韓明海，齊潤利，魏永剛，崔云龍

（1. 河南省陸渾水庫管理局，河南 洛陽 471412；2. 哈密巴里坤縣水利水電工程管理站，新疆 哈密 839299）

1 哈密概況

1.1 哈密市基情

哈密是中國新疆維吾爾自治區(qū)下轄的地級市，管轄“一區(qū)二縣”，分別為伊州區(qū)、巴里坤哈薩克自治縣和伊吾縣，地理位置坐落于自治區(qū)的東疆，地跨天山南北，總面積14.21 萬km2。哈密既是新疆向內地開放的門戶，又是中國向西開放的橋頭堡，具有東聯(lián)、西出、南通、北拓的戰(zhàn)略地緣優(yōu)勢，在自治區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃發(fā)展體系中哈密被提升為“絲綢之路”經濟帶核心區(qū)的重要增長極、國家新型綜合能源基地、新疆副中心城市、一級綜合交通樞紐、新型工業(yè)化主戰(zhàn)場。

1.2 地理氣候環(huán)境

哈密市山體高大、戈壁廣袤，地形為中間高南北低，地勢差異巨大，地形輪廓可概括為四山夾三盆，山區(qū)面積占總面積的3/5。哈密市位于伊州區(qū)，是該區(qū)域最大的綠洲；中部最高峰喀爾里克山主峰托木爾提峰海拔4 886 m，淖毛湖盆地最低處海拔300 m。哈密深居內陸，遠離海洋，境內荒漠廣布，屬溫帶大陸性干旱氣候，特點主要表現(xiàn)為晴天多、干燥少雨。哈密市降水量稀缺，多年平均降水量為34.90 mm，但其年蒸發(fā)量巨大，最大淖毛湖年蒸發(fā)量達4 417 mm。

2 哈密水庫基情

2.1 團結水庫

團結水庫位于大柳溝河中下游的巴里坤縣大河鎮(zhèn)境內，控制流域面積41 km2，總庫容561 萬m3，是一座兼顧防洪、灌溉、養(yǎng)殖及生態(tài)供水綜合利用的小⑴型水庫；大柳溝河水源來自東天山冰雪融水，水量補給穩(wěn)定，至團結水庫設壩攔蓄，向西流經高家湖濕地潺流28 km，最終匯入巴里坤湖，形成“東水西流”的自然奇觀。水庫通過調蓄，可向下游0.08 hm2耕地和牧區(qū)提供優(yōu)質充足水源，對促進牧業(yè)發(fā)展作用巨大。

2.2 蘇吉溝水庫

蘇吉溝水庫位于巴里坤哈薩克自治縣薩爾喬克鄉(xiāng)，水庫大壩緊鄰東天山山腳，利用山前緩坡地帶呈“凹”字形三面筑壩，自蘇吉溝和加河溝兩道溝埋設截潛管道，收集天山冰雪融水，自流進入水庫蓄水。水庫控制流域面積為9.80 km2，總庫容為30.50 萬m3，主要承擔向下游400 hm2農牧區(qū)輸水任務，灌溉效益顯著。

2.3 峽溝水庫

峽溝水庫位于伊吾縣城東北14 km處，位置居于伊吾河中游，是一座兼具農業(yè)灌溉、生態(tài)保護、工業(yè)供水、防洪等綜合利用的?。?）型水利樞紐。峽溝水庫是伊吾河控制性骨干調蓄工程，總庫容964.51萬m3，壩長216.31 m，壩高36.38 m，設計標準為50年一遇洪水設計，1 000年一遇洪水校核。水庫控制灌溉面積0.36萬hm2，年工業(yè)供水1 589萬m3；通過峽溝水庫調節(jié)供水，可為伊吾河下游工農業(yè)生產及生態(tài)用水提供強有力保障。

