第頁新疆·吉木薩爾縣二工河水庫可研1綜合說明1.1緒言1.1.1流域概況二工河流域位于吉木薩爾縣以西約50km，地理位置介于東經(jīng)88°30′～88°52′，北緯43°30′～44°25′之間。流域東西寬約15km，南北長約220km，總面積約763.6km2。流域內(nèi)行政單位為老臺(tái)鄉(xiāng)，該鄉(xiāng)東靠三臺(tái)鎮(zhèn)，西依阜康市滋泥泉子鎮(zhèn)，南以博格達(dá)山分水嶺和烏魯木齊縣交界，北部直通北沙窩準(zhǔn)噶爾盆地南緣邊界。老臺(tái)鄉(xiāng)是一個(gè)農(nóng)牧結(jié)合的鄉(xiāng)，鄉(xiāng)政府駐地老臺(tái)村，轄老臺(tái)、二工河、老湖、西地4個(gè)村民委員會(huì)，21個(gè)自然村。2019年老臺(tái)鄉(xiāng)總?cè)丝?506人，其中非農(nóng)業(yè)人口448人，農(nóng)牧業(yè)人口9058人；農(nóng)牧業(yè)人口中純牧業(yè)人口1545人。耕地7.17萬畝，其中平原區(qū)耕地面積6.66萬畝。年末牲畜存欄49168頭（只）。至2019年未，老臺(tái)鄉(xiāng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入9686萬元，其中種植業(yè)收入5532萬元，林業(yè)55萬元，牧業(yè)3370萬元，其他729萬元。農(nóng)牧民人均收入5819元。二工河灌區(qū)現(xiàn)狀年總?cè)丝?716人，年末牲畜存欄數(shù)30055只（標(biāo)準(zhǔn)畜），灌區(qū)可耕地面積3.26萬畝，現(xiàn)狀年灌溉面積2.77萬畝。1.1.2流域規(guī)劃主要內(nèi)容2019年5月，受吉木薩爾縣水利局委托，我公司承擔(dān)了《吉木薩爾縣二工河流域規(guī)劃》的編制任務(wù)，同年10月經(jīng)吉木薩爾縣人民政府批準(zhǔn)。該規(guī)劃選擇二工河水庫為二工河流域近期治理開發(fā)項(xiàng)目的首選工程，具有灌溉、防洪等任務(wù)，為綜合利用水利樞紐工程。規(guī)劃階段選擇了三處壩址：上壩址、中壩址、下壩址。上壩址水庫距離二工河出山口4.1km。庫區(qū)一帶河床高程1081.5～1115.5m，兩岸地形相差較大，左岸地形起伏變化較大、地勢(shì)較高，山體巖石大多裸露，部分地段山體為黃土覆蓋；而右岸地形相對(duì)平緩，發(fā)育Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ級(jí)階地，階地表面被風(fēng)積黃土覆蓋。水庫總庫容410.0×104m3，水庫興利庫容為306×104m3，防洪庫容101.77×104m3，死庫容60.0×104m3，正常蓄水位為1114.8m。中壩址水庫距離二工河出山口2.7km。庫區(qū)一帶河床高程1030.00～1070.00m，兩岸地形相差較大，右岸地形起伏變化較大、地勢(shì)較高，山體巖石大多裸露，少部分地段山體為黃土覆蓋；而左岸地形相對(duì)平緩，表面被第四系風(fēng)積黃土覆蓋。水庫總庫容490.6×104m3，興利庫容為355.6×104m3，防洪庫容141.46×104m3，死庫容80.0×104m3，正常蓄水位為1063.4m。下壩址水庫距離二工河出山口1.3km。庫區(qū)一帶河床高程966.8～1006.0m，兩岸地形相差較大，左岸地形平緩開闊，相對(duì)高差30～45m，大部分地段被黃土覆蓋；而右岸地形相對(duì)復(fù)雜，溝壑相間，相對(duì)高差50～70m，山頂大多呈鋸齒形、魚背形。水庫總庫容482.6×104m3，興利庫容為356.8×104m3，防洪庫容141.38×104m3，死庫容80.0×104m3，正常蓄水位為1003.3m。經(jīng)初步必選，流域規(guī)劃階段初步確定下壩址作為推薦壩址。1.1.3項(xiàng)目建議書主要內(nèi)容及審批意見2009年4月，在流域規(guī)劃階段的基礎(chǔ)上，為選擇更優(yōu)的水庫壩址，在流域規(guī)劃階段確定的下壩址（下文均為下壩址）上游約300m處增加了一條壩址（下文均為上壩址），再次對(duì)二工河水庫進(jìn)行地質(zhì)勘察，采用工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、坑槽探、平洞、物探、巖土試驗(yàn)等手段，進(jìn)行了綜合研究。通過這些工作，初步查清了區(qū)域地質(zhì)、庫區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造，初步弄清了庫區(qū)滲漏、淹沒、庫岸穩(wěn)定及壩址、放水隧洞、溢洪道等工程地質(zhì)條件。經(jīng)過1個(gè)多月的外業(yè)、內(nèi)業(yè)工作，2019年5月15日提交了《吉木薩爾縣二工河水庫項(xiàng)目建議書》初審稿以供州水利局技術(shù)審查。擬建的二工河水庫位于二工河出山口上游1.3km處。地理坐標(biāo)為東經(jīng)88°48.470′，北緯44°01.453′，水庫以上集水面積176.2km2。二工河水庫是一座以農(nóng)牧業(yè)灌溉、防洪為主兼顧生態(tài)用水的具有綜合開發(fā)任務(wù)的?。?）型水利樞紐工程。工程等級(jí)為Ⅳ等，主要建筑物級(jí)別4級(jí)，次要建筑及臨時(shí)建筑物級(jí)別5級(jí)。工程由大壩、放水泄洪兼導(dǎo)流隧洞、溢洪道等建筑物組成。水庫總庫容469.33×104m3，興利庫容301.15×104m3，死庫容70.0×104m3。大壩壩頂高程1003.9m，最大壩高49.15m，壩頂長593.0m，頂寬5.0m。2019年8月2日通過新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局新水規(guī)設(shè)［2019］86號(hào)文《關(guān)于對(duì)新疆吉木薩爾縣二工河水庫項(xiàng)目建議書的審查意見》。具體審查意見詳見附件。1.1.4工程建設(shè)的必要性二工河流域目前存在的主要問題是河道來水時(shí)空分布不均，春干旱，夏有余，秋短缺，冬棄水的現(xiàn)象一直未能得到改善，水利投入不足，灌區(qū)水利系統(tǒng)不完善，上游缺乏控制性工程，水資源供需矛盾突出，制約了灌區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展；河道洪水頻發(fā)，缺乏必要的防洪設(shè)施，灌區(qū)洪災(zāi)嚴(yán)重；畜牧業(yè)是老臺(tái)鄉(xiāng)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，牧民多數(shù)采用傳統(tǒng)的放牧方式，抗災(zāi)能力弱、生產(chǎn)力水平低，不僅效益低下，而且過牧對(duì)草原生態(tài)造成嚴(yán)重的破壞。水庫工程的建設(shè)，可以從根本上改變流域防洪現(xiàn)狀，提高灌區(qū)防洪能力；改善農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)條件，提高農(nóng)牧業(yè)綜合生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)牧民全部定居，提高農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)收入，是灌區(qū)本身良性發(fā)展的需要；為確保老臺(tái)鄉(xiāng)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，保證全面建設(shè)小康社會(huì)的實(shí)現(xiàn)，緩解水資源不足和供需失衡日趨加劇的矛盾，解決河道來水時(shí)空分布不均，工程的建設(shè)尤為必要。1.2氣象水文二工河流域地處歐亞大陸中心，遠(yuǎn)離海洋，屬典型的大陸性干旱氣候。根據(jù)吉木薩爾縣氣象站資料，多年平均氣溫7.1℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫-28.6℃。多年平均風(fēng)速2.0m/s，最大風(fēng)速15.7m/s，風(fēng)向NNW，最大凍土深157cm，最大積雪厚度35cm。多年平均蒸發(fā)量為2150.9mm，二工河發(fā)源于天山北坡東段的博格達(dá)山高山區(qū)，源頭有大小冰川17條，河流以冰川、積雪融水、降水及沿程地下水補(bǔ)給為主。二工河夏季徑流量最大，占年徑流量的67.1%，冬季徑流量最小，不到年徑流量的7%，連續(xù)最大四個(gè)月徑流量占年徑流量的75.9%，出現(xiàn)在6～9月，最大月徑流量與最小月徑流量的比值為14.9。二工河徑流量的年際變化比較平穩(wěn)，多年平均年徑流量為1764×104m3，最大年徑流量為2794×104m31.3地質(zhì)擬選二工河流水庫庫壩區(qū)位于北天山優(yōu)地槽褶皺帶烏魯木齊山前拗陷帶內(nèi)。工程場(chǎng)區(qū)附近發(fā)育阜康－吉木薩爾山前大斷裂和雅瑪里克斷裂，均是全新世活動(dòng)斷裂，對(duì)工程的區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。場(chǎng)區(qū)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差，但各擬選水庫壩址均未跨越或座于斷層帶上，直接影響較小，穩(wěn)定性相對(duì)較好。根據(jù)1:400萬《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》，查得二工河水庫壩址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，對(duì)應(yīng)地震基本烈度均為Ⅶ度。二工河水庫下壩址庫區(qū)地形地貌、地層巖性和天然建筑材料均滿足修建當(dāng)?shù)夭牧蠅蔚囊螅畮斓母綄俳ㄖ铮ㄒ绾榈?、放水洞等）的工程地質(zhì)條件基本可以滿足工程建設(shè)要求，但左付壩和右壩肩基巖的埋藏條件較復(fù)雜，建議下階段對(duì)左岸付壩和右壩肩工程地質(zhì)條件做進(jìn)一步的勘探和研究。二工河水庫附近天然建筑材料較豐富，主要為黃土料和砂礫石料，黃土料分布在左岸Ⅲ階地上，儲(chǔ)量巨大，質(zhì)量基本滿足作為防滲土料的要求，平均運(yùn)距500m，開采運(yùn)輸條件較好；C1、C2、C4砂礫料作為上壩料場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富，開采運(yùn)輸條件較好，質(zhì)量基本滿足作為壩殼料的要求(優(yōu)先推薦C4料場(chǎng))；但作為混凝土骨料使用含泥量均偏高，建議購買C3商品料，C3商品料場(chǎng)位于三臺(tái)鎮(zhèn)，距下壩址約22km。