文站位于黃水溝出山口，烏拉斯臺水文站位于協(xié)米爾渠龍口閘上游4.0 km，本次選用黃水溝水文站多年實測資料和烏拉斯臺水文站一年實測資料，以及和靜縣水管站的引水量資料進行徑流分析計算。本次收集了黃水溝、烏拉斯臺水文站1956年～2011年共56年實測資料；收集了和靜縣水管站黃水溝毛拉提干渠和團結渠引水閘1981年～2011年的月年引水量資料；協(xié)米爾渠龍口閘1981年～2011年的月年引水量資料和新農(nóng)辦草原總站引水閘1999年～2011年的月年引水量資料；搜集了1966年的洪水調(diào)查資料；搜集了2007年～2010年由新疆交通設計研究院、新疆水文水資源局、長沙理工大學共同合作開展的《新疆山前區(qū)公路橋涵與路基設計流量分析計算研究》項目中黃水溝實驗區(qū)的洪水沿程對比觀測資料和試驗研究成果報告。資料均可靠可用。

2 徑流分析

徑流分析是協(xié)比乃爾布呼渠進水閘水文分析計算的重要組成部分。黃水溝水文站自設立觀測至今，監(jiān)測斷面未變動，資料系列較長且完整，因此，本次以黃水溝水文站為參證，運用河道上下游斷面間的水量平衡方程來進行年徑流量分析計算。

2.1 參證站設計年徑流及年內(nèi)分配

黃水溝水文站年徑流系列在運用矩法對系列統(tǒng)計參數(shù)估算的基礎上，用適線法選配型頻率曲線推算設計年徑流量。通過頻率曲線法，黃水溝設計年徑流量計算結果為：均值為35.44，Cv為 0.415，CS/CV=5.00,其 20年一遇、10 年一遇、4年一遇設計年徑流分別顯5.296億m3、4.451億m3、3.341億m3。設計年徑流模數(shù)：均值為1，Cv為0.415，CS/CV=5.00,其20年一遇、10年一遇、4年一遇設計年徑流分別顯1.830億m3、1.538億m3、1.155 億 m3。

采用典型年法對參證站黃水溝水文站設計年徑流量年內(nèi)分配進行計算。典型年選擇根據(jù)選用設計流域?qū)崪y徑流資料、與設計年徑流量盡量接近的年份、月徑流量分配過程對工程不利的年份原則進行選定，最終確定2003年、1993年、1983年、1986年作為保證率為25%、50%、75%、95%的典型年進行徑流年內(nèi)分配計算。計算方法利用典型年各月徑流量占年徑流量的百分比，推求設計年徑流的年內(nèi)分配。根據(jù)參證站黃水溝水文站1956年～2011年實測逐月徑流資料，分析得參證站多年平均年徑流量的年內(nèi)分配情況，見表1。

表1 黃水溝水文站多年平均年徑流量逐月分配表 單位：億m3

2.2 徑流沿程變化分析

依據(jù)協(xié)比乃爾布呼渠進水閘除險加固工程要求，需在天然來水狀況下進行防洪閘樞紐處設計年徑流及年內(nèi)分配，和工況情況下防洪閘樞紐處的設計年徑流及年內(nèi)分配。為此需將黃水溝水文站至協(xié)比乃爾布呼渠進水閘之間的徑流沿程損失和從協(xié)米爾渠龍口引水閘下游8.92 km長的烏拉斯臺河老河道的引水量沿程損失確定下來，從而建立協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處的徑流系列。

烏拉斯臺河老河道是一條形成于山前沼澤水草地中的河道，河道沿程地下水位埋深較淺（1.0 m～1.5 m），并在個別區(qū)域出露，補給河流，因此協(xié)米爾渠龍口引水閘下游的烏拉斯臺河老河道的沿程滲漏極小，水量損失主要是河道蒸發(fā)。河道寬度在5 m～15 m之間，按大山口水文站的E601水面蒸發(fā)量來推算，8.92 km長的河道多年平均年蒸發(fā)水量在7.87萬m3。協(xié)米爾渠龍口多年平均引水6110萬m3，河道蒸發(fā)水量占年引水量的0.13%，如果再考慮淺層地下水的補給，則河道水量沿程損失很小。本次分析計算時，烏拉斯臺水文站至協(xié)米爾渠龍口引水閘和烏拉斯臺河老河道的水量沿程損失忽略不計。

