王 玉,程建華,侍翰生
(江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,225127,揚(yáng)州)
洪澤湖位于江蘇省淮安市西南部,承接淮河上中游15.8萬(wàn)km2面積的來(lái)水,經(jīng)調(diào)蓄后分別泄入長(zhǎng)江和黃海,是淮河水系最大的攔蓄調(diào)控淮河洪水的平原湖泊型水庫(kù)。隨著南水北調(diào)東線一期工程的建設(shè)完成,洪澤湖作為輸水干線上的主要調(diào)蓄湖泊之一,必將充分發(fā)揮其在南水北調(diào)水資源優(yōu)化配置中的巨大作用。因此,在現(xiàn)狀水量調(diào)度方案的基礎(chǔ)上,對(duì)東線一期工程實(shí)施后的洪澤湖綜合調(diào)度運(yùn)行進(jìn)行分析,提出新的思路十分必要。
洪澤湖現(xiàn)狀汛限水位為12.50 m(廢黃河高程,下同),警戒水位13.50 m,設(shè)計(jì)洪水位 16.0 m,校核洪水位17.0 m。其洪水調(diào)度按照2008年國(guó)家防汛抗旱總指揮部批復(fù)的淮河洪水調(diào)度方案(國(guó)汛〔2008〕8號(hào))執(zhí)行,在汛期預(yù)報(bào)淮河上中游發(fā)生較大洪水時(shí)洪澤湖應(yīng)提前預(yù)泄,盡可能降低湖水位;根據(jù)不同洪澤湖水位,相應(yīng)利用淮河入江水道、入海水道、分淮入沂、蘇北灌溉總渠及廢黃河行洪。
洪澤湖現(xiàn)狀興利水位13.0 m,死水位11.30 m,2012年確定其旱限水位為11.80 m。根據(jù)《江蘇省流域性、區(qū)域性水利工程調(diào)度方案》中有關(guān)洪澤湖水源調(diào)度要求、省供水范圍的供水調(diào)度計(jì)劃及當(dāng)時(shí)雨水情、用水形勢(shì),確定省管及其他重要引水口門的出湖流量。在遭遇干旱年份,為確保城鄉(xiāng)生活等重點(diǎn)用水,需要采取江水北調(diào)、挖掘死庫(kù)容等措施。在不影響防洪和排澇的前提下,洪澤湖可在后汛期根據(jù)雨水情適時(shí)攔蓄尾水,逐步由汛限水位抬高至汛末蓄水位13.0 m,充分利用洪水資源。
洪澤湖設(shè)計(jì)最低通航水位為11.50 m,設(shè)計(jì)最高通航水位為:洪山頭至老子山段為15.50 m,老子山至高良澗段為15.0m。當(dāng)湖水位低于設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí),需要采取小船隊(duì)或減載等措施。
當(dāng)洪澤湖低于11.30 m時(shí),為盡量防止洪澤湖生態(tài)受到破壞,全力實(shí)施江水北調(diào),盡量控制洪澤湖周邊引水口門,減緩水位下降速度。
①根據(jù)輕重緩急,首先滿足城鎮(zhèn)生活及港口用水;二是保證電廠、京杭運(yùn)河等骨干航道航運(yùn)用水;三是重點(diǎn)工業(yè)用水;四是農(nóng)業(yè)用水,其中主要滿足水稻用水;五是一般工業(yè)及生態(tài)環(huán)境用水。
②供水次序由近到遠(yuǎn);高水高用,低水低用;上游來(lái)水不足時(shí),秋播冬灌、春灌、育秧盡量利用當(dāng)?shù)厮?dāng)?shù)厮蛔銜r(shí)利用江河湖庫(kù)等外來(lái)水補(bǔ)充。
(1)供水水源次序
①供水區(qū)各種水源的利用次序依次為當(dāng)?shù)厮?、淮河水和長(zhǎng)江水。按照水資源優(yōu)化配置的要求,要注重江水、淮水的聯(lián)合運(yùn)用。
②干旱年份,洪澤湖接近死水位時(shí),限制出湖水量,加大抽江水量補(bǔ)湖,保障人們的生活、生產(chǎn)及水生態(tài)環(huán)境用水。
③以長(zhǎng)江為水源供水時(shí),保障供水的優(yōu)先次序應(yīng)分段供給,即先“長(zhǎng)江—洪澤湖”段,再“洪澤湖—駱馬湖”段,后“駱馬湖—下級(jí)湖”段,條件允許時(shí)兼顧下一區(qū)段。
④供水水源在分區(qū)段供水的同時(shí),力求按照水功能區(qū)水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)實(shí)施達(dá)標(biāo)供給。
⑤汛期應(yīng)服從防洪調(diào)度,同時(shí)兼顧水量的年際變化,每年九、十月份開始,應(yīng)視河湖水情及上游來(lái)水情況逐步蓄水,必要時(shí)繼續(xù)抽江水補(bǔ)充湖庫(kù),以保證冬春水量的正常供給。
(2)行業(yè)供水次序
①在非用水高峰期,用水的優(yōu)先次序通常為:生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生態(tài)環(huán)境。
②在用水高峰期,按設(shè)計(jì)供水保證率由高到低實(shí)施供水,即首先滿足生活、工業(yè)尤其電力及煤炭工業(yè)、航運(yùn)用水;其次供給農(nóng)業(yè)灌溉用水;三是一般工業(yè)及生態(tài)環(huán)境用水。
