库尔楚河洪水分析与防洪工程措施探析

马越

库尔楚河洪水分析与防洪工程措施探析

马越

（新疆巴音郭楞水文勘测局，新疆库尔勒841000）

通过分析库尔楚河基本概况及防洪现状，对河道上中下游防洪工程中存在问题及库尔楚河洪水成因、类型、灾害及洪峰流量进行探讨，结合库尔勒市未来经济发展需求，从防洪保安角度提出防洪标准及工程方案，以期给工程建设提供借鉴。

库尔楚河；洪水；防洪；工程；方案

1 概述

库尔楚河是流向新疆巴州库尔勒市库尔楚园艺农场的一条小河，发源于南天山支脉的霍拉山南坡，流域最高海拔3682 m，以积雪融水、降雨和地下水为主要补给来源的山溪性河流，从河源至出山口河长47.2 km，河流出山口以上集水面积达365 km2，流域平均宽度7.8 km，最大宽度15 km，流域平均海拔高度为1750 m，河道平均坡度45‰，出山口多年平均径流量2930万m3。

2 防洪现状及存在的主要问题

2.1 防洪工程现状

（1）库尔楚河上游段（库尔楚河源头至出山口段），为山溪下切河流，河道比降约为1/13，主河床切割很深。此段的过洪能力较大，且无保护对象，现状该段现状无防洪设施。

（2）库尔楚河中游段。自出山口至314国道段，河道进入冲积扇径流扩散段。此段长约9.5 km，纵坡1/20～1/50，宽度80 m～1500 m。此段河道渗漏损失严重，后段主流的摆动性较大。南疆铁路、314国道、高压输电线路、光缆、库尔楚引水枢纽、干渠位于此段，且库尔勒上库综合产业园区规划的位置位于该段内的左岸，所以该段是防洪的重要地段。现状右岸的防洪工程正在建设中，左岸长约8.6 km无防洪设施。

（3）库尔楚河下游灌区段。314国道至库尔楚与30团交界泄洪沟首端，此段长5 km，纵坡1/50～1/100，宽度150 m～600 m。此河段右岸为库尔楚园艺场机关、居民区、基本农田所在地，根据该河段保护设施的重要性，确定该段是库尔楚河防洪治理的重点地段。右岸防洪工程正在建设中；左岸位于30团侧，从上游铁路桥和高速公路桥涵下泄的洪水由30团进行了治理，现状已建有防洪设施。

（4）库尔楚与30团交界泄洪沟段长约2.66 km，河床宽度50 m～120 m，右岸2.66 km为库尔楚园艺场的灌溉渠道、基本农田和林带，左岸为农二师30团的房屋、灌溉渠道、基本农田及林带。库尔楚园艺场和30团交界处泄洪沟左右岸的防洪工程正在建设中。

2.2 存在的问题

（1）上、中游缺乏控制性的调洪水库工程，抵御大洪水和特大洪水的能力低，也影响充分合理利用水资源。

（2）通信预警预报系统不健全，信息传递滞后，抢险工作被动。

（3）根据库尔勒市未来经济发展，库尔勒上库综合产业园区一部分规划在库尔楚河流域中游段（库尔楚河出山口至314国道段）内，而该段左岸未建设防洪设施，本次流域规划需对该段左岸进行防护。

3 洪水成因及类型、洪水分析

3.1 洪水成因

天然河道里影响洪水的主要因素有：气候及自然地质、地理两大因素。影响洪水的气象、气候因素主要有：降水特征、流域积雪情况。影响洪水的自然地质、地理因素主要有流域的地理特征、自然特征、地质特征、河道特征等。

3.2 洪水类型

库尔楚河发生的洪水从成因和发生时间上可以分为积雪融水型洪水、暴雨洪水和降雨、降雪混合型洪水。积雪融水型洪水多发生在5月～6月，暴雨性洪水一般出现在7月～8月，而降雨、融雪混合型洪水是由积雪融水型洪水与暴雨型洪水混合而成，此类洪水时有发生，一般多出现6月底至7月初。其特征为：兼有季节性积雪融水及暴雨洪水双重形特征；由于混合型洪水过程之中的暴雨洪水过程是基于积雪融水洪水过程之上的，因此，洪峰高度一般比单纯的暴雨洪水相对要高；混合型洪水由于对坡地的侵蚀作用强，含沙量大，更具危害性；洪峰流量量级及持续时间是由积雪量及暴雨强度和持续时间等多种混合因素决定的。

3.3 洪水灾害

由于库尔楚河流域内具有特殊的地形条件和气候条件，防洪设施较为简易，防洪等级为不足5年一遇，经多年洪水冲刷、侵蚀，已难于应对大洪水的威胁，河流仍处于“大洪大灾、小洪小灾”的局面。特别是夏季洪水，灾害严重，仅1987年6月的洪水就造成直接经济损失228万元。

3.4 洪水分析

本次采用洪峰流量模比系数地区综合频率曲线法、洪峰模数法和设计暴雨推理公式法对库尔楚河出山口设计洪水进行分析计算，并进行对比分析和相互验证。通过库尔楚河出山口设计洪峰流量成果合理性分析采用洪峰流量模比系数地区综合频率曲线法的成果。库尔楚河出山口不同频率设计洪峰流量表1。

4 防洪方案措施

4.1 防洪标准

根据库尔楚河防洪现状，本次防洪规划范围：自库尔楚河老龙口到灌区末端；主要防护对象：人口0.4998万人、耕地6.41万亩、新工业园区、314国道、南疆铁路等基础设施；防洪标准：20年一遇洪水。本次规划确定库尔楚河山区水库需承担下游防护对象防洪任务，20年一遇洪水(Q=277 m3/s)消减为10年一遇，相应下游河道安全泄量210 m3/s。库尔楚河河道的防洪标准见表2。

