【導(dǎo)讀】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。15km，南北長約220km，總面積約。流域內(nèi)行政單位為老臺。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。河、老湖、西地4個村民委員會，21個自然村。人口9058人；農(nóng)牧業(yè)人口中純牧業(yè)人口1545人。其中平原區(qū)耕地面積。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。相對平緩，發(fā)育Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ級階地，階地表面被風(fēng)積黃土覆蓋。³104m3，死庫容³104m3，正常蓄水位為。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。通過這些工作，初步查清了區(qū)域地質(zhì)、庫區(qū)。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。筑物級別4級，次要建筑及臨時建筑物級別5級。氣溫℃，極端最低氣溫℃。最大年徑流量與最小年徑流量的比值為，其Cv值為。庫壩址區(qū)地震動峰值加速度為，對應(yīng)地震基本烈度均為Ⅶ度。

　　

【正文】 間是由氣溫及暴雨強(qiáng)度和持續(xù)時間等多種混合因素決定的。 歷史洪水 下面就設(shè)計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。 設(shè)計流域歷史 洪水 （ 1）設(shè)計流域歷史洪水調(diào)查 《吉木薩爾縣志》中只對 1987 年洪水進(jìn)行了記載，現(xiàn)摘錄如下： 37 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 ，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，小龍口河 ，東大龍口河 ，釀成有史以來最嚴(yán)重的洪災(zāi)。 二工河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過二場次較大洪水，分別是1987 年 7 月 27日、 2020 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，昌吉水文勘測大隊(duì)于 8月 10 日組織人員對該洪水進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查河段位于二工河測驗(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=。 2020 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局于 2020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 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)查時河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個斷面，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)查與計算》中糙率表相對照，選取 n= ，水面比降通過實(shí)測洪痕推算而得。 由于本次擬建水庫，需要對洪水進(jìn)行復(fù)核，受時間及河段變化影響， 87 年洪痕很難確認(rèn)，本項(xiàng)目組在 2020年 5月 8 日在擬建壩址附近僅對 2020 年 7 月 17 日洪水進(jìn)行了復(fù)核，斷面以上集水 面積為。 調(diào)查測量時河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個斷面，利用多斷面38 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)測河床糙率相比較，最后選取 n = ，水面比降通過實(shí)測洪痕推算而得。 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 52。調(diào)查報告主要內(nèi)容簡要介紹見 表 241。 二工河各場次洪水調(diào)查成果表 表 241 洪水發(fā) 生時間 調(diào)查 時間 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 .27 .10 二工河測驗(yàn)斷面附近 6 3 較可靠 .17 .25 烏奇公路以北大約 300m 5 9 較可靠 .17 .8 下壩址以上1000m 2 5 較可靠 （ 2）歷史洪水計算方法 本次在下壩址處附近對二 工河 2020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： 32CCA32AACCA32BBRAnRAnnnR2?????????? AnB 32AABCABA32CCABBCRA)SS(3RRA)SS(3?????????? 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） 39 對任意給定 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算結(jié)果見表 242，圖 244~246。 起點(diǎn)距(m)河底高程(m)洪調(diào)水位7 . 4 9 m 圖 244 洪水調(diào)查上斷面圖 起點(diǎn)距( m )河底高程(m)洪調(diào)水位6 . 5 0 m 圖 245 洪水調(diào)查中斷面圖 起點(diǎn)距( m )河底高程(m)洪調(diào)水位5 . 4 8 m 圖 246 洪水調(diào)查下斷面圖 2020 年 洪峰流量計算成果表 40 表 242 發(fā)生 時間 洪調(diào) 時間 調(diào)查河段名稱 斷面以上集水面積 (km2) 水面 比降 (104) 過水 面積 (m2) 水力 半徑 (m) 河床 糙率 洪峰 流量(m3/s) 可靠 程度 .17 .8 下壩址以上1000m 250 較 可靠 （ 3）設(shè)計流域歷史洪水重現(xiàn)期確定 1)出版于 2020年的《吉木薩爾縣志》對解放前的洪水沒有記載，解放后至 2020 年只對 1987 年這場洪水進(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 2020年洪水是 2020年以后至今這時段中最大洪水。 