新疆葉城縣柯克亞河歷史洪水調查及重現期分析

李志赟

（新疆水利水電勘測設計研究院有限責任公司,新疆 烏魯木齊 830000）

1 引言

柯克亞河位于新疆喀什地區葉城縣境內,其源流區為葉爾羌河流域的暴雨常發區—昆侖林場區,地理位置為東經77°19'～77°38',北緯36°36'～37°21'之間,是一條以降雨和泉水混合補給型河流。該河流由南向北位于左側的提孜那甫河及右側的烏魯克河之間,在喀（什）和（田）公路橋上游與烏魯克河匯合,末端消失于葉城縣北部的沙漠之中?？驴藖喓雍恿魉嫡揪W分布見圖1。

圖1 柯克亞河及鄰近河流水系、水文站分布示意圖

柯克亞河出山口以上集水面積1750 km2,河長約128 km,流域呈三角形,上游窄,中下游寬,年徑流0.78億m3,主河道河床平均坡降26‰。發源于海拔近5000 m的昆侖山北坡的賽女西達板,柯克亞河由柯克亞河和阿克其河兩條小支流匯集而成,無冰川,流域西北面與提孜那甫河流域相鄰,東與烏魯克河毗鄰,南以喀喇昆侖山為屏障。

柯克亞河南高北低,海拔高程3000 m以上為喀喇昆侖山,是徑流的主要補給區,高山區基本無森林覆蓋,絕大多數地區為荒漠山地,山勢陡峻,河流侵蝕下切強烈,河谷狹窄,河床縱坡大；中游海拔1800 m～3000 m,該區兩岸階地明顯,河床開闊,畜牧業普薩牧場就位于該區域；海拔1800 m以下為下游區是綠洲耕作主要分布區,流經葉城縣后消失在北部沙漠。

柯克亞河上游至今尚無山區調節水庫,河堤抗洪能力弱,汛期頻繁發生險情。為確保當地人民群眾生命、財產安全,規劃對柯克亞河進行綜合治理,需對該流域歷史洪水及重現期進行調查分析。

2 洪水類型及特點

柯克亞河發源于昆侖山北坡,居內陸腹地,遠離海洋,三面高大山體的層層阻隔,阻擋了西面和北面的冷空氣入侵,也使得印度洋暖濕氣流難以進入,受塔克拉瑪干大沙漠的影響,因而降水量稀少而蒸發量很大,氣候干燥,呈現極度干旱的典型大陸性氣候特征。流域區氣候垂直地帶性分布規律顯著,海拔2000 m左右中山區,降水較為充實,達300 mm左右,據提孜那甫河上游愚公大隊降水資料統計,1999年降水量達682.5 mm,有內陸“濕島”之稱,東北部平原區受塔克拉瑪干大沙漠的影響,極度干旱,年降水量小于70 mm。

柯克亞河雖年降水量不大,但最大日降水量較大,最大日降水量極值可達25 mm以上?？驴藖喓雍釉春０胃叨认鄬^低,無冰川分布,僅有少量的永久積雪和季節性積雪分布,冰雪融水對河流的影響較小,水量主要來自于降水量和泉水的補給,汛期降水量的變化決定了該河水量的年內變化[1]。

柯克亞河河源在中低山區,雨區范圍較廣,當遇區域性暴雨或局地暴雨的雨強較大時,流域超滲產流,形成柯克亞河暴雨洪水,由于柯克亞河上游山區植被稀疏,近似禿山,而且流域縱坡較大,調蓄作用很小,匯流快,水流集中,暴雨常引起山洪暴發,形成峰高量小、峰型尖瘦、陡漲陡落,持續時間短的山洪,洪水夾帶大量泥沙,如同泥石流,危害較大?？驴藖喓雍樗闯梢蚩煞譃槿诒┬秃樗?、暴雨型洪水,主要以暴雨型洪水為主[2]。根據實地探訪及調查,柯克亞河暴雨洪水災害每年均有不同程度的發生。

