懷洪新河水控制工程調(diào)度淺析

宋正明

懷洪新河水控制工程調(diào)度淺析

宋正明

一、工程概況

懷洪新河是一條大型人工河道，西起渦河下游懷遠(yuǎn)何巷，至固鎮(zhèn)澥河洼，由澥河、澮河、漴潼河?xùn)|入洪澤湖，流域面積1.2萬(wàn)km2，干流河道全長(zhǎng)121km（安徽95km），懷洪新河主要控制性水工程基本都在安徽境內(nèi)，其工程主體內(nèi)容包括：河道兩岸堤防254.71km，大中型水閘9座，橋梁6座，穿堤建筑物99座，堤頂防汛道路156.68km。作為淮河防洪工程體系的重要組成部分，懷洪新河主要功能是分泄淮河干流洪水，擴(kuò)大流域排水出路，兼有灌溉、供水等功能。通過(guò)多年的運(yùn)行，水管單位已經(jīng)逐步積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，為懷洪新河水工程的科學(xué)化、規(guī)范化調(diào)度創(chuàng)造了條件。

二、調(diào)度的一般原則

1.防洪調(diào)度

懷洪新河何巷閘的分洪調(diào)度是由中央防總下達(dá)調(diào)度指令，經(jīng)淮河防總和安徽防總下達(dá)到安徽省懷洪新河河道管理局（下稱管理局），管理局通知何巷閘管理處執(zhí)行。其他大型水閘由安徽防總下達(dá)調(diào)度指令，管理局和閘管單位執(zhí)行。沿河中小型涵閘則由市、縣防指商管理局和閘管單位后，由閘管單位執(zhí)行。管理局接到指令后，應(yīng)迅速通知各管理局、水閘管理單位并立即做好分洪準(zhǔn)備，安全細(xì)致檢查工程管理各項(xiàng)設(shè)施、設(shè)備，確保分洪安全。按照指令和規(guī)范嚴(yán)格運(yùn)行各閘調(diào)度，特別注意符懷新河河道不沖刷流速、串沱湖分洪開(kāi)啟條件和沿懷洪新河小型涵閘的適時(shí)啟閉等，以確保工程安全。

2.排澇調(diào)度

懷洪新河流域平原遼闊、內(nèi)河縱橫，加之地處季風(fēng)氣候區(qū)，流域70%降雨量集中在6~9月，因此極易發(fā)生內(nèi)澇，懷洪新河的排澇調(diào)度對(duì)降低澇災(zāi)損失至關(guān)重要。（1）安全第一。除了做好設(shè)備運(yùn)行前檢查和養(yǎng)護(hù)外，清除水閘管理范圍的非航行船只和網(wǎng)箱等養(yǎng)殖漁具，確保澇情發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)開(kāi)閘泄水。（2）提前預(yù)泄。當(dāng)流域或主要支流發(fā)生強(qiáng)降雨時(shí)，干流水閘要及時(shí)提前預(yù)泄，騰出庫(kù)容降低外河水位，有利于搶排澇水。排澇調(diào)度指令除明確開(kāi)閘泄水時(shí)間外，還應(yīng)明確運(yùn)行閘前水位控制區(qū)間，以利閘管單位控制。（3）科學(xué)調(diào)度。排澇調(diào)度會(huì)商應(yīng)盡可能考慮淮河干流水位頂托、流域干支流降水雨量分布、河道產(chǎn)流水量、澇水推進(jìn)速度、局部災(zāi)情發(fā)生情況等諸多影響因素，做到科學(xué)調(diào)度。當(dāng)排澇接近結(jié)束時(shí)，注意截留尾水，使雨洪資源得到有效利用。

3.供水調(diào)度

懷洪新河供水調(diào)度主要由市級(jí)防指根據(jù)靠近干流的流域缺水情況提出引水要求，管理局根據(jù)蚌埠閘上水位的高低采取相應(yīng)的調(diào)水方案。供水調(diào)度時(shí)必須考慮：（1）節(jié)水原則。由于懷洪新河流域是淮河干流的組成部分，其干流緊靠淮干，一般情況下，懷洪新河流域缺水時(shí)淮干水量也不會(huì)充沛。因此，引淮水量應(yīng)當(dāng)節(jié)水為先，以截留蚌埠閘下泄多余水量為優(yōu)。（2）安全為重。主要是必須考慮淮河和渦河來(lái)水水質(zhì)，不得將超標(biāo)準(zhǔn)污水引入懷洪新河，以免影響本流域的水生態(tài)環(huán)境，造成農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的損失。（3）引防結(jié)合。即在條件許可時(shí)，引水量既要基本滿足工農(nóng)業(yè)用水需要，同時(shí)，控制性水閘不得超蓄，以免出現(xiàn)流域或局地集中降雨導(dǎo)致開(kāi)閘棄水的被動(dòng)局面和不良影響。

