希尼爾水庫運行調度方案設計

胡 平

(新疆塔里木河流域希尼爾水庫管理處，新疆庫爾勒 841000)

1 工程概況

希尼爾水庫位于新疆尉犁縣境內,是塔里木河流域近期綜合治理工程之一。水庫是從孔雀河第一分水樞紐引水，經庫塔干渠總干渠輸水的注入式大(2)型平原水庫。一期設計庫容為 0.98×108m3，最大壩高 20m,相應設計水位為 913.6m，水面面積16.74km2，死庫容為 0.1×108m3，死水位 905.8m，相應水面面積5.9km2。

希尼爾水庫工程包括：主、付壩、引水閘、引水渠、放水閘、分水閘、放水渠及附屬設施等。壩體為砂礫石均質壩,壩頂寬 6m，上游壩坡 1:2.5，下游壩坡1:2；壩體防滲采取斜鋪復合膜(兩布一膜)結構，其中膜厚0.75mm，無紡布規格為200g/m2；壩上游護坡設計為混凝土板(C30F300W8)護坡,板厚15～22cm。

庫區地處歐亞大陸中部，屬暖溫帶大陸性荒漠氣侯。多年平均降水量53.3～62.7mm，多年平均蒸發量2273～2788mm，平均相對濕度為45%～47%，多年平均氣溫11.48℃。夏季炎熱，極端最高氣溫達43.6℃，冬季寒冷少雪，1月份平均氣溫-9.4℃。全年以晴天為主，日照時間長，太陽幅射能量多，晝夜溫差大。年日照時數3036.2h，大于 10℃的年積溫 4000℃以上，無霜期 191d，最大凍土深度80cm。

2 徑流分析

2.1 地表徑流

希尼爾水庫為平原注入式水庫,水源為孔雀河，自 1983年博斯騰湖西泵站建成投產以來，利用博斯騰湖作為多年調節水庫，孔雀河的來水基本實現了人為控制，水量穩定。正常年份孔雀河來水量年內分配非常均勻，多年平均來水量為 11.77×108m3(見表1)。

表1 孔雀河各月多年平均來水量(塔什店水文站)

東泵站建成后，東、西兩座泵站聯合運行，孔雀河水源基本上在人為控制之下，可以滿足孔雀河流域的用水要求，而且在正常來水年可向塔里木河下游年輸水4.5×108m3。

2.2 洪水

2.2.1 孔雀河洪水

孔雀河洪水主要由鐵門關峽谷哈滿溝的暴雨徑流形成，根據巴州水文水資源局所作的洪水調查分析，哈滿溝洪水頻率見表2。

表2 哈滿溝洪水頻率

鐵門關水庫位于哈滿溝下游，總庫容 500×104m3，經多年的運行，目前水庫總庫容為 250×104m3，調洪庫容為 160×104m3，水庫對哈滿溝暴雨洪水有一定的滯洪能力。

2.2.2 水庫東北岸洪水

水庫洪水主要來自水庫東北部山體洪積水。根據量算，東北部山體及沖積平原集水面積約105km2，歷史一次暴雨量最大為24mm，折算成洪水徑流量為252×104m3，此時正值農業灌水高峰期，水庫處于低水位運行，因此對水庫安全運行沒有影響。

3 灌區需水量

3.1 工程任務

希尼爾水庫工程作為塔里木河近期綜合治理規劃項目-博斯騰湖輸水工程的子項目，其主要任務如下。

(1)承擔孔雀河向塔里木河下游生態輸水的任務。隨著塔里木河流域近期綜合治理項目的啟動，實施博湖通過孔雀河向塔河下游輸水，極大的加大博湖揚水站、孔雀河、鐵門關、石灰窯兩級電站、庫塔干渠總干渠、東干渠的壓力，特別是將造成鐵門關、石灰窯兩級電站用水高峰大量棄水、減少出力，隨著希尼爾水庫建設將大大緩解以上矛盾，并成為開都河-孔雀河流域(簡稱：開-孔河流域)改善塔里木河流域生態向塔河下游輸水工程中不可缺少的重要調蓄工程，為適時、適量向塔里木河下游輸送生態水創造了條件，水庫年調節水量也由原規劃的2.2億m3水增加到每年7.0億m3水，承擔著向塔河下游輸水4.5億m3的重要任務。

(2)對鐵門關、石灰窯兩級電站進行反調節，解決發電與灌溉、輸水的矛盾，充分提高水資源的利用率,發揮水資源的綜合效益。

(3)進行徑流調節解決來水與灌溉用水之間的矛盾，為農業生產服務。灌溉調節庫塔干渠西干渠和東干渠所控制近2.667萬hm2農田。對孔雀河灌區因種植作物的單一性而造成灌溉復播用水是產生用水高峰進行控制，減輕孔雀河灌區各引水建筑物在規模、時間上的壓力。

