发布时间：2014-12-08所属分类：科技论文浏览：1次
摘 要： 摘要：除每年冬蓄外，水库每年还要4次关闸调蓄水量，以及分别为小麦二水灌溉、复播玉米及棉花各次水灌溉、冬小麦播前水灌溉、冬灌调蓄水量，这四次调蓄也可为灌区生产调蓄水量约3108m3，充分发挥了水库工程的调节作用。由于基本解决了作物生长期缺水问题，使
摘要：除每年冬蓄外，水库每年还要4次关闸调蓄水量，以及分别为小麦二水灌溉、复播玉米及棉花各次水灌溉、冬小麦播前水灌溉、冬灌调蓄水量，这四次调蓄也可为灌区生产调蓄水量约3×108m3，充分发挥了水库工程的调节作用。由于基本解决了作物生长期缺水问题，使灌区灌溉面积不断增加，作物的单产、总产都有较大幅度提高。近年来，灌区围绕“粮、棉、畜、园”四大基地，推动农业结构调整。
粮食总产由1995年的27.316万t增长到2011年的39.287万t;棉花总产由1995年的6.92万t增长到2011年的19.86万t，农牧民人均收入由建库前的不足600元增加至2011年的4848元。工农业总产值由1995年的16亿元增加到2010年的27.67亿元，其中农业总产值21.86亿元，总产值5.81亿元。年平均灌溉直接经济效益在4.6亿元左右。
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由于春旱缺水，灌区作物种植单一，棉花等经济作物只能小规模种植，经水库调蓄水量后，灌区各县经济作物(棉花)比例成倍增长，全灌区棉花种植面积从1990年的3万hm2发展至2011年的12.296万hm2，为原种植面积的4.09倍。㈡渭干河灌区可灌面积及种植面积大幅提高由于克孜尔水库冬、夏调蓄，基本解决了渭干河灌区春播、春灌、夏灌和冬播、冬灌缺水问题。灌区灌溉面积从建库前的10.933万hm2发展到2011年的20.585万hm2,复播面积3.4万hm2，共计23.985万hm2。总灌溉面积净增13.051万hm2。其中粮食作物面积为7.26万hm2,占总灌溉面积的30.0%,主要种植小麦、复播玉米;经济作物面积12.296万hm2，占灌溉面积的51%，主要种植棉花、油料、瓜菜;灌溉草场面积0.32万hm2，占总灌溉面积的2%;林果业面积3.549万hm2,占总灌溉面积的14%;防护林0.353万hm2。克孜尔水库每年为配合灌区做好抗旱调度工作，多年来始终坚持发电服从灌溉的原则，调配水量。
克孜尔水库下游有库车、新和、沙雅三个县，共75万人口，总灌溉面积23.333万hm2，是自治区大型农业灌区和重要粮棉生产基地之一。水库下游还是塔里木油气田主产区，并有渭干河引水枢纽、库木吐拉水电站、314国道和南疆铁路、塔河油田等重要设施。克孜尔水库建成后，渭干河百年一遇洪水经水库调蓄后，可将3380m3/s的洪峰流量削减至661m3/s，低于下游河道安全过洪能力750m3/s，使下游河道防洪标准从大约4年一遇洪水提高到100年一遇洪水。克孜尔水库运行21年来，三县几乎已没有防洪任务，仅该项每年可节约防洪投入533.5万元(2011年价)。而且每年汛期正是农忙季节，水库调蓄洪水后，可使三县人民更好地投入到生产建设中。克孜尔水库自1991年开始拦洪度汛，至今水库已安全度汛21年，期间拦蓄5年～10年重现期(设计洪水流量809m3/s～1312m3/s)的洪水共8次;超过及仅稍次于20a重现期(设计洪水流量1885m3/s)的洪水各1次;拦蓄略次于50a重现期(设计洪水流量2718m3/s)的洪水1次。拦蓄流量超过100a重现期(设计洪水流量3380m3/s)的洪水1次。