從長(zhǎng)江向南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水運(yùn)行分析

1、從長(zhǎng)江向南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水運(yùn)行分析             摘要介紹了利用江蘇江水北調(diào)工程向南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水運(yùn)行過程，分析了水情調(diào)度、工程運(yùn)行、水量平衡和損失、水質(zhì)等情況，指出了存在的問題，供南水北調(diào)東線工程規(guī)劃和運(yùn)行參考。 關(guān)鍵詞跨流域調(diào)水 生態(tài)補(bǔ)水 運(yùn)行 分析 1 應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水背景南四湖是我國十大淡水湖之一，為北方最大的淡水湖。南四湖位于江蘇、山東交界處，淮河流域北部，承接蘇、魯、豫、皖4省32個(gè)縣（市）、3.17萬km2的來水。1958年建設(shè)的二級(jí)壩工程將南四湖分為上

2、級(jí)湖、下級(jí)湖兩部分。2002年，南四湖地區(qū)降水量普遍偏少。1月1日至12月1日，該地區(qū)平均降水量為370 mm，比常年同期少48；汛期（69月）降水量為225 mm，比常年同期少56。全年各河道均沒有發(fā)生明顯的汛情，南四湖總來水量只占多年平均總來水量的9.99。7月15日，上級(jí)湖水位降至32.00 m，基本干涸，為歷史最低水位；8月25日，下級(jí)湖水位降至29.85 m，相應(yīng)蓄水量?jī)H約為0.10億m3，接近干涸。期間，山東省實(shí)施了兩次引黃濟(jì)湖，合計(jì)入上級(jí)湖水量1.4億m3。2002年南四湖地區(qū)的旱情為百年一遇，部分地區(qū)達(dá)到二百年一遇。由于特大干旱，使南四湖地區(qū)遭受嚴(yán)重?fù)p失，32萬人發(fā)生飲水困難，

3、66.67萬hm2農(nóng)作物普遍受旱，京杭運(yùn)河濟(jì)寧段130 km的主航道全線斷航。同時(shí)，干旱對(duì)南四湖的生態(tài)環(huán)境造成了很大的威脅。2 應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水方案江蘇省從1961年開始建設(shè)江水北調(diào)工程。工程從長(zhǎng)江取水，利用京杭大運(yùn)河蘇北段作為輸水干河，串聯(lián)洪澤湖、駱馬湖等湖庫，多級(jí)提水北上，實(shí)現(xiàn)江、淮、沂三大水系跨流域調(diào)水?，F(xiàn)已建成江都、淮安、淮陰、泗陽、劉老澗、皂河、劉山、解臺(tái)、沿湖等9個(gè)梯級(jí)23座泵站，輸水干線長(zhǎng)404 km。抽江能力400 m3/s，入下級(jí)湖能力為32 m3/s。為避免南四湖生態(tài)環(huán)境遭受毀滅性破壞，國家防汛抗旱總指揮部、水利部決定利用江蘇省江水北調(diào)工程，實(shí)施從長(zhǎng)江向南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水，計(jì)劃

4、入下級(jí)湖水量1.1億 m3，其中入上級(jí)湖0.5億 m3。同時(shí)，江蘇北部的徐州、宿遷旱情比較嚴(yán)重，需要調(diào)江水抗旱；且駱馬湖蓄水不足，需補(bǔ)水以滿足來年要求。根據(jù)江水北調(diào)工程狀況和應(yīng)急補(bǔ)水要求，江蘇制定了“啟用主線，內(nèi)外結(jié)合，江淮并用，分段調(diào)度，八級(jí)入湖”的運(yùn)行原則。即：以大運(yùn)河線為調(diào)水主線，其他線路作為備用；統(tǒng)籌考慮省內(nèi)用水、省內(nèi)補(bǔ)水、應(yīng)急補(bǔ)水的關(guān)系；立足長(zhǎng)江，盡量利用淮水；調(diào)水分為長(zhǎng)江至洪澤湖、洪澤湖至駱馬湖、駱馬湖至下級(jí)湖三個(gè)區(qū)段進(jìn)行調(diào)度；不啟用沿湖站，由解臺(tái)站直送入湖。根據(jù)運(yùn)行原則和水源情況，對(duì)南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水期水量平衡進(jìn)行了測(cè)算(表1)。由于應(yīng)急補(bǔ)水是一次綜合調(diào)水過程，需要合理拆分各種水