3.2 設計來水

以《孔雀河流域規劃》確定的孔雀河來水量14.81×108m3作為孔雀河遠期來水量(見表3)。

表3 孔雀河遠期各月來水量

3.3 需水量計算

希尼爾水庫是以灌溉為主的水庫，應根據灌區作物種植結構和灌溉定額確定灌溉用水量，而對工業和其它用水量則根據現狀情況進行估算。對于向下游綠色走廊輸水則根據雙方達成的協議嚴格按照流域規劃和地方政府的承諾即：近期輸水 1.5×108m3，遠期在農二師在焉耆盆地開采1.0×108m3地下水的前提下向塔里木河下游輸水2.5×108m3。

東干渠渠首取水量主要由：塔里木河下游灌區、塔里木河下游生態輸水、阿克蘇甫灌區輸水以及東干渠兩岸防護林用水幾個方面來確定。

3.3.1 塔里木河下游灌區、生態輸水規模

由孔雀河向塔里木河輸水過程見表4，1、2月份輸水量最大為6000×104m3，折合到日平均流量為24.8m3/s，方可滿足塔里木河下游輸水要求，計算起點為阿恰龍口，考慮到渠道的輸水利用系數為0.94，則推算到東干渠進水口處引水流量為26.38m3/s。

根據《塔里木河流域近期綜合治理規劃報告》，規劃向塔里木河下游年輸水 4.5×108m3，此水量的計算點為阿恰龍口，考慮到渠道的輸水利用系數為0.94，則推算到東干渠引水口(希尼爾水庫)處引水量 4.79×108m3。

3.3.2 阿克蘇甫灌區輸水規模

阿克蘇甫灌區位于孔雀河下游，行政區域屬尉犁縣阿克蘇甫鄉，全灌區現有灌溉面積為1×104hm2,由阿克蘇甫水庫灌溉,由于該水庫位于河道下游，受地形的限制，灌區灌溉基本為揚水灌溉，且水庫為平原水庫,蒸發、滲漏損失大，水利用率不高。希尼爾水庫建成后將廢棄阿克蘇甫水庫,灌區改由東干渠灌溉，不增加灌溉面積。對本灌區規劃設計根據《博斯騰灌區續建配套與節水改造規劃》進行，渠道設計流量3.5m3/s，加大流量4.2m3/s，灌區需水過程見表5。

表4 塔里木河下游灌區及生態需水過程表（單位：104m3 ）

表5 阿克蘇甫灌區需水過程表（單位：104m3）

3.3.3 東干渠兩岸防護林用水需求

由于渠道途經地區大多數屬荒漠地段和連片沙丘的風蝕地帶，土地松軟，植被稀疏，生態脆弱，渠道施工后將會破壞沿途荒漠植被，渠道建成后風沙侵蝕，危及渠道的安全運行，為此規劃渠道沿線種植防護林，布置于渠段9+000～13+000、18+000～27+000、33+400～35+000,長度為 14.6km，渠道每側寬度為 50m,面積為 146hm2，采用溝灌。在渠道10+000、25+000處兩側分別設分水閘用于防護林的灌溉。

根據渠道沿線的林草設計灌溉制度及灌水率，計算出的需水過程和水量見表6。

3.4 水量平衡分析

（1）需水過程及需水量分析。根據東干渠規模，可推算出東干渠首端的引水量及其引水過程(見表7)。

表6 渠道沿線林、草需水過程表 （單位:104m3）

表7 東干渠首端引水過程表 （單位:104m3）

（2）供水可靠性分析。希尼爾水庫自孔雀河第一分水樞紐引水，經庫塔干渠總干渠輸水注入，經水庫的調節,然后向東干渠分水。

庫塔干渠總干渠前段哈拉蘇渠首以上設計流量35.0m3/s，加大流量40.0m3/s，哈拉蘇渠首以下設計流量30.0m3/s，加大流量35.0m3/s，設計流量下的月輸水量7776×104m3，加大流量下的月輸水量9072×104m3。

孔雀河第一分水樞紐來水通過博斯騰湖東、西泵站從博斯騰湖抽水滿足，本輸水系統的供水主要考慮充分發揮總干渠的引水能力，并通過希尼爾水庫的調節以滿足供水要求。庫塔干渠總干渠及希尼爾水庫一期在保證灌區農業灌溉供水的同時能夠滿足向塔里木河下游供水的要求。