謝 蕾，哈斯也提·熱合曼，陳 思，阿達來提·吐爾迪

(1.新疆水利水電規(guī)劃設計管理局，新疆 烏魯木齊 830000;2.新疆水利水電科學研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

喀什噶爾河流域為典型的內陸河流域，也是我國的邊境流域之一，國內流域邊界總長1157km，其中涉及邊境線長度約為651km。在克孜勒蘇河與伽師河匯合后的英阿瓦提渠首處始稱喀什噶爾河，歷史上該河是塔里木河重要源流之一，但隨著上游灌區(qū)引水的增加[1]，從20世紀60年代后，喀什噶爾河剩余水量主要被攔蓄在西克爾水庫和邦克爾水庫，下游河道演變?yōu)楣鄥^(qū)或排水通道，與塔里木河失去地表水力聯(lián)系[2]。

主源克孜勒蘇河和其他五條主要較大支流均發(fā)源于克州山區(qū)，出山口后流入喀什地區(qū)平原，流域面積6.9萬km2，其中2/3為山區(qū)，且96%都在克州境內；1/3的平原區(qū)有90%都在喀什地區(qū)。如圖1所示，年徑流量約52.3億m3[3]，為兩地州九縣(市)及第三師的6個團場的主要水源。

圖1 喀什噶爾河流域水系圖

喀什噶爾河流域洪水災害頻發(fā)，其中克孜勒蘇河最為嚴重，舉世聞名的千年古城“喀什噶爾高臺名居”就是因此而建。目前流域雖然已建6座有防洪任務的水庫，但以攔、排為主的防洪體系仍不完善，永久性堤防少，約一半堤防標準不足5年一遇，主要河流下游河道渠系化及擠占現(xiàn)象較為嚴重，下游泄洪通道不暢，洪災隱患仍然突出，亟需從流域洪水整體治理的角度，提出流域防洪治理戰(zhàn)略部署和體系，為流域防汛決策及防洪工程建設提供依據(jù)和參考。

1 設計洪水計算

1.1 流域洪水特點

1.1.1各河流多發(fā)洪水且類型不一

克孜勒蘇河、蓋孜河、庫山河均發(fā)源地海拔超過5400m，源頭永久性冰川發(fā)育，易形成融雪型洪水，加之持續(xù)高強度降雨，則形成暴雨洪水及混合型洪水。布谷孜河、恰克瑪克河、依格孜牙河發(fā)源于4300～4600m的中低山區(qū)，冰川補給相對較少，易形成暴雨洪水及混合型洪水。此外克孜勒蘇河、蓋孜河還存在山洪泥石流阻塞河道形成的堰塞湖潰壩而導致的潰壩型洪水；庫山河存在冬季冰凌堆積堵塞河道后潰決形成的冰凌洪水。

1.1.2洪峰集中在夏季且陡漲陡落

流域河流洪峰主要集中在6—8月，年內分配極不均勻[4]，其中融雪型洪水過程平緩，如克孜河上游牙師水文站最大洪峰6月發(fā)生頻次最高，歷時短則10d、長則25d，峰型多為復式，每日一峰一谷；暴雨型洪水峰高量小，陡漲陡落，洪水一般3d，如布谷孜河、吐曼河；混合型洪水在5—8月均有發(fā)生，如克孜河卡拉貝利水文站主汛期為6—8月，且量大，多峰疊置。

1.2 洪水災害統(tǒng)計

據(jù)資料統(tǒng)計:①克孜勒蘇河歷史上曾在1948、1966、1998、1999年出現(xiàn)過泥石流潰壩性洪水，最大為1999年，重現(xiàn)期超過150年一遇。洪水洶涌造成堤岸潰決，大量房屋倒塌，淹沒村莊和農(nóng)田，沖走牲畜無數(shù)，交通斷絕月余，沿岸民眾受災嚴重[5]。近期洪災較嚴重的為2002、2011、2016年，每年因防洪投入大量的人力、物力和財力，地方人民政府防洪負擔重。②庫山河上游缺乏控制性工程，且堤防工程長度不足，洪水來勢迅猛，沖毀耕地、渠道和渡槽等，下游疏勒縣和英吉沙縣經(jīng)常受災，其中2002、2011年均洪災損失較重。③蓋孜河2012年建成山區(qū)布侖口水電站，最近一次較大洪災發(fā)生于2016年，主要是蓋孜河干流與支流維他克河洪水遭遇在出山口塔什米里克斷面造成災害損失。④布谷孜河春季至秋季常有均有暴雨洪水發(fā)生，近期洪災較大的是2010年，盡管上游(1997年建成)阿湖水庫，但水庫下游有較大支流匯入，加之暴雨形成山洪，使得阿圖什市城區(qū)遭受洪災，沖毀房屋和干渠等。⑤恰克馬克河洪災主要發(fā)生在渠首以下，由于沿線村莊農(nóng)田分布距離河道較近，洪水的漫溢沖刷，河岸坍塌、破壞耕地。⑥吐曼河以泉水補給為主，接納沿途發(fā)電退水、農(nóng)田排水及污水等，一般流量穩(wěn)定，但長歷時降雨形成暴雨洪水，淤塞引水渠，加之下游喀什市城區(qū)段河道被擠占，排洪不暢產(chǎn)生洪災。

