張 靚，李 江，陳紅川，王露陽，魏光輝

(新疆塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000)

洪水災(zāi)害是全球發(fā)生頻率最高、損失最嚴重的自然災(zāi)害之一[1-2]。在全球變暖背景下，塔里木河主要源流區(qū)由于地形陡峭、積雪較多而易形成雨雪冰混合洪水，并攜帶大量砂石，沖蝕平原地區(qū)的積雪。因塔里木河流域主要源流區(qū)氣象、積雪和洪水等監(jiān)測薄弱，融雪洪水形成機理研究相對匱乏，洪水演變過程模擬基礎(chǔ)差，洪水預(yù)報、預(yù)警精度較低，這給洪水災(zāi)害高精度預(yù)報和預(yù)警帶來了極大的困難。隨著塔里木河主要源流徑流顯著增加、中上游綠洲規(guī)模擴大、支流控制性水庫日漸完善，如何做好洪水災(zāi)害預(yù)防，平衡洪水漫溢與流域資源性缺水之間的矛盾，實現(xiàn)流域經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展是一個亟待解決的問題。

1 流域防洪工程建設(shè)情況

1.1 和田河流域

和田河流域防洪主要在玉龍喀什河和喀拉喀什河兩支流，其中，玉龍喀什河山區(qū)控制性工程玉龍喀什水利樞紐于2020年開工建設(shè)，工程建成后將下游河道防洪能力由10年一遇提高到30年一遇，河道已建永久性防洪工程約56.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～50年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；喀拉喀什河已建山區(qū)控制性工程烏魯瓦提水利樞紐，將下游河道防洪能力由10年一遇提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程約30.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～50年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇。

1.2 阿克蘇河流域

阿克蘇河流域防洪主要在兩支流托什干河、庫瑪拉克河和阿克蘇干流，其中，托什干河山區(qū)控制性工程阿合奇水利樞紐于2021年開工建設(shè)，工程建成后將下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程約74.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～30年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；庫瑪拉克河山區(qū)控制性工程大石峽水利樞紐于2018年開工建設(shè)，工程建成后將下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程約35.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～30年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；阿克蘇河干流已建永久性防洪工程約22.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇。

1.3 葉爾羌河流域

葉爾羌河流域主要指葉爾羌河和提孜那甫河，其中，葉爾羌河山區(qū)控制性工程阿爾塔什水利樞紐于2016年開工建設(shè)，目前已建成運行，將一般保護對象防洪能力提高到20年，重要保護對象防洪能力提高到50年一遇，同時葉爾羌河防洪治理工程于2016—2018年分3年建設(shè)，建設(shè)河道防洪工程共計290.5km，但近年來隨著部分河段河道游蕩，產(chǎn)生了新的險工險段，洪水期對河岸保護對象造成洪災(zāi)損失；提孜那甫河在建山區(qū)控制性工程莫莫克水利樞紐，將河道防洪能力提高到20年，河道已建永久性防洪工程約55.4km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇。

1.4 開都一孔雀河流域

開都河已建山區(qū)控制性工程察汗烏蘇水庫，將下游河道防洪能力由5年一遇提高到30年一遇，河道已建永久性防洪工程約66.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～30年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；孔雀河在一些險工險段已形成一些堤防工程，河段現(xiàn)狀防洪能力約為20年一遇。

1.5 喀什噶爾河流域

喀什噶爾河流域防洪主要在克孜河、蓋孜河、庫山河、恰克瑪克河、布谷孜河，其中，克孜河已建山區(qū)控制性工程卡拉貝利水利樞紐，將下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程約37.5km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～50年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；蓋孜河已建山區(qū)控制性工程布侖口水庫，將下游河道防洪能力提高到50年一遇，河道已建永久性防洪工程約29.3km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀功洪能力約5年一遇；庫山河在建山區(qū)控制性工程庫爾干水利樞紐，將下游河道防洪能力提高到20年一遇，河道已建永久性防洪工程約59.1km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；恰克瑪克河在建山區(qū)控制性工程托帕水庫，將下游河道防洪能力提高到20年一遇；布谷孜河已建山區(qū)控制性工程阿湖水庫，將下游河道防洪能力提高到50年一遇。

1.6 渭干一庫車河流域

渭干河已建山區(qū)控制性工程克孜爾水庫，將下游河道防洪能力提高到100年一遇，河道已建永久性防洪工程約38.2km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇；庫車河已建山區(qū)控制性工程銅場水庫，將下游河道防洪能力提高到30年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀河道防洪能力約5年一遇。