2.3 設計年徑流量及年內(nèi)分配

由于烏拉斯臺河老河道的來水量受協(xié)米爾渠龍口引水閘控制，因此天然狀況下，協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處的來水量僅是黃水溝西支河道的水量。樞紐處設計年徑流及年內(nèi)分配計算是將黃水溝水文站實測多年平均年徑流推演至黃水溝匯合口處，然后對匯合口處黃水溝西支河道的年徑流進行設計年徑流及年內(nèi)分配計算，最后推求樞紐處設計年徑流及年內(nèi)分配。烏拉斯臺河老河道和黃水溝西支匯合口下游0.38 km處為協(xié)比乃爾布呼渠進水閘，在這0.38 km的河段上沒有水量匯入和引出，本次分析計算時水量沿程損失忽略不計。

本次用兩河匯合口處工況影響下的總的多年平均年內(nèi)分配作為協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處的多年平均年徑流及內(nèi)分配。兩河匯合口處工況影響下的總的多年平均年徑流用匯合處黃水溝西支和烏拉斯臺河老河道徑流量疊加而成。見表2。

協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處工況影響下的設計年徑流及年內(nèi)分配，選用參證站黃水溝水文站的徑流統(tǒng)計參數(shù)（CV=0.415、CS/CV=5.00）和黃水溝防洪閘樞紐處工況下典型年徑量分配比。設計年徑流量見表3。

表2 協(xié)比乃爾布呼渠進水閘工況下多年平均年徑流量逐月分配表 單位：萬m3

表3 工況下協(xié)比乃爾布呼渠進水閘設計年徑流量成果表

2.4 成果合理性分析

（1）在協(xié)比乃爾布呼渠徑流沿程變化的分析過程中，采用了《新疆山前區(qū)公路橋涵與路基設計流量分析計算研究》項目2007年～2010年的洪水沿程對比觀測資料，根據(jù)河道上下游斷面間水量平衡原理，分析計算出黃水溝水文站至下游防洪閘之間的水量沿程損失率。在烏拉斯臺水文站至協(xié)米爾渠龍口引水閘和協(xié)米爾渠龍口引水閘下游烏拉斯臺河老河道的引水量沿程損失分析計算時，考慮烏拉斯臺河是一條形成于山前沼澤水草地中的河道，此處地下水位埋深較淺，水量損失主要是河道蒸發(fā)，并且在個別區(qū)域的河道上還有淺層地下水流出現(xiàn)象。因此，烏拉斯臺水文站至協(xié)米爾渠龍口引水閘和協(xié)米爾渠龍口引水閘下游的烏拉斯臺河老河道的沿程滲漏極小。

（2）在分析計算工況影響下的設計年徑流時，使用了黃水溝上毛拉提干渠和團結渠的實測引水資料、烏拉斯臺河上協(xié)米爾渠龍口引水閘和新農(nóng)辦草原總站引水閘的實測引水資料，這些引水資料由和靜縣水利局實測，資料較可靠，因此按河道斷面之間水量平衡方程計算得工況影響下的設計年徑流具有一定的合理性。

本次資料處理方法合理，徑流沿程變化和分支河道徑流分配的分析計算采用了水文站、水管站、試驗研究項目的實測資料，分析方法合理，計算思路清晰，因此計算成果具有一定的合理性。

3 結語

本次協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處的設計徑流分析時，依據(jù)黃水溝水文站1956年～2011年的年徑流資料、毛拉提干渠和團結渠的多年平均年引水量資料、《新疆山前區(qū)公路橋涵與路基設計流量分析計算研究》項目觀測資料等。分析計算得兩河匯合口處黃水溝西支河道的天然條件下和工況影響下的多年平均年徑流量，再采用黃水溝水文站年徑流統(tǒng)計參數(shù)及設計徑流年內(nèi)分配，計算得匯合口處黃水溝西支河道的設計徑流及其年內(nèi)分配。同時，根據(jù)協(xié)米爾渠龍口引水閘和新農(nóng)辦草原總站引水閘的多年平均年引水量資料、徑流沿程損失的分析結論，分析計算得兩河匯合口處烏拉斯臺河老河道工況影響下的多年平均年徑流量，再采用引水年內(nèi)分配，計算得匯合口處烏拉斯臺河老河道的設計徑流及其年內(nèi)分配。按相同頻率或著相同月份設計徑流量相疊加，得到協(xié)比乃爾布呼渠進水閘處天然條件下和工況影響下的設計年徑流及其年內(nèi)分配成果，可供工程設計建設參考。