三、主要水閘的調(diào)度運(yùn)行

懷洪新河干流控制性大型水工建筑物主要有何巷閘、新湖洼閘、西壩口閘、山西莊閘和新開(kāi)沱河閘，在服從工程調(diào)度共性的同時(shí)，也應(yīng)注意本身調(diào)度運(yùn)行的特點(diǎn)。

1.何巷閘

何巷閘的調(diào)度啟用，除了嚴(yán)格遵從調(diào)度指令外，還要嚴(yán)格遵守何巷閘的控制運(yùn)用辦法。特別是分洪時(shí)的閘門(mén)運(yùn)行必須按照程序分級(jí)均勻開(kāi)啟，每級(jí)開(kāi)啟高度及相鄰孔閘門(mén)開(kāi)啟高度差均不大于0.5m。設(shè)計(jì)分洪條件下每級(jí)14孔全部開(kāi)啟后，待下游水位達(dá)到下一級(jí)水位時(shí)按同樣順序開(kāi)啟第二級(jí)，直至達(dá)到要求的分洪流量。當(dāng)何巷閘全部打開(kāi)仍然達(dá)不到規(guī)定流量時(shí)，再開(kāi)啟船閘上下游閘門(mén)分洪（船閘運(yùn)行按船閘操作規(guī)程進(jìn)行），以擴(kuò)大分洪流量。嚴(yán)格的操作規(guī)程，除了充分考慮閘體本身過(guò)水安全，同時(shí)也要避免分洪水流對(duì)下游符懷新河段河道和堤防的沖刷。

何巷閘的引水主要是引入蚌埠閘上游的多余水量，一般是小開(kāi)度引水，流量多在100m3左右，只要按照規(guī)程操作，一般沒(méi)有大問(wèn)題。

2.新胡洼閘

胡洼閘的分洪調(diào)度既要與何巷閘保持相近的流量，又要充分考慮分洪對(duì)符懷新河的沖刷影響控制運(yùn)行，因此要采取胡洼閘與何巷閘聯(lián)調(diào)措施。在聯(lián)調(diào)過(guò)程中不僅要分時(shí)段分過(guò)程考慮兩閘過(guò)水面積的對(duì)應(yīng)，還要兼顧兩閘區(qū)間來(lái)水。

該閘的排澇調(diào)度主要是排除四方湖閘以上的北淝河來(lái)水和符懷新河區(qū)間來(lái)水。由于北淝河上游河道阻水嚴(yán)重，通常湖心洪水退至四方湖閘前需要滯遲4~5天，水位的起漲速率也十分緩慢。因此，為了減少四方湖閘的頻繁調(diào)度和現(xiàn)實(shí)影響，可以采取四方湖閘與新湖洼閘聯(lián)調(diào)的調(diào)度方式排澇，即當(dāng)北淝河流域發(fā)生強(qiáng)降雨、四方湖閘前水位開(kāi)始起漲時(shí)，把四方湖閘全部打開(kāi)并提出水面，新湖洼閘根據(jù)來(lái)水量和流速，合理調(diào)節(jié)閘門(mén)開(kāi)度，既有利于澇水下泄，也有利于后期的截洪蓄水。通過(guò)近年的實(shí)踐，效果滿意。

新湖洼閘一般情況下只是維持正常水位，為符懷新河兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供水源，不足時(shí)由何巷閘按規(guī)定引水補(bǔ)充。當(dāng)需要向新湖洼閘以下引水時(shí)，其閘門(mén)開(kāi)度應(yīng)保持與何巷閘引水流量基本一致。

3.西壩口閘

西壩口閘是懷洪新河干流河道末級(jí)控制工程，分洪和排澇調(diào)度手段基本一致。調(diào)度中必須充分考慮香澗湖灘槽處理工程實(shí)施后，上游洪峰推進(jìn)速度明顯加快的因素，西壩口閘要按規(guī)程操作并逐步把閘門(mén)提出水面。但該閘匯水面積廣闊，蓄供水任務(wù)重，在分洪和排澇的后期，閘管單位必須充分考慮胡洼閘來(lái)水，澥河洼、香澗湖區(qū)間來(lái)水以及固鎮(zhèn)閘來(lái)水的情況，合理確定關(guān)閘時(shí)間，確保洪水澇水放得快、留得住，使洪水資源得到有效利用。