1.3 設計洪水計算

自20世紀60年代以來，由自治區(qū)水文局(原水利廳水文總站)、喀什和克州水文局(原喀什水文分站)牽頭，多次組織喀管處(局)等單位，先后對主要河流進行調查，其成果對潰壩型洪水研究、河流洪水類型劃分、設計洪水計算提供了科學依據(jù)。

對有水文站控制的河流，根據(jù)實測加歷史洪水組成不連續(xù)洪水系列，采用P-Ⅲ頻率曲線進行分析計算；沒有水文站的采用洪峰流量模數(shù)法、地區(qū)洪峰流量模比系數(shù)綜合頻率曲線法等計算，主要控制斷面的設計洪水依據(jù)參證站成果考慮沿程衰減得到，有分水比例的按比例分析計算各汊流設計洪水。每條河計算時均按天然和設計兩種工況考慮，其中設計工況是考慮已建的卡拉貝利水利樞紐、布侖口-公格爾水電站、阿湖水庫、在建托帕水庫及規(guī)劃庫爾干水利樞紐等水利工程對洪水的調節(jié)作用。各主要水文站斷面的設計洪水見表1。

表1 主要水文站設計洪水參數(shù)選取及成果表

2 流域防洪現(xiàn)狀及問題

新中國建成后，特別是改革開放以來，國家投入了大量人力物力和財力興建了一批水利工程，對抗御水旱災害、保護生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用，但目前流域防洪仍存在標準低、戰(zhàn)線長、工程隱患多的問題，流域防洪問題突出，治理工作任重道遠。

2.1 防洪工程現(xiàn)狀

2.1.1水庫情況

目前，流域已建、在建山區(qū)和平原水庫共41座，總庫容15.3億m3，具備防洪任務的有6座，其中克孜河卡拉貝利水利樞紐[6](2017年建成)和蓋孜河布侖口水電站[7]與堤防工程聯(lián)合運用，克孜河和蓋孜河下游的防洪能力由10年一遇分別提高到50年一遇和20年一遇；庫山河上沙汗水庫具有防洪任務，但該中型平原水庫現(xiàn)狀淤積嚴重，嚴重影響調洪能力的發(fā)揮；恰克瑪克河2017年開工建設的托帕中型水庫，防洪庫容270萬m3，計劃2022年6月完成主體工程建設；布谷孜河具備防洪任務的為阿湖中型水庫，其余2座中型水庫托卡依水庫與托克拉克水庫雖然沒有防洪任務，但可以發(fā)揮一定的削峰滯洪作用，通過3座水庫聯(lián)合調蓄將50年一遇洪水消減到10年一遇?？κ哺翣柡恿饔颥F(xiàn)狀已建、在建水庫詳見表2。

表2 喀什噶爾河流域現(xiàn)狀已建、在建水庫一覽表 單位：億m3

2.1.2堤防情況

喀什噶爾河流域已建堤防和護岸工程592.8km，其中防洪標準50年一遇的工程僅占總長度的7%，10年一遇和不足5年的臨時工程及土堤占87%，已建防洪工程標準低；按河流統(tǒng)計，約1/3長度分布在克孜勒蘇河，蓋孜河和布谷孜河均占18%，只對險工險段進行局部治理的現(xiàn)狀未能得到有效改變，流域防洪治理欠賬較多，詳見表3。

