克孜爾水庫遠期灌溉調(diào)度運行研究

【摘要】概述了克孜爾水庫工程概況，介紹了克孜爾水庫下游灌區(qū)灌溉制度用水過程線，水庫灌溉調(diào)度運行方案，經(jīng)過水庫徑流調(diào)節(jié)計算對水庫灌溉調(diào)節(jié)能力進行復核，提出遠期水庫優(yōu)化的調(diào)度運行方案。

【關(guān)鍵詞】灌溉用水要求；徑流調(diào)節(jié)計算；調(diào)度運行方案；調(diào)度圖

按照現(xiàn)在灌區(qū)發(fā)展規(guī)模，克孜爾現(xiàn)狀已有的灌溉調(diào)度運行方案已不能滿足現(xiàn)狀灌區(qū)發(fā)展和用水要求。水庫單獨靠灌區(qū)現(xiàn)有的水利設施和灌區(qū)內(nèi)部挖潛等措施是遠遠不夠的，必須依靠山區(qū)水庫與灌區(qū)平原聯(lián)合運用，以滿足灌區(qū)用水要求。本文是對遠期下游灌區(qū)發(fā)展節(jié)水和改變水庫現(xiàn)有的單庫的灌溉調(diào)度方式，來模擬一種水庫調(diào)度方案能保證水庫灌溉調(diào)度供水方案能買足理想工況下灌區(qū)的需水需求。

1、工程概況

克孜爾水庫壩址位于渭干河干流、木扎提河與支流黑孜河匯合口以下約500m處。克孜爾水庫是新疆已建成的最大的流域控制性水利樞紐工程，于1984年6月完成補充初步設計，1985年底動工，1991年8月下閘蓄水，1993年建成發(fā)電，2011年8月除險加固工程完工。工程任務以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電的綜合性利用攔河水庫，水庫控制下游庫車、沙雅、新和三縣灌區(qū)，1984年灌溉面積為166萬畝，設計灌溉面積為320萬畝，克孜爾水庫為Ⅰ等大（1）型工程，按1000年一遇洪水設計、10000年一遇洪水校核進行洪水設防。

2、水庫灌溉用水要求

克孜爾水庫初設報告確定設計水平年水庫控制下游渭干河灌區(qū)灌溉面積320萬畝。近年來，由于渭干河灌區(qū)灌溉面積遠超過克孜爾水庫設計灌溉面積320萬畝，灌區(qū)作物種植業(yè)比例又以棉花為主，灌溉用水量且過于集中，因此春灌和棉花苗水灌溉矛盾十分突出。根據(jù)渭干河2013年統(tǒng)計資料，渭干河灌區(qū)計劃灌溉面積為383.13萬畝，其中棉花203萬畝，小麥60.95萬畝，復播玉米56.45萬畝，園林51.33萬畝，瓜菜、油料等其他作物11.4萬畝。根據(jù)灌區(qū)不同作物種植比例、灌溉面積、灌溉制度以及灌溉水利用系數(shù)計算，渭干河灌區(qū)2013年作物需水量為26.74億m3，依據(jù)《渭干河灌區(qū)2013年農(nóng)業(yè)灌溉供水計劃》確定渭干河流域灌區(qū)2013年作物需水26.74億m3的用水要求，克孜爾水庫根據(jù)水庫實際供水能力，按照渭干河克孜爾水庫入庫徑流P=75%的天然河道來水量預測，制定出克孜爾水庫2013年灌溉供水計劃。

在確保水庫安全度汛的同時，最大限度的滿足下游用水需求，以保證灌區(qū)作物得到適時適量灌溉，本次計算的水庫下泄下游灌區(qū)供水過程按照上述克孜爾水庫管理局2013年供水計劃確定的22.71億m3供水過程下泄。

3、現(xiàn)狀水庫灌溉調(diào)度方案

克孜爾水庫汛前6月1日～6月30日水庫汛限水位為1147m；主汛期7月1日～8月20日克孜爾水庫汛限水位為1145.75m；克孜爾水庫末汛期8月21日～9月10日水庫汛限水位為1147m。