1.7 迪那河

迪那河已建山區(qū)控制性工程五一水庫，將下游河道防洪能力提高到30年一遇，現(xiàn)狀河道防洪能力約5年一遇。

1.8 車爾臣河

車爾臣河已建山區(qū)控制性工程大石門水利樞紐，將下游河道防洪能力提高到20年一遇。河道已建永久性防洪工程約21.0km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇。

1.9 克里雅河

克里雅河已建山區(qū)控制性工程吉音水利樞紐，將下游河道防洪能力提高到20年一遇。河道已建永久性防洪工程約21.6km，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)10～20年一遇，其余防洪河段均為臨時性防洪工程，現(xiàn)狀防洪能力約5年一遇。

1.10 塔里木河干流

塔里木河干流近期治理工程實施后，在塔里木河洪水漫溢、跑水嚴重的河段兩岸共修建輸水堤649.45km，防洪能力10年一遇，目前部分堤防已被沖毀，已失去防護作用。

2 防洪體系現(xiàn)狀與存在問題

2.1 流域防洪體系建設(shè)現(xiàn)狀

2.1.1以防洪堤為主的工程體系

葉爾羌河是新疆境內(nèi)洪峰流量最大的河流，是新疆重點災(zāi)害性河流之一，沿河各縣市、團場深受其害，直接受到洪水威脅的人口約60萬人，耕地150萬畝。2015年4月，國家發(fā)改委批復(fù)了《葉爾羌河防洪工程可行性研究報告》(發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2015〕719號)，工程治理河長500km，共建防洪工程77處(地方67處，兵團10處)，涉及喀什地區(qū)澤普縣、莎車縣、麥蓋提縣、巴楚縣4縣以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第三師。工程估算總投資29.1億元(地方213017萬元，兵團78075萬元)。2015年開工建設(shè)，截至2017年底，工程全部完成。工程建成后，葉爾羌河雀熱瑪—艾里克塔木段沿岸防洪標(biāo)準(zhǔn)提高至10～20年一遇，在阿爾塔什水利樞紐工程尚未蓄水削洪情況下，通過流域管理機構(gòu)合理調(diào)度，河道引洪分洪設(shè)施的有序調(diào)節(jié)，葉爾羌河沿岸防洪堤防發(fā)揮了極大的防洪減災(zāi)作用，有效保護灌區(qū)人民群眾生命財產(chǎn)安全。葉爾羌河汛期洪水高達2000m3/s左右時，葉爾羌河沿岸未出現(xiàn)組織大規(guī)模人力、物力進行防洪搶險的狀況，極大減輕了當(dāng)?shù)厝罕姷姆篮樨摀?dān)。據(jù)統(tǒng)計，年均減免防洪投入和洪災(zāi)損失達3億元左右，每戶每年減輕防洪投入700元左右。

2.1.2 以庫堤結(jié)合為主的工程體系

通過修建山區(qū)水庫，攔蓄河道洪水，結(jié)合平原區(qū)河道堤防建設(shè)，可以極大程度上減少洪水對下游綠洲帶來的危害。以葉爾羌河為例，據(jù)統(tǒng)計，1949—2013年的64年間共發(fā)生洪水災(zāi)害41次，洪災(zāi)損失及頻繁程度在新疆居第一位，每年投入防洪人員達到1000萬人次、防洪物資1億元，給流域內(nèi)各族群眾造成了沉重的負擔(dān)。阿爾塔什水利樞紐工程建成后，通過庫堤結(jié)合方式，可將葉爾羌河20年一遇洪水流量由5590m3/s消減至1750m3/s，消減率69%；100年一遇洪水流量由8786m3/s消減至4932m3/s，消減率達44%。通過阿爾塔什水庫調(diào)蓄消峰作用并結(jié)合下游防洪工程建設(shè)，有效調(diào)控了山區(qū)洪水，將葉爾羌河下游防護對象提高到了20～50年一遇。此外，工程建設(shè)也使得灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉保證率從工程建設(shè)前的不足50%提高到75%。近22年來已建和在建的30座大中型山區(qū)水庫大部分都是綜合利用的水利樞紐，對于遏制洪患、保障灌溉起到了極其顯著的作用。

2.1.3 中小河流治理工程體系

(1)中小河流治理工程。塔里木河流域有防洪治理任務(wù)的中小河流85條，有防洪任務(wù)的河長為1607km。自2016年以來，通過中央水利發(fā)展資金對列入國家中小治理規(guī)劃的中小河流進行治理。同時，自治區(qū)及各級通過補助或整合及自籌資金也進行了局部治理。