①當(dāng)長(zhǎng)江水源有保證,且洪澤湖高于北調(diào)控制水位時(shí),抽江水量出省優(yōu)先;長(zhǎng)江水源有保證,但洪澤湖低于北調(diào)控制水位時(shí),新增裝機(jī)抽江水量視情況出省。
②當(dāng)長(zhǎng)江大通站流量小于10 000 m3/s,或者長(zhǎng)江水源發(fā)生突發(fā)性水污染事故、恐怖襲擊、戰(zhàn)爭(zhēng)等影響抽江水的事件時(shí),限制或停止抽江供水。
③在供水區(qū)域內(nèi),擬由近及遠(yuǎn)實(shí)施供水;農(nóng)業(yè)灌溉用水高峰期、特殊干旱期、地區(qū)用水矛盾突出時(shí),水資源調(diào)出(流出)所在地適度優(yōu)先用水,同時(shí)采取限制和錯(cuò)峰措施,保障沿線及供水末梢地區(qū)的基本用水權(quán)益。
④對(duì)于直接供水區(qū),一般干旱年份充分利用淮水,同時(shí)抽江補(bǔ)給其不足;干旱年份抽江濟(jì)淮,力求保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及航運(yùn)用水;特殊干旱年份除全力攔蓄地方徑流、利用回歸水或取用地下水源外,全力運(yùn)用各項(xiàng)水工程措施,蓄、引、提等各種水源工程實(shí)施供水。
根據(jù)《江蘇省防汛防旱手冊(cè)》,洪澤湖正常蓄水位13.0 m,東線一期工程實(shí)施后,正常蓄水位抬高為13.5 m。
①江水、淮水并用,淮水在優(yōu)先滿足當(dāng)?shù)匕l(fā)展用水的條件下,余水可用于北調(diào)。在淮河枯水年多抽江水,淮河豐水年多用淮水。
②按照水資源優(yōu)化配置的要求,在充分利用當(dāng)?shù)厮Y源供水仍不足時(shí),逐級(jí)從上一級(jí)湖泊調(diào)水補(bǔ)充;當(dāng)?shù)貜搅鞑荒軡M足整個(gè)系統(tǒng)供水時(shí),調(diào)江水補(bǔ)充。
③為了保證各區(qū)現(xiàn)有的用水利益不受破壞,參照現(xiàn)有江水北調(diào)工程的調(diào)度原則,經(jīng)過(guò)調(diào)算擬定了洪澤湖北調(diào)控制水位。一般情況下,低于此水位時(shí),停止抽湖泊蓄水北調(diào)出省。
④為保證城市用水,在湖泊停止向北供水時(shí),新增裝機(jī)抽江水量?jī)?yōu)先滿足北方城市供水,然后再向農(nóng)業(yè)供水。
水量調(diào)度以南水北調(diào)東線一期工程水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)為前提,通過(guò)對(duì)南水北調(diào)受水區(qū)多年系列南北豐枯遭遇情況進(jìn)行分析,豐、平、偏枯、枯、特枯年分別選取1962年、1969年、1959年、1981年、1966年作為典型年。
(1)豐水年
1962年,調(diào)水入洪澤湖的時(shí)間有8個(gè)旬,主要在2月下旬—4月下旬,入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為1 000 h,入湖平均流量為51 m3/s;調(diào)水出洪澤湖的時(shí)間有28個(gè)旬,主要在9月—10月上旬、12月—6月,出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為3 400 h,出湖平均流量為137 m3/s。
(2)平水年
1969年,調(diào)水入洪澤湖的時(shí)間有19個(gè)旬,主要在11月中旬—2月下旬、4月下旬—6月中旬,入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為3 100 h,入湖平均流量為159 m3/s;調(diào)水出洪澤湖的時(shí)間有35個(gè)旬,基本覆蓋全年,出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為5 700 h,出湖平均流量為228 m3/s。
(3)偏枯水年
1959年,調(diào)水入洪澤湖的時(shí)間有36個(gè)旬,入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為8 300 h,入湖平均流量為425 m3/s;調(diào)水出洪澤湖的時(shí)間有29個(gè)旬,主要在7—8月、10月中旬—6月上旬,出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為5 700 h,出湖平均流量為226 m3/s。
(4)枯水年
