南海桂城佛山涌蓄水可行性分析

趙永皓 勞應(yīng)文

摘要：基于南海桂城佛山涌建設(shè)壅水閘蓄高水位的要求，探討建設(shè)壅水閘蓄高水位對原有的防洪、排澇、引水等的影響。

關(guān)鍵詞：佛山涌 壅水閘 蓄水 防洪

1 概述

根據(jù)南海桂城佛山涌沿岸城市規(guī)劃要求，計(jì)劃在佛山涌設(shè)置壅水閘，將石石肯至豐收泵站段約2270m長的河面水位蓄高，形成271畝的景觀水面，打造“怡?！本皡^(qū)。同時(shí)壅水閘建成后，抬高河面水位，使東涌水閘可以引入平洲水道新鮮活水，通過一環(huán)東涌，引到千燈湖，改善桂城水環(huán)境。

建設(shè)壅水閘蓄高水位后，對原有的防洪、排澇、引水等有什么影響？本文對此進(jìn)行具體分析如下。

2 防洪安全分析

2.1 現(xiàn)狀防洪安全分析

佛山涌石石肯段外通過石石肯水船閘與外江平洲水道連通，內(nèi)通過軍橋段在文慶橋附近與佛山涌主涌相連，平時(shí)主要受潮水影響，當(dāng)西北江發(fā)生洪水時(shí)，外江的平洲水道水位升高，此時(shí)關(guān)閉石石肯水船閘，使外江洪水不流入佛山涌石石肯段，而佛山主涌主要是承受沙口水閘分洪的北江洪水，由鹽步和沙尾排出外江。佛山涌石石肯段不屬于西北江行洪區(qū)間的河道，即西北江洪水不通過該段河道，但由于沙口水閘分洪，使佛山涌主涌水位升高，相應(yīng)壅高石石肯段河涌的水位。

佛山涌文慶橋附近50年一遇設(shè)計(jì)洪水位3.38m，在圍內(nèi)泵站不排水時(shí)，石石肯段河涌水位與之持平，當(dāng)圍內(nèi)的泵站排水時(shí)，石石肯段河涌壅高約0.3～0.5m，沿岸堤圍按50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)加固并已達(dá)標(biāo)，所以在現(xiàn)狀情況下，已達(dá)到50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 非洪水期防洪安全分析

在非洪水期，佛山涌石石肯段主要受潮水影響，水面高程在-0.5～1.5m之間變化，建壅水閘蓄水后，水面高程平時(shí)維持在1.50m，石石肯泵站引水時(shí)水面高程維持在1.768m，而堤后的地面高程北岸為2.1m，南岸約為1.8m，均高于蓄水水面，且兩岸的堤圍已達(dá)到50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，所以在非洪水期佛山涌石石肯段水位提高到1.768m，對兩岸堤圍的防洪影響不大，可以滿足防洪安全要求。

2.3 洪水期防洪安全分析

洪水期間，壅水閘前后水位連通，防洪條件與蓄水前相同，當(dāng)壩內(nèi)的3號雨水泵站，藤?zèng)_電排站、東二電排站排水時(shí)，總流量為32.24m3/s，而蓄水壩總寬為30m，在3.0m水位情況下，其過壩流速僅為0.57m3/s，相應(yīng)過壩水頭差0.004m，壩后水位壅高很少，所以防洪水位與建壅水閘前基本相同，防洪條件不變，對河涌及沿岸水工建筑物洪水期防洪安全沒有影響。

2.4 河道行洪分析

西北江洪水不直接通過佛山涌石石肯段，屬于非行洪河道，所以建壅水閘與否不影響西北江洪水行洪。當(dāng)洪水期間堰后泵站排水，根據(jù)2.3節(jié)分析，建壅水閘對泵站的排水，區(qū)間行洪影響很小，可以安全行洪。

3 排澇影響分析

3.1 現(xiàn)有排澇設(shè)施

壅水閘內(nèi)的排水設(shè)施見表1。

表1 佛山涌石石肯段沿岸排澇設(shè)施情況表

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3.2 蓄水期排澇分析

沿岸排水設(shè)施以電排為主，自排主要是藤?zèng)_水閘。當(dāng)圍內(nèi)遭遇暴雨，而外江潮水不高時(shí)，可以打開藤?zèng)_水閘，將澇水自排出佛山涌。水閘設(shè)計(jì)排水水位為1.0m，即外江水位低于1.0m時(shí)可以自排，而當(dāng)外江水位高于1.0m時(shí)，需使用藤?zèng)_電排站排水。所以當(dāng)外江蓄水到1.50m后，水閘將無法自排，只能依靠藤?zèng)_電排站排水。根據(jù)估算，由此每年增加開機(jī)時(shí)間為129小時(shí)。東二電排站、3號雨水泵站沒有自排水閘，所以蓄水對其影響不大，只是枯水期排水的揚(yáng)程比未蓄水前略有增大。

3.3 洪水期對排澇影響

洪水期壅水閘內(nèi)外水位持平，水位條件與建堰蓄水之前一樣，現(xiàn)有的排澇設(shè)施運(yùn)行條件不變，所以洪水期對排澇沒有影響。

4 引水影響分析

4.1 總體引水論證成果

2004年7月，由廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院完成《廣東省佛山市佛山水道引水工程水資源論證專題報(bào)告》，報(bào)告根據(jù)佛山市河網(wǎng)水系的水動(dòng)力和水環(huán)境特征，建立一維感潮河網(wǎng)水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)模型來研究在設(shè)計(jì)水文條件、各種引水方案和污染源預(yù)測方案下，模擬計(jì)算佛山涌的水流變化情況、水體交換時(shí)間、水質(zhì)變化情況，根據(jù)計(jì)算成果，選擇最合適的引水方案。

