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牧区水库工程建立发展探索

2012/09/26 阅读:

本文作者:刘茂祥单位:黑龙江农垦勘测设计研究院新疆生产建设兵团农十师水管处

1工程概况

乌伦古河发源于中国境内的阿尔泰山东段,年径流量为10.7×108m3,流经青河、富蕴和福海县,全长821km,其中富蕴县为中游,以上河段河长210km。乌伦古河主要是以降水和季节性融雪补给为主的河流,径流的年际、年内变化较大。拟建黄泥滩水库位于新疆维吾尔自治区乌伦古河中游富蕴县喀拉布勒根乡境内,是一座引水注入式水库,水库从已建成的恰拉恰海水利枢纽一期工程峡口水库引水,是一项以灌溉为主的小型牧区水利工程。水库为Ⅳ等小(Ⅰ)型工程,总库容685×104m3,工程由水库大坝、水库进水建筑物及放水建筑物组成。工程解决富蕴县黄泥滩灌区0.4×104hm2饲草料基地灌溉及856户牧民定居用水。

2项目基本情况

2.1灌区社会经济概况

黄泥滩灌区位于喀拉布勒根乡境内,全乡共辖12个行政村,乡政府立于乌河中段河谷北岸,全乡共有人口5706人。区内现状已安置喀拉塑克水库移民搬迁215户共计1064人,牧民定居308户,共计1540人。2008年年末,牲畜存栏总头数19900头,已有耕地0.27×104hm2。牧民定居区房、路、电已在2007年建设投入使用。

2.2灌区在流域规划中的定位

2.2.1乌伦古河重点工程规划

1)近期2020年新建恰库尔图水库(总库容0.76×108m3,兴利调节库容0.46×108m3,防洪库容0.24×108m3)、配合已建的峡口水库(总库容0.47×108m3,兴利调节库容1296×108m3,防洪库容0.24×108m3),解决乌伦古河中游1.67×104hm2的农田和草场灌溉。2)远期2030年建设萨尔托海水利枢纽(总库容2.97×108m3,调节库容2.13×108m3,装机14MW)和阿拉图拜水利枢纽(总库容1.31×108m3,调节库容0.68×108m3,装机6MW),调节乌伦古河全流域灌区的用水。

2.2.2额尔齐斯河流域灌区规划

依据文献[1-2],黄泥滩灌区近期(2020年)的灌溉面积0.4×104hm2和峡口南岸的0.53×104hm2的灌溉用水,由恰库尔图水库进行调节供给;2030年黄泥滩灌区灌溉面积达0.67×104hm2,其用水由萨尔托海水利枢纽和阿拉图拜水库枢纽调节供给。因流域规划中原本近期建设恰库尔图水库,被取消或推迟建设,近期将建设萨尔托海水利枢纽。

2.3项目区工程现状

2.3.1引水枢纽水利工程现状

黄泥滩灌区从已建的峡口水库引水,峡口水库修建在乌伦古河上,是一拦河性枢纽,总库容4700×104m3,工程任务为灌溉和发电。峡口水库控制灌溉面积为水库南岸0.53×104hm2耕地。峡口水库通过6.2km长的输水隧洞将水引至黄泥滩灌区,设计为无压隧洞,断面型式为城门洞型。隧洞后接15.5km长的引水干渠,输水隧洞及引水干渠设计流量8.2m3/s,加大流量10.25m3/s,已于2008年建成。

2.3.2灌区工程现状

由于乌伦古河从2007-2009年连续枯水,致使峡口水库控制的南岸灌区自身水不够用。因黄泥滩灌区无水库调节,灌区目前已开发出0.27×104hm2耕地,无水可引,现状耕地处于荒置状态。

