檀北來

（安徽省楊灣閘管理處，安慶 246231）

近年來為改善長(zhǎng)江中下游華陽(yáng)河湖群水質(zhì)，地方政府對(duì)華陽(yáng)河湖群非汛期蓄水位提出了新的要求，在開展華陽(yáng)河湖群非汛期控制運(yùn)用水位專題研究的基礎(chǔ)上，工程主管部門修訂了《楊灣閘調(diào)度運(yùn)用辦法》和《華陽(yáng)閘調(diào)度運(yùn)用辦法》，自2018 年開始提高非汛期內(nèi)湖水位?？偨Y(jié)近年來華陽(yáng)河湖群非汛期水位控制變化特征并分析對(duì)入江控制閘的影響，可以為其他沿江水閘工程調(diào)度運(yùn)行提供參考。

1 基本情況

1.1 流域湖泊概況

華陽(yáng)河流域跨安徽、湖北2 省，流域總面積5 511 km2，其中，安徽省2 958 km2、湖北省2 553 km2。華陽(yáng)河湖群是長(zhǎng)江中下游重要的濕地之一，流域內(nèi)設(shè)有8 個(gè)生態(tài)敏感區(qū)，具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、調(diào)節(jié)氣候和維護(hù)生物多樣性等重要生態(tài)功能，包括龍感湖、大官湖、黃湖、泊湖彼此連通的四大湖泊，整體呈帶狀分布，汛期湖水高漲，湖泊連成一片，汛后則湖水退落。華陽(yáng)河湖群位于華陽(yáng)河分蓄洪區(qū)內(nèi)，承擔(dān)了重要的防洪任務(wù)。

1.2 水文特性

華陽(yáng)河湖群水位的漲落除與降雨有關(guān)外，還與華陽(yáng)閘、楊灣閘的調(diào)度運(yùn)用有關(guān)。據(jù)多年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，湖區(qū)平均水位在7—10 月偏高，年最高水位一般出現(xiàn)在7—9 月。湖內(nèi)下倉(cāng)埠站建閘后歷史最高水位為17.35 m（1999年9月6日），歷史最低水位為11.56 m（1963年4月1日）。下倉(cāng)埠站多年平均降水量1 285.8 mm，正常年份匯入長(zhǎng)江的年徑流量為17.44億m3，最豐水年份高達(dá)30.13 億m3，最枯水年份僅6.14億m3。

1.3 入江控制工程

作為長(zhǎng)江一級(jí)支流，華陽(yáng)河湖群流經(jīng)楊灣河的楊灣閘、華陽(yáng)河的華陽(yáng)閘匯入長(zhǎng)江。楊灣閘老閘建于1956年，現(xiàn)保留做交通橋使用，2016年新閘建成，工程等級(jí)為Ⅲ等，主要建筑物為2級(jí)，設(shè)計(jì)排水流量為615 m3/s，底板高程8.00 m，蓄水時(shí)設(shè)計(jì)限制閘上最高水位為12.50 m，對(duì)應(yīng)江水位無明確要求。華陽(yáng)閘建成于1956年，底板高程9.20 m，設(shè)計(jì)排水流量為240 m3/s。

2 非汛期水位調(diào)整原因

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，調(diào)整華陽(yáng)河湖群非汛期水位，主要有以下4個(gè)方面的原因。

2.1 適應(yīng)江湖關(guān)系變化

2003年三峽大壩建成后，長(zhǎng)江天然徑流的時(shí)間分配發(fā)生了改變，中下游水文要素也相應(yīng)發(fā)生了變化，根據(jù)楊灣閘多年觀測(cè)資料分析，2003 年以前華陽(yáng)河湖群10 月多年平均水位為12.59 m，2003—2018 年華陽(yáng)河湖群10 月多年平均水位有所降低（11.75 m），其中有11 年內(nèi)湖水位低于12.50 m。由以上數(shù)據(jù)可知，華陽(yáng)河湖群非汛期水位有抬升的必要性。

2.2 改善水環(huán)境

華陽(yáng)河湖群水質(zhì)主要與入湖污染物含量有關(guān)，但水位偏低，也易引起湖區(qū)底泥中污染物的釋放。根據(jù)長(zhǎng)江科學(xué)院研究結(jié)論，龍感湖、黃湖、大官湖和泊湖化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）濃度與水位均呈對(duì)數(shù)型相關(guān)關(guān)系，即當(dāng)湖區(qū)水位在13.58 m 以下時(shí)，隨著水位的升高，湖區(qū)COD、TN、TP 濃度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，而當(dāng)湖區(qū)水位高于13.58 m 時(shí)，隨著水位的升高，湖區(qū)COD、TN、TP濃度下降趨勢(shì)變緩，在12.00～13.58 m 范圍內(nèi)適度抬高運(yùn)行水位對(duì)湖區(qū)水質(zhì)有一定的改善效果。