3 歷史洪水調查分析

3.1 已有歷史洪水調查資料

柯克亞河洪水類型,主要為暴雨山洪。雖然山洪幾乎每年都有發生,但有的山洪流量很小,對下游灌區形不成洪水災害,不為人們重視,故即便是目估,也不是每次都有記載[3]。

自從20世紀60年代以來,喀什地區葉爾羌河流域管理處、葉城縣水電局、喀什水文水資源勘測局先后組織力量,對柯克亞河中、上游地區做過區域性調查,本次收集到了該河部分歷史洪水資料,成果見表1。

表1 柯克亞河歷史洪水調查成果表

據葉城縣縣志記載,20世紀60年代～90年代柯克亞河洪水摘要如下：

（1）1963年,柯克亞河洪水沖到葉城縣新藏公路零公里一帶。

（2）1964年5月21日～25日,平原區連續大暴雨達57.2 mm,山區更大,造成大災害,死亡11人,受傷31人,房屋倒塌3284間,作物災害283畝,死亡牲畜5628只。

（3）1966年8月13日和14日、25日和26日兩次大雨,山洪爆發,提孜那甫河、柯克亞河、烏魯克吾斯塘河的3股洪水匯流一起,水勢洶猛,造成蒙喀提等大型渠道決口,直接經濟損失370 多萬元。

（4）1982年7月3日,柯克亞鄉果薩斯村一帶山洪暴發,死亡4人,沖毀房屋161間,農田946畝,洪水還波及下游洛克鄉,縣奶種場,縣林場,使其遭受了一定的損失。

（5）1987年7月18日,山區連續降暴雨,其中20日最大?？驴藖嗋l有人目測,14小時的降水量,使柯克亞河河水由20 m3/s猛漲至100 m3/s～120 m3/s,是1883年以來最大的一次洪水,柯克亞河的洪水猛泄而下,匯集烏魯克吾斯塘河的洪水,估計有200 m3/s～300 m3/s,造成了新藏公路起點一帶嚴重的洪災。

（6）2002年8月13日,柯克亞河發生歷史罕見洪水。洪水發生后,喀什水文水資源勘測局及時派出洪水調查小組,對該次洪水發生的成因及洪量進行了調查,據柯克亞鄉附近的老鄉介紹,出山口處當時下著小雨,柯克亞鄉上游有大暴雨,使柯克亞河河水猛漲至100 m3/s～120 m3/s,是1987年以來較大的一次洪水,柯克亞河的洪水猛泄而下,沖毀多處橋梁,洪水翻過白西鐵來克橋、七里橋,沿公路沖到葉城縣各鄉,造成新藏公路起點一帶嚴重的洪災。

這些記載表明,近40年來,柯克亞河洪水時有發生,給中下游平原區造成巨大災害,由于柯克亞河無水量監測站,調查記載中均未對水情做詳細描述,洪水量級不明確,且記載不連續,因此,通過這些資料較難獲取理想的歷史洪水量化信息,但可以佐證歷史洪水調查成果的可靠性[4]。

3.2 2023歷史洪水調查分析

為調查復核柯克亞河的歷史洪水,由我院水文、測量專業組成專項調查組,于2023年1月30日～2月2日在柯克亞河上下游開展了歷史洪水調查工作。

據訪問調查記錄,結合在葉城縣水利局查詢水管站統計資料,2002年8月13日是近年來發生最大洪水的一次,并在現場指出洪痕所在岸坎及防洪堤位置。

根據洪痕查勘與測量情況,調查組在阿亞格拜什提熱克村附近下游和鐵提鄉托普古吾斯塘、江尕勒吐格曼已建渠首附近、江尕勒吐格曼村處布設了四個斷面（1#～4#）,對當年洪水痕跡進行辨認,對當地的雨情、水情進行訪問、調查,測量。洪水調查斷面選擇在河道較順直、橫比降較小、洪痕較為清晰的河段,均為2002年發生的洪水[5]。

