3 地质勘察、水文分析和工程设计原则
3.1 地质勘察原则
定居兴牧水源工程大多修建在小型河流和山洪沟上，分布于中山—低山—丘陵区，工程规模小，以山区中低坝小型水库为主，其工程地质勘察应遵循以下原则：
（1）标准依据。按照《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL 55—2005）和《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487—2008）的有关要求执行，突出中小型水利水电工程地质勘察特点。
（2）阶段划分。工程勘察任务的阶段划分总体要与设计“三阶段”保持一致，但对于地质条件相对简单的小型工程，其勘察阶段可适当合并，特别是项目建议书批复后，工程勘察可按初步设计阶段要求一步到位。
（3）深度把握。小型水库工程建设对地质条件要求不高，受时间和经费投入的限制，工程地质勘察应以常规勘察为主，但必须查明坝址的基本地质条件和关键性的工程地质问题，保证在工程开工后不出现大的或较大的地质问题。而对一般性地质问题和一些不良地质现象，可放在施工开挖揭露后现场研究处理。
（4）精度控制。项目建议书和可行性研究阶段，主要任务是在“初步查明”主要地质问题的基础上，优选出最优场址，推荐出最优坝型，并对方案比选有影响的工程地质问题做出评价，保证工程安全和投资控制；初步设计阶段，主要任务是在“查明”选定场址工程地质条件和工程地质问题的基础上，针对每个建筑物的特点和要求，详细评价工程地质条件的优缺点、存在的地质问题及发展变化趋势，提出合理的处理措施和建议；天然建筑材料勘察分为普查、初查、详查三个阶段，分别与规划阶段、项目建议书—可行性研究阶段、初步设计阶段相对应。
（5）方法选择。①设计人员应与地质人员共同现场踏勘，在下达勘察任务书时，枢纽建筑物的布置位置应基本考虑成熟，避免因非地质原因而频繁改变建筑物位置，造成勘察实施过程中工作量的浪费；②地质人员应充分了解设计意图，有针对性地布置勘察工作，做到勘探点布置目的明确，勘察手段、方法选择正确，对设计方案提出地质专业建议，使“主要地质结论—施工处理建议—工程设计方案”做到密切结合；③注意区别和把握大型工程与小型工程在勘察中的不同点，比如大型工程侧重建筑物的设计安全，而小型工程则对渗漏、淤积问题更加敏感；④勘察方法应以地质测绘为主，因地制宜，尽可能采用轻型勘探手段，试验工作也尽可能采用现场简易试验，勘探工作应在地质测绘的基础上，根据地质认识的逐步深入有序进行；⑤岩土物理力学参数的取值应以现场简易试验为基础，重视采用工程地质类比和经验分析方法，合理提出岩土物理力学参数建议值。
3.2 径流分析与洪水设计原则
1.重要性与挑战性
径流分析和洪水设计成果是进行水利工程设计的重要基础依据，直接关系到水利工程的经济、效益与安全。径流分析和洪水设计的实质内容，就是研究水文现象发展变化规律，正确估计水文情势的特征，对未来可能出现的径流和洪水等水文情势做出预测，属于水文分析计算中的一个超长期预报问题，存在着很大的不确定性。新疆水文监测站网密度低，且观测年限短，“盲点”和“空白”区较多，故径流分析和洪水设计工作具有较大的难度，特别是定居兴牧水源工程涉及的河流大都为中、小河流或山洪沟，水文基础工作普遍比较薄弱，设计径流和设计洪水分析计算的风险性与挑战性更大。如果分析计算结果偏大，将会造成水库大坝修筑规模过大，出现水库蓄水达不到设计库容的“空库”现象，同时也会误导人们过大规模地开发灌溉面积，出现水资源供需不平衡的“赤字”现象；如果分析计算结果偏小，将会因水库库容偏小、大坝偏低，而无法对河川径流、洪水进行有效调控，造成大坝的溃决，加剧了洪水对人类的危害。
2.径流分析和洪水设计的内容与要求
径流分析的主要内容为工程场址处多年平均年径流量、设计年径流量（不同保证率）及设计年径流的年内分配。工程设计中，工程规模主要由来水、用水矛盾的大小和希望解决矛盾的程度（即设计保证率）来决定，径流分析就是分析研究年径流量的变化规律，解决工程设计的主要依据—来水，即分析年径流的年际变化及年径流在年内的分布规律，提供设计年径流过程或丰水、平水、枯水三种典型年的年径流成果，作为径流调节计算和确定工程规模的依据。