拦蓄流量100a重现期(设计洪水流量3380m3/s)的洪水1次详情(见表2)。根据《新疆渭干河克孜尔水库工程经济后评价》中分析计算结果，克孜尔水库多年平均防洪效益为5360万元。彻底解决了下游库车、新和、沙雅三县的汛期防洪问题，其中1999年7月，克孜尔水库成功拦蓄了接近50年一遇洪水的特大洪水，洪峰流量高达2590m3/s，经水库调蓄削峰后最大下泄流量小于400m3/仅此一年，减少洪灾直接经济损失近4.8亿元;特别是2002年渭干河上游先后出现了5场洪水，洪峰流量均超过了下游安全泄量750m3/s。其中最大一场为7月23日的洪峰流量为3600m3/s的洪水，由于克孜尔水库对渭干河“7.23”特大洪水的合理调蓄，保护了下游防洪区内库车、新和、沙雅三县人民生命财产安全以及工农业生产、及通迅、开发等，总共减少下游防洪保护区内的洪灾直接经济损失在31.3亿元以上，其中不包括洪灾可能造成的间接经济损失。2010年克孜尔水库发生“7.28”100年一遇洪水，最大洪峰流量达3360.0m3/s，为渭干河历史上有实测记载排位第二的大洪水。洪水发生后在自治区防办和地区领导的统一指挥和关心下，水库又一次成功拦蓄了2010年“7.28”接近100年一遇的洪水，并将最大泄量控制在750.0m3/s左右，削峰率达78.0%，确保了下游库、沙、新三县人民的生命财产安全，据不完全仅此一年，减少洪灾直接经济损失近21亿多元，水库再次发挥了巨大的社会及经济效益。
塔里木河的水质的到了有效改善，由于新和、沙雅大部分农田灌溉排水，经新沙总干排排入塔里木河其最大排水量达7m3/s，年排水流量达2.2108m3，投入的年排水量是塔河现有径流量的5.25%，使塔里木河中游两岸绿色长廊的供给水量由所增长，排水总干渠稳定后硬化度为2g/L～3g/L，低于塔里木枯水期河道水硬化度，且保持住塔里木河不致断流，维持了塔里木河中游枯水期生态环境的延续。渭干河灌区土壤盐碱化改良创造了优势条件，由于水库的调蓄作用，灌区渠道防渗的扩大，排水系统的完善，灌区内地下水大面积下降，沼泽面积逐渐落干，农区内荒漠半荒漠地都逐渐开垦为耕地，亩毛灌溉定额由17100m3/hm2，降低到10650m3/hm2以下，灌区生态环境逐渐好转。灌溉面积可进一步扩大,这时渭干河灌区可扩大到近24万hm2(包括草湖地区场和林地)，其中下游草湖地区发展人工灌溉草场,林地及农田可达4.907万hm2,从而使下游60667万hm2天然草场及林地的大部分成为人工灌溉,进一步发展下游生态,保证了该地区的草场林木,为防风固沙、水土保持、稳定绿洲,保证草湖地区人民生产、生活提供了天然的保护屏障。克孜尔水库的建成不但为该地区人民提供了便利清洁的能源,其巨大的环保、生态效益正在日益发挥着作用。
太湖流域处于中国东部湿润性季风区，每年降水主要集中于夏季，短期暴雨引起的洪水也多集中于夏季，由区域降水补给和径流输入导致洪涝灾害也频发于夏季。由于南京地处太湖流域上游，南京站降水量能反映下游径流特征。故以南京站数据为主，辅以同一流域降水情势相同的上海和杭州站夏季降水记录，得到流域夏季降水序列。采用流域夏季(6、7和8月)降水大于90%百分位作为极端丰水年，结合长江干流下游河段水文监测大通水文站1950年以来径流量大于90%百分位做为极端洪水年，并与文献洪水记录对比，综合分析得到洪水参数(图略)。对比洪水参数，太湖沉积、湖相韵律变化，佐以磁学特征，获得太湖流域洪水指标。