調查河段平面圖見圖2,測量大斷面見圖3～圖6。

圖3 柯克亞河調查河段1#斷面橫斷面圖

圖4 柯克亞河調查河段2#斷面橫斷面圖

圖5 柯克亞河調查河段3#斷面橫斷面圖

圖6 柯克亞河調查河段4#斷面橫斷面圖

3.3 洪峰流量復核

本次采用曼寧公式法計算歷史調查洪水的洪峰流量。據現場情況,壩址河段河床為沙礫、卵石組成,床面略有起伏,橫斷面形狀呈鋸齒狀,河槽內無植被；縱坡均勻,水流較通暢；河道相對順直[6]。綜合以上調查河段及下墊面條件,查詢《水力計算手冊》“天然河道糙率表”,柯克亞河河段為Ⅴ類,糙率取值在0.035～0.04之間,本次河道糙率取值為0.035。

采用曼寧公式計算出2#、3#斷面的洪峰流量為184 m3/s和180 m3/s,本次推薦取其平均值為182 m3/s。2#、3#斷面之間有托布克水利樞紐,主要建筑物有引水閘、溢流壩、交叉過水涵洞等,溢流壩設計過洪流量為150 m3/s,2#斷面在建筑物上游30 m處布置,且2002年發生歷史洪水,溢流壩泄流能力偏低,溢流壩跌水沒有消力池,跌水邊墻嚴重損壞,說明2002年歷史洪水大于150 m3/s。另參考《葉城縣柯克亞河伯西熱克防洪工程初步設計（代可研）報告》（喀什葉爾羌河勘測設計院,2022年）經喀什地區水利局批復的歷史洪水調查資料來對比,2002年調查洪峰流量為191 m3/s,因此歷史洪痕調查及歷史洪水洪峰計算基本合理?？紤]到天然河道洪水發生時,受局部地形等因素的影響,水位本身存在變幅。經本次調查復核認為柯克亞河防洪工程初步設計報告中的歷史調查洪水是合理的。

1#～4#斷面近期歷史洪水洪峰流量計算成果見表2。且本次調查測量時河道中有冰封,影響斷面過流；在與《葉城縣柯克亞河伯西熱克防洪工程初步設計（代可研）報告》相互應證,佐證了2002年歷史洪水成果；本次設計推薦2002年洪水洪峰流量采用191 m3/s。

表2 此次調查歷史洪水洪峰流量計算成果表

4 重現期分析

根據歷史洪水訪問記錄,3名被訪問人均親眼見過2002年8月13日洪水,并認為是近幾年最大的洪水,由暴雨造成,對下游造成的損失很大,大于鄉村的防洪標準（10年一遇）。方法一是根據《葉城縣柯克亞河伯西熱克防洪工程初步設計（代可研）報告》（喀什葉爾羌河勘測設計院,2022年）的歷史洪水經驗計算成果表,在1906年～2022年的歷史洪水考證期中排位1～4 位的分別為1987年、2002年、1920年、1999年,在調查考證期117年中2002年發生的洪水重現期為59年一遇。方法二是根據本次現場調查及訪問,2002年為渠首經歷過的最大洪水,渠首建于1980年,即2002年洪水為1980年～2022年之間最大一次,重現期為43年。兩種方法所計算2002年相差10余年,相差不大。鑒于第二種方法僅向前追溯到1980年。而方法一成果更詳細,且為當年對洪水調查的成果,因此推薦方法一的成果。綜合上述復核內容,調查河段遠期（2002年8月13日）洪水洪峰流量為191 m3/s,重現期取為59年一遇。

5 結語

本次通過對柯克亞河的歷史洪水調查分析,基本確定了自2000年來歷史洪水發生的年份、洪峰流量及重現期,通過此次調查復核,并將調查到的歷史洪水應用于設計中,得到治理河段的設計洪水成果,為柯克亞河的綜合治理規劃提供了可靠基礎數據。