艾力亞斯·尤努斯

（新疆維吾爾自治區(qū)和田水文勘測(cè)局,新疆 和田 848000）

玉龍喀什河是和田地區(qū)一條重要河流,在其中游修建玉龍喀什水利樞紐工程勢(shì)必對(duì)下游河道水文情勢(shì)產(chǎn)生重要影響,需要進(jìn)行分析。

1 概況

玉龍喀什河發(fā)源于昆侖山北坡,徑流以冰川積雪融水補(bǔ)給為主,降雨補(bǔ)給為輔,屬典型冰川積雪補(bǔ)給為主的河流。天然狀態(tài)下玉龍喀什河徑流年際變化 較小,但年內(nèi)分配不均；多年平均徑流量為 23.09 億 m3。玉龍喀什水利樞紐位于玉龍喀什河中游河段,工程主要由攔河壩、泄水消能建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。水庫正常蓄水位2170 m,死水位2080 m,總庫容5.36 億 m3,調(diào)節(jié)庫容4.27 億 m3,電站總裝機(jī)容量200 MW,水庫主要任務(wù)是以調(diào)控生態(tài)輸水、灌溉補(bǔ)水為主,結(jié)合防洪、兼顧發(fā)電等綜合利用。

2 水文情勢(shì)評(píng)價(jià)范圍

玉龍喀什水利樞紐運(yùn)行后,庫區(qū)原有 22 km 河道將變成水庫；由于水庫調(diào)蓄、水電站發(fā)電,造成玉龍喀什河玉龍喀什樞紐壩址以及壩址至玉河與喀拉喀什河匯合口間230 km 河段水文情勢(shì)發(fā)生改變,因此,玉龍喀什河水文情勢(shì)評(píng)價(jià)范圍確定為玉龍喀什水利樞紐庫區(qū)及以下河段,河長(zhǎng) 252 km。考慮到玉龍喀什水利樞紐為玉龍喀什河控制性工程,故本次對(duì)于玉龍喀什庫區(qū)及以下河段水文情勢(shì)變化將予以重點(diǎn)關(guān)注,選取具有水力學(xué)和生態(tài)意義的典型斷 面,預(yù)測(cè)不同來水頻率下各斷面徑流、洪水、泥沙等水文情勢(shì)變化情況。

3 對(duì)徑流的影響

3.1 玉龍喀什水利樞紐庫區(qū)

工程建成后,玉龍喀什水利樞紐庫區(qū)河段將由河流形態(tài)轉(zhuǎn)變成水庫形態(tài),庫區(qū)河段水位、水面面積、流速等相應(yīng)發(fā)生變化。根據(jù)距離樞紐工程較近的黑山站（壩址上游 52 km）和同古孜洛克站（壩址下游 58 km）實(shí)測(cè)徑流資料,計(jì)算得出玉龍喀什水利樞紐壩址斷面多年平均天然流量為 66 m3/s,多年平均徑流量為 20.82 億 m3。受冰川積雪融水補(bǔ)給特性影響,徑流年內(nèi)變化較大,其中全年氣溫最高的 6月~8 月水量占全年水量的 79.12%。見表 1。

表1 樞紐壩址斷面多年平均天然徑流與不同頻率下徑流年 內(nèi)分配比對(duì)表 單位：m3/s

從表1可以看出,水利樞紐建成后,壩址斷面處受水庫攔蓄影響,月徑流量較水利樞紐工程建設(shè)前,均有所減小。

3.2 玉龍喀什水利樞紐壩址以下河段

3.2.1 玉龍喀什水利樞紐壩址～玉龍喀什渠首河段根據(jù)調(diào)查,該河段自上而下依次有支流布雅河（工程壩址下游 3.8 km ）、達(dá)克曲克溝（達(dá)克曲克壩址上游約 6 km）匯 入,布雅河多年平均徑流量為 1.37 億 m3,達(dá)克曲克壩址斷面多年平均徑流量為 22.68 億 m3。該河段無工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活引水口分布,樞紐工程下游 45 km 處建有達(dá)克曲克水電站,2016 年 5 月建設(shè)完工,水庫正常蓄水位 1776 m,死水位 1771 m,總庫容 1130 萬 m3,調(diào)節(jié)庫容 269 萬 m3,電站裝機(jī)容量 70 MW,設(shè)計(jì)引水流量 87.2 m3/s。達(dá)克曲克電站為日調(diào)節(jié)水庫,對(duì)河流月徑流過程基本無影響；其建成運(yùn)行在壩前形成了約 7 km 庫區(qū)靜水河段,在壩下形成了 11 km 脫流河段。達(dá)克曲克電站壩下河段水文情勢(shì)變化見表2、圖 1。

