錢睿智 王永東 顧春鋒
揚州市過境水資源量分析評價
錢睿智王永東顧春鋒
揚州市位于淮河和長江兩大流域交匯處,既是淮河入江的洪水走廊,又為江水北送的輸水通道,過境水資源量豐富。長江依境東流,淮河入江水道和京杭大運河縱貫全境,南水北調(diào)東線一期工程利用境內(nèi)京杭運河、三陽河等骨干河道引江北送。作為國家南水北調(diào)以及江蘇省江水北調(diào)共同的水源地和輸水干線所在地,揚州市過境水資源在國家和江蘇省的水資源調(diào)配戰(zhàn)略和防洪減災(zāi)體系中具有重要地位。
由水資源分區(qū)可知,揚州市處于長江、淮河兩大流域的下游,以京杭大運河、江淮分水嶺、揚州城區(qū)潤揚路、老328國道為界分為四個四級水資源區(qū),分別為高寶湖區(qū)、里下河腹部區(qū)、儀六區(qū)和通南沿江區(qū)(揚),此外考慮京杭大運河的所處位置和調(diào)度情況,將京杭大運河也作為一個區(qū)域進行分析。
揚州市過境水主要經(jīng)過高寶湖區(qū)和里下河地區(qū),高寶湖區(qū)入境水量中大部分不能被利用,特別是洪水期,作為洪水走廊,大量洪水棄水經(jīng)入江水道排泄入江;里下河區(qū)入境水量作為可利用水量對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻巨大,尤其是灌溉期對里下河運東灌區(qū)的灌溉用水提供了可靠保證,因此,過境水量的合理化開發(fā)利用顯得尤為重要。
高寶湖區(qū)主要是淮河入江水道承接淮河下泄洪水入江;京杭大運河作為南水北調(diào)重要的輸水通道,過境水量江水部分從涇河往北出揚州市,部分沿大運河?xùn)|堤閘壩、涵洞、泵站入里下河腹部區(qū),過境水量淮水從涇河往南入揚州境內(nèi)后通過芒稻閘入江;里下河腹部區(qū)入境水量部分來自京杭大運河,部分來自江都東閘引江,從揚州泰州市際交界處出境;儀六區(qū)水系和通南沿江區(qū)(揚)相對封閉,暫不考慮過境水量。各計算單元過境水量計算方法如下:
(1)高寶湖區(qū)過境水量根據(jù)已設(shè)的國家水文站作為控制斷面計算水量。入境斷面選擇三河閘(中渡)、出境以萬福閘、金灣閘、太平閘為控制斷面。
(2)京杭大運河過境水量以涇河、江都抽水站、芒稻閘作為控制斷面進行計算,按水源類型劃分為江水和淮水兩部分。
江水:入境水量以江都抽水站的引江水量進行統(tǒng)計,出境水量以涇河的北送水量進行統(tǒng)計,兩者的差值作為入里下河的部分江水量。
淮水:入境水量以涇河的南下水量進行統(tǒng)計,出境水量以芒稻閘排泄水量與江都樞紐發(fā)電水量之和扣除江都抽水站排澇水量進行統(tǒng)計,出入境水量的差值作為入里下河的淮水量。
(3)里下河腹部區(qū)過境水量(江水)分為兩條線路計算:一是京杭大運河,以江都抽水站和涇河站控制京杭大運河,此段的引江水量作為引入里下河腹部區(qū)的入境水量,出境水量通過巡測資料推算(具體方法見巡測資料分析);二是新通揚運河,以江都東閘和宜陵閘控制新通揚運河,江都東閘引江水量作為里下河腹部區(qū)入境水量,宜陵閘出閘流量作為出境水量。
里下河腹部區(qū)過境水量(淮水),入境水量為京杭大運河入里下河的淮水量,出境水量線路:一是同江水出境線路見巡測資料分析,二是江都抽水站排澇水量。
(4)儀六區(qū)水系和通南沿江區(qū)(揚)相對封閉,暫不考慮過境水量。
通過分區(qū)計算,大致推得全市的年入境水量為229.2億m3,年出境水量為271.0億m3,年凈出水量約為41.8億m3。其中主要為高寶湖區(qū)的過境水量。
揚州市過境水量逐月分配見表1。