表1 库尔楚河出山口不同频率设计洪峰流量流量单位：m3/s

表2 库尔楚河防洪标准

4.2 库尔楚河防洪工程整体规划布置

本次库尔楚河防洪规划只对出山口到库尔楚与30团交界泄洪沟段作防洪规划。另外，出山口到库尔楚与30团交界泄洪沟段的防洪工程正在实施，只有出山口后至314国道段流域左岸未进行防护。所以本次防洪规划只对河道左岸进行防洪规划。出山口至314国道段：河道右岸通过《库尔勒市库尔楚库尔楚河防洪堤整治工程》已经对该段右岸进行了防护，本次主要对河道左岸进行防护，对库尔勒上库综合产业园区进行保护，以确保上库综合产业园区的安全。

4.3 库尔楚河防洪工程治导线规划

库尔楚河防洪工程体系脆弱，只能抵御一般洪水灾害，主要是没有规划选择出合理和科学的河道防洪治导线。本次防洪规划对河道治导线的选择，照顾了历史，兼顾了左右岸。

库尔楚河在出山口之后，河道纵坡变缓，水流不断扩散，河床由窄变宽，摆动幅度加大，逐渐呈现平原游荡性河道的特点。合理地规划河道的治导线，合理的确定治导线的位置、线型及河道的整治宽度等，尤为重要。

4.3.1 河道整治宽度的确定

（1）河道稳定宽度的计算：

稳定宽度的计算对确定合理的河床整治宽度提供一定的参考依据。稳定河宽与造床流量及比降的关系为：

式中：B为稳定河段水面宽度；Q为造床流量,相当于频率P= (3%～10%)的洪水流量(m3/s)；J为河床比降；A为系数；

在稳定河宽的计算公式中，没有反映河流泥沙及河床质地特性。河流特性不同，公式中系数A值也将不同。针对库尔楚河的具体情况，在本次规划中，系数A值参照目前国内区内现有资料，在A=2.5～5.0范围内选取，选取系数A值时，一般不宜过小，除考虑不同的河道的具体特点外，还要符合库尔楚平原区河道宽浅这一特性。综合以上分析，确定采用A=4.2。河道稳定宽度计算均为80～200 m，河道计算造床流量采用相当于频率为P=10%的洪水流量，与本规划中各河段采用的设计洪水流量基本一致。

（2）河道整治宽度确定的原则：库尔楚河天然河道平原区变化很大，窄的地方只有50 m宽，宽的地方有5 km，大部分河段宽度均大于稳定河宽，如果按各河段稳定宽度进行整治，工程量很大，且将降低河道的泄洪能力。因此在河道的规划治理中，设计河道整治宽度要接近或稍大于稳定河宽。对现有河道实际宽度大于由计算得出的稳定河宽的河段，可不必对河道束窄。

4.3.2 治导线的位置规划

治导线的位置应根据河道治理的要求，确定合理的河道整治宽度，按因地制宜，因势利导的原则来确定。本次规划堤防的位置时，充分利用长期稳定的深槽，沿河的抗冲河岸、陡坎，对已有的防洪堤和治河工程，做到上、下游平顺衔接，左右岸统筹兼顾。对于个别曲率半径小，曲折系数大的急弯，采取裁弯取直。考虑到国道及铁路过洪涵洞的安全，故此段以天然河岸线为治导线。

出库尔楚河引水枢纽后，河床逐渐扩散，下切渐缓，水流散慢，支叉众多，河床最宽处可达5 km，渗漏极其严重，在314国道下游200 m处，由现状防洪导流堤将洪水汇入29团修建的蓄洪坑内和泄洪渠道中，泄洪渠道从29团团部西面经过，流入29团下游的戈壁洼地，

4.3.3 治导线的形式

治导线的形式根据河道流量和弯曲程度确定。流量不同，整治线也有所不同，中水治导线一般是与造床流量相应的河槽治理，此时水流造床作用最强烈，控制住了这一时期的水流，则不仅能控制中水河槽，而且能控制整个河道的演变。河道弯曲程度不同，治导线的形式也不一样。本次规划多数采用了顺应天然河势的蜿蜒形和微弯形做为治导线布置的基本形式，各河段采用缓弯、或用直线相接，对于无漫滩和无河床的河段，治导线采用直线型，充分利用长期比较稳定的主河槽和护岸、堤防工程，没有改变原河道的本来面貌，个别段，根据河势演变的趋势，采取了裁弯取直的规划方案。

4.4 防洪工程规划

从库尔楚河平原区防洪的角度看，只有在库尔楚河上游建设具有控制能力的径流调节工程，控制径流，调节洪水，这样才能从根本上解决洪水的危害，保证平原区居民的安居乐业。本此防洪规划在库尔楚河左岸，出山口至铁路段新建防洪堤8.6 km，确保产业园区安全。该段堤防防洪标准为20年一遇洪水，本次规划确定库尔楚河山区水库需承担下游防护对象防洪任务，20年一遇洪水(Q=277 m3/s)消减为10年一遇，相应下游河道安全泄量210 m3/s。根据产业园区规划本次防洪工程作为远期工程。

5 结语

因防洪工程不健全，使得库尔楚河经常出现小水大灾现象。通过分析库尔楚河防洪工程中存在问题和洪水特性，根据区内防护重点，提出库尔楚河防洪工程方案，并重点对防洪工程的河宽确定、治导线形式等进行分析，以确保工程建设科学合理。

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1673-9000（2017）02-0051-03

2016-12-20

马越（1987-）男，新疆和硕人，助理工程师，主要从事水文相关工作。