(2)山洪溝治理工程。自2010年開展縣級山洪災(zāi)害防治項目建設(shè)以來，通過10余年的山洪災(zāi)害治理，已基本建立了覆蓋山洪災(zāi)害防治區(qū)的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)：一是實現(xiàn)降雨和河道洪水水位實時監(jiān)控，及時發(fā)布水旱災(zāi)害防御預(yù)警信息；二是通過三級監(jiān)測預(yù)警平臺建設(shè)，實現(xiàn)了縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、村暴雨、洪水等實時監(jiān)測信息發(fā)布預(yù)警。三是建設(shè)完成水利信息網(wǎng)和異地視頻會議系統(tǒng)，為全疆水利信息化奠定了良好基礎(chǔ)。四是通過開展山洪災(zāi)害調(diào)查評價，基本摸清了73個縣山洪災(zāi)害防治區(qū)基本情況。

2.1.4 數(shù)字孿生工程建設(shè)體系

數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度的仿真過程，通過在虛擬空間中完成映射反映實體對象的全生命周期過程[3-5]。隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能AI等高新技術(shù)的逐步成熟，“智慧水利”從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用并在塔里木河流域初步發(fā)展。例如，2023年5月，塔里木河流域管理局啟動了數(shù)字孿生塔河試點建設(shè)項目，一是開展了數(shù)字孿生平臺構(gòu)建。選取開都-孔雀河作為數(shù)字孿生塔河試點，在塔河一個庫和塔河一張圖的基礎(chǔ)上完善開都-孔雀河數(shù)據(jù)底板，構(gòu)建開都河水量調(diào)度模型、開都-孔雀河流域水資源調(diào)配模型、庫塔干渠智慧水量調(diào)度模型、博斯騰湖泵站安全運行暨設(shè)備故障預(yù)測預(yù)警模型，建設(shè)數(shù)字孿生平臺，利用模型平臺和知識平臺實現(xiàn)水利業(yè)務(wù)“四預(yù)(預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案)”流程的智慧模擬、仿真推演，支撐水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。二是構(gòu)建了智能業(yè)務(wù)應(yīng)用。開展開都-孔雀河流域水資源調(diào)配預(yù)演典型應(yīng)用、開都河防洪調(diào)度預(yù)演典型應(yīng)用、孔雀河一樞紐安全運行管理典型應(yīng)用，建設(shè)博斯騰湖泵站預(yù)知預(yù)判系統(tǒng)與水位智能識別系統(tǒng)，率先實現(xiàn)試點流域重點區(qū)域水資源管理與調(diào)配、水旱災(zāi)害防御的“四預(yù)”、工程安全運行功能，支撐調(diào)度方案優(yōu)選和科學(xué)決策。

2.2 流域防洪工程體系存在問題

近年來隨著塔里木河流域一批山區(qū)控制性工程的陸續(xù)開工建設(shè)，以及重點河道防洪工程的逐步實施，塔里木河主要源流初步形成了“堤庫結(jié)合”的防洪工程總體布局，為提升流域防洪減災(zāi)能力發(fā)揮了一定的作用。但流域防洪工程體系仍存在不完善的問題，一是流域防洪規(guī)劃體系不完備。一些重點流域防洪工程總體布局及區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展水平不相適應(yīng)，特別是在重要河段和城市及人口集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)田，缺少水庫加提防共同抵御洪水的工程，需修建山區(qū)控制性水庫，通過山區(qū)水庫調(diào)蓄提升河流防洪能力。同時，針對分布廣泛的一般農(nóng)防保護河段工程建設(shè)滯后，存在較大范圍的臨時性堤防工程，需加大開展河道防洪工程建設(shè)，提高河道防洪能力、保障河道行洪安全。二是“四預(yù)”體系不完善。流域內(nèi)水利部門資源整合不夠，缺乏共享機制，在不同業(yè)務(wù)和不同層級之間存在許多“重采、重存，輕整理、輕分析”的現(xiàn)象。水利行業(yè)之外的相關(guān)部門資源共享不足，尤其是防洪所需要的氣象數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等，還未能實現(xiàn)實時共享；對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取收集仍處于起步階段[6]。三是流域蓄滯洪區(qū)建設(shè)滯后。據(jù)調(diào)查，塔河流域“三源一干”未建立相應(yīng)的蓄滯洪區(qū)，尤其是在暖濕氣候影響下，面對豐水年，受限于當(dāng)前水利工程，造成分洪引洪能力不足，同時流域(尤其是塔河干流)蓄滯洪區(qū)規(guī)劃、建設(shè)與管理滯后，既不利于洪水資源化利用，也成為流域防洪體系的薄弱環(huán)節(jié)，一旦發(fā)生流域性洪水，難以利用蓄滯洪區(qū)分蓄洪水，不利于流域防洪能力提升[7-8]；四是中小河流治理工程管護亟待加強、管理存在難度。中小河流治理工程完成后，一般交于當(dāng)?shù)厮懿块T管理，當(dāng)前基層水管站所受人員編制、資金、技術(shù)以及管理體制等方面制約，水管部門僅能對供水設(shè)施進行臨時性修補，難以承擔(dān)防洪工程的管理維護，致使防洪工程管護不到位，工程損壞情況無法修復(fù)情況時有發(fā)生。同時，由于自然資源、生態(tài)環(huán)境、林草等部門將部分河道劃入基本農(nóng)田、生態(tài)紅線、森林公園、林草保護區(qū)等范圍，影響了中小河流工程治理、防汛搶險和防洪管理等工作。