表2 玉龍喀什河達(dá)克曲克電站壩下水文情勢(shì)變化表 單位：m3/s

圖1 達(dá)克曲克電站建設(shè)前后壩下水文情勢(shì)變化

從表2、圖1 中可以看出,達(dá)克曲克電站發(fā)電運(yùn)行后,壩下～發(fā)電廠房 11 km 河段年內(nèi)僅汛期 6 月~8 月份有水下泄,下泄水量為棄用的洪水；其它 9個(gè)月該 11 km 河段長(zhǎng)時(shí)間斷流。

3.2.2 玉龍喀什渠首以下河段

該河段分布有玉龍喀什攔河渠首及東方紅水庫引水口、塔瓦庫勒農(nóng)場(chǎng)引水口、塔瓦庫勒鄉(xiāng)引水口等 13 個(gè)無壩農(nóng)灌引水口。玉龍喀什渠首為大型引水渠首,設(shè)計(jì)引水流量 150 m3/s,加大引水流量 170 m3/s,擔(dān)負(fù)著向洛浦縣、和田縣玉河灌區(qū)、和田市 灌區(qū)供水任務(wù)及玉河分洪任務(wù),控制灌溉面積 100 萬畝。工程實(shí)施后其水文情勢(shì)主要受玉龍喀什水利樞紐調(diào)度運(yùn)行和灌區(qū)引水綜合影響。

由于河流徑流年內(nèi)分配豐枯懸殊,多年來受灌區(qū)引水影響,玉龍喀什渠首以下河段僅汛期 6 月~9 月有水,其它各月河道斷流。按照建設(shè)前、建設(shè)后渠首斷面實(shí)測(cè)流量過程反映玉龍渠首下游水文情勢(shì)變化情況,具體見表3。

表3 玉龍喀什河玉龍渠首以下河段水文情勢(shì)變化分析表單位：m3/s

續(xù)表3

從表3可以看出：受流域灌區(qū)引水影響,玉龍喀什渠首以下河段除汛期 6月~9 月份外均斷流,汛期各月流量也均較天然來水減少了 22%~59%； 從 6 月~9 月下泄流量來看,因來水較豐,2013 年減幅較 2006 年略小。

4 洪水期水文情勢(shì)變化

玉龍喀什河洪水主要有融冰融雪型和混合型兩種類型,以融冰融雪型洪水為主。 融冰融雪型洪水主要發(fā)生在 7月中旬至 8 月中旬,過程表現(xiàn)為洪水連續(xù)、量大而峰不高,洪水過程呈鋸齒形、歷時(shí)長(zhǎng)、緩漲緩落、有明顯的日變化。玉龍喀什河暴雨主要發(fā)生在 5月~9 月,此類洪水與融冰融雪型洪水遭遇形成混合型洪水。玉龍喀什水利樞紐汛期 6 月根據(jù)生態(tài)供水要求蓄水或放水,水庫最高水位不超過汛限水位 2169.0 m,7 月上中旬降低水位至 2165 m,7 月下旬、8 月上旬降低水位至死水位 2080 m 排沙運(yùn)行,8 月中下旬結(jié)合生態(tài)供水和灌溉要求蓄水或放水,水庫最高水位不超過汛限水位 2169.0 m,壩址控泄流量為 1130 m3/s, 與下游堤防聯(lián)合運(yùn)用可使玉龍喀什河下游防洪標(biāo)準(zhǔn)由10 年一遇提高到30 年一遇,由此將對(duì)30 年一遇及以下標(biāo)準(zhǔn)洪水進(jìn)行削峰,從而改變下游汛期洪水的洪峰、洪量及洪水歷時(shí)。

5 泥沙情勢(shì)變化

玉龍喀什河低山區(qū)及山前丘陵區(qū)巖石風(fēng)化強(qiáng)烈,第四紀(jì)松散堆積物深厚,是河流主要沙源。根據(jù)同古孜洛克水文站多年泥沙資料統(tǒng)計(jì)分析,玉龍喀什河總體呈水大沙大、水少沙少的變化趨勢(shì),含沙量較大的月份為 6 月～8 月,占年輸沙量的 93.5%。工程壩址處多年平均含沙量為 5.0 kg/m3,多年平均懸移質(zhì)輸沙量為1027.4×104t；由于無實(shí)測(cè)推移質(zhì)資料,推移質(zhì)量按懸移質(zhì)量的 15%計(jì)算,得多年平均推移質(zhì)輸沙量 為 154.1×104t；多年平均總輸沙量為 1181.5×104t。工程建成后,由于水庫攔沙作用致使河流泥沙淤積在水庫內(nèi),致使水庫庫區(qū)的地形、水庫庫容等發(fā)生變化,壩下輸沙量有所減小。