3可行性分析

1)从该工程历史定位分析,黄泥滩水库的建设是保证新疆重点工程———喀拉塑克水库移民安置计划顺利实施及牧民定居的民生工程。依据文献[1-2],乌伦古河开发条件最好的黄泥滩灌区,规划2020年发展至0.4×104hm2,规划新增灌溉面积0.13×104hm2。2000年,已获批准实施的喀腊塑克水库移民安置地点为黄泥滩灌区,现已安置搬迁移民215户,共计1064人。黄泥滩灌区现状已开发出0.27×104hm2灌溉面积,其中0.15×104hm2为喀腊塑克水库移民安置新开发的灌溉面积,原有0.12×104hm2灌溉面积已安置当地牧民定居308户,共计1540人。现状黄泥滩灌区输水干渠及田间工程虽已实施,但由于灌区灌溉水源无调蓄工程,枯水年份及枯水季节不能保证灌溉需求,部分耕地处于荒置状态,未能实现移民安置设计目标。因此,对喀拉塑克水库移民搬迁村的定居牧民造成很大的损失,几年的缺水减产、绝收造成牧民连年进行各级行政单位的上访,富蕴县政府财政每年需支付700余万元对定居牧民进行补偿、安置,对当地社会稳定造成了一定的影响,富蕴县人民政府面对的各方面压力非常大。因此,该工程的尽快投建是确保喀拉塑克水库移民安置计划顺利实施的基础性工程和先导性工程,对安置区居民安居乐业、社会稳定起到至关重要的作用。

2)从整个乌伦古河流域分析,黄泥滩水库是已建黄泥滩灌区作为灌溉保障的基本前提,可分担萨尔托海水库在乌伦古河中游无调节水库灌区部分繁重的灌溉任务。黄泥滩灌区是乌伦古河中游富蕴县4个灌区之一,其中除峡口南岸灌区由已建峡口水库可进行灌溉调节外,恰库尔图灌区、温都哈拉灌区和黄泥滩灌区均无水库调节。根据乌伦古河二台水文站1957-2009年实测53a水文径流资料,乌伦古河曾发生7a和10a两个较长时段的连续枯水期,两个较长时段的连续丰水期(7a和11a),一个长达11a的平水期,河道年来水量小于多年平均值的年份占50%以上,最小年来水量仅为3.398×108m3,仅为多年平均水量的1/3,而最大年来水量为21.26×108m3,为多年平均水量的2.04倍,其中丰及平偏丰年有15a。乌伦古河是以降水和季节性融雪补给为主的河流,5~7月径流最为集中,占年径流量的66.1%。新疆绝大部分河流年内来水变化大,农业灌溉均需要具有调节性能的水库作为灌溉保障的基本前提。因此,对于乌伦古河而言,除河道来水年内变化大之外,年际变化也十分突出,因而在乌伦古河建设多个具有调节性能的水库满足灌溉设计保证率则显得更加突出。乌伦古河中游已建的峡口水库兴利库容仅为1296×104m3,该水库主要承担峡口南岸0.53×104hm2灌区的灌溉调节任务。根据乌伦古河径流特性,该水库在遇枯水年份尚不能完全满足峡口南岸灌区的灌溉调节。因此,峡口水库无力承担黄泥滩灌区的水量调节。拟建的乌伦古河控制性水库—萨尔托海水库可调节乌伦古河中、下游的各业用水需求,但乌伦古河以南分布有丰富的煤炭资源(富蕴县喀姆斯特煤田控制储量158×108t,预测储量466×108t),随着阿勒泰地区产业结构调整的需要和工业发展对乌伦古河水资源需求增大,萨尔托海水库将在工业供水方面发挥重要的调节作用。乌伦古河中游分布有11个灌区(中游富蕴县6个,下游福海县5个),流域内已建水库15座,其中中游灌区现有灌溉面积1.52×104hm2,已建水库兴利库容仅为1636×104m3,下游灌区现有灌溉面积3.50×104hm2,已建水库兴利库容27150×104m3。因此,萨尔托海水库将要解决乌伦古河中、下游无调节水库灌区的灌溉任务十分繁重。因此,该工程的尽快投建可缓解乌伦古河流域中游灌区水资源供需矛盾。