5、量，以對(duì)應(yīng)急補(bǔ)水進(jìn)行考核。測(cè)算中，淮水優(yōu)先用于省內(nèi)供水和駱馬湖補(bǔ)水，沿線輸水損失水量全部計(jì)入應(yīng)急補(bǔ)水，泵站單位能耗采用19972001年各泵站平均值。據(jù)此，應(yīng)急補(bǔ)水需抽江水57 110萬 m3，利用淮水1 369萬 m3，需耗電5 214萬kW·h。江都站至皂河站需運(yùn)行30 d，劉山站至下級(jí)湖需運(yùn)行34 d。3 應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水過程2002年12月8日，江蘇境內(nèi)8級(jí)泵站及相關(guān)水閘同時(shí)啟動(dòng)，應(yīng)急補(bǔ)水開始。12月20日，入下級(jí)湖的水量3 000萬m3，下級(jí)湖水位達(dá)到了向上級(jí)湖補(bǔ)水的要求，山東開始由下級(jí)湖向上級(jí)湖提水。12月24日，因淮河來水較多，淮陰站停機(jī)，洪澤湖以北的改為全部調(diào)淮水。200

6、3年1月6日，應(yīng)急調(diào)水長(zhǎng)江至駱馬湖段的調(diào)水任務(wù)完成，但繼續(xù)向駱馬湖補(bǔ)水。1月21日解臺(tái)站停機(jī)，到1月24日下級(jí)湖的水量達(dá)11 540萬m3，完成了應(yīng)急補(bǔ)水江蘇段的任務(wù)。3月4日，入上級(jí)湖水量5 052萬m3，至此，向南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水任務(wù)全面完成。應(yīng)急補(bǔ)水期實(shí)測(cè)了重要斷面的水量，表2為南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水期各梯級(jí)水量統(tǒng)計(jì)表。         4 應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水分析4.1 水量分析經(jīng)過對(duì)應(yīng)急補(bǔ)水期水量的平衡分析，水量總體上控制在計(jì)劃值范圍內(nèi)。突出表現(xiàn)為輸水損失較小，各市計(jì)劃用水量得到有效控制。說明補(bǔ)水計(jì)劃的制定比較科學(xué)并

7、留有余地，補(bǔ)水期的調(diào)度合理，沿線用水管理到位。計(jì)劃偏差主要出現(xiàn)在駱馬湖以北。一方面由于駱馬湖以北水系復(fù)雜，且歷史資料較少，在制定計(jì)劃時(shí)，對(duì)船閘用水、區(qū)間來水、泵站抽水能力等因素考慮不足。另一方面由于駱馬湖以北抽水能力較小，計(jì)劃制定的精度要求也就高。如補(bǔ)水期劉山站的平均流量為47.3 m3/s，而劉山船閘的耗水量就達(dá)4.5 m3/s；解臺(tái)船閘的耗水量更是占到解臺(tái)站抽水量的20。江都站至淮安站全長(zhǎng)120 km。應(yīng)急補(bǔ)水期間，江都站抽水29 220萬m3，通過淮安引江閘和淮安站出去水量25 520萬m3，河段進(jìn)出水量差值為3 700萬m3。由于補(bǔ)水期間沿途各取水口門全部關(guān)閉并采取了堵漏措施，沿線取水

8、量近似為0，因此差值為河槽蓄水變量和水量損失兩部分之和。根據(jù)水位變幅計(jì)算河槽蓄水變量390萬m3，以2000年測(cè)定的輸水損失標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算補(bǔ)水期間損失量為3 338萬m3，兩部分合計(jì)與河段進(jìn)出水量差值吻合。劉山站至入下級(jí)湖河段全長(zhǎng)86 km。應(yīng)急補(bǔ)水期間，劉山站進(jìn)入水量18 385萬m3，入下級(jí)湖出水量11 010萬m3，劉山船閘出水量約1 750萬m3，兩斷面間實(shí)際進(jìn)出水量差值為5 625萬m3。補(bǔ)水期間，該河槽蓄水變量約351萬m3，徐州市用水約2 008萬m3，計(jì)算輸水損失量2 369萬m3，三者合計(jì)為4 728萬m3，較實(shí)際進(jìn)出水量差值偏小897萬m3，主要原因是由于向南四湖補(bǔ)水，解臺(tái)站至下