揚州地區(qū)過境水量除里下河出境水量外均受閘壩控制監(jiān)測,根據(jù)現(xiàn)有的里下河區(qū)沿揚州市界的巡測資料,對揚州地區(qū)的里下河出境水量進行統(tǒng)計分析。
1.巡測方案
通過事先規(guī)劃與實地查勘,沿揚州市與周邊地區(qū)交界布設(shè)了一條巡測線路,從位處揚泰交界新通揚運河北岸出發(fā)到興化市沙溝鎮(zhèn)的西側(cè)巡測線,該巡測線共有18個測流斷面,這些斷面幾乎控制了揚州市里下河腹部地區(qū)出境的水流情況。
2.巡測成果
2010年9月初、11月初、2011年2月下旬、2013年12月下旬和2014年7月下旬分別進行了五次全斷面流量測量。
五次實測成果:第一次巡測斷面出境流量為69m3/s;第二次巡測斷面出境流量為170m3/s;第三次巡測斷面出境流量為85m3/s;第四次巡測斷面出境流量為96m3/s;第五次巡測斷面出境流量為217m3/s。
第一次巡測時間為2010年9月初,處在汛期且里下河地區(qū)剛經(jīng)歷過一次較強的降水過程,河道水位接近警戒水位,沿運涵閘基本關(guān)閉,引江停止,故出境流量相對較小。該次巡測結(jié)果可基本反映揚州市里下河豐水期的出境水量特點。
第二次巡測時間為2010年11月9~11日,進入枯水期已一個月有余,離上次較強降水過程已相隔兩個月,這時已明顯出現(xiàn)秋旱現(xiàn)象。加之里下河地區(qū)正是秋種季節(jié),大片農(nóng)田需要灌溉,江都水利樞紐引江不息,來水量較大。而位于揚州市下游廣袤的泰州市里下河地區(qū)也因大量的農(nóng)業(yè)用水加大了與揚州市的水位落差,出境流量也比平常明顯增大。
表1 揚州市過境水量逐月分配表 (單位:億m3)
第三次巡測是在2011年春節(jié)假期剛結(jié)束時組織實施的,這時農(nóng)業(yè)用水有限,也沒有較強降水的影響,水利工程常態(tài)化運行,出境水流處在相對平衡的平穩(wěn)時期。
第四次巡測安排在2013年12月下旬,和第三次巡測條件相似,出境水流較為平穩(wěn),所得流量也互為驗證。
第五次巡測是在2014年7月下旬,此時雖為汛期,但里下河地區(qū)降水量偏少、水位較低,江都樞紐引江水量較大,故揚州市出境流量明顯增大,其與里下河地區(qū)非汛期灌溉時的出境流量基本相當(dāng)。
據(jù)分析,一般情況下,揚州市每年的排澇期約有1個月,灌溉期約有5個月,其余的6個月大致屬于平穩(wěn)期。
前三次巡測大致分布在上述三個時期內(nèi),第四次巡測驗證了平穩(wěn)期用水,第五次巡測驗證了灌溉期用水,用時間加權(quán)計算,可以推得揚州市里下河區(qū)各河道出境流量約為132m3/s,折算成年出境水量為41.63 億m3。
過境水量反映了區(qū)域水情特征,包括上游來水情勢及在工程控制條件下經(jīng)耗用水后的泄放情況。不同水平年的過境水量固然有差異,但一年中除汛期特殊水雨情外,上游來水、向下游排泄情勢存在一定的規(guī)律,與區(qū)域水情特征關(guān)系密切,這些相互關(guān)系都是建立在獲取充足的水文要素觀測資料的條件下分析得出的。
揚州市里下河出境水量僅通過四五次巡測,還不能完全掌握其時空變化。要準(zhǔn)確掌握揚州市的進出水流的變化規(guī)律和進出水量大小,應(yīng)當(dāng)在較長的時期內(nèi),按照交界巡測線路,根據(jù)水情、工情變化,適時安排流量測驗。在積累一定資料后,對測量成果進行綜合分析,尋找水量與有關(guān)水文要素的關(guān)系,才能更準(zhǔn)確地推算出、入境水量,從而對防洪排澇、水資源開發(fā)利用及合理配置和水利工程規(guī)劃管理等提供科學(xué)依據(jù)■
(作者單位:江蘇省水文水資源勘測局揚州分局225002)