王 輝

（運(yùn)城市水文水資源勘測(cè)站，山西 運(yùn)城 044000）

1 北門灘概況

北門灘位于運(yùn)城市鹽湖區(qū)解州鎮(zhèn)北，是防止永濟(jì)市及鹽湖區(qū)流域內(nèi)地表及淺層地下水流入鹽池的重要滯洪灘之一，也是運(yùn)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。北門灘緊靠解州城北，西依西塬湖水庫(kù)，與西塬湖水庫(kù)大壩相接，同蒲鐵路從南邊通過(guò)。239 省道分別穿灘而過(guò)，將北門灘分割成了西灘、中灘和東灘，省道和鐵路下設(shè)有涵洞，各灘水體不能連通。

北門灘原來(lái)的作用是保護(hù)鹽池，截流上游洪水和西塬湖水庫(kù)泄洪，保護(hù)下游居民及企業(yè)。目前運(yùn)城市鹽湖區(qū)城內(nèi)80%～90%的雨污洪水引入北門灘，北門灘成了將城市雨污水提排至西塬湖水庫(kù)的中轉(zhuǎn)站。北門灘與西塬湖聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，非汛期城區(qū)雨污水通過(guò)常硝渠先排入北門灘，再通過(guò)泵站提排至西塬湖水庫(kù)；汛期西塬湖水庫(kù)防汛壓力大時(shí)，堵住常硝渠進(jìn)口，從邱家坡村北引常硝渠水進(jìn)北門灘。

根據(jù)《山西省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃》（DB 14/67-2014），北門灘水環(huán)境功能為排污控制區(qū)，水質(zhì)要求為Ⅴ類水。地表水水質(zhì)不能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目為高猛酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮和氟化物；地下水水質(zhì)不能達(dá)到《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14848-93）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目為溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽氮。

2 北門灘水環(huán)境、水質(zhì)調(diào)查

2.1 北門灘水位-庫(kù)容

北門灘壩頂高程335.8 m，歷史最高蓄水位334.95 m。2017 年8 月10 日實(shí)測(cè)水面高程333.42 m，總蓄水量198.6 萬(wàn)m3，其中西灘蓄水量11.8 萬(wàn)m3，中灘蓄水量17.8 萬(wàn)m3，東灘蓄水量169.0 萬(wàn)m3。

經(jīng)計(jì)算，北門灘最大蓄水量551.0 萬(wàn)m3（計(jì)算至蓄水位335.3 m），其中西灘蓄水量27.6 萬(wàn)m3，中灘蓄水量65.0 萬(wàn)m3，東灘蓄水量458.4 萬(wàn)m3。

2.2 北門灘來(lái)水分析

鐵北地區(qū)通過(guò)北郊干河收集鐵路以北的污水，匯流至鐵路貨場(chǎng)排水站及圣惠路排水站，經(jīng)泵站提排進(jìn)入姚暹渠。

鐵南地區(qū)污水主要通過(guò)泵站提排或直接排入常硝渠；電廠廢水經(jīng)過(guò)暗管直接排入常硝渠。北門灘地表來(lái)水，主要為運(yùn)城市常硝渠排放的城市生活污水和雨洪徑流。地下水類型為松散巖類孔隙水，主要補(bǔ)給來(lái)源為庫(kù)區(qū)垂向滲漏補(bǔ)給。

城市水文站測(cè)驗(yàn)斷面設(shè)于常硝渠上，距北門灘口約13.5 km，可通過(guò)城市站實(shí)測(cè)北門灘的來(lái)水量，也可通過(guò)城市站下游至北門灘入口（匯水區(qū)域面積45.15 km2）的區(qū)間計(jì)算雨污洪水來(lái)水量。經(jīng)調(diào)洪演算，北門（2007—2017 年）平均年來(lái)水量約911 萬(wàn)m3。

2.3 北門灘現(xiàn)狀洪水調(diào)度方式

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2000），確定北門灘設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇，設(shè)計(jì)洪量為368.1 萬(wàn)m3。北門灘采取空庫(kù)迎洪度汛方式，100 年洪水標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)計(jì)蓄水位為334.43 m。

近年來(lái)，為確保北門灘防洪安全，防止城市雨污水進(jìn)入鹽池，北門灘泵站每天抽排10 萬(wàn)多m3水進(jìn)入西塬湖水庫(kù)。當(dāng)出現(xiàn)以下緊急情況時(shí)需要進(jìn)行應(yīng)急分洪：一是西塬湖水庫(kù)大壩出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，與北門灘聯(lián)合運(yùn)用，并向北門灘分洪15.0 m3/s。當(dāng)北門灘蓄水位達(dá)到334.99 m（非常溢洪道底板高程）時(shí)，啟用北門灘兩孔泄洪閘，向鹽池分洪，最大泄流量16.6 m3/s。二是北門灘大壩出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，啟用北門灘兩孔泄洪閘，向鹽池分洪，最大泄流量16.6 m3/s。三是當(dāng)北門灘遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，開(kāi)啟泄洪閘向鹽池分洪。當(dāng)蓄水位超過(guò)334.99 m 時(shí)，非常溢洪道開(kāi)始泄洪。