2.3 防御水旱災(zāi)害

近年來，極端天氣事件和水旱災(zāi)害事件頻發(fā)，長(zhǎng)江流域先后發(fā)生了2019 年夏秋冬三季連旱、2020 年大水和2022 年夏秋冬春四季連旱。華陽(yáng)河湖群2019 年抗旱蓄水104 d；2020 年汛期因江水頂托，內(nèi)湖超設(shè)防水位達(dá)144 d；2022 年汛后又關(guān)閘蓄水164 d。水旱災(zāi)害防御形勢(shì)要求加強(qiáng)楊灣閘工程調(diào)度。

2.4 滿足水廠取水需求

華陽(yáng)河湖群周邊僅安徽省境內(nèi)布設(shè)農(nóng)村飲水工程23 處（宿松縣12 處、望江縣10 處、太湖縣1 處），而部分沿湖自來水廠取水口高于限制閘最高水位（12.50 m），加之湖灘逐年淤積，如果湖區(qū)蓄水位過低，將影響水廠正常取水。

3 非汛期水位調(diào)整變化

3.1 調(diào)度運(yùn)用規(guī)定的變化

1984 年發(fā)布的《楊灣閘控制運(yùn)用規(guī)定》與2018 年修訂的《楊灣閘控制運(yùn)用辦法》都將汛前（3—4 月）限制湖水位控制在11.80～12.00 m。但新辦法將汛末湖內(nèi)蓄水位12.50～13.00 m的維持時(shí)間延長(zhǎng)，由原來的9—10月延長(zhǎng)至12月底，并要求2月底前控制在12.00～12.50 m。

3.2 實(shí)際閘控水位的變化

統(tǒng)計(jì)分析楊灣閘歷年觀測(cè)資料，與過去相比，2018 年后非汛期實(shí)際閘上水位呈現(xiàn)年最低水位抬升和汛后長(zhǎng)時(shí)間維持較高水位的特點(diǎn)。

3.2.1 年最低水位抬升

與1956—2017年最低水位的平均值8.68 m 相比，2018年及以后年最低水位提高了0.96～2.14 m，且2020—2022年水位抬升在1.50 m及以上（表1）。

表1 楊灣閘上游年最低水位統(tǒng)計(jì)表 m

3.2.2 汛后長(zhǎng)時(shí)間維持較高水位

與2001—2017年2月平均水位10.44 m和12月平均水位10.70 m相比，2018—2023年的2月平均水位增加1.26～1.77 m，12月平均水位增加2.00～2.25 m（表2），可知每年汛后至次年2月閘上維持較高蓄水位。

表2 楊灣閘上游月平均水位情況m

3.3 三峽水庫(kù)調(diào)度對(duì)華陽(yáng)河湖水位的影響

選取2016年和2020年分析三峽水庫(kù)調(diào)度對(duì)華陽(yáng)河湖水位的影響。

2016年1月三峽水庫(kù)水位開始逐步消落，至6月5日水位消落至汛限水位，三峽水庫(kù)轉(zhuǎn)入汛期運(yùn)行。通過2016 年數(shù)據(jù)可知，華陽(yáng)河湖區(qū)水位在2016 年2—3 月一直維持11.88～11.44 m，在3月底降至11.44 m，已低于當(dāng)時(shí)執(zhí)行的調(diào)度規(guī)程《楊灣閘調(diào)度運(yùn)用辦法》和《華陽(yáng)閘調(diào)度運(yùn)用辦法》規(guī)定的3 月底4 月初汛前降低到11.80 m 的要求，提前騰出了湖容。

2020年1月三峽水庫(kù)水位開始逐步消落，至6月8日水位消落至汛限水位，三峽水庫(kù)轉(zhuǎn)入汛期運(yùn)行。通過2020 年數(shù)據(jù)可知，華陽(yáng)河湖區(qū)水位在2020 年2—3 月一直維持在12.04～11.55 m，在3 月底降至11.55 m，一直到5 月底水位仍維持11.88 m，符合2018年修訂的調(diào)度規(guī)程《華陽(yáng)河湖群非汛期控制運(yùn)用水位及楊灣閘、華陽(yáng)閘調(diào)度運(yùn)用辦法》規(guī)定的3—4月水位按照11.80～12.00 m控制、5—9月根據(jù)4 月水位按實(shí)際情況控制的要求，提前騰出了湖容。

雖然三峽水庫(kù)汛前下泄對(duì)長(zhǎng)江楊灣閘、華陽(yáng)閘外水位有一定影響，但是從華陽(yáng)河湖區(qū)水位來看，長(zhǎng)江三峽的調(diào)度未影響華陽(yáng)河汛前下泄、騰出湖容，也未影響到華陽(yáng)河湖群汛前降低到調(diào)度控制水位附近。而2016 年、2020 年華陽(yáng)河湖區(qū)洪水則是華陽(yáng)河流域持續(xù)性強(qiáng)降雨和江水頂托造成的。

