宋志勇

（新疆喀什地区水利水电勘测设计院 新疆 喀什 844000）

1 工程概况

叶尔羌河是新疆喀什地区的一条主要河流，也是塔里木河的源流之一。该流域控制灌溉面积651.47万亩，其中耕地面积480万亩，是全疆第一大灌区，全国第四大灌区。

在叶尔羌河流域规划中，规划了六级引水枢纽，采用集中引枯，分级引洪，调蓄结合的方式保证绿洲的灌溉用水。民生渠首是叶尔羌河流域规划中的第五级引水渠首，位于叶尔羌河下游巴楚县境内阿克董附近的河段上，地理位置为东经 77°40'，北纬 39°11'，距巴楚县城西南115km，上游距卡群站187km，距喀什市约200km。其主要担负着巴楚县六个乡、两个镇、三个场的72.78万亩灌溉引水以及草龙、帮克尔、红海、卫星四座水库总库容为1.72亿m3的蓄水任务。

根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准的规定，民生渠首属Ⅱ等大（二）型工程。设计洪水标准三十年一遇，设计洪水流量为1662m3/s；校核洪水标准百年一遇，校核洪水流量为2353m3/s。民生渠首位于塔里木盆地西部，地貌上属叶尔羌河中下游冲积平原，河段开阔平坦，宽达2km～3km。河道纵坡1/2500左右，侧蚀强烈，两岸阶地不发育。地形是西南高，北东低，流向北东，主流常变动，支流分散不稳定，沿河两岸生长着甘草、林带及农作物。区域内主要出露的地层为第四系全新统冲洪积物，以土灰、土黄色泥质粉砂、青灰色粉砂、粉—细砂为主。河床质砂层平均粒径0.10mm左右，颗粒细，不均匀系数小，呈松散—稍密态，天然密度1.91g/cm3，内摩擦角29°，渗透系数4.2×10-3cm/s，地基承载力100kPa。区域地质构造比较稳定，无断裂构造发育，工程区地震基本烈度为Ⅶ度。

2 渠首工程存在的问题

1985年，民生渠首进入初步设计阶段。其设计由于工程投资的限制，降低了设计标准。设计中按Ⅲ等建筑物3～5年一遇洪峰流量进行设计，设计标准以半永久性工程考虑，设计洪水流量为700m3/s,校核洪水流量为900m3/s。经过渠首建成后多年运行证明，泄洪能力不足，设计标准偏低。由于以上原因，该渠首工程在起始运行的几年中，曾出现过三次大的险情，渠首的防洪形势不容乐观，为此巴楚县每年投入大量的人力和物力对工程进行防洪。1998年巴楚县投入300多万元对闸后消能防冲部分进行了水毁修复和加固，才未使渠首在1999年特大洪水中遭受重大损失，但还是未能从根本上解决泄洪能力不足、设计标准偏低等问题。因此，提出民生渠首改建工程，以图彻底解决民生渠首的上述问题。

3 主体工程设计方案

3.1 第一方案：闸、溃坝结合

本方案的设计主要考虑了叶尔羌河洪水类型和特性及减少工程投资等方面。在三十年一遇的设计洪水流量时（1662m3/s），设计由原进水闸、冲砂闸、泄洪闸及新增的8孔泄洪闸共同宣泄，此时闸前水位为1161.80m，原进水闸、冲砂闸、泄洪闸过流809m3/s，新增泄洪闸过流853m3/s。当来水量超过三十年一遇洪水流量时，溃坝段开始溃坝。当河道来水量达到百年一遇的校核标准时（2353m3/s）时，由原设计进水闸、冲砂闸、泄洪闸及新增的8孔泄洪闸和溃坝段共同宣泄，此时闸前水位为1161.80m，原进水闸、冲砂闸、泄洪闸过流809m3/s，新增泄洪闸过流853m3/s，溃坝段过流691m3/s。该方案所需溃坝段长度为400m。

3.2 第二方案：全闸方案

本方案设计标准的洪水流量由原渠首进水闸、冲砂闸、泄洪闸及新增的16孔泄洪闸共同宣泄。即当闸前为设计洪水位1161.00m时，原民生渠首各闸总泄流量为637.5m3/s，新增泄洪闸泄流1024.5m3/s;当闸前为校核洪水位1161.80m时，由原民生渠首各闸总共下泄流量为809m3/s，新增泄洪闸下泄1544m3/s。