水庫沖沙時段為初汛期的6月10日至7月10日，其中6月10日至6月20日水庫沖沙水位1139m，6月21日至6月30日水庫沖沙水位1135m，7月1日至7月10日水庫沖沙水位1139m。

通過長系列徑流調(diào)節(jié)計算克孜爾水庫目前的灌溉保證率為40%，水庫多年平均灌溉年供水量為21.85億m3。通過計算可以看出水庫克孜爾水庫現(xiàn)有規(guī)模已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀年渭干河流域灌區(qū)的灌溉用水要求。

4、遠期水庫灌溉調(diào)度方案

遠期只有通過調(diào)整下游灌區(qū)灌溉面積和種植業(yè)結(jié)構(gòu)、加大節(jié)水力度減少灌區(qū)灌溉需水的條件下，或是水庫放空進行人工清淤排沙，才能保證水庫規(guī)模滿足下游灌區(qū)灌溉用水需求，按照合理的水庫調(diào)度運行方案水庫可達到原設計灌溉供水保證率。在克孜爾水庫空庫沖沙運行時，下游平原水庫可以替代部分山區(qū)水庫庫容，補充下泄水量供下游灌區(qū)灌溉用水，灌區(qū)內(nèi)平原水庫需水量可到達0.8億m3，水庫運行方式主要以蓄冬閑水為主，春季配合克孜爾水庫向灌區(qū)補充供水。具體運行調(diào)度方案為：

平原水庫第一次為季蓄水春季供水，年1月蓄滿，2月～3月供水。第二次為4月～5月蓄水，6月～7月上旬供水。

克孜爾水庫汛前6月1日～6月30日水庫汛限水位為1144m；主汛期7月1日～8月20日克孜爾水庫汛限水位為1142m；克孜爾水庫末汛期8月21日～9月10日水庫汛限水位為1145.75m。

水庫沖沙時段為初汛期的6月10日至7月10日，其中6月10日至6月20日水庫沖沙水位1139m，6月21日至6月30日水庫沖沙水位1135m，7月1日至7月10日水庫沖沙水位1139m。

經(jīng)過水庫泥沙淤積模型試驗成果，確定在6月20日至7月10日，水庫采用泄至死水位基本達到年內(nèi)沖於平衡。因此考慮水庫沖沙時段為6月10日至7月10日，其中6月10日至6月20日水庫沖沙水位1139m，6月21日至6月30日水庫沖沙水位1135m，7月1日至7月10日水庫沖沙水位1139m。

考慮水庫蒸發(fā)滲漏和輸水損失后灌區(qū)平原水庫供水量達到0.6億m3。平原水庫每年1月蓄滿，2月開始供水至3月底供水結(jié)束。通過長系列水庫徑流調(diào)節(jié)計算進行復核后，克孜爾水庫灌溉保證率為P=75%能保證下游灌區(qū)灌溉需水要求。

5、遠期水庫灌溉調(diào)度方案調(diào)度圖制定

克孜爾水庫汛前6月1日～6月30日水庫汛限水位為1144m；主汛期7月1日～8月20日克孜爾水庫汛限水位為1142m；克孜爾水庫末汛期8月21日～9月10日水庫汛限水位為1145.75m。水庫沖沙時段為初汛期的6月10日至7月10日，其中6月10日至6月20日水庫沖沙水位1139m，6月21日至6月30日水庫沖沙水位1135m，7月1日至7月10日水庫沖沙水位1139m。克孜爾水庫調(diào)度圖見圖1。

6、結(jié)束語

通過長系列徑流調(diào)節(jié)計算結(jié)果看出，即使水庫調(diào)度方案采用山區(qū)水庫和下游平原水庫聯(lián)合調(diào)度平原水庫進行二次蓄放的調(diào)度方案，在通過調(diào)整下游灌區(qū)灌溉面積和種植業(yè)結(jié)構(gòu)、加大節(jié)水力度減少灌區(qū)灌溉需水的條件下，或是水庫放空進行人工清淤排沙，水庫有能力能保證滿足下游灌區(qū)發(fā)展后的灌溉用水需求，按照合理的水庫調(diào)度運行方案水庫可達到原設計灌溉供水保證率。