趙華偉

（新疆塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院，新疆 塔城 834700）

0 引言

水庫(kù)建設(shè)往往承擔(dān)著防洪、灌溉、發(fā)電等任務(wù)，不同的水庫(kù)具有不同的側(cè)重點(diǎn)。賈一飛等[1]使用ICGC-POA方法對(duì)龍羊峽—?jiǎng)⒓覎{多年枯水水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究。頓曉晗等[2]對(duì)水庫(kù)防洪調(diào)度進(jìn)行實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析，并對(duì)庫(kù)容分配進(jìn)行研究；林梓鈴等[3]、王海霞等[4]、張睿等[5]分別采用不同方法對(duì)茅洲河、三里莊水庫(kù)、金沙江梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度規(guī)劃方法進(jìn)行研究；陳哲[6]對(duì)灌溉水源實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行分析，并為水源配置提供建議；陳海濤等[7]使用云模型方法對(duì)灌溉調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；楊旺旺以黑河梯級(jí)水庫(kù)為例，對(duì)水庫(kù)灌溉、生態(tài)、發(fā)電之間目標(biāo)的轉(zhuǎn)換規(guī)律進(jìn)行分析，推薦最優(yōu)調(diào)度方案；陳富川[9]對(duì)臨淮崗綜合調(diào)度影響淮河水資源機(jī)制進(jìn)行分析；程華等[10]以贛江流域?yàn)槔?，?duì)資源綜合利用規(guī)劃調(diào)度措施進(jìn)行分析。在前人研究基礎(chǔ)上，針對(duì)烏克塔斯水庫(kù)，對(duì)不同視角下水庫(kù)調(diào)度方案規(guī)劃進(jìn)行分析。

1 工程概況

烏克塔斯水庫(kù)是一座以農(nóng)牧業(yè)灌溉為主的山區(qū)水庫(kù)。設(shè)計(jì)總庫(kù)容265萬(wàn)m3，興利庫(kù)容185.52萬(wàn)m3，死庫(kù)容15萬(wàn)m3。水庫(kù)主要存蓄冬、春季冰雪融水，水庫(kù)內(nèi)出露的泉水以及攔蓄上游烏圖闊力河河水、闊臘渠首及姜布爾拜渠首引水。經(jīng)調(diào)蓄，解決灌區(qū)來(lái)水年內(nèi)分配不勻的問(wèn)題，保證下游灌區(qū)3525牧業(yè)人口、6.62萬(wàn)只標(biāo)準(zhǔn)畜及2.50萬(wàn)畝地的用水要求。水庫(kù)建設(shè)有效解決牧區(qū)工程性缺水問(wèn)題，促進(jìn)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，逐步改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

2 水庫(kù)補(bǔ)給徑流和洪水分析

烏克塔斯水庫(kù)水源由庫(kù)區(qū)內(nèi)的泉水、融雪水和暴雨所引發(fā)的坡面洪水匯流（天然來(lái)水），攔蓄上游烏圖闊力河河水、闊蠟渠首及姜布爾拜渠首引水組成。壩址處天然來(lái)水多年平均徑流量為714.6萬(wàn)m3，見(jiàn)表 1。

表1 烏克塔斯水庫(kù)不同頻率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 單位：萬(wàn)m3

烏克塔斯水庫(kù)洪水主要來(lái)源為山前地帶融雪水及暴雨所形成的坡面匯流洪水，沒(méi)有山區(qū)河流直接匯入到庫(kù)區(qū)（經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘烏圖闊力河河水不能流到庫(kù)區(qū)）。選用地區(qū)最大洪峰流量模比系數(shù)綜合頻率曲線法推算的設(shè)計(jì)洪峰成果及洪量模數(shù)法推算的設(shè)計(jì)最大一日洪量成果見(jiàn)表2～表4。

表2 烏克塔斯水庫(kù)入庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量成果表 單位：m3/s

表3 烏克塔斯水庫(kù)主壩址和導(dǎo)流堤設(shè)計(jì)洪峰流量成果表 單位：m3/s

表4 烏克塔斯水庫(kù)入庫(kù)不同頻率設(shè)計(jì)一日洪量成果表 單位：萬(wàn)m3

3 基于防洪視角水庫(kù)調(diào)度規(guī)劃

本工程采用溢洪道泄洪，導(dǎo)流放水涵洞作為泄洪的儲(chǔ)備設(shè)施，在危險(xiǎn)情況下，可參與泄洪，正常蓄水位最大下泄流量為18.0 m3/s，溢洪道為開(kāi)敞式，堰型采用寬頂堰，堰寬20 m。

每年汛期前水庫(kù)蓄水位通過(guò)溢洪道控制在正常蓄水位1742.5 m以下，當(dāng)入庫(kù)洪水流量在0～44.9 m3/s時(shí)，溢洪道泄洪，保證庫(kù)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)洪水位1743.37 m。當(dāng)入庫(kù)洪水流量在44.9 m3/s～62.0 m3/s時(shí)，溢洪道泄洪，保證庫(kù)水位不超過(guò)校核洪水位1743.96 m。

依據(jù)以上原則和運(yùn)用方式，對(duì)烏克塔斯水庫(kù)進(jìn)行P=2%、0.1%各種頻率洪水的調(diào)節(jié)計(jì)算。洪水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表5~表6。

表5 烏克塔斯水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪計(jì)算表（P=2.0%）(堰寬20 m)