9、級(jí)湖水位一直維持在31.10 m左右，此水位為以前從未有過的高水位，因此運(yùn)河干流加上部分支流長(zhǎng)約40多km的河段輸水損失增大。計(jì)算分析結(jié)果表明，在冬季輸水的情況下，通過加強(qiáng)管理，河道輸水損失（包括沿線取水口漏水）可以控制在實(shí)測(cè)輸水損失1.01.5倍之間。4.2 水質(zhì)分析補(bǔ)水期間，對(duì)解臺(tái)站、藺家壩船閘兩個(gè)斷面的水質(zhì)各進(jìn)行了5次監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括水溫、pH值、溶解氧等10項(xiàng)。劉山站直接抽取駱馬湖水，經(jīng)解臺(tái)站抽水后進(jìn)入徐州市郊郊區(qū)，在劉山站流量37 m3/s的情況下，4次監(jiān)測(cè)結(jié)果為類水標(biāo)準(zhǔn)，1次為類。藺家壩船閘斷面為入下級(jí)湖代表斷面，入湖流量在25 m3/s左右。5次取樣化驗(yàn)，有3次為，1次為類，1

10、次為類?？刂苾蓚€(gè)斷面水質(zhì)的主要因素均為高錳酸鹽指數(shù)，其次為亞硝酸鹽氮和揮發(fā)酚。藺家壩水質(zhì)劣于解臺(tái)站水質(zhì)，是因?yàn)榻馀_(tái)站至藺家壩有多個(gè)納污河道，主要有荊馬河和柳新河，雖有閘門控制，但區(qū)間仍有少量污染匯入。應(yīng)急補(bǔ)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，隨著東線治污力度的不斷加大，加之東線的調(diào)水量要遠(yuǎn)大于應(yīng)急補(bǔ)水量，東線工程的水質(zhì)是有保障的。4.3 泵站運(yùn)行分析5 存在問題江蘇江水北調(diào)工程經(jīng)過40年的建設(shè)管理，積累了比較豐富的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理經(jīng)驗(yàn)。但在應(yīng)急補(bǔ)水過程，為保證補(bǔ)水的順利進(jìn)行和有效控制費(fèi)用，而實(shí)行精細(xì)調(diào)度、水量精確計(jì)量、嚴(yán)格考核能耗、合同化管理，這在整個(gè)江水北調(diào)工程運(yùn)行中還是第一次。通過應(yīng)急補(bǔ)水，既積累了

11、一定的經(jīng)驗(yàn)，也暴露出江水北調(diào)工程存在的問題。5.1 泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程江水北調(diào)泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程主要以用水高峰期的水面線推算確定。在用水高峰期調(diào)水，由于各級(jí)泵站間的用水量比較大，故輸水水位坡降大，據(jù)此設(shè)計(jì)的泵站揚(yáng)程相應(yīng)較高。南水北調(diào)工程實(shí)施后，非用水高峰期的調(diào)水機(jī)會(huì)大大增加，此時(shí)，區(qū)段水位坡降較?。煌瑫r(shí)，由于各級(jí)抽水能力加大，而區(qū)間用水量不變乃至減少，用水高峰期的水位坡降也將減小。故東線各級(jí)泵站運(yùn)行揚(yáng)程將小于現(xiàn)有江水北調(diào)工程。設(shè)計(jì)揚(yáng)程與運(yùn)         參考文獻(xiàn)1 黃海田,陳衛(wèi)東,宋淳.江蘇省江水北調(diào)工程泵站抽水費(fèi)用初步分

12、析J. 中國農(nóng)村水利水電, 2003(1): 5254.黃海田,仇寶云. 江水北調(diào)工程運(yùn)行管理初步分析J. 排灌機(jī)械, 2002(5): 36.Analysis of Ecological Urgent Water Replenishing From the Yangtze River to Nansihu Lake Abstract: This paper describes the process of ecological urgent water replenishing from the Yangtze River to Nansihu Lake on the basis of the existing water diversion project from the Yangtze River to the northern areas in Jiangsu Province. authors also analyze the water resources coordination, project operation, balance and loss of water quantity, quality of water and so on. In the end, the problems of this wat