西壩口閘控制的香澗湖正常庫(kù)容水量超過(guò)1億m3，條件允許時(shí)，從蚌埠閘上引水是主要補(bǔ)充水源，一般均按正常蓄水位14.67m控制。但該閘閉門(mén)時(shí)上下游的安全水位差為2.3m，如果下游洪澤湖水位下降很快，接近或達(dá)到2.3m時(shí)，必須考慮小開(kāi)度開(kāi)閘泄水，以確保水閘的安全。近年類似情況已有發(fā)生。

4.山西莊閘和新開(kāi)沱河閘

兩座大型水閘分別是沱湖的進(jìn)、出口的控制性工程。在分洪時(shí)，當(dāng)山西莊閘閘前水位達(dá)到15.52m并趨勢(shì)繼續(xù)上漲的時(shí)候，應(yīng)開(kāi)閘敞開(kāi)過(guò)洪。同時(shí)，新開(kāi)沱河閘也必須提出水面，加快洪水和沱湖上游澇水的下泄。當(dāng)山西莊閘閘前水位降到15.52m以下并趨勢(shì)繼續(xù)下落的時(shí)候，山西莊閘關(guān)閉，新開(kāi)沱河閘繼續(xù)排除澇水直至到正常水位時(shí)關(guān)閘蓄水。新開(kāi)沱河閘關(guān)閘時(shí)間既要考慮沱湖周邊的來(lái)水，更重要的是沱河的入湖客水流量，以最大限度地減少洪澇災(zāi)損失和截蓄水資源。

四、水工程調(diào)度展望與建議

作為治淮骨干工程之一，懷洪新河經(jīng)過(guò)多年的調(diào)度和運(yùn)行，已經(jīng)發(fā)揮了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，懷洪新河由于其特殊的地理位置將發(fā)揮更大的作用，其水工程的調(diào)度也將隨之愈加優(yōu)化、愈加科學(xué)。

1.懷洪新河的分洪作用得到充分發(fā)揮

懷洪新河分洪對(duì)降低淮干水位、提高淮河抗洪能力的作用已經(jīng)在2003年、2007年兩次分洪中得到充分體現(xiàn)。兩次分洪分別降低淮干蚌埠段水位0.4m和0.45m左右，緩解了淮南、蚌埠城市圈堤及淮北大堤等重要堤防的防汛壓力，為重要圩堤搶險(xiǎn)爭(zhēng)取了時(shí)間，避免了一般堤防及蚌埠以下的方邱湖等行洪區(qū)進(jìn)洪損失，保證了津浦鐵路等重要設(shè)施的安全運(yùn)行。當(dāng)然，分洪必然對(duì)本流域的排澇產(chǎn)生延滯影響，但從總體上來(lái)看，分洪效益遠(yuǎn)大于因洪至澇的損失。同時(shí)，只要分洪時(shí)段與排澇時(shí)段錯(cuò)峰而行，就會(huì)大大降低外洪影響損失。2007年錯(cuò)峰分洪1000 m3/s，對(duì)懷洪新河的排澇基本上沒(méi)有影響。因此，在《淮河防御洪水方案》的要求下，根據(jù)淮干洪水情況，適當(dāng)增加懷洪新河相機(jī)分洪的機(jī)率，將使其防洪作用得到更為充分的發(fā)揮。

2.跨區(qū)域水資源配置對(duì)水工程調(diào)度提出新的要求

懷洪新河是淮河以北地區(qū)的大型人工河道，其香澗湖具有3億多m3的水資源可蓄量，無(wú)疑是解決皖東北地區(qū)缺水的重要調(diào)蓄庫(kù)。安徽省即將實(shí)施淮水北調(diào)工程和已經(jīng)實(shí)施的淮北礦業(yè)集團(tuán)臨渙管道供水工程，都把懷洪新河作為重要的水源地和調(diào)節(jié)庫(kù)。