50年一遇的設(shè)計(jì)洪水，最大洪峰流量62.0 m3/s，最大一日洪量為141.8萬(wàn)m3，經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后，溢洪道最大下泄流量25.79 m3/s，攔洪庫(kù)容 38.99×104m3，堰上水頭 0.87 m，設(shè)計(jì)洪水位1743.37 m。

表6 烏克塔斯水庫(kù)校核洪水調(diào)洪計(jì)算表（P=0.1%）(堰寬20 m)

1000年一遇的校核洪水，最大洪峰流量123 m3/s，最大一日洪量為214.8萬(wàn)m3，經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后，溢洪道最大下泄流量56.4 m3/s，調(diào)洪庫(kù)容65.41萬(wàn)m3；堰上水頭1.46 m。

4 基于綜合利用視角水庫(kù)調(diào)度規(guī)劃

4.1 綜合利用主次關(guān)系

烏克塔斯水庫(kù)的工程任務(wù)為：首先滿(mǎn)足水庫(kù)下游灌區(qū)的農(nóng)牧業(yè)灌溉用水要求；設(shè)置防洪庫(kù)容，削減洪峰，保障水庫(kù)下游保護(hù)對(duì)象安全。

4.2 水位、水量、時(shí)間要求

（1）灌溉

本次采用的水文系列為1962年~2008年，水庫(kù)多年平均入庫(kù)水量為714.6萬(wàn)m3。50%頻率下入庫(kù)徑流量為699.20萬(wàn)m3，其中，烏圖闊力河來(lái)水476.7萬(wàn)m3，闊臘渠首和姜布爾拜渠首調(diào)水222.5萬(wàn)m3。用水量665.33萬(wàn)m3，其中：水庫(kù)下游灌溉用水610.07萬(wàn)m3，人畜用水55.25萬(wàn)m3；水庫(kù)蒸發(fā)滲漏損失為30.48萬(wàn)m3，水庫(kù)棄水量3.41萬(wàn)m3。

（2）水位要求

烏克塔斯水庫(kù)下游灌區(qū)灌溉用水通過(guò)導(dǎo)流放水涵洞放水，通過(guò)灌區(qū)的干支渠輸水到田間。導(dǎo)流放水涵洞底高程1731.38 m，死水位1732.22 m。

（3）用水時(shí)間要求

烏克塔斯水庫(kù)下游灌區(qū)灌溉用水時(shí)間為每年的4月下旬至8月中旬及10月上旬。

4.3 正常年、豐水年調(diào)度原則及方式

4.3.1 調(diào)度原則

（1）由于天然徑流較小，無(wú)法滿(mǎn)足灌區(qū)用水需求，每年通過(guò)闊臘渠首、姜布爾拜渠首分別需從浩爾愛(ài)河、姜布爾拜河調(diào)水。水庫(kù)以蓄水為主。

（2）汛期確保防洪安全和大壩安全度汛。

4.3.2 調(diào)度方式

（1）每年灌溉高峰期水庫(kù)以供水為主，非灌溉高峰期和非灌溉期水庫(kù)群以蓄水為主。

（2）非灌溉高峰期和非灌溉期在滿(mǎn)足下游用水要求的情況下，余水量進(jìn)行蓄庫(kù)。

（3）烏克塔斯水庫(kù)工程承擔(dān)農(nóng)牧業(yè)灌溉供水量，采用灌溉供水調(diào)度線進(jìn)行控制，當(dāng)前水庫(kù)水位位于灌溉供水調(diào)度線以上，灌溉供水按灌溉需水進(jìn)行供給；當(dāng)前水庫(kù)水位位于灌溉供水調(diào)度線以下，灌溉供水按打折后的灌溉需水進(jìn)行供給。

（4）每年汛期（4月、5月、6月），做好防洪度汛準(zhǔn)備，利用烏克塔斯水庫(kù)工程滯洪，按正常蓄水位控制，確保下游重現(xiàn)期20年以?xún)?nèi)的洪水不受災(zāi)。

4.4 枯水年調(diào)度原則及方式

4.4.1 調(diào)度原則

（1）堅(jiān)持各級(jí)人民政府行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，統(tǒng)一指揮、部門(mén)協(xié)作、分級(jí)負(fù)責(zé)。

（2）堅(jiān)持以人為本、因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、局部利益服從全局利益。

（3）堅(jiān)持依法抗旱、實(shí)行公眾參與，干群結(jié)合承擔(dān)抗旱攻堅(jiān)任務(wù)。

4.4.2 調(diào)度方式

（1）減少水庫(kù)下游灌區(qū)有效灌溉面積，確保農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)作物的供水，盡量降低損失。

（2）盡可能采用高效節(jié)水灌溉方式，減少輸配水環(huán)節(jié)的水量損失，提高用水效率。

5 結(jié)語(yǔ)

從防洪和綜合利用視角對(duì)烏克塔斯水庫(kù)調(diào)度規(guī)劃進(jìn)行研究。通過(guò)最大洪峰流量模比系數(shù)綜合頻率曲線法和洪量模數(shù)法，推算出設(shè)計(jì)洪峰成果及設(shè)計(jì)最大一日洪量成果，獲取水庫(kù)徑流參數(shù)和洪峰數(shù)據(jù)，為防洪調(diào)度提供基本參數(shù)；通過(guò)水庫(kù)規(guī)劃調(diào)度，可有效降低洪峰的過(guò)壩流量，降低對(duì)下游的威脅；從綜合利用視角出發(fā)，提出正常年、豐水年和枯水年的水庫(kù)調(diào)度方式，充分發(fā)揮水庫(kù)灌溉、防洪作用，可為新疆水庫(kù)調(diào)度等相似工程提供參考。