表3 現(xiàn)狀流域防洪工程特性統(tǒng)計表 單位：km

2.2 防洪的問題及原因分析

一是以控制性工程不足，調蓄洪水的能力弱。目前，流域已建在建具有防洪任務的水庫工程僅6座，防洪庫容1.47億m3，占流域41座水庫總庫容的9.6%。由于克孜河泥沙含量較大，卡拉貝利水利樞紐的設計汛限水位為死水位，汛期保持在死水位以下運行，造成水電機組振動擺度大，擬提高汛限水位，據(jù)分析調整后對7204萬m3的防洪庫容的影響有限，但會加快庫內泥沙淤積速度。沙罕水庫運行50年來已有大量泥沙淤積，為了彌補減少的有效庫容，提高蓄水位運行，大壩部分護坡?lián)p壞，水庫調洪能力越來越弱；阿湖水庫雖然經(jīng)過除險加固，但目前運行中仍出現(xiàn)滲漏、淤積問題。其余35座水庫主要任務為灌溉，對洪水的調控作用不強。

二是已建防洪工程規(guī)模不足，標準低，防洪能力薄弱。喀什噶爾河為新疆列入全國內陸河實施方案的11條河流之一，但由于當?shù)刎斦щy，防洪建設投入不足，從2013年以來至2020年之間內陸河治理工程僅投入資金2.4億元，其中中央資金1.4億元，共建設永久性防洪工程長度22.91km，占已建永久性堤防長度336.9km的6.8%，只對局部險工險段進行治理；梢木土石方、鉛絲石籠護岸等臨時工程占總長度的43%，其中克孜河、蓋孜河和布谷孜河已建臨時工程占比更高達到56%，工程標準低，使用周期短，抗洪能力弱。

三是人為束窄河道造成行洪障礙。流域內涉河橋梁多，如五里橋、帕哈太克里橋和七里橋等跨度小從180～130m不等，造成河道萎縮，過洪能力不足；河道內肆意棄渣，盲目圍墾河灘，違章建筑擠占河床，造成行洪障礙，如克孜河干流喀什城區(qū)五里橋至七里橋河段，人為束窄河道，平均行洪寬度200m，最窄處僅80m，兩岸圍墾漁塘、違章建筑等非法侵占河道管理范圍阻礙行洪，導致河道泄洪能力嚴重不足。

四是防洪非工程措施落后。各河流預警預報系統(tǒng)研究投入不足，部分管理單位缺乏管理資金來源，經(jīng)費不足，造成數(shù)據(jù)采集手段落后，數(shù)據(jù)采集不規(guī)范，設備陳舊數(shù)據(jù)傳輸受限，系統(tǒng)整體響應遲緩，達不到國家防總規(guī)定的半小時以內傳送水情信息的要求，對流域防洪調度和搶險指揮造成了極其嚴重的影響，防洪指揮系統(tǒng)處于被動局面。

3 防洪體系研究

3.1 防洪總體部署

喀什噶爾河流域的防洪建設任務十分艱巨，重點搞好千年古城喀什城區(qū)防洪應急工程和重要縣、城鎮(zhèn)的防洪工程達標建設，以城市防洪為突破口，逐步實施防洪工程建設。上游山區(qū)河段以建設防洪控制性水庫為主，既削減洪峰、減輕下游防洪壓力，又提高洪水資源化利用程度，中下游平原區(qū)河道以整治河道為主，筑堤護岸，疏浚河道，提高河道安全泄洪能力的同時，有利于河道恢復自然生態(tài)[8]。其中克孜勒蘇河、蓋孜河、庫山河、恰克瑪克河、布谷孜河以“庫堤結合，以蓄為主，蓄泄兼施”為防洪方針；依格孜牙河、吐曼河以分洪工程與堤防工程和疏浚相結合，提高河道安全泄洪能力[9]。

3.2 防洪標準

重要防洪城市大喀什城區(qū)(包括喀什市及疏附縣與疏勒縣城區(qū))現(xiàn)狀保護人口為48萬人，作為面向南亞、中亞、西亞的區(qū)域性經(jīng)濟中心、商貿中心和文化中心，國家歷史文化名城，因此近期防洪標準為50年一遇，遠期大喀什戰(zhàn)略地位將進一步提升，防洪標準取100年一遇；阿圖什市城區(qū)現(xiàn)狀保護人口約10萬人，規(guī)劃人口達到27萬人，政治與經(jīng)濟戰(zhàn)略地位重要，防洪標準取50年一遇?？κ驳貐^(qū)的3縣，克州的2縣及兵團第三師6個團(場)的縣城中心區(qū)，按其護常住人口或當量經(jīng)濟規(guī)模指標確定其防洪標準為20年一遇，流域其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)與要灌區(qū)的防洪標準為10年一遇。