3.3 第三方案：闸、堰结合

本方案考虑采用原民生渠首各闸和新增泄洪闸、溢流堰共同宣泄洪水。新增泄洪闸闸底高程同原泄洪闸闸底高程，溢流堰顶高程的确定是考虑到保证各进水闸引够所需的流量时的工作水位，因而确定溢流堰顶高程为1161.00m。根据计算，溢流堰长460m。当河道来水量为设计洪水流量1662m3/s时，闸前设计洪水位为1161.35，此时原民生渠首各闸泄流637.5m3/s，新增11孔泄洪闸泄流894.5m3/s，溢流堰泄流130m3/s；在校核洪水位1161.80m时，原民生渠首各闸泄流809m3/s，新增泄洪闸泄流1091m3/s，溢流堰泄流453m3/s。

4 方案比较

本次民生渠首改建工程根据不同的洪水宣泄方式布置了三个方案，现对各个方案进行比较。

第一方案（闸、溃坝结合方案）：本方案考虑到叶尔羌河洪水类型及特性，采取以溃对溃措施。设计洪水由原民生渠首各闸及新增的泄洪闸共同运行泄洪，超过设计洪水流量采用溃坝段处理。因本方案设有不护底溃坝段，减少了拦河闸的工程量，其工程量和工程投资是三个方案中最少的。但因溃坝段的作用是壅高水位以满足灌溉引水的要求，其仅在很小的程度上起到调节水位、流量的要求，对渠首的运行管理工作要求较其他方案偏低。

第二方案（全闸方案）：本方案考虑设计洪水和校核洪水的泄洪均由拦河闸来承担。该方案的优点在于可利用拦河闸灵活调节水位、流量，对渠首上、下游河道形态改变小，也便于洪水期泄水、冲沙。但由于拦河闸所需孔数多，相应的所需启闭设备及工程量也较大，工程投资居三个方案之中。另外，因拦河闸数量多，对工程运行操作管理要求高，根据叶尔羌河的洪水特性，泄洪闸的有效利用率不高。

第三方案（闸、堰结合方案）：本方案考虑在设计洪水及校核洪水情况下，由原民生渠首各闸、新增泄洪闸和溢流堰共同承担宣泄洪水任务。本方案因溢流堰参与泄洪，对运行管理上的要求相对较低，运行管理优于二方案。但因溢流堰较长，泥沙易淤积于堰前，汛期泄洪造成表层较清水流泄下。溢流堰采用护面形式，相应增加了本方案的工程量，工程投资居三个方案之首。根据以上对渠首工程各方案的运行条件，工程量及工程造价等因素的多方比较分析看，第一方案具有工程量小，工程投资最低，结合叶河洪水特性考虑既经济又合理，操作运行较安全方便、灵活，即使遭遇特大洪水溃坝后易于修复等优点。因此，推荐第一方案。

5 结语

在叶尔羌河这样的游荡性、多泥沙河流上改建拦河渠首，保证引水及泄洪冲沙是水工设计中的重要环节，设计方案的优劣直接关系到水利工程的运行安全性和实用性。民生渠首改建工程的推荐方案，保留和充分利用了渠首前的人工弯道，以凹岸引水，防止了泥沙入渠，防沙效果显著。推荐方案改建时充分利用了原民生渠首的引水及冲沙闸，为工程建设节省了资金。新增的泄洪闸不但为原有的泄洪闸减轻了泄洪压力，提高了渠首工程泄洪能力，还解决工程的设计标准偏低的问题。泄洪闸平时关闸壅水沉沙，汛期开闸泄水排沙，很好地起到了基本上不改变原河道的形态，又使进水闸始终保持良好的进水条件的作用。因此，推荐方案的提出，对解决民生渠首现状存在的问题，具有很好的现实意义，同时还为今后在多泥沙河流上的修建渠首工程提供了有益地参考。陕西水利

[1]华东水利学院.水工设计手册[K].北京:水利电力出版社.1984.

[2]张世儒,高逸士,夏维城等.水闸[M].北京:水利电力出版社.1983.256-356