跨區(qū)域調(diào)水戰(zhàn)略的實(shí)施，使懷洪新河的水資源地位得到提升，同時(shí)也對(duì)水控制工程的調(diào)度提出了新的要求。（1）為了滿足可能發(fā)生的調(diào)水需要，維持工程正常蓄水位將成為常態(tài)。（2）水資源配置必須科學(xué)，不僅要考慮蚌埠區(qū)域的季節(jié)用水，同時(shí)要為宿縣、淮北兩市和淮北礦業(yè)集團(tuán)的基本調(diào)水量留有余地。（3）補(bǔ)充水源一方面更加注重自流引入蚌埠閘棄水，以減小機(jī)電抽水成本。另一方面，淮水北調(diào)五河排灌站可以從蚌埠閘以下抽淮入懷，成為懷洪新河新的補(bǔ)水水源。（4）水資源節(jié)約更顯重要，沿懷的小型涵閘應(yīng)當(dāng)有所控制，不能再常年打開(kāi)無(wú)限制引水。（5）行政管理體系也將有所改變，以適應(yīng)跨區(qū)域調(diào)水的需要。

3.懷洪新河為農(nóng)業(yè)大灌區(qū)建設(shè)提供水資源保障

由于灌溉配套工程滯后，導(dǎo)致懷洪新河的農(nóng)業(yè)灌溉綜合效益不能充分發(fā)揮，目前，有效灌溉面積不足100萬(wàn)畝。懷洪新河蓄水能力的提高，流域內(nèi)澮河、澥河等河道蓄水量的增加，從淮干補(bǔ)水條件的日趨成熟，使得懷洪新河已經(jīng)具備建設(shè)大灌區(qū)的基本條件。懷洪新河灌區(qū)建設(shè)已經(jīng)列入安徽省“十二五”水利改革發(fā)展規(guī)劃，《懷洪新河灌區(qū)規(guī)劃》經(jīng)水利部初審。

懷洪新河灌區(qū)的建設(shè)進(jìn)一步拓展了工程效益，使得農(nóng)田保證面積提高到現(xiàn)有的3倍以上，其工程調(diào)度的科學(xué)性必須有極大的提高。必須考慮以下幾個(gè)方面：（1）大力宣傳節(jié)約用水，實(shí)施灌區(qū)的節(jié)水工程。（2）灌區(qū)引水應(yīng)當(dāng)盡可能與跨區(qū)域調(diào)水錯(cuò)時(shí)，在外調(diào)水受水區(qū)用水的低谷期引水，存蓄在灌區(qū)的大溝、干支渠內(nèi)，以免造成干旱季節(jié)水資源緊張。（3）地下水位高的地方，可以建機(jī)井灌溉或與地表水混用灌溉。（4）雨季注意攔截地表徑流，既可以用于旱季灌溉，也可以減少灌溉成本。

4.現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)應(yīng)成為水工程調(diào)度管理新手段

綜上所述，懷洪新河的現(xiàn)狀和近遠(yuǎn)期發(fā)展都對(duì)其水工程調(diào)度提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求，必須實(shí)行現(xiàn)代化科學(xué)調(diào)度，否則難以適應(yīng)多功能、多途徑、多區(qū)域、多方向的調(diào)度要求?？茖W(xué)調(diào)度應(yīng)當(dāng)包括調(diào)度管理科學(xué)和調(diào)度技術(shù)科學(xué)兩個(gè)方面。

在調(diào)度管理上，除防洪調(diào)度以外，其他應(yīng)當(dāng)實(shí)行管理程序的扁平化，減少行政管理程序和交叉管理。應(yīng)建立迅捷有效的會(huì)商管理平臺(tái)，使得調(diào)度決策全面、準(zhǔn)確、及時(shí)。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)制定懷洪新河水工程綜合調(diào)度預(yù)案和水量分配方案，在綜合多年調(diào)度經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，賦予閘管單位自主調(diào)度權(quán)。隨著工程功能的不斷擴(kuò)展，預(yù)案方案及時(shí)予以修訂，以適應(yīng)不斷變化的需要。在調(diào)度技術(shù)科學(xué)上，科學(xué)技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)成為懷洪新河水工程調(diào)度的強(qiáng)有力支撐。面向新時(shí)代的社會(huì)發(fā)展要求，水利工程管理的系統(tǒng)化、科學(xué)化勢(shì)在必行，做到調(diào)度控制信息化、數(shù)據(jù)化、可視化、數(shù)字化，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度現(xiàn)代化

（作者單位：安徽省懷洪新河河道管理局 233000）

（專欄編輯：顧 梅）