通過對這兩場洪水在不同斷面的計算結(jié)果可推斷 1987年與 2020年洪水當(dāng)屬同一量級。兩場洪水發(fā)生間隔為 20 年，經(jīng)仔細(xì)論證兩場洪水重現(xiàn)期確定為二十一年一遇。 參證流域歷史洪水 （ 1）參證流域歷史洪水調(diào)查 本次計算采用地區(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)庫站三個參證站歷史洪水調(diào)查資料，現(xiàn)就對三站歷史洪水調(diào)查情況進(jìn)行簡要介紹。 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。 2)開墾河歷史洪水 開墾河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過三場次較大暴雨洪水，分41 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 2020年 7月 15日。 其中 1946年為調(diào)查洪水，其余年份為實(shí)測洪水。 （ 2）參證流域歷史洪水計算 開墾河站 1946年 6月洪水在水文站基本斷面以上 400m處分別選取了三個斷面，進(jìn)行了洪水測量，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 。 木壘河 1946 年洪水調(diào)查是在原水文站斷面以上 處進(jìn)行，根據(jù)調(diào)查河段河床組成及被調(diào)查對象敘述，將調(diào)查斷面分主槽和左右邊灘兩部分?jǐn)嗝妫渲谐鞑刍揪S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糙率，主槽糙率選用 ，邊灘糙率選用 ，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 159m3/s接近，若將這兩次洪水均作特大值處理，會造成設(shè)計洪水計算成果偏小，因此，本次分析計算只將 1994 年洪水作為白楊河站 45 年實(shí)測系列第一位處理。 2）開墾河、木壘河 通過對奇臺、木壘兩縣大多數(shù)河流歷史洪水調(diào)查的情況， 194642 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，對實(shí)測系列中最大洪水不作特大值處理。 對歷史洪水調(diào)查成果合理性分析評價 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大隊(duì)實(shí)地測算得出的，洪水痕跡尚明顯可靠，測量及計算方法均符合規(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 2020 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算時，由于邊灘中生長著雜草、樹木等，根據(jù)這種情況，糙率選用 。因此本次洪水分析直接采用開墾河站 414m3/s、木壘河 424m3/s 調(diào)查洪水洪峰流量進(jìn)行分析計算。 年最大設(shè)計洪水 年最大洪水資料 （ 1）二工河測驗(yàn)斷面 1990~2020年共 18 年最大一、三、五日洪量資料。 （ 2）白楊河站 1963~2020 年、五圣宮站 1980~2020 年最大洪峰流量及一、三、五日洪量資料。 （ 3）開墾河站 1957~2020 年、躍進(jìn)水庫進(jìn)庫站 1963~2020 年洪43 峰流量及歷史洪水調(diào)查資料。 洪水系列三性分析 由于二工河流域有較短時段洪量資料，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)測連續(xù)系列，其測驗(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算精度要求。二工河測驗(yàn) 斷面洪水資料測驗(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、人類活動以及計算斷面上下遷移等。白楊河站 1962年 10月設(shè)立，1963年 9月上遷 6km， 2020年又下遷 80m。本次選用白楊河 19632020年洪峰流量資料，其測站遷移距離比較近，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，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段洪量模比系數(shù)差積曲線變化趨勢與形態(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 24 248 中可看出： 1963~1993 年為小洪水年群，1994~2020年為大洪水年群 ,白楊河 45年資料包含一個較完整的漲落過程，所以白楊河洪峰及時段洪量系列代表性較好。 44 2）洪峰、洪量模比系數(shù)累積平均過程線分析 由圖 249可見，隨著系列長度的增加，呈現(xiàn)出較好的收斂性。自 2020 年向前推，當(dāng)系列長度達(dá) 34 年以上時，均值 波動幅度已在10%范圍內(nèi)，當(dāng)系列長度達(dá) 39 年以上時，波幅小于 5%，由圖 2410可見，三日洪量系列長達(dá) 31 年以上時，均值波動幅度已在 10%范圍內(nèi)，當(dāng)系列長度達(dá) 36 年以上時，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。 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2020年份洪峰流量模比系數(shù)差積 圖 57 白楊河站洪峰流量模比系數(shù)差積曲線 1963 1973 1983 1993 2020年份三日洪量模比系數(shù)差積 圖 58 白楊河站三日洪量模比系數(shù)差積曲線 45 1960196519701975198019851990199520202020年份模比系數(shù)累積平均 圖 59 白楊河站洪峰流量模比系數(shù)累積平均過程曲線 1960196519701975198019851990199520202020年份模比系數(shù)累積平均 圖 510 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)計參數(shù)對比分析 表 243 為白楊河站自 2020 年逆時序向前推，根據(jù)矩法估算的不同長度洪峰流量系列統(tǒng)計參數(shù)分析對照表。當(dāng)系列長度達(dá)到 38 年以上時，洪峰流量均值變幅在