1.4建設(shè)規(guī)模二工河水庫是一座以農(nóng)牧業(yè)灌溉、防洪為主的具有綜合開發(fā)任務(wù)的?。?）型水利樞紐工程。工程等級(jí)為Ⅳ等，主要建筑物級(jí)別4級(jí)，次要建筑及臨時(shí)建筑物級(jí)別5級(jí)。初步確定水庫訊限水位1000.73m，起調(diào)水位1000.73m。經(jīng)調(diào)洪演算，水庫10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)防洪高水位為1001.86m，水庫50年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)設(shè)計(jì)洪水位為1002.47m，1000年一遇校核洪水時(shí)校核洪水位為1003.47m，相應(yīng)總庫容為466.0×104m3。下壩址水庫各特征水位如下：死水位：985.71m，死庫容：70.0×104m3；正常蓄水位：1000.73m，興利庫容301.15×104m3；汛期限制水位：1000.73m，相應(yīng)庫容371.15×104m3；防洪高水位：1001.86m，防洪庫容37.43×104m3；設(shè)計(jì)洪水位：1002.47m，攔洪庫容58.69×104m3；校核洪水位：1003.47m，調(diào)洪庫容94.85×104m3。1.5主要建筑物型式和工程布置二工河水庫位于出山口以南1.3km處，初步推薦采用砼面板堆石壩方案。樞紐由砼面板堆石壩壩體、隧洞、溢洪道、壩后引水閘、退水閘等建筑物組成。根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件，壩軸線垂直于河床布置，隧洞布置在左岸壩肩下部，溢洪道布置在壩體右岸一條沖溝的鞍部，引水、退水閘布置在隧洞出口后，下壩址壩頂高程1004.60m，防浪墻頂高程1005.80m，最大壩高47.55m，壩頂寬5.0m，上游壩坡1:1.5，下游壩坡1:1.6，壩頂長度610.4m。溢洪道為正槽，布置在右岸巖體上，由進(jìn)口段、控制段、泄槽段組成。全長96.0m。進(jìn)口段位于右壩肩，長度30.0m，進(jìn)口高程999.83m；控制段采用無坎寬頂堰，長度16.0m，寬度32.0m，堰頂高程1000.73m，底部襯砌厚度0.65m；泄槽長50.0m，底坡i＝0.06～0.10，底寬為24.0.0m，邊墻高2.5m。泄槽段橫斷面為梯形，邊坡坡度1：0.5，邊墻襯砌厚0.3～0.5m，底部襯砌厚度0.5m，底板下鋪設(shè)10cm的C15素砼墊層，溢洪道邊墻、底板采用C25F200鋼筋砼襯砌。槽身結(jié)構(gòu)分縫長度為10m，底部設(shè)縱、橫向排水，泄槽末端底高程996.93m。設(shè)計(jì)洪水位時(shí)溢洪道最大泄流量120.54m3/s，校核洪水位時(shí)溢洪道最大泄流量238.16m3/s。隧洞布置在左岸壩肩下部，由進(jìn)口段、有壓洞身段、閘室段、無壓洞身段、出口消能段組成。進(jìn)口底板高程978.0m，有壓洞身段長54.8m，圓形斷面，內(nèi)徑2.5m，閘室段長16.0m，閘室設(shè)檢修閘門及工作閘門，閘門孔口尺寸為2.5m×2.5m，無壓洞身段長334.2m，采用城門洞形斷面，斷面尺寸2.5m×2.8m，縱坡i=0.02，出口進(jìn)入消力池消能，消力池及陡坡長56m，寬5.0m，砼采用C30F200W6。壩后引水閘、退水閘位于隧洞出口后。引水閘、退水閘與隧洞出口消力池采用40m長漿砌石導(dǎo)流堤連接。引水閘1孔，引水流量5.0m3/s，閘室長5.5m，凈寬4.0m，高2.0m，退水閘兩孔，泄水流量25.0m3/s，閘室長6.0m，單孔凈寬4.0m，高3.0m。閘室底板及邊墻均采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)。1.6機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)庫區(qū)供電電源電可利用得外里鄉(xiāng)電網(wǎng)供應(yīng)，需架設(shè)10kv線路3km。本工程金屬結(jié)構(gòu)分兩部分，即樞紐工程和引水退水閘。樞紐工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備主要分布在放水遂洞，設(shè)弧形工作閘門1扇，擺鉸液壓式啟閉機(jī)1臺(tái)，容量400KN，行程3.0m；平板檢修閘門一扇，卷揚(yáng)式啟閉機(jī)一臺(tái)，容量800kN。引水退水閘金屬結(jié)構(gòu)主要為引水閘一扇，退水閘兩扇，均為平板鋼閘門，啟閉機(jī)均選用雙吊點(diǎn)手電兩用螺桿式啟閉機(jī)3臺(tái)。1.7工程管理二工河水庫工程性質(zhì)屬公益性項(xiàng)目。吉木薩爾縣水管總站作為二工河水庫的法人單位，全面負(fù)責(zé)水庫的建設(shè)管理和水庫的運(yùn)營管理工作。為了保證工程的順利實(shí)施、安全運(yùn)用，工程建設(shè)嚴(yán)格貫徹執(zhí)行“三制”管理機(jī)制，既實(shí)行法人責(zé)任制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制。根據(jù)《水利工程管理單位編制定員試行標(biāo)準(zhǔn)》SLJ705-81之規(guī)定，本工程規(guī)模為Ⅳ等小（1）型，初步擬定機(jī)構(gòu)編制人員7人。1.8施工組織設(shè)計(jì)根據(jù)壩址地質(zhì)地形條件、料場(chǎng)分布和樞紐布置，生產(chǎn)、生活區(qū)主要布置在壩體左岸的Ⅲ級(jí)階地上，與樞紐施工區(qū)相距約0.3km，與對(duì)外交通道路相連，交通比較便利，另外少量臨時(shí)設(shè)施根據(jù)施工需要將布置在壩址區(qū)。初步擬定砂礫石填筑料由C4料場(chǎng)提供，C1、C2作為備用料場(chǎng)，平均運(yùn)距1.0km，料場(chǎng)儲(chǔ)量豐富，場(chǎng)地開闊；砼骨料由C3料場(chǎng)提供，運(yùn)距22km。根據(jù)地形、水文特點(diǎn)，結(jié)合推薦方案樞紐的布置情況，施工期采用上、下游圍堰擋水，河床一次斷流，導(dǎo)流泄洪兼放水遂洞的施工導(dǎo)流方案。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（S1303—2019）的規(guī)定，導(dǎo)流建筑物為5級(jí)，相應(yīng)的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為P=10%~20%。本階段導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)初步確定采用枯水期P=5%（20年一遇）來水頻率，相應(yīng)流量10.2m3/s。壩體臨時(shí)斷面擋水度汛的標(biāo)準(zhǔn)取P=5%（20年一遇），相應(yīng)洪峰流量為114m3根據(jù)推薦方案樞紐布置、工程規(guī)模，結(jié)合二工河水庫工程規(guī)模及施工條件，經(jīng)分析確定本工程推薦方案施工總工期為19個(gè)月，其中工程準(zhǔn)備期為2個(gè)月，主體工程施工期15個(gè)月，工程完建期為2個(gè)月。第一年5月主體工程開工，8月底導(dǎo)流工程完工，9月底截流，第二年9月底全部完工。1.9淹沒、占地處理二工河水庫正常水位回水線長度0.9km。淹沒影響占地總面積500畝，其中天然牧草地444.0畝（二等2級(jí)）、林地56畝（共6500棵）。二工河水庫水庫淹沒補(bǔ)償總投資為362.545萬元。農(nóng)村移民補(bǔ)償費(fèi)為141.028萬元；庫底清理費(fèi)8.0萬元；其他補(bǔ)償費(fèi)31.88萬元：預(yù)備費(fèi)22.35萬元；有關(guān)稅費(fèi)159.28萬元。二工河水庫工程占地補(bǔ)償總投資為140.53萬元。農(nóng)村移民安置補(bǔ)償費(fèi)為99.58萬元；其他補(bǔ)償費(fèi)7.97萬元；預(yù)備費(fèi)16.13萬元；有關(guān)稅費(fèi)16.86萬元。1.10環(huán)境影響評(píng)價(jià)二工河水庫的修建將解決水資源供求矛盾，基本消除洪水的危害，可實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。工程實(shí)施后，可有效的節(jié)約水資源，不僅可為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件，也可為生活及生態(tài)環(huán)境提供更多水量。二工河水庫修建后，會(huì)減少平原區(qū)地下水的補(bǔ)給量；工程施工期的三廢及噪聲對(duì)附近環(huán)境造成短期影響。工程本身的性質(zhì)決定了三廢的污染較小，工程對(duì)環(huán)境的污染屬于水利工程建設(shè)的常規(guī)影響，無特殊性，且隨著工程施工的結(jié)束，這些不利影響將自動(dòng)消失，不會(huì)產(chǎn)生永久的不利影響。從環(huán)境保護(hù)角度講，工程施工不會(huì)對(duì)大氣、生態(tài)及水環(huán)境造成較大的影響，二工河水庫的建設(shè)是可行的。1.11水土保持根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況，因地制宜地采取各類水土流失防治措施，建立有效地水土流失防治體系，有效地預(yù)防和治理防治責(zé)任范圍內(nèi)的水土流失。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，建立有效的水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)有效地控制水土流失對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的不利影響。1.12投資估算及資金籌措本工程推薦方案為下壩址面板壩（隧洞）方案，總投資9088.48萬元。各部分構(gòu)成如下：第Ⅰ部分：水庫樞紐工程部分投資8438.20萬元。第Ⅱ部分：水庫淹沒處理補(bǔ)償投資362.55萬元。第Ⅲ部分：水土保持投資229.43萬元。第Ⅳ部分：環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)投資58.30元。折合庫水單方投資19.50元/m3。本工程按靜態(tài)投資9088.48萬元擬定籌措計(jì)劃，全部申請(qǐng)國家牧區(qū)水利工程專項(xiàng)資金。1.13經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)從國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)分析，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為9.10%，大于社會(huì)折現(xiàn)率，說明項(xiàng)目資源配置的經(jīng)濟(jì)效率達(dá)到了可以被接受的水平。