3 未來思考

(1)突出規(guī)劃引領(lǐng)作用。當(dāng)下，流域防洪減災(zāi)工作面臨新形勢、新要求、新挑戰(zhàn)，按照水利部《關(guān)于開展七大流域防洪規(guī)劃修編工作的通知》要求，合理規(guī)劃布局由河道及堤防、水庫等組成的現(xiàn)代化防洪工程體系，提升水災(zāi)害防御能力。源流上游以護岸、穩(wěn)固滑坡體為主；中游在現(xiàn)有防洪格局的基礎(chǔ)上，加強有防洪要求河段堤防建設(shè)，通過合理調(diào)度現(xiàn)狀已在建和規(guī)劃的具有防洪任務(wù)的水庫，提高防洪能力，并與下游堤防共同構(gòu)成流域防洪工程體系。

(2)實施流域水網(wǎng)工程建設(shè)，以重大引調(diào)水工程和骨干輸配水通道為“綱”、以區(qū)域河湖水系連通工程和供水渠道為“目”、以控制性調(diào)蓄工程為“結(jié)”，加強互聯(lián)互通，加快構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水利體系。開展塔河數(shù)字孿生試點工作，以時空數(shù)據(jù)為底座、以數(shù)學(xué)模型為核心、以水利知識為驅(qū)動，物理流域同步仿真運行、虛實交互和迭代，為推進塔河流域數(shù)字孿生奠定基礎(chǔ)。

(3)加大防洪工程建后管護資金投入、強化中小河流防洪管理。多渠道籌集管護資金，爭取中央資金支持，各級財政每年拿出部分預(yù)算，按照《防洪法》和《自治區(qū)實施<防洪法>辦法》，適當(dāng)收取保護區(qū)盈利性機構(gòu)單位防洪費用等方式籌集運行管護經(jīng)費，用于防洪工程維修養(yǎng)護、管護人員、堤防搶險物資人員等方面支出和政府購買服務(wù)，確保防洪工程建后管護到位，最大限度發(fā)揮工程效益；進一步明確自然資源、生態(tài)環(huán)境、林草等部門在制定基本農(nóng)田、生態(tài)紅線、森林公園、林草保護區(qū)等規(guī)劃涉及河道管理和保護范圍的，以水利部門管理為主，各部門共同配合水利部門主導(dǎo)的聯(lián)合執(zhí)法，全面強化中小河流防洪管理。

4 結(jié)語

塔里木河流域土地、光熱和石油天然氣資源豐富，是我國實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的重點地區(qū)。洪水漫溢與資源性缺水并存一直是流域水資源管理面臨的主要問題之一。由于塔里木河源流以冰川融水補給為主，徑流年內(nèi)分配嚴重不均，3—5月灌溉季節(jié)水資源緊缺，6—9月洪澇災(zāi)害頻發(fā)。開展流域防洪工程建設(shè)現(xiàn)狀評價，指出當(dāng)前防洪工程體系存在的問題，提出未來流域防洪工程建設(shè)的思考建議，對于持續(xù)推進塔里木河流域綜合治理，著力建設(shè)“三個塔河”，實現(xiàn)流域高質(zhì)量發(fā)展意義重大。