2.4 四道溝水庫

四道溝水庫位于哈密市得外里克鄉(xiāng)二村四道溝出山口處，總庫容672萬m3，是一座以工業(yè)供水為主，兼顧農業(yè)灌溉、林牧業(yè)生態(tài)補水以及防洪的?。?）型水利樞紐工程。四道溝流域地處東天山末端巴里坤山南坡，屬于暴雨和冰雪融水混合補給河流；水庫設計年農業(yè)供水376萬m3，工業(yè)供水1 000萬m3，可為哈密西部工業(yè)礦區(qū)用水提供強力支撐，對哈密加快推進新型工業(yè)化建設具有重大意義。

3 工程管理擢升對策

3.1 綢繆桑土，超前規(guī)劃

哈密地處中國廣袤的西北內陸干旱地區(qū)，是中國降水最為稀缺的區(qū)域，其年降水量33.80 mm，域內河流少且多為季節(jié)性內河流。哈密市的水庫多修建于年徑流量穩(wěn)定的河流出口峽谷處，水源為高山冰雪融水，這就決定了在規(guī)劃設計時主要功能定位為灌溉和供水，防洪功能則退而居其次。

近些年，隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施和經濟的發(fā)展，水已成為該區(qū)域工農業(yè)經濟發(fā)展的限制因子?；诎倌甏笥嫛偈乐?，未來在國家宏大的戰(zhàn)略規(guī)劃下，實現(xiàn)跨區(qū)域調水、一勞永逸解決區(qū)域干旱缺水、改善生態(tài)環(huán)境的前景非常廣闊。目前，中國已完成當今世界上最大的遠距離、跨流域的“南水北調”工程，水利基建技術領軍世界。哈密市所處中國地理區(qū)劃地勢三級階梯中的第二階梯帶，緊鄰三江源地區(qū)的“中華水塔”青藏高原第一階梯，地理優(yōu)勢極佳，實現(xiàn)藏水入疆未來可期?；诖?，在未來需水越來越緊張的境況下，除了研究如何高效利用本區(qū)水資源，提高水資源綜合利用效率外，亦應積極研究和展開跨流域調水的可行性研究工作。據此建議，要把握國家加大水利基建投入和水利援疆有利契機，在對現(xiàn)有水庫加固規(guī)劃處理時，超前規(guī)劃，對水庫大壩“加高擴容”進行預研，為將來儲蓄和調節(jié)外調水源做好準備。哈密市水庫實施“加高擴容”的主要優(yōu)勢在于：大壩加高既擴大庫容又增加水域面積，對改善局地小流域氣候和提高水庫調節(jié)性能是一個利好；第二個利好是不涉及上游庫區(qū)范圍擴大后淹沒土地增加和移民安置問題。

3.2 減少蒸發(fā)，節(jié)約水源

哈密市深居內陸，地域廣袤，境內荒漠廣布，氣候變化激烈，極端天氣頻繁發(fā)生，區(qū)內降水量稀缺，多年平均降水量僅為34.90 mm，但其年蒸發(fā)量巨大，接近3 000 mm，是其年降水量的80倍，是陸渾水庫年蒸發(fā)量的5倍。水面蒸發(fā)是水循環(huán)過程的主要環(huán)節(jié)，是水體損失的重要部分；蒸發(fā)的規(guī)律是溫度高、濕度小、風速大，則其水面蒸發(fā)量也就越大；由于哈密區(qū)內湖泊、水庫較少，淡水資源極度稀缺，大量水源因蒸發(fā)損失，則實屬可惜。隨著全球氣候變暖，蒸發(fā)量不斷加大，從節(jié)約寶貴的冰雪融水水資源角度出發(fā)，采取措施減少水體蒸發(fā)則是大勢所趨和未來發(fā)展方向；目前全球各行業(yè)都在嘗試研究減少水體蒸發(fā)量，主要包括覆蓋黑色塑料球體、遮陽篷、水上光伏等形式，其中水上光伏從能源的角度分析則更加合理。水上光伏電站的特點在于不占用土地資源，水體對光伏組件有冷卻效應，可以抑制組件表面溫度上升，從而獲得更高的發(fā)電量；此外將太陽能電池板覆蓋在水面上，還可以減少水體蒸發(fā)量，抑制藻類繁殖，保護水資源。由于哈密市氣候干燥少雨、大風日數多、光照資源豐富，其日照時數平均在3 000 h以上，利用開闊的水域面積和良好的光照時數，采用水上光伏發(fā)電減少水體蒸發(fā)，既增加電力，又可節(jié)約水源擴大水源利用率。目前這種技術已日趨成熟，中國首座水面漂浮式光伏發(fā)電站試驗項目，已在湖北省棗陽市熊河水庫建成投產，在西北青海湖也已開展水上光伏減少水體蒸發(fā)量試點研究，其應用前景十分廣闊。綜上所述，建議在有條件的水庫實施水上光伏發(fā)電，以減少水體蒸發(fā)。