敏感性分析結(jié)果同樣表明，項(xiàng)目具有一定抗風(fēng)險(xiǎn)能力，因此該工程經(jīng)濟(jì)上是可行的。財(cái)務(wù)分析工程實(shí)施后出庫灌溉供水成本水價(jià)0.2968元/m3。工程實(shí)施后，灌區(qū)將新增農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值760.36萬元，農(nóng)業(yè)供水年新增經(jīng)營成本505.0萬元，收入大于支出。計(jì)算經(jīng)營成本水價(jià)偏高于已收取成本水價(jià)，但是，就工程的效益來講，社會(huì)效益無法估量。水庫的興建，體現(xiàn)了黨對(duì)少數(shù)民族地區(qū)人民的關(guān)心和重視，是黨的民族自治政策的具體體現(xiàn)，使當(dāng)?shù)啬撩裢ㄟ^定居，改變游牧生活、生產(chǎn)方式，增強(qiáng)建設(shè)美麗家園的信心，促使社會(huì)安定，人民安居，符合中央對(duì)新疆工作座談會(huì)精神?！案幻衽d牧”水利工程，不僅是農(nóng)牧民實(shí)施全面建設(shè)小康目標(biāo)的富民工程，是實(shí)施牧民定居的關(guān)鍵工程，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)性，先導(dǎo)性工程，更是實(shí)現(xiàn)草原生態(tài)環(huán)境修復(fù)和保護(hù)工程以及水利建設(shè)工程機(jī)制的一項(xiàng)創(chuàng)新工程。綜上所述，建議早日興建該水利工程。二工河水庫工程特性表序號(hào)及名稱單位數(shù)量備注一、水文1、流域面積全流域km2763.6工程地址（壩址、閘址）以上km2176.22、利用的水文系列年限年301956-1977年(插補(bǔ))1978-2019年(觀測(cè))3、多年平均年徑流量104m317644、代表性流量m3/s正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量m3/s15650年一遇非常運(yùn)用（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量m3/s3091000年一遇施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及流量（枯水期）m3/s10.220年一遇5、洪水設(shè)計(jì)洪峰流量m3/s15650年一遇設(shè)計(jì)洪水洪量104m31509五日洪量校核洪水洪量104m32587五日洪量6、泥沙多年平均懸移質(zhì)年輸沙量萬t3.418根據(jù)白楊河水文站泥沙資料推算多年平均推移質(zhì)年輸沙量萬t1.0254占懸移質(zhì)的30%二、工程規(guī)模1、水庫校核洪水位m1003.47設(shè)計(jì)洪水位m1002.47正常蓄水位m1000.73防洪高水位（P=10%）m1001.86汛期限制水位m1000.73死水位m985.71正常蓄水位時(shí)水庫面積104m231.45回水長度km0.9總庫容104m3466.0防洪庫容104m337.43調(diào)洪庫容104m394.85死庫容104m370.0校核洪水位時(shí)最大泄量m3/s238.16設(shè)計(jì)洪水位時(shí)最大泄量m3/s120.542、灌溉灌溉面積萬畝3.26水庫控制灌溉保證率P=75%最大引用流量m3/s5.0年用水總量（P=75%）104m31191.47三、淹沒損失及工程永久占地1、淹沒耕地（P=%）萬畝500其中：草地畝444.0林地畝562淹沒區(qū)林木畝563工程占地畝551.54管理占地㎡600四、主要建筑物及設(shè)備1、擋水建筑物形式砼面板堆石壩地震動(dòng)峰值加速度g0.15頂部高程m1004.60最大壩高m47.55壩長m610.42、泄水建筑物形式開敞式溢洪道堰頂高程m1000.73溢洪道長度m96.0設(shè)計(jì)泄洪流量m3/s120.54校核泄洪流量m3/s238.163、引水建筑物設(shè)計(jì)引水流量m3/s5最大引水流量m3/s30進(jìn)口底板高程m978引水形式隧洞長度m405斷面尺寸m2.5×2.5/2.8有壓洞2.5×2.5無壓洞2.5×2.84、輸電線電壓kV10輸電距離km7五、施工1、主體工程數(shù)量土方開挖萬m316.21石方明挖萬m34.01石方洞挖萬m30.67壩體填筑萬m356.71干砌石方萬m30.73漿砌石方萬m30.26砼和鋼筋砼萬m32.41金屬結(jié)構(gòu)安裝t42.35帷幕灌漿103m0.69固結(jié)灌漿103m0.52鋼筋及鋼材t1409.062、所需勞動(dòng)力高峰工人數(shù)人5003、施工動(dòng)力及來源供電kw1404、對(duì)外交通（公路）距離km75、施工導(dǎo)流方式隧洞6、施工期限準(zhǔn)備工期月2施工工期月17總工期月19六、工程運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)性質(zhì)公益性質(zhì)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)來源水費(fèi)機(jī)構(gòu)人員編制人7管理占地面積㎡6002氣象水文2.1氣象二工河流域地處歐亞大陸中心，遠(yuǎn)離海洋，只有西風(fēng)氣流將大西洋上空的濕潤空氣帶入并形成降水。從西伯利亞來的強(qiáng)冷空氣，從西北方入侵，常造成大風(fēng)和降溫天氣。氣候特點(diǎn)：冬季寒冷而漫長；海拔1700m以上的山區(qū)，四季不甚分明，表現(xiàn)為春、秋相連；春、夏多風(fēng)，降水少，屬典型的大陸性干旱氣候。二工河流域沒有氣象資料，本次選取吉木薩爾縣氣象站和阜康白楊河水文站氣象觀測(cè)資料進(jìn)行相應(yīng)分析。2.1.1氣溫、風(fēng)速、凍土吉木薩爾縣氣象站多年平均氣溫7.1℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫-28.6℃，年最高氣溫出現(xiàn)在7月，年最低氣溫出現(xiàn)在12月或1月。一年當(dāng)中月平均氣溫低于零度的月份長達(dá)5個(gè)月之久，一般在11月到次年的3月。多年平均風(fēng)速2.0m/s，最大風(fēng)速15.7m/s，風(fēng)向NNW,最大凍土深157cm，最大積雪厚度35cm2.1.2降水吉木薩爾縣氣象站多年平均降水量179.2mm，連續(xù)最大四個(gè)月降水量90.3mm，出現(xiàn)在6～9月，占年降水量的50.4%；最大月平均降水量26.7mm，出現(xiàn)在7月，占年均降水量的14.9%；最小月平均降水量5.6mm，出現(xiàn)在1月，僅占年降水量的3.1%。阜康白楊河水文站多年平均降水量266.9mm，連續(xù)最大四個(gè)月降水量138.1mm，出現(xiàn)在5～8月，占到年降水量的51.7%；最大月降水量38.1mm，出現(xiàn)在7月，占到年降水量的14.3%；最小月降水量7.6mm，出現(xiàn)在1月，僅占年降水量的2.8%。2.1.3蒸發(fā)根據(jù)吉木薩爾縣氣象站20cm口徑蒸發(fā)器觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，其多年平均蒸發(fā)量為2150.9mm；最大年蒸發(fā)量為2689.6mm，出現(xiàn)在1974年，最小年蒸發(fā)量為1748.7mm，出現(xiàn)在1993年，最大年與最小年蒸發(fā)量比值為1.5倍；年內(nèi)最大月平均蒸發(fā)量386.9mm，出現(xiàn)在7月，約占全年蒸發(fā)量的18.0%，最小月平均蒸發(fā)量9.5mm，出現(xiàn)在12月，僅占全年蒸發(fā)量的0.4%。根據(jù)阜康白楊河水文站20cm口徑蒸發(fā)器觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，其多年平均蒸發(fā)量為1442.0mm；最大年蒸發(fā)量為1868.8mm，出現(xiàn)在2019年，最小年蒸發(fā)量為1079.1mm，出現(xiàn)在1988年，最大年與最小年蒸發(fā)量比值為1.7倍；年內(nèi)最大月蒸發(fā)量254.7mm，出現(xiàn)在6月，約占全年蒸發(fā)量的17.7%，最小月蒸發(fā)量11.8mm，出現(xiàn)在12月，僅占全年蒸發(fā)量的0.8%。吉木薩爾縣氣象站、阜康白楊河水文站各氣象要素統(tǒng)計(jì)見表2-1-1和表2-1-2。吉木薩爾縣氣象站氣象特征值一覽表表2-1-1項(xiàng)目一月二月三月四月五月六月七月平均氣溫(℃)-14.9-11.8-0.811.218.323.225.0降水量(mm)5.66.19.416.817.322.726.7蒸發(fā)量(mm)9.718.269.9208.2326.1373.7386.9平均風(fēng)速(m/s)1.11.31.92.72.82.72.5項(xiàng)目八月九月十月十一月十二月全年平均氣溫(℃)23.517.38.2-2.4-12.07.1降水量(mm)21.918.914.510.88.5179.2蒸發(fā)量(mm)351.7238.4124.434.29.52150.9平均風(fēng)速(m/s)2.32.11.81.51.12.0注：平均氣溫為1961-2019年，降水量、蒸發(fā)量為1964-2019年，平均風(fēng)速為1971-2019年。白楊河水文站氣象特征值一覽表表2-1-2項(xiàng)目一月二月三月四月五月六月七月平均氣溫(℃)-12.4-10.0-1.39.016.220.922.4降水量(mm)7.68.013.728.133.936.538.1蒸發(fā)量(mm)13.619.150.1150.1224.1254.7244.4項(xiàng)目八月九月十月十一月十二月全年平均氣溫(℃)20.915.46.8-2.4-10.16.3降水量(mm)29.523.320.117.810.3266.9蒸發(fā)量(mm)214.1152.579.727.811.81442.0注：平均氣溫為1965-67、69、71-78、81-2019年，降水量為1965-67、77-2019年，蒸發(fā)量為1965-66、81-2019年。2.2水文基本資料2.2.1水文、氣象站網(wǎng)（1）阜康白楊河水文站(以下簡(jiǎn)稱白楊河站)白楊河站位于阜康市大黃山煤礦一分廠，是白楊河的水量控制站，屬國家基本水文站。由新疆水文水資源局（原新疆水文總站）于1962年10月設(shè)立，1963年9月上遷6km，2019年又下遷80m；現(xiàn)白楊河站地理座標(biāo)為東經(jīng)88°32′，北緯44°03′，海拔高程1100m，集水面積252km2。