水利工程論文-從長江向南四湖應急生態(tài)補水運行分析.doc

水利工程論文-從長江向南四湖應急生態(tài)補水運行分析摘要：介紹了利用江蘇江水北調(diào)工程向南四湖應急生態(tài)補水運行過程，分析了水情調(diào)度、工程運行、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)劃和運行參考。關鍵詞：跨流域調(diào)水生態(tài)補水運行分析1應急生態(tài)補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個縣（市）、3.17萬km2的來水。1958年建設的二級壩工程將南四湖分為上級湖、下級湖兩部分。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370mm，比常年同期少48；汛期（69月）降水量為225mm，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，上級湖水位降至32.00m，基本干涸，為歷史最低水位；8月25日，下級湖水位降至29.85m，相應蓄水量僅約為0.10億m3，接近干涸。期間，山東省實施了兩次引黃濟湖，合計入上級湖水量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)達到二百年一遇。由于特大干旱，使南四湖地區(qū)遭受嚴重損失，32萬人發(fā)生飲水困難，66.67萬hm2農(nóng)作物普遍受旱，京杭運河濟寧段130km的主航道全線斷航。同時，干旱對南四湖的生態(tài)環(huán)境造成了很大的威脅。2應急生態(tài)補水方案江蘇省從1961年開始建設江水北調(diào)工程。工程從長江取水，利用京杭大運河蘇北段作為輸水干河，串聯(lián)洪澤湖、駱馬湖等湖庫，多級提水北上，實現(xiàn)江、淮、沂三大水系跨流域調(diào)水。現(xiàn)已建成江都、淮安、淮陰、泗陽、劉老澗、皂河、劉山、解臺、沿湖等9個梯級23座泵站，輸水干線長404km。抽江能力400m3/s，入下級湖能力為32m3/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，實施從長江向南四湖應急生態(tài)補水，計劃入下級湖水量1.1億m3，其中入上級湖0.5億m3。同時，江蘇北部的徐州、宿遷旱情比較嚴重，需要調(diào)江水抗旱；且駱馬湖蓄水不足，需補水以滿足來年要求。根據(jù)江水北調(diào)工程狀況和應急補水要求，江蘇制定了“啟用主線，內(nèi)外結合，江淮并用，分段調(diào)度，八級入湖”的運行原則。即：以大運河線為調(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)補水、應急補水的關系；立足長江，盡量利用淮水；調(diào)水分為長江至洪澤湖、洪澤湖至駱馬湖、駱馬湖至下級湖三個區(qū)段進行調(diào)度；不啟用沿湖站，由解臺站直送入湖。根據(jù)運行原則和水源情況，對南四湖應急生態(tài)補水期水量平衡進行了測算(表1)。由于應急補水是一次綜合調(diào)水過程，需要合理拆分各種水量，以對應急補水進行考核。測算中，淮水優(yōu)先用于省內(nèi)供水和駱馬湖補水，沿線輸水損失水量全部計入應急補水，泵站單位能耗采用19972001年各泵站平均值。據(jù)此，應急補水需抽江水57110萬m3，利用淮水1369萬m3，需耗電5214萬kWh。江都站至皂河站需運行30d，劉山站至下級湖需運行34d。3應急生態(tài)補水過程2002年12月8日，江蘇境內(nèi)8級泵站及相關水閘同時啟動，應急補水開始。12月20日，入下級湖的水量3000萬m3，下級湖水位達到了向上級湖補水的要求，山東開始由下級湖向上級湖提水。12月24日，因淮河來水較多，淮陰站停機，洪澤湖以北的改為全部調(diào)淮水。2003年1月6日，應急調(diào)水長江至駱馬湖段的調(diào)水任務完成，但繼續(xù)向駱馬湖補水。1月21日解臺站停機，到1月24日下級湖的水量達11540萬m3，完成了應急補水江蘇段的任務。3月4日，入上級湖水量5052萬m3，至此，向南四湖應急生態(tài)補水任務全面完成。應急補水期實測了重要斷面的水量，表2為南四湖應急生態(tài)補水期各梯級水量統(tǒng)計表。4應急生態(tài)補水分析4.1水量分析4.1.1水量平衡江蘇境內(nèi)應急補水分為三個時段。第一階段從12月8日至12月24日，江水、淮水同時北調(diào)，期間共抽江27208萬m3，調(diào)淮水16644萬m3；第二階段從12月24日至1月6日，全部調(diào)淮水，并完成駱馬湖以南的應急調(diào)水任務，期間調(diào)淮水31044萬m3；第三階段到1月21日，江蘇段補水任務完成。補水期間，共抽江水29220萬m3，引淮水47688萬m3，區(qū)間來水8428萬m3，合計為85336萬m3。補入南四湖的水量占總抽引水量的13?？偹恐邪搜鼐€各市用水量，沿途輸水損失水量，向駱馬湖、石梁河水庫的補水量。其中，干線輸水損失約為27626萬m3，沿線揚州、淮安、宿遷、徐州用水約為8300萬m3，向連云港、鹽城供水約為28400萬m3，向駱馬湖補水約為10000萬m3。經(jīng)過對應急補水期水量的平衡分析，水量總體上控制在計劃值范圍內(nèi)。突出表現(xiàn)為輸水損失較小，各市計劃用水量得到有效控制。說明補水計劃的制定比較科學并留有余地，補水期的調(diào)度合理，沿線用水管理到位。計劃偏差主要出現(xiàn)在駱馬湖以北。一方面由于駱馬湖以北水系復雜，且歷史資料較少，在制定計劃時，對船閘用水、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，計劃制定的精度要求也就高。如補水期劉山站的平均流量為47.3m3/s，而劉山船閘的耗水量就達4.5m3/s；解臺船閘的耗水量更是占到解臺站抽水量的20。4.1.2輸水損失應急生態(tài)補水輸水線路總長404km，且都為行洪河道，河道輸水損失大；同時，由于泵站抽水能力的限制，入湖流量較小，補水時間長。因此，輸水損失占總水量的比例大。2000年，江蘇對江水北調(diào)輸水損失進行了實測，表1在進行水量平衡計算時，輸水損失采用實測值的2倍進行測算。江都站至淮安站全長120km。應急補水期間，江都站抽水29220萬m3，通過淮安引江閘和淮安站出去水量25520萬m3，河段進出水量差值為3700萬m3。由于補水期間沿途各取水口門全部關閉并采取了堵漏措施，沿線取水量近似為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)水位變幅計算河槽蓄水變量39