3)从黄泥滩灌区分析,依据文献[3-4],黄泥滩灌区现状节水灌溉面积50%,常规灌溉面积50%。设计水平年节水灌溉面积发展至90%,常规灌溉面积10%,灌区作物主要以牧草为主,根据种植作物的重要性,工程设计保证率不低于80%。考虑乌伦古河径流年际、年内变化悬殊,常出现连续枯水年的情况,年内分配很不均匀。萨尔托海水利枢纽设计保证率为75%,若萨尔托海水利枢纽实施后与黄泥滩水库联合调度,可进一步提高黄泥滩灌区的供水保证率,增强特枯年份该灌区抗旱能力。经长系列径流调节计算,按照历史径流52a计算,破坏8a,实际保证率84.6%。满足设计保证率需要的净调节库容不低于358×104m3,由于二台水文站实测水文资料已经反映了上游人类活动的影响,分析长系列径流成果看出,近10a(1999-2009)需要水库调节的年份共有5a,说明:①近10a偏枯年份较多;②上游人类活动对天然径流的影响较大。因此,黄泥滩水库兴建是十分必要和迫切的,也是开发黄泥滩土地资源最为有效的工程措施。

4)从该水库工程本身分析,黄泥滩水库具有筑坝简单、无需进行防渗处理和当地筑坝料丰富等难得的建设水库的自然条件。工程拟建库址位于乌伦古河中游北岸黄泥滩洼地,具有优越的蓄水地形条件,洼地呈东西条带状分布有3个自然坑,底部地层为第三系上新统昌吉河组泥质砂岩和砂质泥岩,其抗渗性较好。依据工程区地形条件,库区附近的料场分布、储量、材料物理特性指标、施工条件及降雨量小的特点,结合拟建水库大坝坝高较低,最大坝高5.2m。本工程坝型采用当地材料坝中非常成熟的塑膜斜墙坝,该坝型施工工艺简单、可控、施工速度快,可就地取材,充分利用水库周边砂砾料及土料,土工膜铺设与坝体填筑同步进行。水库大坝上游坝坡坡比1∶2,采用15cmC25F200W4混凝土板护坡,下设0.5mm两布一膜防渗,下游坝坡坡比1∶2.0。坝基设截水槽,采用黏性土料防渗。坝体填筑选取砂砾料,采用13.5t自行式振动碾碾压。该工程为低坝平原型水库,库区出露地层均为第三系软岩地层,地质条件良好。设计及施工没有技术难题,简单、可行。

5)从项目单位分析,黄泥滩水库工程的建设是兴建富蕴县饲草料基地建设的关键工程之一,是广大农牧民定居、脱贫需要,经济效益及社会效益明显。黄泥滩水库工程是一项以农牧业灌溉为主的引水注入式水库,起补充灌溉及增加灌溉作用,解决喀拉塑克水库移民牧民215户及喀拉布勒根乡、杜热乡641户的牧民安置。黄泥滩水库与峡口水库将共同完成目前0.93×104hm2饲草饲料基地的供水灌溉任务,其中黄泥滩灌区每年将提供饲草3.36×104t。这将极大地缓解牲畜严重缺草缺料的问题,极大地削弱自然灾害给牲畜带来的威胁和危害。同时,大规模人工草场、林带的建设,将减轻天然草地的生态压力,恢复、改善草原生态,使日益恶化的生态环境得到有效地控制和改善,其经济效益及社会效益明显。

4结语

黄泥滩水库工程可行性分析实事求是地从工程定位、灌区水土资源、工程区难得的建库条件结合灌区所处的特殊流域特性综合分析,该工程的建设是必要的,技术上是合理可行的,经济效益及社会效益明显,给该工程项目立项提供了充足的技术支持,得到各级专家及领导的认可,可为同类工程设计提供参考。

牧区水库工程建立发展探索

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