該站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、懸移質(zhì)泥沙、降水量、蒸發(fā)量、水質(zhì)、水溫等，汛期5～8月水位采用自記水位計(jì)記錄。（2）五圣宮水文站(以下簡(jiǎn)稱五圣宮站)五圣宮站位于吉木薩爾縣泉子街鎮(zhèn)甘溝塘村，是白楊河的水量控制站，屬國家基本水文站，由新疆水文水資源局（原新疆水文總站）于1980年5月20日設(shè)立并觀測(cè)至今。五圣宮站地理座標(biāo)為：東經(jīng)89°15′、北緯43°44′，海拔高程1450m，集水面積162km2。該站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、蒸發(fā)量、懸移質(zhì)泥沙、水溫等，汛期5～8月水位采用自記水位計(jì)記錄。（3）開墾河水文站(以下簡(jiǎn)稱開墾河站)開墾河站位于奇臺(tái)縣七戶鄉(xiāng)七戶一村，是開墾河的水量控制站，屬國家基本水文站。該站由新疆水文水資源局（原新疆水文總站）于1956年10月1日設(shè)立，1959年5月1日河流測(cè)驗(yàn)斷面上遷2.5km，1987年水毀，1988年又上遷290m。1975年10月因該站河流測(cè)驗(yàn)斷面上游修建電站引水渠，自1976年以后流量為河、渠合成后流量。開墾河水文站地理座標(biāo)為：東經(jīng)89°50′，北緯43°36′，海拔高程1520m，流域集水面積371km2。該站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、懸移質(zhì)泥沙、降水量、蒸發(fā)量、水質(zhì)、水溫以及氣溫、氣壓、風(fēng)速、日照等，汛期5～8月水位采用自記水位計(jì)記錄。（4）躍進(jìn)水庫進(jìn)庫水文站(以下簡(jiǎn)稱躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站)躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站位于木壘縣照壁山鄉(xiāng)南閘村，是木壘河水量控制站，屬國家基本水文站。該站由新疆水文水資源局（原新疆水文總站）設(shè)立于1956年11月，1959年2月撤銷。1963年恢復(fù)觀測(cè)，地理座標(biāo)為：東經(jīng)90°17′，北緯43°47′，海拔高程1360m，流域集水面積461km2，該站自設(shè)立以來由于木壘河龍王廟水庫大壩加高，斷面在2km范圍內(nèi)上遷多次。該站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、懸移質(zhì)泥沙、降水量、蒸發(fā)量、水質(zhì)、水溫等，汛期5～8月水位采用自記水位計(jì)記錄。（5）二工河測(cè)驗(yàn)斷面二工河無水文站，由水管單位設(shè)立一測(cè)水點(diǎn)，常年進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)水點(diǎn)位于吉木薩爾縣老臺(tái)鄉(xiāng)乏馬塘村，為二工河徑流（來水量）計(jì)量斷面，由吉木薩爾縣老臺(tái)鄉(xiāng)政府于1964年設(shè)立，1978年由縣水電局農(nóng)水科管理，1986年吉木薩爾縣水電局水管總站成立后劃歸該機(jī)構(gòu)統(tǒng)一管理。該測(cè)水點(diǎn)位于二工河出山口以上4km左右，現(xiàn)地理座標(biāo)為東經(jīng)88°48′28.2″，北緯44°01′27.2″，海拔高程1048m，集水面積178km2。二工河測(cè)驗(yàn)斷面流量測(cè)驗(yàn)及整編方式：當(dāng)河流來水小于3.5m3/s且全部引用時(shí)用流速儀在輸水渠上測(cè)流，當(dāng)河流來水超過3.5m3（6）吉木薩爾縣氣象站吉木薩爾縣氣象站地處吉木薩爾縣城內(nèi)，屬國家基本氣候站。該站觀測(cè)項(xiàng)目有氣溫、降水量、蒸發(fā)量、相對(duì)濕度、風(fēng)向風(fēng)速、日照、凍土深度、積雪深度等，自1960年10月設(shè)站連續(xù)觀測(cè)至今。該站地理坐標(biāo)為：東經(jīng)89°10′，北緯44°01′，海拔高程735.8m。2.2.2基本資料本次收集到水文、水管及氣象資料詳情見表2-2-1。2.2.3水管資料合理性檢查本次收集的二工河徑流資料中，1956～1982年時(shí)段的資料是采用1983年昌吉水文水資源勘測(cè)大隊(duì)與吉木薩爾縣水電局共同完成的《吉木薩爾水文手冊(cè)》中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)主要利用該縣1960年、1961年的調(diào)查修正資料及1978～1982年觀測(cè)目估資料與鄰近流域有長期觀測(cè)資料的阜康白楊河水文站、奇臺(tái)開墾河水文站、木壘河躍進(jìn)水庫進(jìn)庫水文站及該縣氣象站降水建立相關(guān)、統(tǒng)計(jì)而得，1982-2019年時(shí)段為縣水電局提供的觀測(cè)資料。本次先將這兩段徑流資料進(jìn)行合并處理，通過分析來確定資料的使用時(shí)段。選擇與本流域左右相鄰的位于出山口區(qū)、具有較好系列一致性且均建于20世紀(jì)五六十年代開墾河站、阜康白楊河站作為參證站，分別點(diǎn)繪二工河與參證站的年徑流模比系數(shù)差積曲線(見圖2-1-1～圖2-1-3)，圖中可見兩參證站自建站以來至1986年基本處于枯水年群，87年以后處于豐平年群。而二工河變化趨勢(shì)與代表站有明顯不同，1956-1970年處于豐平年群，1971-1994處于枯水年群，1995年以后又處于豐平年群，因此二工河合并資料與兩相鄰代表站變化趨勢(shì)不同。設(shè)計(jì)流域及參證站資料一覽表表2-2-1站名逐年平均流量逐日平均流量逐年降水逐月蒸發(fā)量(Φ20cm)逐月平均氣溫逐月含沙量逐月輸沙量白楊河站1962-2019年1962-2019年1965-1967年1977-2019年1965-1966年1981-2019年1965-2019年1967-2019年1967-2019年五圣宮站1981-2019年1981-2019年1981-2019年1981-2019年開墾河站1956-2019年1956-2019年1964-1965年1980-2019年躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站1963-2019年1963-2019年二工河測(cè)驗(yàn)斷面1956-1977年(插補(bǔ))1978-2019年(觀測(cè))1990-2019年吉木薩爾縣氣象站1961-2019年1961-1962年1964-2019年1961-2019年備注：本次還搜集到白楊河站、開墾河站、躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站的歷史洪水資料圖2-1-1開墾河年徑流量模比系數(shù)差積曲線圖2-1-2白楊河站年徑流量模比系數(shù)差積曲線圖2-1-3二工河年徑流量模比系數(shù)差積曲線綜上所述，通過分析認(rèn)為該段資料中1978～2019年段均為水管觀測(cè)資料，不受相關(guān)插補(bǔ)因素影響，因此本次選用該段資料進(jìn)行分析計(jì)算。2.2.4水文基本資料評(píng)價(jià)本次選用的國家基本水文站的水文資料均按國家行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)、整編、刊印，資料可靠，精度較高，完全可以滿足本次水文分析計(jì)算對(duì)資料的要求。所收集的二工河測(cè)驗(yàn)斷面1978～2019年水管觀測(cè)資料，由于沒有測(cè)驗(yàn)斷面及量水建筑物，當(dāng)河流引水量小于3.5m3/s時(shí)用流速儀在輸水渠上測(cè)流，當(dāng)河流來水超過3.5m2.3徑流2.3.1徑流特性2.3.1.1徑流量的年內(nèi)分配二工河發(fā)源于天山北坡東段的博格達(dá)山高山區(qū)，源頭有大小冰川17條，河流以冰川、積雪融水、降水及沿程地下水補(bǔ)給為主。根據(jù)二工河測(cè)驗(yàn)斷面1990～2019年共18年的月年實(shí)測(cè)徑流系列，其年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2-3-1。二工河測(cè)驗(yàn)斷面徑流量年內(nèi)分配表表2-3-1四季徑流量占全年比例(%)連續(xù)最大四個(gè)月最大月最小月春(3-5月)夏(6-8月)秋(9-11月)冬(12-2月)起迄占比例(%)月份占年比例(%)月份占年比例(%)8.8867.117.26.866-975.9732.322.17從表中數(shù)據(jù)可以看出，二工河夏季徑流量最大，占年徑流量的67.1%，冬季徑流量最小，不到年徑流量的7%，連續(xù)最大四個(gè)月徑流量占年徑流量的75.9%，出現(xiàn)在6～9月，最大月徑流量與最小月徑流量的比值為14.9。年內(nèi)各月分配占全年百分比見柱狀圖2-3-1。005101520253035123456789101112月份月水量占年百分比(%)圖2-3-1二工河測(cè)驗(yàn)斷面年徑流量月分配柱狀圖2.3.1.2徑流量的年際變化從二工河測(cè)驗(yàn)斷面1978-2019年共30年的實(shí)測(cè)年徑流系列來看，二工河徑流量的年際變化比較平穩(wěn)，多年平均年徑流量為1764×104m3，最大年徑流量為2794×102.3.2徑流系列分析二工河測(cè)驗(yàn)斷面有30年的實(shí)測(cè)年徑流資料系列，但由于測(cè)驗(yàn)不夠規(guī)范，其資料精度較水文站資料精度低。而其相鄰流域阜康白楊河水文站具有44年實(shí)測(cè)水文資料，阜康白楊河與二工河同處于一個(gè)氣候區(qū)，并且同發(fā)源于博格達(dá)山脈，它們?cè)趶搅餍纬蓹C(jī)制上具有一定的相似性?，F(xiàn)對(duì)阜康白楊河水文站44年年徑流系列做一致性、代表性與可靠性分析。2.3.2.1系列可靠性分析阜康白楊河水文站為國家基本水文站點(diǎn)，資料采集、整編和刊印嚴(yán)格按國家行業(yè)規(guī)范要求執(zhí)行，資料質(zhì)量可靠，完全能夠滿足水文分析計(jì)算精度要求。二工河測(cè)驗(yàn)斷面是為當(dāng)?shù)胤剿懿块T為下游供水而觀測(cè)的水管資料，其測(cè)驗(yàn)不夠規(guī)范，資料整編成果精度較低，可靠性不高。2.3.2.2系列一致性分析影響系列一致性的主要因素來自區(qū)間引水、分水、人類活動(dòng)以及計(jì)算斷面上下遷移等。阜康白楊河水文站設(shè)立于1962年10月，但自1964年始才具備完整的年實(shí)測(cè)徑流系列。