3.3 完善工程管理基礎設施

水庫樞紐工程多建于山區(qū)，有天然峽谷包圍的盆地，且地形天然呈口袋狀，周圍山體使氣流受阻抬升，形成降雨概率大，雨水集中易形成河流，且落差大，可筑壩攔水，故適宜建造水庫。哈密市多數水庫即利用這樣的天然地形，在徑流量穩(wěn)定的河流上筑壩蓄水，共性特征為地處偏遠山區(qū)，與外界國道、省道通聯(lián)不便，特別是壩址處地形復雜、“袋口”狹窄，左右岸均為陡峭山崖，故修建工程管理區(qū)交通道路困難巨大。以四道溝和峽溝水庫為例，兩座水庫規(guī)劃設計主要功能均以工農業(yè)供水為主，兼顧防洪。水庫因壩址處左右岸山體余脈較長、巖壁陡峭、谷窄坡大等原因，上壩公路均采用在外壩坡坡面設“Z”形回轉公路上壩，若車輛通行頻率高，長遠計可能對壩體造成擾動和變形，對大壩安全不利；此外，“Z”形回轉公路受附屬大壩所限，均為單行道，坡陡、回轉半徑小，存在交通隱患，在日常維修運送物料、設備，負載重型車輛無法上行，若遇超標準洪水，需要向壩上或內壩坡運送搶險物料，則無法在短時間內進行快速機動運輸，時間和空間上具有潛在隱患。建議在各種條件允許的情況下，修建從左右壩肩上下的專用防汛通道，以替代壩坡“Z”形回轉公路，不僅可消除隱患又可使外壩坡整潔美觀。

3.4 擢升安全和運行管理技能

按照水利部《水利工程管理考核辦法》《綜合利用水庫調度通則》《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》等相關規(guī)定，制定和完善大壩安全管理組織體系、應急管理預案和更新改造計劃；建立健全運行管理細則，起草制定防洪調度規(guī)程、觀測規(guī)程和養(yǎng)護制度；此外，可通過年度維修養(yǎng)護計劃，建立庫區(qū)水文報汛系統(tǒng)、洪水預報模型，實現(xiàn)自動測報；在管理現(xiàn)代化方面，建議引進或聯(lián)合高校和設計單位研發(fā)先進管理設施，建立庫水位、滲流、變形監(jiān)測、閘門自動化控制、水工機械智能運維等基礎自動化監(jiān)測和自動化控制系統(tǒng)，以整體擢升水庫工程安全管理和運行管理技能。

4 結語

通過對新疆哈密市水利工程的考察學習，深刻認識到水利不僅是農業(yè)的命脈，更是人類的命脈。哈密地理位置獨特而優(yōu)越，為古西域襟喉和今新疆門戶，但由于缺水制約了其發(fā)展。中國的淡水資源總量豐富，但空間分布極為不均，尤其西北內陸地區(qū)缺水極為嚴重，隨著中國國民經濟和水利科技的深入發(fā)展，未來一勞永逸解決新疆全疆以及西北內陸其他地區(qū)的干旱缺水問題，必定會有更科學、更先進的方案和思路，屆時哈密乃至整個西北片區(qū)必將迎來前所未有的發(fā)展機遇。