馬蘇文

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 概況

（1）流域概述

阿克蘇河是新疆天山南坡第一大河， 由上游支流托什干河及庫瑪拉克河在阿克蘇市西大橋以上12.4km 的喀拉都維處匯合而成，分別流經(jīng)克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿合奇縣及阿克蘇地區(qū)的烏什縣、溫宿縣、阿克蘇市、阿瓦提縣、柯坪縣以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師。 阿克蘇河兩支流和干流河道流程長，沿岸分布保護對象眾多，其中兩支流防洪保護對象主要為縣城和鄉(xiāng)村， 其中縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇， 鄉(xiāng)村段防洪標(biāo)準(zhǔn)為10—20年一遇； 流域重點防洪保護對象阿克蘇市位于兩支流匯合口下游干流河道， 防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。

（2）存在的問題

阿克蘇河兩支流洪水為融雪型洪水、 暴雨型洪水及融雪暴雨混合型洪水，洪水多發(fā)，兩支流沿岸防洪保護對象洪水威脅大。 阿克蘇河干流洪水由上游兩大支流洪水匯集而成，峰高量大，且由于地區(qū)洪水組成的復(fù)雜性， 使得干流重要保護對象阿克蘇市面臨更大的防洪風(fēng)險。

阿克蘇河流域目前未建成山區(qū)控制性工程承擔(dān)流域的綜合利用任務(wù)，巨大的洪峰不能被調(diào)控削減，一泄千里，直撲平原灌區(qū)，對平原灌區(qū)形成頻繁的、大范圍的洪水災(zāi)害。 同時由于防洪資金投入有限， 兩支流及干流沿線河道防洪工程建設(shè)滯后，河道防洪能力有限。 因此，阿克蘇河流域防洪工程體系不健全， 嚴(yán)重威脅流域保護對象的防洪安全，限制了流域經(jīng)濟社會安全、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，工程體系亟待修繕。

圖1 阿克蘇河流域防洪工程布局節(jié)點圖

2 流域防洪治理思路

國內(nèi)針對多支流、 分布有重要保護對象的大江大河開展了多支流山區(qū)水庫的防洪工程總體布局研究，結(jié)合流域自身防洪特點，工程實踐多采用“堤庫結(jié)合”的防洪工程總體布局，能夠有效的削減洪峰，提高河道防洪能力，同時結(jié)合預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)下的防洪聯(lián)合調(diào)度， 充分有效發(fā)揮防洪水庫功能，保障下游保護對象防洪安全[1-2]。

針對阿克蘇河流域兩支流匯合后形成干流為代表，考慮到防洪保護對象主要分布在干、支流沿線，干流防洪保護對象由兩支流洪水的遭遇，對干流防洪保護對象的影響相對較大， 流域防洪主要以干流防洪保護對象為主要研究對象， 可采取全段修建防洪工程來滿足防洪保護要求， 亦可通過修建山區(qū)水庫和河道防洪堤防， 形成堤庫結(jié)合的總體布局來滿足流域防洪保護要求[3]。

全堤防和堤庫結(jié)合的防洪總體布局均能夠滿足流防洪保護對象的防洪保護要求， 但在調(diào)度運行管理、運行維護費用、工程投資等方面存在一定差異[4]，需要以下游防洪保護對象防洪標(biāo)準(zhǔn)及安全泄量要求，綜合洪水特點，進行工程總體布局的方案比選， 最終合理確定適宜流域自身特點的防洪總體布局。

3 流域防洪工程布局比選

為保證阿克蘇市的防洪安全， 需建立流域防洪總體布局， 可考慮針對阿克蘇市防洪河段修建堤防來保證阿克蘇市的防洪安全， 亦可通過兩支流修建山區(qū)水庫與下游堤防聯(lián)合運行， 共同滿足阿克蘇市的防洪保護安全。 如何合理確定流域防洪工程布局， 使得流域的防洪工程既滿足防洪要求，且技術(shù)可行、經(jīng)濟合理，將是流域防洪工程總體布局中需要重點研究的問題[5]。

3.1 流域防洪工程現(xiàn)狀

阿克蘇市所在阿克蘇河河道總長71km， 目前已建7 處防洪工程， 其中20 年一遇防洪工程共4處，建設(shè)總長度為16.8km；10 年一遇防洪工程共3處，建設(shè)總長度為5.5km，現(xiàn)狀不滿足阿克蘇市城區(qū)段50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)要求；兩支流河段分布有溫宿縣城、阿合奇縣城和烏什縣城，目前兩支流縣城河段已建永久性防洪工程分布為18.5km 和11.3km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)均達到30 年一遇，滿足設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)要求；鄉(xiāng)村防護區(qū)主要分布在兩支流上，多修建臨時性工程，防洪能力僅能達到5 年一遇，不滿足10 年一遇防洪保護要求，灌區(qū)防洪壓力大。