自1964年到2019年時(shí)段，測(cè)站基本斷面僅遷移一次，下遷距離為80m，測(cè)站以上控制面積為252km2，因遷移所引起的控制面積變化很小，加之區(qū)間沒有水量的引入與分出，按照有關(guān)規(guī)范規(guī)定其徑流系列是一致的，故阜康白楊河水文站44年年徑流系列的一致性較好。二工河測(cè)驗(yàn)斷面基本沒有發(fā)生變化，在幾十年中其上游也沒有大規(guī)模的開發(fā)活動(dòng)，下墊面條件也未發(fā)生大的變化，通過點(diǎn)繪白楊河站降水資料與二工河歷年徑流深點(diǎn)繪雙累積曲線進(jìn)行分析(見圖2-3-2)可見，點(diǎn)子基本為帶狀分布，以此證明二工河徑流資料系列一致性較好。圖2-3-2二工河徑流深與白楊河站降水雙累積曲線2.3.2.3系列代表性分析（1）參證站年徑流量長短系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析依據(jù)阜康白楊河水文站年徑流量資料，自2019年逆時(shí)序向前推，根據(jù)矩法估算的不同年代系列長度，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)比。由表2-3-2可知，隨著樣本長度增加，各統(tǒng)計(jì)參數(shù)系列均值已呈顯著的收斂態(tài)勢(shì)，CV值趨近穩(wěn)定。白楊河站不同長度年徑流量系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)照表表2-3-2起止年份年數(shù)徑流量(104變差系數(shù)均值相對(duì)誤差(%)Cv計(jì)相對(duì)誤差(%)1985-201923747010.00.133-27.91980-20192870944.50.176-4.81975-20193370323.60.168-9.01970-20193868551.00.183-1.11964-20194567880.00.1850.0（2）參證站年徑流量模比系數(shù)差積曲線分析從圖2-3-3白楊河水文站1964年～2019年年徑流量模比系數(shù)差積曲線中可見，1964年～1986年為枯水年群，1987年～2019年為豐水年群，但都不完整，因此阜康白楊河水文站1964～2019年徑流系列的代表性欠佳。圖2-3-3白楊河站年徑流量模比系數(shù)差積曲線（3）參證站年徑流模比系數(shù)累積平均過程線分析圖2-3-4白楊河站年徑流量模比系數(shù)累積平均過程線從圖2-3-4年徑流量模比系數(shù)累積平均過程線中可見：白楊河站年徑流系列模比系數(shù)累積平均過程線隨著年徑流量系列長度的增加，其變幅越來越小，當(dāng)該站年徑流量系列長度達(dá)到37年以上時(shí)，其模比系數(shù)累積平均過程線基本收斂于1，并在其附近振蕩；當(dāng)年徑流量系列長度達(dá)到40年以上時(shí)，其模比系數(shù)累積平均過程線穩(wěn)定收斂于1。上述分析說明白楊河站1964年～2019年44年年徑流系列穩(wěn)定性較好。綜上所述，設(shè)計(jì)站二工河測(cè)驗(yàn)斷面相對(duì)于參證站白楊河站來說，其1978～2019年30年徑流系列處在一個(gè)枯豐交替年段，且年徑流枯豐周期均不完整，統(tǒng)計(jì)參數(shù)也未趨于穩(wěn)定，故系列代表性較差，需要進(jìn)行必要的插補(bǔ)延長，以提高系列的代表性。2.3.2.4徑流系列相關(guān)插補(bǔ)二工河測(cè)驗(yàn)斷面有1978-2019年共30年的實(shí)測(cè)年徑流系列，二工河流域以東的開墾河站有1957-2019年共51年的連續(xù)年徑流系列，該流域以西的阜康白楊河站有1964-2019年共44年的連續(xù)年徑流系列，但二工河測(cè)驗(yàn)斷面與兩站的年徑流相關(guān)系數(shù)都很低，與開墾河站的年徑流相關(guān)系數(shù)r=0.26,與阜康白楊河站的年徑流相關(guān)系數(shù)r=0.61,點(diǎn)據(jù)散亂，因此沒有對(duì)二工河測(cè)驗(yàn)斷面1978-2019年的年徑流系列進(jìn)行插補(bǔ)延長，本次計(jì)算只使用該站1978-2019年30年的連續(xù)徑流系列資料。2.3.3設(shè)計(jì)年徑流量2.3.3.1參證站設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算根據(jù)白楊河站1964-2019年44年徑流資料，經(jīng)過頻率計(jì)算(見圖2-3-5)，得到白楊河站斷面不同設(shè)計(jì)頻率年徑流量（見表2-3-3）。白楊河站年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-3項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%白楊河站67880.192.07608670658794815圖2-3-5白楊河站年徑流量頻率曲線圖2.3.3.2二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算（1）頻率分析計(jì)算法對(duì)二工河測(cè)驗(yàn)斷面30年年徑流量資料采用P－Ⅲ型曲線進(jìn)行頻率分析計(jì)算，在適線時(shí),主要考慮平、枯水年的點(diǎn)據(jù)（圖2-3-6），得到不同保證率的設(shè)計(jì)年徑流量，計(jì)算成果見表2-3-4。圖2-3-6二工河測(cè)驗(yàn)斷面年徑流量頻率曲線圖二工河測(cè)驗(yàn)斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-4計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%頻率分析計(jì)算法17640.254.502000168314401204（2）模數(shù)法根據(jù)參證站白楊河站相應(yīng)不同頻率設(shè)計(jì)徑流量模數(shù)，分別乘以二工河測(cè)驗(yàn)斷面集水面積，可得二工河測(cè)驗(yàn)斷面的徑流量成果(見表3-3-5)，計(jì)算公式如下。式中：R設(shè)。p、R代.p………………設(shè)計(jì)站、參證站相應(yīng)頻率的徑流量(104F設(shè)、F代………………設(shè)計(jì)站、參證站相應(yīng)的集水面積(km2)二工河測(cè)驗(yàn)斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-5計(jì)算斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量(104P=25%P=50%P=75%P=95%二工河測(cè)驗(yàn)斷面5374473741533401（3）長短系列比值法二工河測(cè)驗(yàn)斷面有1978-2019年30年實(shí)測(cè)年徑流量系列，而與二工河年徑流量有成因聯(lián)系且同步性較好的白楊河站有1964-2019年44年年徑流量系列，以長短系列比值法推算出二工河測(cè)驗(yàn)斷面長系列均值，借用白楊河站年徑流系列Cv、Cs，推算出二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)年徑流量，見表2-3-6。二工河測(cè)驗(yàn)斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-6計(jì)算斷面統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%二工河測(cè)驗(yàn)斷面16740.192.01876165414501187（4）等值線法采用《昌吉回族自治州地表水資源調(diào)查評(píng)價(jià)》1956年-2000年多年平均徑流深等值線成果，應(yīng)用時(shí)將成果進(jìn)行修正至2019年(見表2-3-7)，計(jì)算出二工河測(cè)驗(yàn)斷面多年平均年徑流量，統(tǒng)計(jì)參數(shù)Cv、Cs借用白楊河站實(shí)測(cè)系列計(jì)算出Cv、Cs，推算成果見表2-3-8。二工河測(cè)驗(yàn)斷面等值線成果表表2-3-7計(jì)算項(xiàng)目等值線數(shù)值(mm)300-400200-300150-200100-15050-10025-5010-25合計(jì)計(jì)算面積(km2)20.1923.8519.2218.1920.5931.6942.47176.2產(chǎn)流量(104706.6596.2336.3227.4154.4118.874.32214修正后1.036(修正系數(shù))2293二工河測(cè)驗(yàn)斷面年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-8計(jì)算斷面統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%二工河測(cè)驗(yàn)斷面22930.192.025702265198616262.3.3.3二工河設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算二工河水庫下壩址位于二工河測(cè)驗(yàn)斷面以上100m處，二工河測(cè)驗(yàn)斷面集水面積為178.0km2，下壩址以上集水面積為176.2km2。由于二工河下壩址與測(cè)驗(yàn)斷面之間無支流匯入與水量引出，故除等值線法外直接將其它方法計(jì)算出的二工河測(cè)驗(yàn)斷面成果用于水庫下壩址處，另用等值線法也可計(jì)算出各壩址斷面的成果，各方法推算出壩址處設(shè)計(jì)成果見表2-3-9。二工河下壩址斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-9計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%頻率分析計(jì)算法17640.254.502000168314401204模數(shù)法5374473741533401長短系列比值法16740.192.01876165414501187等值線法22900.192.025672263198316242.3.4年徑流量合理性分析與成果推薦根據(jù)以上四種方法，可以得到擬建二工河水庫各壩址處設(shè)計(jì)年徑流量成果，但各種結(jié)果是否符合二工河實(shí)際情況？現(xiàn)對(duì)此予以分析，確定一個(gè)合理的年徑流量值供擬建水庫工程設(shè)計(jì)使用。模數(shù)法適用于鄰近流域與設(shè)計(jì)流域間水文氣象和產(chǎn)流條件差異不大的情況，二工河與其附近的阜康白楊河水文站都發(fā)源于博格達(dá)山脈的北坡，同處于一個(gè)氣候區(qū)，其河流徑流補(bǔ)給來源主要為冰川融水、積雪融水、降水及沿程地下水補(bǔ)給。