4 調(diào)整非汛期水位對(duì)入江控制閘的影響

4.1 有利于生態(tài)保水

據(jù)1956 年建閘以來的運(yùn)行管理檔案，2018 年之前楊灣閘的主要功能是汛期防洪、汛后排澇和干旱年份蓄水灌溉，由于每年9—10月仍是相對(duì)豐水期，故汛后很少在水位11.80 m 以上時(shí)關(guān)閘蓄水（僅2008 年汛后發(fā)生1 次且只蓄水20 d）。而2018年以后因環(huán)保需要，每年均在汛后進(jìn)行生態(tài)保水（表3），楊灣閘除了原設(shè)計(jì)的防護(hù)、排澇、抗旱主要功能外，生態(tài)水位調(diào)控作用也越來越重要。

表3 2018—2022年內(nèi)湖蓄水情況統(tǒng)計(jì)表

4.2 造成汛前泄水安全壓力大

汛前（3—4 月）搶排時(shí)，下泄流量相對(duì)較大，對(duì)下游河床會(huì)產(chǎn)生一定的沖刷。楊灣閘排水效果受多種因素影響，既與上下游水位和閘門高度有關(guān)，又與安全控制運(yùn)用有關(guān)，特別是在高水位差情況下排水，要兼顧閘門啟閉力、消能設(shè)施和上下游河道防沖等安全問題。

4.3 造成水閘運(yùn)行工況差

2018年生態(tài)保水以來，每年汛后工程長(zhǎng)期處在不利工況下運(yùn)行。①蓄水位偏高，閘上游水位接近甚至超過設(shè)計(jì)蓄水位；②內(nèi)外高水位差大且長(zhǎng)期保持，每年汛后最大水位差均超過4.50 m（表3）；③為控制蓄水位，汛后只能保證閘門保持小開度，閘孔長(zhǎng)期處在射流工作狀態(tài)。

4.4 導(dǎo)致工程運(yùn)維成本高

超出設(shè)計(jì)工況條件下蓄水需要采取工程措施確保工程運(yùn)行安全。如2018 年、2019 年汛后生態(tài)保水期間，當(dāng)非汛期湖區(qū)水位高于12.50 m 時(shí)，通過新老閘聯(lián)合運(yùn)用逐級(jí)消減閘上下游水位差，使內(nèi)湖水位達(dá)到要求；由于2020 年拆除了老閘啟閉機(jī)閘門，2022年為了抗旱和生態(tài)保水，9月在閘下游修筑攔河圍堰，消減閘上下游水位差，保持內(nèi)湖水位13.00～13.50 m。長(zhǎng)期不利工況下運(yùn)行，增加了工程日常運(yùn)行維護(hù)成本，如閘門長(zhǎng)期保持小開度高速水流加快了閘孔及底板混凝土氣蝕、剝蝕和閘門止水橡皮等部件損耗。為保證工程安全運(yùn)行，需要加密工程安全監(jiān)測(cè)的頻次。

5 建 議

（1）進(jìn)一步研究閘控水位與水質(zhì)關(guān)系。為了更好地總結(jié)水閘工程的生態(tài)水位調(diào)控作用，需要分析不同模擬情景下的水環(huán)境參數(shù)，在獲取更為全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，修改和完善華陽(yáng)河湖群水動(dòng)力—水質(zhì)模型，進(jìn)一步掌握閘控水位與水質(zhì)關(guān)系。

（2）驗(yàn)算工程安全運(yùn)用條件。2018 年的《楊灣閘控制運(yùn)用辦法》是基于新老閘聯(lián)合運(yùn)用基礎(chǔ)上修訂的，由于老閘拆除閘門與啟閉機(jī)后無擋水條件，非汛期內(nèi)湖超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)蓄水，須對(duì)工程安全運(yùn)用條件進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，以保證工程抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定、消能防沖安全及啟閉安全，因此必要時(shí)應(yīng)采取工程措施，加強(qiáng)工程安全監(jiān)測(cè)分析，確保工程安全運(yùn)行。

（3）強(qiáng)化“四預(yù)”措施，防御水旱災(zāi)害。華陽(yáng)河流域豐水年份防汛壓力大。在華陽(yáng)河蓄滯洪區(qū)工程項(xiàng)目建成投入使用前，控制非汛期內(nèi)湖水位，應(yīng)根據(jù)水旱災(zāi)害防御工作的需要，強(qiáng)化預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”措施，必要時(shí)優(yōu)化工程調(diào)度方案，統(tǒng)籌做好防洪安全和生態(tài)安全。

（4）增加工程運(yùn)維經(jīng)費(fèi)。為充分發(fā)揮工程效益，保證工程安全運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，明確工程運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)的保障機(jī)制，確保足額到位。