報(bào)告推薦當(dāng)水閘關(guān)閉或引水流量較小時(shí)（即沙口水閘引水流量小于10m3/s，石石肯水閘引水流量小于6m3/s），利用泵站抽水；而水閘引水量較大時(shí)則停止抽水，相應(yīng)沙口、石石肯泵站的要求引水流量分別為18m3/s、13m3/s。

經(jīng)過論證，該引水方案基本上不會影響周邊河道的水位、流向，對水質(zhì)和流量的影響也在可接受范圍內(nèi)。從水資源論證角度上，項(xiàng)目是可以建設(shè)的。

根據(jù)上述論證結(jié)果，佛山市在2005年興建了沙口、石石肯引水泵站，設(shè)計(jì)的引水流量分別為28.5m3/s、17.86m3/s，比規(guī)劃要求分別增加58%、46%，目前兩項(xiàng)工程已經(jīng)投入運(yùn)行，效果良好，說明原來的水資源論證結(jié)論是符合實(shí)際的。

4.2 引水流量影響分析

東涌引水泵站設(shè)計(jì)引水流量6m3/s，主要是滿足桂城中片30km2，46km長河涌約160萬m3涌容的景觀用水的要求，設(shè)計(jì)每天開機(jī)10小時(shí)，每周換水一次，平均每日引水水量為22.5萬m3，平均每日引水流量為2.6m3/s。該部分水量需要石石肯引水泵站每天增加開機(jī)時(shí)間3.3小時(shí)。

根據(jù)《廣東省佛山市佛山水道引水工程水資源論證專題報(bào)告》的論證分析，石石肯引水泵站規(guī)劃引水流量為13m3/s，實(shí)際設(shè)計(jì)引水流量為17.86m3/s，實(shí)際設(shè)計(jì)引水流量比規(guī)劃流量多6m3/s，東涌引水泵站用去6m3/s后，還剩下13m3/s，仍滿足規(guī)劃引水流量要求，由于東涌站不是全日開泵，全日平均流量僅為2.6m3/s，石石肯泵站引水流量扣減東涌站引水流量后，還剩16.4m3/s，所以從引水流量進(jìn)行分析，石石肯引水泵站的引水流量可以滿足東涌引水泵站引水以及佛山涌用水的要求。

當(dāng)佛山涌石石肯段按照1.50m蓄水后，只需打開東涌水閘，就可以直接引水入一環(huán)東涌，不需要使用東涌引水泵站。

4.3 蓄水對石石肯引水運(yùn)行方式的影響

4.3.1 開機(jī)時(shí)間影響

石石肯引水泵站13m3/s設(shè)計(jì)運(yùn)行模式是水閘引水流量低于6m3/s時(shí)開泵抽水，規(guī)劃日平均抽水時(shí)間為19.1小時(shí)，規(guī)劃抽水日平均流量為10.4m3/s，實(shí)際泵站設(shè)計(jì)

引水流量為17.86m3/s，按規(guī)劃要求，日開機(jī)時(shí)間13小時(shí)。

壅水閘建成后，河涌水位蓄高到1.50m，則石石肯水閘引水流量機(jī)會大為減少，減少的引水量需要泵站負(fù)擔(dān)，即需要增加石石肯泵站開機(jī)的時(shí)間。

根據(jù)《廣東省佛山市佛山水道引水工程水資源論證專題報(bào)告》表4-8計(jì)算成果，按水閘低流量開泵引水的方式，石石肯水閘泵站日平均引水流量為12.4m3/s，扣除石石肯泵站平均引水流量10.4m3/s，則水閘日平均引水流量為2.0m3/s，如果由石石肯泵站負(fù)責(zé)水閘引水流量2.0m3/s，則需增加開機(jī)時(shí)間2.5小時(shí)，即每日開機(jī)時(shí)間由現(xiàn)在的13小時(shí)增加到15.5小時(shí)，加上東涌引水泵站需要增加的3.3小時(shí)，則每日開機(jī)時(shí)間為18.8小時(shí)。

4.3.2 機(jī)電設(shè)備工況影響

石石肯引水泵站設(shè)計(jì)引水外水位為0.90m，最高外水位1.50m，蓄水后，當(dāng)閘門門頂降低到1.00m時(shí)，設(shè)計(jì)引水外水位由0.90m提高到1.50m，石石肯泵站引水流量由18.94m3/s減少到17.96m3/s，減少了0.98m3/s。由于引水最高水位沒有超過原石石肯引水泵站設(shè)計(jì)最高水位1.50m，所以對石石肯泵站原有的機(jī)電設(shè)備沒有影響。

5 結(jié)語

綜上所述，建壅水閘，將石石肯水閘至石石肯橋段約2270m長的河面水位蓄高到1.50m，形成271畝的景觀水面，從防洪安全、排澇、引水等各方面分析，影響不大，蓄水是可行的。

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作者簡介：

趙永皓（1981-），男，廣東佛山人，本科，工程師，主要從事水工設(shè)計(jì)施工。