僅從兩流域的冰川分布（見表2-3-10）知，參證站的面積是設(shè)計(jì)站的1.4倍，而冰川儲(chǔ)量是設(shè)計(jì)站的6.8倍，流域內(nèi)的冰川儲(chǔ)量是一座巨大的“高山固體水庫”，年消融量較穩(wěn)定，是河流徑流較穩(wěn)定的補(bǔ)給來源，因此，用模數(shù)法計(jì)算成果偏大，不符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，因此不推薦此方法成果。參證站及二工河流域冰川分布統(tǒng)計(jì)表表2-3-10站名集水面積（km2）冰川數(shù)（條）冰川面積（km2）冰儲(chǔ)量（km3）二工河測(cè)驗(yàn)斷面178175.660.2285白楊河站2521521.141.550頻率分析計(jì)算要求依據(jù)的設(shè)計(jì)站資料三性較好,從以上有關(guān)章節(jié)分析可知，設(shè)計(jì)站資料可靠性和代表性較差,因此用這種方法推出的設(shè)計(jì)成果精度較差，在此也不予推薦。采用《昌吉回族自治州地表水資源調(diào)查評(píng)價(jià)》1956～2000年多年平均徑流深等值線成果(注：應(yīng)用時(shí)將成果進(jìn)行修正至2019年)，統(tǒng)計(jì)參數(shù)Cv、Cs借用參證站的成果，該徑流深等值線圖依據(jù)新疆較大河流實(shí)測(cè)水文資料，且采用1:25萬電子地圖作為繪制工作底圖，在精度的水平控制上充分考慮到參證站點(diǎn)與天然實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差，因此在計(jì)算大流域河川徑流時(shí)精度較高，而計(jì)算小流域河川徑流時(shí)可能存在較大的誤差，只能作為參考。長短系列比值法是規(guī)范推薦應(yīng)用在實(shí)測(cè)資料系列較短地區(qū)的方法，通過此方法可用設(shè)計(jì)站短系列資料延長至長系列，提高了設(shè)計(jì)站的資料精度。因此，本次推薦用此方法的計(jì)算成果(見表2-3-11)。二工河擬建水庫年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表表2-3-11計(jì)算斷面統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同保證設(shè)計(jì)年徑流量(104均值CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=90%壩址處16740.192.018761654145012842.3.5不同設(shè)計(jì)保證率典型年的選擇根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)典型年的選擇遵循以下原則：（1）在實(shí)測(cè)徑流系列中選擇；（2）典型年的年徑流量與設(shè)計(jì)年徑流量盡量接近；（3）典型年的月徑流量分配過程，應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉較為不利。根據(jù)以上三條原則，從1990年～2019年18年有完整月年資料中分別選取2019年為設(shè)計(jì)證率為25%、50%典型年，1991年為設(shè)計(jì)保證率為75%和90%的典型年。2.3.6設(shè)計(jì)年徑流量月分配根據(jù)所選擇典型年與設(shè)計(jì)年徑流量，求出不同保證率的設(shè)計(jì)年徑流量的縮放比Kp:Kp=Wp/Wd式中：Kp―設(shè)計(jì)頻率為P的典型年徑流量縮放比Wd－典型年的年徑流量Wp－設(shè)計(jì)年徑流量采用同倍比法，以縮放比Kp乘各自典型年的逐月及年徑流量，得到設(shè)計(jì)保證率為25%、50%、75%和90%的月徑流量分配過程(見表2-3-12)。二工河水庫壩址設(shè)計(jì)年徑流量年內(nèi)各月分配表表2-3-122.4洪水2.4.1洪水類型、成因及特征分析二工河流域洪水多發(fā)生于春季和夏季，一般以暴雨洪水為主。洪水按成因可分為：①暴雨洪水；②春季融雪型洪水；③混合型洪水。由于項(xiàng)目區(qū)無實(shí)測(cè)洪水水文要素資料，本次選用相鄰流域阜康白楊河洪水資料為例，對(duì)二工河洪水特征進(jìn)行分析。2.4.1.1暴雨洪水二工河流域的暴雨洪水指區(qū)域暴雨洪水和局地暴雨洪水。大尺度的天氣系統(tǒng)所形成暴雨過程降水量大，雨區(qū)范圍大，持續(xù)時(shí)間長，常常形成區(qū)域性暴雨洪水；中小尺度天氣系統(tǒng)形成的暴雨，降水歷時(shí)短，降水量集中，強(qiáng)度大，降水籠罩面積小。這類暴雨可在局部地區(qū)尤其是小河和山洪溝形成突發(fā)性的陡漲陡落的局地性暴雨洪水，其主要特征是暴雨強(qiáng)度大，歷時(shí)短，在較短時(shí)間內(nèi)匯集，形成峰高量小，破壞性很大的局地暴雨洪水，發(fā)生次數(shù)較頻繁。圖2-4-1是白楊河站1994年7月12日0時(shí)0020406080100120140160020406080100120歷時(shí)(h)流量(m3/s)圖2-4-1白楊河站1994暴雨洪水過程線2.4.1.2融雪型洪水二工河流域上游山區(qū)在持續(xù)高溫天氣的作用下，冰川和冰雪強(qiáng)烈消融，形成融雪型洪水。其洪水的主要特性是持續(xù)時(shí)間長、涉及的范圍廣、峰緩量大、日變化明顯、一日一峰，對(duì)于某個(gè)固定斷面峰、谷出現(xiàn)時(shí)間基本固定，很有規(guī)律。洪水的大小取決于山前積雪深度和氣溫回升速度。洪水一般特點(diǎn)是歷時(shí)較長，過程平緩，洪峰流量不大。圖2-4-2是白楊河站2007年6月3日至8日的融雪型洪水過程。圖2-4-2白楊河站1973年春季融雪洪水過程線2.4.1.3混合型洪水混合型洪水是高山區(qū)冰雪融水與暴雨洪水疊加而形成的洪水，混合型洪水因其組合不同而兼有前兩種洪水的特征。圖2-4-3是白楊河站1996年7月17日—24日一次混合型洪水過程?；旌闲秃樗饕卣骶C合如下：圖2-4-3白楊河站1996年混合型洪水過程線（1）其洪水過程線兼有季節(jié)性積雪融水及暴雨洪水雙重形態(tài)特征。（2）由于混合型洪水過程之中的暴雨洪水過程是基于冰雪融水洪水過程之上的，因此，洪峰高度一般比單純的暴雨洪水和融雪洪水相對(duì)要高。（3）混合型洪水由于對(duì)坡地的侵蝕作用強(qiáng)，含沙量大，更具危害性。（4）洪峰流量量級(jí)及持續(xù)時(shí)間是由氣溫及暴雨強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等多種混合因素決定的。2.4.2歷史洪水下面就設(shè)計(jì)流域與參證流域有關(guān)歷史洪水調(diào)查情況分別進(jìn)行介紹。2.4.2.1設(shè)計(jì)流域歷史洪水（1）設(shè)計(jì)流域歷史洪水調(diào)查《吉木薩爾縣志》中只對(duì)1987年洪水進(jìn)行了記載，現(xiàn)摘錄如下：1987年7月26日至27日，境內(nèi)連續(xù)兩天降中到大雨，山區(qū)降水量100mm，平原降水量45.2mm，全縣163條河溝爆發(fā)洪水，洪水沖出山口，主要河流的最大流量分別為西大龍口河140m3/s，水溪溝35.5m3/s，小龍口河39.0m3二工河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過二場(chǎng)次較大洪水，分別是1987年7月27日、2007年7月17日，均為調(diào)查洪水。1987年7月27日二工河發(fā)生暴雨洪水，昌吉水文勘測(cè)大隊(duì)于8月10日組織人員對(duì)該洪水進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查河段位于二工河測(cè)驗(yàn)斷面附近，斷面以上集水面積176km2。調(diào)查河段順直長度30多米，上下斷面擴(kuò)散，中斷面收縮。調(diào)查河段為單式斷面，河床由沙卵石組成，沖淤變化較大，斷面上下游植被良好。根據(jù)河床粒徑組成情況，參照相鄰白楊河站河床糙率情況，選取n=0.056。2007年7月17日受大尺度天氣影響，引發(fā)天山北坡中段諸多河流及山洪溝發(fā)生大洪水，昌吉水文水資源勘測(cè)局于2007年7月25日組成調(diào)查組在吉木薩爾縣水利局協(xié)作下，對(duì)7.17洪水進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查河段位于二工河出山口以下烏奇公路以北大約300m處村莊內(nèi)，河段為天然河岸，順直長度80m，河底坡度尚平整較均勻。調(diào)查時(shí)河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個(gè)斷面，利用多斷面約束條件下的方法推算洪峰流量來確定河床糙率，其確定河床糙率值經(jīng)與《洪水調(diào)查與計(jì)算》中糙率表相對(duì)照，選取n=0.035，水面比降通過實(shí)測(cè)洪痕推算而得。由于本次擬建水庫，需要對(duì)洪水進(jìn)行復(fù)核，受時(shí)間及河段變化影響，87年洪痕很難確認(rèn)，本項(xiàng)目組在2008年5月8日在擬建壩址附近僅對(duì)2007年7月17日洪水進(jìn)行了復(fù)核，斷面以上集水面積為172.4km2。調(diào)查測(cè)量時(shí)河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個(gè)斷面，利用多斷面約束條件下的方法推算洪峰流量來確定河床糙率，其確定河床糙率值與鄰近阜康白楊河站實(shí)測(cè)河床糙率相比較，最后選取n=0.052，水面比降通過實(shí)測(cè)洪痕推算而得。并通過與吉木薩爾水利局有關(guān)水管人員座談，對(duì)該河歷史洪水進(jìn)行了調(diào)查，歷次洪水調(diào)查結(jié)果列于表5-2。調(diào)查報(bào)告主要內(nèi)容簡(jiǎn)要介紹見表2-4-1。二工河各場(chǎng)次洪水調(diào)查成果表表2-4-1洪水發(fā)生時(shí)間調(diào)查時(shí)間調(diào)查地點(diǎn)過水面積(m2)水力半徑(m)糙率水面比降洪峰流量(m3/s)可靠程度1987.7.271987.8.10二工河測(cè)驗(yàn)斷面附近15.300.960.0560.04354.6較可靠2019.7.172019.7.25烏奇公路以北大約300m17.850.550.0350.01948.3較可靠2019.7.172019.5.8下壩址以上1000m21.080.720.0520.02551.2較可靠（2）歷史洪水計(jì)算方法本次在下壩址處附近對(duì)二工河2007年7月17日洪水的洪峰流量采用曼寧公式推算。