1981年,調(diào)水入洪澤湖的時(shí)間有34個(gè)旬,基本覆蓋全年,入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為7 500 h,入湖平均流量為385 m3/s;調(diào)水出洪澤湖的時(shí)間有31個(gè)旬,主要在7月中旬—9月上旬、10月—6月上旬,出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為6 700 h,出湖平均流量為266 m3/s。
(5)特枯水年
1966年,調(diào)水入洪澤湖的時(shí)間有36個(gè)旬,入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為8 000 h,入湖平均流量為411 m3/s;由于部分時(shí)間洪澤湖水位低于北調(diào)控制水位,調(diào)水出洪澤湖的時(shí)間只有20個(gè)旬,主要在11月—5月中旬,出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為3 500 h,出湖平均流量為140 m3/s。
(6)多年平均
根據(jù)1956—1997年共42年系列資料統(tǒng)計(jì)分析,多年平均入洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為4 500 h,入湖平均流量為232 m3/s;出洪澤湖泵站裝機(jī)利用小時(shí)為5 400 h,出湖平均流量為213 m3/s。
現(xiàn)狀洪澤湖水源主要通過(guò)二河、淮沭河、鹽河、廢黃河、總渠、里運(yùn)河向淮安、連云港、鹽城、揚(yáng)州等市進(jìn)行調(diào)度。東線一期工程實(shí)施后,將在江水北調(diào)基礎(chǔ)上增加北送規(guī)模,實(shí)現(xiàn)向宿遷、徐州及北方供水的目標(biāo)。
(1)現(xiàn)狀水源調(diào)度總體思路
根據(jù)相關(guān)要求,進(jìn)一步明確洪澤湖水源調(diào)度:①洪澤湖水位在12.5 m以上時(shí),水源由省防汛防旱指揮部統(tǒng)一調(diào)度。②當(dāng)洪澤湖水位在12.5 m以下時(shí),按省規(guī)定,除經(jīng)薔北地涵及沭新退水閘(含桑墟水電站)向連云港市送水50 m3/s、向廢黃河送水15~20 m3/s外,其余部分由省防汛防旱指揮部統(tǒng)一調(diào)度給淮安、宿遷等市縣使用。③當(dāng)洪澤湖水位降至11.3 m時(shí),由于二河閘出量不足, 向連云港市及廢黃河送水的流量將相應(yīng)減少,但為了確保連云港港口和城市用水,根據(jù)大旱年份1992年的實(shí)際情況,在任何形式下,通過(guò)薔北地涵及沭新退水閘向連云港送水不得少于30~40 m3/s。
(2)水量調(diào)度研究
①水量調(diào)度控制
在現(xiàn)狀水源調(diào)度的基礎(chǔ)上,根據(jù)洪澤湖防洪、興利、通航、生態(tài)等控制運(yùn)行條件以及南水北調(diào)東線一期工程規(guī)劃,湖泊運(yùn)行水位一般不高于正常蓄水位,不低于死水位。在汛期入梅后至后汛期之前湖水位控制一般不超過(guò)汛限水位(12.5 m);在不影響防洪和排澇的前提下,洪澤湖可在后汛期 (起始時(shí)間根據(jù)當(dāng)年的雨情、水情確定)根據(jù)雨水情適時(shí)攔蓄尾水,逐步由汛限水位抬高至正常蓄水位,充分利用洪水資源;10月—次年入梅前,湖水位以正常蓄水位控制。
②北調(diào)控制水位
當(dāng)遇枯水年,為保證洪澤湖周邊及下游地區(qū)用水戶現(xiàn)狀用水利益不受破壞,湖水位較低時(shí),將停止抽水北調(diào)出省。為此,根據(jù)現(xiàn)有調(diào)水工程體系及多年的調(diào)度運(yùn)用實(shí)踐,擬定洪澤湖北調(diào)控制水位,一般情況下,當(dāng)湖水位低于北調(diào)控制水位時(shí),停止抽洪澤湖蓄水北調(diào)出省。洪澤湖北調(diào)控制水位為:7—8月為12.5 m;9—10月為 13.0~13.5 m;11—2 月為 13.5 m;3—6月為 13.5~13.0 m。
③調(diào)水入洪澤湖的時(shí)機(jī)和條件
調(diào)水入洪澤湖的時(shí)機(jī)是根據(jù)降雨預(yù)報(bào)、上游來(lái)水、受水區(qū)用水需求以及湖泊防洪、興利、航運(yùn)、生態(tài)等的要求綜合確定。后汛期至次年入梅前,當(dāng)洪澤湖水位低于正常蓄水位,且上中游基本沒(méi)有來(lái)水或來(lái)水較少時(shí),啟用長(zhǎng)江—洪澤湖段各梯級(jí)站開機(jī)逐級(jí)抽水北送,解決沿線用水及補(bǔ)給洪澤湖;其他時(shí)期,當(dāng)洪澤湖水位低于汛限水位,且上中游基本沒(méi)有來(lái)水或來(lái)水較少時(shí),啟用長(zhǎng)江—洪澤湖段各梯級(jí)站開機(jī)逐級(jí)抽水北送,解決沿線用水及補(bǔ)給洪澤湖。
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