洪水设计的主要内容是计算工程场址处的设计洪水，即推求工程场址处设计洪峰流量、设计洪量及设计洪水过程线，并对设计洪水成果进行合理性分析。工程设计中，要确定泄洪建筑物（溢洪道、围堰、导流隧洞和导流渠等）的形式和规模必须进行设计洪水的计算，并依据设计洪水计算成果进行水库的洪水调节计算，对通过各种方案所求得的最高洪水位和最大下泄流量，进行防洪效益和投资的计算分析，选择最优方案，确定泄洪建筑物类型、尺寸和坝高。
3.方法与原则
径流分析和洪水计算方法主要根据设计流域的资料情况来确定，实际计算中，经常会遇到具有长期实测径流资料、短期实测径流资料和缺乏实测径流资料等三种情况。在径流分析计算时，对于有资料河流，一般采用频率曲线法或长短系列订正法计算坝址设计径流；对于无资料河流，计算多年平均年径流量通常采用多种方法计算，如：①径流深等值线图法；②水文比拟法；③径流深区域综合法［1，4］，经合理性分析后推荐采用成果。
在洪水分析计算时，对于具有长系列或短系列洪水资料，则利用长系列洪水资料进行频率计算，或充分利用短系列洪水资料，采用长短系列订正法计算参证站设计洪水，在此基础上，将参证站设计洪水成果直接移用到工程场址，或采用洪峰模数法推算到工程场址。对于无资料河流，计算工程场址设计洪峰流量、时段洪量通常采用的方法：①水文比拟法［7］；②地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法［10］；③地区综合经验公式法［10］；④调蓄经验单位线法［9，11-12］；⑤推理公式法［8-10］。
定居兴牧水源工程场址径流分析计算遵循的原则：①有长系列水文资料的采用频率曲线法分析计算；②有短系列资料的，除采用长短系列订正法外，同时还采用多种方法进行复核计算，经合理性分析后推荐采用成果；③无水文资料的，应遵循“多种方法，综合分析，合理选定”的原则，多做平行计算，多作综合分析和对比评价，经合理性分析后推荐采用成果。
工程场址洪水设计应遵循的原则：①场址处或场址上下游有实测资料的采用频率曲线法分析计算；②收集已有历史洪水调查资料，并实地开展历史洪水调查；③由于大多数工程所在河流或山洪沟，缺乏洪水实测资料或资料系列短、精度较低，在设计洪水分析计算时，宜采用多种方法进行分析计算，按照安全经济、留有余度的原则，合理推荐洪水设计成果。
3.3 工程规划设计原则
根据水利工程勘测设计“三阶段”相关标准的要求，并针对定居兴牧水源工程的特点，在水库工程规模论证、洪水设计标准确定、坝型及坝体结构设计中应遵循以下原则：
（1）在水库工程规模论证时宜采用“择小防大”原则。对于无资料和缺乏实测径流资料的小河流，应采取不同方法计算分析坝址径流成果，在合理性分析的基础上，宜采取“择小值”进行水库规模论证，这样做，一方面是防止径流分析成果偏大、水库“无水可蓄”，另一方面主要是偏重安全、防止水土开发规模过大。
（2）在水库洪水设计标准确定时宜采用“就高不就低”原则。洪水设计标准是水库调洪演算、泄洪建筑物规模、校核洪水位确定的重要依据，鉴于定居兴牧水库工程场址大多无实测洪水资料，洪水分析计算成果和降水等值线推算，多采用邻近河流水文站资料，通过相关分析得到，其代表性和可靠性较差，再加上牧区小型水库今后的运行管理水平相对较低，因此在设计洪水和校核洪水标准确定时宜采用“择大值”进行水库调洪演算，并且在导流兼放水洞不参与泄洪的工况下，确定水库最大坝高、调洪库容及泄洪建筑物尺寸。
（3）坝型选择及大坝抗震结构设计采用“驾轻就熟”的原则。混凝土面板坝、土质防渗体坝、沥青混凝土心墙坝等是新疆当地材料坝的代表坝型，50多年的勘测设计及其筑坝实践，积累了丰富的成功经验，目前，已建、在建和拟建的大坝共105座，其中已建58座，坝高超过100m的有24座。拟建的玉龙喀什、乔巴特和大石峡水利枢纽，坝高均超过200m［13］。新疆在严寒地区、高地震区、深厚覆盖层等特殊不良环境地质条件下筑坝技术不断突破，当地材料坝筑坝技术不断创新，研究提出的“一防、二限、三排、四滤”坝体渗流控制关键技术，研究提出的“合理分区，科学用料，精心施工，最大程度减小坝体施工、运行以及地震造成的坝体变形”坝体变形控制施工关键技术，研究提出的“强压实、宽坝顶、缓坝坡、固顶部、压坝脚”等大坝抗震结构设计关键技术［14-15］，都是可资借鉴的成功经验。再加上定居兴牧水源工程勘测设计和施工建设时间要求紧迫，因此坝型选择应以业已成熟的当地材料坝为主。