為了減少糙率選擇的任意性、增加糙率選擇的約束條件，在野外調(diào)查河段均布設(shè)三個(gè)調(diào)查斷面，河床糙率及河段洪峰流量估算的近似方法如下：式中：nA、nB、nC………A、B、C斷面河床糙率SAB、SBC、SAC……各斷面間水面比降RA、RB、RC………各斷面水力半徑（m）AA、AB、AC………各斷面面積（m2）對(duì)任意給定A斷面糙率nA，可由上式確定B、C斷面河床糙率。通過試算使由任意兩斷面為控制計(jì)算的河段洪峰流量近似相等，即：QAB≈QBC≈QAC；相應(yīng)的一組糙率值經(jīng)分析基本合理，即為所求，該組糙率值所確定的洪峰流量即為調(diào)查河段歷史洪水洪峰流量。本次洪調(diào)斷面特征值及洪峰流量計(jì)算結(jié)果見表2-4-2，圖2-4-4~2-4-6。圖2-4-4洪水調(diào)查上斷面圖圖2-4-5洪水調(diào)查中斷面圖圖2-4-6洪水調(diào)查下斷面圖2019年7.17洪峰流量計(jì)算成果表表2-4-2發(fā)生時(shí)間洪調(diào)時(shí)間調(diào)查河段名稱斷面以上集水面積(km2)水面比降(10-4)過水面積(m2)水力半徑(m)河床糙率洪峰流量(m3/s)可靠程度2019.7.172019.5.8下壩址以上1000m172.425021.080.720.05251.2較可靠（3）設(shè)計(jì)流域歷史洪水重現(xiàn)期確定1)出版于2019年的《吉木薩爾縣志》對(duì)解放前的洪水沒有記載，解放后至2019年只對(duì)1987年這場(chǎng)洪水進(jìn)行了記載，這說明1987年洪水是解放后有資料記載的最大洪水。2)由調(diào)查訪問可斷定2019年洪水是2019年以后至今這時(shí)段中最大洪水。通過對(duì)這兩場(chǎng)洪水在不同斷面的計(jì)算結(jié)果可推斷1987年與2019年洪水當(dāng)屬同一量級(jí)。兩場(chǎng)洪水發(fā)生間隔為20年，經(jīng)仔細(xì)論證兩場(chǎng)洪水重現(xiàn)期確定為二十一年一遇。2.4.2.2參證流域歷史洪水（1）參證流域歷史洪水調(diào)查本次計(jì)算采用地區(qū)洪峰模比系數(shù)綜合頻率曲線法涉及阜康白楊河站、開墾河站、躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站三個(gè)參證站歷史洪水調(diào)查資料，現(xiàn)就對(duì)三站歷史洪水調(diào)查情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。1)白楊河歷史洪水白楊河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過兩場(chǎng)次較大洪水，分別是1918年、1994年7月15日，其中1918年為調(diào)查洪水，其它為水文站實(shí)測(cè)。2)開墾河歷史洪水開墾河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過三場(chǎng)次較大暴雨洪水，分別是1946年6月4日、1987年6月3日、1996年7月26日。其中前兩次為調(diào)查洪水，1996年為實(shí)測(cè)洪水。3)木壘河歷史洪水木壘河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過五場(chǎng)次較大暴雨洪水，分別是1946年6月2日、1984年6月21日、1984年7月10日、1996年7月27日和2007年7月15日。其中1946年為調(diào)查洪水，其余年份為實(shí)測(cè)洪水。（2）參證流域歷史洪水計(jì)算開墾河站1946年6月洪水在水文站基本斷面以上400m處分別選取了三個(gè)斷面，進(jìn)行了洪水測(cè)量，洪峰流量采用曼寧公式推算，糙率根據(jù)河床組成情況，參照有關(guān)規(guī)范選用為0.050。木壘河1946年洪水調(diào)查是在原水文站斷面以上1.5km處進(jìn)行，根據(jù)調(diào)查河段河床組成及被調(diào)查對(duì)象敘述，將調(diào)查斷面分主槽和左右邊灘兩部分?jǐn)嗝?，其中除主槽基本維持1946年洪水后形態(tài)，左右邊灘被后來幾次洪水沖深。根據(jù)“水電部東北院洪水調(diào)查天然河道糙率表”，參考天山北坡相似小流域?qū)崪y(cè)糙率，主槽糙率選用0.080，邊灘糙率選用0.240，采用比降—面積法推算洪峰流量。（3）參證流域歷史洪水重現(xiàn)期確定1）阜康白楊河白楊河1994年洪峰流量150m3/s與1918年洪水調(diào)查值159m2）開墾河、木壘河通過對(duì)奇臺(tái)、木壘兩縣大多數(shù)河流歷史洪水調(diào)查的情況，1946年洪水是兩縣大多數(shù)河流已調(diào)查到的最大洪水，由于缺少相關(guān)歷史文獻(xiàn)佐證，更久遠(yuǎn)年代是否發(fā)生過更大的洪水已無法考證。因此將這兩站1946年歷史洪水調(diào)查考證期的起算年份確定為1946年，即重現(xiàn)期確定為六十三年一遇，對(duì)實(shí)測(cè)系列中最大洪水不作特大值處理。2.4.2.3對(duì)歷史洪水調(diào)查成果合理性分析評(píng)價(jià)1987年7月27日二工河洪水是在發(fā)生十余天后由昌吉水文勘測(cè)大隊(duì)實(shí)地測(cè)算得出的，洪水痕跡尚明顯可靠，測(cè)量及計(jì)算方法均符合規(guī)范要求，但由于調(diào)查河段選擇的不太理想，因此本次調(diào)查成果較可靠。對(duì)2019年二工河洪水調(diào)查采用的方法符合洪水調(diào)查規(guī)范要求，調(diào)查河段計(jì)算斷面洪痕高程較明顯，比降合理，糙率通過增加多斷面約束條件來確定，洪水通過上下游比較基本合理，因此本次調(diào)查成果較可靠。開墾河和木壘河1946年歷史洪水和白楊河歷史洪水調(diào)查成果經(jīng)過上、下多處調(diào)查斷面成果比較，只是木壘河洪峰流量計(jì)算時(shí)，由于邊灘中生長著雜草、樹木等，根據(jù)這種情況，糙率選用0.240。因此本次洪水分析直接采用開墾河站414m3/s、木壘河424m2.4.3年最大設(shè)計(jì)洪水2.4.3.1年最大洪水資料（1）二工河測(cè)驗(yàn)斷面1990~2019年共18年最大一、三、五日洪量資料。（2）白楊河站1963~2019年、五圣宮站1980~2019年最大洪峰流量及一、三、五日洪量資料。（3）開墾河站1957~2019年、躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站1963~2019年洪峰流量及歷史洪水調(diào)查資料。2.4.3.2洪水系列三性分析由于二工河流域有較短時(shí)段洪量資料，因此我們用收集到同一氣候區(qū)的鄰近阜康白楊河流域洪水資料來進(jìn)行分析。（1）洪水系列可靠性分析白楊河站洪水資料均為實(shí)測(cè)連續(xù)系列，其測(cè)驗(yàn)、整編及刊印均嚴(yán)格按國家行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，整編后資料成果可靠，精度也較高，能夠滿足本次洪水水文分析計(jì)算精度要求。二工河測(cè)驗(yàn)斷面洪水資料測(cè)驗(yàn)不夠規(guī)范，資料整編成果精度較低，可靠性也不高。（2）洪水系列一致性分析就洪水系列而言，影響系列一致性的主要因素來自區(qū)間引水、分水、人類活動(dòng)以及計(jì)算斷面上下遷移等。白楊河站1962年10月設(shè)立，1963年9月上遷6km，2019年又下遷80m。本次選用白楊河1963-2019年洪峰流量資料，其測(cè)站遷移距離比較近，區(qū)間無水量的分出，產(chǎn)匯流條件未發(fā)生變化，因此其洪水系列一致性較好。二工河測(cè)驗(yàn)斷面沒有區(qū)間引水與分水，在其上游，也沒有大規(guī)模的開發(fā)活動(dòng)，因此二工河洪水資料系列一致性較好。（3）洪水系列代表性分析由于白楊河洪峰與時(shí)段洪量模比系數(shù)差積曲線變化趨勢(shì)與形態(tài)基本相似，在此僅以洪峰及三日洪量模比系數(shù)差積曲線圖為例進(jìn)行論述。1）洪峰、洪量模比系數(shù)差積曲線分析從圖2-4-7、2-4-8中可看出：1963~1993年為小洪水年群，1994~2019年為大洪水年群,白楊河45年資料包含一個(gè)較完整的漲落過程，所以白楊河洪峰及時(shí)段洪量系列代表性較好。2）洪峰、洪量模比系數(shù)累積平均過程線分析由圖2-4-9可見，隨著系列長度的增加，呈現(xiàn)出較好的收斂性。自2019年向前推，當(dāng)系列長度達(dá)34年以上時(shí)，均值波動(dòng)幅度已在10%范圍內(nèi)，當(dāng)系列長度達(dá)39年以上時(shí)，波幅小于5%，由圖2-4-10可見，三日洪量系列長達(dá)31年以上時(shí)，均值波動(dòng)幅度已在10%范圍內(nèi)，當(dāng)系列長度達(dá)36年以上時(shí)，波幅小于5%，以上兩圖均說明隨系列長度的增加，系列平均值穩(wěn)定性顯著增加，收斂性較好。圖5-7白楊河站洪峰流量模比系數(shù)差積曲線圖5-8白楊河站三日洪量模比系數(shù)差積曲線圖5-9白楊河站洪峰流量模比系數(shù)累積平均過程曲線圖5-10白楊河站三日洪量模比系數(shù)累積平均過程曲線3）不同長度系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析表2-4-3為白楊河站自2019年逆時(shí)序向前推，根據(jù)矩法估算的不同長度洪峰流量系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析對(duì)照表。當(dāng)系列長度達(dá)到38年以上時(shí)，洪峰流量均值變幅在6.0之內(nèi)，Cv值在0.1%之內(nèi)。因此隨著樣本長度增加，各統(tǒng)計(jì)參數(shù)系列均值已呈顯著的收斂態(tài)勢(shì)，但CV值趨近穩(wěn)定。白楊河站不同長度洪峰流量系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)照表表2-4-3起止年份年數(shù)洪峰流量變差系數(shù)均值相對(duì)誤差(%)Cv計(jì)相對(duì)誤差(%)2000-2019853.326.7%0.515-31.4%1995-20191363.450.6%0.567-24.5%1990-20191863.851.5%0.628-16.4%1985-20192357.235.8%0.669-11.0%1980-20192851.221.5%0.724-3.6%1975-20193347.813.7%0.730-2.8%1970-20193844.66.0%0.7520.10%1963-20194542.10.0%0.7510.0%綜上分析，白楊河站洪水系列系列代表性較好，可滿足本次洪水水文分析計(jì)算的需求。