6 對(duì)水環(huán)境的影響分析

6.1 對(duì)水溫的影響

采用 -β指數(shù)法判斷水庫水溫結(jié)構(gòu)：

當(dāng) <10 時(shí),水庫水溫為分層型；當(dāng) 10< <20 時(shí),水庫水溫為過渡型；當(dāng) >20時(shí),水庫水溫為混合型。對(duì)于分層型的水庫,如果遇到β>1 的洪水,將出現(xiàn)臨時(shí)混合現(xiàn)象；但如果β<0.5 時(shí),洪水對(duì)水庫水溫的分布結(jié)構(gòu)沒有影響。玉龍喀什水利樞紐總庫容為 5.36 億 m3,壩址斷面多年平均徑流量為 20.82 億 m3,經(jīng)計(jì)算, =3.88,初步判斷水庫水溫結(jié)構(gòu)為分層型。 根據(jù)不同頻率的入庫 1 日、3 日、5 日和 7 日的一次洪水量計(jì)算β值,見表4。

表4 玉龍喀什水利樞紐水溫結(jié)構(gòu)判別β計(jì)算表

表4結(jié)果表明,3 日以上洪量β值均大于 1.0,初步判斷遇到β>1 的洪水時(shí), 玉龍喀什水利樞紐水溫結(jié)構(gòu)為混合型,不會(huì)對(duì)下游河流水溫產(chǎn)生影響。

6.2 對(duì)水質(zhì)的影響

以 2009 年、2015 年玉龍喀什河同古孜洛克站和玉龍渠首斷面水質(zhì)實(shí)測(cè)資料, 對(duì)比分析區(qū)域水資源開發(fā)對(duì)河流水質(zhì)的影響。

由于玉龍喀什河玉龍渠首以上大部分河段位于山區(qū),無灌區(qū)分布,河道兩岸僅有少量牧業(yè)活動(dòng),因此灌區(qū)開發(fā)不會(huì)對(duì)玉龍渠首以上河段水質(zhì)產(chǎn)生影響。根據(jù) 監(jiān)測(cè)結(jié)果,經(jīng)對(duì)比分析,除氨氮指標(biāo)外,2009 年及 2015 年同古孜洛克站和玉龍渠首站水質(zhì)指標(biāo)基本未發(fā)生變化；2015 年豐水期兩監(jiān)測(cè)站點(diǎn)氨氮指標(biāo)均超標(biāo), 原因是受放牧活動(dòng)的增加、汛期地表徑流沖刷導(dǎo)致牲畜糞便入河影響所致。

工程運(yùn)行后管理區(qū)定員人數(shù)為 130 人,按生活用水每人每天 135 L、排放系數(shù) 0.8 計(jì),則樞紐管理區(qū)高峰狀況下（按滿員計(jì)算）排放污水約 14.04 m3/d。管理區(qū)所處玉龍喀什河河段為Ⅰ類水體,生活污水須經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后綜合利用,不得以任何方式進(jìn)入河道。

6.3 社會(huì)環(huán)境影響

（1）對(duì)下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響：工程水庫下泄低溫水可能對(duì)下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響。

（2）對(duì)玉龍喀什渠首下游無壩引水口的影響：玉龍喀什河玉河渠首至和田河匯合口段分布有 13 個(gè)無壩引水口。工程建成后該河段水量減少、水位降低,可能會(huì)對(duì)其引水產(chǎn)生影響。同時(shí),隨著河道下泄水量減少,會(huì)對(duì)下游生態(tài)和沿河草木生長(zhǎng)有影響。

7 結(jié)語

水文情勢(shì)是反映河道特性的重要指標(biāo)。玉龍喀什水利樞紐工程由攔河壩、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成,通過分析工程建設(shè)前河道基本情況和建設(shè)后發(fā)生的變化,可知工程建成后,由于水庫攔蓄,河道徑流和泥沙有所減小,對(duì)下游農(nóng)業(yè)灌溉和生產(chǎn),以及河道兩岸生態(tài)有所影響。由于水庫調(diào)蓄,可以減少下游洪水災(zāi)害。同時(shí)需加強(qiáng)水質(zhì)保護(hù),以避免人員生活對(duì)水質(zhì)的影響。