结果发现太湖TXS钻孔沉积粒度砂级粒径(>64μm)与过去150a来洪水年重合15次，误差±1年，重合年份为1849，1859—1860，1870—1871，1882—1883，1895—1896，1901—1902，1907，1912—1913，1931，1954—1955，1973—1974，1980，1986—1987，1991—1992，1998年等，识别率达到62.5%。缘由可能是采样间隔精度尚未达到1a数量级(本钻孔为±3a/样)。根据现代150a粒度—磁化率—洪水参数建立的洪水指标，进行快速傅里叶频谱变换(FFT)。表明沉积粒径、低频磁化率具共同的48a和20a周期(图5)。此外，对TXS钻孔岩芯4.12m段进行类比，获得了洪水重发信号。其中粗颗粒砂级粒径(>64μm)—低频磁化率指标捕获洪水事件64次;沉积物中值粒径(D=50)—低频磁化率指数分析获得洪水事件58次。
TXS孔位于湖泊中心区，与湖泊边缘相比较，沉积速率更低。虽然局部湖岸因风浪冲击崩塌也能增加太湖水中的含沙量，但对整个太湖影响不大。因此，太湖盆地是一个以外来碎屑沉积为主的开放型沉积湖盆，进入湖盆的来水是控制沉积物粒径构成变化的主要动力因子。根据沉积分选原理[31]，沉积物颗粒大小由湖边向湖中心逐渐变细，并呈同心圆状分布;在湖泊中的不同位置，沉积物颗粒的大小随搬运动力改变可发生变化。当降水量增加尤其集中降雨、强降雨增加时，进入湖泊水量增加，水流搬运泥沙能力增强，搬运相对较粗的碎屑颗粒物质进入湖泊沉积;当流域降水减少，入湖水量减少，流速变缓，水动力搬运能力减弱，水流挟带泥沙的搬运动力下降，搬运的沉积碎屑物也就相对较细。所以粗颗粒物质砂(>64μm)的沉积指示着较高的区域降水和较大的径流输入，于中国东部湿润季风区则预示着暴雨和洪涝事件的发生;如果只有细颗粒的沉积而缺失粗颗粒物质则代表着降水量偏少年份，表明当时气候相对干旱。本研究表明太湖湖泊沉积物粒度砂级粒径(>64μm)与磁学特征能捕获过去150a来洪水事件14次，识别率为62.5%。该指标对洪水的分辨率达不到90%或更高，主要原因是沉积速率低(约0.173cm/a)，尽管钻孔位于湖心位置，取样是5mm间隔。磁化率作为一项环境代用指标，反映了各种环境营力之间相互作用和转化过程，能指示区域沉积环境。磁化率能够较好地反映黄土和古土壤成土过程的作用程度，高值表明了较强烈的成壤作用和适宜的气候状况，低值表明了铁磁性矿物含量较少和较为恶劣的气候状况[32，33]。沉积物中磁性矿物来源有三类;外源磁性矿物、自生磁性矿物和成岩磁性矿物，湖泊沉积磁性矿物中外源磁性矿物占绝对优势[34]。沉积物磁化率的大小与其磁性矿物种类、粒径、含量相关，它们都受物源区影响。因此，磁化率可以反映沉积动力的强弱及其变化趋势，若沉积动力与沉积环境不变，可以反映沉积物源区的变化[27]。太湖盆地磁性矿物来源以外源磁性矿物为主，受输入碎屑物质磁性矿物成分、含量和粒度控制，磁性矿物含量和粒度组成与水动力条件相关:若物源区磁性矿物以粗颗粒砂级碎屑为主，当水动力搬运能力强时，磁化率就大;若物源区磁性颗粒矿物以细颗粒黏土为主，则动力搬运能力较弱时，沉积物磁化率也相对较大。文中依据沉积物粒度、湖相韵律以及磁学特征尝试对太湖流域150a来洪涝事件进行定量重建，个别洪水事件的沉积剖面年龄与洪水参数年龄有大约1年的偏离，这可能与210Pb年龄测试的误差有关，也可能与风浪、风涌水和湖流对湖底的扰动造成沉积环境的不稳定有关。同时，钻孔粗颗粒砂级沉积并不能与洪水参数形成一一对应，一些沉积颗粒较粗年份并没有洪水事件发生，也表明自然状况下湖泊沉积动力环境的复杂性。
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