二工河18年洪量資料系列較短，統(tǒng)計(jì)參數(shù)不夠穩(wěn)定，代表性不好，需要進(jìn)行必要的插補(bǔ)延長，以提高系列的代表性。（4）洪水系列相關(guān)插補(bǔ)分析首先將二工河水庫壩址1990~2019年18年時(shí)段洪量與相鄰的五圣宮站、白楊河站時(shí)段洪量進(jìn)行相關(guān)分析，但相關(guān)程度都較低，相關(guān)系數(shù)r<0.70。點(diǎn)距散亂，因此沒有對(duì)二工河洪量資料進(jìn)行插補(bǔ)。2.4.3.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算（1）參證站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算根據(jù)參證站白楊河站、五圣宮站洪水洪峰及時(shí)段洪量資料，計(jì)算不同計(jì)算頻率的計(jì)算成果，詳見表2-4-4。白楊河、五圣宮站設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-4（2）二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水計(jì)算1）洪峰、洪量模數(shù)法根據(jù)參證白楊河、五圣宮站洪峰及時(shí)段洪量計(jì)算成果，計(jì)算參證站相應(yīng)不同頻率設(shè)計(jì)洪峰及洪量模數(shù)，分別乘以二工河測(cè)驗(yàn)斷面集水面積，可得二工河測(cè)驗(yàn)斷面的設(shè)計(jì)洪峰流量和時(shí)段洪量成果，計(jì)算公式如下，成果見表2-4-5?；蚴街校篞設(shè)。p、Q代.p…設(shè)計(jì)站相應(yīng)頻率的流量(m3/s)W設(shè).p、W代.p………………參證站相應(yīng)頻率的洪量(104F設(shè)、F代…設(shè)計(jì)站、參證站相應(yīng)的集水面積(km2)2）地區(qū)洪峰、洪量模比系數(shù)綜合頻率曲線法采用二工河鄰近流域的躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站、白楊河站、開墾河站實(shí)測(cè)歷年最大洪峰流量與調(diào)查歷史洪水資料及時(shí)段洪量資料作參證站，建立各河歷年最大洪峰洪量模比系數(shù)系列并繪制洪峰、洪量地區(qū)綜合頻率曲線，并以此推求設(shè)計(jì)斷面所需的設(shè)計(jì)頻率的洪峰洪量值。計(jì)算公式如下：式中：Qp、Qd、…分別為設(shè)計(jì)、調(diào)查歷史洪水洪峰或洪量KP、Kd…分別為設(shè)計(jì)、調(diào)查歷史洪水模比系數(shù)本次選用的調(diào)查洪峰流量54.6m3/s，重現(xiàn)期21年。由于本次只收集到1990至2019年間洪量值，因此調(diào)查時(shí)段洪量在此間選取1996年洪量值，該年一、三、五日洪量分別為373.3×104m3、553.39×104m二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-5參證站項(xiàng)目設(shè)計(jì)頻率P(%)0.10.20.33123.33510白楊河洪峰(m3/s)22419717913811395.882.560.1一日洪量(104964.2853.0774.0601.9497.1421.9363.4267.9三日洪量(1041707152013851092913.2784.5684.0519.0五日洪量(10418751693156112731094964.2861.4688.5五圣宮洪峰(m3/s)29225623117714512110374.0一日洪量(104699.9637.3592.2491.9429.2383.0346.1283.2三日洪量(104134912301145952.5833.0744.7674.1553.3五日洪量(104183016681552129211301010914.0750.4地區(qū)洪峰、洪量模比系數(shù)頻率計(jì)算Kp值及設(shè)計(jì)洪峰洪量成果表表2-4-63）頻率分析計(jì)算法由于二工河測(cè)驗(yàn)斷面無實(shí)測(cè)洪峰流量資料，因此本次用此方法只能計(jì)算二工河測(cè)驗(yàn)斷面18年時(shí)段洪量系列，按連序系列進(jìn)行計(jì)算，依照《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》，在采用矩法對(duì)系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)估算的基礎(chǔ)上，再用適線法選配皮爾遜—Ⅲ型頻率曲線，推求系列的統(tǒng)計(jì)特征值。并在適線時(shí)，主要考慮理論頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合較好為原則，最后得到該站不同保證率的設(shè)計(jì)洪量，計(jì)算公式如下，設(shè)計(jì)成果見表2-4-7。以上各式中：XA系列均值(m3/s)n實(shí)測(cè)系列年數(shù)s系列標(biāo)準(zhǔn)差Cv系列變差系數(shù)Xi第i年的洪峰流量（m3/s）Pm排序第m位洪峰流量的經(jīng)驗(yàn)頻率m樣本排序二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-74）長短系列比值法利用白楊河水文站45年洪水系列，以長短系列比值法推算出二工河測(cè)驗(yàn)斷面45年長系列均值,通過借用白楊河水文站洪水系列Cv、Cs值,推算出二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水，見表2-4-8。二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-8（3）設(shè)計(jì)洪水推薦成果本次使用四種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，現(xiàn)對(duì)這幾種成果的合理性進(jìn)行必要的分析，以期從中推薦一種較安全、合理的計(jì)算成果供設(shè)計(jì)部門參考。1）頻率計(jì)算法是規(guī)范推薦使用的常規(guī)方法之一。二工河測(cè)驗(yàn)斷面作為該流域代表站，理論上說用該洪水資料推算二工河水庫壩址設(shè)計(jì)洪水較合適，為保證設(shè)計(jì)成果精度，該方法要求依據(jù)的資料系列應(yīng)在30年以上，而本次采用的資料系列遠(yuǎn)小于規(guī)定長度且資料測(cè)驗(yàn)精度不佳，所以不推薦此方法計(jì)算結(jié)果。2）長短系列比值法是規(guī)范推薦應(yīng)用在實(shí)測(cè)資料系列較短地區(qū)的方法，其計(jì)算成果主要受設(shè)計(jì)站實(shí)測(cè)洪水短系列精度影響，而本次所收集的二工河水管資料受洪水施測(cè)方法使資料精度欠佳，因此也不推薦此方法計(jì)算結(jié)果。3）地區(qū)洪峰、洪量模比系數(shù)綜合頻率曲線法是將同一水文分區(qū)內(nèi)水文站點(diǎn)實(shí)測(cè)洪峰、洪量樣本編制地區(qū)洪峰、洪量模比系數(shù)綜合頻率曲線推求設(shè)計(jì)洪水，選用氣候條件、地形條件基本相似的水文測(cè)站資料作地區(qū)綜合分析，從而降低計(jì)算成果的抽樣誤差，也可消除個(gè)別站因受特大值的影響而帶來的偶然誤差和分區(qū)內(nèi)各站水文特性的差別，將相鄰測(cè)站資料綜合在一起作地區(qū)綜合分析，可綜合出方法中的地區(qū)規(guī)律性，以解決無資料流域的設(shè)計(jì)洪水。受所收集資料的影響，本次選用的時(shí)段量精度存在以下不確定性：1987年洪峰流量已調(diào)查到，但時(shí)段洪量資料沒有收集到，因此無法對(duì)1996年與1987年的時(shí)段洪量進(jìn)行比較，直接影響到洪量的重現(xiàn)期確定，也直接影響到計(jì)算成果。因些不推薦此方法的成果。4）最終推薦用白楊河站洪峰、洪量模數(shù)推算設(shè)計(jì)流域成果，原因如下：①二工河與其附近的白楊河站都發(fā)源于博格達(dá)山脈的北坡，同處于一個(gè)氣候區(qū)，它們?cè)诤樗纬蓹C(jī)制上具有一定的相似性。②參證站白楊河站集水面積為252km2，設(shè)計(jì)斷面集水面積為178km2，面積相差不大，均為小流域。而兩流域相鄰，其下墊面條件基本接近。③參證站白楊河站是國家基本水文站，有45年連續(xù)洪水觀測(cè)資料，其資料觀測(cè)和整編均嚴(yán)格按行業(yè)規(guī)范執(zhí)行，實(shí)測(cè)水文資料可靠，精度完全能滿足水文分析計(jì)算要求。故推薦用白楊河站洪峰、洪量模數(shù)推算二工河上壩址設(shè)計(jì)洪水成果見表2-4-9。二工河上壩址斷面設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-9參證站項(xiàng)目設(shè)計(jì)頻率P(%)0.10.20.33123.33510白楊河洪峰(m3/s)22419717913811395.882.560.1一日洪量(104964.2853.0774.0601.9497.1421.9363.4267.9三日洪量(1041707152013851092913.2784.5684.0519.0五日洪量(10418751693156112731094964.2861.4688.5（4）二工河上、下壩址設(shè)計(jì)洪水計(jì)算二工河水庫上壩址設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果直接移用二工河測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，水庫下壩址設(shè)計(jì)洪水根據(jù)上壩址設(shè)計(jì)成果按面積訂正求得。從表中可見用模數(shù)法推求出下壩址處5%的設(shè)計(jì)洪峰流量為114m3/s與調(diào)查的20年一遇洪峰流量54.6m3/s相差太大，主要因素如下：一是調(diào)查洪水精度最終受調(diào)查成果的可靠程度及重現(xiàn)期的影響。二是從計(jì)算成果可知在同頻率下相鄰流域的的洪峰流量模數(shù)比設(shè)計(jì)流域大。由于設(shè)計(jì)流域無洪水實(shí)測(cè)資料，其設(shè)計(jì)洪水成果通過多種方法計(jì)算，通過比較分析確定模數(shù)法推求的成果較其他方法更合理。二工河水庫各壩址處設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算成果表表2-4-10設(shè)計(jì)壩址項(xiàng)目設(shè)計(jì)頻率P(%)0.10.20.33123.33510下壩址洪峰(m3/s)30927224719015613211482.9一日洪量(10413