2.4 北門灘近十年水位變化特征分析

收集了近十年城市站逐日流量、蒸發(fā)、降雨資料以及北門灘抽水泵站的運(yùn)行資料、城市站以下至北門灘的區(qū)間降雨產(chǎn)流，根據(jù)水量平衡的原理進(jìn)行北門灘的調(diào)洪演算。

根據(jù)調(diào)洪結(jié)果分析水位變化特征，建議北門灘防洪起調(diào)水位控制在332.0～333.0 m 之間；入汛（6 月1 日）前庫(kù)水位控制在334.0 m 以下；其余時(shí)間庫(kù)水位不能超過(guò)334.5 m。北門灘調(diào)洪過(guò)程中需遵循以下原則：一是為保證生態(tài)需水，起調(diào)水位控制在332.0～333.0 m之間；二是合理利用抽水泵站向西塬湖水庫(kù)抽排，保證在入汛（6 月1 日）前庫(kù)水位控制在334.0 m 以下；三是汛期合理蓄水，利用抽水泵站使主汛期庫(kù)水位控制在334.0 m 以下，汛期其余時(shí)間庫(kù)水位不能超過(guò)334.5 m。特殊水情下可通過(guò)北門灘泄水閘向鹽池泄水。四是下汛后可合理蓄水，庫(kù)水位不能超過(guò)334.5 m。

根據(jù)《山西省水文手冊(cè)》，北門灘流域頻率為10%的24 h 降水量為98.0 mm，與2011 年出現(xiàn)的最大一日降水量93.8 mm 接近，也是近十年來(lái)最大一日降水量。本著“最不利”原則，以庫(kù)水位334.5 m 為起調(diào)水位，進(jìn)行逐時(shí)段調(diào)洪演算。可見(jiàn)，通過(guò)泵站抽水和分洪閘泄水能夠使庫(kù)水位控制在334.5 m 以下。

2.5 水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查分析

常硝渠入北門灘口即為排污口位置，位于中灘北面。山西省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心運(yùn)城分中心，組織人員于2017 年8 月4 日分別對(duì)城西污水處理廠出水口和北門灘進(jìn)行了水質(zhì)采樣，并做了檢驗(yàn)檢測(cè)。分別計(jì)算了各污染物的單因子污染指數(shù)。從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，項(xiàng)目區(qū)的地表水水質(zhì)為劣Ⅴ類。北門灘水樣中，超標(biāo)（Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)）項(xiàng)目為化學(xué)需氧量，超標(biāo)倍數(shù)0.55；城西污水處理廠出水口水樣中，超標(biāo)項(xiàng)目為化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)，超標(biāo)倍數(shù)分別為0.37、5.93。

3 調(diào)查成果

北門灘壩頂高程335.8 m，歷史最高蓄水位334.95 m，最大蓄水量551.0 萬(wàn)m3，其中西灘蓄水量27.6 萬(wàn)m3，中灘蓄水量65.0 萬(wàn)m3，東灘蓄水量458.4萬(wàn)m3；本次實(shí)測(cè)水面高程333.42 m，總蓄水量198.6萬(wàn)m3，其中西灘蓄水量11.8 萬(wàn)m3，中灘蓄水量17.8萬(wàn)m3，東灘蓄水量169.0 萬(wàn)m3。

調(diào)洪演算，北門灘近十年年均來(lái)水量約911 萬(wàn)m3。最低庫(kù)水位332.0 m，相應(yīng)水面面積0.30 km2，相應(yīng)庫(kù)容3.67 萬(wàn)m3；最高庫(kù)水位334.5 m，相應(yīng)水面面積1.99 km2，相應(yīng)庫(kù)容386.27 萬(wàn)m3。北門灘汛期平均庫(kù)水位333.92 m，庫(kù)水位介于332.89～334.45 m 之間；非汛期平均庫(kù)水位333.61 m，庫(kù)水位介于332.00～334.50 m 之間。本著“最不利”原則，以庫(kù)水位334.5 m為起調(diào)水位，進(jìn)行逐時(shí)段調(diào)洪演算，通過(guò)泵站抽水和分洪閘泄水能夠使庫(kù)水位控制在334.5 m 以下。

2017 年8 月4 日，實(shí)測(cè)項(xiàng)目區(qū)地表水水質(zhì)為劣V 類，水樣中超標(biāo)（V 類標(biāo)準(zhǔn)）項(xiàng)目為化學(xué)需氧量，超標(biāo)倍數(shù)0.55；城西污水處理廠出水口水樣中超標(biāo)（V類標(biāo)準(zhǔn)）項(xiàng)目為化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)，超標(biāo)倍數(shù)分別為0.37、5.93。

4 結(jié)語(yǔ)

北門灘的西灘和中灘之間連通閘年久失修，中灘和東灘之間鐵路路基下涵洞淤堵嚴(yán)重，東灘和鹽池之間分洪渠道淤積嚴(yán)重，這些情況將嚴(yán)重影響泵站抽排及閘門分洪，容易引起排水不暢，威脅大壩安全及周圍居民人身財(cái)產(chǎn)安全，急需盡快排除各種安全隱患，確保北門灘安全度汛。