3.3 洪水出路總體安排

通過山區(qū)水庫和分滯洪工程，提高對大洪水與特大洪水控制能力，盡最大能力減小洪災損失，通過堤防與灌區(qū)引蓄工程，提高對中常洪水的造床輸沙、水資源利用、生態(tài)保護等綜合利用能力，科學合理安排洪水出路。

克孜勒蘇河近期通過卡拉貝利水庫將50年一遇出庫流量控制在500m3/s，遠期通過上游的瑪爾坎恰提、卡拉貝利的聯(lián)合調節(jié)，進一步削減洪水量級，兩個容泄區(qū)可承接至少5億m3水量，下游的防洪能力將提高到100年一遇；蓋孜河通過布侖口水電站調節(jié)，不超過20年一遇的洪水控制下泄流量150m3/s，大洪水排入兩個容泄區(qū)；庫山河通過庫爾干大型水利樞紐的調節(jié)，將20年一遇洪水控泄流量不超過157m3/s，最終匯入塔克扎日特洼地；恰克瑪克河通過新建托帕水庫控制水庫出庫流量，10年一遇洪峰流量不超過247.4m3/s，確保下游防洪標準從5年一遇提高到10年一遇；布谷孜河通過三庫聯(lián)合調洪，可實現(xiàn)削減布谷孜河大橋斷面10～50年一遇洪水洪峰流量277～822m3/s，下游西克爾水庫以東設置的容泄區(qū)可承接多余洪水；依格孜牙河因缺乏防洪控制性水利樞紐，主要依靠下游河道泄洪為主，下游奧達姆容泄區(qū)承接洪水為輔；吐曼河主要依靠河道泄洪與分洪閘分洪為主，50年一遇洪水時從喀什市三級電站處退水至克孜勒蘇河300m3/s，在色滿鄉(xiāng)磚廠橋處再分洪至克孜勒蘇河21m3/s，喀什市市區(qū)河道行洪流量為61m3/s。建庫前后下游防洪能力及各河流主要斷面設計洪水成果對比情況詳見表4。

表4 建庫前后下游防洪能力及主要斷面設計洪水成果對比表 單位：m3/s

4 防洪治理措施

結合流域洪水分析成果、防洪標準及洪水總體布局，提出建設水庫、堤防與護岸、容泄區(qū)為主，河道清障與疏浚為輔的工程措施及非工程措施。

4.1 治理措施

4.1.1水庫工程

為了防洪和抗旱的需要，規(guī)劃建設庫爾干、瑪爾坎恰提大型水利樞紐，與卡拉貝利水利樞紐、布侖口水電站及堤防工程聯(lián)合運用，逐步建成喀什噶爾河流域庫堤結合的防洪工程體系，進一步提高大喀什的防洪能力。同時已建成的部分水庫由于建設年代久遠，受當時經(jīng)濟、技術條件約束，加之長時間運行，部分平原水庫已存在安全隱患及泥沙淤積，如沙罕水庫、托克拉克水庫等，水庫管理機構需嚴格按照水庫管理運行制度，對安全隱患較大的水庫及時進行安全鑒定，并及時消除隱患。重要水庫主要特征值詳見表5。

表5 流域已建、在建和規(guī)劃重要山區(qū)水庫主要特征統(tǒng)計表 單位：萬m3

4.1.2堤防與護岸工程

本次流域規(guī)劃建設堤防與護岸共計149宗，總長938.22km，其中克孜河規(guī)劃長度占44%，與吐曼河工程均分布在平原區(qū)，喀什市、疏附縣、疏勒縣；兵團防洪工程長度為84.7km，占9%，詳見表6。上中游一般采用砌石混凝土面板堤防，下游采用格賓石籠堤防；護岸型式主要有混凝土板、漿砌石和格賓石籠等。

表6 規(guī)劃堤防、護岸工程特性統(tǒng)計表

4.1.3河道整治工程

針對平原區(qū)河渠水網(wǎng)密集、錯綜復雜、兩岸侵占嚴重河段，根據(jù)各河道的整治標準及泄洪任務，在明確河道邊界、管理范圍及保護范圍的基礎上，對部分河道進行河道清障、疏浚、拓寬等，打通下游與容泄區(qū)的通道，埋設界樁，為河道清障提供法律依據(jù)，保障河道安全宣泄設計標準洪水及超標準洪水。如克孜河，重點對天南維其克渠首—巴依托喀依渠首河段進行清障，拆除兩岸老堤及阻水建筑物，原河岸與規(guī)劃堤防間不允許修筑任何永久性建筑；對帕哈太克里橋—七里橋河段進行疏浚。