3.2 流域防洪工程布局

（1）流域防洪工程布局方案擬定

結(jié)合流域洪水特點及防洪保護對象分布情況， 流域可通過修建河段防洪工程滿足防洪保護要求； 此外流域規(guī)劃提出阿克蘇流域兩支流分別修建山區(qū)控制性水利樞紐工程， 承擔(dān)流域綜合利用任務(wù)，可結(jié)合流域防洪保護要求，考慮以山區(qū)水庫承擔(dān)流域防洪任務(wù)， 與下游河道防洪工程構(gòu)建庫堤結(jié)合總體布局。 本文在防洪總體布局要求的基礎(chǔ)上， 采用不同的防洪庫容與不同建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)防洪工程的組合方案， 共擬定了三組防洪總體布局方案進行比選。

①方案一：全堤防方案，即流域防洪以修建河道防洪工程為主， 在現(xiàn)有堤防、 護岸工程的基礎(chǔ)上，進行大規(guī)模堤防和護岸工程擴建和新建，使全流域達到設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)。

②方案二：庫堤結(jié)合方案1，以阿克蘇市防洪工程現(xiàn)狀防洪能力20 年一遇為基礎(chǔ)，兩支流修建山區(qū)水庫承擔(dān)防洪任務(wù)，確定山區(qū)水庫防洪規(guī)模，補充完善河道防洪工程建設(shè)， 通過庫堤結(jié)合方式使全流域達到設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)。

③方案三：庫堤結(jié)合方案2，將阿克蘇市防洪工程由現(xiàn)狀20 年一遇擴建到30 年一遇， 兩支流修建山區(qū)水庫承擔(dān)防洪任務(wù)， 確定山區(qū)水庫防洪規(guī)模，并按照山區(qū)水庫調(diào)蓄后的30 年一遇洪水對阿克蘇市防洪工程進行擴建和新建， 通過庫堤結(jié)合方式使全流域達到設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)。

（2）流域防洪工程布局方案選擇

針對不同的流域防洪總體布局方案， 山區(qū)水庫承擔(dān)的防洪庫容不同， 山區(qū)水庫在承擔(dān)綜合利用任務(wù)的基礎(chǔ)上，增加防洪庫容的投資不相同；同時庫堤結(jié)合方案考慮山區(qū)水庫調(diào)蓄后下游河道防洪工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)亦不相同。 流域不同防洪總體布局方案建設(shè)內(nèi)容成果及工程投資成果見表1。

表1 流域防洪工程布局方案建設(shè)內(nèi)容及工程投資方案成果表

上述三組方案均能滿足阿克蘇河流域防洪保護要求，其中方案三工程投資最小。 對不同方案進行對比分析如下；

①全堤防方案與庫堤方案對比分析

從不同防洪工程方案比較情況來看， 全堤防方案設(shè)計范圍較廣 （改擴建長度達上百公里），工程量和投資相對較大， 且后期運行維護成本也相對較高； 庫堤結(jié)合方案可充分利用水庫調(diào)蓄作用削峰滯洪，從而對上游洪峰進行有效控制，大幅減輕下游灌區(qū)防洪壓力，降低防洪風(fēng)險，從工程技術(shù)難度和工程經(jīng)濟等方面分析相對較優(yōu)； 庫堤結(jié)合方案優(yōu)于全堤防方案。

②庫堤結(jié)合方案對比分析

兩組庫堤結(jié)合方案主要區(qū)別在于山區(qū)水庫防洪庫容和下游防洪工程標(biāo)準(zhǔn)不同，直接影響到工程投資， 兩組方案中庫堤結(jié)合方案2 工程投資較小，方案相對較優(yōu)。

4 思考與建議

（1） 通過對流域兩支流并聯(lián)水庫防洪總體布局方案比較分析， 在支流修建山區(qū)水庫不僅能夠削減支流天然洪峰流量， 還能夠有效降低干流防洪控制斷面的洪峰流量， 在保障支流防洪保護對象防洪安全的基礎(chǔ)上， 對干流重點防洪保護對象防洪安全的作用較為突出，防洪能力顯著提升。

（2）在采用庫堤結(jié)合方案時，需綜合考慮山區(qū)水庫防洪庫容的設(shè)定及河道防洪工程建設(shè)長度等因素，對庫堤結(jié)合方案進行技術(shù)經(jīng)濟比選，選擇經(jīng)濟較優(yōu)的庫堤結(jié)合方案。

（3）從河流泥沙淘刷對河岸穩(wěn)定等方面考慮，防洪保護河段沿線分布的防洪保護對象會因受到洪水淘沙而產(chǎn)生洪水災(zāi)害， 通過河道修建防洪工程能夠有效穩(wěn)固河岸， 保護河道兩岸防洪保護對象， 因此防洪總體布局應(yīng)充分考慮庫堤結(jié)合的型式， 由山區(qū)水庫和河道防洪工程共同組成穩(wěn)定的防洪工程體系。

（4）從應(yīng)對極端天氣的不利因素考慮，采用庫堤結(jié)合方式在充分發(fā)揮預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，可提高流域防洪調(diào)度的靈活性，減少極端災(zāi)害性天氣對流域防洪造成損失[6]。

（5）從防洪總體布局建設(shè)角度考慮，建議強化預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)、增強水庫防洪調(diào)度運行管理能力、涉水工程防洪影響評價、 應(yīng)急搶險風(fēng)險保障等非工程措施完善流域防洪布局體系， 提高流域防洪保障能力。