4.2 超標準洪水安排

4.2.1建立預警預報系統(tǒng)

流域山區(qū)河流洪水峰高量大，易形成泥石流，且中低山區(qū)山洪溝治理也滯后，完全依靠工程手段防洪減災，既不經(jīng)濟也無可能。因此，在建設流域防洪工程體系的同時，必須不斷地加強非工程措施[10]，盡量減少洪災損失，建設以流域管理機構為中心、輻射全流域的流域防汛指揮系統(tǒng)[11]。完善水雨情監(jiān)測站網(wǎng)、預警設施設備，建立縣級監(jiān)測預警平臺及信息數(shù)據(jù)開放共享機制，為流域數(shù)字化孿生和數(shù)字孿生工程建設提供基礎支撐。

4.2.2容泄區(qū)

為應對流域發(fā)生超標準洪水需建設容泄區(qū)，以減輕洪水對下游的威脅，結合流域地形條件設置了7個容泄區(qū)，考慮到通往容泄區(qū)的泄洪通道大多淤積堵塞嚴重，需對泄洪通道疏通整治，保證洪水安全泄入。根據(jù)初步估算，計算各容泄區(qū)的面積和容積，詳見表7。從北向南依次為布谷孜河下游西克爾水庫以東的容泄區(qū)約0.2億m3、克孜勒蘇河下游南部的艾西庫里洼地約1.8億m3和哈達堆洼地約3.4億m3、蓋孜河下游的艾西曼庫都洼地約1.3億m3和夏馬勒庫勒容泄區(qū)約5.9億m3、庫山河下游的塔克扎日特洼地約3.8億m3以及依格孜牙河下游的奧達姆容泄區(qū)容積約1億m3。

表7 流域容泄區(qū)防洪工程表

5 建議

(1)研究水庫群聯(lián)合調度運行。隨著流域內山區(qū)控制性水庫座數(shù)的增加，在保障流域經(jīng)濟社會用水需求的同時[12]，一是建議開展上游山區(qū)水庫替代平原水庫研究，如瑪爾坎恰提水利樞紐替代西克爾水庫等；二是如何調水調沙對下游最有利，尤其是研究流域洪水調控方案[13]，使得洪水資源調控效益最大和生態(tài)洪水泄水效率最高。如總庫容為2.34億m3的卡拉貝利泥沙淤積30年后剩余庫容為1.11億m3，興利調節(jié)庫容從1.687億m3減少為1.1億m3，建議加強泥沙監(jiān)測并保持泄洪排沙洞不被淤堵，確保水庫安全。

(2)開展河道廊道修復研究。如何使已經(jīng)人工化、渠道化的河流廊道恢復原有的自然特征，是提升兩岸人居環(huán)境和舒適度的重要舉措，也是推動高質量發(fā)展的重要保障。建議結合蜿蜒型、游蕩型等河道特點，根據(jù)河道縱坡，因地制宜的采取鋪設大卵石、河濱帶植被重建、控導結構物等對渠道化河流進行綜合治理；在斷面型式上，可在行洪安全的前提下，盡可能采取接近自然河道的幾何非對稱深潭斷面，或者復式斷面，選擇適宜寬深比，防止淤積或沖刷，優(yōu)化配置水生植物和喬灌草結合的岸坡植物，形成更為自然化的景觀。利用更多的河濱帶空間布置綠化帶和休閑場所，布置親水平臺和棧道等親水設施。

(3)加強河道岸線管理。嚴格執(zhí)行《喀什噶爾河流域防洪規(guī)劃》，結合國土空間“一張圖”的水生態(tài)空間，嚴禁在水域岸線保護紅線范圍內違建，依托河長制平臺，推進河道整治工作。同時在疏浚下游蓄滯洪區(qū)附近、有條件分洪河段時，考慮占地問題，如伽師總場所在的二五閘以下到邦克爾水庫河段現(xiàn)狀最窄處僅為50m，整治河寬要達到300m，按該寬度涉及移民征地等問題，且大部分為基本農(nóng)田，考慮伽師總場為兵團南進的重點團場，建議進一步研究從上游的布哈拉渠首處將洪水引入哈達堆洼地容泄區(qū)的可行性，減少下泄洪水的同時減少下游征地壓力。